JPH04100685A - 薄膜体のパターン除去方法 - Google Patents
薄膜体のパターン除去方法Info
- Publication number
- JPH04100685A JPH04100685A JP2217220A JP21722090A JPH04100685A JP H04100685 A JPH04100685 A JP H04100685A JP 2217220 A JP2217220 A JP 2217220A JP 21722090 A JP21722090 A JP 21722090A JP H04100685 A JPH04100685 A JP H04100685A
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- JP
- Japan
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- film body
- thin film
- intensity distribution
- laser
- thin
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- Pending
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は薄膜体をレーザ光によって照射除去する薄膜
体のパターン除去方法に関する。
体のパターン除去方法に関する。
（従来の技術）
たとえば、太陽電池においてはガラス基板上にＳｎＯ２
、ａ−５ｉＳＡ、９の薄膜体が三層に設けられたものか
用いられており、そのうち、上の一層だけを所定のパタ
ーンで除去することが要求されることかある。
、ａ−５ｉＳＡ、９の薄膜体が三層に設けられたものか
用いられており、そのうち、上の一層だけを所定のパタ
ーンで除去することが要求されることかある。
そのような場合、従来は第６図乃至第８図に示すように
行われていた。すなわち、第６図はレーサ加工装置を示
し、同図中１はレーザ発振器である。このレーザ発振器
１から出力されたレーザ光りは反射鏡２で反射して収束
レンズ３で収束され、基板４上に設けられた三層の薄膜
体５ａ、５ｂ、５ｃのうち、最上の薄膜体５ａを照射す
る。それによって、その最上の薄膜体５ａかレーザ光り
によって照射溶融されてパターン除去されるようになっ
ている。
行われていた。すなわち、第６図はレーサ加工装置を示
し、同図中１はレーザ発振器である。このレーザ発振器
１から出力されたレーザ光りは反射鏡２で反射して収束
レンズ３で収束され、基板４上に設けられた三層の薄膜
体５ａ、５ｂ、５ｃのうち、最上の薄膜体５ａを照射す
る。それによって、その最上の薄膜体５ａかレーザ光り
によって照射溶融されてパターン除去されるようになっ
ている。
上記収束レンズ３で収束されたレーザ光りのビーム断面
の強度分布は、第７図に示すように中心部か高く、周辺
にゆくにしたかって低くなるがウス分布をなしている。
の強度分布は、第７図に示すように中心部か高く、周辺
にゆくにしたかって低くなるがウス分布をなしている。
そのため、レーザ光りを最上の第１の薄膜体５ａが所定
の幅寸法で除去される強度分布、つまりビームの周辺部
が第１の薄膜体５ａを溶融除去できる強度になるようレ
ーザ光Ｌの出力を設定し、所定のラップ率で照射すると
、下側の第２の薄膜体５ｂは第８図に示すようにレーザ
光りのビーム断面の強度分布が最も高い中心部に対応す
る部分６の熱入力か過大となり、その部分６が熱損する
ということがあった。第２層の薄膜体５ｂの熱損をなく
すため、レーザ光りの強度を低下させると、第１の薄膜
体５ａを所定の幅寸法で除去することができなくなる。
の幅寸法で除去される強度分布、つまりビームの周辺部
が第１の薄膜体５ａを溶融除去できる強度になるようレ
ーザ光Ｌの出力を設定し、所定のラップ率で照射すると
、下側の第２の薄膜体５ｂは第８図に示すようにレーザ
光りのビーム断面の強度分布が最も高い中心部に対応す
る部分６の熱入力か過大となり、その部分６が熱損する
ということがあった。第２層の薄膜体５ｂの熱損をなく
すため、レーザ光りの強度を低下させると、第１の薄膜
体５ａを所定の幅寸法で除去することができなくなる。
また、上記レーザ光りのビーム断面形状は円形なので、
そのビームを所定のオーバラップ率で走査させると、第
１の薄膜体５ａに形成される除去パターンの両側にエツ
ジ７が残り、直線性を確保することができない。直線性
を確保するためには、レーザ光りのビームのオーバラッ
プ率を大きくしなければならない。しかしなから、オー
バラップ率を大きくすると、第２の薄膜体５ｂにおける
単位面積当りの熱入力が過大となるから、第２の薄膜体
５ｂを熱損させるということがあるばかりか、作業性の
低下を招くということもある。
そのビームを所定のオーバラップ率で走査させると、第
１の薄膜体５ａに形成される除去パターンの両側にエツ
ジ７が残り、直線性を確保することができない。直線性
を確保するためには、レーザ光りのビームのオーバラッ
プ率を大きくしなければならない。しかしなから、オー
バラップ率を大きくすると、第２の薄膜体５ｂにおける
単位面積当りの熱入力が過大となるから、第２の薄膜体
５ｂを熱損させるということがあるばかりか、作業性の
低下を招くということもある。
（発明か解決しようとする課題）
このように、従来はレーザ光を所定の加工幅を確保する
ことかできち強度に設定すると、除去しようとする薄膜
体の下側の層を熱損させるということかある。また、レ
ーザ光のビーム断面形状が円形であるため、除去パター
ンの両側にエツジが残り、直線性が確保しずらく、直線
性を確保するためにビームのオーバラップ率を大きくす
ると、下側の層への入熱か過大となって熱損を招くとい
うことがある。
ことかできち強度に設定すると、除去しようとする薄膜
体の下側の層を熱損させるということかある。また、レ
ーザ光のビーム断面形状が円形であるため、除去パター
ンの両側にエツジが残り、直線性が確保しずらく、直線
性を確保するためにビームのオーバラップ率を大きくす
ると、下側の層への入熱か過大となって熱損を招くとい
うことがある。
この発明は上記事情にもとすきなされたもので、その目
的とするところは、下層を熱損させることなく上層の薄
膜体を、エツジ部を残すことなく直線性を確保して除去
することができるようにした薄膜体のパターン除去方法
を提供することにある。
的とするところは、下層を熱損させることなく上層の薄
膜体を、エツジ部を残すことなく直線性を確保して除去
することができるようにした薄膜体のパターン除去方法
を提供することにある。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段及び作用）上記課題を解決
するためにこの発明は、レサ発振器からパルス出力され
たレーザ光を光ファイバを通して強度分布変換素子に入
射させ、二の強度分布変換素子で上記レーザ光のビーム
の強度分布を均一化するとともにビーム形状を四角形に
変換してから収束レンズで集束し、この収束されたレー
ザ光を所定のオーバラップ率で薄膜体に照射することを
特徴とする。
するためにこの発明は、レサ発振器からパルス出力され
たレーザ光を光ファイバを通して強度分布変換素子に入
射させ、二の強度分布変換素子で上記レーザ光のビーム
の強度分布を均一化するとともにビーム形状を四角形に
変換してから収束レンズで集束し、この収束されたレー
ザ光を所定のオーバラップ率で薄膜体に照射することを
特徴とする。
このような方法によれば、上層の薄膜体を均一な強度分
布のビームで照射することかできるから、除去される薄
膜体の下側の層が熱損されるのを防止することができ、
また除去パターンにエツジを残さす、直線性を確保する
ことかできる。
布のビームで照射することかできるから、除去される薄
膜体の下側の層が熱損されるのを防止することができ、
また除去パターンにエツジを残さす、直線性を確保する
ことかできる。
（実施例）
以下、この発明の一実施例を第１図乃至第５図を参照し
て説明する。第１図に示すレーザ加工装置はレーザ発振
器１１を備えている。このレーザ発振器１１は、ビーム
形状が円形で、パルス幅が２００ｎｓ以下のレーザ光り
を出力することができる。このレーザ発振器１１から出
力されたレーザ光りは、第１の収束レンズ１２で収束さ
れて光ファイバ１３に入射する。この光ファイバ１３の
出射端は、石英によって四角柱状にかつ外面側か光学平
面に形成された強度分布変換素子としてのカライドスコ
ープ１４の一端面に光学的に接続されている。このカラ
イドスコープ１４の他端面から出射するレーザ光りは、
そのビーム断面形状が上記カライドスコープ１４の断面
形状と同し四角形に変換され、またビーム断面内におけ
る強度分布は第３図に示すようにほぼ均一化される。
て説明する。第１図に示すレーザ加工装置はレーザ発振
器１１を備えている。このレーザ発振器１１は、ビーム
形状が円形で、パルス幅が２００ｎｓ以下のレーザ光り
を出力することができる。このレーザ発振器１１から出
力されたレーザ光りは、第１の収束レンズ１２で収束さ
れて光ファイバ１３に入射する。この光ファイバ１３の
出射端は、石英によって四角柱状にかつ外面側か光学平
面に形成された強度分布変換素子としてのカライドスコ
ープ１４の一端面に光学的に接続されている。このカラ
イドスコープ１４の他端面から出射するレーザ光りは、
そのビーム断面形状が上記カライドスコープ１４の断面
形状と同し四角形に変換され、またビーム断面内におけ
る強度分布は第３図に示すようにほぼ均一化される。
上記カライドスコープ１４から出射したレーザ光りは収
差か補正された第２の収束レンズ１５で収束されて基板
１６上に設けられた複数、この実施例では二層に設けら
れた第１、第２の薄膜体１７．１８のうち、上側の第１
の薄膜体１７を照射し、溶融除去する。
差か補正された第２の収束レンズ１５で収束されて基板
１６上に設けられた複数、この実施例では二層に設けら
れた第１、第２の薄膜体１７．１８のうち、上側の第１
の薄膜体１７を照射し、溶融除去する。
第１図に示すように上記カライドスコープ１４の光軸と
直交する断面における長い方の一辺をＤ、光軸方向の長
さをＬ１光ファイバ１３の開口数を０．２とすると、上
記カライドスコープ１４の光軸方向の長さしは、 Ｌ−≧１０Ｄ ・・・（１）式に設定されて
いる。この（１）式は、レーザ光Ｌがカライドスコープ
１４内で２回以上反射することを示している。それによ
って、カライドスコープ１４から出射するレーザ光りの
ビーム断面における強度分布を均一にすることかできる
。
直交する断面における長い方の一辺をＤ、光軸方向の長
さをＬ１光ファイバ１３の開口数を０．２とすると、上
記カライドスコープ１４の光軸方向の長さしは、 Ｌ−≧１０Ｄ ・・・（１）式に設定されて
いる。この（１）式は、レーザ光Ｌがカライドスコープ
１４内で２回以上反射することを示している。それによ
って、カライドスコープ１４から出射するレーザ光りの
ビーム断面における強度分布を均一にすることかできる
。
第４図はレーザ光りがカライドスコープ１４内で反射す
る回数と、強度分布の不均一度Ｈを計算した結果を示し
ている。この図から分かるように、カライドスコープ１
４内での反射回数が２回以上になると、強度分布の不均
一度Ｈが１０％以下となる。
る回数と、強度分布の不均一度Ｈを計算した結果を示し
ている。この図から分かるように、カライドスコープ１
４内での反射回数が２回以上になると、強度分布の不均
一度Ｈが１０％以下となる。
なお、強度分布の不均一度Ｈは、第５図に示すようにカ
ライドスコープ１４の出射端でのレーザ光りの強度分布
の最大をＰ’ａ＋ａｘｓ最小をＰ ｗｉｎとすると、 Ｈ−（Ｐｍａｘ −Ｐａｉｎ ） ／Ｐｍａｘ−（２）
式％式％ このような構成のレーザ加工装置によって、基板１６に
設けられた第１、第２の薄膜体１７．１８のうち、上側
の第１の薄膜体１７をレーザ光りによってパターン除去
する場合には、上記カライドスコープ１４から出射され
て第２の収束レンズ１５て収束されたレーザ光りを上記
第１の薄膜体１７に照射し、そのビームを第２図（ａ）
に示すように所定の所定のオーバラップ率０またとえば
１０％のオーバラップ率Ｏで走査させる。
ライドスコープ１４の出射端でのレーザ光りの強度分布
の最大をＰ’ａ＋ａｘｓ最小をＰ ｗｉｎとすると、 Ｈ−（Ｐｍａｘ −Ｐａｉｎ ） ／Ｐｍａｘ−（２）
式％式％ このような構成のレーザ加工装置によって、基板１６に
設けられた第１、第２の薄膜体１７．１８のうち、上側
の第１の薄膜体１７をレーザ光りによってパターン除去
する場合には、上記カライドスコープ１４から出射され
て第２の収束レンズ１５て収束されたレーザ光りを上記
第１の薄膜体１７に照射し、そのビームを第２図（ａ）
に示すように所定の所定のオーバラップ率０またとえば
１０％のオーバラップ率Ｏで走査させる。
上記カライドスコープ１４から出射したレーザ光りは、
そのビーム内の強度分布か均一であり、ビーム形状は四
角形となっている。そのため、レーザ光りの強度を上記
第１の薄膜体１７を除去するに十分で、しかも第２の薄
膜体１８を熱損させることのない強度に設定すれば、第
１の薄膜体１７の下側の第２の薄膜体１８への入熱か過
大になることがないばかりか、上記第１の薄膜体１７を
第２図（ｂ）に示すようにレーザ光りのビームの幅寸法
に対応したパターンで除去することができる。しかも、
レーザ光りのビーム形状が四角形であるから、オーバラ
ップ率を十分に小さくしても、第１の薄膜体１７に形成
されるパターンにはエツジか形成されることかないから
、良好な直線性が得られる。
そのビーム内の強度分布か均一であり、ビーム形状は四
角形となっている。そのため、レーザ光りの強度を上記
第１の薄膜体１７を除去するに十分で、しかも第２の薄
膜体１８を熱損させることのない強度に設定すれば、第
１の薄膜体１７の下側の第２の薄膜体１８への入熱か過
大になることがないばかりか、上記第１の薄膜体１７を
第２図（ｂ）に示すようにレーザ光りのビームの幅寸法
に対応したパターンで除去することができる。しかも、
レーザ光りのビーム形状が四角形であるから、オーバラ
ップ率を十分に小さくしても、第１の薄膜体１７に形成
されるパターンにはエツジか形成されることかないから
、良好な直線性が得られる。
さらに、カライドスコープ１４から出射したレーザ光り
は、収差か補正された第２のレンズ１５て収束するよう
にしたから、強度分布の立上がりが急峻となる。そのた
め、レーザ光りの強度が多少変動しても、第１の薄膜体
１７に形成されるパターンの形状が大きく変動すること
がない。
は、収差か補正された第２のレンズ１５て収束するよう
にしたから、強度分布の立上がりが急峻となる。そのた
め、レーザ光りの強度が多少変動しても、第１の薄膜体
１７に形成されるパターンの形状が大きく変動すること
がない。
このように、強度分布を均一化し、かつビーム形状を四
角形にしたレーザ光して第１の薄膜体１７をパターン除
去すれば、第２の薄膜体１８に過大な熱を入力させるこ
となく、第１の薄膜体１７だけをパターン除去すること
ができる。しかも、ビームのオーバラップ率を十分に小
さくすることができるから、そのことによっても、第２
の薄膜体１８への入熱を少なくすることができるばかり
か、パターン除去を能率よく行うことができる。
角形にしたレーザ光して第１の薄膜体１７をパターン除
去すれば、第２の薄膜体１８に過大な熱を入力させるこ
となく、第１の薄膜体１７だけをパターン除去すること
ができる。しかも、ビームのオーバラップ率を十分に小
さくすることができるから、そのことによっても、第２
の薄膜体１８への入熱を少なくすることができるばかり
か、パターン除去を能率よく行うことができる。
なお、この発明は上記一実施例に限定されるものでない
。たとえば、上記一実施例では薄膜体が基板に二層膜け
られ、その上側の薄膜体をパターン除去する場合につい
て説明したが、薄膜体が基板に三層以上設けられている
場合や一層しか設けられていない場合にも、この発明を
適用することができること勿論であり、−層の場合は基
板の熱損を防止することができる。
。たとえば、上記一実施例では薄膜体が基板に二層膜け
られ、その上側の薄膜体をパターン除去する場合につい
て説明したが、薄膜体が基板に三層以上設けられている
場合や一層しか設けられていない場合にも、この発明を
適用することができること勿論であり、−層の場合は基
板の熱損を防止することができる。
また、強度分布変換素子として用いられるカライドスー
ブは四角柱のものだけでなく、四角筒のものであっても
よい。
ブは四角柱のものだけでなく、四角筒のものであっても
よい。
［発明の効果］
以上述べたようにこの発明は、レーザ発振器からパルス
出力されるレーザ光を、強度分布変換素子によってビー
ム断面における強度分布を均一にするとともに、ビーム
形状を四角形に変換してから、収束レンズで収束して所
定のオーバラップ率で薄膜体を照射するようにした。
出力されるレーザ光を、強度分布変換素子によってビー
ム断面における強度分布を均一にするとともに、ビーム
形状を四角形に変換してから、収束レンズで収束して所
定のオーバラップ率で薄膜体を照射するようにした。
したがって、パターン除去される薄膜体の下側の層への
熱入力が過大になるのが防止できるから、その下側の層
を熱損させずにすむ。また、ビームのオーバラップ率を
小さくすることができるから、生産性の向上を計ること
ができ、さらには薄膜体に形成されるパターンにエツジ
が形成されることかないため、良好な直線性が得られる
などの利点を有する。
熱入力が過大になるのが防止できるから、その下側の層
を熱損させずにすむ。また、ビームのオーバラップ率を
小さくすることができるから、生産性の向上を計ること
ができ、さらには薄膜体に形成されるパターンにエツジ
が形成されることかないため、良好な直線性が得られる
などの利点を有する。
第１図はこの発明の一実施例を示すレーザ加工装置全体
の概略図、第２図（ａ）は同じく上側の薄膜体にレーザ
光を所定のオーバラップ率で照射する状態の説明図、第
２図（ｂ）は同じく上側の薄膜体をパターン除去した状
態の平面図、第３図はカライドスコープを出射したレー
ザ光の強度分布の説明図、第４図はレーザ光のカライド
スコープ内での反射回度と強度分布の不均一性との関係
の説明図、第５図はカライドスコープから出射されるレ
ーザ光の不均一度を説明するための説明図、第６図は従
来のレーザ加工装置の概略的構成図、第７図は同じく薄
膜体を照射するレーザ光の強度分布の説明図、第８図は
同じく上側の薄膜体をパターン除去した状態の斜視図で
ある。 １１・・レーザ発振器、１３・・・先ファイバ１４・・
・カライドスコープ（強度分布変換素子）、１５・・・
第２の収束レンズ、１７．１８・・・第１、第２の薄膜
体、 Ｌ・・・レーザ光。
の概略図、第２図（ａ）は同じく上側の薄膜体にレーザ
光を所定のオーバラップ率で照射する状態の説明図、第
２図（ｂ）は同じく上側の薄膜体をパターン除去した状
態の平面図、第３図はカライドスコープを出射したレー
ザ光の強度分布の説明図、第４図はレーザ光のカライド
スコープ内での反射回度と強度分布の不均一性との関係
の説明図、第５図はカライドスコープから出射されるレ
ーザ光の不均一度を説明するための説明図、第６図は従
来のレーザ加工装置の概略的構成図、第７図は同じく薄
膜体を照射するレーザ光の強度分布の説明図、第８図は
同じく上側の薄膜体をパターン除去した状態の斜視図で
ある。 １１・・レーザ発振器、１３・・・先ファイバ１４・・
・カライドスコープ（強度分布変換素子）、１５・・・
第２の収束レンズ、１７．１８・・・第１、第２の薄膜
体、 Ｌ・・・レーザ光。
Claims (1)
- レーザ発振器からパルス出力されたレーザ光を光ファイ
バを通して強度分布変換素子に入射させ、この強度分布
変換素子で上記レーザ光の強度分布を均一化するととも
にビーム形状を四角形に変換してから収束レンズで集束
し、この収束されたレーザ光を所定のオーバラップ率で
薄膜体に照射することを特徴とする薄膜体のパターン除
去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2217220A JPH04100685A (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 薄膜体のパターン除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2217220A JPH04100685A (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 薄膜体のパターン除去方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04100685A true JPH04100685A (ja) | 1992-04-02 |
Family
ID=16700739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2217220A Pending JPH04100685A (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | 薄膜体のパターン除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04100685A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0938135A3 (en) * | 1998-02-19 | 1999-12-08 | Ricoh Microelectronics Co., Ltd. | Method and apparatus for machining an electrically conductive film |
| JP2007115729A (ja) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ照射装置 |
| JP2012135807A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Omron Corp | レーザ加工装置およびレーザ加工方法 |
| JP2012135808A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Omron Corp | レーザ加工装置およびレーザ加工方法 |
| JP2015155110A (ja) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | 株式会社東芝 | レーザ肉盛溶接装置およびレーザ肉盛溶接方法 |
| JP2016175813A (ja) * | 2015-03-20 | 2016-10-06 | アウレアワークス株式会社 | レーザ光分割装置を有する単結晶育成装置 |
-
1990
- 1990-08-20 JP JP2217220A patent/JPH04100685A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0938135A3 (en) * | 1998-02-19 | 1999-12-08 | Ricoh Microelectronics Co., Ltd. | Method and apparatus for machining an electrically conductive film |
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| KR100361770B1 (ko) * | 1998-02-19 | 2002-11-23 | 리코 마이크로 일렉트로닉스 가부시끼가이샤 | 도전성막의 가공방법 및 장치 |
| JP2007115729A (ja) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ照射装置 |
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