特開 2023-39239 レーザアブレーションを実施するための方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023039239

(43)【公開日】2023-03-20

(54)【発明の名称】レーザアブレーションを実施するための方法および装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/351 20140101AFI20230313BHJP

   B23K 26/066 20140101ALI20230313BHJP

【ＦＩ】

B23K26/351

B23K26/066

【審査請求】未請求

【請求項の数】19

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021146300

(22)【出願日】2021-09-08

(71)【出願人】

【識別番号】518053334

【氏名又は名称】エム－ソルブ リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｍ－ＳＯＬＶ ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】アダム ノース ブラントン

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168AD04

4E168AD18

4E168CB03

4E168CB07

4E168DA46

4E168EA19

4E168JB03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】レーザアブレーションを実行するための方法および装置を提供する。
【解決手段】一構成によれば、紫外線レーザビーム８が、マスク１０によって画定されるアブレーションパターンの一部を材料層上に画像化するために、マスク１０を通して方向付けられる。レーザビーム８は、アブレーションパターンの異なる部分を層４の異なるそれぞれの領域上に順次画像化するために、マスク１０上で走査される。レーザビーム８は、２０ピコ秒未満のパルス長を有する超高速パルスレーザビームを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザアブレーションを実施する方法であって、
マスクを通して、前記マスクによって画定されるアブレーションパターンの一部を材料層上に画像化するために、紫外線レーザビームを方向付けるステップと、
前記アブレーションパターンの異なる部分を前記層の異なるそれぞれの領域上に順次画像化し、それにより、前記アブレーションパターンに対応する構造を前記層にアブレーションするために、前記マスク上で前記レーザビームを走査するステップとを含み、
前記レーザビームは、２０ピコ秒未満のパルス長を有する超高速パルスレーザビームを含む、方法。

【請求項2】

前記アブレーションパターンに対応する前記構造は、開口部の規則的なアレイを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記開口部の少なくともサブセットのすべては、略同じサイズおよび形状を有する、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記開口部の各々は、前記レーザビームの下流方向に減少する断面積を有するようにテーパ状になっている、請求項２または３に記載の方法。

【請求項5】

前記開口部のうちの１つ以上の各々について、前記マスクでの前記レーザビームのフルエンスは、前記開口部の形成中に変化し、前記変化は、前記材料層の異なる深さにある前記開口部の部分の形成中に前記フルエンスが異なり、それによって前記材料層の深さの関数として前記開口部のテーパ角度の変化を制御する、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記方向付けするステップおよび前記走査するステップは、複数のマスクパターンに対して繰り返され、各々のマスクパターンは、異なる深さでの前記テーパ状の開口部の断面積を画定する、請求項４または５に記載の方法。

【請求項7】

前記アブレーションパターンの各々の画像化部分は、前記層内に複数の開口部を形成することに寄与する、請求項２～６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

各々の画像化部分に対応する前記複数の開口部は、少なくとも１００個の開口部を含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記アブレーションパターンの異なる部分の前記連続的な画像化は、前記層に少なくとも１０００００個の開口部を形成することに寄与する、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記アレイのピッチは１０ミクロンよりも小さい、請求項２～９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記方向付けするステップおよび前記走査するステップは、異なるそれぞれのアブレーションパターンを画定する複数のマスクパターンに対して繰り返される、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

前記方向付けするステップおよび前記走査するステップの前記繰り返しは、異なるレーザアブレーションパターンを前記層の同じまたは重複する領域に適用する、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記複数のマスクパターンは、別個のマスク上に提供される、請求項１１または１２に記載の方法。

【請求項14】

前記複数のマスクパターンは、同じマスクの異なる領域に提供される、請求項１１または１２に記載の方法。

【請求項15】

前記層は金属層を含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記方向付けするステップおよび前記走査するステップは、前記マスクに対する前記層の複数の異なる位置に対して繰り返され、それによって、前記層上の複数の異なる位置で前記アブレーションパターンに対応する前記構造をアブレーションする、請求項１～１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

前記構造は、有機発光分子ベースのディスプレイの製造中に有機発光分子を堆積させるための蒸発マスクの一部を含む、請求項１～１６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項18】

有機発光分子を堆積させる方法であって、
請求項１７に記載の方法を実施することにより蒸発マスクを形成するステップと、
前記蒸発マスクによって画定されたパターンで有機発光分子を堆積させるために、前記蒸発マスクを使用するステップとを含む、方法。

【請求項19】

レーザアブレーションを実施するための装置であって、
２０ピコ秒未満のパルス長を有する超高速パルスレーザビームを生成するように構成された紫外線レーザと、
アブレーションパターンを画定するマスクと、
前記マスクを通して前記レーザビームを方向付けて、前記アブレーションパターンの一部を材料層上に画像化するように構成された光学システムと、
前記マスク上で前記レーザビームを走査して、前記アブレーションパターンの異なる部分を前記層上に順次画像化し、それにより、前記アブレーションパターンに対応する構造を前記層内にアブレーションするように構成された走査装置とを含む、装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、特にファインメタルメッシュを形成するための、レーザアブレーションを実行するための方法および装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ファインメタルメッシュ（ＦＭＭ）は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイの製造に使用される。具体的には、ディスプレイの製造でＯＬＥＤ蒸着マスクとして使用される。ＦＭＭは、ＯＬＥＤ分子がディスプレイ上のどこに堆積されるかを画定し、最終的にＯＬＥＤディスプレイの解像度を決定する。

【0003】

ファインメタルメッシュを製造するための現在の技術には、フォトリソグラフィーおよび電鋳プロセスが含まれる。しかしながら、そのようなプロセスのコストは高く、そのような技術を使用して製造されたＦＭＭを使用するＯＬＥＤディスプレイの解像度は、通常、６００ピクセル／インチ（ｐｐｉ）未満である。最新のアプリケーション、例えば携帯電話およびバーチャルリアリティのヘッドセットは、より高い解像度、例えば１０００ｐｐｉ以上の解像度が要求される。フォトリソグラフィーおよび電鋳プロセスによって製造されたＦＭＭは、このような高解像度を達成するのに苦労している。

【0004】

ＦＭＭを製造するための他の従来技術は、単一のレーザビームを複数のレーザビームに分割し、これらのレーザビームを基板の表面を横切って走査して、アブレーションによってＦＭＭを形成することを含む。このような技術は通常、フェムト秒パルス赤外線レーザを使用する。しかしながら、そのような技術は、複数のレーザビームを得るために複雑な投影光学系を必要とする。不可能ではないにしても、この技術を数千のレーザビームにスケールアップすることは困難であるため、この方法でＦＭＭを製造できる速度は制限される。このようなシステムは、１０μｍのクリティカルディメンジョンと数百ドット／インチ（ｄｐｉ）の解像度を有する開口部を備えたＦＭＭを製造することができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示の実施形態は、上記で論じた問題の１つ以上および／または他の問題に少なくとも部分的に対処することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様によれば、レーザアブレーションを実施する方法であって、マスクを通して、マスクによって画定されるアブレーションパターンの一部を材料層上に画像化するために、紫外線レーザビームを方向付けるステップと、アブレーションパターンの異なる部分を層の異なるそれぞれの領域上に順次画像化し、それにより、アブレーションパターンに対応する構造を層にアブレーションするために、マスク上でレーザビームを走査するステップとを含み、レーザビームは、２０ピコ秒未満のパルス長を有する超高速パルスレーザビームを含む、方法が提供される。

【0007】

したがって、マスクが形成されるアブレーションパターンを画定する方法が提供される。アブレーションパターンは、マスク内の複数の透明領域によって画定することができる。上記の従来技術と比較した場合、単一のレーザビームを使用して、マスク内の複数の透明領域を同時に照射し、それにより、アブレーションされる材料層内の対応する多数のフィーチャーのアブレーションに寄与することができる。これは、複雑なビーム分割およびバランス調整用光学系を必要とせずに達成され、非常に多数のフィーチャーの同時処理を達成するためにスケーリングすることができる。レーザ出力はアブレーションパターンの多くの異なるフィーチャーにわたって分散できるため、高いレーザ出力を使用できる。高出力レーザを使用すると、高スループットが促進される。紫外線照射を使用することで、リーズナブルな運用コストで高い空間分解能を実現できる。（レーザから直接個々のビームスポットを介してではなく）マスクを使用してアブレーションパターンを画定すると、マスクを照射するために使用されるレーザビームの要件を緩和しながら、アブレーションパターンを高精度で画定できる。レーザは、比較的低い解像度でマスク上を簡単に「流す」ことができる。

【0008】

一実施形態では、アブレーションパターンに対応する構造は、開口部の規則的なアレイを含む。開口部はすべて、略同じサイズおよび形状を有することができる。したがって、アブレーションパターンを使用してＦＭＭを形成することができる。

【0009】

一実施形態では、アブレーションパターンの画像化部分は、層内に複数の開口部を形成することに寄与する。各々の画像化部分に対応する複数の開口部は、少なくとも１００個の開口部を含むことができる。したがって、レーザパルスエネルギーは、複雑なビーム分割とバランス調整を必要とせずに、少なくとも１００個の開口部にわたって拡散される。さらに、一実施形態では、アブレーションパターンの異なる部分の連続的な画像化は、層内に少なくとも１０００００個の開口部を形成することに寄与することができる。したがって、マスク上でレーザビームを走査するだけで、形成される開口部の数を大幅に増やすことができる。このアプローチは、単一のマスクを使用して、５０００００個を超える開口部、７５００００個を超える開口部、または１００万個を超える開口部でさえ処理するようにスケールアップできる。

【0010】

一実施形態では、開口部の各々は、レーザビームの下流方向に減少する断面積を有するようにテーパ状になっている。次に、方向付けするステップおよび走査するステップを複数のマスクパターンに対して繰り返すことができ、各々のマスクパターンは、異なる深さでのテーパ状開口部の断面積を画定する。このアプローチにより、テーパ状開口部のプロファイルを効率的かつ高精度に制御できる。ＦＭＭの開口部のテーパを最適化すると、ＯＬＥＤ分子のパターンの堆積中のパターンエッジのぼやけを最小限に抑えることで、ＦＭＭを使用するＯＬＥＤ製造プロセスのパフォーマンスを向上させることができる。典型的には、ＦＭＭのテーパ状の開口部は、ＯＬＥＤ分子が上に堆積する基板に面するように（すなわち、基板から外側に開くように）配置される。テーパの角度を制御することで、高解像度で（許容されるテーパの最大量を制限する可能性がある）空間的に正確なＦＭＭの提供と、（一般的に、テーパの量を増やすことで改善できる）ＦＭＭの開口部の側壁との望ましくない相互作用（衝突）によるＯＬＥＤ分子軌道のリダイレクトの最小化との間で最適なバランスを実現できる。

【0011】

上記のように、層は、（例えば、ＦＭＭを形成するために）金属層を含むことができる。金属層は、ＦＭＭの目的に応じて様々な組成を有することができる。金属層は、例えば、インバーなどの非常に低い熱膨張係数を有する材料から形成することができる。非金属材料を含む他の材料も使用することができる。層は、例えば、誘電体材料および／またはポリマーを含むことができる。

【0012】

一実施形態では、構造は、ＯＬＥＤベースのディスプレイの製造中にＯＬＥＤ分子を堆積させるための蒸発マスクの一部を含む。したがって、本開示のレーザアブレーションを実行する方法を使用して蒸発マスクを形成し、得られた蒸発マスクを使用して、蒸発マスクによって画定されるパターンで有機発光分子を堆積させる、ＯＬＥＤ分子を堆積させる方法を提供することができる。

【0013】

本発明の別の一態様によれば、レーザアブレーションを実施するための装置であって、
２０ピコ秒未満のパルス長を有する超高速パルスレーザビームを生成するように構成された紫外線レーザと、アブレーションパターンを画定するマスクと、マスクを通してレーザビームを方向付けて、アブレーションパターンの一部を材料層上に画像化するように構成された光学システムと、マスク上でレーザビームを走査して、アブレーションパターンの異なる部分を層上に順次画像化し、それにより、アブレーションパターンに対応する構造を層内にアブレーションするように構成された走査装置とを含む、装置が提供される。

【0014】

ここで、本発明の実施形態を、例としてのみ、添付の図面を参照して説明する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】レーザアブレーションを実行するための装置の概略側面図である。

【図2】図１に示される装置で使用することができるマスクの上面図である。

【図3】レーザビームがマスク上にどのように走査することができるかを示すマスクの上面図である。

【図4】アブレーションパターンが層にアブレーションされている状態の、図１に示される層の上面図である。

【図5】テーパ状開口部のアブレーションの異なる段階を示す側面断面図である。

【図6】テーパ状開口部のアブレーションの異なる段階を示す側面断面図である。

【図7】テーパ状開口部のアブレーションの異なる段階を示す側面断面図である。

【図8】マスクパターンが別個のマスク上に提供されている、層の同じ領域にわたる異なる走査のための複数のマスクパターンを示している。

【図9】マスクパターンが同じマスクの異なる領域上に提供されている、層の同じ領域にわたる異なる走査のための複数のマスクパターンを示している。

【図10】レーザエネルギー密度（フルエンス）を減少または増加させることによって形成される異なる開口部テーパプロファイルを示す側面断面図である。

【図11】レーザエネルギー密度（フルエンス）を減少または増加させることによって形成される異なる開口部テーパプロファイルを示す側面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１は、レーザアブレーションを実行するための例示的な装置２を示している。装置２は、超高速パルスレーザビーム８を提供するように構成された紫外線レーザ６を使用する。超高速パルスレーザビーム８は、２０ピコ秒未満、任意選択で１５ピコ秒未満、任意選択で１０ピコ秒未満、任意選択で８ピコ秒未満、任意選択で６ピコ秒未満、任意選択で５ピコ秒未満のパルス長を有する。（図２に示される）アブレーションパターン１８を画定するマスク１０が提供される。処理される材料層４は、支持体１２（例えば、基板）上に提供される。支持体１２は、支持体１２をレーザビーム８の下の異なる位置にステッピングさせるための可動テーブル（図示せず）上に提供することができる。マスク１０を通して層４上にレーザビーム８を方向付ける光学システム１３が提供される。光学システム１３は、アブレーションパターン１８の一部を層４上に画像化する。

【0017】

走査装置１４は、マスク１０上でレーザビーム８を走査して、マスク１０によって画定されるアブレーションパターン１８の異なる部分を、層４の異なるそれぞれの領域に順次画像化する。それによってアブレーションパターンに対応する構造が、層４内にアブレーションされる。レーザビーム８は、通常、（例えば、適切な走査光学系による）レーザ６またはマスク１０の対応する動きなしにマスク１０上を走査される。

【0018】

紫外線波長の使用により、複雑なおよび／または高価な光学系を必要とせずに、高解像度で層４内に構造を形成することができる。通常、最高１０００ｄｐｉの解像度が形成され、これには、例えば、約３μｍ以下のクリティカルディメンジョンを有するくぼみまたは開口部などのフィーチャーが含まれる。

【0019】

装置２は、装置２の全体的な動作を制御するためのコントローラ１５をさらに含むことができる。コントローラ１５は、（例えば、レーザがいつオンおよびオフになるかを制御するため、および／または１パルスあたりのエネルギーまたはパルス繰り返し率などのレーザのパラメータを変更するために）レーザ６、走査装置１４、および（例えば、焦点高さを制御するために）光学システム１３、ならびに（例えば、可動テーブルおよび関連するモータを介して）レーザ６に対する支持体１２の移動の操作を制御することができる。

【0020】

一実施形態では、装置２は、マスク１０から下流の（例えば、レンズを含む）光学系１６をさらに含む。光学系１６は、マスク１０からのレーザ放射８を層４上に集束させることができる。一実施形態では、光学系１６は、マスク１０と層４との間に縮小を提供する。したがって、アブレーションによって層４上に形成されるフィーチャーは、マスク１０内の対応するフィーチャーよりも小さい。このアプローチにより、マスク１０でより広い面積にわたってレーザエネルギーを分配しながら、層４内に高解像度パターンを形成することができる。したがって、レーザエネルギー密度（フルエンス）は、マスク１０では、そうでない場合よりも低くなる。これにより、より高いレーザパルスエネルギーおよびより高いレーザ出力を使用することが可能になり、これは、マスク１０に損傷を与えるリスクなしにスループットを向上させる。さらに、マスク１０は、層４で必要とされるパターンよりも低い解像度で製造することができ、これによりマスク１０の製造が容易になる。

【0021】

いくつかの実施形態では、マスク１０のアブレーションパターンに対応する層４内のアブレーション生成構造は、層４の開口部の規則的なアレイを含む。層４のアレイのピッチは、非常に小さく、例えば１０ミクロン以下にすることができる。開口部の少なくとも１つのサブセットのすべては、略同じサイズおよび形状を有する、および／または別の方法で、ＯＬＥＤベースのディスプレイの製造に使用するためのＦＭＭの全部または一部を形成するのに適した方法で構成することができる。図２は、そのようなアブレーションパターンを形成するための例示的なマスク１０の上面図である。この例におけるマスク１０は、透明領域２０の規則的なアレイを含む。各々の透明領域２０は、層４に形成されるそれぞれの開口部に対応する。マスク１０上の透明領域２０のピッチは、通常、縮小により層４内の対応する開口部のピッチよりも大きい。説明を容易にするために、図２のマスク１０は、比較的少数の透明領域２０のみを含む。実際には、マスクごとにより多く（例えば、以下に説明するように、１０００００以上）の透明領域２０が提供される可能性が高い。

【0022】

いくつかの実施形態では、マスク１０内のアブレーションパターン１８の各々の画像化部分は、層４内に複数の開口部を形成することに寄与する。複数の開口部は、好ましくは、少なくとも１００個の開口部を含むことができる。例えば、層４内の各々の開口部は、マスク１０上の対応する透明領域２０を通してレーザ放射を方向付けることによって（部分的または完全に）形成することができ、アブレーションパターン１８の画像化部分は、マスク１０上の複数（例えば、１００以上）のそのような透明領域２０を同時に照射することによって形成することができる。このように多数の透明領域２０を同時に照射することにより、同時に層４内の多数の開口部の形成に寄与することが可能である。これにより、利用可能なレーザパルスエネルギーを最大限に活用し、スループットを向上させることができる。走査するステップと組み合わせると、非常に多くの開口部をすばやく形成することができる。アブレーションパターンの異なる部分の連続的な画像化は、例えば、それぞれが少なくとも１００個の開口部に寄与するアブレーションパターンの１０００個以上の部分を介して、層内に少なくとも１００００個の開口部を形成することに寄与することができる。

【0023】

図２に概略的に示される例では、マスク１０によって画定されるアブレーションパターン１８は、正方形の透明領域２０のアレイを含む。他の実施形態では、透明領域２０は、他の形状を有して、それにより、層４内に異なる形状のフィーチャーまたは開口部を形成することができる。透明領域２０は、例えば、長方形、円形、または楕円形とすることができる。

【0024】

図３は、（レーザ６から見た）走査するステップ中のマスク１０上のレーザビームスポット９の例示的な走査経路２２を示している。レーザビームスポット９は、任意の所与の時間にレーザビーム８によって照射され、その時点で層４上に画像化されるアブレーションパターンの対応する部分（「画像化部分」）を画定するマスク１０の部分である。走査経路２２は、ラスター走査として説明することができる。他の走査経路を使用してもよい。走査経路２２は、層４内で構造が必要とされない領域を回避するように適合することができる。走査経路２２は、使用されるレーザ６の性質（例えば、出力および／またはマスク１０でのスポットサイズ９）、マスク１０内のアブレーションパターン１８、および／または層４の特性などの他の要因を追加的または代替的に考慮することができる。

【0025】

図４は、マスク１０（例えば、開口部の正方形アレイ）によって画定されたアブレーションパターン１８に対応する構造２４の層４内へのアブレーション後の層４の上面図である。構造２４は、マスク１０上での単一の走査によって、またはマスク上での複数の走査によって形成することができる。例えば、マスク１０上の第１の走査において、構造のフィーチャーの少なくとも１つのサブセットは、層４を通してそれらの意図された深さの一部のみまでアブレーションされ、それにより、部分的に形成されたフィーチャーを提供することができる。走査プロセスを繰り返すことにより、各々の部分的に形成されたフィーチャーが完全に形成されるまで（例えば、開口部が層４を完全に貫通して延在するようにさせるために）、各々の部分的に形成されたフィーチャーを複数回照射することができる。このアプローチは、有利には、連続するアブレーションプロセス間で熱を放散させ、それにより、アブレーションの標的領域の外側の領域への望ましくない損傷を防ぐのに役立てることができる。一実施形態では、レーザビームスポット９は、図３を参照して上で論じたように走査経路２２に沿って複数回走査される。複数の走査は、プロセス中にマスク１０と層４との間に相対的な動きが提供されることなく実行することができる。

【0026】

図４に示されるように、１つのマスク１０によって提供されるアブレーションパターン１８に対応する構造２４は、処理される層４の小さな部分のみをカバーすることができる。したがって、この方法を繰り返して、層４の他の必要な部分を処理することができる。一実施形態では、ステップアンドスキャンプロセスが使用され、それによって、構造２４が、マスク１０に対して第１の位置に提供される層４で形成される。次に、層４をマスク１０に対して第２の位置に移動させるために（通常、層４を移動し、マスク１０および光学系１６を所定の位置に維持したままにすることによって）、層４とマスク１０との間に相対運動が提供され、走査プロセスが繰り返されて、前に形成されたインスタンスに隣接する構造２４の別のインスタンスを形成する。次に、このプロセスを繰り返して、層４全体を処理することができる。したがって、層４上の複数の異なる位置でアブレーションパターンに対応する構造をアブレーションするために、上記の方向付けするステップおよび走査するステップを、マスク１０に対する層４の複数の異なる位置に対して繰り返し、それにより、層４をステッピングすることなしに可能であるよりもはるかに大きな構造を層４に構築することができる。

【0027】

一実施形態では、図５～図７に示されるように、アブレーションによって形成された構造２４の開口部２５の各々は、レーザビーム８の下流方向に減少する断面積を有するようにテーパ状になっている。一実施形態では、テーパは、マスク１０を通してレーザビーム８を層４上に方向付けることと、複数の異なるマスクパターンに対してマスク１０上でレーザビーム８を走査することとを繰り返すことによって制御され、各々のマスクパターンは、異なる深さでのテーパ状の開口部２５の断面領域を画定する。例えば、第１のマスクパターンは、層４に形成されるそれぞれの複数の開口部２５に対応する第１の複数の透明領域２０を備えてもよく、第２のマスクパターンは、同じそれぞれの複数の開口部２５に対応する第２の複数の透明領域２０を備えてもよく、第３のマスクパターンは、同じそれぞれの複数の開口部２５に対応する第３の複数の透明領域２０を備えてもよく、第１のマスクパターンの透明領域２０は、第２のマスクパターンの透明領域２０よりも大きく、第２のマスクパターンの透明領域は、第３のマスクパターンの透明領域２０よりも大きい。第１のマスクパターンを使用した処理の例示的な結果は、直径２６を有する浅いくぼみが形成される図５に概略的に示されている。第２のマスクパターンを使用した処理の例示的な結果は、くぼみが深められ、より狭い直径２８を有する図６に概略的に示されている。第３のマスクパターンを使用した処理の例示的な結果は、アブレーションが層４を貫通し、くぼみ２５の最も深い点で直径３０のテーパ状開口部２５を形成した図７に概略的に示されている。第１、第２、および第３のマスクパターンの透明領域のサイズの変化は、テーパに沿った異なる点で直径２６、２８、および３０に影響を与えるため、テーパプロファイルを高精度で制御できる。

【0028】

異なるそれぞれのアブレーションパターンを画定する複数のマスクパターンに対して方向付けするステップと走査するステップとを繰り返すアプローチは、形成される構造が開口部の規則的な配列であり、異なるアブレーションパターンが開口部の異なる深さに対応する場合に限定されない。このアプローチは、異なる構造またはより複雑な構造に適用され得る。このアプローチは、くぼみまたは開口部の深さの関数として、層４内のくぼみまたは開口部の形状を制御することに利点がある場合はいつでも有用である。深さの関数として形状の制御を達成するために、通常、方向付けするステップと走査するステップの繰り返しは、層４の同じまたは重複する領域に異なるレーザアブレーションパターンの適用をもたらすことが望ましいであろう。典型的には、これは、マスク１０と層４との間の相対位置を変更することなく、例えばそれが毎回処理される層４の同じ部分になるように、方向付けおよび走査を繰り返すことを含むであろう。複数のマスクパターンは、図８に概略的に示されるように、別個のマスク１０１、１０２、および１０３上に、または図９に概略的に示されるように、同じマスク１０上の異なる領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃとして提供することができる。

【0029】

テーパを制御するための他のアプローチは、上記と組み合わせて、または代替として使用することができる。例えば、一クラスの実施形態では、テーパは、マスク１０上へのレーザビーム８のフルエンス（パルスエネルギー密度－レーザパルスのエネルギーをレーザパルスが照射している面積で割ったもの）を制御することによって少なくとも部分的に制御される。例えば、レーザビーム８は、マスク１０上で複数回走査することができ、走査のうちの少なくとも２つは、異なるフルエンスで実行される。層４に入射するときのレーザビーム８のフルエンスは、層内のアブレーションされたポケットの壁のテーパ角度に影響を与える。フルエンスが高いほど、テーパ角度が小さくなる（鉛直方向が大きくなる）。フルエンスが低いほど、テーパ角度が大きくなる（鉛直方向が小さくなる）。層４内の深さの関数としてフルエンスを変化させる能力を提供することは、層４内に形成された構造の内部形状（例えば、テーパプロファイル）を調整するための有用な追加の自由度を提供する。

【0030】

上記に基づいて、一クラスの実施形態では、１つ以上の開口部の各々に対して、マスク１０でのレーザビーム８のフルエンスは、開口部の形成中に変化する。マスク１０でのフルエンスを変化させると、層４でフルエンスの対応する変化が生じる。変化は、層４内の異なる深さにある開口部の部分の形成中に、マスク（したがって層４）でのフルエンスが異なるようなものであり、それにより、層４内における深さの関数としての開口部のテーパ角度の変化を制御する。

【0031】

一例の手順では、マスク１０上での第１の走査は、マスク１０で第１のフルエンスを提供するレーザビーム８を用いて実行される。走査は、例えば、図３を参照して上記したような走査経路２２をたどることができる。レーザビーム８のフルエンスは、マスク１０上でのこの第１の走査の後、（図５の状況と同様に）層４に形成された構造が層４の途中までしか延在しないようなものとすることができる。次に、マスク１０上での第２の走査が、第１のフルエンスよりも低い第２のフルエンスを提供するレーザビーム８を用いて実行される。この走査の結果、第１の走査で形成された構造が深くされる。しかしながら、第２の走査中のレーザビーム８のより低いフルエンスのために、テーパ角度もまた増加する。次に、マスク１０上での第３の走査が、第２のフルエンスよりも低い第３のフルエンスを提供するレーザビーム８を用いて実行される。この走査の結果は、アブレーションが層４の反対側に突破するまで、第２の走査で形成された構造が深くされることである。第３の走査中のレーザビーム８のより低いフルエンスは、新しく到達した深さで、テーパ角度がさらに増加することを意味する。図１０は、このような方法で作成された開口部のプロファイルを示している。したがって、このアプローチは、開口部のテーパの形状を制御するための代替または追加の方法を提供する。この実施形態は、３つの走査を参照することによって例示されてきたが、任意の数の走査を使用することができる。さらに、フルエンスは必ずしも上記の方法で調整する必要はなく、代わりに任意の適切な方法で変更することができる。連続走査でフルエンスが徐々に増加すると、図１１に示すタイプの開口部プロファイルが作成される。さらに、レーザビーム８のフルエンスは、少なくとも２つの走査において差がある限り、すべての走査で異なる必要はない。フルエンスは、異なる走査間で増加または減少させることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【外国語明細書】