JPH10286683A - Excimer laser machining equipment and method therefor - Google Patents

Excimer laser machining equipment and method therefor

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JPH10286683A
JPH10286683A JP9098769A JP9876997A JPH10286683A JP H10286683 A JPH10286683 A JP H10286683A JP 9098769 A JP9098769 A JP 9098769A JP 9876997 A JP9876997 A JP 9876997A JP H10286683 A JPH10286683 A JP H10286683A
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JP
Japan
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excimer laser
mask
processing
laser beam
lens
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Application number
JP9098769A
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Japanese (ja)
Inventor
Kimihiro Taniguchi
仁啓 谷口
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPH10286683A publication Critical patent/JPH10286683A/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/066Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0017Etching of the substrate by chemical or physical means

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an excimer laser machining equipment and method with a mask imaging method. SOLUTION: An excimer laser machining equipment is provided with are attenuator 7 capable of stepless or step-wise regulation of attenuation of excimer laser beam 6, an energy meter 11 for the excimer laser beam passing through the attenuator, a mask 3 and a lens 4. A machining object its irradiated with the excimer laser beam of a prescribed energy amount by controlling the attenuator 7 corresponding to the relative position of the mask 3, the lens 4 and the machining object 5. Further, by moving against at least two optical axes among the mask, the lens and the machining object while the image formation state of the mask pattern image is kept, the pattern reduction ratio is changed step by step or in stepless, and by keeping the energy density of the excimer laser beam in constant, the machining object is irradiated with the excimer laser beam having the most suitable energy for machining, and a hole whose diameter is changed in the depth direction and a groove whose width is changed, etc., are obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はエキシマレーザ加工
装置ならびにその加工方法に関する。
The present invention relates to an excimer laser processing apparatus and a processing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】エキシマレーザはAr、Kr、Xeなど
の希ガスとハロゲンガスであるF、Clを一定の割合で
混合したガスの中での放電により発振されるものであ
り、紫外領域に短い発振波長を有する高出力パルスレー
ザであり、この特徴を生かして半導体とか電子部品関連
での微細加工など産業上多くの応用例が実用化されてい
る。その応用例として例えばインクジエット記録ヘッド
のオリフィスプレートの微細明けとかフレキシブルプリ
ント基板のスルーホールやヴィアホールの加工をはじめ
とする、高分子材料の微細加工への適用がある。エキシ
マレーザによるポリイミド、ポリスルフォン、ポリカー
ボネイト、ポリエチレンテレフタレートといった高分子
材料の加工は、他の産業用レーザ、例えばCO2レー
ザ、YAGレーザによる熱的溶融プロセスとは異なる、
光化学反応と呼ばれるアブレーションプロセスであるか
ら熱影響が極めて少ないため高品位な加工が可能であ
る。
2. Description of the Related Art An excimer laser is oscillated by electric discharge in a mixed gas of a rare gas such as Ar, Kr or Xe and a halogen gas such as F and Cl at a fixed ratio. It is a high-output pulse laser having an oscillation wavelength, and many industrial applications such as microfabrication related to semiconductors and electronic components are put to practical use by utilizing this feature. As an application example, there is an application to fine processing of a polymer material such as fine opening of an orifice plate of an ink jet recording head and processing of through holes and via holes of a flexible printed circuit board. Polyimide excimer laser, polysulfone, polycarbonate, processing of polymeric materials such as polyethylene terephthalate differs from other industrial laser, for example, CO 2 laser, a thermal melting process by YAG laser,
Since this is an ablation process called a photochemical reaction, the influence of heat is extremely small, so that high-quality processing is possible.

【0003】このようなエキシマレーザによる穴開け加
工にはマスクイメージング法とコンタクトマスク法とが
知られており、そのうち、マスクイメージング法は、図
7で示すようにエキシマレーザ発振器1からのエキシマ
レーザビーム6を光学系である反射ミラー2で反射させ
たうえでマスク3に照射し、マスク3の開口部3aの形
状(マスクパターン)を通過したエキシマレーザビーム
6をレンズ4により拡大または縮小して加工対象物5上
に拡大または縮小投影させて照射させる方法である。ま
た、コンタクマスク法は図8で示すようにエキシマレー
ザ発振器1からのエキシマレーザビーム6を反射ミラー
2で反射させたうえでレンズ4で拡大または縮小してマ
スク3に照射し、マスク3の開口部3aを通過したエキ
シマレーザビーム6により加工対象物5に穴開けを行う
方法である。
[0003] A mask imaging method and a contact mask method are known for such drilling with an excimer laser. Among them, the mask imaging method uses an excimer laser beam from an excimer laser oscillator 1 as shown in FIG. 6 is reflected by a reflection mirror 2 which is an optical system, and is then irradiated on the mask 3, and the excimer laser beam 6 that has passed through the shape (mask pattern) of the opening 3 a of the mask 3 is enlarged or reduced by the lens 4 for processing. This is a method of irradiating the object 5 by projecting it on an enlarged or reduced scale. In the contact mask method, as shown in FIG. 8, an excimer laser beam 6 from an excimer laser oscillator 1 is reflected by a reflecting mirror 2 and then enlarged or reduced by a lens 4 to irradiate the mask 3 to open the mask 3. In this method, a hole is drilled in the workpiece 5 by the excimer laser beam 6 that has passed through the portion 3a.

【0004】上述した両穴開け加工方法のうち、図7で
示されるマスクイメージング法においては、基本的には
加工対象物5の表面にレンズ4でもってマスクパターン
を結像させるものであり、マスクパターンの縮小率
(M)、結像位置でのエキシマレーザビームのエネルギ
密度(Ew)、マスク3面上でのエキシマレーザビーム
のエネルギ密度(Em)とから次の関係式(1)が成立
する。
In the mask imaging method shown in FIG. 7 among the above-described double-drilling processing methods, basically, a mask pattern is imaged on the surface of a processing object 5 by a lens 4. The following relational expression (1) is established from the pattern reduction ratio (M), the energy density of the excimer laser beam at the image forming position (Ew), and the energy density of the excimer laser beam on the mask 3 surface (Em). .

【0005】 Ew=M2Em …(1) ただし、マスク3とレンズ4との間の離間距離(a)、
レンズ4と結像位置である加工対象物5の表面との間の
離間距離(b)、レンズ4の焦点距離(f)とから次の
関係式(2)および(3)が成立する。
Ew = M 2 Em (1) Here, a separation distance (a) between the mask 3 and the lens 4,
The following relational expressions (2) and (3) are established from the separation distance (b) between the lens 4 and the surface of the processing target 5 which is the image forming position, and the focal length (f) of the lens 4.

【0006】 M=a/b …(2) 1/a+1/b=1/f …(3) 前記結像位置でのエネルギ密度(Ew)は、各種材料に
よって加工に最適値が存在してあるので、高品位な穴開
け加工を行うためにはあらかじめ結像位置でのエネルギ
密度(Ew)を見いだしておくことが必要となる。
M = a / b (2) 1 / a + 1 / b = 1 / f (3) The energy density (Ew) at the image forming position has an optimum value for processing depending on various materials. Therefore, in order to perform high-quality drilling, it is necessary to find the energy density (Ew) at the imaging position in advance.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】エキシマレーザを利用
した加工例の多くは、穴開け、溝切りであり、これに
は、丸形状もしくは角形状のマスクパターンを有するマ
スク3が使用される。例えば穴開けの場合、加工対象物
5に対して穴径を変えて加工を行うには、図7もしくは
図8から明らかなように、マスクパターン径が異なるマ
スク3に交換するか、あるいはレンズ4によってマスク
パターンの縮小率(M)を変化させることが必要であ
る。
Most of the processing examples using the excimer laser are drilling and grooving. For this, a mask 3 having a round or square mask pattern is used. For example, in the case of drilling, in order to perform processing by changing the hole diameter on the processing target 5, as is apparent from FIG. 7 or FIG. It is necessary to change the reduction ratio (M) of the mask pattern.

【0008】したがって、マスクパターン径が異なる大
きさのパターンをマスク3を用いて穴開け加工する場合
には、数多くのマスク3を準備すればよいのであるが、
エキシマレーザ用のマスクは、金属板を加工して作製す
るメタルマスク、ないしはエキシマレーザビームを通過
するガラス製の基板上にエキシマレーザビームを反射す
る薄膜材料でパターンを形成したガラスマスクを一般に
用いるのであるから、いずれのマスクもそれを精巧に製
作するには相当の日数を要することになっているうえ、
また、その作製にも相当に高価な費用がかかるものとな
っている。
Therefore, in the case where a pattern having a different mask pattern diameter is punched by using the mask 3, a large number of masks 3 may be prepared.
Since a mask for an excimer laser is generally used, a metal mask formed by processing a metal plate or a glass mask in which a pattern is formed on a glass substrate that passes the excimer laser beam with a thin film material that reflects the excimer laser beam is used. As such, each mask will take a considerable number of days to elaborate it,
Also, the fabrication is quite expensive.

【0009】一方、マスクパターンの縮小率(M)を変
化させることによって、穴開け加工するためのパターン
の大きさを変化させた場合、前記(1)式から明らかな
ように、マスクパターンの結像位置におけるエキシマレ
ーザビームのエネルギ密度(Ew)も変化することにな
り、必ずしも加工対象に最適な加工エネルギが得られる
ものではない。例えば縮小率(M)を大きくしてパター
ン像を絞り込むような場合においては加工対象物5に照
射されるエキシマレーザビームのエネルギが大きくな
り、加工対象物5が高分子材料である場合には、加工端
面にダレが生じるなど熱的な加工の様相が現れはじめ、
加工品位が低下してくる。
On the other hand, when the size of the pattern for drilling is changed by changing the reduction ratio (M) of the mask pattern, as is apparent from the above-mentioned equation (1), the connection of the mask pattern is changed. The energy density (Ew) of the excimer laser beam at the image position also changes, and it is not always possible to obtain the optimum processing energy for the processing target. For example, when the pattern image is narrowed down by increasing the reduction ratio (M), the energy of the excimer laser beam applied to the processing target 5 increases, and when the processing target 5 is a polymer material, The appearance of thermal processing such as sagging on the processing end surface began to appear,
The processing quality decreases.

【0010】また、一つの加工対象物5に対して、異な
るパターン径の穴を多数開ける場合には、加工を行う穴
の径に応じたマスク3が必要であり、マスク3の交換と
エキシマレーザビーム6の位置決めなどに繁雑な作業が
必要となる。
When a large number of holes having different pattern diameters are to be formed in one processing object 5, a mask 3 corresponding to the diameter of the hole to be processed is required. Complicated work is required for positioning the beam 6 and the like.

【0011】エキシマレーザ加工には上述した問題があ
るが、これら上述の問題点を解決する技術として特開平
7ー185847号公報が提案されているが、この公報
の技術は、可変スリットによりエキシマレーザビームの
サイズを任意の大きさに絞り込むために可変スリットを
用いてエキシマレーザビームを任意のサイズに絞り込め
るようにしているものの、エキシマレーザビームのビー
ム形状が矩形形状のみに限定されてしまうという欠点を
有している。
[0011] Excimer laser processing has the above-mentioned problems. As a technique for solving these problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-185847 has been proposed. Although the excimer laser beam can be narrowed to an arbitrary size using a variable slit to narrow the beam size to an arbitrary size, the disadvantage is that the beam shape of the excimer laser beam is limited to only a rectangular shape. have.

【0012】一方、エキシマレーザビームを照射するこ
とによって穴開け加工を施した場合、加工対象物5のエ
キシマレーザビーム入射面の寸法に対して、エキシマレ
ーザビーム出射面の寸法が小さくなり、穴開けの結果、
穴内断面が自然にテーパ状に加工されてしまうことで知
られている〔OPTRONICS(1994)No.7、
p.141〜147参照)。こうしたテーパ状加工という
事実は本発明者らの実験によっても、高分子材料の1つ
であるポリイミド材料の加工対象物に対して穴明けを行
った場合、その加工対象物上に照射されるエキシマレー
ザビームのエネルギ密度に応じて、加工断面に6ないし
8度のテーパ角が自然に形成され、さらに、自然に形成
されるテーパ角は、加工される材料と、照射するレーザ
のエネルギ密度とによって定まることまで確認されてい
る。
On the other hand, when the boring process is performed by irradiating an excimer laser beam, the size of the excimer laser beam emitting surface of the object 5 to be processed becomes smaller than the size of the excimer laser beam emitting surface of the object 5. As a result,
It is known that the cross section inside the hole is naturally tapered. [OPTRONICS (1994) No. 7,
pp. 141-147). The fact that such a tapered processing is performed by the inventors of the present invention suggests that, when a hole is formed in a processing target made of a polyimide material, which is one of the polymer materials, the excimer irradiated onto the processing target is pierced. Depending on the energy density of the laser beam, a taper angle of 6 to 8 degrees is naturally formed in the processing cross section, and the naturally formed taper angle depends on the material to be processed and the energy density of the laser to be irradiated. It is confirmed until it is fixed.

【0013】ところが、高分子材料からなる加工対象物
5に対する穴開け加工においては、例えば穴内断面が1
0度以上の大きなテーパ角を持つ形状に穴開け加工する
ことは困難とされており、かかる課題を解決するための
技術が特開平7ー284975号公報ならびに特開平8
−25066号公報によって提案されている。しかしな
がら、特開平7−284975号公報による場合では、
一回の穴開けについて複数回のレーザ照射が必要とな
り、かつ、エキシマレーザビームの制御も困難であると
いう課題があり、また、特開平8−25066号公報に
よる場合では、ラックとピニオンとによってプリズムを
振動させながらエキシマレーザビームを照射するため、
装置が複雑になるといった課題を有している。
[0013] However, in the drilling of the workpiece 5 made of a polymer material, for example, the cross section inside the hole is one.
It is considered difficult to form a hole having a large taper angle of 0 ° or more, and a technique for solving such a problem is disclosed in JP-A-7-284975 and JP-A-8-284975.
No. 25066. However, in the case of JP-A-7-284975,
There is a problem that a plurality of laser irradiations are required for one drilling, and it is difficult to control an excimer laser beam. In the case of Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-25066, a prism and a pinion are used to form a prism. To irradiate an excimer laser beam while vibrating
There is a problem that the device becomes complicated.

【0014】エキシマレーザ加工によって加工対象物に
溝を形成する方法としては、図9で示すように矩形のエ
キシマレーザビーム6をマスク3およびレンズ4を介し
て加工対象物5上に照射し、マスク3、エキシマレーザ
ビーム6、加工対象物5のうちの少なくともいずれか一
つを一定速度で走査することによって矩形断面の溝形成
を行う方法が一般的に使用されている。ところが、定形
のパターンを走査する方法では、一定幅の溝の形成は行
えても幅が変動する溝の形成は不可能である。
As a method of forming a groove in a processing target by excimer laser processing, a rectangular excimer laser beam 6 is irradiated onto a processing target 5 via a mask 3 and a lens 4 as shown in FIG. 3, a method of forming a groove having a rectangular cross section by scanning at least one of the excimer laser beam 6 and the workpiece 5 at a constant speed is generally used. However, in the method of scanning a fixed pattern, it is impossible to form a groove having a constant width even if a groove having a constant width can be formed.

【0015】したがって、本発明の目的は、レーザ加工
用マスクを交換することなく、かつ、加工対象物に加工
に最適なエネルギ密度のエキシマレーザビームを照射可
能として任意の大きさの穴開け加工を高品位に行うこと
が可能となるエキシマレーザ加工装置を提供すること、
ならびにエキシマレーザを加工対象物上に照射している
間にマスクパターンの縮小率を段階的もしくは無段階に
変化させることによって、断面が大きなテーパ形状とな
る穴、幅が変化する溝のように、従来の加工方法では加
工が困難であった形状の加工方法を提供することにあ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to perform drilling of an arbitrary size without exchanging a laser processing mask and by irradiating an object to be processed with an excimer laser beam having an optimum energy density for processing. To provide an excimer laser processing device capable of performing high quality,
By changing the reduction ratio of the mask pattern stepwise or steplessly while irradiating the excimer laser on the processing target, like a hole having a large tapered cross section, a groove whose width changes, An object of the present invention is to provide a processing method of a shape that has been difficult to process by a conventional processing method.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明にお
いては、エキシマレーザ発振器から出射するエキシマレ
ーザビームをアッテネータで所定のエネルギ量に減衰し
たうえで所定形状のマスクパターンを有するマスクで遮
蔽しながらレンズを通して加工対象物に縮小投影し、マ
スクパターン形状と相似形の除去加工を行うエキシマレ
ーザ加工装置において、前記マスクパターンの大きさ、
レンズの焦点距離、パターン縮小率ないしは加工対象物
に縮小投影されたパターンの大きさなどあらかじめ決ま
っているパラメータより、自動的にマスク、レンズおよ
び加工対象物の相対位置を定め、前記相対位置に応じて
前記アッテネータを制御することによって加工に最適な
エネルギ量のエキシマレーザビームを加工対象物に照射
することを特徴とするレーザ加工装置として上述の課題
を解決している。
According to the first aspect of the present invention, an excimer laser beam emitted from an excimer laser oscillator is attenuated to a predetermined energy amount by an attenuator, and then shielded by a mask having a mask pattern of a predetermined shape. In an excimer laser processing apparatus that performs reduced projection on a processing object through a lens while performing removal processing of a shape similar to a mask pattern shape, the size of the mask pattern,
The relative positions of the mask, the lens and the object to be processed are automatically determined from predetermined parameters such as the focal length of the lens, the pattern reduction ratio or the size of the pattern reduced and projected on the object to be processed, and the position is determined in accordance with the relative position. By controlling the attenuator to irradiate an object to be processed with an excimer laser beam having an optimum energy amount for processing, the above-mentioned problem is solved.

【0017】請求項2に係る発明においては、レーザ発
振器のレーザ出射口とマスクとの間のエキシマレーザビ
ーム路中でエキシマレーザビームを段階的もしくは無段
階に減衰調整可能なアッテネータと、前記アッテネータ
を通過したエキシマレーザビームのエネルギを測定する
測定手段と、マスク、レンズおよび加工対象物のうちの
少なくとも2つを光軸に平行して移動させる移動手段
と、前記マスク、レンズおよびマスクパターンの結像面
の相対位置を検出する検出手段と、前記アッテネータ、
測定手段、移動手段および検出手段を制御する制御手段
とを具備し、前記制御手段は、前記マスクパターンの大
きさ、レンズの焦点距離、必要とするマスクパターンの
縮小率ないしは加工対象物に縮小投影されたマスクパタ
ーンの大きさなどあらかじめ決まっているパラメータを
得るとともに、このパラメータに基づいてマスク、レン
ズおよび加工対象物の相対位置を定め、前記相対位置に
応じて前記アッテネータを制御し、加工に最適なエネル
ギ量のエキシマレーザビームを加工対象物に照射するこ
とを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置として
上述の課題を解決している。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an attenuator capable of adjusting a stepwise or stepless attenuation of an excimer laser beam in an excimer laser beam path between a laser emission port of a laser oscillator and a mask, and the attenuator comprising: Measuring means for measuring the energy of the passed excimer laser beam, moving means for moving at least two of a mask, a lens and an object to be processed in parallel with the optical axis, and imaging of the mask, lens and mask pattern Detecting means for detecting the relative position of the surface, the attenuator,
Control means for controlling a measuring means, a moving means and a detecting means, the control means comprising: a size of the mask pattern, a focal length of a lens, a required reduction ratio of the mask pattern or a reduced projection onto a processing object. Obtain predetermined parameters such as the size of the mask pattern obtained, determine the relative positions of the mask, the lens and the object to be processed based on the parameters, control the attenuator according to the relative positions, and optimize the processing. The object described above is solved as a laser processing apparatus according to claim 1, wherein an excimer laser beam having a large amount of energy is applied to a processing object.

【0018】請求項3に係る発明においては、マスクイ
メージング法によるエキシマレーザ加工において、加工
対象物にレーザ照射を行い、加工が進行する間に、マス
クパターン像の結像状態を維持しながら、マスク、レン
ズおよび加工対象物の少なくとも2つを光軸に対して平
行に移動することによって、パターン縮小率を段階的も
しくは無段階に変化させ、かつ、加工対象物上に照射さ
れるエキシマレーザビームのエネルギ密度を一定に保ち
ながら加工対象物の材料除去を行うことを特徴とするエ
キシマレーザ加工方法として上述の課題を解決してい
る。
According to a third aspect of the present invention, in the excimer laser processing by the mask imaging method, the object to be processed is irradiated with a laser, and while the processing is in progress, the mask pattern image is maintained while the image formation state is maintained. By moving at least two of the lens and the processing object in parallel to the optical axis, the pattern reduction ratio is changed stepwise or steplessly, and the excimer laser beam irradiated on the processing object is changed. An excimer laser processing method is characterized in that a material to be processed is removed while the energy density is kept constant, thereby solving the above-mentioned problem.

【0019】請求項4に係る発明においては、マスクイ
メージング法によるエキシマレーザ加工において、マス
クパターンを加工対象物上に縮小投影し、レーザ入射面
に対して、レーザ出射面の形状が小さくなるテーパ状の
パターンを形成することを特徴とする請求項3に記載の
エキシマレーザ加工方法として上述の課題を解決してい
る。
According to the fourth aspect of the present invention, in the excimer laser processing by the mask imaging method, the mask pattern is reduced and projected on the object to be processed, and the shape of the laser emission surface becomes smaller with respect to the laser incidence surface. The above problem is solved as an excimer laser processing method according to claim 3, wherein the pattern is formed.

【0020】請求項5に係る発明においては、マスクイ
メージング法によるエキシマレーザ加工において、マス
クパターンを加工対象物上に縮小投影し、かつ、加工対
象物、エキシマレーザビームおよびマスクの少なくとも
1つを走査することによって、幅が変化する溝を形成す
ることを特徴とする請求項3に記載のエキシマレーザ加
工方法として上述の課題を解決している。
According to a fifth aspect of the present invention, in the excimer laser processing by the mask imaging method, the mask pattern is reduced and projected on the processing object, and at least one of the processing object, the excimer laser beam and the mask is scanned. By doing so, a groove having a variable width is formed, thereby solving the above-mentioned problem as an excimer laser processing method according to claim 3.

【0021】本発明によるエキシマレーザ加工装置は、
図1より明らかなように、マスク、レンズおよび加工対
象物のうちの少なくとも2つを光軸に平行して移動する
ことにより、エキシマレーザビーム路長が充分に確保で
きる限り任意の縮小率を設定することができる。すなわ
ち、一つの形状に対してひとつのマスクさえ作製すれ
ば、マスクパターンを任意の大きさで加工対象物上に縮
小投影し、任意の大きさの穴開け加工を行うことが可能
である。しかしながら、マスク、レンズおよび加工対象
物の相対位置を調整し、任意の縮小率を設定しようとす
れば、結像位置におけるレーザのエネルギ密度は、前記
関係式(1)にて決定される値となるため、必ずしも加工
対象物に最適な値にはならない。そこで、アッテネータ
によりマスク面上に照射されるビームのエネルギを減衰
させることによって最終的に加工対象物表面に照射され
るエキシマレーザビームのエネルギ密度を調整し、加工
対象に最適な値とすることが可能となる。
An excimer laser processing apparatus according to the present invention comprises:
As is clear from FIG. 1, by moving at least two of the mask, the lens, and the object to be processed in parallel with the optical axis, an arbitrary reduction ratio is set as long as the excimer laser beam path length can be sufficiently secured. can do. In other words, if only one mask is manufactured for one shape, it is possible to reduce and project the mask pattern on a processing target in an arbitrary size and to perform a drilling operation of an arbitrary size. However, if the relative positions of the mask, the lens, and the object to be processed are adjusted and an arbitrary reduction ratio is set, the energy density of the laser at the image forming position is equal to the value determined by the above-described relational expression (1). Therefore, the value is not always optimal for the object to be processed. Therefore, it is necessary to adjust the energy density of the excimer laser beam finally irradiated on the surface of the processing object by attenuating the energy of the beam irradiated on the mask surface by the attenuator to obtain an optimum value for the processing object. It becomes possible.

【0022】また、本発明によるレーザ加工装置によれ
ば、加工中にマスクパターンの結像状態を維持しなが
ら、マスク、レンズおよび加工対象物の少なくとも2つ
を移動させることによって、加工中に段階的もしくは無
段階にマスクパターンの大きさを変化させ、さらに加工
対象物に最適なレーザエネルギを得ることが可能であ
り、レーザ照射中に変化する縮小率に対応した形状、例
えば、断面がテーパ形状の穴、幅が変化する溝などを高
品位かつ簡単に形成することが可能になる。
According to the laser processing apparatus of the present invention, at least two of the mask, the lens, and the object to be processed are moved while maintaining the image formation state of the mask pattern during the processing, so that the laser processing apparatus can perform stepwise processing. It is possible to change the size of the mask pattern in a targeted or stepless manner and to obtain the optimum laser energy for the object to be processed. The shape corresponding to the reduction ratio that changes during laser irradiation, for example, the cross section is tapered It is possible to easily form high-quality holes and grooves having variable widths.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
エキシマレーザ加工装置ならびに加工方法について詳細
に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an excimer laser processing apparatus and a processing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

【0024】実施の形態1 図1は本発明の実施の形態1に係るエキシマレーザ加工
装置の構成を示す図である。このエキシマレーザ加工装
置は、エキシマレーザ発振器1、光学系である反射ミラ
ー2、エキシマレーザ遮蔽のためのマスク3およびレン
ズ系であるレンズ4を有しているとともに、エキシマレ
ーザ発振器1、アッテネータ7、光学系であるビームス
プリッタ8、位置検出および保持手段としての第1およ
び第2の位置検出・保持機構9、ワークステージ10、
測定手段としてのエネルギメータ11および制御手段と
してのコンピュータ12を有している。上記構成を備え
たエキシマレーザ加工装置において、エキシマレーザ発
振器1はエキシマレーザビーム6を出射するよう構成さ
れている。アッテネータ7は、エキシマレーザ発振器1
から出射されたエキシマレーザビーム6を所定のエネル
ギ量のビームに減衰するよう構成されている。反射ミラ
ー2は、アッテネータ7で減衰されたエキシマレーザビ
ーム6を加工対象物5方向に反射させるよう構成されて
いる。マスク3は所定のマスクパターンを有する開口部
3aを備えており、反射ミラー2で反射されてきたエキ
シマレーザビーム6を所定のマスクパターンに対応した
形状の開口部3aにおいて通過させ、開口部3a以外で
は遮蔽するよう構成されている。レンズ4は、マスク3
を通過したエキシマレーザビーム6をワークステージ1
0上の加工対象物5上に縮小投影させるよう構成されて
いる。
Embodiment 1 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an excimer laser processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The excimer laser processing apparatus includes an excimer laser oscillator 1, a reflection mirror 2 as an optical system, a mask 3 for shielding the excimer laser, and a lens 4 as a lens system. A beam splitter 8 as an optical system, first and second position detection / holding mechanisms 9 as position detection / holding means, a work stage 10,
It has an energy meter 11 as measuring means and a computer 12 as control means. In the excimer laser processing apparatus having the above configuration, the excimer laser oscillator 1 is configured to emit an excimer laser beam 6. The attenuator 7 is an excimer laser oscillator 1
Is configured to attenuate the excimer laser beam 6 emitted from the laser beam into a beam having a predetermined energy amount. The reflection mirror 2 is configured to reflect the excimer laser beam 6 attenuated by the attenuator 7 toward the processing target 5. The mask 3 has an opening 3a having a predetermined mask pattern. The excimer laser beam 6 reflected by the reflection mirror 2 is passed through the opening 3a having a shape corresponding to the predetermined mask pattern. Is configured to shield. The lens 4 is a mask 3
The excimer laser beam 6 passing through the work stage 1
It is configured to perform reduced projection on the processing object 5 on 0.

【0025】第1および第2の位置検出・保持機構9そ
れぞれはマスク3とレンズ4それぞれを反射ミラー2と
加工対象物5との間におけるエキシマレーザビーム6の
光軸方向である図中矢印方向に平行移動可能に保持して
おり、マスク3ならびにレンズ4がエキシマレーザビー
ム6の光路中のどの位置に存在するかの位置検出信号を
コンピュータ12にフィードバックするとともにコンピ
ュータ12からの駆動信号によりマスク3とレンズ4と
をそれぞれ図中矢印方向に平行移動し得るように構成さ
れている。
Each of the first and second position detecting / holding mechanisms 9 moves the mask 3 and the lens 4 in the direction of the optical axis of the excimer laser beam 6 between the reflecting mirror 2 and the object 5 in the direction of the arrow in the figure. A position detection signal indicating where the mask 3 and the lens 4 are located in the optical path of the excimer laser beam 6 is fed back to the computer 12, and the mask 3 is driven by a drive signal from the computer 12. And the lens 4 can be moved in parallel in the direction of the arrow in the figure.

【0026】ビームスプリッタ8は、アッテネータ7と
マスク3との間に挿入されて、エキシマレーザビーム6
を反射ミラー2方向に通過させる一方で一部のエキシマ
レーザビーム6をエネルギメータ11に入射させるよう
に構成されている。エネルギメータ11は、ビームスプ
リッタ8からのエキシマレーザビームのエネルギ量を測
定しその測定信号をコンピュータ12にフィードバック
するよう構成されている。コンピュータ12は、エネル
ギメータ11からの測定信号の入力に応答してアッテネ
ータ7に対してエキシマレーザビーム6の減衰量を制御
するための制御信号を出力可能であるとともに、位置検
出・保持機構9からの位置検出信号の入力に応答して該
位置検出・保持機構9に対して駆動信号を出力可能に構
成されている。コンピュータ12は位置検出・保持機構
9からの位置検出信号の入力からマスク3、レンズ4お
よび加工対象物5の相対位置を定め、この相対位置に応
じてエネルギメータ11からの測定信号を監視しながら
アッテネータ7を制御することによって加工に最適なエ
ネルギ量のエキシマレーザビームを加工対象物7に照射
できるよう構成されている。
The beam splitter 8 is inserted between the attenuator 7 and the mask 3, and the excimer laser beam 6
Is allowed to pass in the direction of the reflection mirror 2 while a part of the excimer laser beam 6 is made incident on the energy meter 11. The energy meter 11 is configured to measure the energy amount of the excimer laser beam from the beam splitter 8 and feed back the measurement signal to the computer 12. The computer 12 can output a control signal for controlling the amount of attenuation of the excimer laser beam 6 to the attenuator 7 in response to the input of the measurement signal from the energy meter 11, and output the control signal from the position detection / holding mechanism 9. A drive signal can be output to the position detection / holding mechanism 9 in response to the input of the position detection signal. The computer 12 determines the relative positions of the mask 3, the lens 4 and the workpiece 5 from the input of the position detection signal from the position detection / holding mechanism 9, and monitors the measurement signal from the energy meter 11 according to the relative position. By controlling the attenuator 7, an excimer laser beam having an optimum energy amount for processing can be applied to the processing target 7.

【0027】このような構成を備えた本実施の形態1に
よるレーザ加工装置を用いて実際にワークステージ10
上の加工対象物5に穴加工を行う加工方法について説明
する。ここで、マスク3の開口部3aは直径(φm)の
円形状となっており、マスクパターンはこれに対応した
ものとなる。そして、加工対象物5にこのマスクパター
ンに対応した直径(φw)の穴加工を実施するものとす
る。この場合、マスク3のマスクパターンの大きさに対
して加工対象物5の穴の加工パターンの大きさがどれだ
け縮小されているかを示すパターン縮小率をMとする
と、そのパターン縮小率(M)には次の関係式(4)が
成立する。
Using the laser processing apparatus according to the first embodiment having such a configuration, the work stage 10 is actually
A processing method for forming a hole in the upper processing target 5 will be described. Here, the opening 3a of the mask 3 has a circular shape with a diameter (φm), and the mask pattern corresponds to this. Then, a hole having a diameter (φw) corresponding to the mask pattern is formed in the processing target 5. In this case, assuming that the pattern reduction rate indicating how much the size of the processing pattern of the hole of the processing target 5 is reduced with respect to the size of the mask pattern of the mask 3 is M, the pattern reduction rate (M) The following relational expression (4) holds.

【0028】 M=φm/φw …(4) したがって、関係式(1)〜(4)により、次の関係式
(5)(6)が成立する。
M = φm / φw (4) Therefore, the following relational expressions (5) and (6) are established by the relational expressions (1) to (4).

【0029】 a=f(φm/φw+1)、b=f(φw/φm+1) …(5) Em=(φw2/φm2)Ew …(6) ここで、Emはアッテネータ7を通過したエキシマレー
ザビーム6のエネルギ密度、Ewは結像位置つまり加工
対象物5に於けるエキシマレーザビーム6のエネルギ密
度である。
[0029] a = f (φm / φw + 1), b = f (φw / φm + 1) ... (5) Em = (φw 2 / φm 2) Ew ... (6) where the excimer laser Em is passing through the attenuator 7 The energy density Ew of the beam 6 is the image formation position, that is, the energy density of the excimer laser beam 6 at the workpiece 5.

【0030】したがって、コンピュータ12は、あらか
じめ決められたマスクパターンの大きさ、加工パターン
の大きさ、レンズ4の焦点距離(f)、加工に必要とす
るエネルギ密度(Ew)から、マスク3とレンズ4それ
ぞれの位置(a)(b)、アッテネータ7を通過したエ
キシマレーザビーム6のエネルギ量(Em)を前記関係
式(5)および(6)によって算出することができる。コン
ピュータ12はこの算出された値に基づいて、第1およ
び第2の位置検出・移動機構9それぞれに駆動信号を制
御出力してマスク3およびレンズ4それぞれを所定の位
置に位置決めし、マスク3上のエネルギ量については、
エネルギメータ11からの測定信号から得て、加工対象
物5上でのエキシマレーザビームのエネルギ密度が所定
のエネルギ密度になるようにアッテネータ7の減衰率を
変化させるようこれに制御信号を制御出力する。
Therefore, the computer 12 determines the mask 3 and the lens based on the predetermined mask pattern size, processing pattern size, focal length (f) of the lens 4 and energy density (Ew) required for processing. 4. The energy amounts (Em) of the excimer laser beam 6 passing through the respective positions (a) and (b) and the attenuator 7 can be calculated by the above-mentioned relational expressions (5) and (6). The computer 12 controls and outputs a drive signal to each of the first and second position detection / movement mechanisms 9 based on the calculated values to position the mask 3 and the lens 4 at predetermined positions, and About the energy of
Obtained from the measurement signal from the energy meter 11, the control signal is controlled and output so as to change the attenuation rate of the attenuator 7 so that the energy density of the excimer laser beam on the workpiece 5 becomes a predetermined energy density. .

【0031】次に、本実施の形態1によるレーザ加工装
置を使用することによって、パターン縮小率(M)をど
のくらい変化させることが可能であるか、以下に一般式
を記述する。本発明によれば、穴開け径すなわちパター
ン縮小率(M)を制約する条件として、次の4つがあげ
られる。
Next, a general expression will be described below as to how the pattern reduction ratio (M) can be changed by using the laser processing apparatus according to the first embodiment. According to the present invention, there are the following four conditions that restrict the hole diameter, that is, the pattern reduction ratio (M).

【0032】(a)装置全体の大きさつまりエキシマレ
ーザビーム6の光路長 (b)レンズ4の焦点距離(f) (c)エキシマレーザビームのビーム径 (d)アッテネータ7の減衰率可変域 上記(a)〜(d)の制約条件のうちでパターン縮小率
(M)を決定づけるものは、アッテネ−タ7の減衰率
(η)の変化域である。理論上、この減衰率(η)は、 0<η<1 …(7) であるが、実際は、5〜95%程度である。
(A) The size of the entire apparatus, that is, the optical path length of the excimer laser beam 6 (b) The focal length of the lens 4 (f) (c) The beam diameter of the excimer laser beam (d) The attenuation rate variable range of the attenuator 7 Among the constraint conditions (a) to (d), the one that determines the pattern reduction rate (M) is the variation range of the attenuation rate (η) of the attenuator 7. Theoretically, this attenuation rate (η) is 0 <η <1 (7), but is actually about 5 to 95%.

【0033】結像位置に於けるエキシマレーザビームの
エネルギ密度(Ew)、パターン縮小率(M)、アッテ
ネータ7によるエキシマレーザビームの減衰率(η)、
レーザ発振器1から出射された直後のエキシマレーザビ
ーム6のエネルギ密度(Eo)には次の関係式(8)が
成立する。
The energy density (Ew) of the excimer laser beam at the image forming position, the pattern reduction rate (M), the attenuation rate (η) of the excimer laser beam by the attenuator 7,
The following relational expression (8) holds for the energy density (Eo) of the excimer laser beam 6 immediately after being emitted from the laser oscillator 1.

【0034】 Ew=M2・η・Eo …(8) ここで、α<η<βとしておくと、本実施の形態1では
結像位置エキシマレーザビームエネルギ密度(Ew)が
加工対象物5に応じた値で一定となるように、減衰率
(η)を決定するので、その減衰率(η)の変化域とパ
ターン縮小率(M)の変化域との間には、次の関係式
(9)が成立する。
Ew = M 2 · η · Eo (8) Here, if α <η <β, in the first embodiment, the imaging position excimer laser beam energy density (Ew) is applied to the workpiece 5. Since the attenuation rate (η) is determined so as to be constant at a value corresponding thereto, the following relational expression (Equation) is used between the change area of the attenuation rate (η) and the change area of the pattern reduction rate (M). 9) is established.

【0035】 (1/β)・(Ew/Eo)<M2<(1/α)・(Eo/Ew) …(9) 以上の関係式をもとに、エキシマレーザによる高分子材
料の加工で最も典型的なポリイミドの加工を例にとって
本実施の形態1をさらに詳細に説明する。
(1 / β) · (Ew / Eo) <M 2 <(1 / α) · (Eo / Ew) (9) Processing of polymer material by excimer laser based on the above relational expression The first embodiment will be described in further detail by taking the most typical processing of polyimide as an example.

【0036】加工対象物5が高分子材料としてポリイミ
ド材料の場合、その加工表面におけるエキシマレーザビ
ームの最適エネルギ密度(Ew)は、実験によって0.
7〜1.2(J/cm2)であることが確認されてい
る。対象とする加工形状を従来の機械加工では加工が困
難な、直径100(μm)以下の丸穴とする。例えば加
工対象物5に直径50(μm)の穴開けを行う場合、直
径200(μm)の丸パターンを形成したメタル製のマ
スク3を準備する。加工面におけるエキシマレーザビー
ムのエネルギ密度(Ew)が、前記の範囲0.7〜1.
2(J/cm2)から0.9(J/cm2)とした場合、
使用するレンズ4の焦点距離(f)を100(mm)と
すると、前記関係式(6)により、アッテネータ7を通過
したエキシマレーザビーム6のエネルギ密度(Em)
は、0.056(J/cm2)、前記関係式(5)より、
マスクーレンズ間の距離(a)は500(mm)、レン
ズー結像位置(加工対象物5表面)間の距離(b)は12
5(mm)となる。
When the object 5 to be processed is a polyimide material as the polymer material, the optimum energy density (Ew) of the excimer laser beam on the surface to be processed is determined to be 0.
It was confirmed to be 7 to 1.2 (J / cm 2 ). The target processing shape is a round hole having a diameter of 100 (μm) or less, which is difficult to process by conventional machining. For example, in the case where a hole having a diameter of 50 (μm) is formed in the processing target 5, a metal mask 3 having a circular pattern with a diameter of 200 (μm) is prepared. The energy density (Ew) of the excimer laser beam on the processing surface is in the range of 0.7 to 1.
When 2 (J / cm 2 ) is changed to 0.9 (J / cm 2 ),
Assuming that the focal length (f) of the lens 4 to be used is 100 (mm), the energy density (Em) of the excimer laser beam 6 that has passed through the attenuator 7 is expressed by the relational expression (6).
Is 0.056 (J / cm 2 ), and from the relational expression (5),
The distance (a) between the mask and the lens is 500 (mm), and the distance (b) between the lens and the imaging position (the surface of the processing target 5) is 12
5 (mm).

【0037】また、Eo=0.1J/cm2、0.05
≦η≦0.95とすると、前記関係式(9)によりパター
ン縮小率(M)は3.08<M<13.4となり、直径
200(μm)のマスク3一枚で穴開け加工が行える穴
の直径は、14.9(μm)〜64.9(μm)とな
る。なお、ここでは穴形状を円としているが、正多角形
やひし形てあればいかなる形状のものであっても同様に
相似形の加工を行うことが可能である。
Eo = 0.1 J / cm 2 , 0.05
If ≦ η ≦ 0.95, the pattern reduction ratio (M) is 3.08 <M <13.4 according to the above-mentioned relational expression (9), and a hole can be formed with one mask having a diameter of 200 (μm). The diameter of the hole will be 14.9 (μm) to 64.9 (μm). Although the hole shape is a circle here, a similar polygonal shape or a rhombus shape can be similarly processed for any shape.

【0038】実施の形態2 次に本発明による実施の形態2について図2および図3
を参照して説明する。上述した図1に示されるレーザ加
工装置を用いると、加工途中でもマスクパターンの結合
状態を維持しながら、パターン縮小率(M)を変化させ
ることによって、加工対象物5の厚さ方向に径が小さく
なっていく穴すなわち断面がテーパ形状の穴を加工する
ことが可能である。この場合、加工対象物5の材料厚さ
がレンズ4の焦点距離(f)に対して充分に小さく、無
視できる範囲であるとすれば、エキシマレーザ加工によ
る材料の加工レートをあらかじめ把握しておくことによ
って簡単に高品位なテーパ形状の穴開け加工を行うこと
が可能である。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. When the laser processing apparatus shown in FIG. 1 described above is used, the diameter of the workpiece 5 in the thickness direction is changed by changing the pattern reduction ratio (M) while maintaining the combined state of the mask patterns even during the processing. It is possible to machine a hole that becomes smaller, that is, a hole having a tapered cross section. In this case, assuming that the material thickness of the processing target 5 is sufficiently small with respect to the focal length (f) of the lens 4 and within a negligible range, the processing rate of the material by excimer laser processing is grasped in advance. This makes it possible to easily perform a high-quality tapered hole drilling process.

【0039】図2(a)はマスク3、レンズ4および加
工対象物5を示しており、マスク3およびレンズ4それ
ぞれは第1および第2の位置検出・保持機構9それぞれ
によって図中矢印方向に移動可能である。そして、加工
対象物5を図2(b)で示すように高分子材料であるポ
リイミドとしてその材料厚さをT(mm)、材料の加工レ
ートをr(mm/sec),エキシマレーザビーム入射側穴径
をφ1(mm),エキシマレーザビーム出射側穴径をφ
2(mm)とすると(ただし、φ1>φ2)、前記関係式
(5)と(8)とにより、t秒後のマスク3の移動速度Vm
(mm/sec),レンズ4の移動速度VL(mm/sec)、アッ
テネータ7の減衰率ηの変化速度Rη(/秒)は、次の関
係式(10)(11)および(12)のようになる。た
だし、ここでは説明を簡略化するため、穴径の変化の割
合を一定として算出してある。また、マスク3、レンズ
4および加工対象物5のうち、加工対象物5を固定し、
レンズ4およびマスク3を移動させる構成としてある。
FIG. 2A shows the mask 3, the lens 4 and the object 5 to be processed. The mask 3 and the lens 4 are respectively moved by the first and second position detecting / holding mechanisms 9 in the direction of the arrow in the figure. Can be moved. Then, as shown in FIG. 2B, the workpiece 5 is made of polyimide which is a polymer material, the thickness of the material is T (mm), the processing rate of the material is r (mm / sec), and the excimer laser beam incident side. The hole diameter is φ1 (mm) and the hole diameter on the excimer laser beam emission side is φ
If 2 (mm) (φ1> φ2), the above relational expression
According to (5) and (8), the moving speed Vm of the mask 3 after t seconds.
(mm / sec), the moving speed VL (mm / sec) of the lens 4, and the changing speed Rη (/ sec) of the attenuation rate η of the attenuator 7 are expressed by the following relational expressions (10), (11) and (12). become. However, here, for simplification of description, the ratio of the change in the hole diameter is calculated as a constant. Further, among the mask 3, the lens 4, and the processing object 5, the processing object 5 is fixed,
The configuration is such that the lens 4 and the mask 3 are moved.

【0040】 Vm=(φ1−φ2)・f・r/T・〔φm・T2/P2−1/φm〕 …(10) ただし、P=T・φ1−r・(φ1−φ2)・t VL=(φ2−φ1)・1/φm・f・r/T …(11) Rη=2・Ew/Eo・(φ1−φ2)/φm2・r/T・ 〔(φ1−φ2)・r/T・t−φ1〕 …(12) 次に、上記各関係式に基づき、実際の加工例について説
明する。例えば、ポリイミド材料に、穴入口の直径60
(μm)、穴出口の直径15(μm)の穴開け加工を行
うとする。実施の形態1と同様に、マスクパターンの直
径200(μm)、加工面におけるエキシマレーザビー
ムのエネルギ密度を0.9(J/cm2)、レーザ発振
器1の出力エネルギ密度0.1(J/cm2),使用する
レンズ4の焦点距離(f)を100(mm)とする。ま
た、材料の加工レートを0.04(mm)/秒、材料の
厚さを0.5(mm)とする。前記関係式(10)〜(1
2)により、マスク3の移動速度(Vm)、レンズ4の
移動速度(VL)、アッテネータ7の減衰率変化速度
(Rη)は加工を開始してからの経過時間(t)の関数
として次のように求められる。
Vm = (φ1−φ2) · f · r / T · [φm · T 2 / P 2 −1 / φm] (10) where P = T · φ1−r · (φ1−φ2) · t VL = (φ2-φ1) · 1 / φm · f · r / T ... (11) Rη = 2 · Ew / Eo · (φ1-φ2) / φm 2 · r / T · [(φ1-φ2) · r / T · t-φ1] (12) Next, an actual processing example will be described based on the above relational expressions. For example, a polyimide material having a hole entrance diameter of 60
(Μm), and a hole having a diameter of 15 (μm) at the hole exit is formed. As in the first embodiment, the diameter of the mask pattern is 200 (μm), the energy density of the excimer laser beam on the processing surface is 0.9 (J / cm 2 ), and the output energy density of the laser oscillator 1 is 0.1 (J / cm 2 ). cm 2 ), and the focal length (f) of the lens 4 to be used is 100 (mm). The material processing rate is 0.04 (mm) / sec, and the material thickness is 0.5 (mm). The above relational expressions (10) to (1)
According to 2), the moving speed (Vm) of the mask 3, the moving speed (VL) of the lens 4, and the rate of change (Rη) of the attenuation rate of the attenuator 7 are calculated as follows as a function of the elapsed time (t) from the start of processing. Asked to do so.

【0041】Vm=−0.018/(0.03−0.0
018t)2+1.8(mm/秒) VL=1.8(mm/秒) Rη=0.005832t−0.0972 図3(a)は上記のマスク3の移動速度(Vm)、レン
ズ4の移動速度(VL)、アッテネータ7の減衰率変化
速度(Rη)についての計算結果を図表に表したもので
ある。この図表に基づいて、加工を開始してからの経過
時間tにおける各制御パラメータの値をあらかじめコン
ピュータ12で計算しておくことができるので、計算さ
れた値に基づいてコンピュータ12はマスク3およびレ
ンズ4の位置制御、アッテネータ7の減衰率を無段階に
制御すればよい。なお、近似的に図3(b)で示すように
微小時間間隔(Δt)の間で各パラメータの値が一定で
あるとみなして段階的に計算を行うことが一般的であ
る。この場合には、Δtを小さくすればするほど計算の
精度が向上することなる。
Vm = -0.018 / (0.03-0.0
018t) 2 +1.8 (mm / sec) VL = 1.8 (mm / sec) Rη = 0.005832t−0.0972 FIG. 3A shows the moving speed (Vm) of the mask 3 and the lens 4 The results of calculations for the moving speed (VL) and the rate of change (Rη) of the attenuation rate of the attenuator 7 are shown in a table. Based on this chart, the value of each control parameter at the elapsed time t from the start of the processing can be calculated in advance by the computer 12, so that the computer 12 sets the mask 3 and the lens based on the calculated values. The position control 4 and the attenuation rate of the attenuator 7 may be controlled steplessly. Generally, as shown in FIG. 3B, it is general that the values of the parameters are assumed to be constant during the short time interval (Δt), and the calculation is performed stepwise. In this case, the smaller the value of Δt, the higher the accuracy of calculation.

【0042】なお、本実施の形態2によっては、その原
理から明らかなようにφ1>φ2すなわちエキシマレー
ザビーム入射側の穴入口大きさがエキシマレーザビーム
出射側の穴出口の大きさより大きいパターンの加工のみ
行うことが可能である。
According to the second embodiment, as apparent from the principle, φ1> φ2, that is, processing of a pattern in which the hole entrance size on the excimer laser beam incident side is larger than the hole exit size on the excimer laser beam emission side. It is only possible to do.

【0043】実施の形態3 本発明による実施の形態3について図4および図5を参
照して説明する。本実施の形態3は加工対象物5に溝加
工を行う場合である。図4(a)はマスク3、レンズ4
および加工対象物5を示しており、マスク3およびレン
ズ4それぞれは第1および第2の位置検出・保持機構9
それぞれによって図中矢印方向に移動可能である。図4
(a)のマスク3にはサイズがL×kの開口部3aが形
成されており、これによって、マスクパターンが決定さ
れる。このマスクパターンによって図4(a)(b)に
示される加工対象物5に溝幅がL1〜L2に可変する溝
加工を行う。本実施の形態3における溝加工には図1で
示されるエキシマレーザ加工装置を用いて加工対象物5
に幅が変化する溝加工を行う。
Third Embodiment A third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. The third embodiment is a case where a groove is formed in the processing target 5. FIG. 4A shows a mask 3 and a lens 4.
And a processing object 5, and a mask 3 and a lens 4 are respectively provided with first and second position detection / holding mechanisms 9.
Each can be moved in the direction of the arrow in the figure. FIG.
An opening 3a having a size of L × k is formed in the mask 3 of (a), and a mask pattern is determined by this. With this mask pattern, a groove processing in which the groove width is changed to L1 to L2 is performed on the processing target 5 shown in FIGS. The groove 5 in the third embodiment is processed using the excimer laser processing apparatus shown in FIG.
The groove processing that changes the width is performed.

【0044】以下説明すると、エキシマレーザ発振器1
のエキシマレーザビーム6の発振周波数をH(Hz)、走
査速度v(mm/秒)、走査方向における加工パターンの
長さをk(mm)、加工レートをr(mm/sec)、形成され
る溝の深さをh(mm)としたとき、これらの関には次の
関係式(13)が成立する。
Explained below, the excimer laser oscillator 1
The oscillation frequency of the excimer laser beam 6 is H (Hz), the scanning speed is v (mm / sec), the length of the processing pattern in the scanning direction is k (mm), and the processing rate is r (mm / sec). Assuming that the depth of the groove is h (mm), the following relational expression (13) is established in these relations.

【0045】 h=k・r・H/v …(13) 深さが一定で、幅の異なる溝を加工する場合、説明を簡
略化するため、溝幅がL1(mm)からL2(mm)まで一
定の割合で変化するとし(ただし、L1>L2)、溝の長
さj(mm)、前記kと直交する方向のマスクパターン長
さをLとすると、前述の式より、マスク3の移動速度V
m(mm/秒),レンズ4の移動速度V1(mm/秒),アッテ
ネータ7の減衰率Mの変化速度Rη(/秒)は、次のよう
になる。ただし、マスク3、レンズ4、加工対象物5の
うち、加工対象物5を固定し、マスク3およびレンズ4
が移動する構成とした。
H = k · r · H / v (13) In the case of processing grooves having a constant depth and different widths, the groove width is changed from L1 (mm) to L2 (mm) in order to simplify the description. Up to a constant rate (where L1> L2), the length of the groove j (mm), and the length of the mask pattern in the direction perpendicular to the k, L, the movement of the mask 3 from the above equation. Speed V
m (mm / sec), the moving speed V1 (mm / sec) of the lens 4, and the change speed Rη (/ sec) of the attenuation rate M of the attenuator 7 are as follows. However, among the mask 3, the lens 4, and the processing object 5, the processing object 5 is fixed, and the mask 3 and the lens 4 are fixed.
Move.

【0046】 Vm=f・1/α・e・{L/〔L1−L−e〕2−1/L} …(14) V1=−f・1/L・1/α・e …(15) Rη=2・Ew/Eo・1/L2・1/α・(e−L1+L)・e …(16) このとき、ワークステージ10の走査速度(Vs)は次
のようになる。
Vm = f · 1 / α · e · {L / [L1-L−e] 2 −1 / L} (14) V1 = −f / 1 / L · 1 / α · e (15) ) Rη = 2 · Ew / Eo · 1 / L 2 · 1 / α · (e-L1 + L) · e ... (16) in this case, the scanning speed of the workpiece stage 10 (Vs) is as follows.

【0047】 Vs=r・H/h・k/L・(L1−L−e) …(17) ただし、e=exp〔(t+β)/α〕 α=r・H・k・j・1/(L2−L1)・1/h・1
/L β=α・logeL 本実施の形態3では実施の形態2と同様、あらかじめ決
まっている数値を関係式(14)〜(16)に代入すること
によって、マスク3、レンズ4の移動速度、アッテネー
ク7の減衰率、ワークステージ10の走査速度(Vs)
は、加工を開始してからの時間(t)の関数で定められ
る。図5(a)は前記の計算結果を模式的に図表に表し
たものである。
Vs = r · H / h · k / L · (L1−L−e) (17) where e = exp [(t + β) / α] α = r · H · k · j · 1 / (L2-L1) · 1 / h · 1
/ L β = α · log e L In the third embodiment, similarly to the second embodiment, the mask 3 and the lens 4 are moved by substituting predetermined numerical values into the relational expressions (14) to (16). Speed, attenuation rate of the attenuator 7, scanning speed of the work stage 10 (Vs)
Is defined as a function of time (t) from the start of processing. FIG. 5A schematically shows the above calculation results in a table.

【0048】実施の形態2と同様に本実施の形態3にお
いては図5(a)の図表に基づいて、加工を開始してか
らの経過時間tにおける各制御パラメータの値をあらか
じめコンピュータ12で計算しておくことができるの
で、計算された値に基づいてマスク3、レンズ4の位
置、アッテネータ7の減衰率Mを無段階に制御すればよ
い。なお、近似的に図5(b)で示すように微小時関間隔
(Δt)の間で各パラメータの値が一定であるとみなし
て計算を段階的に行うことが一般的である。この場合に
は、Δtを小さくすればするほど計算の精度が向上する
ことになる。
Similarly to the second embodiment, in the third embodiment, the values of the respective control parameters at the elapsed time t from the start of the processing are calculated by the computer 12 in advance based on the chart of FIG. Therefore, the positions of the mask 3 and the lens 4 and the attenuation factor M of the attenuator 7 may be controlled steplessly based on the calculated values. Generally, as shown in FIG. 5B, it is general that the calculation is performed in a stepwise manner on the assumption that the values of the respective parameters are constant during the minute time interval (Δt). In this case, the smaller the value of Δt, the higher the accuracy of calculation.

【0049】ここで特開平8ー88161号公報に記述
されている技術について図6を参照して説明する。図6
(a)は同公報のエキシマレーザ加工装置であり、図6
(b)は本発明の実施の形態によるエキシマレーザ加工
装置である。図6(a)の同公報においては、エキシマ
レーザ発振器1からは円形のエキシマレーザビーム6を
出力し、その円形のエキシマレーザビーム6をレンズ4
で集光し、その焦点において加工対象物5に照射加工す
るのに対して、図6(b)の本発明の実施の形態におい
ては、エキシマレーザ発振器1から矩形のエキシマレー
ザビーム6を出力し、その矩形のエキシマレーザビーム
6をマスク3でマスクパターンにしたうえでレンズ4を
介して加工対象物5に照射する。したがって、同公報の
場合では、エキシマレーザ発振器1から出力されたエキ
シマレーザビーム6はレンズ4に入射する前に検出した
ビーム径からそのビーム径をビーム径可変手段で調整
し、その調整したビーム径を検出する構成となっている
が、本発明の実施の形態においては加工対象物5に照射
するエキシマレーザビーム6はマスクパターンの投影像
でありその投影像の大きさはマスク3、レンズ4および
加工対象物5の相対位置によって一意的に決まるもので
あり同公報のようなビーム径可変手段は無い。つまり、
同公報の場合はエキシマレーザビームを加工対象物5に
最も近いレンズ4に入射する前に調整する必要があるか
らエキシマレーザビームのビームの大きさをビーム径可
変手段で制御しなければならない。これに対し、本実施
の形態においてはエキシマレーザビームを加工対象物5
に最も近いレンズ4に入射する前に調整する必要がない
から、そのようなビーム径可変手段は不要でマスクパタ
ーンの投影倍率でビームの大きさを制御でき、加工対象
物5に対する加工を精度高く行うことができることにな
っている。
The technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-88161 will be described with reference to FIG. FIG.
(A) is an excimer laser processing apparatus of the publication, and FIG.
(B) is an excimer laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In the publication of FIG. 6A, a circular excimer laser beam 6 is output from an excimer laser oscillator 1, and the circular excimer laser beam 6 is
In the embodiment of the present invention shown in FIG. 6B, a rectangular excimer laser beam 6 is output from the excimer laser oscillator 1. After the rectangular excimer laser beam 6 is formed into a mask pattern by the mask 3, the object 5 is irradiated via the lens 4. Therefore, in the case of the publication, the beam diameter of the excimer laser beam 6 output from the excimer laser oscillator 1 is adjusted by the beam diameter variable means from the beam diameter detected before entering the lens 4, and the adjusted beam diameter is adjusted. However, in the embodiment of the present invention, the excimer laser beam 6 for irradiating the processing target 5 is a projected image of a mask pattern, and the size of the projected image is determined by the mask 3, lens 4, It is uniquely determined by the relative position of the processing object 5, and there is no beam diameter varying means as in the publication. That is,
In the case of this publication, it is necessary to adjust the excimer laser beam before it is incident on the lens 4 closest to the processing object 5, so that the beam size of the excimer laser beam must be controlled by the beam diameter varying means. On the other hand, in the present embodiment, the excimer laser beam is
Since there is no need to make adjustments before entering the lens 4 closest to the lens, such a beam diameter varying means is unnecessary, the beam size can be controlled by the projection magnification of the mask pattern, and the processing of the processing object 5 can be performed with high accuracy. Is supposed to be able to do it.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
のエキシマレーザ加工装置によれば、エキシマレーザ発
振器から出射するエキシマレーザビームをアッテネータ
で所定のエネルギ量に減衰したうえで所定形状のマスク
パターンを有するマスクで遮蔽しながらレンズを通して
加工対象物に縮小投影し、マスクパターン形状と相似形
の除去加工を行うエキシマレーザ加工装置において、前
記マスクパターンの大きさ、レンズの焦点距離、パター
ン縮小率ないしは加工対象物に縮小投影されたパターン
の大きさなどあらかじめ決まっているパラメータより、
自動的にマスク、レンズおよび加工対象物の相対位置を
定め、前記相対位置に応じて前記アッテネータを制御す
ることによって加工に最適なエネルギ量のエキシマレー
ザビームを加工対象物に照射することから、マスク、レ
ンズおよび加工対象物のうちの少なくとも2つを光軸に
平行して移動することにより、エキシマレーザビーム路
長が充分に確保できる限り任意の縮小率を設定すること
ができる結果、一つの形状に対してひとつのマスクさえ
作製すれば、マスクパターンを任意の大きさで加工対象
物上に縮小投影し、さらにアッテネータによりマスク面
上に照射されるビームのエネルギを減衰させることによ
って最終的に加工対象物表面に照射されるエキシマレー
ザビームのエネルギ密度を調整し、加工対象に最適な値
とすることができるので、マスクを交換することなく、
高品位な加工を行うことが可能となる。また、本発明に
よるレーザ加工装置によれば、加工中にマスクパターン
の結像状態を維持しながら、マスク、レンズおよび加工
対象物の少なくとも2つを移動させることによって、加
工中に段階的もしくは無段階にマスクパターンの大きさ
を変化させ、さらに加工に最適なレーザエネルギを得る
ことが可能であり、レーザを照射し、材料除去が行われ
ている間に、パターン縮小率を変化させながら得られる
形状、例えば、断面がテーパ形状の穴、幅が変化する溝
など、これまで加工が困難であった形状を高品位かつ簡
単に加工することが可能になる。
As is apparent from the above description, according to the excimer laser processing apparatus of the present invention, the excimer laser beam emitted from the excimer laser oscillator is attenuated to a predetermined energy amount by the attenuator, and then the mask having the predetermined shape is formed. In an excimer laser processing apparatus that performs reduced projection on a processing object through a lens while shielding with a mask having a pattern, and performs removal processing similar to the mask pattern shape, the size of the mask pattern, the focal length of the lens, and the pattern reduction rate Or from a predetermined parameter such as the size of the pattern reduced and projected on the workpiece
Since the relative positions of the mask, the lens, and the object to be processed are automatically determined, and the attenuator is controlled in accordance with the relative position, an excimer laser beam having an optimal energy amount for processing is irradiated on the object to be processed. By moving at least two of the lens and the object to be processed in parallel with the optical axis, any reduction ratio can be set as long as the path length of the excimer laser beam can be sufficiently secured. If only one mask is made, the mask pattern is reduced and projected on the object to be processed in an arbitrary size, and further, the energy of the beam irradiated on the mask surface is attenuated by the attenuator, and finally processed. By adjusting the energy density of the excimer laser beam irradiated on the surface of the object, it can be adjusted to the optimum value for the processing object. Because, without having to replace the mask,
High quality processing can be performed. Further, according to the laser processing apparatus of the present invention, by moving at least two of the mask, the lens, and the object to be processed while maintaining the image formation state of the mask pattern during the processing, the laser processing apparatus can perform stepwise or non-stepping during the processing. It is possible to change the size of the mask pattern in stages and obtain the optimum laser energy for processing, and obtain the laser energy while changing the pattern reduction ratio while the material is being removed. It is possible to easily process a shape, for example, a hole having a tapered cross section, a groove having a variable width, or the like, which has been difficult to process, with high quality and high quality.

【0051】本発明のエキシマレーザ加工方法によれ
ば、マスクイメージング法によるエキシマレーザ加工に
おいて、加工対象物にレーザ照射を行い、加工が進行す
る間に、マスクパターン像の結像状態を維持しながら、
マスク、レンズおよび加工対象物の少なくとも2つを光
軸に対して平行に移動することによって、パターン縮小
率を段階的もしくは無段階に変化させ、かつ、加工対象
物上に照射されるエキシマレーザビームのエネルギ密度
を一定に保ちながら加工対象物の材料除去を行うことか
ら、例えば断面がテーパ形状の穴、幅が変化する溝など
エキシマレーザビームを照射し、材料除去が行われてい
る間にパターン縮小率を変化させながら得られる形状の
加工を行うことができる。
According to the excimer laser processing method of the present invention, in the excimer laser processing by the mask imaging method, the object to be processed is irradiated with laser, and while the processing is in progress, the image forming state of the mask pattern image is maintained. ,
By moving at least two of a mask, a lens, and an object to be processed in parallel to the optical axis, the pattern reduction ratio is changed stepwise or steplessly, and an excimer laser beam irradiated onto the object to be processed Since the material removal of the object to be processed is performed while keeping the energy density of the workpiece constant, for example, a pattern having a tapered cross section, a groove whose width changes, or the like is irradiated with an excimer laser beam, and the pattern is removed while the material is being removed. Processing of the shape obtained while changing the reduction ratio can be performed.

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

【図1】本発明の実施の形態1に係るエキシマレーザ加
工装置の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of an excimer laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態2のレーザ加工方法の説明
に供する図
FIG. 2 is a diagram for describing a laser processing method according to a second embodiment of the present invention;

【図3】図1の加工方法の説明に供する図表。FIG. 3 is a chart provided for explaining the processing method of FIG. 1;

【図4】本発明の実施の形態3のレーザ加工方法の説明
に供する図
FIG. 4 is a diagram for explaining a laser processing method according to a third embodiment of the present invention;

【図5】図4の加工方法の説明に供する図表。FIG. 5 is a chart for explaining the processing method of FIG. 4;

【図6】従来の技術と本発明の実施の形態との相違の説
明に供する図。
FIG. 6 is a diagram for explaining a difference between a conventional technique and an embodiment of the present invention.

【図7】レーザ加工におけるマスクイメージング法の説
明に供する図。
FIG. 7 is a diagram provided for explanation of a mask imaging method in laser processing.

【図8】レーザ加工におけるコンタクトマスク法の説明
に供する図。
FIG. 8 is a diagram for explaining a contact mask method in laser processing;

【図9】エキシマレーザ加工によって加工対象物に溝を
形成する方法の説明に供する図。
FIG. 9 is a diagram for explaining a method of forming a groove in a workpiece by excimer laser processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エキシマレーザ発振器 2 反射ミラー 3 マスク 4 レンズ 5 加工対象物 6 エキシマレーザビーム 7 アッテネータ 8 ビームスプリッタ 9 位置検出・平行移動機構 10 ワークステージ 11 エネルギメータ 12 コンピュータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excimer laser oscillator 2 Reflection mirror 3 Mask 4 Lens 5 Workpiece 6 Excimer laser beam 7 Attenuator 8 Beam splitter 9 Position detection / parallel movement mechanism 10 Work stage 11 Energy meter 12 Computer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エキシマレーザ発振器から出射するエキシ
マレーザビームをアッテネータで所定のエネルギ量に減
衰したうえで所定形状のマスクパターンを有するマスク
で遮蔽しながらレンズを通して加工対象物に縮小投影
し、マスクパターン形状と相似形の除去加工を行うエキ
シマレーザ加工装置において、前記マスクパターンの大
きさ、レンズの焦点距離、パターン縮小率ないしは加工
対象物に縮小投影されたパターンの大きさなどあらかじ
め決まっているパラメータより、自動的にマスク、レン
ズおよび加工対象物の相対位置を定め、前記相対位置に
応じて前記アッテネータを制御することによって加工に
最適なエネルギ量のエキシマレーザビームを加工対象物
に照射することを特徴とするエキシマレーザ加工装置。
An excimer laser beam emitted from an excimer laser oscillator is attenuated to a predetermined energy amount by an attenuator, and then reduced and projected onto a processing target object through a lens while being shielded by a mask having a mask pattern of a predetermined shape. In an excimer laser processing apparatus that performs removal processing of a shape similar to a shape, the size of the mask pattern, the focal length of the lens, the pattern reduction ratio, or a predetermined parameter such as the size of the pattern reduced and projected on the processing target is determined by using a predetermined parameter. Automatically determining the relative positions of a mask, a lens, and a processing target, and irradiating the processing target with an excimer laser beam having an optimal energy amount for processing by controlling the attenuator according to the relative position. Excimer laser processing equipment.
【請求項2】レーザ発振器のレーザ出射口とマスクとの
間のエキシマレーザビーム路中でエキシマレーザビーム
を段階的もしくは無段階に減衰調整可能なアッテネータ
と、前記アッテネータを通過したエキシマレーザビーム
のエネルギを測定する測定手段と、マスク、レンズおよ
び加工対象物のうちの少なくとも2つを光軸に平行して
移動させる移動手段と、前記マスク、レンズおよびマス
クパターンの結像面の相対位置を検出する検出手段と、
前記アッテネータ、測定手段、移動手段および検出手段
を制御する制御手段とを具備し、前記制御手段は、前記
マスクパターンの大きさ、レンズの焦点距離、必要とす
るマスクパターンの縮小率ないしは加工対象物に縮小投
影されたマスクパターンの大きさなどあらかじめ決まっ
ているパラメータを得るとともに、このパラメータに基
づいてマスク、レンズおよび加工対象物の相対位置を定
め、前記相対位置に応じて前記アッテネータを制御し、
加工に最適なエネルギ量のエキシマレーザビームを加工
対象物に照射することを特徴とする請求項1に記載のエ
キシマレーザ加工装置。
2. An attenuator capable of stepwise or steplessly attenuating an excimer laser beam in an excimer laser beam path between a laser emission port of a laser oscillator and a mask, and an energy of the excimer laser beam passing through the attenuator. Measuring means for measuring the distance, moving means for moving at least two of the mask, the lens and the object to be processed in parallel with the optical axis, and detecting the relative positions of the image forming surfaces of the mask, the lens and the mask pattern. Detecting means;
A control means for controlling the attenuator, the measuring means, the moving means and the detecting means, wherein the control means comprises: a size of the mask pattern, a focal length of a lens, a required reduction ratio of the mask pattern or an object to be processed. While obtaining a predetermined parameter such as the size of the mask pattern projected and reduced to the mask, based on the parameters, determine the relative position of the mask, lens and the workpiece, control the attenuator according to the relative position,
The excimer laser processing apparatus according to claim 1, wherein an excimer laser beam having an optimum energy amount for processing is irradiated on a processing target.
【請求項3】マスクイメージング法によるエキシマレー
ザ加工において、加工対象物にレーザ照射を行い、加工
が進行する間に、マスクパターン像の結像状態を維持し
ながら、マスク、レンズおよび加工対象物の少なくとも
2つを光軸に対して平行に移動することによって、パタ
ーン縮小率を段階的もしくは無段階に変化させ、かつ、
加工対象物上に照射されるエキシマレーザビームのエネ
ルギ密度を一定に保ちながら加工対象物の材料除去を行
うことを特徴とするエキシマレーザ加工方法。
3. In excimer laser processing by a mask imaging method, an object to be processed is irradiated with a laser, and while the processing is in progress, an image of a mask, a lens, and an object to be processed is maintained while an image forming state of a mask pattern image is maintained. By moving at least two in parallel to the optical axis, the pattern reduction ratio is changed stepwise or steplessly, and
An excimer laser processing method characterized in that material removal of an object to be processed is performed while keeping the energy density of an excimer laser beam irradiated onto the object to be processed constant.
【請求項4】マスクイメージング法によるエキシマレー
ザ加工において、マスクパターンを加工対象物上に縮小
投影し、レーザ入射面に対して、レーザ出射面の形状が
小さくなるテーパ状のパターンを形成することを特徴と
する請求項3に記載のエキシマレーザ加工方法。
4. An excimer laser processing by a mask imaging method, wherein a mask pattern is reduced and projected on a processing object to form a tapered pattern in which a shape of a laser emission surface is reduced with respect to a laser incidence surface. The excimer laser processing method according to claim 3, wherein:
【請求項5】マスクイメージング法によるエキシマレー
ザ加工において、マスクパターンを加工対象物上に縮小
投影し、かつ、加工対象物、エキシマレーザビームおよ
びマスクの少なくとも1つを走査することによって、幅
が変化する溝を形成することを特徴とする請求項3に記
載のエキシマレーザ加工方法。
5. In an excimer laser processing by a mask imaging method, a width is changed by projecting a mask pattern on a processing target in a reduced size and scanning at least one of the processing target, an excimer laser beam and a mask. 4. The excimer laser processing method according to claim 3, wherein a groove is formed.
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