(57)【要約】  プログラム可能レーザ焦点１０４形状１０１を用いて、被加工物１００内に複雑な形状１０７をレーザ加工する方法および装置を提供する。変形ミラー９２が、レーザ加工システムのレーザビーム経路７４内に挿入され、被加工物１００がレーザ加工されるのにともなってレーザビーム焦点１０４の形状をリアルタイムで変更するようにプログラムされている。これにより、レーザ加工された形状１０７の形状およびサイズについて改善された制御を実現する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ加工システムで被加工物内に形状を加工する改善された方法であって、
前記レーザ加工システムは、レーザパルスを出射するように動作可能なレーザを備え、前記レーザパルスは、レーザパルスパラメータおよびレーザ焦点を有し、前記焦点は焦点形状を有し、前記形状は経路を有し、前記経路は所定の経路パラメータを有し、
前記方法は、
前記所定の経路パラメータを検査するステップ、
前記検査した所定の経路パラメータと合致するように前記レーザ焦点形状を選択するステップ、
前記検査した所定の経路パラメータと合致するように前記レーザパルスパラメータをセットするステップ、
前記経路の近傍で前記被加工物に衝突するように、前記選択したレーザ焦点形状および前記セットしたレーザパルスパラメータを用いて前記レーザパルスを方向付け、前記被加工物内に前記形状を加工するステップ、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記レーザ焦点形状は、変形ミラーによって生成される
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記所定の経路パラメータは、線形状、プロファイル形状、幅、深さを含む
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記レーザパルスパラメータは、波長、パルス期間、パルス形状、パルスエネルギー、パルス繰り返し速度を含む
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
被加工物内に形状を加工する改善されたレーザ加工システムであって、
前記レーザ加工システムは、コントローラ、レーザビーム軸上でレーザパルスを出射するように動作可能なレーザを備え、さらに、
前記レーザビーム軸上に配置され、前記コントローラに接続され、前記コントローラの指示にしたがって前記レーザ焦点を整形する、ビーム整形デバイスを備える
ことを特徴とするシステム。
【請求項６】
前記ビーム整形デバイスは、変形ミラーである
ことを特徴とする請求項５記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物をレーザ加工するための方法および装置に関する。特に、導体または導波路を形成するために加工される電子基板の面内に溝またはガイドをレーザ加工することに関する。より具体的には、電子基板の面内に均一な断面を有する溝またはガイドをレーザ加工し、続いて形成される導体または導波路の電気的特性及び光学的特性を制御することに関する。
【背景技術】
【０００２】
方向制御された集束レーザエネルギーは、正確な材質除去を必要とする様々な製造工程に用いられる。例えば、電子回路基板におけるブラインドビアおよびスルービアの穴開け、半導体回路の修復または修正、回路部品を分離するためのダイシングまたはスクライビング、その他の穴開け、切断加工、感光性材料の露出を含む複雑な工程、などである。材料加工は、ＦＲ−４またはＡＢＴのような有機回路基板材料、シリコンまたはサファイアの半導体ウエハ、金属、金属薄片、様々な種類のプラスチックやガラスに及ぶ。これらアプリケーションにおいて共通しているのは、被加工物近傍の小さな焦点へレーザビームまたはレーザパルスを集束し、これにより被加工物の面上または面近傍に結像される焦点へレーザエネルギーを集中させ、材料を蒸発させ、アブレートし、あるいは除去することによって加工がなされることである。
【０００３】
この種のレーザ焦点加工は、電子基板の製造において特に有用である。電気部品および電気光学部品の製造業者は、顧客により多くの価値を提供するため、高密度、高速回路、部品の高集積化を追求し続けている。この過程の一部として、製造業者は電気デバイスおよび電気光学デバイスを含む基板上のデバイスを相互接続する方法を改善しようとしている。部品は一般に、これらを多層基板へ取り付けることによって相互接続されている。この多層基板は、感光レジスト塗布とともに加法エッチングまたは減法エッチングを用いて基板の面に形成された回路パターンを有している。
【０００４】
この基板上の電子デバイスまたは電気光学デバイスを相互接続する方法には、課題がある。最初の課題は、回路スイッチング速度が増加するにつれて、基板上の導体の電気的特性が、回路のクロック速度を制約する顕著な要因となることである。基板の面上に平面導体を形成すると、この課題が深刻になる可能性がある。電流とスイッチング速度が増加するにつれて、導体の断面形状が、回路の電気的特性の顕著な要因となる可能性がある。特に、導体の断面形状の変化は、導体のインピーダンスを意図せず変化させる可能性がある。これにより、反射と信号損失が生じる可能性がある。また、回路が基板に形成される密度は、基板の面上の導体サイズに一部関連している。
【０００５】
光導波路については、導波路を形成するチャネルまたは溝の断面トポロジーは、非常に重要である。導波路として動作することに加えて、チャネルの一部がミラーのような光学部品として用いられる場合もある。この場合、トポロジーおよび面テクスチャは、導波路自身のトポロジーに加えて、チャネル部の重要な要素である。
【０００６】
基板の面内に溝またはチャネルをレーザ加工することによって基板上に回路相互接続を形成する従来技術は、レーザダイレクトアブレーションまたはＬＤＡと呼ばれ、Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ  Ｗａｒｇｏ等による米国特許第７，０１４，７２７号「基板上に高解像度電子回路を形成する方法」に記載されている。同特許は、ＦＲ−４のような有機基板上に導体を形成する方法を記載している。この方法は、基板の面に塗布されたレジスト材料の層内に、レーザを用いてチャネルを加工する。同方法はまた、このチャネルを基板内に加工することを記載している。これらチャネルはその後、導体材料で満たされ、導体を形成する。この特許は、適切なサイズ、形状、深さを有するチャネルを基板内に形成する必要性を開示しているが、これを実現する特定の手法を開示または議論していない。特にこの文献は、経路の方向と形状が変化するのにともなってチャネルのサイズと形状を維持することを説明していない。
【０００７】
また、電子回路基板内のチャネルは、光導波路としても用いることができる。光導波路の説明は、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．  ５９５６  ｐｐ  ５９６１Ｂ−１〜５９６１Ｂ−１０、Ｔａｄｅｕｓｚ  Ｐｕｓｔｅｌｎｙ等編集、ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｏｐｔｉｃｓ：Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓで発行された、Ｎｉｎａ  Ｈｅｎｄｒｉｃｋｘ等による「Ｌａｓｅｒ  Ａｂｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｗｒｉｔｉｎｇ  ａｓ  Ｅｎａｂｌｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ」に記載されている。この記事において、著者等は、レーザを用いて基板内に導波路を加工し、レーザダイオードのような電気光学部品を電子部品へより接近させて集積することを記載している。この記事は、光デバイスに適した面テクスチャを有する導波路を形成する必要性およびこれを実現し得る手法を説明しているが、レーザ加工の間に導波路の形状およびサイズを制御する手法を詳細には説明していない。
【０００８】
チャネルをレーザ加工して電子基板内に導体または導波路を形成する際の課題は、一般にこれらチャネルは基板の面上の方向を変えて所望点に接続する必要があることである。これは、基板の面内でレーザ加工を曲線などに形付けることを必要とする。従来のレーザ焦点を用いて面内で曲線を加工すると、加工にともなってチャネルの深さに変化が生じる。例えばガウス分布プロファイルビームは、移動において、超ガウス分布プロファイル溝を形成する。曲線−平坦プロファイル（シルクハットプロファイル）ビームは余弦形状の溝を形成し、矩形−平坦プロファイルは平坦矩形の溝を形成する。現行技術では、スクライビングやダイシングのような動作のため、平坦−矩形プロファイルを用いる。これら動作においては、均一なレーザ照射により、エッジ効果が最小の均一な直線切断線を形成することが望まれる。これは一般に、屈折、回折、またはホログラフィックビーム整形器によって実現される。このビーム整形器はビーム経路内に配置され、エネルギー再配分によって、通常は実質的にガウス分布である入射ビームを、実質的に均一（全体としては曲線または矩形であり、強度が実質的に均一である）なビームへ変換する。
【０００９】
この効果は、図１に示されている。同図は、シルクハットプロファイルビームでレーザ加工されたチャネルの概略図である。図１において、チャネル１０は、シルクハットプロファイルまたは「曲線−平坦」プロファイルを有するパルスレーザビーム（図示せず）によって基板１２内にレーザ加工されている。重なっている円１４は、レーザパルスの位置を表す。パルスレーザを用いてチャネルをレーザ加工するとき、レーザは通常、レーザがパルス出射されるのにともなって、加工するチャネルの経路に沿って滑らかかつ連続的に打ち込まれ、または移動する。これにより、基板内に滑らかかつ連続的な形状を加工する。実際の位置数は、レーザスポットのサイズ、チャネルの所望幅、基板に到達するパルス毎エネルギーすなわちパルス毎に除去される材料量に依拠して変化する。図示するパルス位置数は、位置を明確に示すため、実際の数から大幅に減じたものである。除去される材料量は、チャネルがたどる所定経路に沿ってパルスビームが移動するのにともないチャネル内の各点が複数パルスから受け取る蓄積照射量から計算される。これら全ての例は、レーザがパルスではなく連続波（ＣＷ）である場合にも等しく当てはまる。
【００１０】
図２は、矩形平坦焦点を有するレーザビームによって基板２２内にレーザ加工された矩形断面チャネル２０の図を示す。焦点の１つは符号２４で示されている。重なっている矩形２６は、チャネル２０が加工されるのにともなうレーザ焦点の連続位置を表す。図１と同様に、図示している重なったレーザ焦点位置の個数は概略であり、実際には、レーザ繰り返し速度、レーザパルスエネルギー、パルスサイズ、その他のレーザパラメータに依拠して変わる。レーザエネルギーは矩形焦点全体にわたって均一に分布するので、レーザスポットが所望の加工経路に沿って移動し、チャネルが矩形エッジと平坦底部を有するようになるのにともない、チャネル内の各点が受け取る蓄積照射量の計算結果は等しくなる。これはＬＤＡアプリケーションにおいては非常に望ましい。この分析結果は、パルスレーザとＣＷレーザの双方において当てはまる。
【００１１】
電子基板内にある形状を加工するように設計されたレーザ加工システム、例えば多層電子基板内のビアを加工するレーザ加工システムは、従来技術内に記載されている。本願出願人に特許された、米国特許第５，７９８，９２７号、Ｃｕｔｌｅｒ等による「マルチステージマルチレート位置決めシステムにおけるステージの移動を調整する装置および方法」は、高低の位置決め速度および精度を有し、高速かつ正確にレーザビームを被加工物上へ位置決めする、結合ビームステアリングデバイスを記載している。米国特許第６，４３３，３０１号、Ｄｕｎｓｋｙ等による「固体ＵＶガウス分布ビームを用いたビーム整形および投影結像によるビア形成」は、回折光素子を用いてビア穴開けアプリケーションのための所望ビーム形状を形成することを記載している。図３は、多層電子基板内にビア加工するように設計された従来のレーザ加工システムの図を示す。レーザ３０は、例えばパルス固体ＵＶレーザであり、コントローラ３２の指示にしたがってレーザパルス３４を出射する。レーザパルス３４は、ビーム整形光学部品３６によって整形される。ビーム整形光学部品３６は、例えばホログラフィックビーム整形器または回折ビーム整形器である。レーザパルス３４は次に、コントローラ３２の指示にしたがって、ビームステアリング光学部品３８によってスキャン光学部品４０へ向かってステアリングされる。ビームステアリング光学部品３８は、例えばマルチステージ部品である。スキャン光学部品４０は、例えばｆ−θレンズである。レーザパルス３４はさらに、被加工物４２上へ到達する。被加工物４２は例えば多層電子基板であり、移動制御部４４上に固定されている。移動制御部４４は、コントローラ３２の指示にしたがって、ビームステアリング光学部品３６と協調して被加工物４２をレーザパルス３４に対して移動させ、被加工物４２内においてレーザパルス３４に所望形状を加工させる。これら要素を採用して電子基板内に形状を加工するシステムの例は、本願出願人であるオレゴン州ポートランドのＥｌｅｃｔｒｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社が製造している、Ｓｉ５３３０およびＩＣＰ５６５０レーザ加工システムである。
【００１２】
図４は、図３に示す従来のレーザ加工システムを用いて基板５０内に曲線チャネルを加工するシミュレーション結果である。レーザ加工システム（図示せず）は、パルス５４から開始してパルス５６で終了する一連の矩形−平坦レーザパルス５２を、経路５７にしたがって基板５０上へ方向付ける。蓄積レーザ出射曲線５８、６２、６６は、各点におけるチャネルの断面であり、ライン６０、６４、６８に沿った断面レーザ出射の計算結果にそれぞれ対応する。断面５８と６６は許容できる一方、レーザパルス５２が経路５７に沿って移動するのにともない、加工されたチャネルの形状は、矩形側部、平坦底部の断面５８から逸脱し始め、断面６２のようになり、次第に断面６６に変化する。これは、望ましくない結果である。これら結果から、従来のシステムは、加工を実施するのにともない形状内の各点において蓄積レーザ出射を適切に制御できないので、加工チャネルの所望トポロジーを実現できないことが明らかである。
【００１３】
したがって必要なのは、チャネル経路が方向と形状を変えても、電子基板内で所望の均一サイズおよび深さを有する、レーザ加工されたチャネルを実現するための方法および装置である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的の１つは、形状経路の方向と形が変わっても、均一なサイズ、深さ、形を有する形状を、電子基板内にレーザ加工する方法および装置を得ることである。本発明のもう１つの目的は、形状をレーザ加工するのにともなって焦点形状をリアルタイムで変更することにより、形状経路の方向と形が変わっても、均一なサイズ、深さ、形を有する形状をレーザ加工する方法および装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
図５は、レーザパルスが被加工物を加工するのにともなってレーザパルス焦点の形状を即座に変化させ、これによって上述の従来技術の課題を克服する、本発明の実施形態を示す。所望のレーザ焦点形状は、加工形状の形に基づき計算される。加工する特定の形状が与えられると、所望形状包絡線を通じて移動し回転したときに、所望の滑らかさと形状で側部と底部を形成し、適切なレーザパルスパラメータおよびレーザパルスと被加工物の間の相対移動パラメータをもってレーザ加工したときに所望の断面を維持するような形状が選択される。
【００１６】
図６は、プログラム可能ビーム整形光学部品の詳細を示す。この実施形態は、プログラム可能変形ミラーをレーザ加工システムの光路へ挿入し、システムが被加工物内にチャネルを加工するのにともない、システムがプログラムによってレーザパルスの焦点形状およびエネルギー分布をリアルタイムで変更できるようにする。本実施形態は、レーザパルスを受け取り、予備的にビームを拡張し、これを変形ミラーの表面へ投影することよって動作する。変形ミラーは、フレキシブルミラーに取り付けられたアクチュエータアレイによって構成されている。このミラーは、アクチュエータがミラーの一部を個別に移動させることができるように分離されていてもよいし、連続的に構成され、アクチュエータが連続面である変形ミラー面を上下に移動させることができるようになっていてもよい。本実施形態では連続モデルを選択する。ミラー面を移動させると、ミラーはホログラムのようにパルス形状を変形させる位相シフトをもたらし、これによりレーザパルスを整形する。ミラー面に衝突するレーザ光はコリメートされ、ミラーに到達すると平面波面を有するようになる。変形ミラーの面にもたらされる変化は、波面に位相シフトをもたらす。この波面は、焦点に集束されたとき、レーザエネルギーの特定分布を生じさせる。これは変形ミラーがもたらす摂動に直接関連する。ミラーから反射された光は、ビームステアリング光学部品およびその後にスキャンレンズに向けられ、スポットを動作サイズのスポットに集束させる。変形ミラーがビームステアリング光学部品およびスキャン光学部品から離れており、リレーレンズがビーム品質を維持する必要がある場合は、ミラーから反射された光は予備的にオプション出力光学部品を介して送信される。変形ミラーは、ビームステアリング光学部品とオプションリレー光学部品を介して、レーザパルス信号の所望形状をスキャンレンズへ反射するようにプログラムされている。これにより、ミラーの解像度範囲内でレーザパルス焦点の所望形状を生成する。
【００１７】
変形ミラーはレーザパルス波面を変更するので、ミラーの解像度範囲内で可能なグレースケール密度を有する任意形状を生成し得る。これは、システムが「グレースケール」マスクを反映するようにシステムをプログラムできることを意味する。これは、基板上に投影されるレーザ光量が、レーザ焦点内の任意点において、入力光の０〜１００％の間の値をとり得るものである。このようにして、形状内の個々の点が受け取る蓄積レーザ出射量を正確にプログラムすることができ、これにより複雑な形状も可能になる。またこれにより、焦点を回転させることもできる。変形ミラーにプログラムされたパターンを回転させると、その結果得られる焦点形状を回転させるからである。
【００１８】
本実施形態は、変形ミラーがプログラム可能であり、わずか１００マイクロ秒で完全に再構成してレーザパルスを全く異なる形状に整形できるという事実を用いる。これにより変形ミラーは、形状が加工されるのにともない、レーザパルス焦点形状を即座に変更することができる。公称形状からの逸脱が所望の許容範囲内である形状を加工するためにいくつの異なる形状が必要になるか、およびどの箇所で形状を変更すべきかを判定するため、計算が実施される。システムは、形状を加工するために必要なレーザパラメータを計算する。これは、パルス数、レーザ繰り返し速度、パルス期間、パルスエネルギーを含む。システムは次に、変形ミラーとビームステアリング光学部品を更新してレーザのパルス出射を調整し、形状をレーザ加工する。
【００１９】
動作中において、レーザ加工する形状は、チャネルの経路部分である場合があり、どのレーザ焦点形状を用いて形状を加工するかを判定するために検査される。この情報は、基板に関連付けられ、後に既知の経路部分を抽出して所定形状と合致させるために分析される、ＣＡＤデータから得ることができる。形状シーケンスが選択されると、レーザパルスパラメータと移動制御パラメータが選択され、所望サイズ、形状、面滑らかさを有する形状が加工される。
【００２０】
レーザシステムは次に、移動制御サブシステムおよびレーザパルスステアリング光学部品へ指示し、基板をレーザパルス軸に対する相対的位置へ移動させ、レーザのパルス出射を開始する。変形ミラーは、移動制御サブシステムおよびレーザパルスステアリング光学部品が連結して基板位置をレーザパルスに対して変更するのにともない、レーザパルス焦点が所望形状となるようにする。レーザがパルス出射され、基板がパルスに対して移動する一方で、変形ミラーはレーザ焦点形状を更新する。これによりレーザパルスは所望の均一トポロジーおよび面仕上がりを有する形状を加工し、これによって上述の従来技術の課題を克服する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】円形−平坦レーザパルスを用いる従来技術のレーザ加工を示す図である。
【図２】矩形−平坦レーザパルスを用いる従来技術のレーザ加工を示す図である。
【図３】従来技術のレーザ加工システムの図である。
【図４】従来技術システムによる基板内の曲線形状加工の図である。
【図５】本発明の実施形態に基づき構成されたレーザ加工システムの図である。
【図６】本発明の実施形態に基づき構成されたプログラム可能ビーム整形器の図である。
【図７】本発明の実施形態によってレーザ加工された曲線形状の図である。
【図８】本発明の実施形態によってレーザ加工された曲線形状の図である。
【図９】本発明の実施形態によってレーザ加工された曲線形状の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下の説明に記載しているように、本発明の実施形態は、レーザパルス焦点を整形してレーザパルスにより被加工物に到達するエネルギー分布を制御することにより、従来技術において示唆されている課題を解決する。図５は、本発明の実施形態を示す。同実施形態は、レーザ７０を備える。レーザ７０は、例えばパルスレーザ、固体ＵＶレーザである。レーザ７０は、コントローラ７２の指示にしたがってレーザパルス７４を出射する。レーザパルス７４は、コリメート光学部品７６によって整形される。コリメート光学部品７６は、レーザ７０が出射したパルスから、より大きなコリメートされたパルスを生成する。コリメート光学部品７６は、レーザパルスをコリメートし、所望のビームサイズへ拡張する。レーザパルス７４は、この点において数ミリメートルの有効直径を有する。レーザパルス７４は次に、焦点整形光学部品７７へ渡される。焦点整形光学部品７７は、コントローラ７２からの指示にしたがって、レーザパルス焦点を所望形状へ整形する。パルスは次に、パルスステアリング光学部品７８へ向けられる。パルスステアリング光学部品７８は例えば、マルチステージ光学部品であり、コントローラ７２によって制御される。パルスは次にスキャン光学部品８０へ到達する。スキャン光学部品８０は、例えばｆ−θレンズであり、レーザパルス７４を被加工物８２へ向けて集束させ方向付ける。被加工物８２は例えば電子基板であり、移動制御部品８４上に固定されている。移動制御部品８４は、コントローラ７２の指示にしたがって、ビームステアリング光学部品７８と協調して被加工物８２をレーザパルス７４に対して移動させる。これによりレーザパルス７４は、被加工物８２上の所望点に向けられ、被加工物８２内に所望形状を加工する。
【００２３】
図６は、焦点整形光学部品７７の詳細を示す。オプション入力光学部品９０は、レーザパルス７４を受け取り、コリメートされたパルスを必要に応じて拡大する。コリメートされたパルスは、変形ミラー９２の面上に投影される。変形ミラー９２は、約９．６ｍｍの開口を有する。変形ミラーは、コントローラ（図示せず）の制御の下、レーザパルス７４をオプション出力光学部品９４へ向けて反射する前に、レーザパルス７４を変調し整形する。オプション出力光学部品９４は、レーザパルスをパルスステアリング光学部品７８へ中継する。出力光学部品９４は、ミラー９２およびパルスステアリング光学部品７８が数センチメートル以上離れている場合において、変形ミラー９２の出力を中継するために用いられる。変形ミラー９２は、アクチュエータアレイ内の各アクチュエータを単一のフレキシブルミラーの背面に取り付けることによって構成されている。アクチュエータが上下に移動すると、ミラー面が変形する。アクチュエータの解像度は、このタイプの変形ミラーがレーザビーム波面内でプログラム可能なシフトを生成してレーザパルス内にホログラム類似の干渉パターンを生成することにより、レーザパルスに干渉できるようになっている。このときレーザ波の建設的干渉および相殺的干渉は、レーザ焦点を整形する。ミラーをプログラムする１方法は、所望の焦点形状のフーリエ変換の実数正部分に比例する一連の係数を計算し、これを用いてミラーをプログラムすることである。
【００２４】
変形ミラー部品の例は、マサチューセッツ州ケンブリッジのＢｏｓｔｏｎ  Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが製造するＫｉｌｏ−ＤＭである。このデバイスは、３２×３２ミラー素子アレイを備える。ミラー素子毎のストロークは最大１．５ミクロン、開口は最大９．６ｍｍである。このデバイスは、最大１０ｋＨｚのフレームレートでアレイ全体を更新することができる。これは、レーザパルス焦点が１００マイクロ秒以内で完全に変化し得ることを意味する。
【００２５】
図７は、図５に示した、基板１００内に曲線チャネルを加工する本発明の実施形態を用いたシミュレーション結果である。レーザ加工システム（図示せず）は、基本レーザパルス焦点形状１０１を有する一連の整形レーザパルスを基板１００へ方向付け、必要に応じて基本形状を回転させてチャネルの曲線に合致させる。パルス１０２は、パルス１０４から開始してパルス１０６で終了するまで、経路１０７に沿って基板１００上へ向けられる。蓄積レーザ出射量曲線１０８、１１２、１１６、すなわち各点におけるチャネル断面は、ライン１１０、１１４、１１８に沿った断面レーザ出射量の計算結果にそれぞれ対応する。全ての断面１０８、１１２、１１６は許容可能である。これは、得られたチャネルがその長さ方向の全体にわたって矩形側部、平坦底部の断面を有することを意味する。これは望ましい結果である。
【００２６】
図８は、本発明のもう１つの実施形態のシミュレーション結果である。レーザ加工システム（図示せず）は、基本レーザ焦点形状１２１を有する一連の整形レーザパルスを方向付ける。この焦点形状は、焦点全体にわたって調整された強度分布を有するようにプログラムされている。レーザ焦点形状１２１上の断面線１２２は、強度分布すなわちレーザ出射量１２４を有する。強度分布は、ライン１２２に平行な全ての断面について同一である。断面線１２６は、断面１２２に対して右手側にあり、焦点形状全体にわたって強度１２８の均一分布を示す。この調整されたレーザエネルギー分布により、この形状は矩形断面を有する形状を加工することができる。本実施形態は、選択した焦点形状が回転し経路に沿って移動し焦点形状内でエネルギー分布を形成して各点における蓄積エネルギーが均等になるようにするのにともなって蓄積出射量を計算することにより、これを実現する。図８は、調整された焦点形状がどのように用いられて基板内に形状を加工するかを示す。レーザパルス焦点形状は、その１つが符号１３２で示され、パルス１３４から開始してパルス１３６で終了するまで、経路１３７に沿って基板１３０上に向けられる。蓄積レーザ出射量曲線１４４、１４６、１４８、すなわち各点におけるチャネル断面は、ライン１３８、１４０、１４２に沿った断面レーザ出射量の計算結果にそれぞれ対応する。全ての断面１４４、１４６、１４８は許容可能である。これは、得られたチャネルがその長さ方向の全体にわたって矩形側部、平坦底部の断面を有することを意味する。これは望ましい結果である。
【００２７】
図９は、本発明のもう１つの実施形態の結果を示す。図９において、基板１５０は、所望形状（図示せず）の輪郭を形成するエッジを有するレーザパルス焦点形状１５１で、レーザ加工される。このレーザ焦点形状１５１は、位置１５４から開始して位置１５６で終了するまで、経路１５７に沿って回転され移動する。レーザパルス焦点は、その１つが符号１５２で示され、所望経路１５７にフィットするように移動し、回転される。蓄積レーザ出射量曲線１５８、１６０、１６２、すなわち各点におけるチャネル断面は、ライン１６４、１６６、１６８に沿った断面レーザ出射量の計算結果にそれぞれ対応する。全ての断面１５８、１６０、１６２は許容可能である。これは、得られたチャネルがその長さ方向の全体にわたって矩形側部、平坦底部の断面を有することを意味する。これは望ましい結果である。
【００２８】
本発明の原理から逸脱することなく上述の本発明の実施形態に多くの変更をなすことができることは、当業者にとって明らかであろう。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲のみによって定められる。
【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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【図９】
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【国際調査報告】
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2012521890.tif 000013