知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-30
(45)【発行日】2023-12-08
(54)【発明の名称】レーザー加工装置およびレーザー加工方法
(51)【国際特許分類】
B23K 26/16 20060101AFI20231201BHJP
B23K 26/12 20140101ALI20231201BHJP
B23K 26/00 20140101ALI20231201BHJP
B23K 26/351 20140101ALI20231201BHJP
【ＦＩ】
B23K26/16
B23K26/12
B23K26/00 M
B23K26/351
【請求項の数】
24
(21)【出願番号】P 2019208971
(22)【出願日】2019-11-19
(65)【公開番号】P2021079405
(43)【公開日】2021-05-27
【審査請求日】2022-09-22
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106518
【弁理士】
【氏名又は名称】松谷 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100132241
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 博史
(74)【代理人】
【識別番号】100113170
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 和久
(72)【発明者】
【氏名】早田 博
(72)【発明者】
【氏名】小林 勇治
(72)【発明者】
【氏名】恒吉 拓央
【審査官】松田 長親
(56)【参考文献】
【文献】特開昭５５－１１２１９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／０６４７１６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平１１－１２３５７６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ２６／００－２６／７０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部に加工対象物を配置する真空チャンバと、前記真空チャンバの外部から前記真空チャンバの壁に設けられた窓を介して前記加工対象物にレーザー光を照射するレーザー光照射部と、
前記真空チャンバの内部において、前記加工対象物の加工領域を囲む壁と前記レーザー光を透過させる透明体とを有し、前記加工領域を覆う加工粉捕捉ユニットと、
を備え、
前記真空チャンバの内部において、真空チャンバを大気圧に戻すことなく前記加工粉捕捉ユニットを交換する交換機構をさらに備えた、レーザー加工装置。
【請求項2】
内部に加工対象物を配置する真空チャンバと、
前記真空チャンバの外部から前記真空チャンバの壁に設けられた窓を介して前記加工対象物にレーザー光を照射するレーザー光照射部と、
前記真空チャンバの内部において、前記加工対象物の加工領域を囲む壁と前記レーザー光を透過させる透明体とを有し、前記加工領域を覆う加工粉捕捉ユニットと、
開閉可能なゲートバルブを介して前記真空チャンバと連通可能なロードロック室と、
前記加工粉捕捉ユニットを前記ゲートバルブを通して、前記真空チャンバと前記ロードロック室との間で移動させる移動機構と、
を備えた、レーザー加工装置。
【請求項3】
前記ロードロック室の内部で前記加工粉捕捉ユニットをガスクリーニングするクリーニング機構をさらに備えた、請求項２に記載のレーザー加工装置。
【請求項4】
内部に加工対象物を配置する真空チャンバと、
前記真空チャンバの外部から前記真空チャンバの壁に設けられた窓を介して前記加工対象物にレーザー光を照射するレーザー光照射部と、
前記真空チャンバの内部において、前記加工対象物の加工領域を囲む壁と前記レーザー光を透過させる透明体とを有し、前記加工領域を覆う加工粉捕捉ユニットと、
前記レーザー光を透過する前記透明体の傾きを検出する傾斜検出機構と、
を備えた、レーザー加工装置。
【請求項5】
内部に加工対象物を配置する真空チャンバと、
前記真空チャンバの外部から前記真空チャンバの壁に設けられた窓を介して前記加工対象物にレーザー光を照射するレーザー光照射部と、
前記真空チャンバの内部において、前記加工対象物の加工領域を囲む壁と前記レーザー光を透過させる透明体とを有し、前記加工領域を覆う加工粉捕捉ユニットと、
前記加工対象物の一つの前記加工領域を覆う前記加工粉捕捉ユニットを他の加工領域に移動させる加工粉捕捉ユニット移動機構と、
を備えた、レーザー加工装置。
【請求項6】
内部に加工対象物を配置する真空チャンバと、
前記真空チャンバの外部から前記真空チャンバの壁に設けられた窓を介して前記加工対象物にレーザー光を照射するレーザー光照射部と、
前記真空チャンバの内部において、前記加工対象物の加工領域を囲む壁と前記レーザー光を透過させる透明体とを有し、前記加工領域を覆う加工粉捕捉ユニットと、
を備え、
前記加工粉捕捉ユニットは、前記加工対象物の複数の加工領域をそれぞれ覆っている複数のサブ捕捉ユニットを有する、レーザー加工装置。
【請求項7】
前記加工対象物を前記真空チャンバとの間で搬入及び搬出する加工対象物用ロードロック室と、前記加工対象物用ロードロック室と前記真空チャンバとの間で複数のサブ捕捉ユニットを有する前記加工粉捕捉ユニットを搬入及び搬出する加工粉捕捉ユニット搬入搬出機構と、
をさらに備えた、請求項５又は６に記載のレーザー加工装置。
【請求項8】
内部に加工対象物を配置する真空チャンバと、
前記真空チャンバの外部から前記真空チャンバの壁に設けられた窓を介して前記加工対象物にレーザー光を照射するレーザー光照射部と、
前記真空チャンバの内部において、前記加工対象物の加工領域を囲む壁と前記レーザー光を透過させる透明体とを有し、前記加工領域を覆う加工粉捕捉ユニットと、
を備え、
前記壁と前記透明体とは、樹脂からなっており、連続送り機構で送られる、レーザー加工装置。
【請求項9】
前記真空チャンバの内部において、真空チャンバを大気圧に戻すことなく前記加工粉捕捉ユニットを交換する交換機構をさらに備えた、請求項２から８のいずれか一項に記載のレーザー加工装置。
【請求項10】
開閉可能なゲートバルブを介して前記真空チャンバと連通可能なロードロック室と、
前記加工粉捕捉ユニットを前記ゲートバルブを通して、前記真空チャンバと前記ロードロック室との間で移動させる移動機構と、
をさらに備えた、請求項１、４から８のいずれか一項に記載のレーザー加工装置。
【請求項11】
前記レーザー光を透過する前記透明体の傾きを検出する傾斜検出機構をさらに備えた、請求項１から３、５から８のいずれか一項に記載のレーザー加工装置。
【請求項12】
前記加工対象物の一つの前記加工領域を覆う前記加工粉捕捉ユニットを他の加工領域に移動させる加工粉捕捉ユニット移動機構をさらに備えた、請求項１から４、６、８のいずれか一項に記載のレーザー加工装置。
【請求項13】
前記加工粉捕捉ユニットは、前記加工対象物の複数の加工領域をそれぞれ覆っている複数のサブ捕捉ユニットを有する、請求項１から５、８のいずれか一項に記載のレーザー加工装置。
【請求項14】
前記壁と前記透明体とは、樹脂からなっており、連続送り機構で送られる、請求項１から７のいずれか一項に記載のレーザー加工装置。
【請求項15】
前記レーザー光を透過する前記透明体は、樹脂またはガラスである、請求項１から７のいずれか一項に記載のレーザー加工装置。
【請求項16】
前記透明体は、連続送り機構で送られるフィルム又はガラスである、請求項１から７のいずれか一項に記載のレーザー加工装置。
【請求項17】
前記レーザー光照射部は、前記レーザー光を鉛直下方から前記加工対象物に向かって照射する、請求項１から１６のいずれか一項に記載のレーザー加工装置。
【請求項18】
前記加工領域を囲む前記壁は、前記加工領域を含むより大きな面積を囲んでいると共に、前記透明体は、前記加工領域の上部のみに設けられている、請求項１から１７のいずれか一項に記載のレーザー加工装置。
【請求項19】
前記加工領域を囲む前記壁と前記透明体とで画成される空間は、前記真空チャンバの内部と連通されており、かつ、前記壁は、前記加工領域が前記真空チャンバの側から直線的に到達できないラビリンス構造を構成している、請求項１から１８のいずれか一項に記載のレーザー加工装置。
【請求項20】
前記レーザー光を透過する前記透明体は、前記加工領域より大きい、請求項１から１９のいずれか一項に記載のレーザー加工装置。
【請求項21】
加工対象物の加工領域を囲む壁とレーザー光を透過させる透明体とを有し前記加工領域を覆う加工粉捕捉ユニットを設けた前記加工対象物を真空チャンバの内部に配置する工程と、前記レーザー光を透過する前記透明体を介して前記加工対象物の前記加工領域に前記レーザー光を照射してレーザー加工する工程と、
前記透明体を介してレーザー光を照射して、前記壁又は前記透明体に付着したアブレーション膜を除去する工程と、
を含む、レーザー加工方法。
【請求項22】
レーザー加工の加工対象物の加工領域を覆う加工粉捕捉ユニットであって、加工対象物の加工領域を囲む壁と、
レーザー光を透過させる透明体と、
を備え、
前記加工対象物の複数の加工領域をそれぞれ覆っている複数のサブ捕捉ユニットを有する、加工粉捕捉ユニット。
【請求項23】
前記加工領域を囲む前記壁は、前記加工領域を含むより大きな面積を囲んでいると共に、前記透明体は、前記加工領域の上部のみに設けられている、請求項２２に記載の加工粉捕捉ユニット。
【請求項24】
前記加工領域を囲む前記壁と前記透明体とで画成される空間は、前記加工粉捕捉ユニットの外側と連通されており、かつ、前記壁は、前記加工領域が前記加工粉捕捉ユニットの外側から直線的に到達できないラビリンス構造を構成している、請求項２２又は２３に記載の加工粉捕捉ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、真空中で加工対象物をレーザー加工するレーザー加工装置およびレーザー加工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
スマートフォンの表示画面として用いられる有機ＥＬディスプレイの加工などには、真空中で有機ＥＬ基板をレーザー加工する装置が用いられている。有機ＥＬディスプレイは、自発光であるため視認性、軽量性、耐衝撃性などに優れ、スマートフォンやタブレットなどの情報機器の表示画面への利用が進んでいる。
【0003】
有機ＥＬ基板は、ガラスまたは樹脂の基板の上に、ＴＦＴ層、有機層、電極層、封止層を形成した構造になっている。有機層は、電子注入層、電子輸送層、有機ＥＬ発光層、正孔輸送層、正孔注入層などから成り立っている。表示機能は、ＴＦＴ層、有機層、電極層によって担われるが、有機層の材料は水分に触れると劣化するため、水分を遮断する封止層が必要となる。
【0004】
また、有機層を形成する際は真空蒸着が使用され、封止層が形成されるまでは真空内で製造される。一方、近年、スマートフォンのデザイン性を高めるニーズがあり、有機層の一部を真空内でレーザーを用いて除去する加工装置が必要になっている。
【0005】
有機層をレーザーで除去するレーザー加工装置としては、例えば、特許文献１や特許文献２に記載された加工装置がある。
【0006】
図１４を用いて従来技術を説明する。図１４は、従来のレーザー加工装置の内部構造を示す概略図である。
図１４において、従来のレーザー加工装置では、まず、有機層を真空蒸着するための真空チャンバ５３を用いる。真空チャンバ５３内には有機層の蒸着源５４がＴＦＴ層が形成された有機ＥＬ基板１１に対向して配置されている。有機ＥＬ基板１１は、図示されていないロードロック室から図示されていない搬送機構によって真空チャンバ５３に搬入される。ここでロードロック室とは内部の圧力を真空圧や大気圧に調整できる真空チャンバである。蒸着源５４からは有機ＥＬ発光層の材料が蒸発し、基板上に有機ＥＬ発光層が形成される。また、有機ＥＬ発光層上の電極層も蒸着源５４によって形成される。蒸着源５４は層構成に応じて複数ある。また、ここではスパッタ源も蒸着源に含む。
図１４において、従来のレーザー加工装置では、まず、有機層を真空蒸着するための真空チャンバ５３を用いる。真空チャンバ５３内には有機層の蒸着源５４がＴＦＴ層が形成された有機ＥＬ基板１１に対向して配置されている。有機ＥＬ基板１１は、図示されていないロードロック室から図示されていない搬送機構によって真空チャンバ５３に搬入される。ここでロードロック室とは内部の圧力を真空圧や大気圧に調整できる真空チャンバである。蒸着源５４からは有機ＥＬ発光層の材料が蒸発し、基板上に有機ＥＬ発光層が形成される。また、有機ＥＬ発光層上の電極層も蒸着源５４によって形成される。蒸着源５４は層構成に応じて複数ある。また、ここではスパッタ源も蒸着源に含む。
【0007】
次に、基板はレーザー加工用の真空チャンバ１に送られる。電極層形成前にレーザー加工用の真空チャンバ（図示せず）に送られ、レーザー加工後、封止層形成前に電極層を形成する場合もある。有機ＥＬ材料は水分によって劣化するので有機ＥＬ基板１１は真空雰囲気を通って真空チャンバ１に搬送される。真空チャンバ１の圧力は１０－５Ｐａ程度である。
【0008】
レーザー加工用の真空チャンバ１ではレーザー発振器２から出たレーザー光７を集光レンズ４を使い、有機層１４に焦点を合わせてレーザー加工する。レーザー光７は真空チャンバ１の外部からガラス窓８を通して真空チャンバ１内に導入される。レーザー光７によって有機層１４を所望の形に除去するために集光レンズ４の前にガルバノスキャナー３などを配置し、レーザー光７を基板上で走査するのが一般的である。
【0009】
有機層にレーザー光が照射されると有機層はアブレーションされ有機層の原子や分子が飛散し、有機層はエッチング加工される。レーザー光によって除去する有機層の厚みは１０ｎｍ～１０００ｎｍ程度である。レーザー光を照射された有機層はアブレーションされ、原子や分子の状態で周囲に飛び散る。飛び散った有機層は周囲に付着したり、再結合して粉状のレーザー加工粉となる。また、レーザー加工のエネルギーの一部は熱となり熱影響による加工粉を生成する。
【0010】
飛び散った有機層がガラス窓８に付着したり、レーザー加工粉がガラス窓８上に積もると、レーザー光７の導入を妨げ所望の加工ができなかったり、ガルバノスキャナーでレーザー光を走査した際にレーザー加工粉が影を作り所望の形状に加工できなかったりする問題がある。このような問題を防ぐために特許文献１においては基板１１とガラス窓８との間にフィルム５１を配置し、加工粉が溜まったら、フィルム巻き取り機構５５でフィルムを送るという技術が開示されている。
【0011】
また、特許文献３においてはレーザー導入ガラスの付着物対策としてガラスの前に回転可能な透明プレートを設置し付着量に応じて回転させる技術が開示されている。
レーザー加工された基板１１は、封止層成膜用の真空チャンバ７５に送られる。封止層成膜用の真空チャンバ７５にはプラズマ源７６が配置されており、プラズマＣＶＤによってＳｉＮなどの封止層７７を成膜する。特許文献２に記載されているように、有機層の上に水分を通さない膜を成膜することで、有機ＥＬディスプレイの表示パネルとしての寿命を確保する。
レーザー加工された基板１１は、封止層成膜用の真空チャンバ７５に送られる。封止層成膜用の真空チャンバ７５にはプラズマ源７６が配置されており、プラズマＣＶＤによってＳｉＮなどの封止層７７を成膜する。特許文献２に記載されているように、有機層の上に水分を通さない膜を成膜することで、有機ＥＬディスプレイの表示パネルとしての寿命を確保する。
【0012】
封止層が成膜された基板１１は、図示していないロードロック室を経て、真空環境から大気環境に取り出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【文献】ＷＯ２０１５／０６４７１６号公報
【文献】ＷＯ２０１２／０８１６２５号公報
【文献】特開２０１３－２１４５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
しかしながら、従来の技術では、レーザーアブレーションされた原子や分子、およびそれらが再結合した加工粉が基板１１に付着するという問題があった。
特に有機ＥＬ基板の製造においては基板に加工粉が付着すると、封止層を成膜しても加工粉が影をつくり封止できない箇所が発生する。そのため有機層の劣化を引き起こし、有機ＥＬディスプレイ内に発光できない部分が発生するが、従来技術では十分に加工粉の付着を抑制できなかった。近年このようにレーザー加工装置において、加工粉の付着に関する要求は厳しくなっているが従来の技術では十分対応できていなかった。
特に有機ＥＬ基板の製造においては基板に加工粉が付着すると、封止層を成膜しても加工粉が影をつくり封止できない箇所が発生する。そのため有機層の劣化を引き起こし、有機ＥＬディスプレイ内に発光できない部分が発生するが、従来技術では十分に加工粉の付着を抑制できなかった。近年このようにレーザー加工装置において、加工粉の付着に関する要求は厳しくなっているが従来の技術では十分対応できていなかった。
【0015】
図１４に示す特許文献１の装置ではフィルム５１についた加工粉の付着は抑制できるが、基板１１とフィルム５１との間から基板の加工領域以外の部分に着く加工粉や、基板１１とフィルム５１との間を通って真空チャンバ１や真空チャンバに固定された部品についた加工粉の付着は防ぐことができない。
【0016】
なお、アブレーションされた原子や分子が真空チャンバや真空チャンバに固定された部分に付着・堆積し剥がれて浮遊したものも加工粉と呼ぶ。すなわち、アブレーションされた原子や分子が再結合して粉状になったもの、アブレーションの周辺の熱影響でできた粉状のもの、及び、アブレーションされた原子や分子が部品など付着した後、剥がれて粉状になったもの、を加工粉と呼ぶ。これらの加工粉は、真空チャンバの機械振動や圧力変動などによって基板に付着し有機ＥＬディスプレイの劣化の原因となる。
【0017】
従来技術においては、真空チャンバを大気開放しメンテナンスすることで、真空チャンバに固定された部分からの加工粉の再付着を抑制していた。すなわち、パージ機構６からＮ２を導入し、真空チャンバ１内を大気圧に戻し、アブレーションされた原子や分子が真空チャンバや真空チャンバに固定された部品に付着したアブレーション膜やそれが厚く堆積し剥がれた加工粉を拭き取ったり、掃除機等で吸い取ったりしていた。また、剥がれが発生する部分を図１４に示すような着脱可能な部品５２とし、交換することで、加工粉の基板１１への付着を抑制してきた。
【0018】
しかしながら、真空チャンバ１を大気圧に戻した後、生産するためには、再び真空引きしなければならない。一方、有機ＥＬ基板は１ｍ×１ｍ程度の大きさがあるのでレーザー加工用の真空チャンバ１を有機層が劣化しない１０－５Ｐａ程度まで真空引きするには１時間以上の時間が必要で、レーザー加工装置の稼働率が低くくなり、生産性が低いという問題があった。
【0019】
本発明は、この従来技術の課題を解決するもので、真空中で加工対象物をレーザー加工する場合において、加工粉の加工対象物への付着を低減するとともに、加工粉除去メンテナンスによる稼働率低下を抑制することができるレーザー加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0020】
上記目的を達成するために、本発明に係るレーザー加工装置は、内部に加工対象物を配置する真空チャンバと、
前記真空チャンバの外部から前記真空チャンバの壁に設けられた窓を介して前記加工対象物にレーザー光を照射するレーザー光照射部と、
前記真空チャンバの内部において、前記加工対象物の加工領域を囲む壁と前記レーザー光を透過させる透明体とを有し、前記加工領域を覆う加工粉捕捉ユニットと、
を備える。
前記真空チャンバの外部から前記真空チャンバの壁に設けられた窓を介して前記加工対象物にレーザー光を照射するレーザー光照射部と、
前記真空チャンバの内部において、前記加工対象物の加工領域を囲む壁と前記レーザー光を透過させる透明体とを有し、前記加工領域を覆う加工粉捕捉ユニットと、
を備える。
【0021】
本発明に係るレーザー加工方法は、加工対象物の加工領域を囲む壁とレーザー光を透過させる透明体とを有し前記加工領域を覆う加工粉捕捉ユニットを設けた前記加工対象物を真空チャンバの内部に配置する工程と、
前記レーザー光を透過する前記透明体を介して前記加工対象物の前記加工領域に前記レーザー光を照射してレーザー加工する工程と、
を含む。
前記レーザー光を透過する前記透明体を介して前記加工対象物の前記加工領域に前記レーザー光を照射してレーザー加工する工程と、
を含む。
【0022】
本発明に係る加工粉捕捉ユニットは、レーザー加工の加工対象物の加工領域を覆う加工粉捕捉ユニットであって、
加工対象物の加工領域を囲む壁と、
レーザー光を透過させる透明体と、
を備える。
加工対象物の加工領域を囲む壁と、
レーザー光を透過させる透明体と、
を備える。
【発明の効果】
【0023】
以上のように、本発明に係るレーザー加工装置によれば、加工領域を覆う加工粉捕捉ユニットを配置しているので、真空中で加工対象物をレーザー加工する場合において、加工粉の加工対象物への付着を低減するとともに、加工粉除去メンテナンスによる稼働率低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】実施の形態１に係るレーザー加工装置の内部構造を示す概略図である。
【図2】実施の形態１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニットの交換方法の一工程を示す概略図である。
【図3】実施の形態１の変形例１に係るレーザー加工装置の内部構造を示す概略図である。
【図4】実施の形態１の変形例２に係るレーザー加工装置の内部構造を示す概略図である。
【図5-a-1】実施の形態１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニットの内部構造を示す概略断面図である。
【図5-b-1】実施の形態２に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニットの内部構造を示す概略断面図である。
【図5-c-1】実施の形態２の変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニットの内部構造を示す概略断面図である。
【図6A】実施の形態２の変形例２に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニットの内部構造を示す概略断面図である。
【図6B】実施の形態２の変形例２に係るレーザー加工装置の内部構造を示す概略断面図である。
【図7】実施の形態２の変形例３に係るレーザー加工装置の内部構造を示す概略断面図である。
【図8】実施の形態３に係るレーザー加工装置の内部構造を示す概略断面図である。
【図9-a-1】実施の形態４に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニットが第１の加工領域の位置にある場合の鉛直下方から見た概略図である。
【図9-b-1】実施の形態４に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニットが第２の加工領域の位置にある場合の鉛直下方から見た概略図である。
【図9-c-1】実施の形態４に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニットが第３の加工領域の位置にある場合の鉛直下方から見た概略図である。
【図10-a-1】実施の形態４の変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニットを用いて第１の加工領域をレーザー加工する工程を示す概略図である。
【図10-b-1】実施の形態４の変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニットを用いて第２の加工領域をレーザー加工する工程を示す概略図である。
【図10-c-1】実施の形態４の変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニットを用いて第３の加工領域をレーザー加工する工程を示す概略図である。
【図11A】実施の形態４の変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニットを連結部で外枠を介して基板に連結した状態を示す概略図である。
【図12-1】実施の形態５に係るレーザー加工装置の内部構造を示す概略断面図である。
【図12-2】実施の形態５の変形例１に係るレーザー加工装置の内部構造を示す概略断面図である。
【図13】実施の形態５の変形例２に係るレーザー加工装置の内部構造を示す概略断面図である。
【図14】従来のレーザー加工装置の内部構造を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
第１の態様に係るレーザー加工装置は、内部に加工対象物を配置する真空チャンバと、
前記真空チャンバの外部から前記真空チャンバの壁に設けられた窓を介して前記加工対象物にレーザー光を照射するレーザー光照射部と、
前記真空チャンバの内部において、前記加工対象物の加工領域を囲む壁と前記レーザー光を透過させる透明体とを有し、前記加工領域を覆う加工粉捕捉ユニットと、
を備える。
前記真空チャンバの外部から前記真空チャンバの壁に設けられた窓を介して前記加工対象物にレーザー光を照射するレーザー光照射部と、
前記真空チャンバの内部において、前記加工対象物の加工領域を囲む壁と前記レーザー光を透過させる透明体とを有し、前記加工領域を覆う加工粉捕捉ユニットと、
を備える。
【0026】
本構成によって、レーザー加工時にアブレーションされ、飛散する原子分子や加工粉が加工粉捕捉ユニットの内部に留まり、真空チャンバ内の内壁に付着することがないので、基板等の加工対象物に付着することを抑制できる。また、レーザー加工時にアブレーションされた原子や分子、およびそれらが再結合した加工粉を捕捉する領域が、真空チャンバや真空チャンバに固定された部品に付着する領域と比べて狭い。そこで、真空チャンバを大気圧に戻さずとも加工粉捕捉ユニットを容易に交換することができる。これによって、加工粉除去メンテナンスによる稼働率低下を抑制することを目的とする。また、このレーザー加工装置を安価に提供することができる。
【0027】
第２の態様に係るレーザー加工装置は、上記第１の態様において、前記レーザー光照射部は、前記レーザー光を鉛直下方から前記加工対象物に向かって照射してもよい。
【0028】
第３の態様に係るレーザー加工装置は、上記第１又は第２の態様において、前記真空チャンバの内部において、真空チャンバを大気に戻すことなく前記加工粉捕捉ユニットを交換する交換機構をさらに備えてもよい。
【0029】
第４の態様に係るレーザー加工装置は、上記第１から第３のいずれかの態様において、開閉可能なゲートバルブを介して前記真空チャンバと連通可能なロードロック室と、
前記加工粉捕捉ユニットを前記ゲートバルブを通して、前記真空チャンバと前記ロードロック室との間で移動させる移動機構と、
をさらに備えてもよい。
上記構成によれば、ロードロック室を大気圧に戻したとしても、短時間で交換できる。これによって、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
前記加工粉捕捉ユニットを前記ゲートバルブを通して、前記真空チャンバと前記ロードロック室との間で移動させる移動機構と、
をさらに備えてもよい。
上記構成によれば、ロードロック室を大気圧に戻したとしても、短時間で交換できる。これによって、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
【0030】
第５の態様に係るレーザー加工装置は、上記第４の態様において、前記ロードロック室の内部で前記加工粉捕捉ユニットをガスクリーニングするクリーニング機構をさらに備えてもよい。
【0031】
第６の態様に係るレーザー加工装置は、上記第１から第５のいずれかの態様において、前記加工領域を囲む前記壁は、前記加工領域を含むより大きな面積を囲んでいると共に、
前記透明体は、前記加工領域の上部のみに設けられていてもよい。
前記透明体は、前記加工領域の上部のみに設けられていてもよい。
【0032】
第７の態様に係るレーザー加工装置は、上記第１から第６のいずれかの態様において、前記加工領域を囲む前記壁と前記透明体とで画成される空間は、前記真空チャンバの内部と連通されており、かつ、前記壁は、前記加工領域が前記真空チャンバの側から直線的に到達できないラビリンス構造を構成していてもよい。
【0033】
第８の態様に係るレーザー加工装置は、上記第１から第７のいずれかの態様において、前記レーザー光を透過する前記透明体は、前記加工領域より大きくてもよい。
【0034】
第９の態様に係るレーザー加工装置は、上記第１から第８のいずれかの態様において、前記レーザー光を透過する前記透明体は、樹脂またはガラスであってもよい。
【0035】
第１０の態様に係るレーザー加工装置は、上記第１から第９のいずれかの態様において、前記レーザー光を透過する前記透明体の傾きを検出する傾斜検出機構をさらに備えてもよい。
【0036】
第１１の態様に係るレーザー加工装置は、上記第１から第１０のいずれかの態様において、前記加工対象物の一つの前記加工領域を覆う前記加工粉捕捉ユニットを他の加工領域に移動させる加工粉捕捉ユニット移動機構をさらに備えてもよい。
【0037】
第１２の態様に係るレーザー加工装置は、上記第１から第１０のいずれかの態様において、前記加工粉捕捉ユニットは、前記加工対象物の複数の加工領域をそれぞれ覆っている複数のサブ捕捉ユニットを有してもよい。
【0038】
第１３の態様に係るレーザー加工装置は、上記第１１又は第１２の態様において、前記加工対象物を前記真空チャンバとの間で搬入及び搬出する加工対象物用ロードロック室と、
前記加工対象物用ロードロック室と前記真空チャンバとの間で複数のサブ捕捉ユニットを有する前記加工粉捕捉ユニットを搬入及び搬出する加工粉捕捉ユニット搬入搬出機構と、
をさらに備えてもよい。
前記加工対象物用ロードロック室と前記真空チャンバとの間で複数のサブ捕捉ユニットを有する前記加工粉捕捉ユニットを搬入及び搬出する加工粉捕捉ユニット搬入搬出機構と、
をさらに備えてもよい。
【0039】
第１４の態様に係るレーザー加工装置は、上記第１の態様において、前記透明体は、連続送り機構で送られるフィルム又はガラスであってもよい。
【0040】
第１５の態様に係るレーザー加工装置は、上記第１の態様において、前記壁と前記透明体とは、樹脂からなっており、連続送り機構で送られてもよい。
【0041】
第１６の態様に係るレーザー加工方法は、加工対象物の加工領域を囲む壁とレーザー光を透過させる透明体とを有し前記加工領域を覆う加工粉捕捉ユニットを設けた前記加工対象物を真空チャンバの内部に配置する工程と、
前記レーザー光を透過する前記透明体を介して前記加工対象物の前記加工領域に前記レーザー光を照射してレーザー加工する工程と、
を含む。
前記レーザー光を透過する前記透明体を介して前記加工対象物の前記加工領域に前記レーザー光を照射してレーザー加工する工程と、
を含む。
【0042】
第１７の態様に係るレーザー加工方法は、上記第１６の態様において、前記透明体を介してレーザー光を照射して、前記壁又は前記透明体に付着したアブレーション膜を除去する工程をさらに含んでもよい。
【0043】
第１８の態様に係る加工粉捕捉ユニットは、レーザー加工の加工対象物の加工領域を覆う加工粉捕捉ユニットであって、
加工対象物の加工領域を囲む壁と、
レーザー光を透過させる透明体と、
を備える。
加工対象物の加工領域を囲む壁と、
レーザー光を透過させる透明体と、
を備える。
【0044】
第１９の態様に係る加工粉捕捉ユニットは、上記第１８の態様において、前記加工領域を囲む前記壁は、前記加工領域を含むより大きな面積を囲んでいると共に、
前記透明体は、前記加工領域の上部のみに設けられていてもよい。
前記透明体は、前記加工領域の上部のみに設けられていてもよい。
【0045】
第２０の態様に係る加工粉捕捉ユニットは、上記第１８又は第１９の態様において、前記加工領域を囲む前記壁と前記透明体とで画成される空間は、前記加工粉捕捉ユニットの外側と連通されており、かつ、前記壁は、前記加工領域が前記加工粉捕捉ユニットの外側から直線的に到達できないラビリンス構造を構成していてもよい。
【0046】
第２１の態様に係る加工粉捕捉ユニットは、上記第１８から第２０のいずれかの態様において、前記加工対象物の複数の加工領域をそれぞれ覆っている複数のサブ捕捉ユニットを有してもよい。
【0047】
以下、実施の形態に係るレーザー加工装置について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
【0048】
（実施の形態１）
図１から図４を用いて本実施の形態１に係るレーザー加工装置１０について説明する。
図１は、本実施の形態１に係るレーザー加工装置１０の内部構造を示す概略図である。図では、鉛直上方をｚ方向、水平面内の一方向をｘ方向、ｘ方向に垂直なｙ方向を便宜上示している。
ここでは、一例として、有機ＥＬディスプレイを使用したスマートフォンのデザイン性を高めるために、有機ＥＬ基板の有機層を除去するレーザー加工装置１０を用いて説明する。ここで有機層は、電子注入層、電子輸送層、有機ＥＬ発光層、正孔輸送層、正孔注入層などから成り立っている。
図１から図４を用いて本実施の形態１に係るレーザー加工装置１０について説明する。
図１は、本実施の形態１に係るレーザー加工装置１０の内部構造を示す概略図である。図では、鉛直上方をｚ方向、水平面内の一方向をｘ方向、ｘ方向に垂直なｙ方向を便宜上示している。
ここでは、一例として、有機ＥＬディスプレイを使用したスマートフォンのデザイン性を高めるために、有機ＥＬ基板の有機層を除去するレーザー加工装置１０を用いて説明する。ここで有機層は、電子注入層、電子輸送層、有機ＥＬ発光層、正孔輸送層、正孔注入層などから成り立っている。
【0049】
図１において、このレーザー加工装置１０は、真空チャンバ１と、レーザー光照射部であるレーザー発振器２と、加工粉捕捉ユニット２３と、を備える。真空チャンバ１の内部には、加工対象物である有機ＥＬ基板１１を配置している。レーザー発振器２は、真空チャンバ１の外部から真空チャンバ１の壁に設けられたレーザー光導入ガラス８を介して加工対象物である有機ＥＬ基板１１の加工領域３１にレーザー光７を照射する。有機ＥＬ基板１１の加工領域３１は、例えばφ３ｍｍ～φ６ｍｍの円形状をしている。図１では、加工領域３１の有機層１４をエッチングした状態を示している。加工粉捕捉ユニット２３は、真空チャンバ１の内部において、有機ＥＬ基板１１の加工領域３１を囲む壁２１とレーザー光７を透過させる透明体２２とを有する。
【0050】
このレーザー加工装置１０では、加工粉捕捉ユニット２３によって、レーザー加工時にアブレーションされ、飛散する原子分子や加工粉が加工粉捕捉ユニット２３の内部に留まり、真空チャンバ１内の内壁に付着することがないので、有機ＥＬ基板１１に付着することを抑制できる。
【0051】
以下に、このレーザー加工装置１０を構成する部材について説明する。
【0052】
＜レーザー発振器＞
レーザー発振器２で有機ＥＬ基板１１の有機層を加工する際は、有機層が吸収する紫外波長のレーザー発振器を使用する。また、有機ＥＬ基板１１にダメージを与えないよう非熱加工が可能なパルスレーザーを使用する。パルスの幅は、例えば１ナノ秒以下である。レーザー発振器２からは、２枚のミラーからなるガルバノスキャナー３と、集光レンズ４と、によって、レーザー光導入ガラス８を介して真空チャンバ１内の有機ＥＬ基板１１にレーザー光７を導く。集光レンズには、ガルバノスキャナー３の制御を簡素にするためにｆθレンズが使用される。
レーザー発振器２で有機ＥＬ基板１１の有機層を加工する際は、有機層が吸収する紫外波長のレーザー発振器を使用する。また、有機ＥＬ基板１１にダメージを与えないよう非熱加工が可能なパルスレーザーを使用する。パルスの幅は、例えば１ナノ秒以下である。レーザー発振器２からは、２枚のミラーからなるガルバノスキャナー３と、集光レンズ４と、によって、レーザー光導入ガラス８を介して真空チャンバ１内の有機ＥＬ基板１１にレーザー光７を導く。集光レンズには、ガルバノスキャナー３の制御を簡素にするためにｆθレンズが使用される。
【0053】
＜真空チャンバ＞
真空チャンバ１内は、クライオポンプなどの排気装置５で１０－５Ｐａ程度まで排気する。パージ機構６で、Ｎ２を真空チャンバ１に導入することで真空チャンバ１を大気圧に戻す。なお、図１には、有機ＥＬ基板１１の搬送機構や装置の制御部は図示していない。
有機ＥＬ基板１１は、図１４と同様に、前工程である蒸着室から搬送され、レーザー加工後、封止層を形成するための別の真空チャンバへ搬送される。その後、有機ＥＬ基板１１を真空チャンバに導入するためのロードロック室から取り出される。図１には、図１４の５３で示した各層の蒸着に使用する真空チャンバや、図１４に示した封止層の成膜に使用する真空チャンバや、有機ＥＬ基板１１を封止層成膜用の真空チャンバ内に搬入し、封止層成膜後に大気中に取り出すためのロードロック室は図示していない。
真空チャンバ１内は、クライオポンプなどの排気装置５で１０－５Ｐａ程度まで排気する。パージ機構６で、Ｎ２を真空チャンバ１に導入することで真空チャンバ１を大気圧に戻す。なお、図１には、有機ＥＬ基板１１の搬送機構や装置の制御部は図示していない。
有機ＥＬ基板１１は、図１４と同様に、前工程である蒸着室から搬送され、レーザー加工後、封止層を形成するための別の真空チャンバへ搬送される。その後、有機ＥＬ基板１１を真空チャンバに導入するためのロードロック室から取り出される。図１には、図１４の５３で示した各層の蒸着に使用する真空チャンバや、図１４に示した封止層の成膜に使用する真空チャンバや、有機ＥＬ基板１１を封止層成膜用の真空チャンバ内に搬入し、封止層成膜後に大気中に取り出すためのロードロック室は図示していない。
【0054】
＜加工粉捕捉ユニット＞
加工粉捕捉ユニット２３は、加工領域３１を囲む壁２１とレーザー光７を透過する透明体２２とを有する。壁２１は、例えば、樹脂からなるものであってもよい。透明体２２は、レーザー光７を透過すればよく、例えば、樹脂、石英ガラスからなるものであってもよい。加工粉捕捉ユニット２３には、レーザー光７でアブレーションされた原子や分子が直接付着することもあれば、それらが再結合した加工粉が付着したり、アブレーションの周辺の熱影響で生成された加工粉が付着したりすることもある。
ここで、「アブレーション」とは、レーザー光のエネルギーを極小領域に集中させることで光の吸収により原子や分子の結合を分断し飛散させる加工方法であり、エネルギーがほとんど熱にならないので、加工対象物への熱ダメージを小さくできる。ただし、わずかではあるがアブレーションの周辺には熱の影響がでる。
加工粉捕捉ユニット２３は、加工領域３１を囲む壁２１とレーザー光７を透過する透明体２２とを有する。壁２１は、例えば、樹脂からなるものであってもよい。透明体２２は、レーザー光７を透過すればよく、例えば、樹脂、石英ガラスからなるものであってもよい。加工粉捕捉ユニット２３には、レーザー光７でアブレーションされた原子や分子が直接付着することもあれば、それらが再結合した加工粉が付着したり、アブレーションの周辺の熱影響で生成された加工粉が付着したりすることもある。
ここで、「アブレーション」とは、レーザー光のエネルギーを極小領域に集中させることで光の吸収により原子や分子の結合を分断し飛散させる加工方法であり、エネルギーがほとんど熱にならないので、加工対象物への熱ダメージを小さくできる。ただし、わずかではあるがアブレーションの周辺には熱の影響がでる。
【0055】
＜加工粉捕捉ユニットの交換機構＞
加工粉捕捉ユニットの交換機構４８は、真空チャンバ１とゲートバルブ４２を介したロードロック室４１内にある。この交換機構４８では、アーム４７を伸ばして真空チャンバ内１の加工粉捕捉ユニット２３を、新たな、又は、加工粉が除去された加工粉捕捉ユニット２４に交換することができる。加工粉捕捉ユニット２４は、ロードロック室４１内の交換装置４４のアーム４７の上に設けられた交換機構４８の上に配置される。アーム４７は、ゲートバルブ４２を介して真空チャンバ１内に延びて、その上の交換機構４８の上に配置した加工粉捕捉ユニット２４を真空チャンバ１内に移動させることができる。つまり、アーム４７は、加工粉捕捉ユニット２４を真空チャンバ１とロードロック室４１との間で移動させる移動機構ともいえる。また、アーム４７は、ゲートバルブ４３を介して外部に延びて、アーム４７の上の交換機構４８上に加工粉捕捉ユニット２４を配置できる。
ロードロック室４１は、排気機構４５とパージ機構４６とを有する。排気機構４５は、クライオポンプなどを用いて１０－５Ｐａの圧力までロードロック室４１を真空引きできる。また、パージ機構４６はＮ２などをロードロック室４１に導入し、ロードロック室４１を大気圧に戻すことができる。
なお、加工粉捕捉ユニット２３の交換時期は、例えば、レーザー加工の時間で判定してもよい。
加工粉捕捉ユニットの交換機構４８は、真空チャンバ１とゲートバルブ４２を介したロードロック室４１内にある。この交換機構４８では、アーム４７を伸ばして真空チャンバ内１の加工粉捕捉ユニット２３を、新たな、又は、加工粉が除去された加工粉捕捉ユニット２４に交換することができる。加工粉捕捉ユニット２４は、ロードロック室４１内の交換装置４４のアーム４７の上に設けられた交換機構４８の上に配置される。アーム４７は、ゲートバルブ４２を介して真空チャンバ１内に延びて、その上の交換機構４８の上に配置した加工粉捕捉ユニット２４を真空チャンバ１内に移動させることができる。つまり、アーム４７は、加工粉捕捉ユニット２４を真空チャンバ１とロードロック室４１との間で移動させる移動機構ともいえる。また、アーム４７は、ゲートバルブ４３を介して外部に延びて、アーム４７の上の交換機構４８上に加工粉捕捉ユニット２４を配置できる。
ロードロック室４１は、排気機構４５とパージ機構４６とを有する。排気機構４５は、クライオポンプなどを用いて１０－５Ｐａの圧力までロードロック室４１を真空引きできる。また、パージ機構４６はＮ２などをロードロック室４１に導入し、ロードロック室４１を大気圧に戻すことができる。
なお、加工粉捕捉ユニット２３の交換時期は、例えば、レーザー加工の時間で判定してもよい。
【0056】
＜レーザー加工方法＞
次に、実施の形態１に係るレーザー加工方法の各工程について説明する。
（１）有機層まで成膜された有機ＥＬ基板１１は、図示していない搬送機構により真空チャンバ１に導入される。
（２）次に、有機ＥＬ基板１１の搬送機構と、図示していない認識装置を用いて、加工領域３１と加工粉捕捉ユニット２３の壁２１の開口が合うように位置決めを行う。さらに、図示していない機構により、有機ＥＬ基板１１と加工粉捕捉ユニット２３とを密着させる。
（３）次に、レーザー発振器２よりレーザー光７を出射して、集光レンズ４によって有機ＥＬ基板１１の有機層１４に焦点を合わせて、レーザー光７を有機層１４に照射する。有機ＥＬ基板１１への熱影響を抑制するため加工には、例えば、パルス幅が１ナノ秒以下の短パルスのレーザー光７を、集光レンズ４で１００μｍ以下の照射領域に絞って照射する。そのため、例えば、φ６ｍｍ程度の加工領域３１の全体を加工するためにガルバノスキャナー３でレーザー照射位置を加工領域３１の形状に合わせて走査する。
（４）有機層１４にレーザー光７が照射されると有機層１４はアブレーションされ、有機層１４の原子や分子が飛散し、有機層１４はエッチング加工される。飛散した有機層の原子や分子は直接加工粉捕捉ユニット２３の壁２１や透明体２２に付着したり、再結合して粉状になり壁２１や透明体２２に捕捉される。アブレーション周辺の熱影響で発生した粉も加工粉捕捉ユニット２３で捕捉される。
なお、再結合した粉やアブレーション周辺の熱影響で発生した粉を確実に加工粉捕捉ユニット２３で捕捉するためには、図１に示すようにレーザー光７は、鉛直下方（ｚ方向）から有機ＥＬ基板１１に照射するのがよい。このように構成すれば、加工粉を重力によって確実に加工粉捕捉ユニット２３内に捕捉することができる。
次に、実施の形態１に係るレーザー加工方法の各工程について説明する。
（１）有機層まで成膜された有機ＥＬ基板１１は、図示していない搬送機構により真空チャンバ１に導入される。
（２）次に、有機ＥＬ基板１１の搬送機構と、図示していない認識装置を用いて、加工領域３１と加工粉捕捉ユニット２３の壁２１の開口が合うように位置決めを行う。さらに、図示していない機構により、有機ＥＬ基板１１と加工粉捕捉ユニット２３とを密着させる。
（３）次に、レーザー発振器２よりレーザー光７を出射して、集光レンズ４によって有機ＥＬ基板１１の有機層１４に焦点を合わせて、レーザー光７を有機層１４に照射する。有機ＥＬ基板１１への熱影響を抑制するため加工には、例えば、パルス幅が１ナノ秒以下の短パルスのレーザー光７を、集光レンズ４で１００μｍ以下の照射領域に絞って照射する。そのため、例えば、φ６ｍｍ程度の加工領域３１の全体を加工するためにガルバノスキャナー３でレーザー照射位置を加工領域３１の形状に合わせて走査する。
（４）有機層１４にレーザー光７が照射されると有機層１４はアブレーションされ、有機層１４の原子や分子が飛散し、有機層１４はエッチング加工される。飛散した有機層の原子や分子は直接加工粉捕捉ユニット２３の壁２１や透明体２２に付着したり、再結合して粉状になり壁２１や透明体２２に捕捉される。アブレーション周辺の熱影響で発生した粉も加工粉捕捉ユニット２３で捕捉される。
なお、再結合した粉やアブレーション周辺の熱影響で発生した粉を確実に加工粉捕捉ユニット２３で捕捉するためには、図１に示すようにレーザー光７は、鉛直下方（ｚ方向）から有機ＥＬ基板１１に照射するのがよい。このように構成すれば、加工粉を重力によって確実に加工粉捕捉ユニット２３内に捕捉することができる。
【0057】
＜加工粉捕捉ユニットの交換方法＞
次に、加工粉捕捉ユニット２３の交換方法について図２を用いて説明する。図２は、実施の形態１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２３の交換方法の一工程を示す概略図である。
加工粉捕捉ユニット２３の透明体２２にアブレーションされた原子や分子が付着したり、加工粉が溜まったりするとレーザー光７の侵入を妨げ、レーザー加工に不足が生じる。このようなレーザー加工の不具合が発生する前に、加工粉捕捉ユニット２３を交換機構４８を使用して交換する。
（ａ）まず、図１に示すように、真空チャンバ１とゲートバルブ４２で仕切られたロードロック室４１に交換用の新たな、又は、加工粉が除去された加工粉捕捉ユニット２４を準備する。この場合、ロードロック室４１は、真空チャンバ１とゲートバルブ４２で仕切られているので、反対側のゲートバルブ４３を開いて、交換装置４４のアーム４７の上に設けられた交換機構４８の上に加工粉捕捉ユニット２４を配置する。その後、アーム４７を短縮させてロードロック室４１内に加工粉捕捉ユニット２４を配置する。
（ｂ）次に、ゲートバルブ４３を閉じて、排気機構４５によってロードロック室４１内を１０－５Ｐａの圧力まで減圧する。これによってロードロック室４１と真空チャンバ１とを同程度の圧力とすることができ、その間のゲートバルブ４２を開けることができる。
（ｃ）次いで、図２に示すように、交換装置４４のアーム４７をゲートバルブ４２より真空チャンバ１内に挿入し、加工粉が付着した加工粉捕捉ユニット２３を加工粉を除去した加工粉捕捉ユニット２４と交換する。
（ｄ）交換後、アーム４７を短縮して、使用済みの加工粉捕捉ユニット２４をロードロック室４１内に回収する。
（ｅ）次に、パージ機構４６でロードロック室４１を大気圧に戻し、ゲートバルブ４３を開いて加工に使用していた加工粉捕捉ユニット２３をロードロック室４１から外部に取り出す。
（ｆ）取り出した加工粉捕捉ユニット２３の付着物や加工粉を除去した後、加工粉が除去された加工粉捕捉ユニット２３をロードロック室４１の交換機構４８にセットする。
（ｇ）さらに、ロードロック室４１内を排気機構４５で１０－５Ｐａ程度まで排気し、次の交換時に備える。
次に、加工粉捕捉ユニット２３の交換方法について図２を用いて説明する。図２は、実施の形態１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２３の交換方法の一工程を示す概略図である。
加工粉捕捉ユニット２３の透明体２２にアブレーションされた原子や分子が付着したり、加工粉が溜まったりするとレーザー光７の侵入を妨げ、レーザー加工に不足が生じる。このようなレーザー加工の不具合が発生する前に、加工粉捕捉ユニット２３を交換機構４８を使用して交換する。
（ａ）まず、図１に示すように、真空チャンバ１とゲートバルブ４２で仕切られたロードロック室４１に交換用の新たな、又は、加工粉が除去された加工粉捕捉ユニット２４を準備する。この場合、ロードロック室４１は、真空チャンバ１とゲートバルブ４２で仕切られているので、反対側のゲートバルブ４３を開いて、交換装置４４のアーム４７の上に設けられた交換機構４８の上に加工粉捕捉ユニット２４を配置する。その後、アーム４７を短縮させてロードロック室４１内に加工粉捕捉ユニット２４を配置する。
（ｂ）次に、ゲートバルブ４３を閉じて、排気機構４５によってロードロック室４１内を１０－５Ｐａの圧力まで減圧する。これによってロードロック室４１と真空チャンバ１とを同程度の圧力とすることができ、その間のゲートバルブ４２を開けることができる。
（ｃ）次いで、図２に示すように、交換装置４４のアーム４７をゲートバルブ４２より真空チャンバ１内に挿入し、加工粉が付着した加工粉捕捉ユニット２３を加工粉を除去した加工粉捕捉ユニット２４と交換する。
（ｄ）交換後、アーム４７を短縮して、使用済みの加工粉捕捉ユニット２４をロードロック室４１内に回収する。
（ｅ）次に、パージ機構４６でロードロック室４１を大気圧に戻し、ゲートバルブ４３を開いて加工に使用していた加工粉捕捉ユニット２３をロードロック室４１から外部に取り出す。
（ｆ）取り出した加工粉捕捉ユニット２３の付着物や加工粉を除去した後、加工粉が除去された加工粉捕捉ユニット２３をロードロック室４１の交換機構４８にセットする。
（ｇ）さらに、ロードロック室４１内を排気機構４５で１０－５Ｐａ程度まで排気し、次の交換時に備える。
【0058】
以上のように、本実施の形態１に係るレーザー加工装置１０によれば、有機ＥＬ基板１１等の加工対象物の加工領域３１を壁２１と透明体２２からなる加工粉捕捉ユニット２３で囲っている。そこで、レーザー加工時にアブレーションされた原子や分子および加工粉を従来技術のように真空チャンバ１や真空チャンバ１に固定された部品まで飛散させることがない。これによって、真空チャンバ１に飛散した加工粉が基板に付着することを防ぐことができるので、有機ＥＬ基板１１へ付着する加工粉を低減することができる。
ここで「加工粉」とは、アブレーションされた原子や分子が再結合して粉状になったもの、アブレーションの周辺の熱影響でできた粉状のもの、アブレーションされた原子や分子が部品など付着した後剥がれて粉状になったものなどである。
ここで「加工粉」とは、アブレーションされた原子や分子が再結合して粉状になったもの、アブレーションの周辺の熱影響でできた粉状のもの、アブレーションされた原子や分子が部品など付着した後剥がれて粉状になったものなどである。
【0059】
また、加工粉捕捉ユニット２３が加工粉やアブレーションされた原子や分子で覆われ、交換が必要になった時は、交換機構４８およびアーム４７を有する交換装置４４によって真空チャンバ１を大気開放せずに交換できる。そこで、レーザー加工装置１０の稼働率を高く維持でき、生産性が高い。
【0060】
本実施の形態１においては加工粉捕捉ユニット２３がアブレーションによって飛散した原子や分子、及び、加工粉を確実に捕捉するので、レーザー光導入ガラス８にそれらが付着することがない。このように、レーザー光導入ガラス８に着いた加工粉の除去のために真空チャンバ１を大気圧に戻す必要がないので稼働率が高く、生産性が高いレーザー加工装置を実現できる。
【0061】
なお、図１４に示した場合において、真空チャンバに固定された部品５２を同様の交換装置で交換する方法も考えられる。しかしながら、大気中でのレーザー加工とは異なり、真空中の加工においては飛散した原子や分子の飛散を妨げるものはなく、広範囲に付着する。すなわち加工粉が付着する部材は、本実施の形態１に係るレーザー加工装置では加工領域程度の大きさであるの対し、図１４では真空チャンバ全体程度の大きさになる。このような大きさの部材を交換するためには、より大きなロードロック室が必要になる。レーザー加工するエッチング量が多い時など頻繁な交換が必要な時に大きなロードロック室を使用すると、ロードロック室の大気開放および真空引きが稼働率を低下させる。これに対して、本実施の形態１に係る加工粉捕捉ユニット２３は、加工領域程度の大きさなので、ロードロック室４１の大気開放および真空引きを迅速に実施できる。そこで、レーザー加工装置の稼働率を低下させることはなく、生産性が高い。
【0062】
（変形例１）
図３は、実施の形態１の変形例１に係るレーザー加工装置１０ａの内部構造を示す概略図である。
図１では、使用済みの加工粉捕捉ユニット２３をロードロック室４１から取り出し、加工粉を除去する方法を説明したが、この変形例１に係るレーザー加工装置１０ａでは、図３に示すようにロードロック室を兼用するクリーニング室６１を設けている。クリーニング室６１には、ガス導入装置６２と、ガス活性化装置６３と、を設けている。この場合、ゲートバルブ４２を閉め、ガスクリーニングすることで、使用済みの加工粉捕捉ユニット２３から加工粉を除去してもよい。
図３において、ガス導入装置６２は、ガスボンベやバルブやマスフローコントローラーからなり、有機物を除去する際にはＯ２、金属系材料を除去する際にはハロゲン系のガスを導入する。ガス活性化装置は、容量結合型プラズマ源や誘導結合型プラズマ源、ＵＶ照射装置などである。
図３は、実施の形態１の変形例１に係るレーザー加工装置１０ａの内部構造を示す概略図である。
図１では、使用済みの加工粉捕捉ユニット２３をロードロック室４１から取り出し、加工粉を除去する方法を説明したが、この変形例１に係るレーザー加工装置１０ａでは、図３に示すようにロードロック室を兼用するクリーニング室６１を設けている。クリーニング室６１には、ガス導入装置６２と、ガス活性化装置６３と、を設けている。この場合、ゲートバルブ４２を閉め、ガスクリーニングすることで、使用済みの加工粉捕捉ユニット２３から加工粉を除去してもよい。
図３において、ガス導入装置６２は、ガスボンベやバルブやマスフローコントローラーからなり、有機物を除去する際にはＯ２、金属系材料を除去する際にはハロゲン系のガスを導入する。ガス活性化装置は、容量結合型プラズマ源や誘導結合型プラズマ源、ＵＶ照射装置などである。
【0063】
有機物の加工粉を除去する際は、例えば、下記化学式１のようにプラズマで活性化されたＯ２
＊によってＣＯ２を生成したり、下記化学式２のようにＵＶ照射で生成されたＯ３によってＣＯ２を生成する。ＣＯ２は気体であるので排気機構４５により真空チャンバ外へ排気できる。
Ｃ＋Ｏ２ ＊→ＣＯ２ （化学式１）
３Ｃ＋２Ｏ３→３ＣＯ２ （化学式２）
Ｃ＋Ｏ２ ＊→ＣＯ２ （化学式１）
３Ｃ＋２Ｏ３→３ＣＯ２ （化学式２）
【0064】
また、電極層なども同時にエッチングし、インジウムなどの金属化合物を含む加工粉を除去する際は、例えば、下記化学式３のようにプラズマで活性化されたハロゲンガスＨＩ＊によってＩｎＩ３、Ｈ２Ｏを生成し、排気機構４５でチャンバ外へ排気する。
Ｉｎ２Ｏ３＋６ＨＩ＊→２ＩｎＩ３＋３Ｈ２Ｏ （化学式３）
Ｉｎ２Ｏ３＋６ＨＩ＊→２ＩｎＩ３＋３Ｈ２Ｏ （化学式３）
【0065】
本方法によるとクリーニング室６１を大気に戻す必要がなく、ガス導入時も１０Ｐａ程度の圧力なのでクリーニング後すぐにゲートバルブ４２を開けることができて稼働率が高い。図１のようにロードロック室４１を大気圧に戻してしまうと、水分がロードロック室４１に吸着するので排気に時間がかかる。そこで、変形例１に係る本方法の方が、このようにロードロック室４１を大気圧に戻して加工粉捕捉ユニット２３から加工粉を除去するよりもレーザー加工装置の稼働率が高い。
【0066】
なお、図１４の場合においても、真空チャンバに固定された部品５２をクリーニング室６１に取り込み、ガスクリーニングする方法が考えられる。しかし、真空チャンバサイズの部品５２をガスクリーニングすることに比べ、本方法は、加工領域程度の大きさの加工粉捕捉ユニット２３をクリーニングするだけでよいので、クリーニング時間も短く、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
【0067】
（変形例２）
図４は、実施の形態１の変形例２に係るレーザー加工装置１０ｂの内部構造を示す概略図である。
図４に示すように、この変形例２に係るレーザー加工装置１０ｂでは、真空チャンバ1内に加工粉捕捉ユニット２３の交換機構４８を設け、加工粉が溜まった加工粉捕捉ユニット２３を未使用の加工粉捕捉ユニット２４に交換できるようにしてもよい。この場合は、真空チャンバ１内に用意した交換用の加工粉捕捉ユニットを使い果たしたら真空チャンバ１を大気開放して加工粉のメンテナンスをしなければならないので、ロードロック室４１がある図１の構成ほど稼働率を上げることはできない。しかしながら、加工粉が真空チャンバ１全体に飛散する従来技術に比べ加工粉が狭い範囲に捕捉されているのでメンテナンスにかかる時間は従来技術より短くなり、稼働率を上げることができる。また、確実にメンテナンスできるので基板に付着する加工粉を低減できる。
図４は、実施の形態１の変形例２に係るレーザー加工装置１０ｂの内部構造を示す概略図である。
図４に示すように、この変形例２に係るレーザー加工装置１０ｂでは、真空チャンバ1内に加工粉捕捉ユニット２３の交換機構４８を設け、加工粉が溜まった加工粉捕捉ユニット２３を未使用の加工粉捕捉ユニット２４に交換できるようにしてもよい。この場合は、真空チャンバ１内に用意した交換用の加工粉捕捉ユニットを使い果たしたら真空チャンバ１を大気開放して加工粉のメンテナンスをしなければならないので、ロードロック室４１がある図１の構成ほど稼働率を上げることはできない。しかしながら、加工粉が真空チャンバ１全体に飛散する従来技術に比べ加工粉が狭い範囲に捕捉されているのでメンテナンスにかかる時間は従来技術より短くなり、稼働率を上げることができる。また、確実にメンテナンスできるので基板に付着する加工粉を低減できる。
【0068】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係るレーザー加工装置における加工粉捕捉ユニット２３ａについて、図５－ａ－１、図５－ａ－２、図５－ｂ－１、図５－ｂ－２を用いて説明する。図５－ａ－１は、実施の形態１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２３の内部構造を示す概略断面図である。図５－ａ－２は、図５－ａ－１の加工粉捕捉ユニット２３を鉛直下方から鉛直上方に向かって見た概略図である。図５－ｂ－１は、実施の形態２に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２３ａの内部構造を示す概略断面図である。図５－ｂ－２は、図５－ｂ－１の加工粉捕捉ユニット２３ａを鉛直下方から見た概略図である。
次に、実施の形態２に係るレーザー加工装置における加工粉捕捉ユニット２３ａについて、図５－ａ－１、図５－ａ－２、図５－ｂ－１、図５－ｂ－２を用いて説明する。図５－ａ－１は、実施の形態１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２３の内部構造を示す概略断面図である。図５－ａ－２は、図５－ａ－１の加工粉捕捉ユニット２３を鉛直下方から鉛直上方に向かって見た概略図である。図５－ｂ－１は、実施の形態２に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２３ａの内部構造を示す概略断面図である。図５－ｂ－２は、図５－ｂ－１の加工粉捕捉ユニット２３ａを鉛直下方から見た概略図である。
【0069】
図１に示すレーザー加工装置においては、図５－ａ－１のごとく壁２１の形状を加工領域３１の形状から鉛直下方（－Ｚ方向）に延長した形としている。図５－ａ－２は、鉛直下方から鉛直上方（矢印）に向かって見た平面図である。一方、この実施の形態２に係るレーザー加工装置では、加工粉捕捉ユニット２３ａを図５－ｂ－１に示すように、壁２１の側面に凹んだ凹部形状７１にしてもよい。図５－ｂ－２は、鉛直下方から鉛直上方（矢印）に向かって見た平面図である。
図５－ａ－１に示す加工粉捕捉ユニット２３では、レーザー光によってアブレーションされた原子や分子は、壁２１に膜７０となって付着するが加工枚数が増えると、膜７０の厚みが厚くなる。すると膜の応力によって壁２１から剥がれた加工粉となる。この加工粉が有機ＥＬ基板１１に付着すると封止が不完全となり有機ＥＬディスプレイが劣化する場合がある。そこで、図５－ａ－１に示す加工粉捕捉ユニット２３では、膜７０が壁２１から剥がれる前に交換を行う必要がある。
図５－ａ－１に示す加工粉捕捉ユニット２３では、レーザー光によってアブレーションされた原子や分子は、壁２１に膜７０となって付着するが加工枚数が増えると、膜７０の厚みが厚くなる。すると膜の応力によって壁２１から剥がれた加工粉となる。この加工粉が有機ＥＬ基板１１に付着すると封止が不完全となり有機ＥＬディスプレイが劣化する場合がある。そこで、図５－ａ－１に示す加工粉捕捉ユニット２３では、膜７０が壁２１から剥がれる前に交換を行う必要がある。
【0070】
しかしながら、実施の形態２に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２３ａでは、壁２１を図５－ｂ－１に示すように、側面に凹んだ凹部形状７１にしている。これによりレーザー光によってアブレーションされた原子や分子の付着が凹部形状７１の広い範囲に分散されるので、付着した膜７０が剥離に至る膜厚になるまでの加工枚数を図５－ａ－１の構成よりも増やすことができる。ひとつの加工粉捕捉ユニット２３ａで対応できる加工枚数が増えれば、加工粉捕捉ユニットの交換回数が減り、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。一方、図５－ｂ－１に示す加工粉捕捉ユニット２３ａでは、図５－ａ－１のような壁の形状にくらべ側面を凹ませた凹部形状７１の壁は製作費が高価になったり、加工粉を除去する際に分解清掃が必要になる。このため、人手がかかるというデメリットはあるが、上記のように交換回数が減るため、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
【0071】
（変形例１）
次に、実施の形態２の変形例１に係るレーザー加工装置における加工粉捕捉ユニット２３ｂについて図５－ｃ－１、図５－ｃ－２を用いて説明する。図５－ｃ－１は、実施の形態２の変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２３ｂの内部構造を示す概略断面図である。図５－ｃ－２は、図５－ｃ－１の加工粉捕捉ユニット２３ｂを鉛直下方から見た概略図である。
実施の形態２の変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２３ｂでは、壁２１の形状は図５－ｃ－１に示すように経路７２によって真空チャンバ１と連通されている。さらに経路７２は壁の一部をオーバーラップすることにより加工領域３１が真空チャンバ側から直線的に到達できない構造、つまり、ラビリンス構造となっている。図５－ｃ－２は、鉛直下方から鉛直上方（矢印）に向かって見た平面図である。壁２１を構成する部分２１ａと部分２１ｂは、例えば連結部２１ｃにて連結されている。上記ラビリンス構造は、例えば、壁２１が鉛直方向の上下で互いに櫛歯状の断面を有し、互いに噛み合って、ラビリンス構造を構成してもよい。
次に、実施の形態２の変形例１に係るレーザー加工装置における加工粉捕捉ユニット２３ｂについて図５－ｃ－１、図５－ｃ－２を用いて説明する。図５－ｃ－１は、実施の形態２の変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２３ｂの内部構造を示す概略断面図である。図５－ｃ－２は、図５－ｃ－１の加工粉捕捉ユニット２３ｂを鉛直下方から見た概略図である。
実施の形態２の変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２３ｂでは、壁２１の形状は図５－ｃ－１に示すように経路７２によって真空チャンバ１と連通されている。さらに経路７２は壁の一部をオーバーラップすることにより加工領域３１が真空チャンバ側から直線的に到達できない構造、つまり、ラビリンス構造となっている。図５－ｃ－２は、鉛直下方から鉛直上方（矢印）に向かって見た平面図である。壁２１を構成する部分２１ａと部分２１ｂは、例えば連結部２１ｃにて連結されている。上記ラビリンス構造は、例えば、壁２１が鉛直方向の上下で互いに櫛歯状の断面を有し、互いに噛み合って、ラビリンス構造を構成してもよい。
【0072】
加工粉捕捉ユニット２３ｂの内部が、経路７２によって真空チャンバ１と連通されているので、レーザー加工時にアブレーションされた原子や分子によって加工粉捕捉ユニット２３ｂ内の圧力が上がった際に、圧力を真空チャンバ１に逃がすことができる。そのためアブレーションされた原子や分子を加工粉捕捉ユニット２３内に拡散することができる。
その結果、レーザー光によってアブレーションされた原子、分子の付着が広い範囲に分散されるので付着した膜７０が剥離に至る膜厚になるまでの加工枚数を図５－ａ－１や図５－ｂ－１の構成よりも増やすことができる。ひとつの加工粉捕捉ユニットで対応できる加工枚数が増えれば、加工粉捕捉ユニットの交換回数が減り、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
その結果、レーザー光によってアブレーションされた原子、分子の付着が広い範囲に分散されるので付着した膜７０が剥離に至る膜厚になるまでの加工枚数を図５－ａ－１や図５－ｂ－１の構成よりも増やすことができる。ひとつの加工粉捕捉ユニットで対応できる加工枚数が増えれば、加工粉捕捉ユニットの交換回数が減り、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
【0073】
一方、実施の形態２の変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２３ｂでは、図５－ａ－１、図５－ｂ－１のような壁の形状にくらべ、側面を真空チャンバ１と連通されており、かつ、加工領域が真空チャンバ側から直線的に到達できない、いわゆるラビリンス構造となっている。このような形状の壁は製作費が高価になったり、加工粉を除去する際に分解清掃が必要になるため、人手がかかるというデメリットはあるが、上記のように交換回数が減るため、稼働率を上げることができる。
この時、加工領域３１が真空チャンバ１と連通されている点においては従来例と同様であるが、加工領域３１が真空チャンバ１側から直線的に到達できない構造となっているため、真空チャンバに到達できるアブレーションされた原子や分子は極めて少なく、真空チャンバや真空チャンバに固定された部品の加工粉除去はほとんど必要なく、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
この時、加工領域３１が真空チャンバ１と連通されている点においては従来例と同様であるが、加工領域３１が真空チャンバ１側から直線的に到達できない構造となっているため、真空チャンバに到達できるアブレーションされた原子や分子は極めて少なく、真空チャンバや真空チャンバに固定された部品の加工粉除去はほとんど必要なく、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
【0074】
（変形例２）
次に、実施の形態２の変形例２に係るレーザー加工装置１０ｃおよびその加工粉捕捉ユニット２３ｃ、並びに、そのレーザー加工方法について図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。図６Ａは、実施の形態２の変形例２に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２３ｃの内部構造を示す概略断面図である。図６Ｂは、実施の形態２の変形例２に係るレーザー加工装置１０ｃの内部構造を示す概略断面図である。
変形例２に係るレーザー加工装置１０ｃは、図６Ａに示すようにレーザー光７を透過する透明体２２の開口部８１の大きさが加工領域３１より大きくしてある。このような構成であると、ガルバノスキャナー３を用いて加工領域より広い範囲にレーザーを照射できるので、図６ｂに示すように加工用レーザー光７を壁の加工領域に隣接する部分７３に付着した有機物７０に照射し除去することできる。
次に、実施の形態２の変形例２に係るレーザー加工装置１０ｃおよびその加工粉捕捉ユニット２３ｃ、並びに、そのレーザー加工方法について図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。図６Ａは、実施の形態２の変形例２に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２３ｃの内部構造を示す概略断面図である。図６Ｂは、実施の形態２の変形例２に係るレーザー加工装置１０ｃの内部構造を示す概略断面図である。
変形例２に係るレーザー加工装置１０ｃは、図６Ａに示すようにレーザー光７を透過する透明体２２の開口部８１の大きさが加工領域３１より大きくしてある。このような構成であると、ガルバノスキャナー３を用いて加工領域より広い範囲にレーザーを照射できるので、図６ｂに示すように加工用レーザー光７を壁の加工領域に隣接する部分７３に付着した有機物７０に照射し除去することできる。
【0075】
加工粉捕捉ユニット２３の交換時期は、壁２１に付着したアブレーション膜７０が剥離して有機ＥＬ基板に付着することを防ぐように決まっている。すなわち、加工粉捕捉ユニット２３ｃは、壁２１に付着したアブレーション膜７０が加工枚数を重ね厚くなり膜応力で剥離して、有機ＥＬ基板１１に付着する前に交換しなくてはならない。基板に隣接する部分７３でアブレーション膜７０の膜剥離が発生すると、他の場所で膜剥離が発生した場合に比べ、その加工粉は基板に付着しやすい。
本レーザー加工方法によれば、基板に隣接する部分７３からの膜剥離を抑制し、基板１１への加工粉の付着を抑制できる。そこで、ひとつの加工粉捕捉ユニットで加工処理できる加工枚数を増やすことできる。ひとつの加工粉捕捉ユニットで加工処理できる加工枚数が増えれば、加工粉捕捉ユニットの交換回数が減り、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
本レーザー加工方法によれば、基板に隣接する部分７３からの膜剥離を抑制し、基板１１への加工粉の付着を抑制できる。そこで、ひとつの加工粉捕捉ユニットで加工処理できる加工枚数を増やすことできる。ひとつの加工粉捕捉ユニットで加工処理できる加工枚数が増えれば、加工粉捕捉ユニットの交換回数が減り、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
【0076】
（変形例３）
次に、実施の形態２の変形例３に係るレーザー加工装置およびそのレーザー加工方法について図７を用いて説明する。図７は、実施の形態２の変形例３に係るレーザー加工装置の内部構造を示す概略断面図である。
図１に示す加工粉捕捉ユニット２３の透明体２２が樹脂の場合は、ロードロック室４１で使用済み加工粉捕捉ユニット２３を回収した後、透明体２２を廃棄する。有機ＥＬ基板を加工するレーザー加工装置の場合、レーザー光には有機ＥＬ材料が吸収する紫外波長を用いる。この時、透明体２２に用いる樹脂としては、紫外波長を透過するポリエチレンなどを使用する。アブレーションされた原子、分子は有機ＥＬ基板１１法線からの角度をθとしての式１のｆの割合で飛散することが知られている。ここでＡ＜０．２、ｎ＞１０である。
ｆ＝Ａｃｏｓθ＋（１－Ａ）ｃｏｓｎθ （式１）
式１の第１項は熱的な蒸発による飛散に対応するもので、第２項は非熱的な過程による飛散に対応する。すなわち透明体２２には最も多くアブレーションされた原子や分子が到達するので、使用済み透明体を廃棄し、交換することでメンテナンスを容易に確実にすることができる。透明体についたアブレーション膜は付着力が強いので人手で除去すると、付着膜残りのミスが発生しやすい。本レーザー加工装置によれば、メンテナンスに伴う人的なミスを低減し、装置の稼働率を上げることができる。
次に、実施の形態２の変形例３に係るレーザー加工装置およびそのレーザー加工方法について図７を用いて説明する。図７は、実施の形態２の変形例３に係るレーザー加工装置の内部構造を示す概略断面図である。
図１に示す加工粉捕捉ユニット２３の透明体２２が樹脂の場合は、ロードロック室４１で使用済み加工粉捕捉ユニット２３を回収した後、透明体２２を廃棄する。有機ＥＬ基板を加工するレーザー加工装置の場合、レーザー光には有機ＥＬ材料が吸収する紫外波長を用いる。この時、透明体２２に用いる樹脂としては、紫外波長を透過するポリエチレンなどを使用する。アブレーションされた原子、分子は有機ＥＬ基板１１法線からの角度をθとしての式１のｆの割合で飛散することが知られている。ここでＡ＜０．２、ｎ＞１０である。
ｆ＝Ａｃｏｓθ＋（１－Ａ）ｃｏｓｎθ （式１）
式１の第１項は熱的な蒸発による飛散に対応するもので、第２項は非熱的な過程による飛散に対応する。すなわち透明体２２には最も多くアブレーションされた原子や分子が到達するので、使用済み透明体を廃棄し、交換することでメンテナンスを容易に確実にすることができる。透明体についたアブレーション膜は付着力が強いので人手で除去すると、付着膜残りのミスが発生しやすい。本レーザー加工装置によれば、メンテナンスに伴う人的なミスを低減し、装置の稼働率を上げることができる。
【0077】
一方、図７に示すように、変形例２に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２３の透明体２２がガラスの場合は、レーザー光の焦点を透明体２２のガラス上のアブレーション膜８２に合わせることでガラス上のアブレーション膜を除去できる。図示していない機構によって、集光レンズ４の位置を基板８３から遠ざける方向に移動し、レーザー光７の焦点をガラス上のアブレーション膜８２に合わせる。この時、基板はダミー基板８３として、透明体２２のガラス上からアブレーションされた有機物を回収する。有機ＥＬ基板を加工するレーザー加工装置の場合、レーザー光は有機ＥＬ材料が吸収する紫外波長を用いる。この時、ガラスとしては、紫外波長を透過する石英ガラスなどを使用する。
透明体２２に着いたアブレーション膜はレーザー加工の妨げになるので、所望の加工ができなくなる前に、加工粉捕捉ユニットをメンテナンスしなければならないが、透明体がガラスであれば、本レーザー加工方法によってひとつの加工粉捕捉ユニット２３で加工できる枚数を増やすことができるので、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
透明体２２に着いたアブレーション膜はレーザー加工の妨げになるので、所望の加工ができなくなる前に、加工粉捕捉ユニットをメンテナンスしなければならないが、透明体がガラスであれば、本レーザー加工方法によってひとつの加工粉捕捉ユニット２３で加工できる枚数を増やすことができるので、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
【0078】
透明体２２が、樹脂の場合はアブレーション膜を除去する際の熱で樹脂にダメージが入るので、この方法を使用することはできない。レーザー光によるアブレーション膜８２の除去もアブレーションによってなされるが、アブレーションプロセスにおいては、上記式１の第一項に対応する熱プロセスが多少入る。そのため、透明体２２が樹脂の場合は、本方法によって稼働率を上げることはできないが、透明体２２がガラスの場合は本方法によって装置の稼働率を上げることができる。
また、透明体２２のメンテナンス頻度が多い場合は、樹脂透明体を使い捨てにすると費用が掛かるのでガラスの方がよい。そうでない場合は、確実にメンテナンスできるよう透明体は樹脂の方望ましい。
また、透明体２２のメンテナンス頻度が多い場合は、樹脂透明体を使い捨てにすると費用が掛かるのでガラスの方がよい。そうでない場合は、確実にメンテナンスできるよう透明体は樹脂の方望ましい。
【0079】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係るレーザー加工装置１０ｅについて図８を用いて説明する。図８は、実施の形態３に係るレーザー加工装置１０ｅの内部構造を示す概略断面図である。
このレーザー加工装置１０ｅは、図８に示すように透明体２２の傾きを検出する傾斜検出機構８４，８５を備えることを特徴とする。
図８に示すように、透明体２２の傾きを検出する傾斜検出機構は、投光器８４と受光器８５とからなる。投光器８４から出た光８６を、透明体２２の表面で反射させ、受光器８５で受ける。透明体２２の周辺などを金属でコーティングして反射しやすくしてもよい。受光器８５は光電素子で反射光の強度を測定し、透明体２２の傾きを判定する。傾斜検出機構は上記の構成に限られない。例えば、このほかの傾きを検出する機構として、レーザー干渉で透明体２２の表面位置を測定する機構や、透明体２２の端にマークをつけておいて画像認識を用いる方法がある。
次に、実施の形態３に係るレーザー加工装置１０ｅについて図８を用いて説明する。図８は、実施の形態３に係るレーザー加工装置１０ｅの内部構造を示す概略断面図である。
このレーザー加工装置１０ｅは、図８に示すように透明体２２の傾きを検出する傾斜検出機構８４，８５を備えることを特徴とする。
図８に示すように、透明体２２の傾きを検出する傾斜検出機構は、投光器８４と受光器８５とからなる。投光器８４から出た光８６を、透明体２２の表面で反射させ、受光器８５で受ける。透明体２２の周辺などを金属でコーティングして反射しやすくしてもよい。受光器８５は光電素子で反射光の強度を測定し、透明体２２の傾きを判定する。傾斜検出機構は上記の構成に限られない。例えば、このほかの傾きを検出する機構として、レーザー干渉で透明体２２の表面位置を測定する機構や、透明体２２の端にマークをつけておいて画像認識を用いる方法がある。
【0080】
加工粉捕捉ユニット２３に加工粉が溜まると、有機ＥＬ基板１１に付着して、封止を阻害し、有機ＥＬディスプレイの劣化を引き起こす。また、加工粉捕捉ユニット２３の透明体２２に加工粉が溜まると、レーザー光の照射を妨げ、加工品質を落とす。よって、加工粉捕捉ユニット２３は定期的にメンテナンスされる。メンテナンス時は、壁２１と透明体２２とを分解して、加工粉を除去する。これは、加工粉の除去を確実とするためである。しかしながら、分解後、組み立てる際に、透明体２２が元の位置に戻っていない場合や、組み立てが不完全で交換中などに元の位置からずれた場合など、透明体２２の屈折の仕方がメンテナンス前と変わり、焦点ずれを起こし所望の加工ができなくなる。本レーザー加工装置においては、透明体２２の傾きを検出し、加工粉捕捉ユニット２３のメンテナンス後の透明体の位置がメンテナンス前と変わっていないことを監視することができる。そこで、メンテナンス後の組み立て不具合による加工不良および加工不良の原因究明などの稼働ロスを低減することができる。
なお、傾きを検出する機構としては、加工粉をまきあげる振動を起こさないよう非接触な光学的検出機構が望ましい。本実施の形態３においては、加工粉が確実に加工粉捕捉ユニット２３に留まり、他へ飛散しないので、これらの光学的検出機構を安定に使用することができる。
なお、傾きを検出する機構としては、加工粉をまきあげる振動を起こさないよう非接触な光学的検出機構が望ましい。本実施の形態３においては、加工粉が確実に加工粉捕捉ユニット２３に留まり、他へ飛散しないので、これらの光学的検出機構を安定に使用することができる。
【0081】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４に係るレーザー加工装置について図９－ａ－１乃至図９－ｃ－２を用いて説明する。図９－ａ－１は、実施の形態４に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット１２３が第１の加工領域の位置にある場合の鉛直下方から見た概略図である。図９－ａ－２は、図９－ａ－１の加工粉捕捉ユニット１２３の内部構造を示す概略断面図である。図９－ｂ－１及び図９－ｂ－２は、第２の加工領域の位置にある加工粉捕捉ユニット１２３に関する図であり、図９－ｃ－１及び図９－ｃ－２は、第３の加工領域の位置にある加工粉捕捉ユニット１２３に関する図である。
次に、実施の形態４に係るレーザー加工装置について図９－ａ－１乃至図９－ｃ－２を用いて説明する。図９－ａ－１は、実施の形態４に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット１２３が第１の加工領域の位置にある場合の鉛直下方から見た概略図である。図９－ａ－２は、図９－ａ－１の加工粉捕捉ユニット１２３の内部構造を示す概略断面図である。図９－ｂ－１及び図９－ｂ－２は、第２の加工領域の位置にある加工粉捕捉ユニット１２３に関する図であり、図９－ｃ－１及び図９－ｃ－２は、第３の加工領域の位置にある加工粉捕捉ユニット１２３に関する図である。
【0082】
図９－ａ－１において、加工対象物１１は、有機層１４を有する有機ＥＬ基板であり、複数の加工領域３１を持つ。ここでは、複数の加工領域３１は、第１の加工領域１３１～１３３、第２の加工領域１３４～１３６、第３の加工領域１３７～１３９を含む。なお、全体の加工粉捕捉ユニット１２３に対して各加工領域３１を囲む壁２１及び透明体２２は、サブ捕捉ユニットに該当する。複数の加工領域の一部１３１～１３３は、それぞれに壁２１とレーザー光７を透過する透明体２２で囲われている。それぞれの壁２１と透明体２２は連結部９１で連結され、一体の加工粉捕捉ユニット１２３を形成している。図９－ａ－２は、図９－ａ－１の側断面図である。なお、図９－ａ－１及び図９－ａ－２には、真空チャンバなど図１と同じ要素は図示していない。
【0083】
この一体の加工粉捕捉ユニット１２３は、上記のように３つの加工領域３１を含む第１の加工領域１３１～１３３を同時に覆うことができる。そこで、この一体の加工粉捕捉ユニット１２３を移動させることで、３つの加工領域３１を含む第１の加工領域１３１～１３３だけでなく、３つの加工領域３１を含む第２の加工領域１３４～１３６、３つの加工領域３１を含む第３の加工領域１３７～１３９を順に覆うことができる。
【0084】
このように構成されたレーザー加工装置によるレーザー加工方法の各工程について説明する。
（１）まず、図９－ａ－１に示すように加工粉捕捉ユニット１２３を第１の加工領域１３１～１３３に位置決めし、レーザー光７により有機層１４をエッチング加工する。
（２）加工終了後、図９－ｂ－１に示すように図示していない搬送機構により基板を移動し、第２の加工領域１３４～１３６をレーザー加工位置へ移動させる。その位置で加工粉捕捉ユニット１２３を第２の加工領域１３４～１３６に位置決めし、レーザー光によりエッチング加工する。なお、ガルバノスキャナー３によってレーザー加工位置を変化させることが可能であれば、基板と加工粉捕捉ユニット１２３との相対位置を変化させればよい。
（３）加工終了後、図９－ｃ－１に示すように図示していない機構により基板を移動し第３の加工領域１３７～１３９をレーザー加工位置へ移動させる。その位置で加工粉捕捉ユニット１２３を第３の加工領域１３７～１３９に位置決めし、レーザー光によりエッチング加工する。なお、ガルバノスキャナー３によってレーザー加工位置を変化させることが可能であれば、基板と加工粉捕捉ユニット１２３との相対位置を変化させればよい。
このように壁２１とレーザー光を透過する透明体２２とで囲われた領域を順次切り替えながらレーザー加工することができる。
（１）まず、図９－ａ－１に示すように加工粉捕捉ユニット１２３を第１の加工領域１３１～１３３に位置決めし、レーザー光７により有機層１４をエッチング加工する。
（２）加工終了後、図９－ｂ－１に示すように図示していない搬送機構により基板を移動し、第２の加工領域１３４～１３６をレーザー加工位置へ移動させる。その位置で加工粉捕捉ユニット１２３を第２の加工領域１３４～１３６に位置決めし、レーザー光によりエッチング加工する。なお、ガルバノスキャナー３によってレーザー加工位置を変化させることが可能であれば、基板と加工粉捕捉ユニット１２３との相対位置を変化させればよい。
（３）加工終了後、図９－ｃ－１に示すように図示していない機構により基板を移動し第３の加工領域１３７～１３９をレーザー加工位置へ移動させる。その位置で加工粉捕捉ユニット１２３を第３の加工領域１３７～１３９に位置決めし、レーザー光によりエッチング加工する。なお、ガルバノスキャナー３によってレーザー加工位置を変化させることが可能であれば、基板と加工粉捕捉ユニット１２３との相対位置を変化させればよい。
このように壁２１とレーザー光を透過する透明体２２とで囲われた領域を順次切り替えながらレーザー加工することができる。
【0085】
このように、実施の形態４に係るレーザー加工装置では、真空チャンバ内に加工対象物を配置し、加工対象物内の複数の加工領域をレーザー加工する装置においてその一部の加工領域を壁とレーザー光を透過する透明体とを備えた一体的な加工粉捕捉ユニット１２３で囲い、加工粉捕捉ユニット１２３で囲われた領域を順次切り替えながら加工する機構を備えたことを特徴とする。
【0086】
本レーザー加工装置においては、加工時に加工領域は壁と透明体とを備えた加工粉捕捉ユニット１２３で囲まれているので加工粉が基板に付着することを抑制できる。また、真空チャンバや真空チャンバに固定された部品まで飛散する加工粉はないので、それらを除去するためのメンテナンスが不要で、装置の稼働率を上げることができる。
また、複数の壁と透明体とを一体の加工粉捕捉ユニットとすることで、ひとつの加工粉捕捉ユニットで複数の加工領域に対応する場合に比べ、加工粉が溜まる時間が長くなるので交換頻度が減り、装置の稼働率を上げることができる。
さらに複数の壁と透明体とを一体の加工粉捕捉ユニットとすることで、複数個所を同時に加工して生産性を上げるとともに、加工粉捕捉ユニットを同時に交換できるので稼働率を上げることができる。
なお、レーザー発振器は高価であるので、すべての加工領域について複数のレーザー発振器を用いて同時加工することは困難である。本構成のように加工粉捕捉ユニットを移動させて加工領域を順次切り替えて使用することでレーザー加工装置の価格を抑えることができ、加工対象物である製品を安価に提供できる。
また、複数の壁と透明体とを一体の加工粉捕捉ユニットとすることで、ひとつの加工粉捕捉ユニットで複数の加工領域に対応する場合に比べ、加工粉が溜まる時間が長くなるので交換頻度が減り、装置の稼働率を上げることができる。
さらに複数の壁と透明体とを一体の加工粉捕捉ユニットとすることで、複数個所を同時に加工して生産性を上げるとともに、加工粉捕捉ユニットを同時に交換できるので稼働率を上げることができる。
なお、レーザー発振器は高価であるので、すべての加工領域について複数のレーザー発振器を用いて同時加工することは困難である。本構成のように加工粉捕捉ユニットを移動させて加工領域を順次切り替えて使用することでレーザー加工装置の価格を抑えることができ、加工対象物である製品を安価に提供できる。
【0087】
（変形例１）
次に、実施の形態４の変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２２３について図１０－ａ－１乃至図１０－ｃ－２、並びに、図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて説明する。図１０－ａ－１は、実施の形態４の変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２２３を用いて第１の加工領域をレーザー加工する工程を示す概略図である。図１０－ａ－２は、図１０－ａ－１の加工粉捕捉ユニット２２３の内部構造を示す概略断面図である。図１０－ｂ－１及び図１０－ｂ－２は、変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２２３を用いて第２の加工領域をレーザー加工する工程を示す概略図であり、図１０－ｃ－１及び図１０－ｃ－２は、変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２２３を用いて第３の加工領域をレーザー加工する工程を示す概略図である。
次に、実施の形態４の変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２２３について図１０－ａ－１乃至図１０－ｃ－２、並びに、図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて説明する。図１０－ａ－１は、実施の形態４の変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２２３を用いて第１の加工領域をレーザー加工する工程を示す概略図である。図１０－ａ－２は、図１０－ａ－１の加工粉捕捉ユニット２２３の内部構造を示す概略断面図である。図１０－ｂ－１及び図１０－ｂ－２は、変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２２３を用いて第２の加工領域をレーザー加工する工程を示す概略図であり、図１０－ｃ－１及び図１０－ｃ－２は、変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２２３を用いて第３の加工領域をレーザー加工する工程を示す概略図である。
【0088】
図１０－ａ－１において、加工対象物１１は、有機層１４を有する有機ＥＬ基板であり、複数の加工領域３１を持つ。ここでは、複数の加工領域３１は、第１の加工領域１３１～１３３、第２の加工領域１３４～１３６、第３の加工領域１３７～１３９を含む。なお、全体の加工粉捕捉ユニット２２３に対して各加工領域３１を囲む壁２１及び透明体２２は、サブ捕捉ユニットに該当する。複数の加工領域３１のすべてが壁２１とレーザー光７を透過する透明体２２とで囲われている。それぞれの壁２１と透明体２２とは連結部９１，９２で連結され、一体の加工粉捕捉ユニット２２３を形成している。図１０－ａ－２は、図１０－ａ－１の側断面図である。なお、図１０－ａ－１、図１０－ａ－２には、真空チャンバなど図１と同じ要素は図示していない。
【0089】
このように構成されたレーザー加工装置によるレーザー加工方法の各工程について説明する。
（１）まず、図１０－ａ－１に示すように加工粉捕捉ユニット２２３を第１の加工領域１３１～１３３に位置決めし、第１の加工領域１３１～１３３をレーザー加工する。この場合は、レーザー光７による有機層１４のエッチングである。
（２）加工終了後、図１０－ｂ－１のように図示していない搬送機構により加工粉捕捉ユニット２２３と基板１１とを、第２の加工領域１３４～１３６にレーザー光が照射できるレーザー加工位置に搬送し、第２の加工領域１３４～１３６をレーザー光７でエッチングする。
（３）加工終了後、図１０－ｃ－１のように図示していない搬送機構により加工粉捕捉ユニット２２３と基板１１とを、第３の加工領域１３７～１３９にレーザーが照射できるレーザー加工位置に搬送し、第３の加工領域１３７～１３９をレーザー光７でエッチングする。
（１）まず、図１０－ａ－１に示すように加工粉捕捉ユニット２２３を第１の加工領域１３１～１３３に位置決めし、第１の加工領域１３１～１３３をレーザー加工する。この場合は、レーザー光７による有機層１４のエッチングである。
（２）加工終了後、図１０－ｂ－１のように図示していない搬送機構により加工粉捕捉ユニット２２３と基板１１とを、第２の加工領域１３４～１３６にレーザー光が照射できるレーザー加工位置に搬送し、第２の加工領域１３４～１３６をレーザー光７でエッチングする。
（３）加工終了後、図１０－ｃ－１のように図示していない搬送機構により加工粉捕捉ユニット２２３と基板１１とを、第３の加工領域１３７～１３９にレーザーが照射できるレーザー加工位置に搬送し、第３の加工領域１３７～１３９をレーザー光７でエッチングする。
【0090】
このように、実施の形態４の変形例１に係るレーザー加工装置は、真空チャンバ内に加工対象物を配置し、加工対象物内の複数の加工領域をレーザー加工する装置において、それぞれの加工領域を壁とレーザー光を透過する透明体とを備えた一体的な加工粉捕捉ユニット２２３で囲うことを特徴とする。この変形例１では、全ての加工領域３１をあらかじめ壁２１と透明体２２とで囲っているので、加工粉捕捉ユニット２２３を移動させる必要がない。
本レーザー加工装置においては、加工時に加工領域３１は、壁２１と透明体２２とで囲まれているので加工粉が基板に付着することを抑制できる。また、加工粉は、真空チャンバや真空チャンバに固定された部品まで飛散することはないので、それらを除去するためのメンテナンスが不要で、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
また、複数の壁と透明体を一体の加工粉捕捉ユニットとすることで、ひとつの加工粉捕捉ユニットで複数の加工領域に対応する場合に比べ、加工粉が溜まる時間が長くなるので交換頻度が減り、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
本レーザー加工装置においては、加工時に加工領域３１は、壁２１と透明体２２とで囲まれているので加工粉が基板に付着することを抑制できる。また、加工粉は、真空チャンバや真空チャンバに固定された部品まで飛散することはないので、それらを除去するためのメンテナンスが不要で、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
また、複数の壁と透明体を一体の加工粉捕捉ユニットとすることで、ひとつの加工粉捕捉ユニットで複数の加工領域に対応する場合に比べ、加工粉が溜まる時間が長くなるので交換頻度が減り、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
【0091】
また、変形例１の加工粉捕捉ユニット２２３によれば、図９－ａ－１に示すレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニットよりもさらに加工粉捕捉ユニットの交換期間を延ばすことができ、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
また、変形例１の加工粉捕捉ユニット２２３によれば、図９－ａ－１に示すレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニットに比べ、加工対象物である基板の加工領域と加工粉捕捉ユニット２２３との位置決めは一度で済むので稼働率を上げることができる。
また、変形例１の加工粉捕捉ユニット２２３によれば、図９－ａ－１に示すレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニットに比べ、加工対象物である基板の加工領域と加工粉捕捉ユニット２２３との位置決めは一度で済むので稼働率を上げることができる。
【0092】
この場合、変形例１の加工粉捕捉ユニット２２３を交換装置４４で交換するためには、上記加工粉捕捉ユニット１２３よりも大がかりな機構が必要となり、装置価格が高価になる。
ただし、基板１１が軽く基板搬送系への負担が小さい場合など、例えば、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、基板１１と略同じ大きさの外枠９３を加工粉捕捉ユニット２２３に連結部９４で連結すればよい。図１１Ａは、実施の形態４の変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２２３を連結部９４で外枠９３を介して基板１１に連結した状態を示す概略図である。図１１Ｂは、図１１Ａの加工粉捕捉ユニット２２３及び外枠９３の概略断面図である。
このような構成によって、基板１１と共通の搬送機構を用い、基板搬送用のゲートバルブを通って、加工粉捕捉ユニット２２３を基板搬送用のロードロック室（図示せず）から回収し、メンテナンスすることができる。これによって加工粉捕捉ユニット専用のロードロック室４１は不要となり、レーザー加工装置の価格を安価にできる。
ただし、基板１１が軽く基板搬送系への負担が小さい場合など、例えば、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、基板１１と略同じ大きさの外枠９３を加工粉捕捉ユニット２２３に連結部９４で連結すればよい。図１１Ａは、実施の形態４の変形例１に係るレーザー加工装置の加工粉捕捉ユニット２２３を連結部９４で外枠９３を介して基板１１に連結した状態を示す概略図である。図１１Ｂは、図１１Ａの加工粉捕捉ユニット２２３及び外枠９３の概略断面図である。
このような構成によって、基板１１と共通の搬送機構を用い、基板搬送用のゲートバルブを通って、加工粉捕捉ユニット２２３を基板搬送用のロードロック室（図示せず）から回収し、メンテナンスすることができる。これによって加工粉捕捉ユニット専用のロードロック室４１は不要となり、レーザー加工装置の価格を安価にできる。
【0093】
（実施の形態５）
次に、実施の形態５に係るレーザー加工装置１０ｆについて図１２－１を用いて説明する。図１２－１は、実施の形態５に係るレーザー加工装置１０ｆの内部構造を示す概略断面図である。
図１２－１に示すように、実施の形態５に係るレーザー加工装置１０ｆでは、壁２１とともに加工領域を囲う透明体が樹脂フィルム９５であり、樹脂フィルム９５は連続送り機構５６で送られる。連続送り機構５６には、上下動機構１０１が設けられている。
有機ＥＬ基板１１を加工するレーザー加工装置の場合、レーザー光は有機ＥＬ材料が吸収する紫外波長を用いる。この時、透明体である樹脂フィルム９５を構成する樹脂としては、紫外波長を透過するポリエチレンなどを使用する。
レーザー加工を重ね、透明体である樹脂フィルム９５にアブレーションされた膜が付着したり加工粉が溜まってくると連続送り機構５６によって樹脂フィルム９５を送り、レーザー光が妨げられないようにする。樹脂フィルム９５を送る際は、上下動機構１０１により樹脂フィルム９５を下降させ、透明な部分が加工領域の下に来るまで送ってから上昇させる。
次に、実施の形態５に係るレーザー加工装置１０ｆについて図１２－１を用いて説明する。図１２－１は、実施の形態５に係るレーザー加工装置１０ｆの内部構造を示す概略断面図である。
図１２－１に示すように、実施の形態５に係るレーザー加工装置１０ｆでは、壁２１とともに加工領域を囲う透明体が樹脂フィルム９５であり、樹脂フィルム９５は連続送り機構５６で送られる。連続送り機構５６には、上下動機構１０１が設けられている。
有機ＥＬ基板１１を加工するレーザー加工装置の場合、レーザー光は有機ＥＬ材料が吸収する紫外波長を用いる。この時、透明体である樹脂フィルム９５を構成する樹脂としては、紫外波長を透過するポリエチレンなどを使用する。
レーザー加工を重ね、透明体である樹脂フィルム９５にアブレーションされた膜が付着したり加工粉が溜まってくると連続送り機構５６によって樹脂フィルム９５を送り、レーザー光が妨げられないようにする。樹脂フィルム９５を送る際は、上下動機構１０１により樹脂フィルム９５を下降させ、透明な部分が加工領域の下に来るまで送ってから上昇させる。
【0094】
ここでは上下動機構１０１を使い樹脂フィルム９５と壁２１とを密着させる構成で説明したが、装置の構造上、上下動機構１０１の設置が困難な場合や、装置の価格を下げたい場合など、上下動機構１０１は必須ではない。上下動機構がなくとも壁２１と樹脂フィルム９５とによって、加工領域３１が真空チャンバ１の側から直線的に到達できないラビリンス構造を構成すれば、本実施の形態の効果を得ることができる。
【0095】
（変形例１）
図１２－２は、実施の形態５の変形例１に係るレーザー加工装置１０ｇの内部構造を示す概略断面図である。図１２－２の変形例１に係るレーザー加工装置１０ｇに示すように樹脂フィルムの代わりに、ガラス１９５を、ローラー１５６で送る構成としてもよい。この構成であれば、透明体であるガラス１９５をレーザー光でクリーニングすることもできる。
さらに、この構成においても、壁２１とガラス１９５とによって、加工領域３１が真空チャンバ１の側から直線的に到達できないラビリンス構造を構成すれば、本実施の形態の効果を得ることができる。
図１２－２は、実施の形態５の変形例１に係るレーザー加工装置１０ｇの内部構造を示す概略断面図である。図１２－２の変形例１に係るレーザー加工装置１０ｇに示すように樹脂フィルムの代わりに、ガラス１９５を、ローラー１５６で送る構成としてもよい。この構成であれば、透明体であるガラス１９５をレーザー光でクリーニングすることもできる。
さらに、この構成においても、壁２１とガラス１９５とによって、加工領域３１が真空チャンバ１の側から直線的に到達できないラビリンス構造を構成すれば、本実施の形態の効果を得ることができる。
【0096】
一方、壁２１に加工粉が溜まってきた場合、基板１１に付着するまえに交換装置４４を用いて壁２１を交換する。
【0097】
本レーザー加工装置１０ｆ、１０ｇにおいては、加工時に加工領域は壁と透明体で囲まれているので加工粉が基板に付着することを抑制できる。また、真空チャンバや真空チャンバに固定された部品まで飛散する加工粉はないので、それらを除去するためのメンテナンスが不要で、レーザー加工装置の稼働率を上げることができる。
エッチングする材料や厚み等のエッチング条件によって、上記式１のＡが小さい場合やｎが大きい場合など、壁の汚れよりも透明体の汚れがかなり早く進む場合がある。この場合、ロードロック室４１を使って加工粉捕捉ユニットを頻繁に交換する図１の装置より稼働率を上げることができる。
このレーザー加工装置１０ｆ、１０ｇでは、透明体である樹脂フィルム９５又はガラス１９５を使い切ると真空チャンバ１を大気開放しなければならないが、図１の装置で、加工粉捕捉ユニットをメンテナンスするために、頻繁にロードロック室４１を大気開放するより、稼働率を上げることができる場合がある。
エッチングする材料や厚み等のエッチング条件によって、上記式１のＡが小さい場合やｎが大きい場合など、壁の汚れよりも透明体の汚れがかなり早く進む場合がある。この場合、ロードロック室４１を使って加工粉捕捉ユニットを頻繁に交換する図１の装置より稼働率を上げることができる。
このレーザー加工装置１０ｆ、１０ｇでは、透明体である樹脂フィルム９５又はガラス１９５を使い切ると真空チャンバ１を大気開放しなければならないが、図１の装置で、加工粉捕捉ユニットをメンテナンスするために、頻繁にロードロック室４１を大気開放するより、稼働率を上げることができる場合がある。
【0098】
しかしながら、加工粉のついた樹脂フィルム９５又はガラス１９５を送る際、加工粉が真空チャンバ内に落下してしまうと、真空チャンバを大気開放する時に、加工粉がパージガスに巻き上げられ真空チャンバ上部に付着し、基板加工中に落下し、基板に付着する可能性がある。基板への加工粉の付着に対する制限が厳しい場合は、真空チャンバを大気開放しない図１のレーザー加工装置、すなわち、壁２１と透明体２２とをロードロック室を使って交換する構成が望ましい。
【0099】
（変形例２）
次に、実施の形態５の変形例２に係るレーザー加工装置１０ｈについて図１３を用いて説明する。図１３は、実施の形態５の変形例２に係るレーザー加工装置１０ｈの内部構造を示す概略断面図である。
図１３に示すように、実施の形態５の変形例２に係るレーザー加工装置１０ｈは、加工領域を囲う壁９８および透明体９７が樹脂であり、連続送り機構５７で送られる。連続送り機構５７には、上下動機構１０１が設けられている。
有機ＥＬ基板１１を加工するレーザー加工装置の場合、レーザー光は有機ＥＬ材料が吸収する紫外波長を用いる。この時、透明体である樹脂フィルム９７を構成する樹脂としては、紫外波長を透過するポリエチレンなどを使用する。
レーザー加工を重ねて壁９８および透明体である樹脂フィルム９７にアブレーションされた膜が付着したり加工粉が溜まってくると連続送り機構５７によって壁９８及び樹脂フィルム９７を送り、レーザー光が妨げられないようにする。樹脂フィルム９７を送る際は、上下動機構１０１により樹脂フィルム９７を下降させ、透明な部分が加工領域の下に来るまで送って上昇させる。
次に、実施の形態５の変形例２に係るレーザー加工装置１０ｈについて図１３を用いて説明する。図１３は、実施の形態５の変形例２に係るレーザー加工装置１０ｈの内部構造を示す概略断面図である。
図１３に示すように、実施の形態５の変形例２に係るレーザー加工装置１０ｈは、加工領域を囲う壁９８および透明体９７が樹脂であり、連続送り機構５７で送られる。連続送り機構５７には、上下動機構１０１が設けられている。
有機ＥＬ基板１１を加工するレーザー加工装置の場合、レーザー光は有機ＥＬ材料が吸収する紫外波長を用いる。この時、透明体である樹脂フィルム９７を構成する樹脂としては、紫外波長を透過するポリエチレンなどを使用する。
レーザー加工を重ねて壁９８および透明体である樹脂フィルム９７にアブレーションされた膜が付着したり加工粉が溜まってくると連続送り機構５７によって壁９８及び樹脂フィルム９７を送り、レーザー光が妨げられないようにする。樹脂フィルム９７を送る際は、上下動機構１０１により樹脂フィルム９７を下降させ、透明な部分が加工領域の下に来るまで送って上昇させる。
【0100】
本レーザー加工装置においては、加工時に加工領域は壁と透明体で囲まれているので加工粉が基板に付着することを抑制できる。また、真空チャンバや真空チャンバに固定された部品まで飛散する加工粉はないので、それらを除去するためのメンテナンスが不要で、装置の稼働率を上げることができる。
エッチングする材料や厚み等のエッチング条件によって、壁および透明体への加工粉付着が早く進む場合、図１の装置より稼働率を上げることができる。
エッチングする材料や厚み等のエッチング条件によって、壁および透明体への加工粉付着が早く進む場合、図１の装置より稼働率を上げることができる。
【0101】
樹脂を使い切るとチャンバを大気開放しなければならないが、図１の装置で、加工粉捕捉ユニットをメンテナンスするために、頻繁にロードロック室４１を大気開放するより、稼働率を上げることができる場合がある。
この構成においては壁交換用のロードロック室も不要なので装置価格を安価にできる。加工に使用する波長に対して、このような形状の樹脂が安価に入手できる場合は、このような構成としてもよい。
この構成においては壁交換用のロードロック室も不要なので装置価格を安価にできる。加工に使用する波長に対して、このような形状の樹脂が安価に入手できる場合は、このような構成としてもよい。
【0102】
しかしながら、加工粉のついた樹脂フィルム９７及び壁９８を送る際、加工粉が真空チャンバ内に落下してしまうと、真空チャンバを大気開放する時に、加工粉がパージガスに巻き上げられ真空チャンバ上部に付着し、基板加工中に落下し、基板に付着する可能性がある。基板への加工粉の付着に対する制限が厳しい場合は、真空チャンバを大気開放しない図１の装置、すなわち、壁２１と透明体２２とをロードロック室を使って交換する構成が望ましい。
【0103】
なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【0104】
本発明に係るレーザー加工装置は、情報機器端末の表示画面に使用される有機ＥＬディスプレイの製造などに用いられている真空チャンバ内でレーザー加工を施すレーザー加工装置およびレーザー加工方法に適用できる。
【符号の説明】
【0105】
１ 真空チャンバ
２ レーザー発振器
３ ガルバノスキャナー
４ 集光レンズ
５ 排気機構
６ パージ機構
７ レーザー光
８ ガラス窓、レーザー光導入ガラス
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ レーザー加工装置
１１ 加工対象物（基板）
２１ 壁
２１ａ、２１ｂ 部分
２１ｃ 連結部
２２ 透明体
２３、２４ 加工粉捕捉ユニット
３１ 加工領域
４１ ロードロック室
４２ ゲートバルブ
４４ 交換装置
４５ 排気機構
４６ パージ機構
４７ アーム
４８ 交換機構
５２ 部品
５３ 真空チャンバ
５４ 蒸着源
５６ 連続送り機構
５７ 連続送り機構
６１ クリーニング室
８２ アブレーション膜
８３ ダミー基板
８４ 投光器
８５ 受光器
８６ 光
９１、９２ 連結部
９３ 外枠
９４ 連結部
９５ 樹脂フィルム
９７ 樹脂フィルム
９８ 壁
１０１ 上下動機構
１２３ 加工粉捕捉ユニット
１３１～１３３ 第１の加工領域
１３４～１３６ 第２の加工領域
１３７～１３９ 第３の加工領域
１５６ ローラー
１９５ ガラス
２ レーザー発振器
３ ガルバノスキャナー
４ 集光レンズ
５ 排気機構
６ パージ機構
７ レーザー光
８ ガラス窓、レーザー光導入ガラス
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ レーザー加工装置
１１ 加工対象物（基板）
２１ 壁
２１ａ、２１ｂ 部分
２１ｃ 連結部
２２ 透明体
２３、２４ 加工粉捕捉ユニット
３１ 加工領域
４１ ロードロック室
４２ ゲートバルブ
４４ 交換装置
４５ 排気機構
４６ パージ機構
４７ アーム
４８ 交換機構
５２ 部品
５３ 真空チャンバ
５４ 蒸着源
５６ 連続送り機構
５７ 連続送り機構
６１ クリーニング室
８２ アブレーション膜
８３ ダミー基板
８４ 投光器
８５ 受光器
８６ 光
９１、９２ 連結部
９３ 外枠
９４ 連結部
９５ 樹脂フィルム
９７ 樹脂フィルム
９８ 壁
１０１ 上下動機構
１２３ 加工粉捕捉ユニット
１３１～１３３ 第１の加工領域
１３４～１３６ 第２の加工領域
１３７～１３９ 第３の加工領域
１５６ ローラー
１９５ ガラス
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5-a-1】
【図5-a-2】
【図5-b-1】
【図5-b-2】
【図5-c-1】
【図5-c-2】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9-a-1】
【図9-a-2】
【図9-b-1】
【図9-b-2】
【図9-c-1】
【図9-c-2】
【図10-a-1】
【図10-a-2】
【図10-b-1】
【図10-b-2】
【図10-c-1】
【図10-c-2】
【図11A】
【図11B】
【図12-1】
【図12-2】
【図13】
【図14】