(57)【要約】【課題】安価に小径ビアの加工ができるレーザ加工装置を提供する。【解決手段】レーザ発振器１と、レーザビームを被加工物８に像転写するコリメータレンズ群３、投影マスク４、走査光学系５、集光レンズ６と、被加工物を静置する加工テーブル７と、レーザビームの強度分布を変更する電流供給源制御手段１０と、外部記憶手段１１とを備え、電流供給源制御手段は外部記憶手段より加工する材料の材質に必要なレーザビームのエネルギーの加工しきい値を取り込んで処理し、特定の材質の被加工物に所定径の穴あけに必要な所望のレーザビームのエネルギーが得られるように電流供給源９を制御することにより、レーザビームのエネルギーを変化させることで、回折限界値の近傍の穴あけ加工を実現することができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームをレーザ出力手段により発振する発振ステップと、レーザビームを被加工物に転写光学系により像転写する像転写ステップと、レーザビーム強度分布変更手段によりレーザビームの強度分布を変更するレーザビーム強度分布変更ステップとを有することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
レーザビーム強度分布変更ステップは、レーザ出力手段に供給する電流を変更するステップを有する請求項１記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
レーザビーム強度分布変更ステップは、被加工物に対する焦点位置を変更するステップを有する請求項１記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
レーザビーム強度分布変更ステップは、可変減衰器を変更するステップを有する請求項１記載のレーザ加工方法。
【請求項５】
被加工物に形成するビア径が、レーザ出力手段の発振波長に対して回折限界近傍となる請求項１記載のレーザ加工方法。
【請求項６】
熱源としてレーザを用いて穴加工する際に、所望の穴径と被加工物の材質の関連情報からレーザ強度を選択してから穴加工を行うステップを有する請求項１記載のレーザ加工方法。
【請求項７】
被加工物に形成するビア径が、レーザ出力手段の発振波長に対して回折限界近傍となる際に、光学系の収差を排除するステップを有する請求項１記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
レーザビームを発振するレーザ出力手段と、レーザビームを被加工物に像転写する転写光学系と、非加工物を静置する加工テーブルと、レーザビームの強度分布を変更するレーザビーム強度分布変更手段とを備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項９】
レーザビーム強度分布変更手段は、レーザ出力手段に供給する電流を変更することでレーザビームの強度分布を変更する請求項８記載のレーザ加工装置。
【請求項１０】
レーザビーム強度分布変更手段は、被加工物に対する焦点位置を変更することでレーザビームの強度分布を変更する請求項８記載のレーザ加工装置。
【請求項１１】
レーザビーム強度分布変更手段は、転写光学系に配置した可変減衰器によりレーザビームの強度分布を変更する請求項８記載のレーザ加工装置。
【請求項１２】
被加工物に形成するビア径が、レーザ出力手段の発振波長に対して回折限界近傍となる請求項８記載のレーザ加工装置。
【請求項１３】
熱源としてレーザビームを用いて穴加工する際に、所望の穴径と被加工物の材質の関連情報からレーザビームの強度を選択して穴加工を行う請求項８記載のレーザ加工装置。
【請求項１４】
被加工物に形成するビア径が、レーザ出力手段の発振波長に対して回折限界近傍となる際に、転写光学系の収差を排除する請求項８記載のレーザ加工装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項７のいずれかに記載のレーザ加工方法を実施する、または請求項８から１４のいずれかに記載のレーザ加工装置を用いた生産設備。
【請求項１６】
請求項１から請求項７のいずれかに記載のレーザ加工方法で製造した、または請求項８から１４のいずれかに記載のレーザ加工装置で製造した被加工物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザを用いた加工方法と加工装置およびレーザ加工方法を実施する、またはレーザ加工装置を用いる生産設備および被加工物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報端末機器の小型・軽量・データ処理の高速化に伴い、プリント基板等における高密度実装化が進んでいる。そのため、プリント基板上に形成するビア（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ　Ｖｉａ　Ｈｏｌｅ）径は、小径化の一途をたどっている。
【０００３】
一方、半導体に形成されるシステムは、これまでのシステム・イン・パッケージの技術から、３次元実装技術であるシステム・オン・チップの新実装技術が開発されつつある。システム・オン・チップは、シリコンウエハーを、立体的に積層する技術であり、そのために必要不可欠な技術のひとつが、シリコン貫通電極である。
【０００４】
基板のビア形成と同様に、シリコン貫通電極のビア形成にもレーザによる穴加工が検討されているが、基板に形成されるビア径に対して、さらに小さいビア径が要求されている。
【０００５】
従来、上記ビアを実現するために、レーザによる穴加工が行われてきた。上記ビア径を実現するためには、適当なレーザ発振器を選定し、さらに、集光特性を向上させるために、収差の少ない光学系を選定する必要があるが、非常に高価なレーザ加工装置になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、安価に小径ビアを形成できるレーザ加工方法とその加工装置およびレーザ加工方法を実施する、またはレーザ加工装置を用いる生産設備および被加工物を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１記載の発明は、レーザビームをレーザ出力手段により発振する発振ステップと、レーザビームを被加工物に転写光学系により像転写する像転写ステップと、レーザビーム強度分布変更手段によりレーザビームの強度分布を変更するレーザビーム強度分布変更ステップとを有するレーザ加工方法である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のレーザビーム強度分布変更ステップを、レーザ出力手段に供給する電流を変更することで行うレーザ加工方法である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のレーザビーム強度分布変更ステップを、被加工物に対する焦点位置を変更することで行うレーザ加工方法である。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１記載のレーザビーム強度分布変更ステップを、可変減衰器を変更することにより行うレーザ加工方法である。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１記載において、被加工物に形成するビア径が、レーザ出力手段の発振波長に対して回折限界近傍となるレーザ加工方法である。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１記載において、熱源としてレーザを用いて穴加工する際に、所望の穴径と被加工物の材質の関連情報からレーザ強度を選択してから穴加工を行うステップを有するレーザ加工方法である。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項１記載において、被加工物に形成するビア径が、レーザ出力手段の発振波長に対して回折限界近傍となる際に、光学系の収差を排除するステップを有するレーザ加工方法である。
【００１４】
請求項８記載の発明は、レーザビームを発振するレーザ出力手段と、レーザビームを被加工物に像転写する転写光学系と、非加工物を静置する加工テーブルと、レーザビームの強度分布を変更するレーザビーム強度分布変更手段とを備えたレーザ加工装置である。
【００１５】
請求項９記載の発明は、請求項８記載のレーザビーム強度分布変更手段を、レーザ出力手段に供給する電流を変更する手段で構成したレーザ加工装置である。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、請求項８記載のレーザビーム強度分布変更手段を、被加工物に対する焦点位置を変更する手段で構成したレーザ加工装置である。
【００１７】
請求項１１記載の発明は、請求項８記載のレーザビーム強度分布変更手段を、転写光学系に配置した可変減衰器で構成したレーザ加工装置である。
【００１８】
請求項１２記載の発明は、請求項８記載において、被加工物に形成するビア径が、レーザ出力手段の発振波長に対して回折限界近傍となるレーザ加工装置である。
【００１９】
請求項１３記載の発明は、請求項８記載において、熱源としてレーザビームを用いて穴加工する際に、所望の穴径と被加工物の材質の関連情報からレーザビームの強度を選択して穴加工を行う請求項８記載のレーザ加工装置である。
【００２０】
請求項１４記載の発明は、請求項８記載において、被加工物に形成するビア径が、レーザ出力手段の発振波長に対して回折限界近傍となる際に、転写光学系の収差を排除するレーザ加工装置である。
【００２１】
請求項１５記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載のレーザ加工方法を実施する生産設備、または請求項８から１４のいずれかに記載のレーザ加工装置を用いた生産設備である。
【００２２】
請求項１６記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載のレーザ加工方法で製造した被加工物、または請求項８から１４のいずれかに記載のレーザ加工装置で製造した被加工物である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
上記した本発明の目的は、各請求項に記載した構成を実施の形態とすることにより達成できるので、以下には各請求項の構成にその構成による作用効果を併記し併せて請求項記載の構成のうち説明を必要とする特定用語については詳細な説明を加えて、本発明における実施の形態の説明とする。
【００２４】
請求項１記載の本発明は、レーザビームをレーザ出力手段により発振する発振ステップと、レーザビームを被加工物に転写光学系により像転写する像転写ステップと、レーザビーム強度分布変更手段によりレーザビームの強度分布を変更するレーザビーム強度分布変更ステップとを有するレーザ加工方法であり、レーザビーム強度分布変更ステップでレーザビームの強度分布を変更し穴加工を実現する作用を有する。
【００２５】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載のレーザビーム強度分布変更ステップを、レーザ出力手段に供給する電流を変更することで行うレーザ加工方法であり、レーザ出力手段に供給する電流を変更するステップでレーザビームの強度分布を変え穴加工を実現する作用を有する。
【００２６】
請求項３記載の本発明は、請求項１記載のレーザビーム強度分布変更ステップを、被加工物に対する焦点位置を変更することで行うレーザ加工方法であり、被加工物に対する焦点位置を変更するステップでレーザビームの強度分布を変更し穴加工を実現する作用を有する。
【００２７】
請求項４記載の本発明は、請求項１記載のレーザビーム強度分布変更ステップを、可変減衰器を変更することにより行うレーザ加工方法であり、可変減衰器によるレーザビームの強度分布を変更し穴加工を実現する作用を有する。
【００２８】
請求項５記載の本発明は、請求項１記載において、被加工物に形成するビア径が、レーザ出力手段の発振波長に対して回折限界近傍となるレーザ加工であり、回折限界よりも小さな穴加工を実現する作用を有する。
【００２９】
請求項６記載の本発明は、請求項１記載において、熱源としてレーザを用いて穴加工する際に、所望の穴径と被加工物の材質の関連情報からレーザ強度を選択してから穴加工を行うステップを有するレーザ加工方法であり、所定の穴径を得る作用を有する。
【００３０】
請求項７記載の本発明は、請求項１記載において、被加工物に形成するビア径が、レーザ出力手段の発振波長に対して回折限界近傍となる際に、光学系の収差を排除するステップを有するレーザ加工方法であり、品質の良い加工を実現する作用を有する。
【００３１】
請求項８記載の本発明は、レーザビームを発振するレーザ出力手段と、レーザビームを被加工物に像転写する転写光学系と、非加工物を静置する加工テーブルと、レーザビームの強度分布を変更するレーザビーム強度分布変更手段とを備えたレーザ加工装置であり、レーザビーム強度分布変更手段によりレーザビームの強度分布を変更し穴加工を実現する作用を有する。
【００３２】
請求項９記載の本発明は、請求項８記載のレーザビーム強度分布変更手段を、レーザ出力手段に供給する電流を変更する手段で構成したレーザ加工装置であり、レーザ出力手段に供給する電流変更手段でレーザビームの強度分布を変更し穴加工を実現する作用を有する。
【００３３】
請求項１０記載の本発明は、請求項８記載のレーザビーム強度分布変更手段を、被加工物に対する焦点位置を変更する手段で構成したレーザ加工装置であり、被加工物に対する焦点位置変更手段でレーザビームの強度分布を変更し穴加工を実現する作用を有する。
【００３４】
請求項１１記載の本発明は、請求項８記載のレーザビーム強度分布変更手段を、転写光学系に配置した可変減衰器で構成したレーザ加工装置であり、可変減衰器でレーザビームの強度分布を変更し穴加工を実現する作用を有する。
【００３５】
請求項１２記載の本発明は、請求項８記載において、被加工物に形成するビア径が、レーザ出力手段の発振波長に対して回折限界近傍となるレーザ加工装置であり、回折限界よりも小さな穴加工を実現する作用を有する。
【００３６】
請求項１３記載の本発明は、請求項８記載において、熱源としてレーザを用いて穴加工する際に、所望の穴径と被加工物の材質の関連情報からレーザ強度を選択して穴加工を行うレーザ加工装置であり、所定の穴径を得る作用を有する。
【００３７】
請求項１４記載の本発明は、請求項８記載において、被加工物に形成するビア径が、レーザ出力手段の発振波長に対して回折限界近傍となる際に、光学系の収差を排除する構成のレーザ加工装置であり、品質の良い加工を実現する作用を有する。
【００３８】
請求項１５記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載のレーザ加工方法を実施する生産設備、または請求項８から１４のいずれかに記載のレーザ加工装置を用いた生産設備で、安価に小径ビアを形成できる生産設備を提供できる。
【００３９】
請求項１６記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載のレーザ加工方法で製造した被加工物、または請求項８から１４のいずれかに記載のレーザ加工装置で製造した被加工物で、安価に小径ビアを形成した被加工物を提供できる。
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の被加工物に対するレーザビーム強度分布を変化させるマスク投影方式のレーザ加工方法およびその加工方法を実施するレーザ加工装置を示す概略のブロック図で、図２は同じく、レーザビームの強度分布が集光レンズの入射瞳上でガウス分布を有した場合の、マスク投影方法により被加工物上で集光したビーム強度分布と加工しきい値の関係を示し、回折限界値以下の穴加工を実現するための概略図である。
【００４２】
１はレーザ出力手段としてのレーザ発振器で、主軸光線２ａ、周縁光線２ｂで表すパルス幅がナノ秒以上のレーザビーム２を発振する。このレーザビーム２の光軸上にはコリメータレンズ群３、転写光学系としての投影マスク４、走査光学系５、集光レンズ６が配置され、加工テーブル７上に固定した被加工物８の規定位置にレーザビーム２を照射して目的の加工、例えば穴あけ加工ができるようにしている。
【００４３】
９はレーザ発振器１の電流供給手段である電流供給源、１０はレーザビーム強度分布変更手段としての電流供給源制御手段で、レーザビーム２の回折限界値以下の穴あけ加工が行えるように、レーザビームの強度分布を加工する材料毎に変え、そして前記変えたレーザビームの強度分布を得るのに必要な電流値とを演算して電流供給源９を制御するシーケンスも記憶しているものである。
【００４４】
また、電流供給源制御手段１０は、レーザ発振器１および走査光学系５を制御して被加工物８の規定位置に、例えば穴あけ加工ができるように実行するレーザ加工装置の全体を制御する手段としての制御シーケンスも記憶している。
【００４５】
１１は外部記憶手段で、加工される被加工物８の材質名とこの材質を加工するのに必要なレーザビームのエネルギーの加工しきい値（図２に示す）を、各材質名毎に対応した加工しきい値の変換テーブルとして記憶している。例えば、一般的に加工しきい値はエポキシ樹脂、ポリイミド等は低く、銅は高く、このように被加工物の材質により異なるレーザビームのエネルギーの加工しきい値を記憶している。なお、電流供給源制御手段１０および外部記憶手段１１はマイクロコンピュータおよびその周辺回路で構成してある。また、投影マスク４を使用したレーザ加工装置では、一般に被加工物８上に集光されるビーム形状は、投影マスク４の形状を反映するものである。
【００４６】
上記実施の形態において、レーザ加工装置の使用者は、電流供給源制御手段１０に、例えば材質が銅の被加工物１８に回折限界値以下である所定径の穴あけ加工の指示をする。電流供給源制御手段１０は外部記憶手段１１より銅を加工するのに必要なレーザビームのエネルギーの加工しきい値を取り込んで処理し、銅製の被加工物１８に所定径の穴あけに必要な所望のエネルギーのレーザビームが得られるように電流供給源９を制御する。
【００４７】
そして、制御された電流供給源９による電流を供給されたレーザ発振器１はレーザビーム２を発振し、コリメータレンズ群３、投影マスク４を通過後、走査光学系５で位置決めされ、加工テーブル７に静置された被加工物８に、集光レンズ６で集光することで、所望の穴加工を実現する。
【００４８】
特に本実施の形態では、レーザビーム２のエネルギー強度分布を変更して穴あけ加工し、安価に小径ビアを形成するために、電流供給源制御手段１０と、外部記憶手段１１を備えているものである。
【００４９】
すなわち、投影マスク４の形状が反映された被加工物８上に集光されるレーザビーム形状において、被加工物上でのレーザビーム２の半径Ｄは、投影マスク４の半径ｄ、集光レンズ６の物側焦点距離ｆ、集光レンズ６の物側焦点距離の位置から投影マスク４までの距離ｚとすると、Ｄ＝ｄ×（ｆ／ｚ）の式１で定義される。
【００５０】
そして、被加工物８に対してマスク投影方法により穴あけ加工を実現する場合、図２に示すように被加工物８上でのレーザビーム２のエネルギー分布２１において、ピークエネルギー２２の１／ｅ＾２にあたるエネルギー２４での空間的大きさ２５を、式１で算出するビーム径に一致させる。しかし、被加工物８には、レーザビーム２のピークエネルギー２２から独立した材料特有の加工しきい値２３が存在する。
【００５１】
従って、図２における加工しきい値２３より以下のエネルギー強度では、穴あけ加工ができないので、加工しきい値２３を維持して加工径２６を絞るには図２に点線で示すようにレーザビーム２のピークエネルギー２２の高さを低くする、つまりレーザビーム２のエネルギー強度分布を変更することにより行うようにしたものである。電流供給源制御手段１０は外部記憶手段１１より加工する材料の材質に必要なレーザビームのエネルギーの加工しきい値を取り込んで処理し、特定の材質の被加工物１８に所定径の穴あけに必要な所望のレーザビームのエネルギーが得られるように電流供給源９を制御するのである。
【００５２】
このように本実施の形態は、レーザビーム強度変更手段としての電流供給源制御手段１０と外部記憶手段１１を備え、電流供給源制御手段１０によりレーザビーム２のピークエネルギー２２と加工しきい値２３から得られる加工径２６を得ることでレーザビーム２のエネルギー強度分布を変更して穴あけ加工し、安価に小径ビアを形成することができる。
【００５３】
また、本実施の形態は電流供給源制御手段１０と外部記憶手段１１により、被加工物８に形成するビア径が、レーザ発振器１の発振波長に対して、回折限界値よりも小さな穴あけ加工もできる。
【００５４】
また、本実施の形態は電流供給源制御手段１０と外部記憶手段１１により、レーザビームを用いて穴あけ加工する際に、所望の穴径と被加工物８の材質の加工しきい値からレーザビームの強度を選択して穴加工を行うので、簡単に所定の穴径を得ることができる。
【００５５】
さらに、複数のレーザパルスにより被加工物に対して穴加工を行う際に、穴のアスペクト比とレーザビーム強度と被加工物の材質との関連情報から、前記レーザパルスのレーザビーム強度を選択してから穴加工を行うステップを有するレーザ加工方法または装置であれば、任意のアスペクト比の穴加工を得ることができる。
【００５６】
なお、本実施の形態では、レーザビームの強度分布を得るのに必要な電流値を演算し電流供給源９を制御するシーケンスを電流源供給制御手段１０に格納したが、これを外部記憶手段１１に格納しても本実施の形態と同じ作用効果を期待できる。また、マスク投影方法における加工径２５は、レーザビームの回折限界値より小さくすることは不可能である。
【００５７】
（実施の形態２）
図３は、本発明の被加工物に対するレーザビーム強度分布を変化させるマスク投影方式の他のレーザ加工装置を示す概略のブロック図である。本実施の形態は、レーザビームのエネルギー強度分布を変更するのに、集光レンズと被加工物の距離である、被加工物に対する焦点距離を変更して行うように構成した点で、実施の形態１の発明と異なり、それ以外の同一構成および作用効果を奏する部分には同一符号を付して詳細な説明を省略し異なるところを中心に説明する。
【００５８】
３０は制御手段で、レーザ発振器１および走査光学系５を制御して被加工物８の規定位置に、例えば穴あけ加工ができるように実行するレーザ加工装置の全体を制御する手段としての制御シーケンスを記憶している。
【００５９】
３１は加工テーブル７の高さを上下動させて集光レンズ６と被加工物８の距離を変更する被加工物８に対する焦点位置変更手段で、レーザビーム強度分布変更手段を成し、レーザビーム２の回折限界値以下の穴あけ加工が行えるように、制御手段３０を介して外部記憶手段１１より加工する材料の材質に必要なレーザビームのエネルギーの加工しきい値を取り込んで、その材質の被加工物１８に所定径の穴あけに必要な所望のレーザビームのエネルギーが得られるように処理し、前記レーザビームのエネルギー強度分布を得るのに必要な焦点位置（集光レンズ６と被加工物８の距離を変更する）を演算して加工テーブル７の高さ調節を制御するシーケンスを記憶しているものである。
【００６０】
上記実施の形態において、レーザ加工装置の使用者は、制御手段３０に、例えば材質が銅の被加工物１８に回折限界値以下である所定径の穴あけ加工の指示をする。制御手段１０は所定径の穴あけ加工の指示を焦点位置変更手段３１に指示する。この指示を取り込んだ焦点位置変更手段３１は制御手段３０を介して外部記憶手段１１より銅を加工するのに必要なレーザビームのエネルギーの加工しきい値を取り込んで処理し、銅製の被加工物８に所定径の穴あけに必要な所望のレーザビームのエネルギーが得られるように演算し、これに基づき被加工物８に対する焦点位置を変更するため加工テーブル７の高さを制御する。
【００６１】
そして、この焦点位置変更手段３１による加工テーブル７により被加工物８のの高さ調節が完了した時点で、制御手段３０による指示で発振しているレーザ発振器１はレーザビーム２を発振し、コリメータレンズ群３、投影マスク４を通過後、走査光学系５で位置決めされ、加工テーブル７に静置された被加工物８に、集光レンズ６で集光することで、所望の穴加工を実現する。
【００６２】
このように本実施の形態では、外部記憶手段１１、制御手段３０、焦点位置変更手段３１を備え、焦点位置変更手段３１により被加工物８に対する焦点距離を変更してレーザビーム２のエネルギー強度分布を変更して穴あけ加工し、安価に小径ビアを形成することができる。
【００６３】
なお、本実施の形態では、焦点位置変更手段３１により加工テーブル７の高さ調節を制御して被加工物８に対するレーザビームの焦点位置を変更したが、図３に点線で示すように集光レンズ６の高さ調節を制御して被加工物８に対するレーザビームの焦点位置を変更しても、本実施の形態と同じ作用効果を期待できるものである。また、本実施の形態では、制御手段３０と焦点位置変更手段３１はマイクロコンピュータおよびその周辺回路から構成され、それぞれ別箇に示したが、一体に構成してもよい。
【００６４】
（実施の形態３）
図４は、本発明の被加工物に対するレーザビーム強度分布を変化させるマスク投影方式の他のレーザ加工装置を示す概略のブロック図である。本実施の形態は、レーザビームのエネルギー強度分布を変更するのに、可変減衰器で行うように構成した点で、実施の形態１の発明と異なり、それ以外の同一構成および作用効果を奏する部分には同一符号を付して詳細な説明を省略し異なるところを中心に説明する。
【００６５】
４０はマイクロコンピュータおよびその周辺回路で構成した制御手段で、レーザビーム強度分布変更手段の一部を成し、レーザビーム２の回折限界値以下の穴あけ加工が行えるように、外部記憶手段１１より加工する材料の材質に必要なレーザビームのエネルギーの加工しきい値を取り込んで、その材質の被加工物１８に所定径の穴あけに必要な所望のレーザビームのエネルギーが得られるように処理し、前記レーザビームのエネルギー強度分布を得るのに必要な減衰量を演算して可変減衰器４１を制御するシーケンスを記憶しているものである。
【００６６】
また、制御手段４０はレーザ発振器１および走査光学系５を制御して被加工物８の規定位置に、例えば穴あけ加工ができるように実行するレーザ加工装置の全体を制御する手段としての制御シーケンスも記憶している。
【００６７】
レーザビーム強度分布変更手段としての可変減衰器４１は、コリメータレンズ群３と走査光学系５の間における投影マスク４の手前の光軸上に配置し、制御手段４０の制御に基づき、特定の材質の被加工物１８に所定径の穴あけに必要な所望のレーザビームのエネルギーが得られるように減衰するものである。
【００６８】
上記実施の形態において、レーザ加工装置の使用者は、制御手段４０に、例えば材質が銅の被加工物１８に回折限界値以下である所定径の穴あけ加工の指示をする。この指示により制御手段４０は外部記憶手段１１より銅を加工するのに必要なレーザビームのエネルギーの加工しきい値を取り込んで処理し、銅製の被加工物１８に所定径の穴あけに必要な所望のレーザビームのエネルギーが得られるように演算し、これに基づき可変減衰器４１を制御する。
【００６９】
そして、この可変減衰器４１による減衰量の設定が完了した時点で、制御手段４０による指示で発振しているレーザ発振器１はレーザビーム２を発振し、コリメータレンズ群３により所望のレーザビーム径に変更し、減衰器４１により所望のレーザビームのエネルギーに減衰され、投影マスク４を通過後、走査光学系５で位置決めされ、加工テーブル７に静置された被加工物８に、集光レンズ６で集光することで、所望の穴加工を実現する。
【００７０】
このように本実施の形態では、外部記憶手段１１、制御手段４０、可変減衰器４１を備え、可変減衰器４１により被加工物８に対するレーザビーム２のエネルギー強度分布を変更して穴あけ加工し、安価に小径ビアを形成することができる。
【００７１】
なお、本実施の形態では可変減衰器４１を、コリメータレンズ群３と走査光学系５の間における投影マスク４の手前の光軸上に配置したが、これに限定されることなく光軸上のどこに配置してもよい。
【００７２】
（実施の形態４）
図５は、本発明の被加工物に対するレーザビーム強度分布を変化させるマスク投影方式における他のレーザ加工装置の被加工物上でのビーム形状を示す概略図である。本実施の形態は、投影マスクから、集光レンズの間の光学系により発生する収差を排除するように構成した点で、実施の形態１の発明と異なるだけであり、従って図１、図２を利用して同一構成および作用効果を奏する部分については詳細な説明を省略し異なるところを中心に説明する。
【００７３】
本実施の形態において、レーザ加工装置の使用者は、電流供給源制御手段１０に、例えば材質が銅の被加工物１８に回折限界値以下である所定径の穴あけ加工の指示をする。電流供給源制御手段１０は外部記憶手段１１より銅を加工するのに必要なレーザビームのエネルギーの加工しきい値を取り込んで処理し、銅製の被加工物１８に所定径の穴あけに必要な所望のエネルギーのレーザビームが得られるように電流供給源９を制御する。
【００７４】
そして、制御された電流供給源９による電流を供給されたレーザ発振器１はレーザビーム２を発振し、コリメータレンズ群３、投影マスク４を通過後、走査光学系５で位置決めされ、加工テーブル７に静置された被加工物８に、集光レンズ６で集光することで、所望の穴加工を実現する。
【００７５】
ところで、被加工物８上に集光されるビーム形状は、投影マスク４の形状を反映する。また、投影マスク４から、集光レンズ６の間の光学系により収差が発生する。さらに、式１で示したレーザビームの半径Ｄが回折限界値の近傍の加工を選択するほど、前記収差の影響を顕著に受けやすくなる。従って、前記収差により、被加工物１４に集光されるレーザビーム２の形状は、投影マスク４の形状に対して歪んだ形になる。図５に、収差で歪んだ場合の被加工物８上における集光ビームのコンター図を示す。
【００７６】
ここで、投影マスク４は形状を円とし、さらに、レーザビーム２の径を式１で算出される回折限界値の近傍に選択した際の所望加工形状５１に対して、投影マスク４から、集光レンズ６の間の光学系に収差が存在する場合は、被加工物８上には、収差が存在する場合の集光形状５０の穴あけ加工が行われることになる。
【００７７】
然るに、本実施の形態では、レーザビーム２のエネルギー強度分布２１の加工しきい値２３を考慮した場合のエネルギー空間分布５２を用いることで、所望加工形状５１を得ることができる。
【００７８】
このように本実施の形態は、被加工物に形成するビア径が、レーザ発振器の発振波長に対して回折限界値の近傍となる際に、光学系の収差を排除するので、品質のよい穴あけ加工を実現できる。
【００７９】
なお、上記各実施の形態では、投影マスク方式のレーザ加工装置について被加工物に対するレーザビーム強度分布を変化させる説明をしたが、投影マスクを使用しないレーザ加工装置にも上記各実施の形態は適用できるものである。また、回折限界値と式１とは独立しており、回折限界値はレーザ（光）の波長とその時のビーム径に対して拘束される。すなわち、レーザビームの強度分布が矩形の場合、Ｄ１＝１．２２λＦ、レーザビームの強度分布がガウス形状の場合、Ｄ２＝（４／π）λＦ、但し、Ｄ１：ビーム半径、Ｄ２：ビーム直径、λ：波長、Ｆ：Ｆナンバー（ビーム径／焦点距離）とする。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、材質の加工しきい値を考慮したレーザビームのエネルギー強度分布を変更することにより、小径ビアを容易に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるレーザ加工装置を示す概略のブロック図
【図２】同実施の形態１におけるレーザ加工装置の被加工物上でのレーザビーム強度分布と加工しきい値の関係を示す概略図
【図３】同実施の形態２におけるレーザ加工装置を示す概略のブロック図
【図４】同実施の形態３におけるレーザ加工装置を示す概略のブロック図
【図５】同実施の形態４におけるレーザ加工装置の被加工物上でのビーム形状を示す概略図
【符号の説明】
１　　レーザ発振器（レーザ出力手段）
５　　走査光学系（転写光学系）
４　　投影マスク（転写光学系）
６　　集光レンズ（転写光学系）
７　　加工テーブル
８　　被加工物
９　　電流供給源
１０　電流供給源制御手段（レーザビーム強度分布変更手段）
１１　外部記憶手段
２１　レーザビームのエネルギー強度分布
２３　加工しきい値
３０　制御手段（レーザビーム強度分布変更手段）
３１　焦点位置変更手段（レーザビーム強度分布変更手段）
４０　制御手段（レーザビーム強度分布変更手段）
４１　可変減衰器（レーザビーム強度分布変更手段）
５１　所望加工形状
５２　加工しきい値２３を考慮した場合のエネルギー空間分布
【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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