KR20130102011A - 레이저가공장치 및 레이저가공방법 - Google Patents

레이저가공장치 및 레이저가공방법 Download PDF

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Abstract

레이저펄스의 불안정성에 기인하는 가공불량의 발생을 방지하는 것이 가능하며, 에너지 이용효율의 저하를 억제할 수 있는 레이저가공장치를 제공한다.
레이저광원으로부터 출사된 펄스레이저빔의 특징적 물리량을 검출기가 검출한다. 기억장치가, 복수의 가공점의 위치, 가공점에 입사하는 쇼트번호마다의 조사조건, 및 쇼트번호마다의 조사조건의 허용범위를 기억한다. 기억장치에, 조사에러정보 테이블이 확보되어 있다. 제어장치는, 가공대상물에 입사하는 펄스레이저빔의 쇼트마다, 검출기로부터의 검출결과와, 기억장치에 기억되어 있는 대응하는 쇼트번호의 조사조건의 허용범위를 비교하여, 검출결과가 조사조건의 허용범위 외라고 판정되었을 경우에는, 당해 쇼트가 입사된 가공점의 위치정보, 쇼트번호, 및 검출결과를 관련지어 조사에러정보 테이블에 등록한다.

Description

레이저가공장치 및 레이저가공방법{LASER PROCESSING APPARATUS AND LASER PROCESSING METHOD}
본 출원은, 2012년 3월 6일에 출원된 일본 특허출원 제2012-048817호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.
본 발명은, 가공대상물의 가공점에, 복수 쇼트의 레이저펄스를 입사시켜 레이저가공을 행하는 레이저가공장치 및 레이저가공방법에 관한 것이다.
펄스레이저빔을 프린트기판 등에 조사하여, 천공가공을 행하는 기술이 알려져 있다. 레이저발진기의 불안정성에 의하여, 일부의 레이저펄스의 펄스에너지가 평균치보다 작아지는 경우가 있다. 펄스에너지가 작은 레이저펄스가 입사된 위치에서는, 원하는 형상 및 깊이의 구멍이 형성되지 않는 경우가 있다. 천공의 가공불량을 방지하기 위하여, 다양한 기술이 제안되고 있다.
특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 레이저펄스가 가공대상물에 입사하기 전에, 레이저펄스의 상승부분의 에너지를 검출한다. 검출된 에너지가 정상이라면, 레이저펄스의, 상승부분보다 후방의 부분을 이용하여 가공을 행한다. 검출된 에너지가 이상이라면, 그 레이저펄스는 가공에 이용하지 않는다. 이와 같이, 이상 레이저펄스를 배제함으로써, 가공불량을 방지할 수 있다.
특허문헌 2, 특허문헌 3에 기재된 방법에서는, 레이저펄스마다 펄스에너지를 모니터링한다. 펄스에너지가 임계값을 하회하였을 경우에는, 즉시 추가 레이저펄스를 입사시킨다. 이로써, 가공불량을 방지할 수 있다.
일본 특허공개공보 2004-25292호 일본 특허공개공보 평9-253878호 일본 특허공개공보 2009-148812호
레이저펄스의 상승부분에서, 레이저펄스의 좋고 나쁨을 판정하는 방법에서는, 레이저펄스의 상승부분이 가공에 사용되지 않는다. 상승부분에서 광강도가 피크를 나타내는 펄스파형의 레이저빔을 이용하여 가공을 행하는 경우에는, 피크부분의 에너지를 가공에 이용할 수 없다. 이로 인하여, 에너지 이용효율이 저하되어 버린다.
본 발명의 목적은, 레이저펄스의 불안정성에 기인하는 가공불량의 발생을 방지하는 것이 가능하며, 에너지 이용효율의 저하를 억제할 수 있는 레이저가공장치 및 레이저가공방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점에 의하면,
펄스레이저빔을 출사하는 레이저광원과,
상기 레이저광원으로부터 출사된 펄스레이저빔을 가공대상물까지 유도함과 함께, 상기 가공대상물 상에서 레이저빔의 입사점을 이동시키는 주사광학계와,
상기 레이저광원으로부터 출사된 펄스레이저빔의 에너지의 일부를 분기시켜, 분기된 펄스레이저빔의 특징적 물리량을 검출하는 검출기와,
상기 레이저광원 및 상기 주사광학계를 제어하는 제어장치와,
상기 가공대상물에 펄스레이저빔을 입사시켜야 할 복수의 가공점의 위치, 가공점에 입사하는 쇼트번호마다의 조사조건, 및 쇼트번호마다의 조사조건의 허용범위를 기억하고, 또한 조사에러정보 테이블이 확보된 기억장치를 가지고,
상기 제어장치는, 상기 가공대상물에 입사하는 펄스레이저빔의 쇼트마다, 상기 검출기로부터의 검출결과와, 상기 기억장치에 기억되어 있는 대응하는 쇼트번호의 조사조건의 허용범위를 비교하여, 상기 검출결과가 상기 조사조건의 허용범위 외라고 판정되었을 경우에는, 당해 쇼트가 입사된 가공점의 위치정보, 쇼트번호, 및 상기 검출기의 검출결과를 관련지어 상기 조사에러정보 테이블에 등록하는 레이저가공장치가 제공된다.
본 발명의 다른 관점에 의하면,
수지막 상에 금속막이 형성된 가공대상물의 상기 금속막의 가공점에, 쇼트번호에 대응하여 결정된 조사조건에서, 적어도 1쇼트의 레이저펄스를 입사시켜 상기 금속막에 구멍을 형성함과 함께, 쇼트마다, 상기 가공점에 입사되는 레이저펄스를 검출하고, 검출결과를 당해 쇼트번호에 대응하는 조사조건의 허용범위와 비교하여, 허용범위 외인 경우에는, 검출결과, 상기 가공점의 위치, 및 당해 쇼트번호를 관련지어 조사에러정보 테이블에 등록하는 공정과,
상기 금속막의 상기 가공점에 구멍을 형성한 후, 상기 가공점에, 쇼트번호에 대응하여 결정된 조사조건에서, 적어도 1쇼트의 레이저펄스를 입사시켜 상기 수지막에 구멍을 형성함과 함께, 상기 가공점에 입사되는 레이저펄스를 검출하고, 검출 결과를 당해 쇼트번호에 대응하는 상기 조사조건의 허용범위와 비교하여, 허용범위 외인 경우에는, 검출결과, 상기 가공점의 위치, 및 당해 쇼트번호를 관련지어 상기 조사에러정보 테이블에 등록하는 공정과,
상기 수지막의 상기 가공점에 구멍을 형성한 후, 상기 조사에러정보 테이블에 등록되어 있는 가공점의 위치에, 등록되어 있는 쇼트번호 이후의 쇼트번호에 대응하는 레이저펄스를, 당해 쇼트번호에 대응하는 조사조건에서 입사시키는 리페어 공정을 가지는 레이저가공방법이 제공된다.
1개의 가공점에 복수 쇼트의 레이저펄스를 입사시켜 레이저가공을 행할 때에, 레이저조사에러가 발생한 가공점에 추가 레이저펄스가 조사된다. 이로 인하여, 가공불량의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은, 실시예 1에 의한 레이저가공장치의 개략도이다.
도 2에 있어서, 도 2A는 실시예 1에 의한 레이저가공장치에서 가공되는 가공대상물의 평면도이며, 도 2B는 위치기억영역의 데이터구조를 나타내는 도표이다.
도 3에 있어서, 도 3A ~ 도 3C는, 실시예 1에 의한 레이저가공장치에서 가공되는 가공대상물의 단면도이다.
도 4에 있어서, 도 4A는, 조사조건 기억영역의 데이터구조를 나타내는 도표이며, 도 4B는 구리가공용 및 수지가공용의 레이저펄스의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 5는, 조사에러정보 테이블의 데이터구조를 나타내는 도표이다.
도 6은, 실시예 1에 의한 레이저가공방법의 플로우차트이다.
도 7은, 도 6의 스텝 S1의 상세한 플로우차트이다.
도 8은, 도 6의 스텝 S3의 상세한 플로우차트이다.
도 9는, 실시예 2에 의한 레이저가공방법의 일부의 플로우차트이다.
도 10은, 실시예 2에서 이용되는 조사조건 기억영역의 데이터구조를 나타내는 도표이다.
도 11은, 실시예 3에 의한 레이저가공방법의 플로우차트이다.
［실시예 1］
도 1에, 실시예 1에 의한 레이저가공장치의 개략도를 나타낸다. 제어장치(21)가 레이저광원(20)으로 제어신호를 송출한다. 레이저광원(20)은, 제어신호를 받으면, 펄스레이저빔을 출사한다. 레이저광원(20)으로부터 출사된 펄스레이저빔이 빔정형기(25)에 입사한다. 빔정형기(25)는, 펄스레이저빔의 빔단면을 정형함과 함께, 펄스레이저빔을 콜리메이트한다.
콜리메이트된 펄스레이저빔이, 빔편향기(30)에 입사한다. 빔편향기(30)는, 제어장치(21)로부터의 제어를 받아, 펄스레이저빔을, 가공용의 경로 및 빔댐퍼(31)를 향하는 경로 중 어느 1개의 경로로 향하게 한다.
가공용의 경로를 전반하는 펄스레이저빔의 일부가, 부분반사경(26)에서 반사되어, 검출기(27)에 입사한다. 부분반사경(26)에서 반사된 펄스레이저빔의 파워는, 반사 전의 펄스레이저빔의 파워의 1% 이하이다. 검출기(27)는, 펄스에너지를 검출하여, 검출결과를 제어장치(21)에 입력한다. 검출기(27)에는, 예를 들면 에너지 미터를 이용할 수 있다.
검출기(27)에서 검출되는 펄스레이저빔의 특징적 물리량으로서, 펄스에너지 이외에, 피크파워 등을 채용하여도 된다. 펄스레이저빔의 피크파워를 계측하는 경우에는, 검출기(27)에 포토다이오드 등이 이용된다.
부분반사경(26)을 투과한 펄스레이저빔이, 후단의 부분반사경(33)에서 2개의 경로로 분기된다. 부분반사경(33)에 의한 레이저파워의 분기비는 1:1이다.
부분반사경(33)에서 분기된 일방의 펄스레이저빔은, 주사광학계(35A) 및 fθ렌즈(36A)를 경유하여, 가공대상물(40A)에 입사한다. 주사광학계(35A)에는, 예를 들면 갈바노스캐너가 이용된다. 가공대상물(40A)은, XY스테이지(37A)에 지지되어 있다. fθ렌즈(36A)는, 빔정형기(25) 내의 마스크위치의 빔단면형상을 가공대상물(40A)의 표면에 결상시킨다. 주사광학계(35A)는, 제어장치(21)로부터의 제어를 받아, 펄스레이저빔의 입사점을, 가공대상물(40A)의 표면에서 2차원방향으로 이동시킨다. 또, fθ렌즈(36A)는, 주사광학계(35A)에서 2차원방향으로 흔들린 펄스레이저빔을 가공대상물(40A)의 표면에 수직 입사시킨다.
XY스테이지(37A)의 상방에 촬상장치(38A)가 배치되어 있다. 촬상장치(38A)는, 가공대상물의 표면을 촬상한다. 촬상장치(38A)에서 취득된 화상데이터가 제어장치(21)에 입력된다. 촬상장치(38A)에는, 예를 들면 CCD카메라가 이용된다.
부분반사경(33)에서 분기된 타방의 펄스레이저빔은, 반사경(34), 주사광학계(35B), 및 fθ렌즈(36B)를 경유하여, 가공대상물(40B)에 입사한다. 가공대상물(40B)은 XY스테이지(37B)에 지지되어 있다. XY스테이지(37B)의 상방에 촬상장치(38B)가 배치되어 있다. 주사광학계(35B), fθ렌즈(36B), XY스테이지(37B), 및 촬상장치(38B)의 구성은, 주사광학계(35A), fθ렌즈(36A), XY스테이지(37A), 및 촬상장치(38A)의 구성과 동일하다.
표시장치(28)에, 가공점의 화상 등이 표시된다. 오퍼레이터가, 입력장치(29)로부터 제어장치(21)에 대한 지시(커맨드)를 입력한다. 기억장치(22)에, 레이저가공시에 제어장치(21)가 참조하는 다양한 데이터의 기억영역이 확보되어 있다. 다양한 기억영역의 구성에 대하여, 도 2A, 도 2B ~ 도 5를 참조하여 설명한다.
도 2A에, 가공대상물(40A)의 표면에 정의된 천공가공을 행해야 할 가공점(P)의 일부를 나타낸다. 가공대상물(40B)의 표면에도, 복수의 가공점이 정의되어 있다. 가공대상물(40A)의 가공점의 분포와, 가공대상물(40B)의 가공점의 분포는, 동일하다고는 단정할 수 없다. 가공대상물(40A)의 표면 상의 임의의 위치가 xy좌표로 정의된다.
가공대상물(40A)의 표면이 복수의 스캔에리어(41)로 구분되어 있다. 1개의 스캔에리어(41)는, XY스테이지(37A)(도 1)를 이동시키지 않고, 주사광학계(35A)를 동작시킴으로써 펄스레이저빔을 입사시키는 것이 가능한 크기를 가진다. 일례로서, 1개의 스캔에리어(41) 내에, 1000 ~ 5000개의 가공점(P)이 정의되어 있다.
도 2B에, 기억장치(22)에 확보된 위치기억영역의 데이터구조의 일례를 나타낸다. 가공점(Pi)마다, 그 xy좌표(xi, yi)가 정의되어 있다. 여기서, i는 정(正)의 정수이다. 천공가공 시에는, 복수의 가공점(Pi)에, 펄스레이저빔을 차례로 입사시킨다.
도 3A에, 가공대상물(40A)의, 1개의 가공점 근방의 단면도를 나타낸다. 유리에폭시 등의 기판(50) 상에, 내층의 구리패턴(51)이 형성되어 있다. 구리패턴(51) 및 기판(50) 상에, 수지막(52)이 형성되어 있다. 수지막(52) 상에, 표층의 구리막(53)이 형성되어 있다. 구리막(53)의 표면에는, 흑화처리 또는 다화(茶化)처리가 실시되어 있다.
도 3B에, 구리가공용의 1쇼트의 레이저펄스를 입사시킨 후의 가공대상물(40A)의 단면도를 나타낸다. 1쇼트의 레이저펄스에 의하여, 구리막(53)을 관통하고, 수지막(52)의 표층부까지 달하는 오목부(S1)가 형성된다.
도 3C에, 수지가공용의 3쇼트의 레이저펄스를 입사시킨 후의 가공대상물(40A)의 단면도를 나타낸다. 도 3B에 나타낸 구리가공용의 1쇼트째의 레이저펄스의 입사부터 세어 2쇼트째 및 3쇼트째의 레이저펄스의 입사에 의하여, 오목부의 바닥이 파선(S2 및 S3)으로 나타낸 바와 같이 깊어진다. 4쇼트째의 레이저펄스의 입사에 의하여 내층의 구리패턴(51)이 노출된다.
도 4A에, 기억장치(22)(도 1)에 확보된 조사조건 기억영역의 데이터구조의 일례를 나타낸다. 도 3A ~ 도 3C에 나타낸 바와 같이, 1개의 가공점에 복수 쇼트의 레이저펄스를 입사시킴으로써, 천공가공이 행해진다. 조사조건 기억영역에는, 1개의 가공점에 입사시키는 레이저펄스의 쇼트수가 기억되어 있다. 1쇼트째부터 차례로, 레이저펄스에 쇼트번호 #1, #2, #3, ...이 붙여져 있다. 쇼트번호마다, 레이저펄스의 조사조건이 정해져 있다. 조사조건을 규정하는 물리량으로서, 예를 들면 펄스에너지가 채용된다. 예를 들면, 1쇼트째의 구리가공용의 레이저펄스는, 펄스에너지(Em(mJ))의 조건에서 가공대상물(40A)(도 3B)에 조사된다. 2쇼트째부터 4쇼트째까지의 수지가공용의 레이저펄스는, 펄스에너지(Er(mJ))의 조건에서 가공대상물(40A)(도 3C)에 조사된다.
또한, 쇼트번호마다, 조사조건의 허용범위의 하한치가 기억되어 있다. 실제로 조사된 레이저펄스의 펄스에너지가 이 하한치를 하회하면, 조사에러라고 판단된다.
도 4B에, 구리가공용의 레이저펄스(Em)와 수지가공용의 레이저펄스(Er)의 펄스파형을 나타낸다. 가로축은 경과시간을 나타내고, 세로축은 파워를 나타낸다. 구리가공용의 레이저펄스(Em)는, 레이저광원(20)으로부터 출사된 레이저펄스의 파형과 동일하다. 수지가공용의 레이저펄스(Er)는, 레이저펄스가 상승된 후, 완전히 하강되기 전에, 레이저빔이 차단된다. 레이저빔의 차단은, 빔편향기(30)(도 1)로 레이저빔의 경로를 빔댐퍼(31)로 향하게 함으로써 행해진다. 수지가공용의 레이저펄스(Er)의 펄스에너지는, 구리가공용의 레이저펄스(Em)의 펄스에너지보다 작아진다.
도 4A에서는, 1개의 가공점에 4쇼트의 레이저펄스를 입사시키는 예를 나타냈지만, 쇼트수는, 4쇼트로 한정되지 않는다. 예를 들면, 구리가공용의 레이저펄스를 2쇼트로 하고, 수지가공용의 레이저펄스를 4쇼트로 하여도 된다. 또, 도 4A에서는, 조사조건으로서 구리가공용과 수지가공용의 2종류를 정의하였지만, 3종류 이상의 조사조건을 정의하여도 된다. 또, 도 4A에서는, 조사조건을 펄스에너지로 정의하였지만, 그 외의 물리량으로 정의하여도 된다. 예를 들면, 펄스폭, 피크 파워 등으로 정의하여도 된다.
도 5에, 기억장치(22)(도 1)에 확보된 조사에러정보 테이블의 데이터구조의 일례를 나타낸다. 검출기(27)에서 검출된 펄스에너지가, 조사조건 기억영역(도 4A)에 기억되어 있는 허용범위 하한치를 하회하였을 경우, 검출기(27)에서 검출된 검출결과, 가공점의 좌표, 및 쇼트번호가 관련지어져, 조사에러정보 테이블에 등록된다. 예를 들면, 도 5의 1행째의 데이터는, 좌표(xe1, ye1)의 가공점에 입사 한 쇼트번호 ＃1의 레이저펄스의 펄스에너지가 허용치로부터 벗어나 있으며, 그 검출결과가 E1(mJ)이었던 것을 의미하고 있다. 검출결과(E1)는, 도 4A에 나타낸 쇼트번호 ＃1의 허용범위 하한치(EmL)보다 작다.
도 1에 나타낸 검출기(27)로 검출되는 펄스에너지는, 부분반사경(26)에서 반사된 성분의 펄스에너지와 동일하고, 실제로 가공대상물(40A)에 입사한 레이저펄스의 펄스에너지와는 상이하다. 단, 부분반사경(26)의 반사율을 이미 알고 있으므로, 검출기(27)에서 검출된 펄스에너지로부터, 실제로 가공대상물(40A)에 입사 한 레이저펄스의 펄스에너지를 정확하게 산출할 수 있다. 본 명세서에 있어서, 특별히 언급이 없는 한, 검출기(27)로 검출된 펄스에너지의 "검출결과"는, 실제로 가공대상물(40A)에 입사한 펄스에너지로 환산한 값을 의미한다.
도 6에, 실시예 1에 의한 레이저가공방법의 플로우차트를 나타낸다. 이 순서는, 제어장치(21)가, 컴퓨터 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 이하의 설명에서는, 도 1에 나타낸 주사광학계(35A) 및 fθ렌즈(36A)를 이용하여 가공대상물(40A)의 가공을 행하는 순서에 대하여 설명한다. 주사광학계(35B) 및 fθ렌즈(36B)를 이용한 가공대상물(40B)의 가공도, 동시 진행한다.
스텝 S1에 있어서, 1개의 스캔에리어(41)(도 2A) 내의 가공점의 가공을 행한다.
도 7에, 스텝 S1의 상세한 플로우차트를 나타낸다. 스텝 SA1에 있어서, 스캔에리어(41)(도 2A) 내의 최초로 가공해야 할 가공점에, 펄스레이저빔의 입사점을 위치결정한다. 이 위치결정은, 위치기억영역(도 2B)에 기억된 좌표에 근거하여, 제어장치(21)가 주사광학계(35A)를 제어함으로써 행해진다. 또한, 스텝 S1에서는, 쇼트번호를 초기설정한다. 구체적으로는, 쇼트번호로서 1쇼트째의 번호 ＃1을 설정한다.
스텝 SA2에 있어서, 펄스레이저빔의 입사점이 위치결정되어 있는 가공점에, 쇼트번호에 대응하는 조사조건에서 레이저펄스를 입사시킨다. 조사조건은, 조사조건 기억영역(도 4A)에 기억되어 있는 정보로부터 결정할 수 있다. 가공대상물(40A)에 레이저펄스를 입사시킴과 동시에, 검출기(27)(도 1)로 레이저펄스의 펄스에너지를 검출한다. 검출결과가 제어장치(21)에 입력된다.
스텝 SA3에 있어서, 제어장치(21)가 검출결과를 판정한다. 구체적으로는, 검출된 펄스에너지가, 조사조건 기억영역(도 4A)에 기억되어 있는 허용범위의 하한치를 하회하는지 아닌지를 판정한다. 검출결과가 허용범위의 하한치를 하회하고 있을 때, 그 검출결과는 허용범위 외라고 판정된다. 펄스에너지의 검출결과가 허용범위 외인 경우에는, 스텝 SA4에 있어서, 검출결과를 조사에러정보 테이블(도 5)에 등록한다. 이 때, 펄스에너지의 검출결과는, 레이저펄스가 입사한 가공점의 좌표, 및 쇼트번호와 관련지어 등록된다.
스텝 SA4의 처리가 종료되면, 스텝 SA5에 있어서, 스캔에리어(41) 내의 모든 가공점으로의 레이저펄스의 입사가 종료되었는지 아닌지를 판정한다. 스텝 SA3에 있어서, 펄스에너지의 검출결과가 허용범위 내라고 판정되었을 경우에는, 스텝 SA4의 처리를 행하지 않고, 스텝 SA5의 처리가 행해진다.
스텝 SA5에 있어서, 스캔에리어(41)(도 2A) 내에 미조사의 가공점이 남아있다고 판정되었을 경우에는, 스텝 SA6에 있어서, 펄스레이저빔의 입사점을, 다음으로 조사해야 할 가공점으로 이동시킨다. 그 후, 스텝 SA2부터의 처리를 실행한다.
스텝 SA5에 있어서, 스캔에리어(41)(도 2A) 내의 모든 가공점으로의 펄스레이저빔의 조사가 종료되었다고 판정되었을 경우에는, 스텝 SA7에 있어서, 모든 쇼트번호에 대응하는 레이저펄스의 조사가 종료되었는지 아닌지를 판정한다. 미조사의 쇼트번호가 남아 있는 경우에는, 스텝 SA8에 있어서 쇼트번호를 갱신한다. 구체적으로는, 쇼트번호 ＃j의 레이저펄스의 조사가 완료되었을 때, 쇼트번호를＃(j＋1)에 갱신한다. 그 후, 스텝 SA2부터의 처리를 실행한다.
스텝 SA7에서, 모든 쇼트번호의 조사가 종료되었다고 판정되었을 경우에는, 스텝 S1의 처리를 종료한다. 다음으로, 도 6에 나타낸 플로우차트의 스텝 S2에 있어서, 조사에러의 유무를 판정한다. 구체적으로는, 조사에러정보 테이블(도 5)에, 에러정보가 등록되어 있는지 아닌지를 판정한다. 에러정보가 등록되어 있지 않은 경우에는, 스텝 S4에 있어서, 모든 스캔에리어(41)(도 2A)의 가공이 종료되었는지 아닌지를 판정한다. 스텝 S2에 있어서, 조사에러 있음으로 판정되었을 경우에는, 스텝 S3에 있어서 리페어처리를 실행한 후, 스텝 S4를 실행한다.
스텝 S4에 있어서, 미가공의 스캔에리어(41)가 남아있다고 판정되었을 경우에는, 스텝 S5에 있어서, 미가공의 스캔에리어를, 주사광학계(35A) 및 fθ렌즈(36A)(도 1)에 의한 주사가능범위 내로 이동시킨다. 이 이동은, 제어장치(21)가 XY스테이지(37A)를 제어함으로써 행해진다. 그 후, 스텝 S1부터의 처리를 실행한다.
스텝 S4에 있어서, 모든 스캔에리어(41)의 가공이 종료되었다고 판정되었을 경우에는, 가공처리를 종료한다.
도 7에서는, 스텝 SA2에서 레이저펄스를 검출하면, 다음의 가공점의 가공을 행하기 전에, 레이저펄스의 검출결과가 허용범위 내인지 아닌지의 판정을 행하는 예를 나타냈다. 레이저펄스의 검출시마다, 검출결과가 허용범위인지 아닌지를 판정하는 대신에, 검출결과를 기억해 두어도 된다. 스텝 SA5에서, 모든 가공점으로의 조사가 종료되었다고 판정되었을 때에, 기억되어 있는 레이저펄스의 검출결과에 근거하여, 쇼트마다 검출결과가 허용범위인지 아닌지의 판정을 행해도 된다. 또는, 스텝 SA7에서, 모든 쇼트번호의 조사가 종료되었다고 판정되었을 때에, 기억되어 있는 레이저펄스의 검출결과에 근거하여, 쇼트마다 검출결과가 허용범위인지 아닌지의 판정을 행해도 된다.
도 8에, 스텝 S3(도 6)의 리페어처리의 플로우차트를 나타낸다. 스텝 SB1에 있어서, 조사에러정보 테이블(도 5)로부터, 에러가 발생한 가공점을 1개 추출한다. 스텝 SB2에 있어서, 추출된 가공점의 화상데이터를 취득한다. 구체적으로는, 제어장치(21)(도 1)가 XY스테이지(38A)를 제어하여, 추출된 가공점을 촬상장치(38A)의 시야 내로 이동시킨다. 그 후, 촬상장치(38A)에서 가공점을 촬상하고, 화상데이터를 취득한다. 제어장치(21)는, 취득된 화상데이터를, 표시장치(28)에 화상으로서 표시한다.
스텝 SB3에 있어서, 표시장치(28)에 표시된 화상에 근거하여, 오퍼레이터가, 표시되어 있는 가공점의 리페어처리가 필요한지 불필요한지를 판단한다. 오퍼레이터는, 판단결과를 입력장치(29)(도 1)에 입력한다. 입력된 정보가 제어장치(21)에 송신된다.
리페어처리가 필요하다고 판단되었을 경우에는, 스텝 SB4에 있어서, 리페어처리 필요하다고 판단된 가공점에 추가 레이저펄스를 조사한다. 이하, 추가 레이저펄스를 조사하는 순서에 대하여 설명한다.
추가 레이저펄스는, 조사에러정보 테이블(도 5)에 등록되어 있는 에러가 발생한 쇼트번호 이후의 쇼트번호에 대응하는 레이저펄스를 추가 조사한다. 에러가 발생한 쇼트번호보다 이전의 쇼트번호에 대해서는, 정상적으로 레이저펄스가 조사되어 있기 때문에, 추가 조사를 행할 필요는 없다. 추가 레이저펄스의 조사조건은, 조사조건 기억영역(도 4A)에 기억되어 있는 당해 쇼트번호에 대응하는 조사조건과 동일하게 한다.
스텝 SB3에 있어서 리페어처리가 불요하다고 판단되었을 경우, 또는 스텝 SB4에 있어서 추가 레이저펄스의 조사가 종료되면, 스텝 SB5에 있어서, 에러가 발생한 가공점 전부에 대해서, 리페어처리가 종료되었는지 아닌지를 판정한다. 리페어처리가 종료되어 있지 않은 경우에는, 에러가 발생한 다음의 가공점에 대해, 스텝 SB1로부터의 처리를 실행한다. 에러가 발생한 가공점 전부에 대해서 리페어처리가 종료되었을 경우에는, 스텝 S3의 처리를 종료한다.
상기 실시예 1에서는, 도 4B에 나타낸 바와 같이, 펄스파형 중 파워의 피크부분을 가공에 이용할 수 있다. 이로 인하여, 에너지 이용효율의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 실시예 1에서는, 스텝 SB4(도 8)에 있어서, 에러가 발생한 쇼트번호보다 이전의 쇼트번호에 대응하는 레이저펄스에 관해서는, 추가 조사를 행하지 않는다. 이로 인하여, 레이저펄스의 과도한 조사를 방지할 수 있다.
실시예 1에서는, 스텝 SB3(도 8)에 있어서, 오퍼레이터가 개입함으로써, 리페어처리의 필요여부를 판정했다. 스텝 SB2 및 SB3을 생략하고, 에러가 발생한 가공점의 모두에 대해, 스텝 SB4의 추가 조사를 행하도록 해도 된다.
또, 실시예 1에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 펄스레이저빔을 2개의 경로로 분기시켜, 2축으로 레이저가공을 행하는 예를 나타냈지만, 반드시 2축으로 레이저가공을 행할 필요는 없다. 1축으로 레이저가공을 행해도 되고, 3축 이상의 다축으로 레이저가공을 행해도 된다.
［실시예 2］
실시예 2에 의한 레이저가공방법에 대하여 설명한다. 실시예 2에 의한 레이저가공방법에 있어서도, 실시예 1의 도 6에 나타낸 플로우차트와 동일한 순서가 적용된다. 도 9에, 도 6의 스텝 S3(리페어처리 실행)의 상세한 플로우차트를 나타낸다. 이하, 도 8에 나타낸 실시예 1의 플로우차트와의 상위점에 대하여 설명하고, 동일한 공정에 대해서는 설명을 생략한다.
실시예 2에서는, 스텝 SB1와 스텝 SB2와의 사이에, 스텝 SC1이 실행된다. 스텝 SC1에서는, 조사에러정보 테이블(도 5)에 등록되어 있는 에러의 검출결과가, 리페어 필수의 범위 내인지 아닌지를 판정한다. 검출결과가 리페어 필수의 범위내라고 판정되었을 경우에는, 스텝 SB2의 화상취득, 스텝 SB3의 오퍼레이터의 개입을 통한 처리를 행하지 않고, 스텝 SB4에 있어서 리페어를 위한 추가 레이저펄스의 조사를 행한다. 스텝 SC1에서, 검출결과가 리페어 필수의 범위 외라고 판정되었을 경우에는, 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 스텝 SB2를 실행한다.
도 10에, 실시예 2에 의한 방법에서 참조되는 조사조건 기억영역의 데이터구조의 일례를 나타낸다. 쇼트번호마다, 리페어 필수범위의 하한치가 기억되어 있다. 이 하한치는, 허용범위 하한치보다 작다. 가공점에 실제로 입사한 레이저펄스의 펄스에너지가 리페어 필수 하한치보다 작은 경우에는, 그 가공점의 화상을 오퍼레이터가 확인할 것도 없이, 그 가공점은 가공불량이라고 판단할 수 있다. 이때, 화상취득 및 오퍼레이터가 개재하는 순서가 생략되기 때문에, 리페어처리의 소요 시간을 단축할 수 있다.
［실시예 3］
도 11에, 실시예 3에 의한 레이저가공방법의 플로우차트를 나타낸다. 이하, 도 6에 나타낸 실시예 1의 플로우차트와의 상위점에 대하여 설명하고, 동일한 공정에 대해서는 설명을 생략한다.
실시예 1에서는, 조사에러의 유무의 판정(스텝 S2) 및 리페어처리(스텝 S3)를, 1개의 스캔에리어(41)(도 2A)의 가공이 종료할 때마다 행했다. 실시예 3에서는, 스텝 S1, S4, S5에 있어서, 먼저, 모든 스캔에리어(41)의 가공을 행한다. 모든 스캔에리어(41)의 가공이 종료된 후에, 조사에러의 유무의 판정(스텝 S2)을 행한다. 조사에러가 있다고 판정되었을 경우에는, 스텝 S3에 있어서 리페어처리를 실행한다. 실시예 3에 있어서도, 실시예 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이상 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이것에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 다양한 변경, 개량, 조합 등이 가능한 것은 당업자에게 자명한 것이다.
20 레이저광원
21 제어장치
22 기억장치
25 빔정형기
26 부분반사경
27 검출기
28 표시장치
29 입력장치
30 빔편향기
31 빔댐퍼
33 부분반사경
34 반사경
35A, 35B 주사광학계
36A, 36B fθ렌즈
37A, 37B XY스테이지
38A, 38B 촬상장치
40A, 40B 가공대상물
41 스캔에리어
50 기판
51 내층의 구리패턴
52 수지막
53 표층의 구리막

Claims (7)

  1. 펄스레이저빔을 출사하는 레이저광원과,
    상기 레이저광원으로부터 출사된 펄스레이저빔을 가공대상물까지 유도함과 함께, 상기 가공대상물 상에서 레이저빔의 입사점을 이동시키는 주사광학계와,
    상기 레이저광원으로부터 출사된 펄스레이저빔의 에너지의 일부를 분기시켜, 분기된 펄스레이저빔의 특징적 물리량을 검출하는 검출기와,
    상기 레이저광원 및 상기 주사광학계를 제어하는 제어장치와,
    상기 가공대상물에 펄스레이저빔을 입사시켜야 할 복수의 가공점의 위치, 가공점에 입사하는 쇼트번호마다의 조사조건, 및 쇼트번호마다의 조사조건의 허용범위를 기억하고, 또한 조사에러정보 테이블이 확보된 기억장치를 가지며,
    상기 제어장치는, 상기 가공대상물에 입사하는 펄스레이저빔의 쇼트마다, 상기 검출기로부터의 검출결과와, 상기 기억장치에 기억되어 있는 대응하는 쇼트번호의 조사조건의 허용범위를 비교하여, 상기 검출결과가 상기 조사조건의 허용범위 외라고 판정되었을 경우에는, 당해 쇼트가 입사된 가공점의 위치정보, 쇼트번호, 및 상기 검출기의 검출결과를 관련지어 상기 조사에러정보 테이블에 등록하는 레이저가공장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가공대상물상의 가공점의 화상을 취득하는 촬상장치와,
    화상표시장치를 더욱 가지고,
    상기 제어장치는, 상기 촬상장치를 제어하여, 상기 조사에러정보 테이블에 등록되어 있는 가공점의 화상을 촬상하고, 촬상된 화상을 상기 화상표시장치에 표시하는 레이저가공장치.
  3. 제2항에 있어서,
    오퍼레이터가 상기 제어장치에, 리페어쇼트의 필요여부를 지시하기 위한 입력장치를, 더욱 가지고,
    상기 제어장치는, 상기 화상을 상기 화상표시장치에 표시한 후, 상기 입력장치를 통하여 오퍼레이터로부터 리페어쇼트가 필요하다는 지시를 받으면, 상기 화상표시장치에 표시되어 있는 가공점에 대해서, 상기 조사에러정보 테이블에 등록되어 있는 쇼트번호 이후의 쇼트번호에 대응하는 레이저펄스를 입사시키는 레이저가공장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기억장치는, 또한, 상기 쇼트번호마다 조사조건의 리페어 필수범위를 기억하고 있으며,
    상기 제어장치는, 상기 조사에러정보 테이블에 등록되어 있는 검출결과가, 상기 리페어 필수범위에 포함되는지 아닌지를 판정하고, 상기 검출결과가 상기 리페어 필수범위에 포함되는 경우에는, 당해 검출결과가 검출된 가공점에 대해서, 상기 조사에러정보 테이블에 등록되어 있는 쇼트번호 이후의 쇼트번호에 대응하는 레이저펄스를 입사시키는 레이저가공장치.
  5. 수지막 상에 금속막이 형성된 가공대상물의 상기 금속막의 가공점에, 쇼트번호에 대응하여 정해진 조사조건에서, 적어도 1쇼트의 레이저펄스를 입사시켜 상기 금속막에 구멍을 형성함과 함께, 쇼트마다, 상기 가공점에 입사되는 레이저펄스를 검출하고, 검출결과를 당해 쇼트번호에 대응하는 조사조건의 허용범위와 비교하여, 허용범위 외인 경우에는, 검출결과, 상기 가공점의 위치, 및 당해 쇼트번호를 관련지어 조사에러정보 테이블에 등록하는 공정과,
    상기 금속막의 상기 가공점에 구멍을 형성한 후, 상기 가공점에, 쇼트번호에 대응하여 결정된 조사조건에서, 적어도 1쇼트의 레이저펄스를 입사시켜 상기 수지막에 구멍을 형성함과 함께, 상기 가공점에 입사되는 레이저펄스를 검출하고, 검출결과를 당해 쇼트번호에 대응하는 상기 조사조건의 허용범위와 비교하여, 허용범위 외인 경우에는, 검출결과, 상기 가공점의 위치, 및 당해 쇼트번호를 관련지어 상기 조사에러정보 테이블에 등록하는 공정과,
    상기 수지막의 상기 가공점에 구멍을 형성한 후, 상기 조사에러정보 테이블에 등록되어 있는 가공점의 위치에, 등록되어 있는 쇼트번호 이후의 쇼트번호에 대응하는 레이저펄스를, 당해 쇼트번호에 대응하는 조사조건에서 입사시키는 리페어공정을 가지는 레이저가공방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 리페어공정 전에, 상기 조사에러정보 테이블에 등록되어 있는 가공점의 화상을 취득하고, 취득된 화상을 표시장치에 표시하는 공정과,
    상기 표시장치에 표시된 화상에 근거하여, 리페어의 필요여부를 판정하고, 리페어가 필요하다고 판정되었을 경우에는, 당해 가공점에 대해서 상기 리페어공정을 실행하고, 리페어가 불요로 판정되었을 경우에는, 당해 가공점에 대해서 상기 리페어공정을 실행하지 않는 레이저가공방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 리페어공정에 있어서, 상기 조사에러정보 테이블에 등록되어 있는 상기 검출결과가, 리페어 필수범위 내인지 아닌지를 판정하고, 상기 검출결과가 상기 리페어 필수범위 내라고 판정되었을 경우에는, 당해 검출결과에 대응하는 상기 가공점의 화상을 취득하지 않고, 당해 가공점의 위치에, 등록되어 있는 쇼트번호 이후의 쇼트번호에 대응하는 레이저펄스를, 상기 당해 쇼트번호에 대응하는 조사조건에서 입사시키는 레이저가공방법.
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