薄膜除去は、選択的レーザーアブレーションを利用して、さまざまな基材表面からマイクロスケールやナノスケールの層を除去する極めて精密なプロセスである。薄い」というのは相対的な用語ですが、一般的には厚さが数分の1ナノメートル（nm）から数マイクロメートル（μm）までの膜を指します。これらのスケールでは、研磨加工法を使用する場合、変形と破壊の力学が支配的となります。
薄膜とは何か？
薄膜とは、基材の表面に見られる物質の層のことで、通常、界面がバルク材料とは異なる挙動を示す。酸化は、薄膜形成の自然現象としてはおそらく最もよく知られている。チタン（Ti）のようなある種の金属は、空気に触れると大気中の酸素と反応し、しばしば熱の影響を受ける。これにより、表面全体に酸化チタン（TiOx）の平面的な被膜が形成され、バルク材料がさらなる腐食から保護される。私たちはこの自然な薄膜形成を不動態化と呼んでいます。
薄膜除去を理解する
自然な薄膜形成を理解することで、エンジニアは工業や研究所の環境で同様の条件を再現できるようになった。現在では、薬浴蒸着法（CBD）からイオンビームスパッタリング法（IBS）まで、さまざまな技術を駆使して、さまざまな基材上に構造薄膜を生成することができる。これらの薄膜は、フラットパネルディスプレイ、マイクロエレクトロニクスデバイス、スマートガラスコーティングなどの基礎を形成し、産業用途でますます普及している。
多くの成膜技術があるにもかかわらず、薄膜加工は多くの用途でボトルネックとなっている。選択的な薄膜除去は、細かく調整された特性を持つコーティングを生成するために重要である。前述のように、機械的な磨耗（スクライビングなど）は、精度が低く、界面破壊の度合いが高い。フォトリソグラフィーは、様々な薄膜材料に使用され成功を収めているが、これは複雑な多相プロセスであり、高い投資コストを必要とする。
ファイバーチャープパルス増幅-しばしばFCPAと略される-は、サブピコ秒（すなわち短い）高エネルギーのレーザーパルスを生成するために使用される革新的な技術である。これは、より短い、より高いピークパワーのレーザーパルスを生成するための広範な研究の集大成であり、事実上あらゆる能力において固体レーザーを凌駕する。極めて高いピーク出力とフェムト秒領域のパルス長を持つFCPAレーザーは、レーザーエネルギーを特定の表面領域にのみ局在させることができる。これにより、熱による副作用を最小限に抑えながら、さまざまな材料を高度に選択的に蒸発させることができます。
オプトエレクトロニクスにおける薄膜除去
その後、フェムト秒レーザーは、幅広い基板上の薄膜除去や薄膜コーティングのパターニングに必要な技術として認識されるようになった。酸化インジウム・スズ（ITO）膜とガラス上のエレクトロクロミック膜は、FCPA薄膜除去の2つの応用分野です。 さらに、表面下改質機能と高い界面選択性により、フェムト秒レーザーは実質的に無限の材料の薄膜除去に使用できます。
基板から薄膜を選択的に除去することで、エンジニアは光電子デバイスの回路として使用できる精密なパターンを作成できる。フェムト秒薄膜除去の代表的な用途には、太陽電池のパターニング、液晶ディスプレイ（LCD）の製造、タッチセンサー・パネルの製造などがあります。
IMRAによる薄膜除去
IMRAは、FCPAフェムト秒レーザー技術における業界リーダーの一社です。IMRA独自の産業用ソリューションによる薄膜除去について詳しくお知りになりたい場合は、IMRAチームまでお問い合わせください。
