[發明專利]激光加工方法以及激光加工系統

有效

• 申請號: 201780094447.1
• 申請日: 2017-10-04
• 公開（公告）號: CN111148596B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 柿崎弘司;小林正和;諏訪輝;若林理
• 申請（專利權）人: 極光先進雷射株式會社
• 主分類號: B23K26/02
• 分類號: B23K26/02;B23K26/50
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 金玲;黃綸偉

1.一種激光加工方法，使用激光加工系統對相對于紫外線透明的透明材料實施激光加工，該激光加工系統具有：激光裝置，其輸出所述紫外線的脈沖激光；轉印掩模，其形成有使所述脈沖激光透過的轉印圖案；以及轉印光學系統，其對轉印像進行轉印，該轉印像是通過使所述脈沖激光透過所述轉印圖案而形成的，且形狀與所述轉印圖案對應，其中，該激光加工方法具有以下的步驟：

A.定位步驟，在所述脈沖激光的光軸方向上進行由所述轉印光學系統轉印的所述轉印像的轉印位置與所述透明材料之間的相對定位，該定位使得所述轉印位置在所述光軸方向上成為從所述透明材料的表面向所述透明材料的內部進入了規定的深度ΔZsf的位置；

B.照射步驟，對所述透明材料照射脈沖寬度為1ns～100ns的范圍且所述轉印位置處的射束的直徑為10μm以上且150μm以下的所述脈沖激光；

C.在所述透明材料的內部，在所述脈沖激光透過的光路上產生改質，使所述脈沖激光在所述透明材料的內部自收斂的步驟；以及

D.通過所述自收斂的脈沖激光的透過光使燒蝕加工沿深度方向進行，實施加工深度為1.5mm以上的高縱橫比的孔加工的步驟，

其中，所述透明材料是合成石英玻璃，所述脈沖激光的波長為157.6nm～248.7nm，

所述深度ΔZsf的范圍為0.5mm以上且4mm以下。

2.根據權利要求1所述的激光加工方法，其中，

所述脈沖激光為ArF激光。

3.根據權利要求1所述的激光加工方法，其中，

所述脈沖激光在所述轉印位置處的注量為3J/cm²以上且15J/cm²以下。

4.根據權利要求1所述的激光加工方法，其中，

所述脈沖激光的照射脈沖數為3,000脈沖以上。

5.根據權利要求4所述的激光加工方法，其中，

所述照射脈沖數為35,000脈沖以下。

6.根據權利要求1所述的激光加工方法，其中，

所述激光裝置具有：包含固體激光裝置的主振蕩器；以及放大器，其包含ArF激光氣體作為激光介質，且對所述主振蕩器輸出的脈沖激光進行放大。

7.根據權利要求6所述的激光加工方法，其中，

所述固體激光裝置包含由多個晶體構成的波長轉換系統。

8.根據權利要求7所述的激光加工方法，其中，

所述固體激光裝置包含能夠使振蕩波長發生變化的半導體激光器。

9.根據權利要求8所述的激光加工方法，其中，

所述激光裝置具有計測脈沖激光的波長的波長監視器，在接收到目標波長時，以脈沖激光的波長成為目標波長的方式對所述固體激光裝置所具有的半導體激光器設定與所述目標波長不同的波長。

10.根據權利要求7所述的激光加工方法，其中，

所述波長轉換系統具有對激光相對于各所述晶體的入射角度進行設定的旋轉臺。