(57)【要約】【課題】マスクによりパターン化したレーザー光を被加工物に照射して加工を行うに際し、マスクを有効に冷却すると同時に、マスクの変形を防止し、不透明基板に透光パターンを孔開け成形したマスクにも適用できるレーザー加工用マスクホルダー及びそれを用いたレーザー加工装置を提供する。【解決手段】レーザー加工用マスクホルダー１内のマスク２のレーザー光路上流側に上側透明層３ａ、下流側に下側透明層３ｂを有し、上側冷媒流路４ａと下側冷媒流路４ｂを形成し、上側冷媒流路４ａと下側冷媒流路４ｂとの双方に冷媒８を流すことを特徴とするレーザー加工用マスクホルダーである。これにより、マスクの変形を防止することができ、マスクを両面から冷媒で冷却するので冷却能力が向上し、マスク２が不透明基板２５に透光パターン２６を孔開け形成したタイプであっても冷媒で冷却することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンが形成されたマスクをレーザー光路内に配置し、マスクを通過したレーザー光を被加工物に照射する際に用いられるレーザー加工用マスクホルダーであって、
マスクのレーザー光路上流側に上側透明層を有し、マスクのレーザー光路下流側に下側透明層を有し、上側透明層とマスクとの間に上側冷媒流路を形成し、下側透明層とマスクとの間に下側冷媒流路を形成し、上側冷媒流路と下側冷媒流路との双方に冷媒を流すことを特徴とするレーザー加工用マスクホルダー。
【請求項２】
上側冷媒流路と下側冷媒流路（以下総称して「冷媒流路」という。）に冷媒を供給する冷媒入路及び冷媒を排出する冷媒出路を有し、冷媒入路とレーザー光路内の冷媒流路（以下「光路内冷媒流路」という。）との間及び冷媒出路と光路内冷媒流路との間の一方または両方には冷媒溜まり部を有し、冷媒流路におけるマスクとの間隔（以下「流路間隔」という。）は、光路内冷媒流路よりも冷媒溜まり部の方が広いことを特徴とする請求項１に記載のレーザー加工用マスクホルダー。
【請求項３】
上側透明層と下側透明層とはそれぞれ、透明層の厚肉部と薄肉部とを有し、厚肉部の部分が光路内冷媒流路を形成し、薄肉部の部分が冷媒溜まり部を形成することを特徴とする請求項２に記載のレーザー加工用マスクホルダー。
【請求項４】
冷媒溜まり部は上側透明層及び下側透明層の外周よりも外側に形成されることを特徴とする請求項２に記載のレーザー加工用マスクホルダー。
【請求項５】
前記マスクが透明基板上に遮光パターンを形成したマスクであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のレーザー加工用マスクホルダー。
【請求項６】
前記マスクが不透明基板に透光パターンを形成したマスクであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のレーザー加工用マスクホルダー。
【請求項７】
前記冷媒が液体であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のレーザー加工用マスクホルダー。
【請求項８】
前記冷媒が気体であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のレーザー加工用マスクホルダー。
【請求項９】
マスクのレーザー光路上流側に、マスクの透光部分よりも広い開口部を有する遮光板を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のレーザー加工用マスクホルダー。
【請求項１０】
２枚以上の遮光板を有することを特徴とする請求項９に記載のレーザー加工用マスクホルダー。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載のレーザー加工用マスクホルダーを有することを特徴とするレーザー加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物に対してマスクによりパターン化したレーザー光を照射して加工を行う際に用いられるレーザー加工用マスクホルダー及びそれを用いたレーザー加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マスクを用いてレーザー加工を行うレーザー加工装置では、平行光線あるいは収束光を形成するレーザー光路内にマスクを配置し、被加工物にレーザー加工を行う。マスクには遮光部分と透光部分がパターンとして形成され、透光部分を通過したレーザー光を被加工物に照射し、レーザー加工を行う。マスクと被加工物との間にレンズを配置して被加工物上に縮小結像させることもある。
【０００３】
被加工物に対するレーザー加工としては、例えば半導体基板ウェーハの表面に加工用レジストを塗布した被加工物の場合、レジストはレーザーに感光してパターンが形成される。また半導体基板ウェーハ上の多層膜にレーザーを照射し、レーザーアブレーションで上層の膜をパターンを描いて除去することにも用いられる。被加工物は有機化合物のフィルムであってレーザーにより直接形状が形成されても良い。
【０００４】
マスクとしては、石英ガラス等の透明基板上に薄膜のマスキング材料をメッキしたものを用いることができる。マスキング材料を除去した部分が透光部分となり、マスキング材料を残存させた部分が遮光部分となる。
【０００５】
マスクとしてはまた、シリコンウェーハ等の不透明基板にパターンを孔開け加工で設けたものを用いることができる。孔開け部が透光部となり、ウェーハ残存部分が遮光部分となる。
【０００６】
マスクはレーザー光路中に配置され、マスクの遮光部分はレーザー光を吸収し、温度が上昇する。その結果、マスクに熱変形が生じ、特に長時間にわたってレーザー照射を行う場合にはマスクの変形が著しい。また、透明基板上に薄膜の遮光部分を形成したマスクにおいては、遮光部分の膜厚が薄くレーザー照射に伴う熱の発生に対する耐性が低く、マスクの寿命が短くなる欠点があった。
【０００７】
特許文献１には、マスクを支持するマスクホルダー内に冷媒流路を形成したものが記載されている。この冷媒流路に冷媒を流してマスク取り付け部とマスクとを冷却することにより、マスクに対する熱影響を回避でき、マスクの寿命を長くすることができるとしている。
【０００８】
特許文献２には、透明基板上に遮光パターンを形成したマスクの一方の側に冷却媒体の流路を形成し、流路内に流す冷却媒体によってマスクを冷却する方法が開示されている。同文献の図１によると、マスクと光透過窓板との間に流路が形成されている。また図２によると、マスクと基材（被加工物）との間に流路が形成されている。
【０００９】
特許文献３には、透明基板上にマスキング材料で遮光パターンを形成したマスク（第１のレーザー透明部材）と、マスキング材料が固着される表面から間隔を置いて配置した第２のレーザー透明部材を有し、それらの間に液体流パスが画定されるマスク冷却装置が記載されている。液体流は直接マスキング材料に接触し、熱エネルギ放出路を提供するとしている。マスクを冷却することによりエキシマレーザー等のレーザー加工による悪影響（熱膨張の差によって生じるひずみ等）を回避し、より正確にパターンを基板上に形成することを可能にするとしている。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−２７７２８０号公報
【特許文献２】特開平６−３４７９９８号公報
【特許文献３】特開平４−３０２１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に記載の方法では、マスクが冷媒通路と接するのはマスクの外周部分であり、レーザー照射を受けて加熱したマスクの熱はマスク自体を通って伝導されるため、効率的にマスクを冷却することができなかった。
【００１２】
特許文献２、３に記載の方法では、マスク表面に直接冷媒が接触してマスクを冷却するものの、マスクが変形してマスクパターンが正確にレーザー透光パターンと一致しないという不都合が生じることがあった。また特許文献２、３に記載の方法は、透明基板上に遮光パターンを形成したマスクには適用できるが、不透明基板に透光パターンを孔開け形成したマスクには適用できないという問題があった。
【００１３】
本発明は、マスクによりパターン化したレーザー光を被加工物に照射して加工を行うに際し、マスクを有効に冷却すると同時に、マスクの変形を防止し、不透明基板に透光パターンを孔開け成形したマスクにも適用できるレーザー加工用マスクホルダー及びそれを用いたレーザー加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
特許文献２、３に記載の方法のように、マスクと光透過窓板（レーザー透明部材）との間に冷媒流路を設けて冷媒を流す場合、冷媒の有する圧力によってマスクが圧迫され、そのためにマスクが変形することがわかった。これに対し、マスクの一方のみではなく、マスクの光路上流側と光路下流側の両方に透明層を配置し、両方の透明層の間に冷媒を流すこととすれば、マスクの両面から同じ圧力の冷媒圧力がかかるので、マスクの変形を防止することができる。また、マスクを両面から冷媒で冷却するので冷却能力が向上する。さらに、マスクが不透明基板に透光パターンを孔開け形成したタイプであっても、冷媒で冷却することが可能となる。
【００１５】
本発明は以上の知見に基づいてなされたものであり、その要旨とするところは以下の通りである。
【００１６】
本発明は、パターンが形成されたマスク２をレーザー光路３８内に配置し、マスク２を通過したレーザー光を被加工物３５に照射する際に用いられるレーザー加工用マスクホルダー１であって、マスク２のレーザー光路上流側に上側透明層３ａを有し、マスク２のレーザー光路下流側に下側透明層３ｂを有し、上側透明層３ａとマスク２との間に上側冷媒流路４ａを形成し、下側透明層３ｂとマスク２との間に下側冷媒流路４ｂを形成し、上側冷媒流路４ａと下側冷媒流路４ｂとの双方に冷媒８を流すことを特徴とするレーザー加工用マスクホルダーである。
【００１７】
本発明はこれにより、マスクの変形を防止することができ、マスクを両面から冷媒で冷却するので冷却能力が向上し、マスク２が不透明基板２５に透光パターン２６を孔開け形成したタイプであっても冷媒で冷却することが可能となる。
【００１８】
本発明はまた、上側冷媒流路４ａと下側冷媒流路４ｂ（以下総称して「冷媒流路４」という。）に冷媒を供給する冷媒入路６及び冷媒を排出する冷媒出路７を有し、冷媒入路６とレーザー光路内の冷媒流路（以下「光路内冷媒流路５」という。）との間及び冷媒出路７と光路内冷媒流路５との間の一方または両方には冷媒溜まり部１１を有し、冷媒流路４におけるマスク２との間隔（以下「流路間隔」という。）は、光路内冷媒流路５よりも冷媒溜まり部１１の方が広いことを特徴とする上記本発明のレーザー加工用マスクホルダーである。
【００１９】
本発明はこれにより、光路内冷媒流路５に冷媒を均一に流すことが可能となる。
【００２０】
本発明の冷媒溜り部形成については、上側透明層３ａと下側透明層３ｂとはそれぞれ、透明層の厚肉部１２と薄肉部１３とを有し、厚肉部１２の部分が光路内冷媒流路５を形成し、薄肉部１３の部分が冷媒溜まり部１１を形成することができる。また、冷媒溜まり部１１を上側透明層３ａ及び下側透明層３ｂの外周よりも外側に形成することもできる。
【００２１】
本発明のレーザー加工用マスクホルダー１で使用するマスク２は透明基板上に遮光パターンを形成したマスクとすることができる。また、マスクは不透明基板に透光パターンを形成したマスクとすることができる。
【００２２】
本発明のレーザー加工用マスクホルダーで使用する冷媒を液体とすることができる。また、冷媒を気体とすることができる。
【００２３】
本発明のレーザー加工用マスクホルダー１において、マスクのレーザー光路上流側に、マスク２の透光部分１５よりも広い開口部２２を有する遮光板２１を有することができる。本発明はこれにより、マスク２がレーザー光から受ける熱影響を極小化することができる。また２枚以上の遮光板２１を有することとすると好ましい。
【００２４】
本発明のレーザー加工装置３０は、上記本発明のレーザー加工用マスクホルダー１を有することを特徴とする。これにより本発明のレーザー加工装置３０は、マスク変形が少ないので被加工物に照射されるレーザーパターン形状が正確になる。また、マスク寿命が永くなる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のレーザー加工用マスクホルダーは、マスクの光路上流側と光路下流側の両方に透明層を配置し、両方の透明層の間に冷媒を流すので、マスクの変形を防止することができ、マスクを両面から冷媒で冷却するので冷却能力が向上し、マスクが不透明基板に透光パターンを孔開け形成したタイプであっても冷媒で冷却することが可能となる。
【００２６】
本発明はまた、マスクの冷媒流路の入側と出側に光路内冷媒流路よりも流路間隔が広い冷媒溜まり部を設けることにより、光路内冷媒流路に冷媒を均一に流すことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明が用いられる最も一般的なレーザー加工装置３０について、図８に基づいて説明する。レーザー光源３１から発せられたレーザー光をレンズ３２によって平行光線とし、ホモジナイザ３３によって光強度分布を均一化し、ミラー３４でレーザー光路３８を直角下方の被加工物３５方向に向ける。このあと、図８（ａ）に示すように平行光線のままマスクホルダー１を通過して被加工物３５に至る場合、図８（ｂ）に示すようにレンズ３６によって収束光としたあとにマスクホルダー１を通過して被加工物３５に至る場合、図８（ｃ）に示すように平行光線でマスクホルダー１を通過したあとにレンズ３７によって収束させて被加工物３５に至る場合とがある。
【００２８】
マスクには透光部分と遮光部分とがパターンとして描かれ、透光部分を通過したレーザー光のみが被加工物に到達する。マスク２はレーザー加工用マスクホルダー１に収納され、レーザー光路３８内に配置される。
【００２９】
図１に示すように、本発明のレーザー加工用マスクホルダー１は、マスク２のレーザー光路上流側に上側透明層３ａを有し、マスク２のレーザー光路下流側に下側透明層３ｂを有する。上側透明層３ａ、下側透明層３ｂとしては、例えば石英ガラスを用いることができる。上側透明層３ａとマスク２との間に空隙が形成され、この空隙が上側冷媒流路４ａとなる。また下側透明層３ｂとマスク２との間に空隙が形成され、この空隙が下側冷媒流路４ｂとなる。上側冷媒流路４ａと下側冷媒流路４ｂ（以下総称して「冷媒流路４」ともいう。）との双方に冷媒８を流すことにより、マスク２を両面から冷却することができる。
【００３０】
冷媒８は、マスク表面のうち、特にレーザー光路３８内に配置され、レーザー光が直接照射される部分を冷却することが重要である。ここでは、レーザー光路内の冷媒流路を光路内冷媒流路５という。
【００３１】
本発明のレーザー加工用マスクホルダー１には、上側冷媒流路４ａと下側冷媒流路４ｂに冷媒を供給する冷媒入路６と、冷媒を排出する冷媒出路７が設けられる。冷媒入路６と冷媒出路７は、光路内冷媒流路５をはさんで配置される。これにより、冷媒入路６から供給された冷媒が、加熱されたマスク２を光路内冷媒流路５において十分に冷却し、その後冷媒出路７から冷媒を排出することができる。
【００３２】
冷媒入路６から供給された冷媒は、上側と下側とに分岐し、それぞれ上側冷媒流路４ａと下側冷媒流路４ｂに導かれ、それぞれの冷媒流路（光路内冷媒流路５）を通過したあとに冷媒が合流し、冷媒出路７から系外に排出される。熱交換で温度が上昇した冷媒は、冷媒出路の外で冷却され、再度冷媒入路に循環して供給することができる。光路内冷媒流路において、マスクは両面から冷媒によって冷却される。
【００３３】
上側透明層３ａ及び下側透明層３ｂの材質としては、石英ガラス、フッ化カルシウム、塩化ナトリウム等を用いることができる。
【００３４】
冷媒として、液体と気体のいずれをも用いることができる。冷媒として液体を用いる場合、純水が好ましい。冷媒として気体を用いる場合、アルゴンガス、窒素ガス、ヘリウムガス等を用いることができる。冷媒としてはレーザー光の吸収が少ないものが望ましく、その観点からは水あるいはヘリウムガスが好ましい。
【００３５】
冷媒として液体を用いる場合、図７に示すように、冷媒を供給する冷媒供給装置４１として、冷媒を冷却する熱交換器４２とポンプ４３とを備え、冷媒出路７から排出された冷媒を熱交換器４２で冷却し、ポンプ４３で冷媒入路６に供給することにより、冷媒を循環して使用することができる。
【００３６】
冷媒供給装置に熱交換器を備えず、冷媒出路から排出された冷媒をそのまま系外に排出することとしても良い。
【００３７】
図１は、冷媒流路４の間隔を比較的広く設定した場合を図示したものである。一方、図２（ａ）は冷媒流路４の間隔を比較的狭く設定した場合を図示したものである。
【００３８】
図２（ｂ）（ｃ）は、マスク２及び透明層３の外形が円形である場合について、レーザー加工用マスクホルダー１の平面図及び平面断面図を示す。
【００３９】
マスクとしては、図３（ｂ）に示すように透明基板２３上に遮光パターン２４を形成したマスクと、図３（ｃ）に示すように不透明基板２５に透光パターン２６を形成したマスクのいずれをも用いることができる。図１は、不透明基板２５に透光パターン２６を形成したマスクを用いた例であり、図３（ａ）は、透明基板２３上に遮光パターン２４を形成したマスクを用いた例である。
【００４０】
透明基板２３上に遮光パターン２４を形成したマスクを用いる場合、透明基板２３として石英ガラス、フッ化カルシウム、塩化ナトリウム等を用いることができる。遮光パターン２４を形成するためのマスキング材料としては、ニッケル、クロムが好ましい。例えば石英ガラス上にクロム膜をコーティングし、リソグラフィーによってクロム膜のうちの透光部分１５を除去し、その後でニッケルまたは他の適切な金属をクロム上にメッキする。これにより、メッキ部分が遮光部分１６となり、メッキの存在しない部分が透光部分１５となる。
【００４１】
特許文献２、３に記載の方法ではマスクの一方の面のみを冷却するためにマスクの熱変形が発生していた。またマスクの一方の面のみに冷媒の圧力がかかるので、この圧力に起因するマスク変形が発生していた。本発明においては、透明基板製マスクの表面のうち、遮光パターンを形成した側とその反対側の両方を冷媒によって冷却するので、マスクの両面がともに冷却される。また、マスクの両面に冷媒が充填されているので、圧力はマスクの両面に均等にかかる。その結果、マスクの変形が大幅に減少し、マスク変形に起因するパターン像のゆがみ発生等の問題が発生しない。
【００４２】
不透明基板２５に透光パターン２６を形成したマスクを用いる場合、不透明基板２５としてシリコンウェーハ、銅合金、クロム、ニッケル等を用いることができる。透光パターンの加工方法として、ウェットエッチング方法、ドライエッチング方法、レーザー加工方法を採用することができる。
【００４３】
不透明基板２５に透光パターン２６を形成したマスクを用いる場合には、透光パターン部分が開口しているため、特許文献２、３に記載の方法を採用することができず、特許文献１に記載の方法、あるいはファンを用いて空気の流れを形成してマスクを冷却する方法のみが適用可能であった。しかし特許文献１の方法では、レーザーが照射されるマスク部分を直接冷媒に接触させることができないため、冷却能力が十分ではなかった。不透明基板２５に透光パターン２６を形成したマスクを用いる場合には、従来は直接冷却が不可能であった。これに対して本発明においては、マスクの両側に冷媒が充填されているので、マスクの透光部分が開口していても何ら問題なく冷却を行うことができる。また雰囲気が真空である場合にはファンで冷却することができない。これに対し、本発明によってはじめて、マスクのレーザー照射部分を直接冷却してマスクの変形を防止することが可能となった。雰囲気が真空であっても本発明方法を適用することができる。
【００４４】
冷媒流路を流れる冷媒は、少なくともマスクのうちレーザー光が照射される部分には十分に行き渡る必要がある。ところが、冷媒流路４の間隔は狭く、冷媒入路６から供給された冷媒が冷媒流路４内で十分に広がることなく、短絡的に冷媒出路７に到達してしまうことがある。即ち、冷媒入路６と冷媒出路７を直線で結んだ部分（以下「最短流路９」という。）において冷媒の流速が最も速く、最短流路９から離れるほど、冷媒流路４を流れる冷媒の流速が遅くなり、場所によっては冷媒による冷却が不足することとなる。
【００４５】
本発明においては、冷媒入路６とレーザー光路内の冷媒流路（光路内冷媒流路５）との間及び冷媒出路７と光路内冷媒流路５との間の一方または両方には冷媒溜まり部１１を設けることにより、上記問題を解決した。図４には、冷媒入路６の側と冷媒出路７の側の両方に冷媒溜まり部１１を設けた例を示している。冷媒流路におけるマスクとの間隔（流路間隔）は、光路内冷媒流路５よりも冷媒溜まり部１１の方が広いことを特徴とする。冷媒入路６から供給された冷媒は、まず冷媒入路側の冷媒溜まり部１１に供給される。冷媒溜まり部１１は流路間隔が広いので、冷媒の流速は減少し、冷媒溜まり部内における圧力損失は小さく、冷媒溜まり部１１のどの部位においても冷媒の圧力はほぼ一定となる。そのため、冷媒は最短流路９に集中して流れるのではなく、最短流路９から離れた部分についても十分に高い流速で冷媒が流れることとなる。冷媒出路７側にも冷媒溜まり部１１を設けるので、最短流路９に近い側も遠い側も、冷媒排出に際しての抵抗となる圧力上昇に差が生じることがなく、最短流路９から遠い側も十分な流速で冷媒流路内を冷媒が流れることができる。
【００４６】
冷媒溜まり部１１の配置位置は、冷媒入路６と光路内冷媒流路５との間及び冷媒出路７と光路内冷媒流路５との間の両方に配置すると好ましい。一方、冷媒入路６と光路内冷媒流路５との間及び冷媒出路７と光路内冷媒流路５との間のいずれかのみに冷媒溜まり部１１を配置することとしても良い。冷媒溜まり部１１を一方のみに配置することにより、用途によっては、光路内冷媒流路５内における冷媒の流速分布をより適切に制御できる場合があるからである。
【００４７】
冷媒溜まり部１１における流路間隔は、光路内冷媒流路５における流路間隔の３〜６倍程度とすると好ましい。３倍以上の大きな差があれば、光路内冷媒流路５における冷媒流速の不均一を十分に防止することができる。一方、６倍よりも大きいと、レーザー加工用マスクホルダーをコンパクトに製造することが困難となる。
【００４８】
冷媒溜まり部１１の配置位置としては、図４に示すように透明層３の部分に配置することとしても、あるいは図５に示すように透明層３の外周よりも外側に配置することとしても構わない。
【００４９】
冷媒溜まり部１１を透明層３の部分に配置する場合においては、図４に示すように、上側透明層３ａと下側透明層３ｂとはそれぞれ、透明層の厚肉部１２と薄肉部１３とを有し、厚肉部１２の部分が光路内冷媒流路５を形成し、薄肉部１３の部分が冷媒溜まり部１１を形成することとする。
【００５０】
マスク及び透明層の形状としては、円形形状あるいは矩形形状が一般的である。マスク及び透明層の形状が円形形状の場合、冷媒溜まり部１１の形状は、図４（ｂ）に示すように弓形の形状となる。マスク及び透明層の形状が矩形形状の場合、冷媒溜まり部１１の形状は、図４（ｃ）に示すように矩形形状となる。いずれの場合でも、冷媒入路６から供給された冷媒は、冷媒入路側の冷媒溜まり部１１内で流速が下がり、冷媒溜まり部１１の中で冷媒はマスクの全幅に広がり、マスクの光路内冷媒流路全域に均等に冷媒が供給される。光路内冷媒流路５から冷媒出路側の冷媒溜まり部１１に到達すると、冷媒は冷媒溜まり部内を移動し、冷媒出路７から排出される。
【００５１】
冷媒溜まり部１１を透明層３の外周よりも外側に配置する場合には、図５に示すように、上側透明層３ａと下側透明層３ｂの厚さは、均一の厚さとすることができる。透明層の外周よりも外側には、冷媒流路の間隔が光路内における流路間隔よりも広い間隔を有する部分を形成する。この部分が冷媒溜まり部１１となる。
【００５２】
レーザー加工装置において、マスク部分に到達するレーザー光路の幅が例えば２５ｍｍ程度である場合で、マスクの透光部分が形成するパターンの全体幅がレーザー光路の幅よりもずっと小さい場合がある。このような場合、マスクの遮光部分が吸収する熱量が大きく、たとえ本発明で冷媒によってマスクを冷却するとしても、十分に冷却ができないことがある。
【００５３】
本発明において、図６に示すように、マスク２のレーザー光路上流側に、マスクの透光パターンよりも広い開口部２２を有する遮光板２１を有することとすると好ましい。遮光板２１の開口部２２は、マスク２の透光部分１５よりわずかに大きい形状とし、マスク２の遮光部分が受ける熱量を最小限とする。以上はマスク上流側のレーザー光が平行光の場合である。マスク上流側にレンズをおいてレーザー光を収束光とする場合には、収束の度合に応じ、遮光板の開口部の大きさをマスクの透光パターンより大きな形状とする。
【００５４】
遮光板２１の配置は、図６（ａ）に示すように、上側透明層３ａよりも光路上流側とすることができる。これにより、遮光板２１が吸収した熱はマスク２にも冷媒にもなんら影響を与えることがなく、マスクの冷却が最も良好に保たれる。
【００５５】
遮光板２１の配置は、上側透明層３ａよりも光路下流側とすることができる。ただしマスク２よりは光路上流側である。例えば、図６（ｃ）に示すように、マスク２の光路上流側に、マスク２に接触させて遮光板２１を配置することができる。マスク２と遮光板２１が接触しているので、遮光板２１がレーザー光から熱を吸収して昇温するとその熱はマスクにも伝達されるが、マスク２が直接レーザー光の熱を吸収する場合と比較し、マスクの受ける熱影響は少ない。
【００５６】
遮光板２１を配置する本発明において、特にハイパワーのレーザー光がマスクに照射される場合には、図６（ｂ）に示すように、２枚以上の遮光板２１を有することとするとより好ましい。これにより、遮光板に蓄積する熱エネルギーを分散することができるからである。
【００５７】
本発明のレーザー加工装置３０は、上記本発明のレーザー加工用マスクホルダー１を有する。レーザー加工装置３０は、図８に示すように、レーザー光源３１から発せられたレーザー光をレンズ３２によって平行光線とし、ホモジナイザ３３によって光強度分布を均一化し、必要に応じてミラー３４でレーザー光路３８を直角下方の被加工物３５方向に向ける。このあと、平行光線のままマスクホルダー１を通過して被加工物３５に至る場合（図８（ａ））、レンズ３６によって収束光としたあとにマスクホルダー１を通過して被加工物３５に至る場合（図８（ｂ））、平行光線でマスクホルダー１を通過したあとにレンズ３７によって収束させて被加工物３５に至る場合（図８（ｃ））とがある。マスク２はレーザー加工用マスクホルダー１内に収納される。
【００５８】
これにより本発明のレーザー加工装置３０は、マスク変形が少ないので被加工物に照射されるレーザーパターン形状が正確であるという特徴を有する。また、マスク寿命が永くなるという特徴をも有する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明のレーザー加工用マスクホルダーを示す断面図である。
【図２】本発明のレーザー加工用マスクホルダーを示す図であり、（ａ）はＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ矢視平面図、（ｃ）はＣ−Ｃ矢視平面断面図である。
【図３】（ａ）は本発明のレーザー加工用マスクホルダーを示す断面図であり、（ｂ）（ｃ）はマスクを示す断面図である。
【図４】本発明のレーザー加工用マスクホルダーを示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）（ｃ）は平面断面図である。
【図５】本発明のレーザー加工用マスクホルダーを示す断面図である。
【図６】本発明のレーザー加工用マスクホルダーを示す断面図である。
【図７】本発明のレーザー加工用マスクホルダー及び冷媒供給装置を示す図である。
【図８】本発明のレーザー加工装置を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  レーザー加工用マスクホルダー
２  マスク
３  透明層
３ａ  上側透明層
３ｂ  下側透明層
４  冷媒流路
４ａ  上側冷媒流路
４ｂ  下側冷媒流路
５  光路内冷媒流路
６  冷媒入路
７  冷媒出路
８  冷媒
９  最短流路
１１  冷媒溜まり部
１２  厚肉部
１３  薄肉部
１５  透光部分
１６  遮光部分
２１  遮光板
２２  開口部
２３  透明基板
２４  遮光パターン
２５  不透明基板
２６  透光パターン
３０  レーザー加工装置
３１  レーザー光源
３２  レンズ
３３  ホモジナイザ
３４  ミラー
３５  被加工物
３６  レンズ
３７  レンズ
３８  レーザー光路
４１  冷媒供給装置
４２  熱交換器
４３  ポンプ
４４  ブロアー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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