JPS6061190A - 光学式選択的金属被膜除去装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は防電性基材上に保持さ扛る金属被膜−７− 全選択的に除去するために光学エネルギを加える装置に
関する。一般に、と＼に開示される様な装置は、／９１
３　年り月／３日出願の米国特許出願番号第４７５．５
７０号に開示さｎる型式の容量性装置を製造するため、
１９ｔ３年３月ｌＳ日出願の米国特許出願番号第４７５
．５６９号の方法によって金属被膜を更に処理する目的
のために該被膜全保持する［マイラー１（登録商標）の
様な誘電性材料に平行な細路を形成するのに使用さ扛る
。上記両特許出願は本特許出願人が出願したものである
。

又、「マイラー」はイー、アイ、デュポン７ドウ、ヌム
ール、アンド、カンパニーのｉ録商ｓである。こ＼に開
示される本発明の様な装置の使用は容量性装置の製造費
を著しい節約をする。

この容量性装置は、市場で実際上の商品品目である様に
発展し、従って、と牡等の容量性装置の販売は甚しく価
格に依って左右される。従って、製造費の節約はこれ等
の容量性装置での利ざやに甚しい影響を及ぼすことなく
市場での競争に対処ないし打克つ様に価格を調節するた
めに容量性装置製造者に融通性全提供できる。

本発明は容量性装置を製造するため、多重細路付き基材
の一層の処理に特に好適なパターンにおいてマイラー（
登録商標）の様な基材上に複数の材料がない細路を形成
するため該基材から材料、特に金属被膜全除去する装置
である。

レーザー型光学装置は産業において基材から材料を焼き
とるのに長年使用された。しかしながら、単一のレーザ
ー型光学エネルギ源を使用してはソ均等が幅で、方向が
はソ平行に材料を除去して多重細路全形成する事は、こ
＼に開示した装置による様に本特許出願人に依って車面
かつ簡単に達成することは公知でない。

本発明は、非偏光の一次光学ビームヶ生じるレーザーの
様な光学エネルギ源と、ベクトルＰ方向に偏光された第
１分割ビームとベクトルＳ方向に偏光された第２分割ビ
ームとに該光学ビーム全分割する第１偏光分割装置とを
備える装置である。次に、これ等の各ビームは、４’ｊ
０位−ター 相遅延装置と、次の偏光分割装置とを介して送られる。

該ｑｓ　０位相遅延装置は各分割ビームに関連する次の
ビーム分割装置の軸に対して轄０に方向づけら扛た光を
生じる如く轄０だけ第１分割ビームのベクトルＰおよび
第２分割ビームのベクトルｓ２偏移する。従って、各人
のビーム分割装置から観測すれば夫々の位相遅延装置全
通過する以前の分割ビームのベクトルＰまたはベクトル
Ｓの大きさの１／ρにはソ等しい（光学的損失全無視し
て）ベクトルＰおよびベクトルｓｌ各分割ビームに於て
効果的に認める。

夫々の各分割ビームによって遭遇さ扛る次の偏光分割装
置は各分割ビームがベクトルＰ方向の次の分割ビームと
、ベクトルＳ方向の次の分割ビームとに次いで分割され
る如く方向づけら扛、これ等の次のベクトルＰおよびベ
クトルＳの大きさは、ダＳ０位相遅延装置を通過する以
前のベクトルｐｔたはベクトルＳの大きさの１〃にはソ
等しい（また、光学的損失を無視する）。反射装置は所
定の次の分割ビームに間押され、標１０− 的基材に衝突する作用ビームを形成する如く総ての次の
分割ビームの反射を更に可能にする方向へこれ等の所定
のビームを方向づけ、該基材は作用ビームを通過する際
に材料を除去さ扛て細路を形成する様にとｎ等の作用ビ
ームを横切って移送さ牡る。特別に構成さｎるレンズは
、各作用ビームがはソ楕円形のパターンで基材上に集中
可能な如く各作用ビームに関連し、該楕円の長軸は作用
ビーム全通過して移送される際の基材の運動方向にはソ
整合する。この楕円形のパターンと、該パターンの長軸
の方向とはビーム全通過する基材の移送の一層早い速度
と、レーザー型光学的エネルギ源の所与のパルス率に対
する一層大きなパターンの重なりとを与える。従って、
こｎに依り基材が作用ビームを横切って通過する際に基
材から目的とする材料を効果的に除去した細路を作る事
ができる。

従って、本発明の一つの目的は、基材から材料を除去し
て多重細路を形成するのに単一の光、学的エネルギ源を
使用可能な光学式選択的金属−／／− 被膜除去装置を提供することである。

本発明の別の目的は、光学的エネルギのビームを横切っ
て移動する基材に、はソ等しいエネルギ強さの光学的エ
ネルギの多重ビームｋ　加よる単一の光学的エネルギ源
を有する光学式選択的金属被膜除去装置を提供すること
である。

本発明の更に別の目的は、光学源の所与のパルス率に対
し光学ビームの配列を通過する基材の早い移送速度に適
応すると共に、横方向に移動する基材に衝突する各光学
ビームに関連する連続的な材料のない細路を与える光学
式選択的金属被膜除去装［’を提供することである。

本発明の別の目的および特徴は、本発明の好適実施例ケ
示す添付図面を参照する下記の説明によって明瞭になる
。

第１図は光学式選択的金属被膜除去装置ＩＯの好適実施
例の図式的に示した斜視図である。第１図に示される部
分は、非偏光の一次光学ピーム／ダを出す光学的エネル
ギ源ｌコを有する。第１分割装置１６は一次光学ビーム
／Ｉ１１偏光し、−次光学ビーム／４’を第１誘導ビー
ム／ざと、第２誘導ビーム、２０とに分割する。誘導ビ
ーム７ｇ、２０は偏光され、例えば、第１図に示す如く
第１誘導ビーム／ｌはベクトルＰ方向に偏光してもよく
、第２誘導ビーム２０は、ベクトルＳ方向に偏光しても
よい。位相遅延装置２２、Ｊは誘導ビーム路７ｇ。

Ｊに位置している。位相遅延装置２コは誘導ビーム／ｇ
のベクトルＰ方向ｆＱｋ０遅らせ、従って、誘導ビーム
／ｌは遅延されたビームス６として位相遅延装置２２ヲ
通過した後、ベクトルＰ′とベクトルＳ′との和の方向
を有して次の分割装置２ｇに入る。このとき、ベクトル
Ｐ′とベクトルＳ′との和の大きさはベクトルＰのｔ　
／１／ｉに等しい（光学要素の効率の悪さによる損失を
無視する）。次のビーム分割装置２ｔは位相遅延光学ビ
ーム２乙全分割して次の誘導偏光ビーム３０，３２にす
る。次の誘導ビーム３０はベクトルＢ１方向に偏光され
、次のビーム３２は、ベクトルＢ１方向に偏光さｎる。

ベクトルＰ′の大きさはベクトルのＳ′大きさに等しく
、ベクトルＢ１方向するビーム３ｏは次の誘導１３− ビーム３コに平行な３６の様な方向へ反射器３’ｌから
反射される。ベクトルＳを有する誘導ビーム〃は位相遅
延装置２ダを通過し、ダθの様に１５０遅延される。従
って、第２の次の分割装置３ｇから観測す牡ばベクトル
Ｐｌとベクトルｆ３１　との和を有する如く遅延さｎた
ピームダ０を効果的に観察し、ベクトルＰｌとベクトル
Ｂｌとの和の大きさはベクトルＳの大きさのツρ　には
ソ等しい（光学要素による損失を無視する）。こうして
、第２の次の分割装置３ｇは遅延されたピームダθを次
の誘導偏光ビームｌＩ２、’ＩＱに分割する。次の誘導
ビーム侵はベクトルＢ１方向に偏光され、次の誘導ビー
ム仰はベクトルＢ１方向に偏光される。

次の誘導ビームＵは何の様に次の誘導ビーム侵に平行な
方向へ方向づけられる如く反射器４’Ａで反射される。

大きさにおいてベクトルＳがベクトルＰに等しいため、
ビーム３６．３コ、Ｑ１ダｇのエネルギ密度の大きさは
、総て等しい（ベクトルＰの１／Ｉ″２、ベクトルＳの
１／７２）。従って、ビーム３６．３コ、ｌＩ２、グｇ
に存在するエネルギ密度は−ｌダー 等しい。

ビーム３１．．３２、侵、何はビーム集中組立体３．２
に収容さ扛る反射器５０によって反射され、基材ｊ乙に
衝突する作用ビーム３に、　３３、ｕＸ弘？ｖｌ−形成
する如く夫々レンズ組立体脛によって集中さ扛る。基材
ｊ６は矢印ｓｒの方向へ作用ビーム３！；、３３、ｌＩ
３、ψ？を横切って移動する。基材ｊ６は金属被膜の様
な材料をその上側６０に付着され、それ自体はマイラー
（登録商標）の様な誘電性材料で作らｎる。各作用ビー
ム３ｒ１．７．ｌ、４１３．４ｔ９は、基材３ｔｆ横切
って横に喰違い、従って、基材ｊ６が作用ビーム３５．
３３．１１３、ＩＩｑヲ横切ッテ矢印ｓｒテ示す方向へ
移動する際、複数の金属のない領域のはソ平行な細路が
基材３６の上面６０に形成さ扛る。

第１図では、作用ビーム３よは金属のない細路６２を形
成し、作用ビーム３３は同様な細路μを形成し、作用ビ
ームｌＩ３は同様な細路ｔｔ全形成し、作用ビームゲタ
は同様な細路ｔｒヲ形成する。また、第１図の装置はそ
の種々な光学要素に衝突するエネルギの強さが拡散さｎ
１従って種々な光学−／Ｓ− 要素が夫々の光ビームで衝突さｎる際に熱またはその他
の劣化誘起現象をあまり発生しない様に、−次光学ビー
ム／ダが光学的エネルギ源／：ｌ’ｉ用る際に該ビーム
／ｌＩ’ｉｉ広げるビームエキスパンダ７０を備えてい
る。作用ビーム３に、　３３．４’、？、ダｔは夫々ビ
ーム集中組立体４．２のレンズ組立体評によって基材ｓ
ｔの上面ωに集中さｎる。レンズ組立体Ｓは、はソ楕円
形のパターンで基材ｓｔの上面ωに作用ビーム３３．３
３、ｌＩｊ、４ｔ９の各々を集中する如く形成さ扛る複
合の円柱レンズおよび球面レンズからなる複合レンズで
アシ、楕円形くくター／の長軸は、第１図の矢印ｓｒに
よって示される基材ｓｔの移動方向には輩整合する。作
用ビーム集中パターンの伸長の目的は、基材ｊ乙の運動
軸に沿う一層大きいパターン長さにわたって光学エネル
ギを広げることである。パターン長さのこの伸長は光学
的エネルギを広げることである。パターン長さのこの伸
長は光学的エネルギ源１２がレーザーの様な脈動する光
学的エネルギ源であるとき、光学的エネルギ源／２の所
与のパルス率に対して作用ビーム３５．３３．１１．？
、ｌＩｑを通過する基材ｊ乙の可能な進行速度を増大す
る。

従って、光学的エネルギ源／コの所与のパルス率に対し
、作用ビーム３ｋ、３３、ｌＩｊ、ｌＩｑ全通過する基
材Ｓ６の運動方向でのパターン長さの増大は、作用ビー
ム？通過する基材ｊ乙の一層大きな進行速度と、該速度
における各パルスに対する金属なし楕円の重なＱの一層
大きい比率と全許容する。一層高いパルス率は基材の進
行速度を更に増大する別の方法と思わｎるが、一層高い
ノくルス率は、基材九の上面６０の単なる金属被膜除去
よりもむしろ基材自身ｊ乙の実際の燃焼音生じることが
判明し、従って、パルス率の増大は受入扛可能な別法で
はない。

第２図は本発明の装置ケ図式的な立面図で示す。本発明
の開示の理解ケ容易にするため、同様な要素には同一の
符号ケ付した。第２図では光学的エネルギ源／コはビー
ムエキスパンダ７０ｆ介し一次光学ビームｌり全発生す
る。−次光学ビームｌダは、第１分割装置１６に依って
分割さｎ第一／７− １誘導ビーム／１と、第２誘導ビーム〃とになる。

第１誘導ビーム／ｌは第１位相遅延装置コ２を通過し、
遅延されたビーム２６會形成する如＜１Ｉ５ｃ１位相を
遅延さ扛る。遅延さ詐たビーム２６は第１の次の分割装
置−ｇで分割されて偏光さ扛、ベクトルＳ方向を有する
次の誘導ビーム３０とベクトルＳ′方向を有する次の誘
導ビーム３２とになる。ベクトルＳ′方向を有する次の
誘導ビーム３２が第２図の紙面の手前に垂直に移動する
ビームであるため、ビーム３２は第２図では明白でない
。ベクトルＳ方向全有する次の誘導ビーム３θは第１図
に一層明瞭に示す如くビーム３６の形状で第２図の紙面
の手前に垂直方向に反射器、？ｌＩで反射さｎる。

ビーム３コ、３６はビーム集中組立体４．２の反射器Ｓ
Ｏに遭遇し、作用ビーム３ｋ、３３の形態で基材ｊ乙に
向って下方に反射さ扛る。ベクトルＳ方向を有する第２
誘導ビームＪは第２位相遅延装置ｕｌＩ’ｉｉ通過し、
遅延されたビームｑｏ’ｇ（形成する。遅延さｎたピー
ムダθは第２の次の分割装置３ｇで分割さ扛、ベクトル
Ｂ１方向全有する次の誘導ビーム−７ｇ− ４ｔ２（第２図の紙面に於て手前に垂直の方向へ移動す
る）と、ベクトルＳ方向全有する次の誘導ビーム４（４
（とになる。ベクトルＳ方向を有する次の誘導ビームＵ
は第１図に一層明瞭に示す如く反射器’ＩＡで反射され
第２図の紙面に於て手前に垂直方向に次の誘導ビームＲ
ｉ形成する。

ベクトルＳ方向を有する次の誘導ビーム侵およびベクト
ルＳ方向全有する次の誘導ピームダｇはビーム集中組立
体ｊｔ、２の反射器５０に遭遇し、作用ビーム１１３、
ＩＩ９の形態で基材ｊ乙に向って反射される。作用ビー
ム、３！；、３３、’／−３、’１９はレンズ組立体ｊ
≠によって基材ｊ６に集中さｎる。基材ｊ６は供給側ロ
ール７２から供給側アイドラ７４ｔ、７３上全通過して
ドラム７ｔへ供給され、ドラム７ｔは第２図に矢印ｓｒ
で示さ扛る方向ぺ（ロ）転する。ドラム７６が回転する
際、基材ｊ６は巻取し側アイドラ♂θ、と／を経て巻取
りローラπへ移さ扛る。従って、基材ｊｔは第１図に関
して説明した様に、はソ平行な金属のない領域が基材ｊ
６の上面６０に形成さ扛る如く作用ビームＢ、　、？、
？、ｌＩｊ、’ｉｔを横切って移−１９− 動する。

本発明の好適実施例ではビーム集中組立体ｊコの各々は
反射器３０と、レンズ組立体ｊ４ｔとを有するユニット
状組立体である。各ビーム集中組立体ｊ２は金属のない
領域の細路の間隔が基材見の上面６０ヲ横切って調節可
能な如く個々にドラム７乙の軸方向に対して調節可能で
ある。その上、本発明の好適実施例では、所与のビーム
集中組立体ｊ２に対する夫々の作用ビームが基材ｊ乙の
上面ωに衝突する個所に隣接して個々の排気装置（図示
せず）を設け、各ビーム集中組立体３２と関連させる。

該６排気組立体は基材ｓｔの上面６００金属被膜と、夫
々の作用ビームとの相互作用圧よって生じる任意の破片
を除去する如く作用する。従って、夫々のレンズ組立体
ｊ≠に該破片が集積するのが防止さｎると共に、破片が
もうもうと立ちこめるのも防止さｎｌこｎにより、基材
３６の上面６０へ夫々の作用ビームが集中するのが阻害
さｎない。夫々の排気組立体の各々は夫々のビーム集中
組立体ｊ２と共に個々にドラム７乙の軸方向に関して調
節可能である。

等しい強さの４つの作用ビームを生じる本発明の好適実
施例をこ＼に詳細に説明したが、次の誘導ビームの継続
する発生が、等しい強さの多数の作用ビームを発現する
のに適当な位相遅延装置、分割装置および反射装置の継
続発生要素の同様な光学的配置を使用する同様な装置で
発現可能なことは、当該技術の専門家に容易に明白であ
る。

尚、図および特定の例は本発明の好適実施例を示すが、
こ扛は例示のためであり、本発明の装置はこれに限定さ
扛ず特許請求の範囲に記載の技術思想に則り設計を変更
して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適実施例の図式的な斜視図、第２図
は同上の実施例の図式的な立面図で、図中、ＩＯは光学
式選択的金属被膜除去装置、１．２は光エネルギ源、ｌ
りは一次光学ビーム、／ルは第１分割装置、１ｇ、　Ｍ
は第１、第２誘導ビーム、２１− ２２．２１Ｉは位相遅延装置、２ｇ、３ｇは次の分割装
置、３０１３コ、亭コ、グダは次の誘導偏光ビーム、３
３．３左、ｌＩ３、ｌＩｑは作用ビーム、３’ｌ、　ｌ
Ｉ＆は反射器、ｊ２はビーム集中組立体、ｊ４ｔはレン
ズ組立体、３６は基材、Ω、μ、Ｊ４Ｓｕは金属なし細
路、７０はビームニーキスパンダ、　７４はドラムを示
す。 特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　基材上に保持さｎる材料を選択的に除去するた
   めに光学的エネルギを加える除去装置において、 一次ビームの光学的エネルギを発生する光学的発生装置
   と、該−次ビームを複数の誘導ビームに分割する分割装
   置と、前記基材に衝突する複数の作用ビーム全形成する
   ために該複数の誘導ビームの各々を再度方向づける再方
   向づけ装置と、該複数の作用ビームの各々を該基材上に
   集中する集中装置と、該複数の作用ビームによって該基
   材から連続的に材料の除去上行うために該複数の作用ビ
   ームを横切って該基材を移送する移送装置とを備えた除
   去装置。 （２、特許請求の範囲（１）の除去装置において、前記
   複数の作用ビームの各々がはソ等しい強さを有する態様
   で前記複数の誘導ビームの所定のビームのベクトル方向
   を偏移する位相遅延装置を備える除去装置。 （３）特許請求の範囲（２）の除去装置において、前記
   光学的発生装置と基材との間の前記除去装置の要素上の
   エネルギ集中が低減する如く前記−次ビームを拡散する
   ビームエキスパンダ装置を備える除去装置。 （４）　特許請求の範囲（３）の除去装置において、前
   記集中装置が、はソ楕円形のパターンで前記複数の作用
   ビームの各々を前記基材上に集中する如く構成さｎるレ
   ンズ装置を有し、はｙ楕円形の該パターンの長軸が、該
   基材の前記移送方向にはソ整合する除去装置。 （５）特許請求の範囲（４）の除去装置において、前記
   集中が阻害さ扛ない様に、除去さ扛た材料を排除する如
   く前記基材に隣接する排気装置金偏える除去装置。 （６）基材上に保持される金属膜を選択的に除去−３− して細路とするために光学的エネルギを加える除去装置
   において、 一次ビーム路に一次ビームを発生する光学的発生装置と
   、該−次ビーム路にはソ同心状の拡張ビーム路に拡張さ
   れ九ビームを生じる如く該−次ビームを拡散する該−次
   ビーム路のビームエキスパンダ装置と、該拡張ビームを
   複数の誘導ビームに分割する分割装置と、前記基材に衝
   突する複数の作用ビームを形成するために該複数の誘導
   ビームの各々を再度方向づける反射装置と、該作用ビー
   ムを横切って該基材全移送する移送装置と、該複数の作
   用ビームの各々を該基材上に集中する集中装置とを備え
   、該集中装置ははソ楕円形のパターンで該基材上に前記
   複数の作用ビームの各々を集中する如く構成される複数
   のレンズ装置を有し、該はソ楕円形のパターンの長袖が
   該基材の前記移送方向にはソ整会する除去装置。 （７）特許請求の範囲（６）の除去装置において、前記
   分割装置は複数のビームスプリッタを有し、前記反射装
   置は複数の鏡を有する除去装置。 （８）　特許請求の範囲（６）の除去装置において、前
   記複数の作用ビームの各々がはソ等しい強さを有する態
   様において、前記複数の誘導ビームの所定のビームのベ
   クトル方向’ｉ偏移する位相遅延装置を備える除去装置
   。 （９）特許請求の範囲（８）の除去装置において、前記
   集中が阻害さｒＬない様に、除去さ扛た金属膜を排除す
   る如く前記基材に隣接する排気装置を備える除去装置。 ００　基材上に保持さｎる材料の複数の細路を選択的に
   除去する如く光学的エネルギを加える除去装置において
   、 一次ビーム路に一次ビームを発生する光学的発生装置と
   、該−次ビーム路にはソ同心状の拡張ビーム路に拡張ビ
   ーム音生じる如く該−次ビーム全拡張する該−次ビーム
   路のビームエキスパンダ装置と、第１誘導ビームおよび
   ｊ　− 第２誘導ビームに該拡張ビームを分割する第１分割装置
   と、該第１誘導ビームおよび第２誘導ビームを複数の次
   の誘導ビームに分割するために、その少くとも１つが該
   第１誘導ビームに関連し、その少くとも１つが該第２誘
   導ビームに関連する複数の次の分割装置と、該第１誘導
   ビーム、第２誘導ビームおよび複数の次の誘導ビームの
   所定のビームのベクトル方向を偏移する複数の位相遅延
   装置とを備え、該複数の位相遅延装置の第１装置は該第
   １誘導ビームに配置され、該複数の位相遅延装置の第２
   装置が、前記第２誘導ビームに配置さ扛、該複数の位相
   遅延装置の他の装置は前記複数の次の分割装置の中間的
   な継続するものである前記複数の次の誘導ビームのこれ
   等に配置さｎ１更に、前記基材に衝突する複数の作用ビ
   ームを形成する如く該複数の次の誘導ビームの所定のビ
   ームを角度方向づける反射装置と、該複数の作用ビーム
   を横切って該基材全移送する移送装置と、該複数の作用
   −を− ビームの各々を該基材上に集中する集中装置とを備え、
   該複数の作用ビームの各々がはソ等しい強さを有する態
   様で、前記複数の位相遅延装置の各々が、夫々定置され
   る除去装置。 αη　特許請求の範囲ａ１の除去装置において、前記集
   中装置は前記複数の作用ビームの各々をはｙ楕円形のパ
   ターンにおいて前記基材上に集中する如く構成されるレ
   ンズ装置全盲し、該はソ楕円形のパターンの長軸は該基
   材の前記移送方向にはソ整合する除去装置。 （ロ）特許請求の範囲０１の除去装置において、前記集
   中が阻害されない様に、除去された材料を排除する如く
   前記基材に隣接する排気装置を備える除去装置。 ０１　％許請求の範囲α■の除去装置において、前記集
   中が阻害されない様に、除去さ牡た材料を排除する如く
   前記基材に隣接する排気装＃金偏える除去装置。