(57)【要約】【課題】  レーザを重ねて照射する重ね領域の溝底の深さを他の領域の溝底の深さとほぼ合わせることができるプリント基板のレーザ加工方法を提供すること。【解決手段】  中心軸と直角方向の断面を、一辺が他辺よりも十分に大きい矩形にしたレーザ４を固定しておき、レーザ４の短辺と平行な方向（Ｘ方向）にマスク１とプリント基板６を互いに逆方向に走査させてプリント基板６のある領域を帯状に加工した後、マスク６とプリント基板６を走査方向と直角のＹ方向に相対的に移動させて新しい領域を加工することを繰り返して、プリント基板６に溝を加工するプリント基板のレーザ加工方法において、  領域を重ねる場合は、領域を重ねる側のレーザ４の短辺側を斜めの辺に形成したレーザ４により加工する。【選択図】  図３
2008244361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸と直角方向の断面を、一辺が他辺よりも十分に大きい矩形にしたレーザを固定しておき、前記レーザの前記他辺と平行な方向にマスクとプリント基板を互いに逆方向に走査させて前記プリント基板のある領域を帯状に加工した後、前記マスクと前記プリント基板を走査方向と直角の方向に相対的に移動させて新しい領域を加工することを繰り返して、前記プリント基板に溝を加工するプリント基板のレーザ加工方法において、
前記領域を重ねる場合は、前記領域を重ねる側の前記レーザの前記他辺側を斜めの辺に形成した前記レーザにより加工する
ことを特徴とするプリント基板のレーザ加工方法。
【請求項２】
前記端部を斜めに形成する角度として、前記レーザの前記一辺と前記斜めの辺に挟まれる内角の一方を９１度〜１７５度にする
ことを特徴とする請求項１に記載のプリント基板のレーザ加工方法。
【請求項３】
前記重ねる領域を後から加工する前記レーザを、前記斜めの辺の中点の軌跡が先に加工した前記レーザの前記斜めの辺の中点の軌跡から予め定める距離だけ前記先に加工した領域側に位置決めする
ことを特徴とする請求項１に記載のプリント基板のレーザ加工方法。
【請求項４】
前記斜めの辺を前記矩形のレーザの端部を遮光する遮光板により形成し、この遮光板を前記マスクから前記レーザの照射方向に予め定める距離だけ離して配置する
ことを特徴とする請求項１に記載のプリント基板のレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板のレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板に配線パターン用の溝を形成するため、ビーム断面形状（以下、ビーム形状という）を矩形形状（以下、ラインビームという）にしたエキシマレーザを用いて配線パターンを作成する（以下、「アブレーション加工」という。）試みがなされている（非特許文献１）。このアブレーション加工では、位置を固定したレーザに対してマスクと基板を同時に走査させる。
【０００３】
半導体ウエハなどの基板上にサイズが大きい配線パターンを露光するリソグラフィー露光の場合も、アブレーション加工の場合と同様に、位置を固定した照射ビームに対してマスクと基板を同時に走査させ、基板のある領域を縦方向に帯状露光した後、基板を横方向に移動させて新しい領域を露光することを繰り返し、基板全体を露光する。このとき、照射ビームの断面形状を六角形とし、露光領域のつなぎ目部を相補的に露光することにより、つなぎ目が目立たないようにした技術がある（特許文献１）。この技術に依れば、つなぎ目の部分における露光量を他の部分の露光量にほぼ合わせることができた。
【特許文献１】特開平２−２２９４２３号公報
【非特許文献１】Ｐｈｉｌ  Ｒｕｍｓｂｙ他，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．３１８４，ｐ．１７６−１８５，１９９７年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２の技術は有効であるが、実用上つなぎ部のずれを０にすることはできないから、重ね代を設ける必要がある。リソグラフィー露光では照射位置のズレや照射光量変化が加工形状に与える影響は余り大きくないのに対し、アブレーション加工では、照射位置のズレが溝形状に直接影響を与える。
【０００５】
本発明の目的は、レーザを重ねて照射する領域（以下、「重ね領域」という。）の溝底の深さを他の領域の溝底の深さとほぼ合わせることができるプリント基板のレーザ加工方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、中心軸と直角方向の断面を、一辺が他辺よりも十分に大きい矩形にしたレーザを固定しておき、前記レーザの前記他辺と平行な方向にマスクとプリント基板を互いに逆方向に走査させて前記プリント基板のある領域を帯状に加工した後、前記マスクと前記プリント基板を走査方向と直角の方向に相対的に移動させて新しい領域を加工することを繰り返して、前記プリント基板に溝を加工するプリント基板のレーザ加工方法において、前記領域を重ねる場合は、前記領域を重ねる側の前記レーザの前記他辺側を斜めの辺に形成した前記レーザにより加工することを特徴とする。
【０００７】
この場合、前記端部を斜めに形成する角度として、前記レーザの前記一辺と前記斜めの辺に挟まれる内角の一方を９１度〜１７５度にすることが実用的である。
【０００８】
また、前記重ねる領域を後から加工する前記レーザを、前記斜めの辺の中点の軌跡が先に加工した前記レーザの前記斜めの辺の中点の軌跡から予め定める距離だけ前記先に加工した領域側に位置決めすることが実用的である。
【０００９】
また、前記斜めの辺を前記矩形のレーザの端部を遮光する遮光板により形成し、この遮光板を前記マスクから前記レーザの照射方向に予め定める距離だけ離して配置することが実用的である。
【発明の効果】
【００１０】
重ね領域における照射光量を他の領域の照射光量にほぼ合わせることができ、均一な溝を加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、本発明を適用するのに好適なエキシマレーザ加工機の要部構成図である。
エキシマレーザのレーザビームは、レーザ発振によって生成されたビームをホモジナイザ（ビーム強度分布整形器）を用いて、ビーム強度分布が一様な矩形ビーム（以下、「ラインビーム４」と呼ぶ。）に整形され、パルス状に出力される。ラインビーム４はシリンドリカルレンズ３により、マスク１上で長辺が１３０ｍｍ、短辺が６ｍｍの矩形に集光されてマスク１に入射する。
【００１３】
マスク１の材質は石英ガラスであり片面にはクロムが塗布されている。塗布されたクロムのラインビーム４を透過させようとする部分（すなわち、加工しようとする導体パターンと相似形（ここでは、５倍）の部分はクロムが削りとられている。この実施例におけるマスク１のクロムが削りとられている図中点線で示す範囲２（以下、「パターンサイズ」という。）は１２５ｍｍ×１２５ｍｍである。マスク１は図示を省略する移動手段により照射位置が固定のラインビーム４の短辺に平行なＸ方向およびラインビーム４の長辺に平行なＹ方向に移動自在である。
【００１４】
投影レンズ５は、直径部がラインビーム４の長辺に対応、かつ中心軸がラインビーム４０の中心軸と同軸になるようにして位置決めされている。
【００１５】
プリント基板６は図示を省略するテーブル上に固定されており、図示を省略する移動手段によりＸ方向およびＹ方向に移動自在である。
この実施例の場合、縮小率が５倍であるからプリント基板６上に点線で示すパターンサイズ７は２５ｍｍ×２５ｍｍである。
次に、加工手順について説明する。
【００１６】
Ａ．マスク１におけるパターンサイズのＹ方向の幅が１２５ｍｍ以下の場合
この場合、ラインビーム４はパターンサイズ以上である。そこで、固定のレーザビーム４と投影レンズ５に対してマスク１を移動速度Ｖｓで、また、プリント基板６を移動速度をＶｓ／５で、Ｘ方向に逆に移動させ（走査させ）、マスク１に形成された導体パターンをプリント基板６の表面に縮小転写してプリント基板６に溝や穴５を加工する（以下、「スキャン加工」と呼ぶ。）。この場合、縮小率が５倍であるから、同図に点線で示すプリント基板６上に縮小転写されるパターンサイズ７は２５ｍｍ×２５ｍｍ以下である。
【００１７】
Ｂ．マスク１におけるパターンサイズのＹ方向の幅が１２５ｍｍを超える場合
この場合、ラインビーム４はパターンサイズ以上である。そこで、レーザを照射する領域をＹ方向に分割する。以下、加工領域の分割方法について説明する。
【００１８】
図２はラインビーム４の平面図、図３はラインビーム４の配置と加工形状の関係を示す図であり、上段は配置を、下段は加工されたプリント基板６の断面図を示している。
図２に示すように、加工領域を重ねる場合、重ねる側のラインビーム４の端部を斜めに成形にする。このとき、ラインビーム４の長辺と短辺に挟まれる内角θを９１度〜１７５度にする。なお、ラインビーム４は長方形であるので、他方の内角は５〜８９度になる。以下、ラインビーム４を斜めに成形した側の辺を、「成形辺」という。
【００１９】
図３（ａ）に示すように、先ず、第１の加工を行う。成形辺に照射された加工部は徐々に浅くなる。次に、同図（ｂ）に示すように、今回の成形辺の中点の軌跡ｋ２が第１の加工を行ったときの成形辺の中点の軌跡ｋ１に対して距離ａだけ第１の加工側になるようにして、第２の加工を行う。ここで、距離ａはマスク１およびプリント基板６のＹ方向の位置決め公差の最大値の和にする。
同図（ｂ）に示すように、重ね領域に形成された溝底は加工エネルギが余分に供給されるため、他の領域に形成された溝底よりも深くなるが、その差は僅かである。そして、角度θを大きくすることにより、深さ方向の差を小さくすることができる。
次に、成形辺を形成する方法について説明する。
【００２０】
図４は、遮光板の配置を説明する図であり、（ａ）マスク１付近の側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。
ラインビーム４の一部を金属製の遮光板１７ａ，１７ｂによって遮光することにより、成形辺を形成することができる。なお、ラインビーム４の図において右側に成形辺を形成する場合は遮光板１７ａを、左側に成形辺を形成する場合は遮光板１７ｂを使用する。
なお、同図においては、遮光板１７ａ，１７ｂをマスク１を投影レンズ５側に配置したが、同図（ａ）に点線で示すように、投影レンズ５と反対側に配置するようにしてもよい。
【００２１】
次に、遮光板１７ａ，１７ｂとマスク１との距離ｇについて説明する。
遮光板１７ａ，１７ｂをマスク１に密着させた場合、遮光板１７ａ，１７ｂのエッジの像がプリント基板６上に結像するため、重ね領域の溝底に縞模様が発生する場合がある。縞を構成する溝底の高低差はごく僅かではあるが、加工品質の信頼性を損なう要因になる。このような場合、遮光板１７ａ，１７ｂをマスク１から離して配置すると、遮光板１７ａ，１７ｂの像はプリント基板６上から外れた位置に形成され、図３（ｃ）に示すように、重ね部の端部とそれ以外の境界が小さくなり、目視した際にほとんど目立たないようにすることができる。
【００２２】
以下、具体的な実施例について説明する。
【実施例】
【００２３】
エキシマレーザとして、波長３０８ｎｍ、パルス幅４０ｎｓ、加工部のエネルギ密度０．８５Ｊ／ｃｍ２、パルス繰返し周期５０Ｈｚとして、１５パルスでプリント基板６上に溝幅１０μｍ、隣り合う溝の間隔が１０μｍ、深さ１０μｍが得られる加工条件でつなぎ目加工を行った。角度θは１００°、距離Ｌを２０ｍｍとしてマスク１の下側に配置した。
なお、投影レンズ５の開口数は０．１、マスク１から投影レンズ５の前側焦点までの距離Ｌは、７５０ｍｍとした。
【００２４】
この場合、距離ａをマスク１およびプリント基板６のＹ方向の位置決め公差の最大値の和よりも大きい１．７ｍｍにすると、重ね部の溝底に縞模様が発生せず、加工深さを一様とすることができた。なお、距離Ｌは１０ｍｍ以上とすればよいことも確認できた。
なお、この加工方法は、インコヒーレント光の性質をもつレーザ全般（特に、エキシマレーザ）に適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明を適用するのに好適なエキシマレーザ加工機の要部構成図である。
【図２】ラインビームの平面図である。
【図３】ラインビームの配置と加工形状の関係を示す図である。
【図４】遮光板の配置を説明する図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  マスク
４  レーザ
６  プリント基板
【図１】
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【図２】
2008244361.tif 000004
【図３】
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【図４】
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