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深紫外(266nm)レーザー加工装置と
微細加工への応用
第4高調波レーザ加工機の紹介
特長
加工例
SiC・GaNウェハマーキング
デスクトップ加工装置
薄膜加工装置(フラッシュランプ励起)
タカノ株式会社 画像計測グループ
松崎 裕也・那須野 正支・矢島 正男
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YAG第４高調波レーザ加工機 UVTS-4500
装置の特徴・ソフトウエア・加工例を紹介
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レーザタイプ別の比較
種類
加工 加工 加工径
波長
価格
（nｍ）
速度 品質 （μｍ）
長所
CO2レーザ
10600 ◎
◎
×
ＹＡＧレーザ（基本波）
１０６４ ○
○
△
グリーンレーザ(２倍波)
５３２ ○
○
△
安価・小型
高出力
溶接
５０
汎用性大
汎用性大
３０
ＵＶ－ＹＡＧ（３倍波）
３５５ △
△
○
２０
DUV－ＹＡＧ（４倍波）
２６６ △
×
◎
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エキシマ
２４８
×
１９３
○
◎
-
１００
微細加工
光分解
微細加工
光分解
微細加工
光分解
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特徴：LD励起SHG+FHG波長変換
ハーフコスト・ハーフサイズの加工システム
日常のメンテナンス時間・コストの低減
加工工法（プログラム）を提案
生産性向上に寄与するシステム提案
充実したメンテナンス体制
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266nmレーザ仕様
266nmレーザ仕様 比較表
基本仕様
UVTSUVTS-4300
ランプ励起
UVTSUVTS-4500
LD励起（
励起（200mW
LD
励起（200mW）
200mW）
C社
A製品
レーザの種類
NdNd-YAG第四
YAG第四高調波
第四高調波
NdNd-YAG第四高調波
YAG第四高調波
NdNd-YVO4第四高調波
YVO4第四高調波
基本発振器
ランプ励起パルスレーザ LD
LD励起パルスレーザ
励起パルスレーザ LD励起パルスレーザ
LD励起パルスレーザ
（基本波）
（第二高調波）
（第四高調波）
波長変換結晶
発振波長
光出力
パルス周波数
パルス幅
収束スポット径
スキャンエリア
冷却方式
BBO（第二高調波）
BBO（第二高調波）
BBO（第四高調波）
BBO（第四高調波）
－
BBO（第四高調波）
BBO（第四高調波）
LBO（第二高調波）
BO（第二高調波）
CLBO
CLBO（第四高調波）
BO（第四高調波）
266nm
266nm
266nm
250mW＠
250mW＠2.5kHz
1kHz～
1kHz～10kHz
60ns/2.5kHz
20μm
20μm（調整可）
30～
30～50mm□（
50mm□（変更可）
□（変更可）
水冷
200mW＠
0mW＠10kHz
10kHz
1kHz～
1kHz～40kHz
40kHz
5ns/5kHz
←
←
空冷
3.0W@30kHz
1kHz～
1kHz～300kHz
<20ns@30kHz
←
←
水冷
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波長と光透過率
石英以外の材料
で，10％以上の
吸収率．
サファイア・ガラ
ス・のカット・溝加
工が可能．
樹脂でも熱ダレを
極小に出来る．
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光分解加工
熱加工
光分解加工
分子
分子
分子
分子
分子
分子
分子
分子
分子を振動させ(加熱)
結合を破壊する
結合を光で断ち切るので
熱の発生が少ない
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難加工材を効率的に加工
光分解加工
266nm（FHG）：355nm（THG）：532nm（SHG）加工特性比較
熱影響による加工痕が残る
波長
下地メタルにダメージ発生
銅上のフォトレジストフィルムの除去加工
266nm
355ｎｍ
532nm
加工結果
デブリ
パターン
形状
○
△
×
◎
○
×
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ダイレクト描画加工
自在な加工が可能（マスクレス加工）
高精度ガルバノスキャナにより、高速・高精度の加工が可能
加工パタンはプログラムで生成 → 金型やマスクが不要．
タングステンの
ダイレクトパターニング
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その他の機能
ビットマップ・DXFファ
イルを変換可能．
フォントなどもBMPと
して取り込める．
DXFファイルを変換し
た例：自転車
ポリイミド線幅
最小線幅10µm
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加工例：有機材料
ポリイミドフィルムの穴開け加工例
ポリイミド・アラミド等のエンジニアリングプラスチック類など
ポリイミド
アクリル
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加工例：金属
ＳＵＳ・チタン・タングステン
タンタル・銅・金など
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加工例：複合材料
カテーテルサイドホール加工
銅 + エポキシ基板貫通穴
カテーテルストリップ(金属残し
カテーテルストリップ 金属残し)加工
金属残し 加工
マーキングの例
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微細なマーキングが可能
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アプリケーション：ウェハマーカ
レーザ加工が浅く、パーティク
ルの発生が極めて少ない。
発生したパーティクルは付着
が少なく、
容易に除去できる。
エピ膜にマーキングを留める
ことにより、ウェハ界面での剥
離を抑制できる。
SiC・
SiC・GaNデバイス製造工程
GaNデバイス製造工程
のトレーサビリティ確保が可
能である。
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マーキング例(SiC・GaN)
GaNウェハ
ウェハ
SiCウェハ
ウェハ
ウェハレーザマーカ：主な仕様
項　目
ウェハ 対象
サイズ
処理能力
搬送方法
フォント 種 類
位置精度
レーザ
描画方式
装 置 サ イズ
重量
ユーティリティ
電源
クリーン対応
仕　様
SiC/GaN/サファイア/その他の化合物半導体
２”３”４”または３”４”６”
６０枚～１００枚/時間：５０枚（２５枚カセット２本）を連続マーキング
スカラロボットによる毎葉処理
SEMI準拠（ベクトル/ドットマトリックス/ヘリカルドット）
±１００μm
YAG第４高調波レーザ(２６６ｎｍ) ２５０mW＠１０ｋHz
２軸ガルバノスキャン
W２．０ｍ×D１．２ｍ×H１．８ｍ
１５００ｋｇ以下
電源/真空/圧空/工場排気
３相２００V/５０A
装置内でマーキングエリアをパーティションとシャッタで
分離し，ダウンフローにより雰囲気を装置下部に排気する
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デスクトップ加工機
用途：
研究機関・企業開発部門
での少量多品種加工
特徴：
266nmレーザによる
高品質微細加工を
手軽に扱える
－仕様－
装置サイズ
加工エリア
D900×
×W800×
×H800mm
150×
×150×
×20mm
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薄膜加工装置(フラッシュランプ励起)
加工原理・構造
加工イメージ
リペア ヘッド基本構成
基本構成
レーザ発振器
欠陥画像
光学ユニット
スリットユニット
スリットサイズ設定
Laser照射①
照射①
ＡＦユニット
照明ユニット
UV加工レンズ
UV加工レンズ
スリットサイズ設定
Laser照射②、③
照射②、③
カラーカメラ
対象ワーク
修正後画像
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薄膜加工装置(フラッシュランプ励起)
単体機
用途：
研究機関・企業開発部門
での少量多品種加工
特徴：
スリット投影方式により
広範囲（□150μm）を
一括で加工が可能
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