JPH0671465A - エキシマレーザ加工装置 - Google Patents
エキシマレーザ加工装置Info
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- JPH0671465A JPH0671465A JP4229653A JP22965392A JPH0671465A JP H0671465 A JPH0671465 A JP H0671465A JP 4229653 A JP4229653 A JP 4229653A JP 22965392 A JP22965392 A JP 22965392A JP H0671465 A JPH0671465 A JP H0671465A
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エキシマレーザ光を集光して焦点の大きさを
１μｍ以下まで小さくすることができ、短時間に、かつ
マスクなしで線幅が１μｍ以下のサブミクロンパターン
の加工ができるエキシマレーザ加工装置を提供する。 【構成】 不安定共振器１０を有しエキシマレーザ光６
を発生するエキシマレーザ発生器１２と、エキシマレー
ザ光を焦点１４に集光する集光レンズ群１６と、エキシ
マレーザ発生器と集光レンズ群との間の光路を気密に囲
み、内部を不活性ガスで満たされた導波管１８と、導波
管の途中、及び集光レンズ群の前後にエキシマレーザ光
の光束を狭めるように取付けられた絞り２０ａ、２０
ｂ、２０ｃと、エキシマレーザ光の焦点に被加工物７の
加工部分を位置決めする移動テーブルと２２、移動テー
ブルを気密に囲む加工ハウジング２４と、からなる。
１μｍ以下まで小さくすることができ、短時間に、かつ
マスクなしで線幅が１μｍ以下のサブミクロンパターン
の加工ができるエキシマレーザ加工装置を提供する。 【構成】 不安定共振器１０を有しエキシマレーザ光６
を発生するエキシマレーザ発生器１２と、エキシマレー
ザ光を焦点１４に集光する集光レンズ群１６と、エキシ
マレーザ発生器と集光レンズ群との間の光路を気密に囲
み、内部を不活性ガスで満たされた導波管１８と、導波
管の途中、及び集光レンズ群の前後にエキシマレーザ光
の光束を狭めるように取付けられた絞り２０ａ、２０
ｂ、２０ｃと、エキシマレーザ光の焦点に被加工物７の
加工部分を位置決めする移動テーブルと２２、移動テー
ブルを気密に囲む加工ハウジング２４と、からなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エキシマレーザ光を用
いた加工装置に係わり、更に詳しくは、エキシマレーザ
光を集光して微細加工を行う加工装置に関する。
いた加工装置に係わり、更に詳しくは、エキシマレーザ
光を集光して微細加工を行う加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エキシマレーザ光は、ＸｅＣｌ* ，Ｋｒ
Ｆ* ，ＡｒＦ* （＊印は励起状態を示す）などの励起状
態の分子（エキシマ分子）が励起状態から基底状態に戻
るときに発生する波長の短い紫外光（２００〜３００ｎ
ｍ）であり、フォトンエネルギーが大きい（４〜６ｅ
Ｖ）特徴を有している。このエキシマレーザ光を、反応
ガスに照射すると反応ガス分子の光解離や光化学反応を
誘起することができるため、この光解離や光化学反応を
介してレーザＣＶＤによる薄膜形成、レーザドーピング
などの表層改質、レーザエッチングなどの微細加工への
適用が図られている。
Ｆ* ，ＡｒＦ* （＊印は励起状態を示す）などの励起状
態の分子（エキシマ分子）が励起状態から基底状態に戻
るときに発生する波長の短い紫外光（２００〜３００ｎ
ｍ）であり、フォトンエネルギーが大きい（４〜６ｅ
Ｖ）特徴を有している。このエキシマレーザ光を、反応
ガスに照射すると反応ガス分子の光解離や光化学反応を
誘起することができるため、この光解離や光化学反応を
介してレーザＣＶＤによる薄膜形成、レーザドーピング
などの表層改質、レーザエッチングなどの微細加工への
適用が図られている。
【０００３】かかるエキシマレーザ光を用いた従来の微
細加工、例えばエッチング加工では、図４に示すよう
に、シリコン基板１の表面に酸化膜２（ＳｉＯ2 ）と多
結晶シリコン膜３（Ｓｉ）を形成しておき、ハロゲン分
子の塩素ガス４（Ｃｌ2 ）をエッチング用反応ガスとし
て流し、マスク５を介してエキシマレーザ光６を照射
し、マスク５を通過したエキシマレーザ光６が多結晶シ
リコン膜３の表層にＣｌ-（塩素イオン）を形成し、こ
のイオンがＳｉと反応してＳｉＣｌ4 となり気化して多
結晶シリコン膜３をエッチングするものであった。
細加工、例えばエッチング加工では、図４に示すよう
に、シリコン基板１の表面に酸化膜２（ＳｉＯ2 ）と多
結晶シリコン膜３（Ｓｉ）を形成しておき、ハロゲン分
子の塩素ガス４（Ｃｌ2 ）をエッチング用反応ガスとし
て流し、マスク５を介してエキシマレーザ光６を照射
し、マスク５を通過したエキシマレーザ光６が多結晶シ
リコン膜３の表層にＣｌ-（塩素イオン）を形成し、こ
のイオンがＳｉと反応してＳｉＣｌ4 となり気化して多
結晶シリコン膜３をエッチングするものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】エキシマレーザ光は、
高出力であるが他のレーザ光に比べて指向性、コヒーレ
ンス、単色性が劣る欠点がある。このためマスクを用い
た従来の加工装置では、マスクを通過するエキシマレー
ザ光を完全な平行光にできず、線幅が１μｍ以下のサブ
ミクロンパターンの加工が困難である問題点があった。
高出力であるが他のレーザ光に比べて指向性、コヒーレ
ンス、単色性が劣る欠点がある。このためマスクを用い
た従来の加工装置では、マスクを通過するエキシマレー
ザ光を完全な平行光にできず、線幅が１μｍ以下のサブ
ミクロンパターンの加工が困難である問題点があった。
【０００５】また、従来の加工装置ではエキシマレーザ
光を拡げてマスクを通過した光だけを被加工物に照射す
るため、被加工物の加工面におけるエキシマレーザ光の
強度が弱く、加工に時間がかかる問題点があった。更
に、従来の加工装置ではマスクが不可欠であるため、マ
スクなしでの自由な加工、例えば回路パターンの修復に
おけるエッチング、成膜、アブレーション等の微細加工
には適用できない問題点があった。
光を拡げてマスクを通過した光だけを被加工物に照射す
るため、被加工物の加工面におけるエキシマレーザ光の
強度が弱く、加工に時間がかかる問題点があった。更
に、従来の加工装置ではマスクが不可欠であるため、マ
スクなしでの自由な加工、例えば回路パターンの修復に
おけるエッチング、成膜、アブレーション等の微細加工
には適用できない問題点があった。
【０００６】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、マ
スクを用いることなく１μｍ以下のサブミクロンパター
ンの加工を短時間でできるエキシマレーザ加工装置を提
供することにある。
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、マ
スクを用いることなく１μｍ以下のサブミクロンパター
ンの加工を短時間でできるエキシマレーザ加工装置を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、不安定
共振器を有しエキシマレーザ光を発生するエキシマレー
ザ発生器と、エキシマレーザ光を焦点に集光する集光レ
ンズ群と、前記エキシマレーザ発生器と前記集光レンズ
群との間の光路を気密に囲み、内部を不活性ガスで満た
された導波管と、前記導波管の途中、及び前記集光レン
ズ群の前後にエキシマレーザ光の光束を狭めるように取
付けられた絞りと、前記エキシマレーザ光の焦点に被加
工物の加工部分を位置決めする移動テーブルと、前記移
動テーブルを気密に囲む加工ハウジングと、からなるこ
とを特徴とするエキシマレーザ加工装置が提供される。
共振器を有しエキシマレーザ光を発生するエキシマレー
ザ発生器と、エキシマレーザ光を焦点に集光する集光レ
ンズ群と、前記エキシマレーザ発生器と前記集光レンズ
群との間の光路を気密に囲み、内部を不活性ガスで満た
された導波管と、前記導波管の途中、及び前記集光レン
ズ群の前後にエキシマレーザ光の光束を狭めるように取
付けられた絞りと、前記エキシマレーザ光の焦点に被加
工物の加工部分を位置決めする移動テーブルと、前記移
動テーブルを気密に囲む加工ハウジングと、からなるこ
とを特徴とするエキシマレーザ加工装置が提供される。
【０００８】本発明の実施例によれば、前記導波管の長
さは、エキシマレーザ光の入口から集光レンズ群による
焦点までの距離が少なくとも２ｍであるように設定され
ている、ことが好ましい。また、前記導波管は、水平部
と垂直部とからなり、該水平部と垂直部とが交差する位
置に、エキシマレーザ光を直角に屈折させるミラーが取
付けられている、ことが好ましい。更に、前記移動テー
ブルは更に、被加工物を加熱するためのヒータを備え
る、ことが好ましい。
さは、エキシマレーザ光の入口から集光レンズ群による
焦点までの距離が少なくとも２ｍであるように設定され
ている、ことが好ましい。また、前記導波管は、水平部
と垂直部とからなり、該水平部と垂直部とが交差する位
置に、エキシマレーザ光を直角に屈折させるミラーが取
付けられている、ことが好ましい。更に、前記移動テー
ブルは更に、被加工物を加熱するためのヒータを備え
る、ことが好ましい。
【０００９】
【作用】前述のように、エキシマレーザ光は指向性、コ
ヒーレンス、単色性が劣る欠点があり、このため従来の
加工装置における光学系では完全な平行光を作ることが
できなかった。従って、かかるエキシマレーザ光をレン
ズを用いて集光させても焦点の大きさを１μｍ以下まで
小さくすることができず、１μｍ以下のサブミクロンパ
ターンの加工ができなかった。
ヒーレンス、単色性が劣る欠点があり、このため従来の
加工装置における光学系では完全な平行光を作ることが
できなかった。従って、かかるエキシマレーザ光をレン
ズを用いて集光させても焦点の大きさを１μｍ以下まで
小さくすることができず、１μｍ以下のサブミクロンパ
ターンの加工ができなかった。
【００１０】本発明は、不安定共振器を有するエキシマ
レーザ発生器を用いてエキシマレーザ光を発生させるこ
とにより光軸上にそろった、比較的指向性の良いエキシ
マレーザ光を発生させ、更にこのエキシマレーザ光を不
活性ガスが密封された導波管を介して集光レンズ群まで
導くためエキシマレーザ光の減衰が少なく、かつ導波管
の途中にエキシマレーザ光の光束を狭めるように取付け
られた絞りを有するためエキシマレーザ光の指向性が向
上し、更に集光レンズ群の前後にエキシマレーザ光の光
束を狭めるように取付けられた絞りを有するので、集光
レンズ群の収差の影響を極めて小さくしたものである。
レーザ発生器を用いてエキシマレーザ光を発生させるこ
とにより光軸上にそろった、比較的指向性の良いエキシ
マレーザ光を発生させ、更にこのエキシマレーザ光を不
活性ガスが密封された導波管を介して集光レンズ群まで
導くためエキシマレーザ光の減衰が少なく、かつ導波管
の途中にエキシマレーザ光の光束を狭めるように取付け
られた絞りを有するためエキシマレーザ光の指向性が向
上し、更に集光レンズ群の前後にエキシマレーザ光の光
束を狭めるように取付けられた絞りを有するので、集光
レンズ群の収差の影響を極めて小さくしたものである。
【００１１】すなわち、本発明は、エキシマレーザ光の
欠点を複数の手段を複合的に用いることにより改善した
ものであり、この結果、エキシマレーザ光の指向性を改
善し、集光レンズの収差の影響を小さくして、焦点の大
きさを１μｍ以下まで小さくすることができ、短時間
に、かつマスクを用いることなく線幅が１μｍ以下のサ
ブミクロンパターンの加工を行うことができる。
欠点を複数の手段を複合的に用いることにより改善した
ものであり、この結果、エキシマレーザ光の指向性を改
善し、集光レンズの収差の影響を小さくして、焦点の大
きさを１μｍ以下まで小さくすることができ、短時間
に、かつマスクを用いることなく線幅が１μｍ以下のサ
ブミクロンパターンの加工を行うことができる。
【００１２】更に、本発明の構成によれば、エキシマレ
ーザ光の焦点に被加工物の加工部分を位置決めする移動
テーブルと、この移動テーブルを気密に囲む加工ハウジ
ングとを備えるので、加工ハウジング内に適当な反応ガ
ス（例えばエッチング用ガス）を導入し、内部を最適な
圧力、温度に設定し、被加工物、例えば集積回路の基板
を微細加工することができる。従って、マスクなしでの
自由な加工、例えば回路パターンの修復におけるエッチ
ング、成膜、アブレーション等の微細加工が可能にな
る。
ーザ光の焦点に被加工物の加工部分を位置決めする移動
テーブルと、この移動テーブルを気密に囲む加工ハウジ
ングとを備えるので、加工ハウジング内に適当な反応ガ
ス（例えばエッチング用ガス）を導入し、内部を最適な
圧力、温度に設定し、被加工物、例えば集積回路の基板
を微細加工することができる。従って、マスクなしでの
自由な加工、例えば回路パターンの修復におけるエッチ
ング、成膜、アブレーション等の微細加工が可能にな
る。
【００１３】
【実施例】以下に本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。図１は本発明によるエキシマレーザ加工
装置の全体構成図であり、図２は加工ハウジングの断面
図である。図１において、本発明によるエキシマレーザ
加工装置は、不安定共振器１０を有しエキシマレーザ光
６を発生するエキシマレーザ発生器１２と、エキシマレ
ーザ光６を焦点１４に集光する集光レンズ群１６と、エ
キシマレーザ発生器１２と集光レンズ群１６との間の光
路を気密に囲み、内部に不活性ガスが密封された導波管
１８と、導波管１８の途中、及び集光レンズ群１６の前
後にエキシマレーザ光６の光束を狭めるように取付けら
れた絞り２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、エキシマレーザ光
の焦点１４に被加工物７の加工部分を位置決めする移動
テーブル２２と、移動テーブル２２を気密に囲む加工ハ
ウジング２４と、からなる。
して説明する。図１は本発明によるエキシマレーザ加工
装置の全体構成図であり、図２は加工ハウジングの断面
図である。図１において、本発明によるエキシマレーザ
加工装置は、不安定共振器１０を有しエキシマレーザ光
６を発生するエキシマレーザ発生器１２と、エキシマレ
ーザ光６を焦点１４に集光する集光レンズ群１６と、エ
キシマレーザ発生器１２と集光レンズ群１６との間の光
路を気密に囲み、内部に不活性ガスが密封された導波管
１８と、導波管１８の途中、及び集光レンズ群１６の前
後にエキシマレーザ光６の光束を狭めるように取付けら
れた絞り２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、エキシマレーザ光
の焦点１４に被加工物７の加工部分を位置決めする移動
テーブル２２と、移動テーブル２２を気密に囲む加工ハ
ウジング２４と、からなる。
【００１４】不安定共振器１０は、例えば図示のように
２枚の対向する凸面ミラー１０ａ、１０ｂからなり、通
常の共振器のように２枚のミラーの間をレーザ光が往復
してレーザ光の増幅が行われるが、ミラー面が凸面であ
るため光軸から離れた位置のレーザ光は共振器外に散乱
され、光軸に極く近い細い光のみが不安定共振器１０に
より増幅されて放射されるものである。なお、不安定共
振器１０は、例示以外の構成、例えば凹面ミラーを用い
たものでもよい。また、エキシマレーザ発生器１２は、
ＸｅＣｌ* 、ＫｒＦ* 、ＡｒＦ* 、その他のエキシマ分
子を利用して波長の短い紫外光を発生するレーザ発生装
置であり、励起方法は、電子ビーム励起、放電励起、そ
の他のいずれであってもよい。
２枚の対向する凸面ミラー１０ａ、１０ｂからなり、通
常の共振器のように２枚のミラーの間をレーザ光が往復
してレーザ光の増幅が行われるが、ミラー面が凸面であ
るため光軸から離れた位置のレーザ光は共振器外に散乱
され、光軸に極く近い細い光のみが不安定共振器１０に
より増幅されて放射されるものである。なお、不安定共
振器１０は、例示以外の構成、例えば凹面ミラーを用い
たものでもよい。また、エキシマレーザ発生器１２は、
ＸｅＣｌ* 、ＫｒＦ* 、ＡｒＦ* 、その他のエキシマ分
子を利用して波長の短い紫外光を発生するレーザ発生装
置であり、励起方法は、電子ビーム励起、放電励起、そ
の他のいずれであってもよい。
【００１５】導波管１８は、図示のように、左端からエ
キシマレーザ光６が水平に導入される細長い水平部１８
ａと、水平部１８ａの右端に接続し上方に延びた垂直部
１８ｂと、垂直部１８ｂの上端に接続し水平に延びた水
平部１８ｃと、水平部１８ｃの右端に接続し下端が集光
レンズ群１６に接続した垂直部１８ｄとからなる。ま
た、水平部１８ａ、１８ｃと垂直部１８ｂ、１８ｄとが
交差する位置には、エキシマレーザ光６を直角に屈折さ
せるように平面ミラー１９が斜めに取付けられている。
かかる構成により、水平に導入されたエキシマレーザ光
６を集光レンズ群１６を介して被加工物７に垂直に照射
することができる。
キシマレーザ光６が水平に導入される細長い水平部１８
ａと、水平部１８ａの右端に接続し上方に延びた垂直部
１８ｂと、垂直部１８ｂの上端に接続し水平に延びた水
平部１８ｃと、水平部１８ｃの右端に接続し下端が集光
レンズ群１６に接続した垂直部１８ｄとからなる。ま
た、水平部１８ａ、１８ｃと垂直部１８ｂ、１８ｄとが
交差する位置には、エキシマレーザ光６を直角に屈折さ
せるように平面ミラー１９が斜めに取付けられている。
かかる構成により、水平に導入されたエキシマレーザ光
６を集光レンズ群１６を介して被加工物７に垂直に照射
することができる。
【００１６】導波管１８の長さは、エキシマレーザ光６
の入口から集光レンズ群１６による焦点１４までの距離
が少なくとも２ｍ、好ましくは５ｍであるように設定さ
れている。また、図示のように導波管１８の途中、例え
ば水平部１８ａの左端近くに、エキシマレーザ光６の光
束を狭める絞り２０ａを有する。この絞り２０ａは、例
えば矩形の開口（アパーチャー）を有するのがよい。ま
た、絞り２０ａは、導波管１８の途中に複数設けてもよ
い。かかる構成により、不安定共振器１０を有するエキ
シマレーザ発生器１２からの比較的指向性の高いエキシ
マレーザ光６を更に細く絞ることができ、集光レンズ群
１６に達するエキシマレーザ光６を光軸上にそろった、
指向性の高いものとすることができる。
の入口から集光レンズ群１６による焦点１４までの距離
が少なくとも２ｍ、好ましくは５ｍであるように設定さ
れている。また、図示のように導波管１８の途中、例え
ば水平部１８ａの左端近くに、エキシマレーザ光６の光
束を狭める絞り２０ａを有する。この絞り２０ａは、例
えば矩形の開口（アパーチャー）を有するのがよい。ま
た、絞り２０ａは、導波管１８の途中に複数設けてもよ
い。かかる構成により、不安定共振器１０を有するエキ
シマレーザ発生器１２からの比較的指向性の高いエキシ
マレーザ光６を更に細く絞ることができ、集光レンズ群
１６に達するエキシマレーザ光６を光軸上にそろった、
指向性の高いものとすることができる。
【００１７】導波管１８の内部に密封する不活性ガス
は、例えばＡｒ（アルゴン）、Ｈｅ（ヘリウム）、Ｎ2
（窒素）であり、ＡｒＦ* を用いる場合には特にＡｒ又
はＨｅがよい。これにより、エキシマレーザ光の減衰を
最小限にすることができる。また、経済的にはＮ2 を用
いることにより、運転費用を低減することができる。な
お、不活性ガスは、導波管１８内に封入してもよく、流
通させて流してもよい。
は、例えばＡｒ（アルゴン）、Ｈｅ（ヘリウム）、Ｎ2
（窒素）であり、ＡｒＦ* を用いる場合には特にＡｒ又
はＨｅがよい。これにより、エキシマレーザ光の減衰を
最小限にすることができる。また、経済的にはＮ2 を用
いることにより、運転費用を低減することができる。な
お、不活性ガスは、導波管１８内に封入してもよく、流
通させて流してもよい。
【００１８】図２に示すように、加工ハウジング２４は
エキシマレーザ光６を通す窓２４ａを有し、この窓を通
してエキシマレーザ光６が内部に導入される。加工ハウ
ジング２４の内部には、ガスノズル（図示せず）を有す
るガス供給管２５を有し、このガス供給管２５から加工
に必要な反応ガスを導入し、ガス排出口２４ｂから図示
しない排気装置によりガスを排気するようになってい
る。反応ガスは、例えばハロゲン分子の塩素ガス（Ｃｌ
2 ）をエッチング用反応ガスとして用いる。また、加工
ハウジング２４の内部を真空に保持することもできるよ
うになっている。
エキシマレーザ光６を通す窓２４ａを有し、この窓を通
してエキシマレーザ光６が内部に導入される。加工ハウ
ジング２４の内部には、ガスノズル（図示せず）を有す
るガス供給管２５を有し、このガス供給管２５から加工
に必要な反応ガスを導入し、ガス排出口２４ｂから図示
しない排気装置によりガスを排気するようになってい
る。反応ガスは、例えばハロゲン分子の塩素ガス（Ｃｌ
2 ）をエッチング用反応ガスとして用いる。また、加工
ハウジング２４の内部を真空に保持することもできるよ
うになっている。
【００１９】加工ハウジング２４の内部には、移動テー
ブル２２が取り付けられている。移動テーブル２２は、
真空中、或いは反応ガス中で使用でき、かつ図示しない
駆動装置により被加工物７を水平方向に二次元的に移動
させることができるようになっている。更に、垂直方向
にも移動できるのがよい。この構成により、エキシマレ
ーザ光の焦点１４に被加工物７の加工部分を位置決めす
ることができる。移動テーブル２２は更に、被加工物７
を加熱するためのヒータ２６を備える。かかる構成によ
り、被加工物７の温度を加工に最適に設定することがで
きる。
ブル２２が取り付けられている。移動テーブル２２は、
真空中、或いは反応ガス中で使用でき、かつ図示しない
駆動装置により被加工物７を水平方向に二次元的に移動
させることができるようになっている。更に、垂直方向
にも移動できるのがよい。この構成により、エキシマレ
ーザ光の焦点１４に被加工物７の加工部分を位置決めす
ることができる。移動テーブル２２は更に、被加工物７
を加熱するためのヒータ２６を備える。かかる構成によ
り、被加工物７の温度を加工に最適に設定することがで
きる。
【００２０】図３は集光レンズ群１６の構成図である。
この図において、集光レンズ群１６は、エキシマレーザ
光６の光束を広げるビームエキスパンダー１６ａと、広
げられたエキシマレーザ光６を焦点１４に集光する集光
レンズ１６ｂとからなる。図示の例では、ビームエキス
パンダー１６ａは凹レンズと凸レンズの組合せからな
り、集光レンズ１６ｂは単一の凸レンズであるが、本発
明はこれに限られるものではなく、例えば集光レンズ１
６ｂを組合せレンズとしてもよい。
この図において、集光レンズ群１６は、エキシマレーザ
光６の光束を広げるビームエキスパンダー１６ａと、広
げられたエキシマレーザ光６を焦点１４に集光する集光
レンズ１６ｂとからなる。図示の例では、ビームエキス
パンダー１６ａは凹レンズと凸レンズの組合せからな
り、集光レンズ１６ｂは単一の凸レンズであるが、本発
明はこれに限られるものではなく、例えば集光レンズ１
６ｂを組合せレンズとしてもよい。
【００２１】更に図３において、集光レンズ群１６の前
後に、具体的にはビームエキスパンダー１６ａの上方と
集光レンズ１６ｂの下方に、エキシマレーザ光６の光束
を狭めるように絞り２０ｂ、２０ｃが取付けられてい
る。この絞り２０ｂ、２０ｃは、例えば矩形の開口（ア
パーチャー）を有する。開口寸法はそれぞれ例えば５ｍ
ｍ角、３ｍｍ角である。なお、絞りは図示のように２つ
に限られず、３つ以上であってももよく、１つでもよ
い。また、集光レンズ群の前後ではなくその中間、例え
ばビームエキスパンダー１６ａの下方に設けてもよい。
かかる構成により、集光レンズ１６ｃの光軸付近を通過
したエキシマレーザ光６を集光することができ、レンズ
の収差の影響を極めて小さくすることができる。
後に、具体的にはビームエキスパンダー１６ａの上方と
集光レンズ１６ｂの下方に、エキシマレーザ光６の光束
を狭めるように絞り２０ｂ、２０ｃが取付けられてい
る。この絞り２０ｂ、２０ｃは、例えば矩形の開口（ア
パーチャー）を有する。開口寸法はそれぞれ例えば５ｍ
ｍ角、３ｍｍ角である。なお、絞りは図示のように２つ
に限られず、３つ以上であってももよく、１つでもよ
い。また、集光レンズ群の前後ではなくその中間、例え
ばビームエキスパンダー１６ａの下方に設けてもよい。
かかる構成により、集光レンズ１６ｃの光軸付近を通過
したエキシマレーザ光６を集光することができ、レンズ
の収差の影響を極めて小さくすることができる。
【００２２】上述したように、本発明は、不安定共振器
１０を有するエキシマレーザ発生器１２を用いてエキシ
マレーザ光６を発生させることにより光軸上にそろっ
た、比較的指向性の良いエキシマレーザ光６を発生さ
せ、更にこのエキシマレーザ光６を不活性ガスが密封さ
れた導波管１８を介して焦点レンズ群１６まで導くため
エキシマレーザ光６の減衰が少なく、かつ導波管１８の
途中にエキシマレーザ光６の光束を狭めるように取付け
られた絞り２０ａを有するためエキシマレーザ光６の指
向性が向上し、更に集光レンズ群１６の前後にエキシマ
レーザ光６の光束を狭めるように取付けられた絞り２０
ｂ、２０ｃを有するので、集光レンズ群１６の収差の影
響を極めて小さくしたものである。
１０を有するエキシマレーザ発生器１２を用いてエキシ
マレーザ光６を発生させることにより光軸上にそろっ
た、比較的指向性の良いエキシマレーザ光６を発生さ
せ、更にこのエキシマレーザ光６を不活性ガスが密封さ
れた導波管１８を介して焦点レンズ群１６まで導くため
エキシマレーザ光６の減衰が少なく、かつ導波管１８の
途中にエキシマレーザ光６の光束を狭めるように取付け
られた絞り２０ａを有するためエキシマレーザ光６の指
向性が向上し、更に集光レンズ群１６の前後にエキシマ
レーザ光６の光束を狭めるように取付けられた絞り２０
ｂ、２０ｃを有するので、集光レンズ群１６の収差の影
響を極めて小さくしたものである。
【００２３】すなわち、本発明は、エキシマレーザ光の
欠点を複数の手段を複合的に用いることにより改善した
ものであり、この結果、エキシマレーザ光の指向性を改
善し、集光レンズの収差の影響を小さくして、焦点の大
きさを１μｍ以下まで小さくすることができ、短時間
に、かつマスクを用いることなく線幅が１μｍ以下のサ
ブミクロンパターンの加工を行うことができる。
欠点を複数の手段を複合的に用いることにより改善した
ものであり、この結果、エキシマレーザ光の指向性を改
善し、集光レンズの収差の影響を小さくして、焦点の大
きさを１μｍ以下まで小さくすることができ、短時間
に、かつマスクを用いることなく線幅が１μｍ以下のサ
ブミクロンパターンの加工を行うことができる。
【００２４】更に、本発明の構成によれば、エキシマレ
ーザ光の焦点に被加工物の加工部分を位置決めする移動
テーブルと、この移動テーブルを気密に囲む加工ハウジ
ングとを備えるので、加工ハウジング内に適当な反応ガ
ス（例えばエッチング用ガス）を導入し、内部を最適な
圧力、温度に設定し、被加工物、例えば集積回路の基板
を微細加工することができる。従って、マスクなしでの
自由な加工、例えば回路パターンの修復におけるエッチ
ング、成膜、アブレーション等の微細加工が可能にな
る。
ーザ光の焦点に被加工物の加工部分を位置決めする移動
テーブルと、この移動テーブルを気密に囲む加工ハウジ
ングとを備えるので、加工ハウジング内に適当な反応ガ
ス（例えばエッチング用ガス）を導入し、内部を最適な
圧力、温度に設定し、被加工物、例えば集積回路の基板
を微細加工することができる。従って、マスクなしでの
自由な加工、例えば回路パターンの修復におけるエッチ
ング、成膜、アブレーション等の微細加工が可能にな
る。
【００２５】
【発明の効果】従って、本発明によれば、エキシマレー
ザ光を集光して焦点の大きさを１μｍ以下まで小さくす
ることができ、マスクなしで線幅が１μｍ以下のサブミ
クロンパターンを短時間で加工することができる効果を
有する。
ザ光を集光して焦点の大きさを１μｍ以下まで小さくす
ることができ、マスクなしで線幅が１μｍ以下のサブミ
クロンパターンを短時間で加工することができる効果を
有する。
【図１】本発明によるエキシマレーザ加工装置の全体構
成図である。
成図である。
【図２】加工ハウジングの断面図である。
【図３】集光レンズ系の構成図である。
【図４】エキシマレーザ光を用いた従来の微細加工の概
略説明図である。
略説明図である。
１ シリコン基板 ２ 酸化膜 ３ 多結晶シリコン膜 ４ 塩素ガス ５ マスク ６ エキシマレーザ光 ７ 被加工物 １０ 不安定共振器 １２ エキシマレーザ発生器 １４ 焦点 １６ 集光レンズ群 １６ａ ビームエキスパンダー １６ｂ 集光レンズ １８ 導波管 １８ａ、１８ｃ 水平部 １８ｂ、１８ｄ 垂直部 １９ ミラー ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 絞り ２２ 移動テーブル ２４ 加工ハウジング ２４ａ 窓 ２５ ガス供給管 ２６ ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 26/12 7425−4Ｅ Ｈ０１Ｓ 3/225
Claims (4)
- 【請求項１】 不安定共振器を有しエキシマレーザ光を
発生するエキシマレーザ発生器と、 エキシマレーザ光を焦点に集光する集光レンズ群と、 前記エキシマレーザ発生器と前記集光レンズ群との間の
光路を気密に囲み、内部を不活性ガスで満たされた導波
管と、 前記導波管の途中、及び前記集光レンズ群の前後にエキ
シマレーザ光の光束を狭めるように取付けられた絞り
と、 前記エキシマレーザ光の焦点に被加工物の加工部分を位
置決めする移動テーブルと、 前記移動テーブルを気密に囲む加工ハウジングと、から
なることを特徴とするエキシマレーザ加工装置。 - 【請求項２】 前記導波管の長さは、エキシマレーザ光
の入口から集光レンズ群による焦点までの距離が少なく
とも２ｍであるように設定されている、ことを特徴とす
る請求項１に記載のエキシマレーザ加工装置。 - 【請求項３】 前記導波管は、水平部と垂直部とからな
り、該水平部と垂直部とが交差する位置に、エキシマレ
ーザ光を直角に屈折させるミラーが取付けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載のエキシマレーザ加工
装置。 - 【請求項４】 前記移動テーブルは更に、被加工物を加
熱するためのヒータを備える、ことを特徴とする請求項
１に記載のエキシマレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4229653A JPH0671465A (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | エキシマレーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4229653A JPH0671465A (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | エキシマレーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0671465A true JPH0671465A (ja) | 1994-03-15 |
Family
ID=16895576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4229653A Pending JPH0671465A (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | エキシマレーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0671465A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107971631A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-01 | 常州英诺激光科技有限公司 | 一种短波长高效稳定的高反金属的激光焊接系统 |
-
1992
- 1992-08-28 JP JP4229653A patent/JPH0671465A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107971631A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-01 | 常州英诺激光科技有限公司 | 一种短波长高效稳定的高反金属的激光焊接系统 |
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