(57)【要約】      （修正有）【課題】薄膜が形成された加工対象物の表面にレーザビームを照射して当該薄膜を除去加工する際に、加工深さを均一にでき、レーザビームのオーバーラップによる下層材料へのダメージや、成膜残りの発生を防ぐことができるレーザ加工装置およびレーザ加工方法を提供する。【解決手段】薄膜Ｆが形成された加工対象物Ｗの表面にレーザビームＬＢを照射して当該薄膜を除去加工する際、レーザビームは、薄膜の除去加工に足りるエネルギー量に設定されたメインビーム部ＭＢと、当該メインビームに並んで配置されて当該メインビームよりも低いエネルギー量に設定されたサブビーム部ＳＢとし、レーザビームを相対移動させながら、先に照射されるサブビーム部ＳＢ１と、後から照射されるサブビーム部ＳＢ２とをオーバーラップさせ、メインビーム部の積算エネルギー量とオーバーラップしたサブビーム部の積算エネルギー量とを所定範囲内に設定する。【選択図】図２
2018202458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜が形成された加工対象物の表面にレーザビームを照射して当該薄膜を除去加工するレーザ加工方法において、
前記加工対象物に対する前記レーザビームの照射位置を相対移動させながら、当該レーザビームを前記薄膜にパルス状に照射し、
前記レーザビームは、前記薄膜の除去加工に足りるエネルギー量に設定されたメインビーム部と、当該メインビームよりも低いエネルギー量に設定されたサブビーム部とを含み、
前記サブビーム部は、前記メインビーム部を挟むように前記レーザビームの進行方向の前側および後側にそれぞれ、当該メインビーム部と隣接配置させており、
先に照射されたレーザビームの進行方向前側のサブビーム部の照射位置と、後から照射されるレーザビームの進行方向後側のサブビーム部の照射位置とをオーバーラップさせ、
前記メインビーム部の積算エネルギー量と、オーバーラップした前記サブビーム部の積算エネルギー量とが、所定範囲内となるように設定して前記薄膜を除去加工する
ことを特徴とする、レーザ加工方法。
【請求項２】
前記レーザビームの光路中に配置されて、当該レーザビームのエネルギー分布を格子状に細区分しつつ当該細区分された領域を通過又は反射するレーザビームのエネルギー量を個別に調節するビームプロファイル調節手段を用いて、前記メインビーム部と前記サブビーム部とを設定することを特徴とする、請求項１に記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
薄膜が形成された加工対象物の表面にレーザビームを照射して当該薄膜を除去加工するレーザ加工装置において、
パルス状のレーザビームを連続的に照射するレーザ発振器と、
前記加工対象物に対する前記レーザビームの照射位置を所定方向に相対移動させる相対移動部と、
前記レーザ発振器から出射されたレーザビームを、前記薄膜の除去加工に足りるエネルギー量に設定されたメインビーム部と、当該メインビーム部を挟むように前記レーザビームの進行方向の前側および後側にそれぞれ当該メインビーム部と隣接配置されて当該メインビーム部よりも低いエネルギー量に設定されたサブビーム部とに区分して、当該薄膜に照射するレーザ照射部と、
前記相対移動部の相対移動中に、先に照射されたレーザビームの進行方向前側のサブビーム部の照射位置に、後から照射されるレーザビームの進行方向後側のサブビーム部の照射位置がオーバーラップするように、前記薄膜に前記レーザビームを照射する加工制御部と、
前記薄膜に照射される前記メインビーム部の積算エネルギー量と、当該薄膜にオーバーラップさせて照射される前記サブビーム部の積算エネルギー量とを、所定範囲内に設定する照射エネルギー調節部とを備えたことを特徴とする、レーザ加工装置。
【請求項４】
前記レーザビームの光路中に配置されて、当該レーザビームのエネルギー分布を格子状に細区分しつつ当該細区分された領域を通過又は反射するレーザビームのエネルギー量を個別に調節して前記メインビーム部と前記サブビーム部とを設定する、ビームプロファイル調節手段を備えたことを特徴とする、請求項３に記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜が形成された加工対象物の表面にレーザビームを照射して当該薄膜を除去加工する、レーザ加工方法およびレーザ加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属、樹脂、ガラス、セラミックないしこれらの積層体など（つまり、ワーク）に、孔あけ、蒸散、溶接、熱処理、改質などの加工行うために、赤外光、可視光ないし紫外光のレ−ザビームを照射して加工する技術が知られている。
【０００３】
そして、多層プリント基板の配線層間を接続するためのビアホールの形成に、機械式ドリルに代えて、レーザ穴開け加工機（レーザドリル）が提案されている。
【０００４】
また、光電変換のための薄膜が形成された基板上に方形状に成形した集光スポット形状のレーザ光を走査しながら照射してレーザスクライブ加工（いわゆる、溝加工）をする技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
また、薄膜が形成された加工対象物にパルスレーザ光を走査しながら照射する薄膜の除去加工において、回折格子素子および遮光マスクを用い、レーザビームを走査方向に対して非対称なトップハット形状の強度分布を有するように成形し、この成形したレーザビームの照射領域を一部重複させながらパルス状に照射する技術が提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−１０４６９２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１４３７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示されている技術では、オーバーラップする部分の積算エネルギー量が過剰となっていまい、過剰な積算エネルギー量により下層材料にダメージが及ぶことがある。そして、この様な事態を避けるために、前後のレーザービームのオーバーラップ量を最小限（ほぼゼロ）に設定する必要があるが、相対移動量やパルス状に照射されるレーザビームの僅かなタイミングのズレ等に起因して、除去加工されるべき薄膜の一部が残ったり、連続加工がされずに不連続な溝加工となったりするといった別の事態の発生につながる。
【０００８】
一方、特許文献２に開示されている技術は、除去加工の対象となる薄膜の加工閾値Ｅａよりも下地膜（つまり、下層材料）のダメージ閾値Ｅｂが高い場合が一般的であり、表面の薄膜が除去されて下地膜（つまり、下層材料）が露出したとしても、薄膜を除去加工するレーザビームのエネルギーがＥａとＥｂの間であれば、パルス状にレーザビームをオーバーラップ照射させても下地膜にダメージを与えずに加工ができる旨が記載されている。
【０００９】
しかしながら、実際にこの様な加工が可能なのは、薄膜の加工閾値Ｅａに対して下層材料のダメージ閾値Ｅｂが遙かに高い場合（つまり、Ｅａ＜＜Ｅｂとなる場合）に限られ、Ｅａ≧Ｅｂとなる場合や、Ｅａ＜Ｅｂでもそれぞれが近い場合には、薄膜が露出した下地材料に直接レーザビームのオーバーラップ部分が照射され、下地材料がダメージを受けることとなる。
【００１０】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、薄膜が形成された加工対象物の表面にレーザビームを照射して当該薄膜を除去加工する際に、加工深さを均一にでき、レーザビームのオーバーラップによる下層材料へのダメージや、成膜残りの発生を防ぐことができるレーザ加工装置およびレーザ加工方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するために、本発明に係る一態様は、
薄膜が形成された加工対象物の表面にレーザビームを照射して当該薄膜を除去加工するレーザ加工方法において、
前記加工対象物に対する前記レーザビームの照射位置を相対移動させながら、当該レーザビームを前記薄膜にパルス状に照射し、
前記レーザビームは、前記薄膜の除去加工に足りるエネルギー量に設定されたメインビーム部と、当該メインビームよりも低いエネルギー量に設定されたサブビーム部とを含み、
前記サブビーム部は、前記メインビーム部を挟むように前記レーザビームの進行方向の前側および後側にそれぞれ、当該メインビーム部と隣接配置させており、
先に照射されたレーザビームの進行方向前側のサブビーム部の照射位置と、後から照射されるレーザビームの進行方向後側のサブビーム部の照射位置とをオーバーラップさせ、
前記メインビーム部の積算エネルギー量と、オーバーラップした前記サブビーム部の積算エネルギー量とが、所定範囲内となるように設定して前記薄膜を除去加工する
ことを特徴とする、レーザ加工方法である。
【００１２】
また、本発明に係る別の一態様は、
薄膜が形成された加工対象物の表面にレーザビームを照射して当該薄膜を除去加工するレーザ加工装置において、
パルス状のレーザビームを連続的に照射するレーザ発振器と、
前記加工対象物に対する前記レーザビームの照射位置を所定方向に相対移動させる相対移動部と、
前記レーザ発振器から出射されたレーザビームを、前記薄膜の除去加工に足りるエネルギー量に設定されたメインビーム部と、当該メインビーム部を挟むように前記レーザビームの進行方向の前側および後側にそれぞれ当該メインビーム部と隣接配置されて当該メインビーム部よりも低いエネルギー量に設定されたサブビーム部とに区分して、当該薄膜に照射するレーザ照射部と、
前記相対移動部の相対移動中に、先に照射されたレーザビームの進行方向前側のサブビーム部の照射位置に、後から照射されるレーザビームの進行方向後側のサブビーム部の照射位置がオーバーラップするように、前記薄膜に前記レーザビームを照射する加工制御部と、
前記薄膜に照射される前記メインビーム部の積算エネルギー量と、当該薄膜にオーバーラップさせて照射される前記サブビーム部の積算エネルギー量とを、所定範囲内に設定する照射エネルギー調節部とを備えたことを特徴とする、レーザ加工装置である。
【００１３】
上述の様なレーザ加工によれば、先に照射されるレーザビームのサブビーム部で薄膜が所定の深さだけ除去加工され、残っている除去対象の薄膜は、後から照射されるレーザビームのサブビーム部で所定の深さだけ除去加工される。このとき、先のレーザビームのサブビーム部と後のレーザビームのサブビーム部との積算エネルギー量と、メインビーム部の積算エネルギー量とが、所定範囲内となるように調節されているため、薄膜を所定の加工深さで加工することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかるレーザ加工方法およびレーザ加工装置では、薄膜が形成された加工対象物の表面にレーザビームを照射して当該薄膜を除去加工する際に、加工深さを均一にでき、レーザビームのオーバーラップによる下層材料へのダメージや、成膜残りの発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明を具現化する形態の一例の要部を示す概略図である。
【図３】本発明を具現化する形態の一例における加工イメージ図である。
【図４】本発明を具現化する形態の一例の要部を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための形態について図を用いながら説明する。
図１は、本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。図１には、本発明に係る本発明に係るレーザ加工装置１の概略図が示されている。なお各図では、加工対象物Ｗの表面に沿う方向をＸ方向とＹ方向とし、それらに直交する方向をＺ方向として表現する。
【００１７】
レーザ加工装置１は、レーザ照射部２と、相対移動部３と、加工制御部４と、照射エネルギー調節部５、ワーク保持部Ｔ等を備えており、薄膜Ｆが形成された加工対象物Ｗの表面にレーザビームＬＢを照射して、所定の線幅で薄膜Ｆを除去加工するものである。
【００１８】
レーザ照射部２は、レーザ発振器２０を備え、レーザ発振器２０から出射されたレーザビーム２１を、薄膜Ｆの除去加工に足りるエネルギー量に設定されたメインビーム部ＭＢと、当該メインビーム部ＭＢを挟むようにレーザビームＬＢの進行方向の前側および後側にそれぞれ当該メインビーム部ＭＢと隣接配置されて当該メインビーム部ＭＢよりも低いエネルギー量に設定されたサブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２とに区分して、薄膜Ｆに照射するものである。具体的には、レーザ照射部２は、詳細を後述する照射エネルギー調節部５でレーザビーム２１を通過又は反射させてレーザビームＬＢに変換し、薄膜Ｆが形成された加工対象物Ｗに向けて当該レーザビームＬＢを照射する。なお、レーザビームＬＢとは、メインビーム部ＭＢとサブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２の総称であり、これら並びにレーザビームＬＢの進行方向等の詳細は後述する。
【００１９】
レーザ発振器２０は、パルス状のレーザビーム２１を連続的に照射するものである。具体的には、レーザ発振器２０は、加工制御部４から出力されるトリガ信号を受けて、パルス状のレーザビーム２１を連続的に照射する構成をしている。より具体的には、レーザビーム２１は、円形ないし楕円形状のスポット形状をしており、概ねガウス分布のエネルギー分布（ガウシアンなビームプロファイルとも言う）を有している。
【００２０】
なお、レーザ照射部２は、必要に応じて、レーザビーム２１の光路中にビームエキスパンダ２２、アッテネータやミラーなど（不図示）を備えた構成としても良い。
【００２１】
相対移動部３は、加工対象物Ｗに照射するレーザビームＬＢの照射位置を所定方向に相対移動させるものである。具体的には、相対移動部３は、ガルバノスキャナ３１、ＸＹステージ機構３３等を備えて構成されている。
【００２２】
ガルバノスキャナ３１は、加工対象物Ｗに照射するレーザビームＬＢの照射位置を所定の範囲（可動範囲とも言う）Ｓ内で変更するものである。具体的には、ガルバノスキャナ３１は、ミラーと当該ミラーの角度を変更させるアクチュエータを２組備え、加工制御部４から出力される制御信号に基づいてこれらアクチュエータが駆動制御される。そして、ガルバノスキャナ３１のミラーがレーザビームＬＢの光路中に配置されている。そのため、ガルバノスキャナ３１は、レーザビームＬＢの照射位置をＸ方向やＹ方向に所定の速度で移動（いわゆる、スキャン移動）させたり、所定の場所で静止させることができる。なお、ガルバノスキャナ３１の出射部（つまり、加工対象物Ｗ側）には、Ｆθレンズ３２が備えられている。
【００２３】
ＸＹステージ機構３３は、加工対象物Ｗを保持したワーク保持部ＴをＸ方向やＹ方向に移動させるものである。具体的には、ＸＹステージ機構３３は、Ｘ軸アクチュエータ３３ｘ、Ｙ軸アクチュエータ３３ｙ等を備えて構成されている。
【００２４】
Ｘ軸アクチュエータ３３ｘは、ワーク保持部ＴをＸ方向に所定の速度で移動させ、所定の場所で静止させるものである。Ｙ軸アクチュエータ３３ｙは、ワーク保持部ＴをＹ方向に所定の速度で移動させ、所定の場所で静止させるものである。Ｘ軸アクチュエータ３３ｘとＹ軸アクチュエータ３３ｙは、加工制御部４から出力される制御信号に基づいて駆動制御される。なお、Ｘ軸アクチュエータ３３ｘとＹ軸アクチュエータ３３ｙの可動範囲は、ガルバノスキャナ３１の可動範囲Ｓよりも広く設定されている。
【００２５】
より具体的には、加工対象物Ｗに照射するレーザビームＬＢの照射位置の相対移動としては、下記の形態が例示できる。なお、相対移動の方向として、未加工の薄膜Ｆを除去加工するようにレーザビームＬＢが進む方向（つまり、スキャン移動方向）をビーム進行方向Ｖと呼ぶ。なお、ガルバノスキャナ３１が静止している（つまり、レーザビームＬＢがスキャン移動しない）状態でも、加工対象物Ｗが移動していれば、その移動と逆方向がビーム進行方向Ｖとなる。
１）加工対象物Ｗを静止させたまま、ガルバノスキャナ３１を駆動し、レーザビームＬＢの照射位置をスキャン移動させる。
２）ガルバノスキャナ３１を静止させたまま、ＸＹステージ機構３３を駆動し、加工対象物Ｗを移動させる。
３）ガルバノスキャナ３１とＸＹステージ機構３３の双方を駆動し、レーザビームＬＢの照射位置と加工対象物Ｗの双方を移動させる。
【００２６】
加工制御部４は、相対移動部３の相対移動中に、先に照射されたレーザビームＬＢの進行方向前側（つまり、ビーム進行方向Ｖの前側、前方とも言う）のサブビーム部ＳＢ１の照射位置に、後から照射されるレーザビームＬＢの進行方向後側（つまり、ビーム進行方向Ｖの後側、後方とも言う）のサブビーム部の照射位置がオーバーラップするように、薄膜ＦにレーザビームＬＢを照射するものである。具体的には、加工制御部４は、レーザ照射部２、相対移動部３、照射エネルギー調節部５に対して制御信号を出力し、各部を制御するものである。より具体的には、加工制御部４は、コンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ、制御用コントローラなど（ハードウェア）と、その実行プログラム（ソフトウェア）で構成されており、信号入出力手段やデータ通信手段などを介して各部を制御することができる。
【００２７】
具体的には、加工制御部４は、以下の機能を備えている。
１）レーザ発振器２０に対してパルス状のレーザビーム２１を照射するためのトリガ信号を送信する機能。
２）ガルバノスキャナ３１、Ｘ軸アクチュエータ３３ｘ、Ｙ軸アクチュエータ３３ｙ等の現在位置情報を把握し、ガルバノスキャナ３１、Ｘ軸アクチュエータ３３ｘ、Ｙ軸アクチュエータ３３ｙ等の移動速度や位置、角度等を制御する機能。
３）照射エネルギー調節部５に対して、レーザビームＬＢのメインビーム部ＭＢおよびサブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２のエネルギー分布を指示する機能。
４）予め登録された加工パターン情報に基づいて、相対移動部３を制御して加工対象物Ｗに対するレーザビームＬＢの照射位置を相対移動させながら、パルス状のレーザビームＬＢを所定の間隔（ピッチとも言う）で薄膜Ｆに照射する機能。
【００２８】
照射エネルギー調節部５は、薄膜Ｆに照射されるメインビーム部ＭＢの積算エネルギー量と、当該薄膜Ｆにオーバーラップさせて照射されるサブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２の積算エネルギー量とを、所定範囲内に設定するものである。具体的には、照射エネルギー調節部５は、ビームプロファイル調節手段５０、反射ミラー５４等を備えて構成されている。なお、本願発明における「積算エネルギー量」とは、レーザビームＬＢが照射される領域をより小さな単位面積で見た際に、各単位面積当たりに照射される各ビームのエネルギーの積算量を意味し、単位はＪ／ｍｍ２等を用いる。
【００２９】
図２は、本発明を具現化する形態の一例の要部を示す概略図である。図２には、本発明に係る本発明に係る照射エネルギー調節部５の各部や、レーザビーム２１，ＬＢのビームプロファイル等が、概略的に図示されている。
【００３０】
ビームプロファイル調節手段５０は、レーザビーム２１，ＬＢの光路中に配置されて、レーザビーム２１のエネルギー分布を格子状に細区分しつつ当該細区分された領域を通過するレーザビームＬＢのエネルギー量を個別に調節してメインビーム部ＭＢと各サブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２とを設定するものである。具体的には、ビームプロファイル調節手段５０は、透過型液晶デバイス５０ｍ、駆動装置５０ｄ等を備えて構成されている。
【００３１】
透過型液晶デバイス５０ｍは、格子状に細区分された領域（画素とも言う）通過する光のエネルギー量を各々に調節するものである。具体的には、透過型液晶デバイス５０ｍは、偏光フィルタ、液晶材料、液晶配向を変化させるための対向電極基板等を備えて構成されている。より具体的には、透過型液晶デバイス５０ｍは、レーザ発振器２０から照射されたレーザビーム２１の波長およびエネルギーを通過（透過とも言う）させたり、遮断したり、エネルギー透過率を設定（変更、調節とも言う）して一部透過させることができる。
【００３２】
駆動装置５０ｄは、透過型液晶デバイス５０ｍの各画素を通過する光の量を設定する（調節する、変化させるとも言う）ものである。具体的には、駆動装置５０ｄは、各画素の液晶配向を変化させるために、各画素に印加する電界の強さ（ひいては、印加する電圧）を設定するものである。駆動装置５０ｄは、加工制御部４から出力される制御信号に基づいて駆動制御される。
【００３３】
照射エネルギー調節部５は、この様な構成をしているため、ガウス分布のビームプロファイルを有するレーザビーム２１が照射されても、断面が台形状または任意のビームプロファイルを有するレーザビームＬＢに変換して薄膜Ｆに照射することができる。
【００３４】
［レーザビームＬＢについて］
以下に、レーザビームＬＢについて詳細な説明を行う。
図３は、本発明を具現化する形態の一例における加工イメージ図である。図３には、ある時刻においてパルス状に照射されたレーザビームＬＢの外縁と断面プロファイル、さらに、除去加工前後の薄膜Ｆの断面形状が例示されている。
【００３５】
本願発明にかかるレーザビームＬＢは、メインビーム部ＭＢと、サブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２を少なくとも含んで構成されている。そして、先に照射されたレーザビームＬＢのサブビーム部ＳＢ１の照射位置に、後から照射されるレーザビームＬＢのサブビームＳＢ２の照射位置がオーバーラップするように、薄膜Ｆに向けて逐次レーザビームＬＢがパルス状に照射される。
【００３６】
これらサブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２は、メインビーム部ＭＢを挟むように並んだ状態で配置されており、レーザビームＬＢのビーム進行方向Ｖの先頭側（つまり、除去加工前の薄膜Ｆがある側）と、その反対側（つまり、薄膜Ｆが除去された側）にそれぞれメインビーム部ＭＢと隣接して配置されている。
【００３７】
そして、レーザビームＬＢのビーム進行方向Ｖの前側（つまり、前方）に配置され、薄膜Ｆの表面側の一部Ｆｓを不完全に除去するものを、レーザビームの進行方向前側のサブビーム部ＳＢ１（つまり、先に照射されるレーザビームのサブビーム部ＳＢ１）と言う。一方、レーザビームＬＢのビーム進行方向Ｖの後側（つまり、メインビーム部ＭＢを挟んで、ビーム進行方向Ｖの前側のサブビーム部ＳＢ１とは反対側）に配置され、不完全に除去されて残っている薄膜Ｆｍを除去するものを、レーザビームの進行方向後側のサブビーム部ＳＢ２（つまり、後から照射されるレーザビームのサブビーム部ＳＢ２）と言う。
【００３８】
レーザビームＬＢは、この様な構成をしているため、メインビーム部ＭＢが照射されることで薄膜Ｆを１回で除去でき、サブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２が互いにオーバーラップ照射されることで薄膜Ｆを２段階で除去できる。
【００３９】
なお上述では、薄膜Ｆを加工するレーザビームＬＢのビーム進行方向ＶがＹ方向に沿う例を図２に示して説明した。しかし、レーザビームＬＢの進行方向Ｖは、Ｙ方向のみならずＸ方向に沿う方向でも以下の様にして本発明を適用することができる。
【００４０】
図４は、本発明を具現化する形態の一例の要部を示す概略図である。
薄膜Ｆを加工するレーザビームＬＢのビーム進行方向ＶをＸ方向に沿う方向とする場合、メインビーム部ＭＢと隣接配置させるサブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２が、図２を示しつつ上述した形態に対して９０度ねじれた様な配置（図４に示す状態）となる様に、照射エネルギー調節部５のビームプロファイル調節手段５０を制御して、レーザビームＬＢのプロファイルを変換する。具体的には、透過型液晶デバイス５０ｍの格子状に細区分された領域（つまり、各画素）を透過させる光のエネルギー量を縦方向・横方向とも変更し、レーザビームＬＢのメインビーム部ＭＢとサブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２の配置が変わるように設定する。そうすることで、薄膜Ｆに照射されるレーザビームＬＢのメインビーム部ＭＢに対するサブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２の配置が、Ｘ方向に沿う方向（つまり、ビーム進行方向Ｖ）の前側および後側に隣接配置されることとなり、本発明を適用して薄膜Ｆを加工することができる。さらに、レーザビームＬＢのビーム進行方向Ｖが、Ｘ方向およびＹ方向に合成された方向の場合であっても、透過型液晶デバイス５０ｍの格子状に細区分された領域（つまり、各画素）を透過させる光のエネルギー量を適宜変更して、レーザビームＬＢのメインビーム部ＭＢに対するサブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２の配置をビーム進行方向Ｖの前側および後側に隣接配置されるように設定することで、本発明を適用して薄膜Ｆを加工することができる。
【００４１】
本発明に係るレーザ加工方法およびレーザ加工装置によれば、薄膜Ｆが形成された加工対象物Ｗを相対移動させながら、薄膜Ｆの表面にレーザビームＬＢを所定の間隔でパルス状に照射することで、所望のパターンないしラインに薄膜Ｆを除去加工できる。このとき、レーザビームＬＢのメインビーム部ＭＢの積算エネルギー量と、オーバーラップさせて照射されるサブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２の積算エネルギー量とが、所定範囲内に設定されているため、薄膜Ｆの除去深さを所定範囲内にコントロールできる。つまり、本発明に係るレーザ加工方法およびレーザ加工装置によれば、薄膜Ｆの加工深さを均一にでき、従来技術で発生していたレーザビームのオーバーラップによる下層材料Ｂへのダメージや、成膜残りの発生を防ぐことができる。
【００４２】
また、薄膜Ｆを除去加工に用いるレーザビームＬＢを上述の様なメインビーム部ＭＢ、サブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２とに区分することで、それぞれのビームプロファイルを個別に調整して最適化することが容易となるので好ましい。
【００４３】
［変形例］
なお上述では、照射エネルギー調節部５にビームプロファイル調節手段５０が備えられてた構成を例示し、ビームプロファイル調節手段５０として透過型液晶デバイスを備えた構成を例示した。しかし、透過型液晶デバイスに限らず、反射型液晶デバイス（いわゆる、Liquid crystal on silicon）を備えた構成であっても良い。
【００４４】
つまり、ビームプロファイル調節手段は、レーザビーム２１，ＬＢの光路中に配置されて、レーザビーム２１のエネルギー分布を格子状に細区分しつつ当該細区分された領域を（通過のみならず）反射するレーザビームＬＢのエネルギー量を個別に調節してメインビーム部ＭＢと各サブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２とを設定するものであっても良い。
【００４５】
［別の形態］
なお上述では、照射エネルギー調節部５を構成するビームプロファイル調節手段５０として、透過型ないし反射型の液晶デバイスが備えられた構成を例示した。この様な構成であれば、レーザ発振器２０から照射されたレーザビーム２１の断面プロファイルが完全なガウス分布ではなくても、照射エネルギー調節部５にて格子状に細区分された領域（いわゆる、画素）毎に通過するエネルギー量を調節できるため、断面が台形状ないし任意のビームプロファイルのレーザビームＬＢを薄膜Ｆに照射することができる。また、予め除去加工テストを行った後、加工深さや薄膜の残り具合をフィードバックさせて、相対移動速度やレーザビームを照射するパルス間隔、レーザビームＬＢのビームプロファイルを再設定することも容易となるので好ましい。
【００４６】
なお上述では、レーザビーム２１が、円形ないし楕円形状のスポット形状をしており、概ねガウス分布のエネルギー分布（ガウシアンなビームプロファイルとも言う）を有している例を示した。しかし、本発明を適用する上では、この様な形態に限定されず、レーザビームとして矩形のスポット形状で照射されても良い。また、ビームプロファイルも、ガウス分布に限定されず、非ガウス分布でも良いし非対象の分布であっても良く、繰り返し再現性が確保されて入れば良い。
【００４７】
なお上述では、サブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２のビームプロファイルが直線状（つまり、レーザビームＬＢ全体のプロファイルとしては台形状）である例を示して具体的な説明をした。しかし、サブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２のビームプロファイルは、直線状に限定されず、階段状や曲線状等のプロファイルでも良く、サブビーム部ＳＢ１，ＳＢ２を互いにオーバーラップ照射させたときの積算エネルギー量が、ビーム照射領域全体に亘って所定範囲内に収まっていれば良い。
【符号の説明】
【００４８】
１    レーザ加工装置
２    レーザ照射部
３    相対移動部
４    加工制御部
５    照射エネルギー調節部
２０  レーザ発振器
２１  レーザビーム
２２  ビームエキスパンダ
３１  ガルバノスキャナ
３２  Ｆθレンズ
３３  ＸＹステージ機構
３３ｘ  Ｘ軸アクチュエータ
３３ｙ  Ｙ軸アクチュエータ
５０    ビームプロファイル調節手段
５０ｍ  透過型液晶デバイス
５０ｄ  駆動装置
５４    反射ミラー
ＬＢ    レーザビーム
ＭＢ    メインビーム部
ＳＢ    サブビーム部（総称）
ＳＢ１  サブビーム部（先に照射される方）
ＳＢ２  サブビーム部（後から照射される方）
Ｗ    加工対象物
Ｆ    薄膜
Ｆｓ  薄膜の表面側の一部
Ｆｍ  残りの薄膜
Ｂ    下地部材
Ｔ    ワーク保持部
Ｓ    スキャンエリア
Ｖ    ビーム進行方向
【図１】
2018202458.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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