(57)【要約】  ワークピース（1260）上にパターン（700）を形成する方法であって、当該方法は、前記ワークピースの上部にパターンマスク（1210）を配置するステップと、前記パターンマスクの上部に孔（100、500、600、1220）を配置するステップと、前記ワークピースを、電磁放射線ビーム（1240）内に配置するステップと、を有する。孔は、3つの隣接する区画を有する。第1の区画（310）は、第1のサイド（311）、反対の第2のサイド（312）、および第1の長さ（313）を有する。第2の区画（320）は、第2のサイドに隣接する第3のサイド（321）、反対の第4のサイド（322）、第2の長さ（323）、および第1の幅（324）を有する。第3の区画（330）は、第4のサイドに隣接する第5のサイド（331）、反対の第6のサイド（332）、および第3の長さ（333）を有する。第1の長さおよび第3の長さは、実質的に等しい。第1および第3の区画は、相補的な形状である。
2012513904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁放射線ビームを形成する孔であって、当該孔は、
第1のサイド、反対の第2のサイド、および第1の長さを有する第1の区画であって、前記第1の長さは、前記第1のサイドと前記第2のサイドの間の最短距離である、第1の区画と、
第3のサイド、反対の第4のサイド、第2の長さ、および第1の幅を有する第2の区画であって、前記第2の長さは、前記第3のサイドと前記第4のサイドの間の最短距離であり、前記第1の幅は、前記第2の長さ全体に沿って実質的に一定であり、前記第3のサイドは、前記第1の区画の前記第2のサイドと隣接している、第2の区画と、
第5のサイド、反対の第6のサイド、および第3の長さを有する第3の区画であって、前記第3の長さは、前記第5のサイドと前記第6のサイドの間の最短距離であり、前記第5のサイドは、前記第2の区画の前記第4のサイドと隣接している、第3の区画と、
を有し、
前記第1の長さおよび前記第3の長さは、相互に実質的に等しく、
前記第1のサイドから、第1のオフセット量だけずれた第1の位置での前記第1の区画の幅は、第2の幅であり、
前記第1のオフセット量は、ゼロから前記第1の長さの間で変化し、
前記第5のサイドから、前記第1のオフセット量だけずれた第2の位置での前記第3の区画の幅は、第3の幅であり、
前記第2の幅と前記第3の幅の合計は、前記第1の幅と等しいという第1の状態は、正であり、
前記第1の状態は、前記第1のオフセット量の全ての値に対して正であることを特徴とする孔。
【請求項２】
前記電磁放射線ビームは、レーザビームであることを特徴とする請求項1に記載の孔。
【請求項３】
前記第1の区画は、前記第1のサイドに第1の頂点を有する第1の三角形であり、
前記第3の区画は、前記第6のサイドに第2の頂点を有する第2の三角形であることを特徴とする請求項1に記載の孔。
【請求項４】
金属オーバーレイがガラスの下地層に窓を形成し、前記窓は、当該孔であることを特徴とする請求項1に記載の孔。
【請求項５】
前記金属オーバーレイは、クロム、アルミニウム、および金の一つを有することを特徴とする請求項4に記載の孔。
【請求項６】
前記第1の長さは、1mm以下であることを特徴とする請求項1に記載の孔。
【請求項７】
電磁放射線ビームを形成する方法であって、当該方法は、
孔を提供するステップと、
前記孔に、前記電磁放射線ビームを通過させるステップと、
を有し、
前記孔は、
第1のサイド、反対の第2のサイド、および第1の長さを有する第1の区画であって、前記第1の長さは、前記第1のサイドと前記第2のサイドの間の最短距離である、第1の区画と、
第3のサイド、反対の第4のサイド、第2の長さ、および第1の幅を有する第2の区画であって、前記第2の長さは、前記第3のサイドと前記第4のサイドの間の最短距離であり、前記第1の幅は、前記第2の長さ全体に沿って実質的に一定であり、前記第3のサイドは、前記第1の区画の前記第2のサイドと隣接している、第2の区画と、
第5のサイド、反対の第6のサイド、および第3の長さを有する第3の区画であって、前記第3の長さは、前記第5のサイドと前記第6のサイドの間の最短距離であり、前記第5のサイドは、前記第2の区画の前記第4のサイドと隣接している、第3の区画と、
を有し、
前記第1の長さおよび前記第3の長さは、相互に実質的に等しく、
前記第1のサイドから、第1のオフセット量だけずれた第1の位置での前記第1の区画の幅は、第2の幅であり、
前記第1のオフセット量は、ゼロから前記第1の長さの間で変化し、
前記第5のサイドから、前記第1のオフセット量だけずれた第2の位置での前記第3の区画の幅は、第3の幅であり、
前記第2の幅と前記第3の幅の合計は、前記第1の幅と等しいという第1の状態は、正であり、
前記第1の状態は、前記第1のオフセット量の全ての値に対して正であることを特徴とする方法。
【請求項８】
前記電磁放射線ビームは、レーザビームであることを特徴とする請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記第1の区画は、前記第1のサイドに第1の頂点を有する第1の三角形であり、
前記第3の区画は、前記第6のサイドに第2の頂点を有する第2の三角形であることを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記第1の長さは、1mm以下であることを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記孔を提供するステップは、ガラス層を被覆する金属層を提供するステップを有し、
前記金属層の開口は、前記ガラス層に窓を露出させ、
前記窓は、前記孔であることを特徴とする請求項8に記載の方法。
【請求項１２】
前記金蔵層を提供するステップは、クロム、アルミニウム、および金の一つを有する層を提供するステップを有することを特徴とする請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
ワークピース上にパターンを形成する方法であって、当該方法は、
前記ワークピースの上部にパターンマスクを配置するステップであって、前記パターンマスクは、形成されるパターンを有するステップと、
前記パターンマスクの上部に孔を配置するステップと、
前記孔、前記パターンマスク、および前記ワークピースを、電磁放射線ビーム内に配置するステップと、
を有し、
前記孔は、
第1のサイド、反対の第2のサイド、および第1の長さを有する第1の区画であって、前記第1の長さは、前記第1のサイドと前記第2のサイドの間の最短距離である、第1の区画と、
第3のサイド、反対の第4のサイド、第2の長さ、および第1の幅を有する第2の区画であって、前記第2の長さは、前記第3のサイドと前記第4のサイドの間の最短距離であり、前記第1の幅は、前記第2の長さ全体に沿って実質的に一定であり、前記第3のサイドは、前記第1の区画の前記第2のサイドと隣接している、第2の区画と、
第5のサイド、反対の第6のサイド、および第3の長さを有する第3の区画であって、前記第3の長さは、前記第5のサイドと前記第6のサイドの間の最短距離であり、前記第5のサイドは、前記第2の区画の前記第4のサイドと隣接している、第3の区画と、
を有し、
前記第1の長さおよび前記第3の長さは、相互に実質的に等しく、
前記第1のサイドから、第1のオフセット量だけずれた第1の位置での前記第1の区画の幅は、第2の幅であり、
前記第1のオフセット量は、ゼロから前記第1の長さの間で変化し、
前記第5のサイドから、前記第1のオフセット量だけずれた第2の位置での前記第3の区画の幅は、第3の幅であり、
前記第2の幅と前記第3の幅の合計は、前記第1の幅と等しいという第1の状態は、正であり、
前記第1の状態は、前記第1のオフセット量の全ての値に対して正であることを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記孔、前記パターンマスク、および前記ワークピースを、前記電磁放射線ビーム内に配置するステップは、前記孔、前記パターンマスク、および前記ワークピースを、レーザビームに暴露するステップを有することを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
前記パターンは、複数の領域で構成され、各領域は、前記第1の長さと前記第2の長さの合計と実質的に等しい長さを有し、
前記孔、前記パターンマスク、および前記ワークピースを、レーザビームに暴露するステップは、
第1のアブレーション事象において、前記ワークピースの第1の部分のみが前記レーザビームを通し、
第2のアブレーション事象において、前記ワークピースの第2の部分のみが前記レーザビームを通すように、
前記孔、前記パターンマスク、および前記ワークピースを配置するステップを有し、
前記ワークピースの前記第1の部分は、前記複数の領域の第1のものの全てと、前記複数の領域の第2のものの一つの区画とを有し、
前記複数の領域の第2のものの前記区画は、前記第1の長さとオフセットの和と等しい長さを有し、
前記オフセットは、ゼロから前記第1の長さまで変化することを特徴とする請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
前記第1の区画は、前記第1のサイドに第1の頂点を有する第1の三角形であり、
前記第3の区画は、前記第6のサイドに第2の頂点を有する第2の三角形であることを特徴とする請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
前記第1の長さは、1mm以下であることを特徴とする請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
前記ワークピースでの前記レーザビームの強度は、約1J／cm2であることを特徴とする請求項17に記載の方法。
【請求項１９】
前記孔を配置するステップは、ガラス層に金属層を取り付けるステップを有し、
前記金属層は、開口を有し、該開口は、前記ガラス層に、前記孔となる窓を露出させることを特徴とする請求項15に記載の方法。
【請求項２０】
前記金属層を取り付けるステップは、クロム、アルミニウム、および金の一つを有する層を取り付けるステップを有することを特徴とする請求項19に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明で開示される実施例は、一般に、小型電子装置における特徴パターンの形成に関し、特に、ワークピースのパターン形成においてパターンを縫い合わせる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型電子装置は、電気導電性トレースおよび他の特徴物の複雑なパターンに依存して、適切な特性を発揮する。通常、そのようなパターンの形成には、誘電体材料内部の（後に充填される）溝の形成が含まれる。そのような溝は、例えば、レーザアブレーションパターン処理と呼ばれるプロセスで形成され、この方法では、レーザビームを使用して、誘電体材料に所望のパターンがアブレーション形成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
レーザ投射パターン処理法（LPP）は、レーザアブレーションパターン処理の一形態である。LPPでは、段階的アブレーション技術よりも同期走査アブレーション技術が好ましい。同期走査方式では、レーザビームがパターンマスクに照射され、これが、ある倍率を有し、またはある縮小比を有する投射光学系を通じて、ワークピース上に投射される。マスクおよびワークピースは、通常、別個の可動ステージに取り付けられ、反対の方向に動かされる。これらの移動中に、マスクおよびワークピースにわたって、矩形レーザビームが走査され、矩形ビームの長さと等しい長さのパターンストリップが形成される。
【０００４】
誘電体材料を連続的に除去し、パターンを形成するためには、比較的高エネルギー密度が必要である。従って、レーザビームのサイズは、ある程度限定され、複数のサブパターンを相互に縫い合わせなければ、大面積パターン処理は難しい。極限まで凝縮されているパッケージ基板の特徴サイズにおいては、パターンの縫い合わせに、極めて高い位置合わせ精度が要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
開示された実施例は、添付図面を参照して、以下の詳細な説明を読むことにより、より良く理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施例によるテンプレート内の孔の平面図である。
【図２】図1の孔およびテンプレートの断面図である。
【図３】本発明の実施例による図1の孔の平面図である。
【図４】本発明の実施例による図1の孔の平面図である。
【図５】本発明の別の実施例による図1の孔の平面図である。
【図６】本発明の別の実施例による図1の孔の平面図である。
【図７】本発明の実施例によって形成され得るトレースパターンの一例の平面図である。
【図８ａ】従来のレーザビームを使用した際の、パターン縫い合わせの想定される結果の断面図である。
【図８ｂ】従来のレーザビームを使用した際の、パターン縫い合わせの想定される結果の断面図である。
【図８ｃ】従来のレーザビームを使用した際の、パターン縫い合わせの想定される結果の断面図である。
【図９ａ】本発明の実施例による孔を介したレーザアブレーションによって形成された溝の一例の断面図である。
【図９ｂ】本発明の実施例による孔を介したレーザアブレーションによって形成された溝の一例の断面図である。
【図９ｃ】本発明の実施例による孔を介したレーザアブレーションによって形成された溝の一例の断面図である。
【図１０】本発明の実施例による電磁放射線ビームを形成する方法を示したフローチャートである。
【図１１】本発明の実施例によるワークピース上にパターンを形成する方法を示したフローチャートである。
【図１２】本発明の実施例によるアブレーション処理の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図の単純化および明確化のため、図面には、一般的な方法での構成が示されており、良く知られた特徴および技術の細部ならびに記載は、本発明の記載された実施例の不要で曖昧な議論を避けるため、省略される場合がある。また、図面における構成素子は、必ずしも正しいスケールで示されてはいない。例えば、図中のいくつかの素子の寸法は、本発明の実施例の改良点の理解の一助となるように、他の素子に対して誇張して示されている。異なる図において、同じ参照符号は、同じ素子を表す一方、同様の参照符号は、同様の素子を表す場合があるものの、必ずしもそうではない。
【０００８】
明細書、および存在する場合請求項における「第1の」、「第2の」、「第3の」、「第4の」などの用語は、同様の素子を識別するために使用され、必ずしも特定の手順または時間的順番を表してはいない。使用用語は、適切な環境で、相互互換可能に使用され、本発明の実施例は、例えば、示され記載された順番とは別の順番で作動され得ることが理解される。同様に、一連のステップを有する方法が記載されている場合、そのような記載は、必ずしも、そのようなステップが実施される順番である必要はなく、あるステップを省略したり、および／または記載されていないある他のステップを、その方法に追加したりしても良い。また、「有する」、「含む」、「持つ」と言う用語、およびその変化形は、非排他的に網羅することを意図しており、素子のリストを有するプロセス、方法、製品、または機器は、それらの素子に必ずしも限定されず、明確に掲げられていない他の素子、またはそのようなプロセス、方法、製品、および機器に固有の素子を含んでも良い。
【０００９】
明細書および存在する場合請求項における「左」、「右」、「前」、「後」、「上部」、「底部」、「上方」、「下側」等の用語は、説明目的で使用され、必ずしも恒久的な相対位置を示すものではない。使用用語は、適切な環境下で、相互互換可能であり、本願に示す本発明の実施例は、例えば、示され記載されたものとは別の配置で作動され得ることが理解される。本願で使用されている「結合」と言う用語は、電気的なまたは非電気的な方法で、直接または間接的に接続されることを定める。相互に「隣接する」のように記載される物は、相互に物理的な接触状態にあっても、相互に接近した状態であっても、相互に同じ領域または面積にあっても良く、使用される文脈に対して適切に理解される。「ある実施例における」という語句は、必ずしも全てが同じ実施例を参照してはいない。
【００１０】
本発明のある実施例では、ワークピース上にパターンを形成する方法は、ワークピースの上部にパターンマスクを配置するステップ、パターンマスクの上部に孔を配置するステップ、ならびに電磁放射線ビーム内に、孔、パターンマスクおよびワークピースを配置するステップを有する。孔は、3つの隣接する区画を有する。第1の区画は、第1のサイド、およびこれと反対の第2のサイドと、第1の長さとを有する。第2の区画は、第2のサイドと隣接する第3のサイドと、これの反対の第4のサイドと、第2の長さと、第1の幅とを有する。第3の区画は、第4のサイドと隣接する第5のサイドと、これと反対の第6のサイドと、第3の長さとを有する。第1の長さおよび第3の長さは、相互に実質的に等しい。第1の区画および第3の区画は、本願で定義されるような、相補的な形状である。
【００１１】
前述のように、極限まで凝縮されている小型電子装置の特徴的寸法では、パターン縫い合わせの精度に、極めて高いレベルが要求される。従来の縫い合わせは、極めて複雑であり、高コストな高精度移動システムを使用する必要がある。本発明の実施例では、本質的に、配置精度に許容性があり、移動システム精度の要求が大きく緩和される。複雑で高コストな移動システムの必要性は、有意に抑制される。
【００１２】
以下に詳しく説明するように、本発明の実施例では、特定のビーム形状、および制御された重なり合う縫い合わせ領域が使用され、所望の大きさの特徴パターンにおいて、複数のサブパターンの継ぎ目のない縫い合わせが可能になる。いかなる寸法のワークピースのパターン化においても、レーザエネルギー量に限定されることなく、レーザアブレーションパターン処理法を使用することが可能になる。以下に示すように、ある実施例では、特殊なビーム形状によって、重なり合う領域において、相補的な追加レーザアブレーションにより、継ぎ目のないパターン処理が可能になる。
【００１３】
図面を参照すると、図1には、本発明の実施例によるテンプレート101内の孔100の平面図が示されており、図2には、その断面図が示されている。一例では、孔100は、電磁放射線ビームを形成することに好適である。図1および2に示すように、孔100は、テンプレート101内に収容され、テンプレートは、透明材料210および金属オーバーレイ120を有する。一例では、透明材料210は、ガラス層または金属オーバーレイ120によって一部が被覆された同様のものであっても良い。金属オーバーレイ120の開口121は、透明材料210に窓を形成し、この窓は、孔100となる。金属オーバーレイ120は、クロム、アルミニウム、金、または他の適当な金属で構成されても良い。
【００１４】
図3および4には、本発明の実施例による孔100の平面図を示す。図3および4には、より詳細な孔100が記載されている。図の明確性を高めるため、図3において、いくつかの参照符号は、図4では省略されており、あるいはその逆である。図に示すように、孔100は、区画310を有し、この区画310は、サイド311、反対のサイド312、および長さ313を有する。長さ313は、サイド311と312の間の最小距離である。示された実施例では、区画310は、サイド311に頂点317を有する三角形状であることに留意する必要がある。ただし、以下に示すように、他の形状も可能である。また、孔100は、区画320を有し、この区画は、サイド321、反対のサイド322、長さ323、および幅324を有し、長さ323は、サイド321と322の間の最短距離であり、幅324は、長さ323全体に沿って、実質的に一定である。（これは、少なくとも示された実施例では、区画320が矩形状であることを意味する。）図に示すように、区画320のサイド321は、区画310のサイド312に隣接している。ここでは、「隣接」とは、同一線上に並んでいることを意味する。さらに、孔100は、区画330を有し、この区画は、サイド331、反対のサイド332、および長さ333を有し、長さ333は、サイド331と332の間の最短距離である。長さ333と313は、相互に実質的に等しい。区画330のサイド331は、区画320のサイド322と隣接しており、ここでも、「隣接」とは、同一線上に並んでいることを意味する。示された実施例では、区画330は、区画310と同様、サイド332に頂点337を有する三角形状であることに留意する必要がある。
【００１５】
図から明らかなように、区画310および330の幅は、それらの長さに沿って変化する。これは、おそらく、図4において最も明確に示されている。図4には、区画310が、サイド311（図3参照）から量j1だけずれた位置で、幅W1を有し、サイド311から量j2だけずれた位置で、（より大きな）幅W2を有することが示されている。より一般的には、サイド311からの距離Jにおいて、区画10は、幅Wjを有する。同様に、区画330は、サイド331（図3参照）から量k1だけずれた位置において、幅W3を有し、サイド331から量k2だけずれた位置において、（より小さな）幅W4を有する。より一般的には、サイド331からの距離Kにおいて、区画330は、幅Wkを有する。オフセット量JおよびKが、ゼロから長さ313の大きさの間で変化することは明らかである（前述の、長さ333は、長さ313と実質的に等しいことも参照）。孔100の状態において、J＝Kの場合、Wj＋Wkは、幅324と等しくなる。換言すれば、第1のオフセット量の全ての値に対して、サイド311から第1のオフセット量だけずれた位置での区画310の幅と、サイド331から同じオフセット量だけずれた位置での区画330の幅との和は、区画320の幅（すなわち、幅324）と等しい。本願において、「相補的な」と言う用語は、前述の条件が成り立つときの区画または形状を定める際に使用される。
【００１６】
孔100は、そのような相補的な区画を有する孔の一例である。図5および6に示した孔500および600は、それぞれ、相補的な区画を有する他の孔の一例である（孔500および600は、それぞれ、3つの区画（符号なし）を有し、これらの区画は、孔100の区画310、320、330に対応する。また、各区画のサイド、長さおよび他の特徴物は、孔100における対応する区画の対応する特徴物に対応する）。図5および6の両方に示されているように、線W1は、オフセットj1での孔の幅を表し、線W2は、オフセットk1での孔の幅を表す。
【００１７】
図3（または4）および5を比較すると、区画310および孔500の対応する区画は、いずれも、線311（または図5の対応する線）上に頂点を有する三角形であり、区画330および孔500の対応する区画は、いずれも線332（または図5の対応する線）上に頂点を有する三角形状である。区画310および330は、相補的な区画であり、孔500におけるこれらの相手方も、相補的である。このことから、頂点317および337に関わらず、頂点317および337が、それぞれ、サイド311および331に沿ったある点に配置されている限り、区画310および330は、相補的な形状であることが推定される。換言すれば、等しい底辺を有し、等しい高さを有するいかなる2つの三角形状も、前述の意味において、相補的となる。（前述の用語を明確にするため、区画310の底辺は、線312であり、区画330の底辺は、線331であり、区画310の高さは、長さ313であり、区画330の高さは、長さ333であることを記載しておく。また、例えば図6に示す事実から、区画は、三角形ではなくても、相補的になることに留意する必要がある。）
本発明の実施例により、図1乃至6に示したような孔を使用して、小型電子装置およびその他の装置における特徴パターンを形成しても良い。このため、孔は、下地材料を除去する上で十分な強度を有するレーザビームまたは別の電磁放射線のビームで照射されても良い。ある実施例では、ワークピースでの強度は、約1ジュール／cm2で十分である。孔を通過した後のレーザビームは、孔と同様の形状を有し、レーザビームが垂直に走査されると、同一のプロファイルを有するテーパ状の側壁が形成される。レーザエネルギー分布は、全断面領域にわたって均一である。アブレーションの深さは、レーザの滞在時間に比例し、これは、ビームの全長に沿ったビーム幅に比例する。より具体的には、孔（320）の第2の区画に対応するアブレーション深さは、ターゲットアブレーション深さに等しくなり、ある実施例では、これは10から30マイクロメートルの範囲である（以下、「ミクロン」または「μm」）。一方、アブレーション深さは、区画320から遠ざかるにつれ、2つのサイド区画（310および330）で、連続的に減少しても良い。アブレーション深さは、フルアブレーション深さからゼロまで変化し、サイド区画（区画210の312および区画330の331）のベースから頂点（区画210の313および区画330の332）まで変化し、ビームの両サイドに勾配が形成される。例えば、通常1：20の勾配が得られ、ターゲットアブレーション深さは、約10から30μmであり、サイド区画の高さ（長さ313および333に対応する）は、ある実施例では、約200から600μmである。
【００１８】
前述のように、小型電子装置の基板上に形成されるトレースパターンおよび他の特徴的パターンは、しばしば、それらがレーザビームの単一パスでは形成されない程、大きい場合がある。これは、図7に示されており、図7は、一例としてのトレースパターン700の平面図である。このパターンは、本発明の実施例により形成される。パターンを形成するため、ある実施例では、レーザビームを矢印701の方向に、トレースパターン700を横断するように動かすことにより、ワークピース材料の適当な領域がアブレーション処理される。（あるいは、トレースパターン700は、レーザビームの下側で、反対方向に動かされる。）この際には、レーザビームによって溝が掘られ、溝は、レーザ滞在時間に比例する深さを有する。また、これは、前述のように、ビームの全長に沿ったビーム幅に比例する。
【００１９】
図7の孔100の輪郭は、トレースパターン700が極めて大きく、レーザビームの単一のパスでは形成できないことを示している。従って、トレースパターン700は、複数のレーザビームの掃引（seep）を用いて形成する必要がある。以下に示す理由から、各掃引によって、孔100の全長と同じ幅を有するワークピースのストリップまたは領域に沿って、適当な材料が除去される。これらの領域は、相互に縫い合わせる必要があり、これは、継ぎ目のないパターンの形成のため、特定の領域の後端を、前領域の前端と正確に位置合わせすることを意味する。前述のように、小型電子装置の特徴的寸法では、パターン縫い合わせのため、極めて高レベルの精度が要求される。再度図7を参照すると、線710の左に配置されたトレースパターン700の一部を有する第1の領域は、線710の右側に配置されたトレースパターン700の一部を有する第2の領域と縫い合わせる必要がある。
【００２０】
実際には、従来の矩形状レーザビームを用いて、必要な精度を得ることは、ほとんど不可能である。この従来の矩形状レーザビームは、実質的に真っ直ぐな側壁を有するアブレーションパターンを製作する。この難しさは、図8a、8b、8cに示されている。図8aにおいて、レーザビームの2つの連続する掃引で、2つの領域（矩形1234および1’2’3’4’）が形成される。パターンの縫い合わせは、線1’−2’と、線3−4とを正確に配列することによって行われる。従って、図8aには、理想的な状態が示されている。
【００２１】
より一般的には、矩形ビームを用いたパターン縫い合わせ処理により、図8bおよび8cに示すような状態が得られる。ここで、一連の掃引は、正確に配列されてはいない。図8bにおいて、2つの掃引は、柱802によって分離され、その結果、x次元において、正の位置エラーが生じる。柱802の存在は、2つの領域が相互に分離されることを意味する。そのような分離は、それが小さい場合であっても、2つの領域にわたる全ての特徴物、すなわち両領域に区画を有する全ての特徴物に、電気的開状態を提供する。図8cでは、2つの掃引は、オーバーラップ803と重畳され、その結果、x次元に負の位置エラーが生じる（xおよびz次元は、異なるスケールであることに留意する必要がある）。オーバーラップ803の境界内では、ワークピースは、所望の回数の2倍、アブレーション処理され、目標よりも著しく深い特徴物810が残される。これにより、層から層への電気的短絡が生じ、早期の信頼性低下等が生じる。
【００２２】
前述の縫い合わせ処理の困難性および位置エラーは、本発明の実施例による孔によって形成された電磁放射線ビームを使用することにより、解決され得る。そのような実施例の一つは、図9aから図9cに示されている。これらの図は、一例としての溝900の断面図であり、溝は、本願に記載の本発明の実施例による孔を介したアブレーション処理により形成される（図8aから8cと同様、8a図9aから9cにおいて、xおよびz次元は、異なるスケールであることに留意する必要がある）。
【００２３】
本願に示した孔の形状を有するレーザビーム（すなわち孔で形状化されたレーザビーム）は、垂直な側壁ではなく、テーパ状の側壁を形成する。テーパ状の側壁は、従来の矩形状ビームに比べて、配置精度の許容性を高め、パターン縫い合わせの際の配置エラーに関する悪影響を有意に最小化し、または除去する。
【００２４】
図9aには、溝900がパターン化された際の理想的なケースを示す。この場合も、レーザビームの2つの別個の掃引において、位置エラーが生じない。図9aの状況において、これは、第2の掃引において、頂点A’が線C−E上に配置されることを表している。図に示すように、これは、連続的なビーム掃引のオフセットpに対応する。この理想的な場合において、区画ABFにより形成された側壁は、形状CDEによって形成された側壁と正確に配列される。逆テーパ状の輪郭は、区画BCEFの深さと等しい均一なアブレーション深さまで、加えられる。pは、区画ABFの長さと区画BCEFの長さの和に等しいことに留意する必要がある。図3の用語において、p＝長さ313＋長さ323である。
【００２５】
最初の掃引の間、レーザビームは、形状1234を形成し、これは、溝900の一部を形成する。対角線3−4は、位置3でのフル深さから、位置4での実質的に深さゼロまで、テーパ化されていることに留意する必要がある。これは、ここで議論中のテーパ化側壁の一例である。位置3でのフル深さは、孔が線C−Eでフル幅を有し、ここでレーザビームの滞在時間が最大となるために生じる。しかしながら、線C−Eの右側では、孔は、狭くなり初め、これは頂点Dでそれが消滅するまで続く。頂点Dでは、孔の幅、さらにはレーザの滞留時間は、最小となる。これは、位置4での最小深さ（またはゼロ）につながる。第2の掃引の間、レーザビームは、隣接する形状1’2’3’4’を掘る。対角線1’−2’は、対角線3−4の逆であり、領域1’32’4では、第2の掃引によって、第1の掃引の間、未処理で残された部分がアブレーション処理されることに留意する必要がある。これは、ABFおよびCDEが、前述の意味で、相補的な形状であるために生じることに留意する必要がある。
【００２６】
前述の段落において参照された第1の掃引は、ワークピースになされる初期の掃引ではないことに留意する必要がある。その場合、図9aに示す例のように、形状1334の左側のテーパ化側壁は、アブレーション処理された半分のみが残留する。これは、初期のビーム掃引は、ワークピースの極めて左側にある、領域と接した部分に限られるためである。同じことは、一つのビーム掃引のみにより掃引されたワークピースの右側でも言える。これらの問題に対処するため、所与のワークピースに対して、区画ABF、およびパターンマスクで遮蔽された区画BCEF（図9a参照）の微小隣接部分で、初期のレーザ掃引が実施される。同様に、区画CDE、およびパターンマスクで遮蔽された区画BCEF（図9a参照）の微小隣接部分で、所与のワークピースの最終ビーム掃引が実施される。一方、最初の掃引ではない図9aに示す第1の掃引において、区画1234の左側のテーパ化側壁は、前のビーム掃引において、既に、部分的にアブレーション処理されていることを理解する必要がある。
【００２７】
ビームオフセットがpより僅かに大きい場合、アンダーアブレーション処理が生じる。これは、図9bに示されている。オフセットは、ｐ＋δである。前述のように、このような配置エラーは、極めて一般的である。しかしながら、孔の徐々にテーパ化された側壁がアブレーション誤差を最小限に抑制するため、この結果生じるいかなる悪影響も最小限に抑制され、または解消される。既存の移動システムでは、配置エラーδを、容易に数μm未満に維持することができ、これは、サイドテーパの幅に比べて有意に小さい。前述の孔を使用した場合、図8bに示した分離の問題は、完全に解消される。
【００２８】
ビームオフセットがpよりも僅かに小さい場合、オーバーアブレーションが生じる。これは、図9cに示されている。オフセットは、p−δである。この種の配置エラーも、極めて一般的である。しかしながら、ゆっくりとしたテーパ化側壁により、この結果生じるいかなる悪影響も最小限に抑制され、または解消される。また、図8cに示すような層から層の電気的短絡等の可能性は、完全に解消される。
【００２９】
図10は、本発明の実施例による電磁放射線ビームを形成する方法1000を示すフローチャートである。例えば、方法1000では、図9a乃至cに示した溝900のような溝の形成に適したビームが形成されても良い。
【００３０】
方法1000のステップ1010では、第1の区画、第2の区画、および第1の区画と相補的な第3の区画を有する孔が提供される。例えば、孔は、孔100（図1に最初に示す）、500（図5に示す）、600（図6に示す）と同様のものであっても良く、あるいは本願に示した別の孔であっても良い。従って、ステップ1010では：
第1のサイドと、反対の第2のサイドと、第1の長さとを有する第1の区画、
第1の区画の第2のサイドと隣接する第3のサイドと、反対の第4のサイドと、第2の長さと、第1の幅とを有する第2の区画、ならびに
第2の区画の第4のサイドと隣接する第5のサイドと、反対の第6のサイドと、第3の長さ（第1の幅と実質的に等しい）とを有する第3の区画
を有する孔が提供される。例えば、第1の区画、第1のサイド、第1の長さ、第2の区画、第3のサイド、第4のサイド、第2の長さ、第1の幅、第3の区画、第5のサイド、第6のサイド、および第3の長さは、それぞれ、区画310、サイド311、サイド312、長さ313、区画320、サイド321、サイド322、長さ323、幅324、区画330、サイド331、サイド332、および長さ333と等しい。これらは、全て図3に示されている。
【００３１】
ここで、明確化のためおよび読み手の都合のため、第1および第3の区画が相補的区画となるためには、第1のサイドから、第1のオフセット量だけずれた位置（オフセット量は、ゼロから第1の長さの大きさの間で変化する）での第1の区画の幅と、第5のサイドから、第1のオフセット量だけずれた位置での第3の区画の幅との和は、第1のオフセット量の全ての値に対して、第1の幅と等しいことが繰り返される。
【００３２】
方法1000のステップ1020では、電磁放射線ビームが孔を通過する。前述のように、これにより、ビームは孔の形状を示すようになり、アブレーションおよびパターン縫い合わせ処理において、本願に示したような利点が得られるようになる。
【００３３】
図11は、本発明の実施例によるワークピースにパターンを形成する方法1100を示すフローチャートである。例えば、方法1100は、小型電子装置の基板上に、トレースパターンまたは別の特徴パターンを形成しても良い。別の例では、トレースパターンは、図7に示すようなトレースパターン700と同様のものであっても良い。
【００３４】
方法1100のステップ1110では、ワークピースの上部に、被形成パターンを有するパターンマスクが配置される。良く知られているように、パターンマスクは、パターン形成のためのテンプレートとして機能しても良い。例えば、図7のトレースパターン700が形成される場合、図7は、パターンマスク自身をどのように表すかの良好な例示となる。別の例では、パターンマスクは、図12に概略的に示すパターンマスク1210と同様であり、これは、本発明の実施例によるアブレーションステップ1200を概略的に表している。
方法1100のステップ1120は、パターンマスクの上部に、第1の区画、第2の区画、および第1の区画と相補的な第3の区画を有する孔を配置することである。例えば、孔は、図1に示した孔100、図5に示した孔500、または図6に示した孔600と同様であっても良い。別の例では、孔は、図12に示した孔1200と同様であっても良い。また、図12に示すように、孔1220を有するテンプレート1230は、さらに、透明材料1231と、金属オーバーレイ1232とを有しても良い。例えば、テンプレート1230、透明材料1231、および金属オーバーレイ1232は、それぞれ、テンプレート101、透明材料210、および金属オーバーレイ120であっても良い。これらは、全て図2に示されている。
【００３５】
方法1100のステップ1130は、孔、パターンマスク、およびワークピースを、電磁放射線ビーム内に配置することである。この一例は、図12に示されている。テンプレート1230（孔1220に対応する）およびパターンマスク1210は、電磁放射線ビーム1240内に配置される。例えば、ビーム1240は、レーザビーム等であっても良い。ビーム1240は、孔1220およびパターンマスク1210を通過した後、ワークピース1260にマスク1210のパターンを描画する投射光学系1250を通過し、ここでビーム1240は、所望のアブレーション処理を行い、所望のパターンを形成する。
【００３６】
ある実施例では、パターンは、複数の領域で構成され、各領域は、第1の長さと第2の長さの合計と実質的に等しい長さを有する。同じまたは別の実施例では、ステップ1130は、孔、パターンマスク、およびワークピースを配置するステップを有し、第1のアブレーション事象において、ワークピースの第1の部分のみがレーザビームを通過させ、第2のアブレーション事象において、ワークピースの第2の部分のみがレーザビームを通過させる。例えば、第1のアブレーション事象は、レーザビームの第1の掃引であり、レーザビームは、ワークピースの第1のストリップを通過し、第2のアブレーション事象は、レーザビームの第2の掃引であり、レーザビームは、ワークピースの第2の、隣接するストリップを通過する。ここで、図7を参照すると、第1のアブレーション事象は、レーザビームの掃引を有し、これにより、線710の左に配置されたトレースパターン700の一部が（部分的に）形成され、第2のアブレーション事象は、レーザビームの掃引を有し、これにより、線710の右に配置されたトレースパターン700の一部が（部分的）形成されても良い。
【００３７】
前述のまたは別の実施例では、ワークピースの第1の部分は、パターンを構成する複数の領域の第1のものの全てと、複数のパターン領域の第2のものの一つの区画とを有する。これは、例えば、図9a乃至cと、添付の説明を参照することにより理解され、アブレーションパターンのある区画は、第1のレーザビーム掃引（アブレーション事象と呼ばれる）において部分的に形成され、第2のアブレーション事象において完了する。例えば、複数の領域の第2のものの区画は、孔の第1の区画を通過するレーザビームによって、第1の掃引、またはアブレーション事象において部分的に形成され、孔の第2の相補的な区画を通過するレーザビームによって、第2の掃引またはアブレーション事象において、完遂する。図9a乃至cに関して示したように、複数の領域の第2のものの区画は、第1の長さとオフセット（図9bおよび9cのδ参照）との和に等しい長さを有する。電気的開状態および層から層の短絡などの問題が顕著となる前に、オフセットは、第1の長さまで変化する。第1の長さは、数百μmの範囲にあり、既存の配置機器は、数μm以内の精度であるため、本発明の実施例による孔を使用した場合、これらの問題が生じる可能性は、低下する。
【００３８】
特定の実施例を参照して、本発明を説明したが、本発明の範囲および思想から逸脱しないで、各種変更が可能であることは、当業者には理解される。従って、本発明の実施例の開示は、本発明の範囲の一例を意図するものであり、発明を限定することを意図するものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定される。例えば、電磁放射線ビームを形成する機器および関連する構造は、当業者には明らかであり、本願で説明した方法は、多くの実施例の一例である。これらの実施例の前述の説明は、必ずしも、全ての可能な実施例の完全な記載を表してはいない。
【００３９】
また、特定の実施例に関して、長所、他の利点、および解決課題を説明した。しかしながら、これらの長所、利点、もしくは解決課題を生じさせる、またはより説明された長所、利点、解決課題、およびいかなる素子も、重要で必要な、または本質的な特徴、または全てのもしくはいかなる請求項の要素として、限定されるものではない。
【００４０】
また、本願の実施例および限定は、実施例および／または限定が、（1）請求項に明確に記載されていない場合、および（2）均等論の下、請求項内の素子および／または限定の潜在的な等価物である場合、dedication  to  the  publicの下、公衆に開放することを意図するものではない。
【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８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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