特許 7742408 レーザ加工装置、レーザ加工方法、及び電子デバイスの製造方法

(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】2025-09-10

(45)【発行日】2025-09-19

(54)【発明の名称】レーザ加工装置、レーザ加工方法、及び電子デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/382 20140101AFI20250911BHJP

   B23K 26/067 20060101ALI20250911BHJP

   B23K 26/066 20140101ALI20250911BHJP

   B23K 26/064 20140101ALI20250911BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20250911BHJP

【ＦＩ】

B23K26/382

B23K26/067

B23K26/066

B23K26/064 Z

G03F7/20 505

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2023532991

(86)(22)【出願日】2021-07-08

(86)【国際出願番号】 JP2021025819

(87)【国際公開番号】W WO2023281708

(87)【国際公開日】2023-01-12

【審査請求日】2024-06-07

(73)【特許権者】

【識別番号】300073919

【氏名又は名称】ギガフォトン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100143764

【弁理士】

【氏名又は名称】森村 靖男

(72)【発明者】

【氏名】川筋 康文

【審査官】柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０６８２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２６８６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０６２６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１５２４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２６／３８２

Ｂ２３Ｋ ２６／０６７

Ｂ２３Ｋ ２６／０６６

Ｂ２３Ｋ ２６／０６４

Ｇ０３Ｆ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物に照射される複数のレーザ光のそれぞれの照射位置に孔を形成するレーザ加工装置であって、
入射するレーザ光を前記複数のレーザ光に分割して出射する回折光学素子と、
前記回折光学素子から前記複数のレーザ光が入射し、印加される電圧の周波数に応じて出射する前記複数のレーザ光の光路を前記複数のレーザ光の照射方向に垂直な第１方向に沿って変化させる第１音響光学素子と、
前記第１音響光学素子に所望の周波数の電圧を印加する第１電圧印加回路と、
前記第１音響光学素子から出射する前記複数のレーザ光を集光して前記被加工物に照射する集光光学系と、
前記集光光学系から出射する前記複数のレーザ光が透過するアパーチャと、
前記第１電圧印加回路を制御して、前記第１音響光学素子に印加される電圧の周波数を調節するプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、前記第１電圧印加回路を制御して、前記アパーチャを透過する前記複数のレーザ光の数が所望の数となるよう前記第１音響光学素子に印加される電圧の周波数を調節する
レーザ加工装置。

【請求項2】

請求項１に記載のレーザ加工装置であって、
前記レーザ光はパルスレーザ光である。

【請求項3】

請求項１に記載のレーザ加工装置であって、
前記アパーチャと前記被加工物との間に配置された転写光学系を更に備え、
前記集光光学系から出射する前記複数のレーザ光は、前記転写光学系を介して、前記被加工物に照射される。

【請求項4】

請求項１に記載のレーザ加工装置であって、
前記被加工物は絶縁性の無機材料から成る。

【請求項5】

被加工物に照射される複数のレーザ光のそれぞれの照射位置に孔を形成するレーザ加工装置であって、
入射するレーザ光を前記複数のレーザ光に分割して出射する回折光学素子と、
前記回折光学素子から前記複数のレーザ光が入射し、印加される電圧の周波数に応じて出射する前記複数のレーザ光の光路を前記複数のレーザ光の照射方向に垂直な第１方向に沿って変化させる第１音響光学素子と、
前記第１音響光学素子に所望の周波数の電圧を印加する第１電圧印加回路と、
前記第１音響光学素子から前記複数のレーザ光が入射し、印加される電圧の周波数に応じて出射する前記複数のレーザ光の光路を前記複数のレーザ光の照射方向及び前記第１方向に直交する第２方向に沿って変化させる第２音響光学素子と、
前記第２音響光学素子に所望の周波数の電圧を印加する第２電圧印加回路と、
前記第２音響光学素子から出射する前記複数のレーザ光を集光して前記被加工物に照射する集光光学系と、
前記第１電圧印加回路及び前記第２電圧印加回路を制御して、前記第１音響光学素子及び前記第２音響光学素子に印加されるそれぞれの電圧の周波数を調節するプロセッサと、
前記集光光学系から出射する前記複数のレーザ光が透過し、前記第１方向に延在する一対の辺と前記第２方向に延在する一対の辺とから成る四角形状のアパーチャと、
を備え、
前記回折光学素子は、前記複数のレーザ光を前記第１方向に複数配列されると共に前記第２方向に複数配列される正方格子状に出射し、
前記プロセッサは、前記第１電圧印加回路及び前記第２電圧印加回路を制御して、前記アパーチャを透過する前記複数のレーザ光のうち前記第１方向に配列される数及び前記第２方向に配列される数がそれぞれ所望の数となるよう、前記第１音響光学素子及び前記第２音響光学素子に印加される電圧の周波数をそれぞれ調節する
レーザ加工装置。

【請求項6】

請求項５に記載のレーザ加工装置であって、
前記第１音響光学素子と前記第２音響光学素子との間にλ／２波長板が配置され、
前記第１音響光学素子からの前記レーザ光は前記λ／２波長板を介して前記第２音響光学素子に入射する。

【請求項7】

請求項５に記載のレーザ加工装置であって、
前記被加工物が配置され、前記第１方向及び前記第２方向に移動可能なテーブルを更に備え、
前記プロセッサは、前記第１電圧印加回路及び前記第２電圧印加回路を制御して、前記被加工物の位置に応じて、前記アパーチャを透過する前記複数のレーザ光の数が変化するよう、前記第１音響光学素子及び前記第２音響光学素子に印加される電圧の周波数をそれぞれ調節する。

【請求項8】

被加工物に照射される複数のレーザ光のそれぞれの照射位置に孔を形成するレーザ加工装置であって、
入射するレーザ光を前記複数のレーザ光に分割して出射する回折光学素子と、
前記回折光学素子から前記複数のレーザ光が入射し、印加される電圧の周波数に応じて出射する前記複数のレーザ光の光路を前記複数のレーザ光の照射方向に垂直な第１方向に沿って変化させる第１音響光学素子と、
前記第１音響光学素子に所望の周波数の電圧を印加する第１電圧印加回路と、
前記第１音響光学素子から出射する前記複数のレーザ光を集光して前記被加工物に照射する集光光学系と、
前記被加工物が配置され、前記第１方向に移動するテーブルと、
前記集光光学系から出射する前記複数のレーザ光が透過し、前記第１方向に延在する一対の辺と前記複数のレーザ光の照射方向及び前記第１方向に直交する第２方向に延在する一対の辺とから成る四角形状のアパーチャと、
前記第１電圧印加回路を制御して、前記第１音響光学素子に印加される電圧の周波数を調節するプロセッサと、
を備え、
前記回折光学素子は、前記複数のレーザ光を前記第１方向に複数配列されると共に前記第２方向に複数配列される正方格子状に出射し、
前記プロセッサは、前記テーブルを前記第１方向に移動させながら、前記第１電圧印加回路を制御して、前記アパーチャ内において前記複数のレーザ光の前記被加工物におけるそれぞれの照射位置が変化しないよう、前記テーブルの移動に同期して前記第１電圧印加回路から前記第１音響光学素子に印加される電圧の周波数を変化させる
レーザ加工装置。

【請求項9】

被加工物に照射される複数のレーザ光のそれぞれの照射位置に孔を形成するレーザ加工方法であって、
回折光学素子にレーザ光を入射させて前記複数のレーザ光に分割して出射させる回折工程と、
前記回折光学素子からの前記複数のレーザ光を第１音響光学素子に入射させると共に、前記第１音響光学素子に所望の周波数の電圧を印加して、前記第１音響光学素子から出射する前記複数のレーザ光の光路を印加される電圧の周波数に応じて前記複数のレーザ光の照射方向に垂直な第１方向に沿って変化させる第１光路変化工程と、
前記第１音響光学素子からの前記複数のレーザ光を第２音響光学素子に入射させると共に、前記第２音響光学素子に所望の周波数の電圧を印加して、前記第２音響光学素子から出射する前記複数のレーザ光の光路を印加される電圧の周波数に応じて前記複数のレーザ光の照射方向及び前記第１方向に直交する第２方向に沿って変化させる第２光路変化工程と、
前記第２音響光学素子から出射する前記複数のレーザ光を集光する集光工程と、
前記集光工程で集光される前記複数のレーザ光を、前記第１方向に延在する一対の辺と前記第２方向に延在する一対の辺とから成る四角形状のアパーチャを透過させるアパーチャ透過工程と、
集光され前記アパーチャを透過した前記複数のレーザ光を前記被加工物に照射する照射工程と、
を備え、
前記回折工程では、前記回折光学素子から前記複数のレーザ光を前記第１方向に複数配列されると共に前記第２方向に複数配列される正方格子状に出射させ、
前記第１光路変化工程及び前記第２光路変化工程では、前記アパーチャを透過する前記複数のレーザ光のうち前記第１方向に配列される数及び前記第２方向に配列される数がそれぞれ所望の数となるよう、前記第１音響光学素子及び前記第２音響光学素子に印加される電圧の周波数をそれぞれ調節する
レーザ加工方法。

【請求項10】

請求項９に記載のレーザ加工方法であって、
前記被加工物が配置されるテーブルを前記第１方向及び前記第２方向に移動するテーブル移動工程を更に備え、
前記第１光路変化工程及び前記第２光路変化工程では、前記被加工物の位置に応じて、前記アパーチャを透過する前記複数のレーザ光の数が変化するよう、前記第１音響光学素子及び前記第２音響光学素子に印加される電圧の周波数をそれぞれ調節する。

【請求項11】

被加工物に照射される複数のレーザ光のそれぞれの照射位置に孔を形成するレーザ加工方法であって、
回折光学素子にレーザ光を入射させて前記複数のレーザ光に分割して出射させる回折工程と、
前記回折光学素子からの前記複数のレーザ光を第１音響光学素子に入射させると共に、前記第１音響光学素子に所望の周波数の電圧を印加して、前記第１音響光学素子から出射する前記複数のレーザ光の光路を印加される電圧の周波数に応じて前記複数のレーザ光の照射方向に垂直な第１方向に沿って変化させる第１光路変化工程と、
前記第１音響光学素子から出射する前記複数のレーザ光を集光する集光工程と、
前記集光工程で集光される前記複数のレーザ光を、前記第１方向に延在する一対の辺と前記複数のレーザ光の照射方向及び前記第１方向に直交する第２方向に延在する一対の辺とから成る四角形状のアパーチャを透過させるアパーチャ透過工程と、
集光され前記アパーチャを透過した前記複数のレーザ光を前記被加工物に照射する照射工程と、
前記被加工物が配置されたテーブルを前記第１方向に移動させるテーブル移動工程と、
を備え、
前記回折工程では、前記回折光学素子から前記複数のレーザ光を前記第１方向に複数配列されると共に前記第２方向に複数配列される正方格子状に出射させ、
前記第１光路変化工程では、前記テーブルを移動させながら、前記アパーチャ内において前記複数のレーザ光の前記被加工物におけるそれぞれの照射位置が変化しないよう、前記テーブルの移動に同期して前記第１音響光学素子に印加する電圧の周波数を変化させる
レーザ加工方法。

【請求項12】

インターポーザと集積回路チップとを結合させて互いに電気的に接続する第１結合工程と、
インターポーザと回路基板とを結合させて互いに電気的に接続する第２結合工程と、
を備え、
前記インターポーザは、複数の貫通孔が形成された絶縁性の基板と、当該複数の貫通孔内に設けられる導電体とを含み、
前記複数の貫通孔は、絶縁性の基板に照射される複数のレーザ光のそれぞれの照射位置に孔を形成するレーザ加工方法により形成され、
前記レーザ加工方法は、
回折光学素子にレーザ光を入射させて前記複数のレーザ光に分割して出射させる回折工程と、
前記回折光学素子からの前記複数のレーザ光を第１音響光学素子に入射させると共に、前記第１音響光学素子に所望の周波数の電圧を印加して、前記第１音響光学素子から出射する前記複数のレーザ光の光路を印加される電圧の周波数に応じて前記複数のレーザ光の照射方向に垂直な第１方向に沿って変化させる第１光路変化工程と、
前記第１音響光学素子から出射する前記複数のレーザ光を集光する集光工程と、
前記集光工程で集光される前記複数のレーザ光を、アパーチャを透過させるアパーチャ透過工程と、
集光され前記アパーチャを透過した前記複数のレーザ光を前記基板に照射する照射工程と、
を備え、
前記第１光路変化工程では、前記アパーチャを透過する前記複数のレーザ光の数が所望の数となるよう前記第１音響光学素子に印加される電圧の周波数を調節する
電子デバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、レーザ加工装置、レーザ加工方法、及び電子デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、半導体露光装置においては、半導体集積回路の微細化及び高集積化につれて、解像力の向上が要請されている。このため、露光用光源から放出される光の短波長化が進められている。例えば、露光用のガスレーザ装置としては、波長約２４８．０ｎｍのレーザ光を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置、ならびに波長約１９３．４ｎｍのレーザ光を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられる。

【0003】

ＫｒＦエキシマレーザ装置及びＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振光のスペクトル線幅は、３５０ｐｍ～４００ｐｍと広い。そのため、ＫｒＦ及びＡｒＦレーザ光のような紫外線を透過する材料で投影レンズを構成すると、色収差が発生してしまう場合がある。その結果、解像力が低下し得る。そこで、ガスレーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を、色収差が無視できる程度となるまで狭帯域化する必要がある。そのため、ガスレーザ装置のレーザ共振器内には、スペクトル線幅を狭帯域化するために、狭帯域化素子（エタロンやグレーティング等）を含む狭帯域化モジュール（Ｌｉｎｅ Ｎａｒｒｏｗｉｎｇ Ｍｏｄｕｌｅ：ＬＮＭ）が備えられる場合がある。以下では、スペクトル線幅が狭帯域化されるガスレーザ装置を狭帯域化ガスレーザ装置という。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２００５／０８４８７３号

【概要】

【0005】

本開示の一態様によるレーザ加工装置は、被加工物に照射される複数のレーザ光のそれぞれの照射位置に孔を形成するレーザ加工装置であって、入射するレーザ光を複数のレーザ光に分割して出射する回折光学素子と、回折光学素子から複数のレーザ光が入射し、印加される電圧の周波数に応じて出射する複数のレーザ光の光路を複数のレーザ光の照射方向に垂直な第１方向に沿って変化させる第１音響光学素子と、第１音響光学素子に所望の周波数の電圧を印加する第１電圧印加回路と、第１音響光学素子から出射する複数のレーザ光を集光して被加工物に照射する集光光学系と、第１電圧印加回路を制御して、第１音響光学素子に印加される電圧の周波数を調節するプロセッサと、を備えてもよい。

【0006】

また、本開示の一態様によるレーザ加工方法は、被加工物に照射される複数のレーザ光のそれぞれの照射位置に孔を形成するレーザ加工方法であって、回折光学素子にレーザ光を入射させて複数のレーザ光に分割して出射させる回折工程と、回折光学素子からの複数のレーザ光を第１音響光学素子に入射させると共に、第１音響光学素子に所望の周波数の電圧を印加して、第１音響光学素子から出射する複数のレーザ光の光路を印加される電圧の周波数に応じて複数のレーザ光の照射方向に垂直な第１方向に沿って変化させる第１光路変化工程と、第１音響光学素子から出射する複数のレーザ光を集光する集光工程と、集光された複数のレーザ光を被加工物に照射する照射工程と、を備えてもよい。

【0007】

本開示の一態様による電子デバイスの製造方法は、インターポーザと集積回路チップとを結合させて互いに電気的に接続する第１結合工程と、インターポーザと回路基板とを結合させて互いに電気的に接続する第２結合工程と、を備え、インターポーザは、複数の貫通孔が形成された絶縁性の基板と、当該複数の貫通孔内に設けられる導電体とを含み、複数の貫通孔は、絶縁性の基板に照射される複数のレーザ光のそれぞれの照射位置に孔を形成するレーザ加工方法により形成され、レーザ加工方法は、回折光学素子にレーザ光を入射させて複数のレーザ光に分割して出射させる回折工程と、回折光学素子からの複数のレーザ光を第１音響光学素子に入射させると共に、第１音響光学素子に所望の周波数の電圧を印加して、第１音響光学素子から出射する複数のレーザ光の光路を印加される電圧の周波数に応じて複数のレーザ光の照射方向に垂直な第１方向に沿って変化させる第１光路変化工程と、第１音響光学素子から出射する複数のレーザ光を集光する集光工程と、集光された複数のレーザ光を基板に照射する照射工程と、を備えてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0008】

本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。

【図1】図１は、電子デバイスの概略構成例を示す模式図である。

【図2】図２は、電子デバイスの製造方法を示すフローチャートである。

【図3】図３は、比較例におけるレーザ加工装置の概略構成例を示す模式図である。

【図4】図４は、実施形態１におけるレーザ加工装置の概略構成例を示す模式図である。

【図5】図５は、複数のレーザ光がアパーチャに入射する一例の様子を示す図である。

【図6】図６は、複数のレーザ光がアパーチャに入射する他の一例の様子を示す図である。

【図7】図７は、実施形態１におけるレーザ加工方法の工程を示すフローチャートである。

【図8】図８は、実施形態２におけるレーザ加工装置の概略構成例を示す模式図である。

【図9】図９は、実施形態３におけるレーザ加工の様子を示す図である。

【図10】図１０は、図９で示すレーザ加工より後におけるレーザ加工の様子を示す図である。

【実施形態】

【0009】

１．電子デバイスの製造方法の説明
２．比較例のレーザ加工システム及びレーザ加工方法の説明
２．１ 構成
２．２ 動作
２．３ 課題
３．実施形態１のレーザ加工システム及びレーザ加工方法の説明
３．１ 構成
３．２ 動作
３．３ 作用・効果
４．実施形態２のレーザ加工システム及びレーザ加工方法の説明
４．１ 構成
４．２ 動作
４．３ 作用・効果
５．実施形態３のレーザ加工システム及びレーザ加工方法の説明
５．１ 動作
５．２ 作用・効果

【0010】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。

【0011】

１．電子デバイスの製造方法の説明
図１は、電子デバイス５００の概略構成例を示す模式図である。図１に示す電子デバイス５００は、集積回路チップ５０１と、インターポーザ５０２と、回路基板５０３と、を備える。集積回路チップ５０１は、例えばシリコン基板に集積回路が形成されているチップ状の集積回路基板である。集積回路チップ５０１には、集積回路に電気的に接続される複数のバンプ５０１Ｂが設けられている。インターポーザ５０２は、複数の貫通孔が形成された絶縁性の基板を備え、それぞれの貫通孔内に当該基板の表裏を電気的に接続する導電体が設けられている。インターポーザ５０２の一方の面には集積回路チップ５０１に設けられるバンプ５０１Ｂに接続される複数のランドが形成されており、それぞれのランドは貫通孔内の導電体のいずれかと電気的に接続されている。インターポーザ５０２の他方の面上には、複数のバンプ５０２Ｂが設けられており、それぞれのバンプ５０２Ｂは、貫通孔内の導電体のいずれかと電気的に接続されている。回路基板５０３の一方の面には、それぞれのバンプ５０２Ｂと接続する複数のランドが形成されている。また、回路基板５０３は、これらランドと電気的に接続される複数の端子を備える。

【0012】

図２は、電子デバイス５００の製造方法を示すフローチャートである。図２に示すように、本説明における電子デバイス５００の製造方法は、第１結合工程ＳＰ１と第２結合工程ＳＰ２と、を備える。第１結合工程ＳＰ１では、集積回路チップ５０１とインターポーザ５０２とを結合させる。具体的には、集積回路チップ５０１のそれぞれのバンプ５０１Ｂをインターポーザ５０２のそれぞれのランド上に配置して、バンプ５０１Ｂとランドとを電気的に接続する。こうして、集積回路チップ５０１とインターポーザ５０２とが電気的に接続される。第２結合工程ＳＰ２では、インターポーザ５０２と回路基板５０３とを結合させる。具体的には、インターポーザ５０２のそれぞれのバンプ５０２Ｂを回路基板５０３のそれぞれのランド上に配置して、バンプ５０２Ｂとランドとを電気的に接続する。こうして、集積回路チップ５０１は、インターポーザ５０２を介して回路基板５０３に電気的に接続される。以上の工程を経て、電子デバイス５００が製造される。

【0013】

２．比較例のレーザ加工システム及びレーザ加工方法の説明
２．１ 構成
比較例のレーザ加工システム及びレーザ加工方法について説明する。なお、本開示の比較例とは、出願人のみによって知られていると出願人が認識している形態であって、出願人が自認している公知例ではない。

【0014】

図３は、本例のレーザ加工システム１０の全体の概略構成例を示す模式図である。本例のレーザ加工システム１０は、ガスレーザ装置１００と、レーザ加工装置３００と、ガスレーザ装置１００及びレーザ加工装置３００を接続する光路管ＰＯとを主な構成として含む。以下では、被加工物２０に入射するレーザ光の光軸方向と平行な方向をＺ方向、Ｚ方向に直交している方向をＸ方向、Ｘ方向及びＺ方向に直交している方向をＹ方向として説明する。Ｚ方向は、被加工物２０の高さ方向でもある。

【0015】

本例のガスレーザ装置１００は、アルゴン（Ａｒ）、フッ素（Ｆ_２）、及びネオン（Ｎｅ）を含む混合ガスを使用するＡｒＦエキシマレーザ装置である。このガスレーザ装置１００は、中心波長が約１９３．４ｎｍのレーザ光を出射する。なお、ガスレーザ装置１００は、ＡｒＦエキシマレーザ装置以外のガスレーザ装置であってもよく、例えば、クリプトン（Ｋｒ）、Ｆ_２、及びＮｅを含む混合ガスを使用するＫｒＦエキシマレーザ装置であってもよい。この場合、ガスレーザ装置１００は、中心波長が約２４８．０ｎｍのレーザ光を出射する。レーザ媒質であるＡｒ、Ｆ_２、及びＮｅを含む混合ガスやレーザ媒質であるＫｒ、Ｆ_２、及びＮｅを含む混合ガスは、レーザガスと呼ばれる場合がある。

【0016】

ガスレーザ装置１００は、筐体１１０と、筐体１１０の内部空間に配置されるレーザ発振器１３０、モニタモジュール１５０、シャッタ１７０、及びレーザプロセッサ１９０とを主な構成として含む。

【0017】

レーザ発振器１３０は、レーザチャンバ１３１と、充電器１４１と、パルスパワーモジュール１４３と、リアミラー１４５と、出力結合ミラー１４７とを含んでいる。図１では、レーザ光の進行方向に略垂直な方向からみたレーザチャンバ１３１の内部構成が示されている。

【0018】

レーザチャンバ１３１は、上記レーザガス中のレーザ媒質の励起によって光が発生する内部空間を含む。レーザガスは、不図示のレーザガス供給源から不図示の配管を介してレーザチャンバ１３１の内部空間に供給される。レーザ媒質の励起によって発生する上記光は、後述するウインドウ１３９ａ，１３９ｂに進行する。

【0019】

レーザチャンバ１３１の内部空間には、一対の電極１３３ａ，１３３ｂが、互いに対向して、長手方向が上記光の進行方向に沿うように配置されている。電極１３３ａ，１３３ｂは、グロー放電によりレーザ媒質を励起するための放電電極である。本例では、電極１３３ａがカソードであり、電極１３３ｂがアノードである。

【0020】

電極１３３ａは、電気絶縁部１３５によって支持されている。電気絶縁部１３５は、レーザチャンバ１３１に形成されている開口を塞いでいる。電気絶縁部１３５には導電部が埋め込まれており、導電部はパルスパワーモジュール１４３から供給される高電圧を電極１３３ａに印加する。電極１３３ｂは、リターンプレート１３７に支持されている。リターンプレート１３７は、不図示の配線でレーザチャンバ１３１の内面と接続されている。

【0021】

充電器１４１は、パルスパワーモジュール１４３の中の不図示の充電コンデンサを所定の電圧で充電する直流電源装置である。パルスパワーモジュール１４３は、レーザプロセッサ１９０によって制御されるスイッチ１４３ａを含んでいる。スイッチ１４３ａがＯＦＦからＯＮになると、パルスパワーモジュール１４３は、充電器１４１に保持されていた電気エネルギーからパルス状の高電圧を生成し、この高電圧を電極１３３ａと電極１３３ｂとの間に印加する。

【0022】

電極１３３ａと電極１３３ｂとの間に高電圧が印加されると、電極１３３ａと電極１３３ｂとの間に放電が起こる。この放電のエネルギーにより、レーザチャンバ１３１内のレーザ媒質が励起される。励起されたレーザ媒質が基底状態に移行するとき光を放出する。

【0023】

レーザチャンバ１３１には、ウインドウ１３９ａ，１３９ｂが設けられている。ウインドウ１３９ａはレーザチャンバ１３１におけるレーザ光の進行方向における一端側に位置し、ウインドウ１３９ｂは当該進行方向における他端側に位置して、電極１３３ａと電極１３３ｂとの間の空間を挟み込んでいる。後述のように発振するレーザ光は、ウインドウ１３９ａ，１３９ｂを介してレーザチャンバ１３１の外部に出射する。上記のようにパルスパワーモジュール１４３によりパルス状の高電圧が電極１３３ａと電極１３３ｂとの間に印加されるため、このレーザ光はパルスレーザ光である。

【0024】

リアミラー１４５は、レーザチャンバ１３１の一端側に接続されている筐体１４５ａの内部空間に配置され、ウインドウ１３９ａから出射するレーザ光を反射してレーザチャンバ１３１の内部空間に戻す。出力結合ミラー１４７は、レーザチャンバ１３１の他端側に接続されている光路管１４７ａの内部空間に配置され、ウインドウ１３９ｂから出射するレーザ光の一部を透過させ、他の一部を反射してレーザチャンバ１３１の内部空間に戻す。こうしてリアミラー１４５と出力結合ミラー１４７とでファブリペロー型のレーザ共振器が構成され、レーザチャンバ１３１はレーザ共振器の光路上に配置される。

【0025】

モニタモジュール１５０は、出力結合ミラー１４７から出射するレーザ光の光路上に配置されている。モニタモジュール１５０は、筐体１５１と、ビームスプリッタ１５３と、光センサ１５５とを含む。筐体１５１には開口が形成されており、この開口を介して、筐体１５１の内部空間は光路管１４７ａの内部空間と連通している。筐体１５１の内部空間には、ビームスプリッタ１５３及び光センサ１５５が配置されている。

【0026】

ビームスプリッタ１５３は、出力結合ミラー１４７から出射したレーザ光を高い透過率でシャッタ１７０に向けて透過させると共に、レーザ光の一部を光センサ１５５の受光面に向けて反射する。光センサ１５５は、受光面に入射したレーザ光のエネルギーＥを計測する。光センサ１５５は、レーザプロセッサ１９０に電気的に接続されており、計測したエネルギーＥを示す信号をレーザプロセッサ１９０に出力する。

【0027】

本開示のレーザプロセッサ１９０は、制御プログラムが記憶された記憶装置１９０ａと、制御プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１９０ｂとを含む処理装置である。レーザプロセッサ１９０は、本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされている。また、レーザプロセッサ１９０は、ガスレーザ装置１００全体を制御する。

【0028】

レーザプロセッサ１９０は、モニタモジュール１５０の光センサ１５５からエネルギーＥを示す信号を受信する。また、レーザプロセッサ１９０は、レーザ加工装置３００のレーザ加工プロセッサ３１０との間で各種信号を送受信する。例えば、レーザプロセッサ１９０は、レーザ加工プロセッサ３１０から、後述する発光トリガＴｒ、及び、後述する目標エネルギーＥｔ等を示す信号を受信する。レーザプロセッサ１９０は、光センサ１５５及びレーザ加工プロセッサ３１０から受信したエネルギーＥ及び目標エネルギーＥｔを基に充電器１４１の充電電圧を制御する。充電器１４１の充電電圧を制御することにより、レーザ光のエネルギーが制御される。また、レーザプロセッサ１９０は、パルスパワーモジュール１４３にスイッチ１４３ａのＯＮ又はＯＦＦの指令信号を送信する。また、レーザプロセッサ１９０は、シャッタ１７０の開閉を制御する。

【0029】

シャッタ１７０は、モニタモジュール１５０の筐体１５１に接続されている光路管１７１の内部空間において、ビームスプリッタ１５３を透過したレーザ光の光路に配置される。筐体１５１の光路管１４７ａが接続される側とは反対側には光路管１７１が接続されており、光路管１７１の内部空間は、筐体１５１に形成された開口を介して、筐体１５１の内部空間と連通している。また、光路管１７１は、筐体１１０に形成されている開口を介して光路管ＰＯに連通している。

【0030】

シャッタ１７０は、レーザプロセッサ１９０に電気的に接続されている。レーザプロセッサ１９０は、モニタモジュール１５０から受信するエネルギーＥとレーザ加工プロセッサ３１０から受信する目標エネルギーＥｔとの差ΔＥが許容範囲内となるまではシャッタ１７０を閉じる。また、レーザプロセッサ１９０は、レーザ加工プロセッサ３１０から発光トリガＴｒを示す信号を受信するとシャッタ１７０を開ける。なお、レーザプロセッサ１９０は、差ΔＥが許容範囲内となったら、発光トリガＴｒの受信準備が完了したことを知らせる受信準備完了信号をレーザ加工プロセッサ３１０に送信する。発光トリガＴｒは、レーザ光の所定の繰り返し周波数ｆ及び所定のパルス数Ｐで規定され、レーザ加工プロセッサ３１０がレーザ発振器１３０をレーザ発振させるタイミング信号であり、外部トリガである。レーザ光の繰り返し周波数ｆは、例えば、１ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ以下である。

【0031】

光路管１７１及び光路管１４７ａの内部空間や、筐体１５１及び筐体１４５ａの内部空間には、パージガスが充填されている。パージガスには、高純度窒素等の不活性ガスが含まれる。パージガスは、不図示のパージガス供給源から、不図示の配管を通じて光路管１７１及び光路管１４７ａの内部空間や、筐体１５１及び筐体１４５ａの内部空間に供給される。

【0032】

なお、ガスレーザ装置１００の筐体１１０の内部空間には、レーザチャンバ１３１の内部空間から排気されるレーザガスを排気するための不図示の排気装置が配置されている。排気装置は、レーザチャンバ１３１の内部空間から排気されるガスに対してハロゲンフィルタによってＦ_２ガスを除去する処理等をして、ガスレーザ装置１００の筐体１１０にガスを放出する。

【0033】

シャッタ１７０が開いている期間にレーザ光がシャッタ１７０を透過して、ガスレーザ装置１００の光路管１７１からレーザ光Ｌｂが出射する。

【0034】

レーザ加工装置３００は、レーザ加工プロセッサ３１０と、光学システム３３０と、ステージ３５０と、筐体３５５と、フレーム３５７とを主な構成として含む。光学システム３３０及びステージ３５０は、筐体３５５の内部空間に配置されている。筐体３５５は、フレーム３５７に固定されている。筐体３５５には光路管ＰＯが接続されており、筐体３５５に形成された開口を介して、筐体３５５の内部空間が光路管ＰＯの内部空間と連通している。

【0035】

レーザ加工プロセッサ３１０は、制御プログラムが記憶された記憶装置３１０ａと、制御プログラムを実行するＣＰＵ３１０ｂとを含む処理装置である。レーザ加工プロセッサ３１０は、本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされている。レーザ加工プロセッサ３１０は、レーザ加工装置３００全体を制御する。

【0036】

光学システム３３０は、高反射ミラー３３１ａ，３３１ｂ，３３１ｃと、アッテネータ３３２と、フライアイレンズ３３３と、コンデンサレンズ３３４と、マスク３３５と、投影光学系３３６とを備えている。光学システム３３０の各構成は、それぞれ不図示のホルダに固定されており、筐体３５５内において所定の位置に配置されている。

【0037】

高反射ミラー３３１ａ，３３１ｂ，３３１ｃは、例えば、合成石英やフッ化カルシウムで形成された透明基板の表面に、レーザ光Ｌｂを高反射する反射膜がコートされて成る。高反射ミラー３３１ａは、ガスレーザ装置１００から入射するレーザ光Ｌｂをアッテネータ３３２に向けて反射する。高反射ミラー３３１ｂは、アッテネータ３３２からのレーザ光Ｌｂを高反射ミラー３３１ｃに向けて反射する。高反射ミラー３３１ｃは、高反射ミラー３３１ｂからのレーザ光Ｌｂをフライアイレンズ３３３に向けて反射する。

【0038】

アッテネータ３３２は、高反射ミラー３３１ａと高反射ミラー３３１ｂとの間の光路上に配置されている。アッテネータ３３２は、例えば、回転ステージ３３２ａ，３３２ｂと、回転ステージ３３２ａ，３３２ｂに固定される部分反射ミラー３３２ｃ，３３２ｄとを含む。それぞれの回転ステージ３３２ａ，３３２ｂは、レーザ加工プロセッサ３１０に電気的に接続されており、レーザ加工プロセッサ３１０からの制御信号によってＹ軸周りに回転する。回転ステージ３３２ａ，３３２ｂがそれぞれ回転すると、部分反射ミラー３３２ｃ，３３２ｄもそれぞれ回転する。部分反射ミラー３３２ｃ，３３２ｄは、部分反射ミラー３３２ｃ，３３２ｄの透過率が部分反射ミラー３３２ｃ，３３２ｄへのレーザ光Ｌｂの入射角によって変化する光学素子である。Ｙ軸周りにおける部分反射ミラー３３２ｃ，３３２ｄの回転角は、レーザ光Ｌｂの入射角が互いに一致し、且つ部分反射ミラー３３２ｃ，３３２ｄの透過率が所望の透過率となるように、回転ステージ３３２ａ，３３２ｂの回転によって調整される。これにより、高反射ミラー３３１ａからのレーザ光Ｌｂは、所望のエネルギーに減光されてアッテネータ３３２を通過する。

【0039】

フライアイレンズ３３３は、複数のレンズが例えばハニカム状に並列して成るレンズであり、インテグレータレンズとも呼ばれる。フライアイレンズ３３３は、フライアイレンズ３３３の出射側の焦点面とコンデンサレンズ３３４の入射面側の焦点面とが一致するように配置され、コンデンサレンズ３３４に入射するレーザ光Ｌｂのエネルギー密度が均一となるように光を出射する。

【0040】

コンデンサレンズ３３４は、フライアイレンズ３３３から出射するレーザ光Ｌｂを集光するレンズであり、コンデンサレンズ３３４の出射側の焦点面がマスク３３５上となるように配置されている。

【0041】

マスク３３５は、例えば、レーザ光Ｌｂの一部が透過する複数の透過孔が形成され、レーザ光Ｌｂの他の一部を遮光する板状の部材である。本例では、透過孔は複数の円形の孔から成る。レーザ光Ｌｂが複数の透過孔を透過することで、レーザ光Ｌｂは複数のレーザ光Ｌｖに分割されて、被加工部位に転写パターンが形成される。転写パターンが被加工物２０に転写されることで、当該転写パターンに応じた貫通孔が被加工物２０に形成される。

【0042】

投影光学系３３６は、例えばコリメータレンズ３３６ａと集光レンズ３３６ｂとを備える。コリメータレンズ３３６ａは、マスク３３５からの複数のレーザ光Ｌｖを平行光として出射する。集光レンズ３３６ｂは、コリメータレンズ３３６ａからの複数のレーザ光Ｌｖを転写パターンが被加工物２０の表面側から所定の深さΔＺｓｆに位置する結像位置にて結像するように被加工物２０に集光する。投影光学系３３６の倍率は、例えば、１／１０～１／５である。

【0043】

ステージ３５０は、筐体３５５の底面に配置され、テーブル３５１を備える。また、ステージ３５０は、レーザ加工プロセッサ３１０からの制御信号により、テーブル３５１をＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に移動させることができ、この移動によってテーブル３５１の位置を調整することができる。

【0044】

テーブル３５１は、被加工物２０を支持する。テーブル３５１の主面は、Ｚ軸に対して概ね直交しＸＹ平面に概ね沿っている。従って、被加工物２０の表面及び裏面は、Ｚ軸に概ね直交していると共に、ＸＹ平面に概ね沿って位置している。以上の構成によって、ステージ３５０は、光学システム３３０から出射する複数のレーザ光Ｌｖが被加工物２０の所望の位置を照射するように、テーブル３５１を介して被加工物２０を移動させて、被加工物２０の位置を調整することができる。

【0045】

被加工物２０は、複数のレーザ光Ｌｖの照射によってレーザ加工が行われる対象物である。被加工物２０としては、例えば、図１で説明したインターポーザ５０２となる絶縁性の基板を挙げることができる。この絶縁性の基板の材料として、例えば、シリコン、ガラス等の無機材料や、ポリイミド等の樹脂、及びガラスエポキシ等の無機材料と有機材料とのコンポジット材料を挙げることができる。

【0046】

筐体３５５の内部空間には、レーザ加工システム１０の稼働中、不活性ガスが常時流れている。この不活性ガスは、例えば窒素（Ｎ₂）である。筐体３５５には、不活性ガスを筐体３５５に吸入する不図示の吸入ポートと、筐体３５５から不活性ガスを外部に排出する不図示の排出ポートとが設けられている。吸入ポート及び排出ポートには、不図示の吸気管や排出管が接続されている。吸入ポートには、不活性ガスを供給する不図示のガス供給源が接続されている。吸入ポートから供給される不活性ガスは、筐体３５５と連通する光路管ＰＯにも流れる。

【0047】

２．２ 動作
次に、比較例のレーザ加工システムの動作及びレーザ加工方法について説明する。

【0048】

ガスレーザ装置１００において、ガスレーザ装置１００がレーザ光Ｌｂを出射する前の状態において、光路管１４７ａ，１７１，ＰＯの内部空間や、筐体１４５ａ，１５１の内部空間には、不図示のパージガス供給源からパージガスが充填される。また、レーザチャンバ１３１の内部空間には、不図示のレーザガス供給源からレーザガスが供給される。また、レーザ加工装置３００において、筐体３５５の内部空間には、窒素ガス等の不活性ガスが流れている。

【0049】

レーザ加工装置３００では、被加工物２０がテーブル３５１上に支持される。レーザ加工プロセッサ３１０は、被加工部位を形成するために複数のレーザ光Ｌｖを照射する照射位置の座標Ｘ、座標Ｙ、及び座標Ｚをステージ３５０に設定する。照射位置は、上記の転写パターンが形成される被加工物２０の被加工部位である。従って、ステージ３５０は、照射位置が被加工物２０の所望の位置となるようテーブル３５１を移動する。

【0050】

テーブル３５１が移動した後、レーザ加工プロセッサ３１０は、被加工物２０に照射される複数のレーザ光Ｌｖがレーザ加工に必要な所望のフルーエンスＦｍとなるように、ガスレーザ装置１００及び光学システム３３０のアッテネータ３３２の透過率Ｔｍを制御する。

【0051】

レーザプロセッサ１９０は、シャッタ１７０を閉じて、充電器１４１を作動させる。また、レーザプロセッサ１９０は、パルスパワーモジュール１４３のスイッチ１４３ａをＯＮする。これにより、パルスパワーモジュール１４３は、充電器１４１に保持されていた電気エネルギーから電極１３３ａと電極１３３ｂとの間にパルス状の高電圧を印加する。この高電圧により、電極１３３ａと電極１３３ｂとの間に放電が起き、電極１３３ａと電極１３３ｂとの間のレーザガスに含まれるレーザ媒質は励起状態とされて、レーザ媒質が基底状態に戻る際に光を放出する。この光によりリアミラー１４５と出力結合ミラー１４７との間で光が共振し、レーザチャンバ１３１の内部空間における放電空間を通過するたびに増幅され、レーザ発振が起こる。レーザ光の一部は、出力結合ミラー１４７を透過して、ビームスプリッタ１５３に伝搬する。

【0052】

ビームスプリッタ１５３に進行したレーザ光のうちの一部は、ビームスプリッタ１５３で反射され、光センサ１５５で受光される。光センサ１５５は、受光したレーザ光のエネルギーＥを計測し、エネルギーＥを示す信号をレーザプロセッサ１９０に出力する。レーザプロセッサ１９０は、エネルギーＥが所定の範囲内となった後、レーザ光の発光トリガＴｒの受信準備が完了したことを知らせる受信準備完了信号をレーザ加工プロセッサ３１０に送信する。

【0053】

その後、レーザ加工プロセッサ３１０は、発光トリガＴｒをレーザプロセッサ１９０に送信する。その結果、レーザプロセッサ１９０がシャッタ１７０を開け、シャッタ１７０を通過したレーザ光は、ガスレーザ装置１００から出射して、レーザ加工装置３００に入射する。このレーザ光Ｌｂは、例えば、中心波長１９３．４ｎｍのパルスレーザ光である。

【0054】

レーザ加工装置３００に入射したレーザ光Ｌｂは、高反射ミラー３３１ａ、アッテネータ３３２、高反射ミラー３３１ｂ，３３１ｃ、フライアイレンズ３３３、コンデンサレンズ３３４を介して、マスク３３５に照射される。このときレーザ光Ｌｂはマスク３３５上にケーラ照明される。マスク３３５では、レーザ光Ｌｂのうち、一部のレーザ光がマスクパターンを透過して複数のレーザ光Ｌｖとなり、他の一部のレーザ光は遮蔽される。マスク３３５を透過した複数のレーザ光Ｌｖは、投影光学系３３６のコリメータレンズ３３６ａで平行光とされ、集光レンズ３３６ｂで被加工物２０の上記結像位置にて結像する。

【0055】

複数のレーザ光Ｌｖは、レーザ加工に必要な繰り返し周波数ｆ及びパルス数Ｐで規定される発光トリガＴｒに従って、被加工物２０に照射される。被加工物２０の表面付近では、レーザ光Ｌｖの照射によりアブレーションが発生し、欠陥が生じる。これにより、被加工物２０に被加工部位が加工され、孔が形成される。本例では、被加工物２０に複数の貫通孔が形成されるまで加工が行われる。

【0056】

被加工物２０の一部において被加工部位が加工された後に、被加工物２０の他の一部において別の被加工部位が加工される場合、レーザ加工プロセッサ３１０は、別の被加工部位に複数のレーザ光Ｌｖを照射するため、新たな照射位置の座標Ｘ、座標Ｙをステージ３５０に設定する。ステージ３５０は、新たに設定された照射位置に複数のレーザ光Ｌｖが照射されるように被加工物２０と共にテーブル３５１を移動させる。その後、当該座標において、被加工物２０にレーザ加工が行われる。別の被加工部位が形成されない場合は、レーザ加工は終了する。このような手順が、すべての被加工部位に対するレーザ加工が終了するまで繰り返される。

【0057】

２．３ 課題
比較例のレーザ加工装置３００では、上記のようにマスク３３５によりレーザ光Ｌｂの一部が遮光される。このためレーザ光Ｌｂの利用効率が低く、スループットが低かった。

【0058】

そこで、以下の実施形態では、エネルギー効率を改善し得るレーザ加工装置及びレーザ加工方法が例示される。

【0059】

３．実施形態１のレーザ加工システム及びレーザ加工方法の説明
次に、実施形態１のレーザ加工システム及びレーザ加工方法について説明する。なお、上記において説明した構成と同様の構成については同一の符号を付し、特に説明する場合を除き、重複する説明は省略する。

【0060】

３．１ 構成
図４は、本実施形態のレーザ加工システム１０の全体の概略構成例を示す模式図である。本実施形態のレーザ加工システム１０では、光学システム３３０の構成が比較例における光学システム３３０の構成と異なる。本実施形態の光学システム３３０は、高反射ミラー３３１ａ，３３１ｂ，３３１ｃと、アッテネータ３３２と、回折光学素子（ＤＯＥ）３４１と、音響光学素子モジュール３４２と、集光光学系３４３と、アパーチャ３４４とを備えている。光学システム３３０の各構成は、それぞれ不図示のホルダに固定されており、筐体３５５内において所定の位置に配置されている。

【0061】

回折光学素子３４１は、高反射ミラー３３１ｃから入射するレーザ光Ｌｂを回折して、複数のレーザ光Ｌｖに分割して出射する。図５は、複数のレーザ光Ｌｖがアパーチャ３４４に入射する一例の様子を示す図である。回折光学素子３４１から出射する複数のレーザ光Ｌｖのパターンは、図５に示される複数のレーザ光Ｌｖのパターンと同様である。図５で示される例では、回折光学素子３４１は、複数のレーザ光ＬｖをＸ方向に複数配列されると共にＹ方向に複数配列される正方格子状のマトリックスパターンとする。この例の正方格子は、５×５のパターンである。Ｘ方向は、複数のレーザ光Ｌｖの照射方向に垂直な第１方向であり、Ｙ方向は、複数のレーザ光Ｌｖの照射方向及び第１方向に直交する第２方向である。

【0062】

音響光学素子モジュール３４２は、第１音響光学素子３４２ａと、λ／２波長板３４２ｃと、第２音響光学素子３４２ｂと、第１電圧印加回路３４２ｄと、第２電圧印加回路３４２ｅと、を含む。

【0063】

第１電圧印加回路３４２ｄは、第１音響光学素子３４２ａに所望の周波数の電圧を印加し、第２電圧印加回路３４２ｅは、第２音響光学素子３４２ｂに所望の周波数の電圧を印加する。また、第１電圧印加回路３４２ｄ及び第２電圧印加回路３４２ｅは、レーザ加工プロセッサ３１０に電気的に接続されており、レーザ加工プロセッサ３１０からの信号により、第１音響光学素子３４２ａ及び第２音響光学素子３４２ｂに印加する電圧の大きさや、当該電圧の周波数を変化させることができる。

【0064】

第１音響光学素子３４２ａには、回折光学素子３４１から出射する複数のレーザ光Ｌｖが入射する。音響光学素子は、周期的な電圧が印加されると、光弾性効果により生じる屈折率の周期的な変化によるグレーティングにより出射する光の光路を変化させる。この光路の変化量は、印加される電圧の周波数により変化する。第１音響光学素子３４２ａは、印加される電圧の周波数に応じて、出射する複数のレーザ光Ｌｖの光路を第１方向に沿って変化させる。また、第２音響光学素子３４２ｂには、第１音響光学素子３４２ａから出射する複数のレーザ光Ｌｖが入射する。第２音響光学素子３４２ｂは、印加される電圧の周波数に応じて、複数のレーザ光Ｌｖの光路を第２方向に沿って変化させる。第１音響光学素子３４２ａが複数のレーザ光Ｌｖの光路を第１方向に沿って変化させる変化量、及び、第２音響光学素子３４２ｂが当該光路を第２方向に沿って変化させる変化量は、それぞれ例えば０．０１度から１．０度である。

【0065】

第１音響光学素子３４２ａと第２音響光学素子３４２ｂとの間には、λ／２波長板３４２ｃが配置されている。従って、第１音響光学素子３４２ａから出射するレーザ光Ｌｖは、λ／２波長板３４２ｃを介して第２音響光学素子３４２ｂに入射する。λ／２波長板３４２ｃは、入射するレーザ光Ｌｖの２つの偏光方向を９０度回転させる。従って、第１音響光学素子３４２ａに入射するレーザ光Ｌｖの直線偏光の偏光方向と第１方向との関係と、第２音響光学素子３４２ｂに入射するレーザ光Ｌｖの直線偏光の偏光方向と第２方向との関係と、を揃えることができる。従って、第１音響光学素子３４２ａの特性と第２音響光学素子３４２ｂの特性とが同じであれば、第１音響光学素子３４２ａと第２音響光学素子３４２ｂとに同様の周波数の電圧を印加する場合、第１音響光学素子３４２ａから出射する複数のレーザ光Ｌｖの第１方向への変化の仕方と、第２音響光学素子３４２ｂから出射する複数のレーザ光Ｌｖの第２方向への変化の仕方とを揃えることができる。

【0066】

本実施形態の集光光学系３４３は、集光レンズ３４３ａを備える。集光レンズ３４３ａは、入射側の焦点面が概ね第２音響光学素子３４２ｂの出射面に位置し、出射側の焦点面が概ね被加工物２０から所定の深さに位置するように配置されている。この所定の深さは、例えば、比較例における結像位置と同様である。

【0067】

アパーチャ３４４は、被加工物２０と集光光学系３４３との間に配置されている。本例のアパーチャ３４４は、枠部材３４４ａに形成されている開口であり、当該開口は、第１方向に延在する一対の辺と第２方向に延在する一対の辺とから成る四角形状である。図５で示される例では、回折光学素子３４１で分割された複数のレーザ光Ｌｖの全てがアパーチャ３４４を透過している。本例では、アパーチャ３４４を透過した複数のレーザ光Ｌｖが、被加工物２０に照射される。

【0068】

図６は、複数のレーザ光Ｌｖがアパーチャ３４４に入射する他の一例の様子を示す図である。図６の例では、複数のレーザ光Ｌｖのうち一部のレーザ光Ｌｖがアパーチャ３４４を透過し、他の一部のレーザ光Ｌｖはアパーチャ３４４を透過せずに枠部材３４４ａで遮蔽されている。図６の例では、音響光学素子モジュール３４２を透過した複数のレーザ光Ｌｖが、Ｘ方向とＹ方向とにシフトしている。具体的には、図５に示す複数のレーザ光Ｌｖが音響光学素子モジュール３４２を透過する場合と比べて、第１音響光学素子３４２ａを透過する複数のレーザ光Ｌｖの光路が第１方向に沿ったＸ方向に変化され、第２音響光学素子３４２ｂを透過する複数のレーザ光Ｌｖの光路が第２方向に沿ったＹ方向に変化されている。この場合、第１電圧印加回路３４２ｄから第１音響光学素子３４２ａに印加される電圧の周波数、及び、第２電圧印加回路３４２ｅから第２音響光学素子３４２ｂに印加される電圧の周波数は、図５の状態におけるそれぞれの電圧の周波数と異なる。このシフト量は、レーザ加工プロセッサ３１０により定められる。つまり、レーザ加工プロセッサ３１０は、第１電圧印加回路３４２ｄ及び第２電圧印加回路３４２ｅを制御して、アパーチャ３４４を透過する複数のレーザ光Ｌｖのうち第１方向に配列される数及び第２方向に配列される数がそれぞれ所望の数となるよう、第１音響光学素子３４２ａ及び第２音響光学素子３４２ｂに印加される電圧の周波数をそれぞれ調節する。

【0069】

なお、レーザ加工プロセッサ３１０は、第１電圧印加回路３４２ｄ及び第２電圧印加回路３４２ｅを制御して、被加工物２０の位置に応じてアパーチャ３４４を透過する複数のレーザ光Ｌｖの数が変化するよう、第１音響光学素子３４２ａ及び第２音響光学素子３４２ｂに印加される電圧の周波数をそれぞれ調節してもよい。例えば、被加工物２０の加工位置がある特定の位置の場合、レーザ加工プロセッサ３１０は、図５で示すように複数のレーザ光Ｌｖがアパーチャ３４４を透過するように第１電圧印加回路３４２ｄ及び第２電圧印加回路３４２ｅを制御する。また、テーブル３５１が移動して、被加工物２０の加工位置が他の特定の位置の場合、レーザ加工プロセッサ３１０は、図６で示すように複数のレーザ光Ｌｖのうち一部のレーザ光Ｌｖがアパーチャ３４４を透過し、他のレーザ光Ｌｖがアパーチャ３４４を透過しないよう第１電圧印加回路３４２ｄ及び第２電圧印加回路３４２ｅを制御する。このように、レーザ加工プロセッサ３１０は、第１電圧印加回路３４２ｄ及び第２電圧印加回路３４２ｅを制御して、被加工物２０の位置に応じて、アパーチャ３４４を透過する複数のレーザ光Ｌｖの数が変化するよう、第１音響光学素子３４２ａ及び第２音響光学素子３４２ｂに印加される電圧の周波数をそれぞれ調節することができる。

【0070】

３．２ 動作
次に、本実施形態におけるレーザ加工システム１０の動作及びレーザ加工方法について説明する。図７は、本実施形態におけるレーザ加工方法の工程を示すフローチャートである。図７に示すように、本実施形態のレーザ加工方法は、テーブル移動工程ＳＰ１１と、レーザ光出射工程ＳＰ１２と、回折工程ＳＰ１３と、第１光路変化工程ＳＰ１４と、第２光路変化工程ＳＰ１５と、集光工程ＳＰ１６と、アパーチャ透過工程ＳＰ１７と、照射工程ＳＰ１８と、を含む。

【0071】

（テーブル移動工程ＳＰ１１）
本工程は、被加工物２０の所望の位置に複数のレーザ光Ｌｖを照射するためにステージ３５０のテーブル３５１を移動する工程である。本工程において、レーザ加工プロセッサ３１０は、被加工物２０の所望の位置が被加工部位となるよう、複数のレーザ光Ｌｖを照射する照射位置の座標Ｘ、座標Ｙ、座標Ｚをステージ３５０に設定する。この設定がなされると、ステージ３５０は、設定された照射位置に複数のレーザ光Ｌｖが照射されるよう被加工物２０を乗せたテーブル３５１を移動させる。テーブル３５１の移動が完了すると、ステージ３５０は、その旨を示す信号をレーザ加工プロセッサ３１０に送信する。こうして、テーブル移動工程ＳＰ１１が完了する。

【0072】

（レーザ光出射工程ＳＰ１２）
レーザ加工プロセッサ３１０は、テーブル３５１の移動が完了した旨の信号を受信すると、比較例での説明と同様にして、ガスレーザ装置１００を制御する。このとき、レーザ加工プロセッサ３１０は、被加工物２０における複数のレーザ光Ｌｖを照射する照射位置の座標Ｘ、座標Ｙ、座標Ｚに応じて、アパーチャ３４４を透過する複数のレーザ光ＬｖのうちＸ方向である第１方向に配列される数及びＹ方向である第２方向に配列される数がそれぞれ所望の数となるようにする。具体的には、レーザ加工プロセッサ３１０は、第１電圧印加回路３４２ｄ及び第２電圧印加回路３４２ｅを制御して、第１音響光学素子３４２ａ及び第２音響光学素子３４２ｂに印加される電圧の周波数をそれぞれ調節する。従って、ガスレーザ装置１００からレーザ光Ｌｂが出射する際には、第１音響光学素子３４２ａ及び第２音響光学素子３４２ｂに所望の周波数の電圧が印加される。またレーザ加工プロセッサ３１０は、アッテネータ３３２の透過率が所望の透過率となるように、比較例と同様にしてアッテネータ３３２を調節する。こうして、ガスレーザ装置１００からレーザ光Ｌｂが出射する準備が整った後、ガスレーザ装置１００はレーザ光Ｌｂを出射する。このレーザ光Ｌｂはパルスレーザ光である。

【0073】

（回折工程ＳＰ１３）
本工程は、回折光学素子３４１にレーザ光Ｌｂを入射させて複数のレーザ光Ｌｖに分割して出射させる工程である。レーザ光出射工程ＳＰ１２でガスレーザ装置１００から出射するレーザ光Ｌｂは、高反射ミラー３３１ａ、アッテネータ３３２、高反射ミラー３３１ｂ，３３１ｃの順に伝搬する。高反射ミラー３３１ｃで反射されるレーザ光Ｌｂは、回折光学素子３４１に入射する。回折光学素子３４１に入射するレーザ光Ｌｂは、回折光学素子３４１の回折パターンに従って、複数のレーザ光Ｌｖに分割されて、回折光学素子３４１から出射する。このとき、回折光学素子３４１から出射する複数のレーザ光Ｌｖのパターンは、図５に示すマトリックスパターンである。

【0074】

（第１光路変化工程ＳＰ１４）
本工程は、回折光学素子３４１からの複数のレーザ光Ｌｖを第１音響光学素子３４２ａに入射させ、第１音響光学素子３４２ａから出射する複数のレーザ光Ｌｖの光路を第１方向に沿って変化させる工程である。上記のようにガスレーザ装置１００からレーザ光Ｌｂが出射する時点で、第１音響光学素子３４２ａには、所望の周波数の電圧が印加されている。従って、第１音響光学素子３４２ａに入射する複数のレーザ光Ｌｖは、この電圧の周波数に応じて光路が第１方向に沿って変化して、第１音響光学素子３４２ａから出射する。

【0075】

（第２光路変化工程ＳＰ１５）
本工程は、第１音響光学素子３４２ａからの複数のレーザ光Ｌｖを第２音響光学素子３４２ｂに入射させ、第２音響光学素子３４２ｂから出射する複数のレーザ光Ｌｖの光路を第２方向に沿って変化させる工程である。なお、本工程の前に、第１音響光学素子３４２ａから出射する複数のレーザ光Ｌｖは、λ／２波長板３４２ｃを透過して、偏光方向が９０度回転される。従って、第１音響光学素子３４２ａから出射する複数のレーザ光Ｌｖにおける第１方向に沿った直線偏光は、第２音響光学素子３４２ｂに入射する際に第２方向に沿った直線偏光となる。上記のようにガスレーザ装置１００からレーザ光Ｌｂが出射する時点で、第２音響光学素子３４２ｂには、所望の周波数の電圧が印加されている。従って、第２音響光学素子３４２ｂに入射する複数のレーザ光Ｌｖは、この電圧の周波数に応じて光路が第２方向に沿って変化して、第２音響光学素子３４２ｂから出射する。

【0076】

なお、図５に示すように、複数のレーザ光Ｌｖの全てがアパーチャ３４４を透過する場合であっても、第１電圧印加回路３４２ｄ及び第２電圧印加回路３４２ｅに所望の周波数の電圧が印加されることが好ましい。従って、この場合であっても、第１音響光学素子３４２ａ及び第２音響光学素子３４２ｂにおいて、光路が変化される。このように所望の周波数の電圧が印加されることで、当該電圧の周波数を微調整することにより、アパーチャ３４４を透過して被加工物２０に照射される複数のレーザ光Ｌｖの照射位置の微調整が容易となる。つまり、被加工物２０に複数のレーザ光Ｌｖが照射される際には、常に、第１電圧印加回路３４２ｄ及び第２電圧印加回路３４２ｅに所望の周波数の電圧が印加され、第１音響光学素子３４２ａ及び第２音響光学素子３４２ｂにおいて、光路が変化されることが好ましい。

【0077】

（集光工程ＳＰ１６）
本工程は、複数のレーザ光Ｌｖを集光する工程である。第１音響光学素子３４２ａから出射する複数のレーザ光Ｌｖは、λ／２波長板３４２ｃ及び第２音響光学素子３４２ｂを介して、集光光学系３４３に入射する。本実施形態の集光光学系３４３は集光レンズ３４３ａから成るため、第２音響光学素子３４２ｂからの複数のレーザ光Ｌｖは、集光レンズ３４３ａを透過する。集光レンズ３４３ａを透過する複数のレーザ光Ｌｖは、集光レンズ３４３ａの開口数に応じて集光する。

【0078】

（アパーチャ透過工程ＳＰ１７）
本工程は、集光工程ＳＰ１６で集光される複数のレーザ光Ｌｖをアパーチャ３４４を透過させる工程である。全てのレーザ光Ｌｖがアパーチャ３４４を透過するよう第１電圧印加回路３４２ｄ及び第２電圧印加回路３４２ｅが制御される場合には、図５に示すように、アパーチャ３４４内に全てのレーザ光Ｌｖが入射して、アパーチャ３４４を透過する。一方、一部のレーザ光Ｌｖがアパーチャ３４４を透過し、他の一部のレーザ光Ｌｖがアパーチャ３４４を透過しない場合には、例えば、図６に示すように、一部のレーザ光Ｌｖのみがアパーチャ３４４に入射してアパーチャ３４４を透過し、他の一部のレーザ光Ｌｖは、枠部材３４４ａで遮蔽される。この場合、レーザ加工プロセッサ３１０は、第１光路変化工程ＳＰ１４及び第２光路変化工程ＳＰ１５では、アパーチャ３４４を透過する複数のレーザ光Ｌｖのうち第１方向に配列される数及び第２方向に配列される数がそれぞれ所望の数となるよう、第１音響光学素子３４２ａ及び第２音響光学素子３４２ｂに印加される電圧の周波数をそれぞれ調節する。

【0079】

（照射工程ＳＰ１８）
本工程は、集光工程ＳＰ１６で集光された複数のレーザ光Ｌｖを被加工物２０に照射する工程である。集光工程ＳＰ１６で集光された複数のレーザ光Ｌｖは、それぞれのレーザ光Ｌｖのスポット径が小さくなると共に、レーザ光Ｌｖ間の距離が小さくなる。このように集光された複数のレーザ光Ｌｖが被加工物２０に照射される。照射されるレーザ光Ｌｖは、レーザ光Ｌｂがパルスレーザ光であるためパルスレーザ光である。それぞれの照射位置において、被加工物２０がアブレーションされて孔が形成される。被加工物２０がインターポーザ５０２となる基板である場合には、この孔が貫通孔となるまで本工程が行われ、その後、貫通孔の内部に導電体が配置される。なお、被加工物２０に形成される孔は、貫通孔に限定されない。

【0080】

照射工程ＳＰ１８が完了すると、他の被加工部位が存在する場合には、テーブル移動工程ＳＰ１１に戻り、他の被加工部位が存在しない場合には、レーザ加工を終了する。なお、ある被加工部位に上記レーザ加工方法により孔を形成する場合には、例えば、図５に示すように全てのレーザ光Ｌｖがアパーチャ３４４を透過して被加工物２０に照射され、他の被加工部位に移動した際には、図６に示すように一部のレーザ光Ｌｖがアパーチャ３４４を透過して被加工物２０に照射され、他の一部のレーザ光Ｌｖが枠部材３４４ａで遮蔽されてもよい。この場合、レーザ加工プロセッサ３１０は、第１電圧印加回路３４２ｄ及び第２電圧印加回路３４２ｅを制御して、被加工物２０の位置に応じて、アパーチャ３４４を透過する複数のレーザ光Ｌｖの数が変化するよう、第１音響光学素子３４２ａ及び第２音響光学素子３４２ｂに印加される電圧の周波数をそれぞれ調節する。

【0081】

３．３ 作用・効果
以上説明したように、本実施形態のレーザ加工装置３００は、被加工物２０に照射される複数のレーザ光Ｌｖのそれぞれの照射位置に孔を形成するレーザ加工装置であって、入射するレーザ光Ｌｂを複数のレーザ光Ｌｖに分割して出射する回折光学素子３４１と、回折光学素子３４１から複数のレーザ光Ｌｖが入射し、印加される電圧の周波数に応じて出射する複数のレーザ光Ｌｖの光路を複数のレーザ光Ｌｖの照射方向に垂直な第１方向に沿って変化させる第１音響光学素子３４２ａと、第１音響光学素子３４２ａに所望の周波数の電圧を印加する第１電圧印加回路３４２ｄと、第１音響光学素子３４２ａから出射する複数のレーザ光Ｌｖを集光して被加工物２０に照射する集光光学系３４３と、第１電圧印加回路３４２ｄを制御して、第１音響光学素子３４２ａに印加される電圧の周波数を調節するレーザ加工プロセッサ３１０と、を備える。

【0082】

また、本実施形態のレーザ加工方法は、被加工物２０に照射される複数のレーザ光Ｌｖのそれぞれの照射位置に孔を形成するレーザ加工方法であって、回折光学素子３４１にレーザ光Ｌｂを入射させて複数のレーザ光Ｌｖに分割して出射させる回折工程ＳＰ１３と、回折光学素子３４１からの複数のレーザ光Ｌｖを第１音響光学素子３４２ａに入射させると共に、第１音響光学素子３４２ａに所望の周波数の電圧を印加して、第１音響光学素子３４２ａから出射する複数のレーザ光Ｌｖの光路を印加される電圧の周波数に応じて複数のレーザ光Ｌｖの照射方向に垂直な第１方向に沿って変化させる第１光路変化工程ＳＰ１４と、第１音響光学素子３４２ａから出射する複数のレーザ光Ｌｖを集光する集光工程ＳＰ１６と、集光された複数のレーザ光Ｌｖを被加工物２０に照射する照射工程ＳＰ１８と、を備える。

【0083】

このようなレーザ加工装置３００及びレーザ加工方法によれば、回折光学素子３４１によりレーザ光Ｌｂを複数のレーザ光Ｌｖに分割するため、比較例のようにマスク３３５を用いてレーザ光Ｌｂを複数のレーザ光Ｌｖに分割する場合と比べて遮蔽されるレーザ光が少ない。従って、本実施形態のレーザ加工装置３００によれば、エネルギー効率を改善し得る。また、テーブル３５１を移動せずとも、第１音響光学素子３４２ａに印加される電圧の周波数を調節することで、レーザ光Ｌｖの照射位置を調節することができる。このため、レーザ光Ｌｖの照射位置の調節を短時間に行い得る。

【0084】

また、本実施形態のレーザ光Ｌｂはパルスレーザ光である。このため、被加工物２０に照射される複数のレーザ光Ｌｖのエネルギーの尖塔値を高め得、孔を効率よく形成し得る。なお、レーザ光Ｌｂは連続光であっても良い。

【0085】

また、本実施形態のレーザ加工装置３００は、第１音響光学素子３４２ａからの複数のレーザ光Ｌｖが入射し、印加される電圧の周波数に応じて出射する複数のレーザ光Ｌｖの光路を複数のレーザ光Ｌｖの照射方向及び第１方向に直交する第２方向に沿って変化させる第２音響光学素子３４２ｂと、第２音響光学素子３４２ｂに所望の周波数の電圧を印加する第２電圧印加回路３４２ｅと、を更に備える。そして、レーザ加工プロセッサ３１０は、第２電圧印加回路３４２ｅを制御して、第２音響光学素子３４２ｂに印加される電圧の周波数を調節し、第１音響光学素子３４２ａから出射する複数のレーザ光Ｌｖは第２音響光学素子３４２ｂを介して集光光学系３４３に入射する。また、本実施形態のレーザ加工方法は、第１音響光学素子３４２ａからの複数のレーザ光Ｌｖを第２音響光学素子３４２ｂに入射させると共に、第２音響光学素子３４２ｂに所望の周波数の電圧を印加して、第２音響光学素子３４２ｂから出射する複数のレーザ光Ｌｖの光路を印加される電圧の周波数に応じて複数のレーザ光Ｌｖの照射方向及び第１方向に直交する第２方向に沿って変化させる第２光路変化工程ＳＰ１５を更に備え、集光工程ＳＰ１６では、第１音響光学素子３４２ａから第２音響光学素子３４２ｂを介して出射する複数のレーザ光Ｌｖを集光する。

【0086】

このように複数のレーザ光Ｌｖの光路を第２方向に沿って変化させる第２音響光学素子３４２ｂを含むことで、複数のレーザ光Ｌｖの被加工物２０への照射位置を第１方向と第２方向とを含む２次元に変化させることができる。なお、複数のレーザ光Ｌｖの被加工物２０への照射位置を２次元に変化させず１次元で変化させる場合には、レーザ加工装置３００は第２音響光学素子３４２ｂ及び第２電圧印加回路３４２ｅを備えなくてもよく、レーザ加工方法は第２光路変化工程ＳＰ１５を備えなくてもよい。

【0087】

更に、本実施形態のレーザ加工装置３００は、第１音響光学素子３４２ａと第２音響光学素子３４２ｂとの間にλ／２波長板３４２ｃが配置され、第１音響光学素子３４２ａからのレーザ光Ｌｖはλ／２波長板３４２ｃを介して第２音響光学素子３４２ｂに入射する。このため、第１音響光学素子３４２ａに入射するレーザ光Ｌｖの第１方向に対する直線偏光の偏光方向と、第２音響光学素子３４２ｂに入射するレーザ光Ｌｖの第２方向に対する直線偏光の偏光方向とを揃えることができる。従って、第１音響光学素子３４２ａに印加する電圧の周波数に対する複数のレーザ光Ｌｖの光路の変化の度合いと、第２音響光学素子３４２ｂに印加する電圧の周波数に対する複数のレーザ光Ｌｖの光路の変化の度合いとを揃えやすくすることができ、レーザ光Ｌｖの光路の第１方向及び第２方向への変化のコントロールを容易にし得る。なお、第２音響光学素子３４２ｂが設けられる場合であっても、λ／２波長板３４２ｃは必須の構成ではない。

【0088】

また本実施形態のレーザ加工装置３００は、集光光学系３４３から出射する複数のレーザ光Ｌｖが透過し、第１方向に延在する一対の辺と第２方向に延在する一対の辺とから成る四角形状のアパーチャ３４４を更に備え、回折光学素子３４１は、複数のレーザ光Ｌｖを第１方向に複数配列されると共に第２方向に複数配列される正方格子状に出射し、レーザ加工プロセッサ３１０は、第１電圧印加回路３４２ｄ及び第２電圧印加回路３４２ｅを制御して、アパーチャ３４４を透過する複数のレーザ光Ｌｖのうち第１方向に配列される数及び第２方向に配列される数がそれぞれ所望の数となるよう、第１音響光学素子３４２ａ及び第２音響光学素子３４２ｂに印加される電圧の周波数をそれぞれ調節する。また、本実施形態のレーザ加工方法は、集光工程ＳＰ１６で集光される複数のレーザ光Ｌｖを、第１方向に延在する一対の辺と第２方向に延在する一対の辺とから成る四角形状のアパーチャ３４４を透過させるアパーチャ透過工程ＳＰ１７を更に備える。回折工程ＳＰ１３では、回折光学素子３４１から複数のレーザ光Ｌｖを第１方向に複数配列されると共に第２方向に複数配列される正方格子状に出射させ、第１光路変化工程ＳＰ１４及び第２光路変化工程ＳＰ１５では、アパーチャ３４４を透過する複数のレーザ光Ｌｖのうち第１方向に配列される数及び第２方向に配列される数がそれぞれ所望の数となるよう、第１音響光学素子３４２ａ及び第２音響光学素子３４２ｂに印加される電圧の周波数をそれぞれ調節する。

【0089】

このようなレーザ加工装置３００及びレーザ加工方法によれば、マトリックス状に整列された孔を形成することができる。また、アパーチャ３４４を移動させずとも、アパーチャ３４４を透過するレーザ光Ｌｖの第１方向の数や第２方向の数を調節することができ、短時間にアパーチャ３４４を透過するレーザ光Ｌｖの数を変化させ得る。なお、常に複数のレーザ光Ｌｖの全てを被加工物２０に照射する場合は、アパーチャ３４４が無くてもよい。この場合、例えば、５×５の正方格子状に複数のレーザ光Ｌｖを被加工物２０に照射して複数の孔を形成した後、第１方向に複数のレーザ光Ｌｖの光路を変化させて、形成された複数の孔と隣り合うように再び５×５の正方格子状に複数の孔を形成することで、５×１０の孔を形成し得る。

【0090】

なお、アパーチャ３４４の形状は四角形でなくてもよい。例えば、アパーチャ３４４の形状は三角形等や円形であってもよい。アパーチャ３４４の形状が三角形である場合、回折光学素子３４１から出射する複数のレーザ光Ｌｖは三角格子状に配列されることが、アパーチャ３４４を透過するレーザ光Ｌｖの数をコントロールしやすい観点から好ましい。このようにアパーチャ３４４が四角形以外の場合であっても、レーザ加工プロセッサ３１０は、第１電圧印加回路３４２ｄを制御して、アパーチャ３４４を透過する複数のレーザ光Ｌｖの数が所望の数となるよう第１音響光学素子３４２ａに印加される電圧の周波数を調節する。なお、この場合、レーザ加工プロセッサ３１０は、更に、第２電圧印加回路３４２ｅを制御して、アパーチャ３４４を透過する複数のレーザ光Ｌｖの数が所望の数となるよう第２音響光学素子３４２ｂに印加される電圧の周波数を調節してもよい。

【0091】

また、本実施形態のレーザ加工装置３００は、被加工物２０が配置され、第１方向及び第２方向に移動可能なテーブル３５１を備え、レーザ加工プロセッサ３１０は、第１電圧印加回路３４２ｄ及び第２電圧印加回路３４２ｅを制御して、被加工物２０の位置に応じて、アパーチャ３４４を透過する複数のレーザ光Ｌｖの数が変化するよう、第１音響光学素子３４２ａ及び第２音響光学素子３４２ｂに印加される電圧の周波数をそれぞれ調節する。また、本実施形態のレーザ加工方法は、被加工物２０が配置されるテーブル３５１を第１方向及び第２方向に移動するテーブル移動工程ＳＰ１１を更に備え、第１光路変化工程ＳＰ１４及び第２光路変化工程ＳＰ１５では、被加工物２０の位置に応じて、アパーチャ３４４を透過する複数のレーザ光Ｌｖの数が変化するよう、第１音響光学素子３４２ａ及び第２音響光学素子３４２ｂに印加される電圧の周波数をそれぞれ調節する。

【0092】

比較例の場合、マスク３３５を交換しない限り、被加工物２０に照射される複数のレーザ光Ｌｖの数を変えることはできない。しかし、本実施形態のレーザ加工装置３００及びレーザ加工方法によれば、アパーチャ３４４の位置を移動させなくてもアパーチャ３４４を透過するレーザ光Ｌｖの数をコントロールできるため、被加工物２０に照射される複数のレーザ光Ｌｖの数を短時間に変えることができる。

【0093】

４．実施形態２のレーザ加工システム及びレーザ加工方法の説明
次に、実施形態２のレーザ加工システム１０及びレーザ加工方法について説明する。なお、上記において説明した構成と同様の構成については同一の符号を付し、特に説明する場合を除き、重複する説明は省略する。

【0094】

４．１ 構成
図８は、本実施形態におけるレーザ加工装置３００の概略構成例を示す模式図である。本実施形態のレーザ加工装置３００は、アパーチャ３４４と被加工物２０との間に転写光学系３４５が配置される点において、実施形態１のレーザ加工装置３００と異なる。図８の例では、転写光学系３４５は、転写用レンズ３４５ａから成る。本実施形態では、集光光学系３４３の焦点面がアパーチャ３４４に位置する。また、転写光学系３４５は、入射側の焦点面がアパーチャ３４４に位置し、出射側の焦点面が概ね被加工物２０から所定の深さに位置するように配置されている。

【0095】

４．２ 動作
次に、本実施形態におけるレーザ加工システム１０の動作及びレーザ加工方法について説明する。本実施形態では、集光光学系３４３から出射してアパーチャ３４４を透過した複数のレーザ光Ｌｖは、転写光学系３４５の転写用レンズ３４５ａの入射面に集光し、転写用レンズ３４５ａを透過する。転写用レンズ３４５ａを透過する複数のレーザ光Ｌｖは、転写された状態で被加工物２０に照射される。従って、本実施形態のレーザ加工方法は、図７に示すフローチャートにおいて、アパーチャ透過工程ＳＰ１７と照射工程ＳＰ１８との間に、転写工程が入ると理解することができる。

【0096】

４．３ 作用・効果
本実施形態のレーザ加工装置３００及びレーザ加工方法では、アパーチャ３４４と被加工物２０との間に配置された転写光学系３４５を備え、集光光学系３４３から出射する複数のレーザ光Ｌｖは、転写光学系３４５を介して、被加工物２０に照射される。このため、被加工物２０とアパーチャ３４４との距離を確保することができ、アパーチャ３４４が被加工物２０に近づきすぎることにより不具合が生じることを抑制し得る。

【0097】

５．実施形態３のレーザ加工システム及びレーザ加工方法の説明
次に、実施形態３のレーザ加工システム１０及びレーザ加工方法について説明する。なお、上記において説明した構成と同様の構成については同一の符号を付し、特に説明する場合を除き、重複する説明は省略する。なお、本実施形態におけるレーザ加工システム１０の概略構成は実施形態１又は実施形態２のレーザ加工システム１０と同様である。

【0098】

５．１ 動作
図９は、本実施形態におけるレーザ加工の様子を示す図である。なお、図９では、アパーチャ３４４が示されているが、枠部材３４４ａは省略されている。図９では、図５で示すレーザ加工の様子と同様にして、アパーチャ３４４を全てのレーザ光Ｌｖが透過している。ただし、それぞれのレーザ光Ｌｖのアパーチャ３４４に対する位置が図５で示すそれぞれのレーザ光Ｌｖのアパーチャ３４４に対する位置よりも－Ｘ方向にずれている。

【0099】

図１０は、図９で示すレーザ加工より後におけるレーザ加工の様子を示す図である。理解の容易のために、図９、図１０において被加工物２０の特定の位置を示すバツ印を記す。図９、図１０に示すように、バツ印は図９に示す状態よりも図１０に示す状態の方がＸ方向にずれている。つまり、本実施形態では、それぞれのレーザ光Ｌｖがアパーチャ３４４を透過して被加工物２０に照射される期間においても、レーザ加工プロセッサ３１０は、ステージ３５０を制御して、テーブル３５１を移動させている。本例では、テーブル３５１を第１方向であるＸ方向に移動させている。

【0100】

また、図１０では、図９で示すレーザ加工の様子よりもそれぞれのレーザ光Ｌｖのアパーチャ３４４の透過位置がＸ方向にずれている。このずれ方は、図９と図１０とのバツ印のずれ方と同じであり、図９で示すバツ印とそれぞれのレーザ光Ｌｖの照射位置との相対的位置関係は、図９で示す当該相対的位置関係と同様である。つまり、本実施形態では、被加工物２０の移動に伴い、複数のレーザ光Ｌｖの被加工物２０におけるそれぞれの照射位置が変化しないよう、複数のレーザ光Ｌｖの照射位置を移動させている。このように複数のレーザ光Ｌｖの照射位置を移動させるため、レーザ加工プロセッサ３１０は、テーブル３５１の移動中に第１電圧印加回路３４２ｄを制御して、第１音響光学素子３４２ａに印加する電圧の周波数を変化させる。この周波数の変化により、第１音響光学素子３４２ａから出射する複数のレーザ光Ｌｖの光路は、周波数の変化分だけ第１方向に変化する。このような動作のため、本実施形態では、図７に示すフローチャートのレーザ光出射工程ＳＰ１２から照射工程ＳＰ１８の間、テーブル移動工程ＳＰ１１が行われている。

【0101】

なお、図９、図１０に示すように、被加工部位がマトリックス状に広がり、アパーチャ３４４を一度に透過する複数のレーザ光Ｌｖの範囲を超えている場合がある。この場合、最もＸ方向側のレーザ光Ｌｖがアパーチャ３４４を透過することができなくなる寸前に、レーザ加工プロセッサ３１０は、第１電圧印加回路３４２ｄを制御して、第１音響光学素子３４２ａに印加する電圧の周波数を変化させ、レーザ光Ｌｖの１列分だけ－Ｘ方向に複数のレーザ光Ｌｖを移動させる。このため、アパーチャ３４４に対する複数のレーザ光Ｌｖの透過位置は再び図９に示す状態となる。この間も被加工物２０は、Ｘ方向に移動し続ける。

【0102】

なお、上記のようにレーザ光Ｌｖはパルスレーザ光であり、被加工物２０におけるそれぞれの照射位置に複数回のパルスレーザ光が照射されることが、効率よく被加工物２０を加工する観点から好ましい。また、パルスレーザ光が出射する期間と次にパルスレーザ光が出射する期間との間において、上記のように複数のレーザ光Ｌｖをレーザ光Ｌｖの１列分だけ－Ｘ方向に移動させることが好ましい。

【0103】

５．２ 作用・効果
本実施形態のレーザ加工装置３００においては、レーザ加工プロセッサ３１０が、テーブル３５１を第１方向に移動させながら、第１電圧印加回路３４２ｄを制御して、複数のレーザ光Ｌｖの被加工物２０におけるそれぞれの照射位置が変化しないよう、テーブル３５１の移動に同期して第１電圧印加回路３４２ｄから第１音響光学素子３４２ａに印加される電圧の周波数を変化させる。また、本実施形態のレーザ加工方法は、第１光路変化工程ＳＰ１４では、テーブル３５１を移動させながら、複数のレーザ光Ｌｖの被加工物２０におけるそれぞれの照射位置が変化しないよう、テーブル３５１の移動に同期して第１音響光学素子３４２ａに印加する電圧の周波数を変化させる。

【0104】

このようなレーザ加工装置３００及びレーザ加工方法によれば、被加工物２０を止めなくても、広範囲に孔を形成することができる。例えば、比較例において、広範囲に孔を形成する場合、テーブル３５１を移動させた後に停止させてからレーザ加工を行い、このレーザ加工がおこなわれた部位と異なる部位にレーザ加工を行う場合、再びテーブル３５１を移動させた後に停止させてからレーザ加工を行う必要がある。このようにテーブル３５１の移動と停止とを繰り返すたびに時間を要する。しかし、本実施形態のレーザ加工装置３００及びレーザ加工方法によれば、比較例の場合と比べて、テーブル３５１の停止を減らすことができ、広範囲に孔をあける場合のレーザ加工時間を短縮することができる。

【0105】

なお、本実施形態では、被加工物２０を第２方向に移動していない。従って、本実施形態のレーザ加工装置３００は、第２音響光学素子３４２ｂ及び第２電圧印加回路３４２ｅを備えていなくてもよく、本実施形態のレーザ加工方法は、第２光路変化工程ＳＰ１５を備えていなくてもよい。

【0106】

また、本実施形態のレーザ加工装置３００及びレーザ加工方法では、第１電圧印加回路３４２ｄを制御し、被加工物２０におけるそれぞれの照射位置に複数回のパルスレーザ光が照射されるよう、第１電圧印加回路３４２ｄから第１音響光学素子３４２ａに印加される電圧の周波数が変化される。従って、パルスレーザ光が１回のみ被加工物２０に照射される場合よりも効率よく被加工物２０を加工し得る。なお、レーザ光Ｌｖの１列分だけ－Ｘ方向に複数のレーザ光Ｌｖが移動し、次にレーザ光Ｌｖの１列分だけ－Ｘ方向に複数のレーザ光Ｌｖが移動する間に複数回のパルスレーザ光が照射されることがより好ましい。

【0107】

また、本実施形態のレーザ加工装置３００及びレーザ加工方法では、回折光学素子３４１は、複数のレーザ光Ｌｖを第１方向及び第２方向にそれぞれ複数配列される正方格子状に出射し、アパーチャ３４４内において複数のレーザ光Ｌｖの被加工物２０におけるそれぞれの照射位置が変化しないよう、テーブル３５１の移動に同期して第１電圧印加回路３４２ｄから第１音響光学素子３４２ａに印加される電圧の周波数が変化される。従って、アパーチャ３４４を備えない場合と比べて、被加工物２０に不要な光が入射されて意図しない加工がなされることを抑制し得る。

【0108】

なお、本実施形態のレーザ加工装置３００は、アパーチャ３４４を備えていなくてもよく、本実施形態のレーザ加工方法は、アパーチャ透過工程ＳＰ１７を備えていなくてもよい。レーザ加工装置３００がアパーチャ３４４を備えない場合、ある特定の距離だけ被加工物２０が移動したら、レーザ加工プロセッサ３１０は、第１音響光学素子３４２ａに印加する電圧の周波数を変化させ、レーザ光Ｌｖの１列分だけ－Ｘ方向に複数のレーザ光Ｌｖを移動させる。

【0109】

以上本発明について、実施形態を例に説明をしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、複数のレーザ光Ｌｖの数やパターンは上記実施形態に限定されない。また、レーザ加工装置３００に入射するレーザ光Ｌｂはガスレーザ装置１００からのレーザ光に限定されず、例えば、固体レーザ装置からのレーザ光であってもよい。また、被加工物２０は、インターポーザ５０２となる基板に限定されず他の部材であってもよい。

【0110】

上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。従って、請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかである。また、本開示の実施形態を組み合わせて使用することも当業者には明らかである。
本明細書及び請求の範囲全体で使用される用語は、明記が無い限り「限定的でない」用語と解釈されるべきである。たとえば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、不定冠詞「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。また、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」という用語は、「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」「Ａ＋Ｂ」「Ａ＋Ｃ」「Ｂ＋Ｃ」又は「Ａ＋Ｂ＋Ｃ」と解釈されるべきである。さらに、それらと「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」以外のものとの組み合わせも含むと解釈されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】