JPWO2020013122A1 - レーザ加工装置、レーザ加工方法及び成膜マスクの製造方法 - Google Patents

レーザ加工装置、レーザ加工方法及び成膜マスクの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2020013122A1
JPWO2020013122A1 JP2020530172A JP2020530172A JPWO2020013122A1 JP WO2020013122 A1 JPWO2020013122 A1 JP WO2020013122A1 JP 2020530172 A JP2020530172 A JP 2020530172A JP 2020530172 A JP2020530172 A JP 2020530172A JP WO2020013122 A1 JPWO2020013122 A1 JP WO2020013122A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
shadow mask
laser processing
line beam
mask
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020530172A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7175457B2 (ja
Inventor
齋藤　雄二
雄二 齋藤
平山　秀雄
秀雄 平山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
V Technology Co Ltd
Original Assignee
V Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by V Technology Co Ltd filed Critical V Technology Co Ltd
Publication of JPWO2020013122A1 publication Critical patent/JPWO2020013122A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7175457B2 publication Critical patent/JP7175457B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • 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
    • B23K26/073—Shaping the laser spot
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • 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
    • 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
    • B23K26/0661—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 disposed on the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • 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
    • B23K26/073—Shaping the laser spot
    • B23K26/0738—Shaping the laser spot into a linear shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/362—Laser etching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B23K26/402—Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/18—Sheet panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/34—Coated articles, e.g. plated or painted; Surface treated articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/16—Composite materials, e.g. fibre reinforced
    • B23K2103/166—Multilayered materials
    • B23K2103/172—Multilayered materials wherein at least one of the layers is non-metallic

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

本発明は、ラインビームＬｂを生成するレーザ光学系１と、前記レーザ光学系１の光進行方向下流側に配置され、マスク用部材９にレーザ加工される複数の開口パターンに対応して複数の開口窓を設けたシャドーマスク２と、前記シャドーマスク２の像を前記マスク用部材９上に投影する投影レンズ３と、前記シャドーマスク２上に照射される前記ラインビームＬｂを前記シャドーマスク２及び前記投影レンズ３に対して相対的に、前記ラインビームＬｂの長軸と交差する方向に移動させる移動機構４と、前記マスク用部材９を載置して保持するステージ５と、を備えたものである。

Description

本発明は、レーザ加工装置に関し、特にレーザ加工工程のタクトタイムを短縮しようとするレーザ加工装置、レーザ加工方法及び成膜マスクの製造方法に係るものである。
従来のレーザ加工装置は、被加工物にレーザ加工される複数の加工痕に対応して複数の開口窓を設けたシャドーマスクにレーザ光を照射し、開口窓を通過したレーザビームにより被加工物に上記加工痕をレーザ加工するものとなっていた（例えば、特許文献１参照）。
国際公開第２０１７／１５４２３３号
しかし、このような従来のレーザ加工装置においては、シャドーマスクに複数ショットのレーザ光を照射しながら被加工物の所定領域に加工痕をレーザ加工し、それが終了すると被加工物を載置するステージを所定距離だけ移動して、被加工物の別の領域に上記と同様にして加工痕をレーザ加工するという動作を繰り返し行う、いわゆるステップアンドリピート方式のものであるため、上記ステージの移動精度を確保しながらステージを加速減速制御して移動するのに要する時間がレーザ加工時間よりも遥かに長くなり、レーザ加工工程のタクトタイムを短縮することが困難であった。そのため、加工製品の製造コストが高くなるという問題があった。
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、レーザ加工工程のタクトタイムを短縮しようとするレーザ加工装置、レーザ加工方法及び成膜マスクの製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によるレーザ加工装置は、ラインビームを生成するレーザ光学系と、前記レーザ光学系の光進行方向下流側に配置され、被加工物にレーザ加工される複数の加工痕に対応して複数の開口窓を設けたシャドーマスクと、前記シャドーマスクの像を前記被加工物上に投影する投影レンズと、前記シャドーマスク上に照射される前記ラインビームを前記シャドーマスク及び前記投影レンズに対して相対的に、前記ラインビームの長軸と交差する方向に移動させる移動機構と、前記被加工物を載置して保持するステージと、を備えたものである。
また、本発明によるレーザ加工方法は、被加工物にレーザ加工される複数の加工痕に対応して複数の開口窓を設けたシャドーマスク上にラインビームを照射し、前記開口窓を通過したレーザビームにより前記被加工物に前記加工痕をレーザ加工するレーザ加工方法であって、前記シャドーマスク上に照射される前記ラインビームを、レーザ加工中に前記シャドーマスク、及び該シャドーマスクの像を前記被加工物上に投影する投影レンズに対して相対的に、前記ラインビームの長軸に交差する方向に移動するものである。
さらに、本発明による成膜マスクの製造方法は、樹脂フィルムと複数の貫通孔を設けた磁性金属材料から成るメタルシートとを積層したマスク用部材にレーザ加工される複数の開口パターンに対応して複数の開口窓を設けたシャドーマスク上にラインビームを照射し、前記開口窓を通過したレーザビームにより前記マスク用部材に前記開口パターンをレーザ加工する成膜マスクの製造方法であって、前記シャドーマスク上に照射される前記ラインビームを、レーザ加工中に前記シャドーマスク、及び該シャドーマスクの像を前記マスク用部材上に投影する投影レンズに対して相対的に、前記ラインビームの長軸に交差する方向に移動するものである。
本発明によれば、所定領域のレーザ加工処理時間は、ステージのステップ移動時間に依存する従来技術と違って、ラインビームの移動速度により決まり、ラインビームの移動速度は、略レーザの発振周波数により決まるので、レーザの発振周波数を十分に生かしたレーザ加工を行うことができる。したがって、レーザ加工工程のタクトタイムを短縮することができ、加工製品のコストを低減することができる。また、被加工物がラインビームを移動しながらレーザ加工されるため、ラインビームの移動方向の強度分布が平均化されて均一になり、過不足のない均一な加工痕を形成することができる。
本発明によるレーザ加工装置の一実施形態の概略構成を示す正面図である。 被加工物としてのマスク用部材を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は加工痕である開口パターンを示す要部拡大断面図である。 ラインビームとシャドーマスクとの関係を示す平面図である。 移動機構の一構成例を示す説明図である。 制御装置の一構成例を示すブロック図である。 同一条件の下でのレーザ加工の処理時間について、本発明によるレーザ加工方法と従来方法とを比較した表である。
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明によるレーザ加工装置の一実施形態の概略構成を示す正面図である。このレーザ加工装置は、シャドーマスクを介して被加工物にレーザビームを照射し加工痕を形成しようとするもので、レーザ光学系１と、シャドーマスク２と、投影レンズ３と、移動機構４と、ステージ５と、制御装置６と、を備えて構成されている。
ここでは、被加工物が、図２（ａ）に示すように、例えばポリイミド又はポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）等の樹脂フィルム７と複数の貫通孔１０を設けた磁性金属材料から成るメタルシート８とを積層したマスク用部材９であり、上記加工痕が、図２（ｂ）に示すように上記貫通孔１０内に位置する樹脂フィルム７の部分に形成された開口パターン１１である場合について説明する。なお、図２（ａ）において、符号１２は、マスク用部材９を支持するフレームである。
樹脂フィルム７に替えて厚みが該樹脂フィルム７と略同等（約３μｍ〜約１０μｍ）のメタル箔シートを使用してもよい。この場合、メタル箔シートに開口パターン１１を形成するためには、後述の紫外線と違って、赤外線のレーザ光が使用される。
上記レーザ光学系１は、ラインビームＬｂのレーザ光Ｌを生成するものであり、光進行方向上流側からレーザ光源１３と、前段光学系１４と、後段光学系１５とを備えて構成されている。
上記レーザ光源１３は、上記樹脂フィルム７をアブレート可能な紫外領域の波長を有するレーザ光Ｌを放射するものであり、例えばエキシマレーザやＹＡＧレーザ等である。なお、使用するレーザ及びレーザ光Ｌの波長は、被加工物の材料に応じて適宜選択される。また、上記前段光学系１４は、レーザ光源１３から放射されたレーザ光Ｌの径を拡大するビームエキスパンダや、拡大されたレーザ光Ｌを平行光にするコリメータレンズや、レーザ強度を調整するアッテネータや、レーザ光Ｌの光路を開閉するシャッタ等を備えて構成され、ビームプロファイルチェック、パワーモニター、ビーム位置補正等の機能を有するようにされている。さらに、上記後段光学系１５は、レーザ光Ｌの横断面内の強度分布を均一化するホモジナイザーや、径が拡大されたレーザ光ＬをラインビームＬｂに変換する、例えばシリンドリカルレンズ等を備えて構成されている。なお、図１において符号１６は、平面反射ミラーである。
上記レーザ光学系１の光進行方向下流側には、シャドーマスク２が配置して設けられている。このシャドーマスク２は、図３に示すように、マスク用部材９にレーザ加工される複数の開口パターン１１に対応して複数の開口窓１７を設け、ラインビームＬｂを複数のレーザビームＢに分岐してマスク用部材９に照射するものであり、例えば透明ガラスの表面に被着されたクロム等の不透明膜に複数の開口窓１７をエッチング等により形成したものである。又は、メタルシートに貫通する複数の開口窓１７を設けたものであってもよい。詳細には、本発明のシャドーマスク２は、従来のシャドーマスクがカバーするマスク用部材９上の加工領域よりも広い領域をカバーするように、従来のシャドーマスクよりも大型のものである。
上記シャドーマスク２の光進行方向下流側には、投影レンズ３が設けられている。この投影レンズ３は、シャドーマスク２の像をマスク用部材９上に投影するものであり、本実施形態においては、シャドーマスク２の開口窓１７の像をメタルシート８の貫通孔１０内の樹脂フィルム７上に１／５に縮小して投影するようになっている。
図１に示すように、上記シャドーマスク２上に照射されるラインビームＬｂを、該ラインビームＬｂの長軸（Ｘ軸）と交差する方向（Ｙ軸方向）に移動可能に移動機構４が設けられている。この移動機構４は、レーザ加工中のラインビームＬｂの移動を等速（一定速度）で行わせるものであり、レーザ光学系１の後段光学系１５を移動させる例えばエアスライダーや、リニアガイドや、ボールねじ等で構成されている。なお、ラインビームＬｂに対してシャドーマスク２を含む後述の投影レンズ３を移動させてもよいが、ここでは、ラインビームＬｂを移動させる場合について説明する。
図４は上記移動機構４の一構成例を示す説明図である。この移動機構４は、後段光学系１５の出力側の光路に挿入されたミラー構成のものであり、互いに９０°の角度で交差する二つの外側反射面１８を有する固定型反射ミラー１９と、互いに９０°の角度で交差する二つの内側反射面２０を有し、該二つの内側反射面２０が上記固定型反射ミラー１９の二つの外側反射面１８に対して平行状態を維持して、上記外側及び内側反射面１８，２０の各交点を結ぶ方向に離隔及び接近する可動型反射ミラー２１と、上記固定型反射ミラー１９で反射された出力光の光路を例えば９０°折り曲げる可動型平面反射ミラー２２と、を備えて構成されている。
そして、上記可動型平面反射ミラー２２を入射光の光軸に沿って移動させることにより、ラインビームＬｂがシャドーマスク２上を移動するようにしている。この場合、可動型平面反射ミラー２２の移動に同期して可動型反射ミラー２１を移動させることにより、後段光学系１５の光路長を維持できるようにしている。具体的には、図４において可動型平面反射ミラー２２を左から右へ距離Ｄだけ移動させる場合、可動型反射ミラー２１と固定型反射ミラー１９との間隔をＤ／２だけ広げるように可動型反射ミラー２１を移動させるとよい。
また、上記移動機構４は、ガルバノミラー又はポリゴンミラーとｆθレンズとを組み合わせたものであってもよい。これにより、ラインビームＬｂをガルバノミラー又はポリゴンミラーで左右に振ると共に、ｆθレンズでシャドーマスク２上を移動するラインビームＬｂの速度を等速にすることができる。
上記投影レンズ３に対向してステージ５が設けられている。このステージ５は、マスク用部材９を載置して保持するものであり、投影レンズ３の光軸に直交する二次元平面内を移動可能に構成されている。
上記レーザ光源１３、前段光学系１４、移動機構４及びステージ５に電気的に接続して制御装置６が設けられている。この制御装置６は、各構成要素が適切に駆動するように制御するものであり、図５に示すように、レーザ光源コントローラ２３と、前段光学系コントローラ２４と、移動機構コントローラ２５と、ステージコントローラ２６と、メモリ２７と、演算部２８と、中央制御部２９と、を備えている。
ここで、上記レーザ光源コントローラ２３は、レーザ光源１３の点灯及び消灯、発振周波数等を制御するものである。また、前段光学系コントローラ２４は、前段光学系１４のアッテネータを制御してレーザ光Ｌの強度を調整可能とすると共に、シャッタの開閉を制御するものである。さらに、移動機構コントローラ２５は、移動機構４を制御してシャドーマスク２上のラインビームＬｂの移動速度を制御するものである。また、ステージコントローラ２６は、ステージ５の載置面の中心における法線を軸とするステージ５の回動角度、ステージ５の移動方向、移動速度及び移動量を制御するものである。さらに、メモリ２７は、レーザ光源１３の発振周波数及びレーザ加工のショット数、ラインビームＬｂの移動速度、ステージ５の移動速度及び移動量等を記憶するものである。さらにまた、演算部２８は、メモリ２７から読み出したラインビームＬｂの移動速度と実際のラインビームＬｂの移動速度とを比較して移動機構４が適切に駆動するように移動機構コントローラ２５を制御すると共に、メモリ２７からステージ５の移動速度及び移動量を読み出し、実際のステージ５の移動速度及び移動量と比較してステージ５が適切に駆動するようにステージコントローラ２６を制御するようになっている。そして、中央制御部２９は、各構成要素を統合して制御するものである。
次に、このように構成されたレーザ加工装置を使用したレーザ加工方法について説明する。特に、ここでは、図６に示す同一の加工条件の下で行う成膜マスクの製造方法について、従来方式と比較して説明する。
先ず、図１及び図２（ａ）に示すように、マスク用部材９の樹脂フィルム７を平坦なガラス基板３０に密着させた状態でステージ５上に載置する。
次いで、マスク用部材９のＹ軸方向の中心線に対して左右に設けられたアライメントマークを図示省略の撮像カメラにより撮影し、その撮影画像に基づいてマスク用部材９の上記中心線がステージ５の移動方向（Ｙ軸方向）に合致するように、ステージコントローラ２６によりステージ５の回動角度を調整する。
続いて、ステージ５をＸ軸及びＹ軸方向に移動してレーザビームＢの照射位置をマスク用部材９のレーザ加工開始位置に合せる。併せて、図示省略のオートフォーカス手段により、レーザビームＢが樹脂フィルム７上に集光するように投影レンズ３を含む光学系をＺ軸方向に移動して自動調整する。これにより、レーザ加工の準備が終了する。
次に、制御装置６のレーザ光源コントローラ２３を通してレーザ光源１３が点灯されると共に、前段光学系コントローラ２４を通して前段光学系１４のシャッタが開かれてレーザ加工が開始される。この場合、レーザ光源１３からは、例えば３００Ｈｚで発振する波長が３０８ｎｍのレーザ光Ｌが放射される。レーザ光源１３から放射されたレーザ光Ｌは、前段光学系１４によりビーム径が拡大され、平行光にされて後段光学系１５に入射する。なお、事前に、レーザ光Ｌのエネルギー密度が例えば４００ｍＪ／ｃｍ２となるように、前段光学系コントローラ２４を通してアッテネータが調整されている。
後段光学系１５に入射したレーザ光Ｌは、該後段光学系１５を構成するホモジナイザーによりレーザ強度が均一化された後、例えばシリンドリカルレンズにより１本のラインビームＬｂに変換されて後段のシャドーマスク２に照射する。
同時に、制御装置６の移動機構コントローラ２５により制御されて移動機構４が駆動し、上記後段光学系１５をＹ軸方向に一定速度で移動する。これにより、ラインビームＬｂがシャドーマスク２上をＹ軸方向に等速で移動することになる。
この場合、シャドーマスク２を通過し、マスク用部材９に照射する複数のレーザビームＢの移動速度は、マスク用部材９の所定領域、例えばレーザビームＢのＹ軸方向の幅に等しい３ｍｍ幅の領域が６０ショット（３００Ｈｚ）のレーザ照射により加工されるように決められている。したがって、本発明の実施例においては、レーザビームＢの移動速度はマスク用部材９上で１５ｍｍ／ｓｅｃとなる。本発明の実施例においては、投影レンズ３の倍率が１／５であるから、シャドーマスク２上のラインビームＬｂの移動速度は、７５ｍｍ／ｓｅｃとなる。
シャドーマスク２を通過した複数のレーザビームＢは、投影レンズ３により１／５に縮小されてマスク用部材９の３ｍｍ幅の領域に照射する。これにより、マスク用部材９のメタルシート８の貫通孔１０内に位置する樹脂フィルム７が上記複数のレーザビームＢによりアブレートされ、複数の開口パターン１１が形成される。
このとき、ラインビームＬｂが上記７５ｍｍ／ｓｅｃの速度でシャドーマスク２上を距離１６０ｍｍ移動しながらマスク用部材９がレーザ加工されるから、マスク用部材９には、１ステップの加工処理でＹ軸方向の領域幅２９ｍｍがレーザ加工され、複数の開口パターン１１が形成される。
上記のようにしてラインビームＬｂを移動しながら、マスク用部材９の所定領域がレーザ加工されると、前段光学系コントローラ２４により駆動されてシャッタが閉じられ、ステージコントローラ２６によりステージ５が所定方向に所定距離だけステップ移動される。そして、マスク用部材９の新たな領域が上記と同様にしてレーザ加工され、次の複数の開口パターン１１が形成される。この場合、ラインビームＬｂは、一旦移動開始位置まで高速で戻ってから上記と同様に移動させてもよく、移動終了位置から移動開始位置に向けて反対方向に７５ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動させてもよい。
このように、本発明によれば、ラインビームＬｂを例えば７５ｍｍ／ｓｅｃの速度で距離１６０ｍｍを移動しながらマスク用部材９をレーザ加工するものであるので、１ステップのレーザ加工処理に要するラインビームＬｂの移動時間は、２．１３ｓｅｃとなる。また、図６に示すように、ラインビームＬｂの移動開始及び停止時の加減速時間（トータル）を１．０ｓｅｃとし、制御装置６とレーザ光源１３との間の通信時間を０．５ｓｅｃとすると、１ステップのレーザ加工の処理時間は３．６３ｓｅｃとなる。
一方、従来方式によれば、レーザ加工は、ラインビームＬｂ及びステージ５を停止した状態で行われるため、１ステップのレーザ加工は、Ｙ軸方向の幅３ｍｍの領域が３００Ｈｚのレーザ光Ｌにより６０ショットで行われる。したがって、３ｍｍ幅の加工領域のレーザ加工時間は、０．２ｓｅｃとなる。また、本発明と同様に制御装置６とレーザ光源１３との間の通信時間を０．５ｓｅｃとすると、１ステップのレーザ加工の処理時間は０．７ｓｅｃとなる。
従来方式においては、３ｍｍ幅の加工領域のレーザ加工が終了する毎にステージ５をステップ移動して次の３ｍｍ幅の加工領域がレーザ加工されるから、本発明と同様にＹ軸方向の幅２９ｍｍの領域をレーザ加工するには、１０回の処理ステップと、ステージ５の９回のステップ移動により実施されることになる。ステージ５のステップ移動時間は、１．７０ｓｅｃであるから、従来方式により本発明と同じ２９ｍｍ（Ｙ）幅の領域をレーザ加工するのに要する処理時間は、トータルで２２．３ｓｅｃとなり、本発明の処理時間３．６３ｓｅｃに比べて遥かに長くなる。
したがって、同じ面積を有するマスク用部材９をレーザ加工する処理時間は、従来方式に比べて本発明の方が遥かに短くなり、本発明は、成膜マスクを製造するためのタクトタイムを短縮することができる。
特に、本発明においては、シャドーマスク２のサイズが大きくなり、１回の処理面積が大きくなるほど処理時間をより短縮することができ、タクトタイムをより短縮することができる。
なお、以上の説明においては、成膜マスクの製造装置及び成膜マスクの製造方法について説明したが、本発明はこれに限られず、半導体基板のアモルファスシリコンをレーザアニールする装置や、露光装置、又はプリント基板にビアを形成する装置等の他のレーザ加工装置及びレーザ加工方法にも適用することができる。被加工物としてのプリント基板には、フレキシブルプリント基板及びリジッド基板等が含まれ、加工痕としてのビアには、スルーホールビア、ブラインドビア、ベリードビア及びマイクロビア等が含まれる。
１…レーザ光学系
２…シャドーマスク
３…投影レンズ
４…移動機構
５…ステージ
７…樹脂フィルム
８…メタルシート
９…マスク用部材（被加工物）
１０…貫通孔
１１…開口パターン（加工痕）
１７…開口窓
Ｌｂ…ラインビーム
Ｂ…レーザビーム

Claims (17)

  1. ラインビームを生成するレーザ光学系と、
    前記レーザ光学系の光進行方向下流側に配置され、被加工物にレーザ加工される複数の加工痕に対応して複数の開口窓を設けたシャドーマスクと、
    前記シャドーマスクの像を前記被加工物上に投影する投影レンズと、
    前記シャドーマスク上に照射される前記ラインビームを前記シャドーマスク及び前記投影レンズに対して相対的に、前記ラインビームの長軸と交差する方向に移動させる移動機構と、
    前記被加工物を載置して保持するステージと、
    を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
  2. 前記ラインビームの相対的な移動速度は、一定であることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
  3. 前記ステージは、前記投影レンズの光軸に直交する二次元平面内を移動可能に構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ加工装置。
  4. 前記被加工物は、樹脂フィルムと複数の貫通孔を設けたメタルシートとを積層したマスク用部材であり、
    前記加工痕は、前記貫通孔内に位置する前記樹脂フィルムの部分に形成される開口パターンである、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。
  5. 前記被加工物は、樹脂フィルムと複数の貫通孔を設けたメタルシートとを積層したマスク用部材であり、
    前記加工痕は、前記貫通孔内に位置する前記樹脂フィルムの部分に形成される開口パターンである、
    ことを特徴とする請求項３記載のレーザ加工装置。
  6. 前記被加工物は、プリント基板であり、
    前記加工痕は、前記プリント基板に形成されるビアである、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ加工装置。
  7. 前記被加工物は、プリント基板であり、
    前記加工痕は、前記プリント基板に形成されるビアである、
    ことを特徴とする請求項３記載のレーザ加工装置。
  8. 被加工物にレーザ加工される複数の加工痕に対応して複数の開口窓を設けたシャドーマスク上にラインビームを照射し、前記開口窓を通過したレーザビームにより前記被加工物に前記加工痕をレーザ加工するレーザ加工方法であって、
    前記シャドーマスク上に照射される前記ラインビームを、レーザ加工中に前記シャドーマスク、及び該シャドーマスクの像を前記被加工物上に投影する投影レンズに対して相対的に、前記ラインビームの長軸に交差する方向に移動することを特徴とするレーザ加工方法。
  9. 前記ラインビームの相対的な移動速度は、一定であることを特徴とする請求項８記載のレーザ加工方法。
  10. 前記シャドーマスク上の前記ラインビームの移動を終えると、前記被加工物を移動して該被加工物上の別の領域に、前記ラインビームを前記シャドーマスク及び前記投影レンズに対して相対移動しながら前記加工痕をレーザ加工することを特徴とする請求項８又は９記載のレーザ加工方法。
  11. 前記被加工物は、樹脂フィルムと複数の貫通孔を設けたメタルシートとを積層したマスク用部材であり、
    前記加工痕は、前記貫通孔内に位置する前記樹脂フィルムの部分に形成される開口パターンである、
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載のレーザ加工方法。
  12. 前記被加工物は、樹脂フィルムと複数の貫通孔を設けたメタルシートとを積層したマスク用部材であり、
    前記加工痕は、前記貫通孔内に位置する前記樹脂フィルムの部分に形成される開口パターンである、
    ことを特徴とする請求項１０記載のレーザ加工方法。
  13. 前記被加工物は、プリント基板であり、
    前記加工痕は、前記プリント基板に形成されるビアである、
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載のレーザ加工方法。
  14. 前記被加工物は、プリント基板であり、
    前記加工痕は、前記プリント基板に形成されるビアである、
    ことを特徴とする請求項１０記載のレーザ加工方法。
  15. 樹脂フィルムと複数の貫通孔を設けた磁性金属材料から成るメタルシートとを積層したマスク用部材にレーザ加工される複数の開口パターンに対応して複数の開口窓を設けたシャドーマスク上にラインビームを照射し、前記開口窓を通過したレーザビームにより前記マスク用部材に前記開口パターンをレーザ加工する成膜マスクの製造方法であって、
    前記シャドーマスク上に照射される前記ラインビームを、レーザ加工中に前記シャドーマスク、及び該シャドーマスクの像を前記マスク用部材上に投影する投影レンズに対して相対的に、前記ラインビームの長軸に交差する方向に移動することを特徴とする成膜マスクの製造方法。
  16. 前記ラインビームの相対的な移動速度は、一定であることを特徴とする請求項１５記載の成膜マスクの製造方法。
  17. 前記シャドーマスク上の前記ラインビームの移動を終えると、前記マスク用部材を移動して該マスク用部材上の別の領域に、前記ラインビームを前記シャドーマスク及び前記投影レンズに対して相対移動しながら前記開口パターンをレーザ加工することを特徴とする請求項１５又は１６記載の成膜マスクの製造方法。
JP2020530172A 2018-07-09 2019-07-08 レーザ加工装置、レーザ加工方法及び成膜マスクの製造方法 Active JP7175457B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018129709 2018-07-09
JP2018129709 2018-07-09
PCT/JP2019/026967 WO2020013122A1 (ja) 2018-07-09 2019-07-08 レーザ加工装置、レーザ加工方法及び成膜マスクの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2020013122A1 true JPWO2020013122A1 (ja) 2021-08-02
JP7175457B2 JP7175457B2 (ja) 2022-11-21

Family

ID=69142548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020530172A Active JP7175457B2 (ja) 2018-07-09 2019-07-08 レーザ加工装置、レーザ加工方法及び成膜マスクの製造方法

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JP7175457B2 (ja)
KR (1) KR102644949B1 (ja)
CN (1) CN112384323B (ja)
DE (1) DE112019003473T5 (ja)
TW (1) TWI814859B (ja)
WO (2) WO2020012771A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7393087B2 (ja) * 2019-09-26 2023-12-06 株式会社オーク製作所 アブレーション加工用の加工装置および加工方法
KR102528248B1 (ko) * 2020-03-10 2023-05-03 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 파장 변환 레이저 장치 및 파장 변환 레이저 가공기
CN113795087B (zh) * 2021-11-15 2022-05-03 深圳市大族数控科技股份有限公司 开窗方法及开窗设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5989476A (ja) * 1983-10-11 1984-05-23 Toshiba Corp レ−ザ光照射方法
US20070017908A1 (en) * 2004-08-02 2007-01-25 Sercel Patrick J System and method for laser machining

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001023131A1 (fr) * 1999-09-28 2001-04-05 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Procede et dispositif de perçage par laser
JP2008147242A (ja) * 2006-12-06 2008-06-26 Hitachi Via Mechanics Ltd プリント基板のレーザ加工方法
KR101335951B1 (ko) * 2012-04-23 2013-12-04 (주)파랑 Ｌｄｓ를 이용한 안테나 패턴형성장치
JP5989476B2 (ja) 2012-09-19 2016-09-07 ヤンマー株式会社 油圧ポンプ装置
JP2015534903A (ja) * 2012-11-02 2015-12-07 エム−ソルヴ・リミテッド 誘電体基板内に微細スケール構造を形成するための方法及び装置
GB2507542B (en) * 2012-11-02 2016-01-13 M Solv Ltd Apparatus and Method for forming fine scale structures in the surface of a substrate to different depths
JP6078747B2 (ja) * 2013-01-28 2017-02-15 株式会社ブイ・テクノロジー 蒸着マスクの製造方法及びレーザ加工装置
JP2017008342A (ja) * 2015-06-17 2017-01-12 株式会社ブイ・テクノロジー 成膜マスク及び成膜マスクの製造方法
US11433484B2 (en) * 2016-03-10 2022-09-06 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Deposition mask, mask member for deposition mask, method of manufacturing deposition mask, and method of manufacturing organic EL display apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5989476A (ja) * 1983-10-11 1984-05-23 Toshiba Corp レ−ザ光照射方法
US20070017908A1 (en) * 2004-08-02 2007-01-25 Sercel Patrick J System and method for laser machining

Also Published As

Publication number Publication date
CN112384323A (zh) 2021-02-19
WO2020013122A1 (ja) 2020-01-16
WO2020012771A1 (ja) 2020-01-16
TWI814859B (zh) 2023-09-11
KR102644949B1 (ko) 2024-03-08
CN112384323B (zh) 2023-08-15
KR20210028650A (ko) 2021-03-12
JP7175457B2 (ja) 2022-11-21
DE112019003473T5 (de) 2021-04-01
TW202005736A (zh) 2020-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3929084B2 (ja) 未処理製品の表面を照射する方法
JP7175457B2 (ja) レーザ加工装置、レーザ加工方法及び成膜マスクの製造方法
US6184490B1 (en) Material irradiation apparatus with a beam source that produces a processing beam for a workpiece, and a process for operation thereof
JP2001096386A (ja) レーザーの焦点位置を決定するための方法および装置
WO2000053365A1 (fr) Appareil d'usinage au laser
WO1991001514A1 (en) Laser machining
US20130153553A1 (en) Apparatus and method for the interference patterning of planar samples
JPH0810970A (ja) レーザ加工装置及び方法
KR20120004426A (ko) 개선된 레이저 가공 방법 및 장치
US20090316127A1 (en) Substrate, and method and apparatus for producing the same
KR20120120670A (ko) 레이저 분할빔을 이용한 선택적 박막 제거장치
JP2003048091A (ja) レーザ加工装置
JP3635701B2 (ja) 加工装置
KR102050765B1 (ko) 3차원 고속 정밀 레이저 가공 장치
JP2020175412A (ja) レーザリフトオフ用装置及びレーザリフトオフ方法
JPH09308983A (ja) レーザ加工装置
JP4027873B2 (ja) レーザ加工装置及びレーザ加工方法
KR102654236B1 (ko) 레이저 빔의 균질도가 향상된 레이저 가공 시스템
JP7221300B2 (ja) レーザ加工装置及び被加工物の加工方法
KR102012297B1 (ko) 멀티빔 스캐너 시스템을 이용한 패턴 형성방법
JPH11226772A (ja) レーザ加工方法及び装置
JPH11342486A (ja) アパーチャーマスク並びに光加工方法及びその装置
TW202317300A (zh) 照明光學系統以及雷射加工裝置
KR20190056895A (ko) 미세 패턴 정밀 가공 장치
TW202317299A (zh) 照明光學系統以及雷射加工裝置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220411

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221025

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221027

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7175457

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150