レーザ照射装置、レーザ照射方法、及びパタン描画方法
【課題】 高い精度で加工を行うことができるレーザ照射装置を提供する。
【解決手段】 レーザビームを出射するレーザ光源と、レーザ光源から出射したレーザビームを複数のレーザビームに分岐させる分岐装置と、分岐装置で分岐された複数のレーザビームが入射する位置に配置され、分岐装置で分岐された複数のレーザビームの各々を、複数のレーザビームに分岐させる回折光学素子とを有するレーザ照射装置を提供する。
【解決手段】 レーザビームを出射するレーザ光源と、レーザ光源から出射したレーザビームを複数のレーザビームに分岐させる分岐装置と、分岐装置で分岐された複数のレーザビームが入射する位置に配置され、分岐装置で分岐された複数のレーザビームの各々を、複数のレーザビームに分岐させる回折光学素子とを有するレーザ照射装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ照射装置、殊に複数本のレーザビームを照射対象物に照射するレーザ照射装置に関する。また、殊に複数本のレーザビームを照射対象物に照射するレーザ照射方法に関する。更に、レーザビームを用いて、パタンを描画する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下地基板の表面に密着した被転写層にレーザビームを入射させ、ビームの入射した位置の被転写層を下地基板に接着させる（転写する）技術が知られている。被転写層の一部を転写した後、転写していない部分の被転写層を剥離することにより、下地基板上に、被転写層からなる凸部を残すことができる。
【０００３】
図４に、被転写層が転写されて形成された凸状パタンの一例を示す。Ｙ軸に平行な複数の直線状パタン１００Ｙが、ピッチＰｘでＸ軸方向に並び、Ｘ軸方向に平行な直線状パタン１００Ｘが、ピッチＰｙでＹ軸方向に並んでいる。相互に交差する直線状パタン１００Ｘ及び１００Ｙにより、格子パタン１００が構成される。本図に示す格子状パタン１００は、たとえば平面型画像表示装置の画素を画定する。なお、後の説明のために、隣り合う直線状パタン１００Ｙ間に位置する直線状パタン１００Ｘを枝部１０１と定義する。
【０００４】
レーザビームを照射して、図４に示したパタンを描画するパタン描画方法が種々提案されている。ここで、Ｙ軸に平行な直線状パタン１００Ｙを描画し、その後Ｘ軸に平行な直線状パタン１００Ｘを描画すると、両者の交差箇所において、既に転写されたパタン上に再度レーザビームが照射される。この二度目の照射により、転写されているパタンがダメージを受けてしまう。
【０００５】
この問題を回避しつつ、図４に示したパタンを描画することのできるレーザ照射装置、及びそのレーザ照射装置に用いられるレーザ光源の構成が開示されている。（たとえば、特許文献１参照。）特許文献１に記載のレーザ照射装置には、「レーザビームを出射する第１のレーザ発振器及び第２のレーザ発振器と、前記第１のレーザ発振器から出射したレーザビームと、前記第２のレーザ発振器から出射したレーザビームとの進行方向が相互に平行になり、両者のビーム断面同士が接するように２本のレーザビームの光路を変化させて出射する光路合成器とを含む」レーザ光源が用いられる。
【０００６】
図５は、回折光学素子(Diffractive Optical Element;DOE)を含んで構成されるレーザ照射装置の概略図である。
【０００７】
図示のレーザ照射装置は、２基のレーザ発振器５１、５２、断面整形結像光学系５３、及びＤＯＥ５４を含んで構成される。レーザ発振器５１及び５２は、用いられるレーザ媒質が等しく、相互に等しい波長のレーザビーム、たとえばＮｄ：ＹＬＦレーザの２倍高調波を出射することができる。断面整形結像光学系５３は、たとえばレーザビームを透過させる貫通孔を備えるマスクと、貫通孔の形状を結像させることのできる結像光学系とを含んで構成される。ＤＯＥ５４は、入射したレーザビームを複数本、たとえば１００本のレーザビームに分岐させる。断面整形結像光学系５３とＤＯＥ５４とは、断面整形結像光学系５３に含まれる貫通孔の形状が、ＤＯＥ５４上に結像されるような位置関係に配置される。
【０００８】
レーザ発振器５１及び５２から、それぞれパルスレーザビーム１０ａ及び１０ｂ（Ｎｄ：ＹＬＦレーザの２倍高調波）が、同じパルス幅で出射される。パルスレーザビーム１０ａ及び１０ｂは、断面整形結像光学系５３を経て、ＤＯＥ５４に入射する。本図には、透過した貫通孔の形状を結像させてＤＯＥ５４に入射するレーザビーム１０ａ、１０ｂのビーム断面５３ａ、５３ｂを示した。２つのパルスレーザビーム１０ａ、１０ｂの断面は相互に接している。なお、ビーム断面５３ａ、５３ｂの図は、ビームの進行方向に沿って見た図である。
【０００９】
パルスレーザビーム１０ａ、１０ｂは、ＤＯＥ５４で複数のビームに分岐されて、ビーム入射面５５に入射する。本図には、ビーム入射面５５に入射するレーザビーム１０ａ、１０ｂのビーム入射領域５４ａ、５４ｂを、ビームの進行方向に沿って見た図として示した。
【００１０】
たとえばビーム入射領域５４ａ、５４ｂは、ＤＯＥ５４に近い入射位置においては、相互に接している。しかしビームの入射位置がＤＯＥ５４から遠くなるにしたがって、両者は次第に離れていく場合がある。すなわちビームの入射位置によって、両者の相対的位置関係にずれが生じることがある。
【００１１】
この現象は、レーザ発振器５１及び５２の個体差による発振波長のばらつきに起因する。出射するレーザビーム１０ａ及び１０ｂが、ともにＮｄ：ＹＬＦレーザの２倍高調波であるといっても、両者の波長は僅かに異なることがある。また、ＤＯＥ５４の回折率は、入射ビームの波長に強く依存する。このためＤＯＥ５４によるレーザビーム１０ａと１０ｂとの分岐ピッチに差異が生じ、その結果、ビーム入射領域５４ａ及び５４ｂの相対的位置関係が、ビームの入射位置によって相違することがある。
【００１２】
【特許文献１】国際公開公報２００５−０８４８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、高い精度で加工を行うことができるレーザ照射装置及びレーザ照射方法を提供することである。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、高い精度で描画を行うことができるパタン描画方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一観点によれば、レーザビームを出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射したレーザビームを複数のレーザビームに分岐させる分岐装置と、前記分岐装置で分岐された複数のレーザビームが入射する位置に配置され、前記分岐装置で分岐された複数のレーザビームの各々を、複数のレーザビームに分岐させる回折光学素子とを有するレーザ照射装置が提供される。
【００１６】
また、本発明の他の観点によれば、（ａ）１基のレーザ発振器から出射された原レーザビームを、第１のレーザビームと第２のレーザビームとに分岐させる工程と、（ｂ）前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームとを回折光学素子に入射させ、それぞれ複数のレーザビームに分岐させて、照射対象物に入射させる工程とを有するレーザ照射方法が提供される。
【００１７】
上述のレーザ照射装置またはレーザ照射方法を用いると、回折光学素子で分岐されたレーザビームは、入射領域の相対的位置関係を入射位置によらず一定に保ったまま、照射対象物に入射するので、高い精度で加工を行うことができる。
【００１８】
更に、本発明の他の観点によれば、１基のレーザ発振器から出射された原レーザビームを、第１のレーザビームと第２のレーザビームとに分岐する工程と、回折光学素子を介して前記第１及び第２のレーザビームを加工対象物に入射させるとき、加工対象物の表面において、前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームの入射領域が、第１の方向に相互に接して並ぶように光軸調整を行う工程と、前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームの入射位置が、前記第１の方向と交差する第２の方向に、始点から終点まで移動するように、前記加工対象物を移動させながら、前記第１のレーザビームは始点から終点まで連続的に入射させ、前記第２のレーザビームは断続的に入射させて、線状の軌跡から枝部が突出したパタンを描画する工程とを有するパタン描画方法が提供される。
【００１９】
このパタン描画方法によれば、高い精度で描画を行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高い精度で加工を行うことができるレーザ照射装置及びレーザ照射方法を提供することができる。
【００２１】
また、高い精度で描画を行うことができるパタン描画方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、第１の実施例によるレーザ照射装置について説明する。
【００２３】
図１（Ａ）は、第１の実施例によるレーザ照射装置の概略図である。１基のレーザ発振器５９がレーザビームを出射し、出射したレーザビームは、ハーフミラー６２に入射する。
【００２４】
ハーフミラー６２は、入射したビームを２本のレーザビーム６０ａ、６０ｂに分岐する。ハーフミラー６２を透過したレーザビーム６０ａは、シャッタ機構６４ａに入射し、ハーフミラー６２で反射されたレーザビーム６０ｂは、全反射ミラー６３ａ、６３ｂ、６３ｃにより反射されて、シャッタ機構６４ｂに入射する。
レーザビーム６０ａ、６０ｂの各光路上には、ビームエキスパンダ６１が配置される。ビームエキスパンダ６１は、入射するレーザビームのビーム径を拡大し、平行光線束として出射する。
【００２５】
ここで、全反射ミラー６３ａ、６３ｂ、６３ｃのいずれか１つ、たとえば全反射ミラー６３ａは、入射するレーザビーム６０ｂの一部を直進させ、残りの一部を反射するように配置される。したがってシャッタ機構６４ｂに入射するレーザビーム６０ｂの断面径は、シャッタ機構６４ａに入射するレーザビーム６０ａの断面径よりも小さくなる。なお、直進したレーザビーム６０ｂの一部は、ダンパに吸収される。また、全反射ミラー６３ａ、６３ｂ、６３ｃは、レーザビーム６０ａ及び６０ｂの断面が相互に接して、平行にシャッタ機構６４ａ、６４ｂに入射するように配置される。
【００２６】
シャッタ機構６４ａ、６４ｂは、たとえばレーザビームを直線偏光にする偏光板、ポッケルス効果を呈する電気光学変調素子(Electro-Optic Modulator, EOM)、及び入射するレーザビームのうち、Ｐ成分を透過し、Ｓ成分を反射するポーラライザを含んで構成される。
【００２７】
偏光板で直線偏光とされたレーザビームは、ＥＯＭに入射する。ＥＯＭは、例えばＬｉＴａＯ３ 等の一軸性の異方性結晶から製作され、電界を加えると屈折率が変化する電気光学効果を利用して、偏光の位相を高速で変化させる事ができる。ＥＯＭを経たレーザビームは、ポーラライザに入射する。
【００２８】
ポーラライザに入射したレーザビームのＰ成分は、そのままこれを透過、直進する。一方、Ｓ成分は反射され、ビームダンパに吸収される。ＥＯＭでレーザビームの偏光方向を制御することにより、ポーラライザで反射する状態（遮光状態）と、ポーラライザを透過する状態（透光状態）が切り替えられる。その結果、シャッタ機構６４ａ、６４ｂは、それぞれレーザビーム６０ａ、６０ｂの透過／遮蔽を選択的に行うことができる。
【００２９】
シャッタ機構６４ａ、６４ｂを透過したレーザビーム６０ａ、６０ｂは、マスク６５でビーム断面を整形されて、ズームレンズ系６６に入射する。マスク６５については、後に詳述する。
【００３０】
ズームレンズ系６６は、マスク６５により整形されたビーム断面をＤＯＥ５４上に結像させる。ＤＯＥ５４は、入射したレーザビームを複数本、たとえば１００本のレーザビームに分岐させる。ビームレンズ系６６とＤＯＥ５４とは、マスク６５で整形されたビーム断面が、ＤＯＥ５４上に結像されるような位置関係に配置される。
【００３１】
本図には、マスク６５で整形されたビーム断面の形状を結像させてＤＯＥ５４に入射するレーザビーム６０ａ、６０ｂのビーム断面６６ａ、６６ｂを示した。２つのパルスレーザビーム６０ａ、６０ｂの断面は相互に接している。なお、ビーム断面６６ａ、６６ｂの図は、ビームの進行方向に沿って見た図である。
【００３２】
パルスレーザビーム６０ａ、６０ｂは、ＤＯＥ５４で複数のビームに分岐されて、分岐されたビームごとに、ＸＹステージ６９上に載置されている照射対象物６８に入射する。照射対象物６８上には、ＤＯＥ５４上に結像されたマスク６５による整形ビーム断面が、ビーム断面ごとに結像される。本図には、照射対象物６８に入射するレーザビーム６０ａ、６０ｂのビーム入射領域６７ａ、６７ｂを、ビームの進行方向に沿って見た図として示した。
【００３３】
照射対象物６８上のビーム入射領域６７ａ、６７ｂの配置は、ＤＯＥ５４により決定される。たとえば複数（たとえば１００個）のビーム入射領域６７ａ、６７ｂの組が１本の直線に沿って配列される。この配列方向をＸ軸方向、レーザビームの伝搬する方向をＺ軸方向として、右手系であるＸＹＺ直交座標系を画定する。なお、上述のＸＹステージ６９は、照射対象物６８をＸ軸方向及びＹ方向に移動させることができる。
【００３４】
制御装置７０が、ＸＹステージ６９とシャッタ機構６４ａ、６４ｂとの間に接続されている。制御装置７０は、ＸＹステージ６９の動作と、シャッタ機構６４ａ、６４ｂによるレーザビーム６０ａ、６０ｂの透過／遮蔽とを同期させることができる。
【００３５】
図１（Ｂ）に、マスク６５の概略的な平面図を示す。マスク６５は、たとえばレーザビームを遮光する板状部材に、矩形状の貫通孔６５ａを備え、入射したレーザビームのビーム断面を整形する。
【００３６】
本図には、入射するレーザビーム６０ａ、６０ｂを点線で示した。レーザビーム６０ａ、６０ｂは、それぞれ矩形状の貫通孔６５ａにより、矩形状に切り出される。前述のように、レーザビーム６０ａの断面径は、レーザビーム６０ｂのそれよりも大きいため、切り出されるレーザビームの矩形状断面についても、その長さについては、レーザビーム６０ａの方が、レーザビーム６０ｂよりも長い。
【００３７】
図１（Ａ）を参照して説明したように、第１の実施例によるレーザ照射装置は、１基のレーザ発振器から出射したレーザビームが分岐した２本のレーザビームの組を、ＤＯＥで更に多数に分岐し、照射対象物に入射させる。ＤＯＥで分岐される２本のレーザビームの波長は同一であるため、両者の照射対象物上のビーム入射領域の相対的位置関係は、ビーム入射位置によらず、常に一定である。このため、高い加工精度で加工を行うことができる。
図２に、レーザビームを照射して描画するパタンの一例を示す。
【００３８】
第１の実施例によるレーザ照射装置を用いて行うレーザ加工の一例として、図２に示すパタンを描画するパタン描画方法を説明する。
【００３９】
図１（Ａ）に示したＸＹステージ６９に、下地基板の表面に被転写層の密着した照射対象物６８を載置する。
【００４０】
図１（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明したビームの入射態様となるように、すなわち照射対象物６８の表面において、レーザビーム６０ａの入射領域６７ａと、レーザビーム６０ｂの入射領域６７ｂとが、Ｘ軸方向に相互に接して並ぶように装置の光軸を調整する。
【００４１】
レーザ発振器５９から連続波のレーザビームを出射しながら、ＸＹステージ６９により、照射対象物６８をＹ軸方向に等速で移動させる。
【００４２】
シャッタ機構６４ｂは、常に透光状態としておく。これにより、ＤＯＥ５４で分岐された複数（たとえば１００本）のレーザビーム６０ｂが照射対象物６８の被転写層に入射し、たとえば１００本の連続部９０を描画する。すなわち、入射領域６７ｂの軌跡として、連続部９０が描かれる。
【００４３】
シャッタ機構６４ａは、遮光を常態とし、ＸＹステージ６９による照射対象物６８の移動に対し、断続的（周期的）に透光状態とする。シャッタ機構６４ａを透光状態としたときに、ＤＯＥ５４で分岐されたたとえば１００本のレーザビーム６０ａが照射対象物６８の被転写層に入射し、連続部９０から分岐した断続部９１が描画される。
【００４４】
第１の実施例によるレーザ照射装置を用いると、照射対象物６８上のビーム入射領域６７ａ、６７ｂの相対的位置関係は、ビーム入射位置によらず、常に一定である。したがって、連続部９０と断続部９１とが分離したり、ある箇所に重複してレーザビームが照射されたりすることがない。このため、高い精度で、高品質の描画を行うことができる。
【００４５】
図３（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、第２の実施例によるレーザ照射装置について説明する。
【００４６】
図３（Ａ）は、第２の実施例によるレーザ照射装置の概略図である。第１の実施例によるレーザ照射装置とは、ＤＯＥ５４で分岐された多数のレーザビーム６０ａ、６０ｂが入射するズームレンズ７３、第２マスク７１、及び、第２マスク７１の位置における像を照射対象物６８上に結像する結像レンズ７２を備えている点において異なる。また、第２の実施例によるレーザ照射装置のレーザ発振器５９は、たとえば連続波のレーザビームを出射する。
【００４７】
第２の実施例によるレーザ照射装置は、マスク６５の像をＤＯＥ５４面に結像させて分岐するとともに、分岐したレーザビームが入射する第２マスク７１の像を照射面に結像させる。すなわち、第２の実施例によるレーザ照射装置は、マスクの像をリレー転送して照射面に結像させるレーザ照射装置である。
【００４８】
図３（Ｂ）に、第２マスク７１の概略的な平面図を示す。第２マスク７１は、たとえばレーザビームを遮光する板状部材に、Ｘ軸方向に延在する細長い長方形の貫通孔７１ａを備え、入射したレーザビーム６０ａ、６０ｂのビーム断面６６ａ、６６ｂを整形する。
【００４９】
第２マスク７１は、図３（Ａ）に示したＤＯＥ５４で分岐されたレーザビーム６０ａ、６０ｂが、貫通孔７１ａを通過する位置に配置される。
【００５０】
本図には、第２マスク７１に入射するレーザビーム６０ａ、６０ｂのビーム断面６６ａ、６６ｂを点線で示した。ＤＯＥ５４で分岐されたレーザビーム６０ａ、６０ｂのすべての組は、それぞれ隣り合う組と、ビーム断面６６ａ、６６ｂを接するように、第２マスク７１に入射する。すなわち、ＤＯＥ５４によって分岐されたレーザビーム６０ａ、６０ｂは、Ｘ軸方向に延在する細長い入射領域を形成して、第２マスク７１に入射する。そして貫通孔７１ａ以外の部分で遮光されることにより、断面形状を一層細長く整形されて、第２マスク７１を出射する。
【００５１】
再び図３（Ａ）を参照する。レーザビーム６０ａ、６０ｂは、第２マスク７１で整形されたビーム断面（個々のビーム断面６６ａ、６６ｂのＸ軸方向への連続からなるビーム断面）の形状を、結像レンズ７２により結像されて、照射対象物６８に入射する。
【００５２】
第２の実施例によるレーザ照射装置においても、第１の実施例の場合と同様、１基のレーザ発振器５９から出射したレーザビームが分岐した２本のレーザビームの組を、ＤＯＥ５４で更に多数に分岐し、照射対象物に入射させるため、両者の照射対象物上のビーム入射領域の相対的位置関係は、ビーム入射位置によらず、常に一定である。したがって、ＤＯＥ５４で分岐された多数のレーザビーム６０ａ、６０ｂは、個々のレーザビーム６０ａ、６０ｂのビーム入射領域６７ａ、６７ｂが相互に境界を接し、Ｘ軸方向に連なるような態様で、照射対象物６８に入射する。本図には、照射対象物６８に入射するレーザビーム６０ａ、６０ｂのビーム入射領域６７ａ、６７ｂを、ビームの進行方向に沿って見た図として示した。
【００５３】
第２の実施例によるレーザ照射装置を用いて行うレーザ加工の一例として、図４に示すパタンを描画するパタン描画方法を説明する。
【００５４】
図３（Ａ）に示したＸＹステージ６９に、下地基板の表面に被転写層の密着した照射対象物６８を載置する。
【００５５】
図３（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明したビームの入射態様となるように、すなわち照射対象物６８の表面において、レーザビーム６０ａの入射領域６７ａと、レーザビーム６０ｂの入射領域６７ｂとが、Ｘ軸方向に相互に接して並ぶように装置の光軸を調整する。
【００５６】
レーザ発振器５９から連続波のレーザビームを出射しながら、ＸＹステージ６９により、照射対象物６８をＹ軸方向に等速で移動させる。
【００５７】
シャッタ機構６４ｂは、常に透光状態としておく。これにより、ＤＯＥ５４で分岐された複数（たとえば１００本）のレーザビーム６０ｂが照射対象物６８の被転写層に入射し、たとえば１００本の直線状パタン１００Ｙを描画する。すなわち、入射領域６７ｂの軌跡として、直線状パタン１００Ｙが描かれる。
【００５８】
シャッタ機構６４ａは、遮光を常態とし、ＸＹステージ６９による照射対象物６８の移動に対し、断続的（周期的）に透光状態とする。シャッタ機構６４ａを透光状態としたときに、ＤＯＥ５４で分岐されたたとえば１００本のレーザビーム６０ａが照射対象物６８の被転写層に入射し、直線状パタン１００Ｙから分岐した枝部１０１が描画される。すなわちレーザビーム６０ａの入射領域６７ａの、Ｘ軸方向の長さが、枝部１０１の長さとなる。ある直線状パタン１００Ｙから分岐した枝部１０１は、隣り合う直線状パタン１００Ｙまで到達し、Ｘ軸に平行な直線状パタン１００Ｘを形成する。このように、照射対象物６８を一方向に移動させることにより、格子状のパタンを描画することができる。
【００５９】
第２の実施例によるレーザ照射装置を用いると、照射対象物６８上のビーム入射領域６７ａ、６７ｂの相対的位置関係は、ビーム入射位置によらず、常に一定である。したがって、直線状パタン１００Ｙと枝部１０１とが分離したり、ある箇所に重複してレーザビームが照射されたりすることがない。このため、高い精度で、高品質の描画を行うことができる。
【００６０】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
レーザ照射装置及びレーザ照射方法は、複数本のレーザビームを照射対象物に照射して行うレーザ加工に利用することができる。
【００６２】
また、パタン描画方法は、配線基板の印刷や、画像表示装置の画素の画定に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】（Ａ）は、第１の実施例によるレーザ照射装置の概略図であり、（Ｂ）は、マスク６５の概略的な平面図である。
【図２】レーザビームを照射して描画するパタンの一例を示す図である。
【図３】（Ａ）は、第２の実施例によるレーザ照射装置の概略図であり、（Ｂ）は、第２マスク７１の概略的な平面図である。
【図４】被転写層が転写されて形成された凸状パタンの一例を示す図である。
【図５】回折光学素子(Diffractive Optical Element;DOE)を含んで構成されるレーザ照射装置の概略図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ａ、１０ｂ レーザビーム
５１、５２ レーザ発振器
５３ 断面整形結像光学系
５３ａ、５３ｂ ビーム断面
５４ ＤＯＥ
５４ａ、５４ｂ ビーム入射領域
５５ ビーム入射面
５９ レーザ発振器
６０ａ、６０ｂ レーザビーム
６１ ビームエキスパンダ
６２ ハーフミラー
６３ａ、６３ｂ、６３ｃ 全反射ミラー
６４ａ、６４ｂ シャッタ機構
６５ マスク
６５ａ 貫通孔
６６ ズームレンズ系
６６ａ、６６ｂ ビーム断面
６７ａ、６７ｂ ビーム入射領域
６８ 照射対象物
６９ ＸＹステージ
７０ 制御装置
７１ 第２マスク
７１ａ 貫通孔
７２ 結像レンズ
７３ ズームレンズ
９０ 連続部
９１ 断続部
１００ 格子状パタン
１００Ｘ、１００Ｙ 直線状パタン
１０１ 枝部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ照射装置、殊に複数本のレーザビームを照射対象物に照射するレーザ照射装置に関する。また、殊に複数本のレーザビームを照射対象物に照射するレーザ照射方法に関する。更に、レーザビームを用いて、パタンを描画する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下地基板の表面に密着した被転写層にレーザビームを入射させ、ビームの入射した位置の被転写層を下地基板に接着させる（転写する）技術が知られている。被転写層の一部を転写した後、転写していない部分の被転写層を剥離することにより、下地基板上に、被転写層からなる凸部を残すことができる。
【０００３】
図４に、被転写層が転写されて形成された凸状パタンの一例を示す。Ｙ軸に平行な複数の直線状パタン１００Ｙが、ピッチＰｘでＸ軸方向に並び、Ｘ軸方向に平行な直線状パタン１００Ｘが、ピッチＰｙでＹ軸方向に並んでいる。相互に交差する直線状パタン１００Ｘ及び１００Ｙにより、格子パタン１００が構成される。本図に示す格子状パタン１００は、たとえば平面型画像表示装置の画素を画定する。なお、後の説明のために、隣り合う直線状パタン１００Ｙ間に位置する直線状パタン１００Ｘを枝部１０１と定義する。
【０００４】
レーザビームを照射して、図４に示したパタンを描画するパタン描画方法が種々提案されている。ここで、Ｙ軸に平行な直線状パタン１００Ｙを描画し、その後Ｘ軸に平行な直線状パタン１００Ｘを描画すると、両者の交差箇所において、既に転写されたパタン上に再度レーザビームが照射される。この二度目の照射により、転写されているパタンがダメージを受けてしまう。
【０００５】
この問題を回避しつつ、図４に示したパタンを描画することのできるレーザ照射装置、及びそのレーザ照射装置に用いられるレーザ光源の構成が開示されている。（たとえば、特許文献１参照。）特許文献１に記載のレーザ照射装置には、「レーザビームを出射する第１のレーザ発振器及び第２のレーザ発振器と、前記第１のレーザ発振器から出射したレーザビームと、前記第２のレーザ発振器から出射したレーザビームとの進行方向が相互に平行になり、両者のビーム断面同士が接するように２本のレーザビームの光路を変化させて出射する光路合成器とを含む」レーザ光源が用いられる。
【０００６】
図５は、回折光学素子(Diffractive Optical Element;DOE)を含んで構成されるレーザ照射装置の概略図である。
【０００７】
図示のレーザ照射装置は、２基のレーザ発振器５１、５２、断面整形結像光学系５３、及びＤＯＥ５４を含んで構成される。レーザ発振器５１及び５２は、用いられるレーザ媒質が等しく、相互に等しい波長のレーザビーム、たとえばＮｄ：ＹＬＦレーザの２倍高調波を出射することができる。断面整形結像光学系５３は、たとえばレーザビームを透過させる貫通孔を備えるマスクと、貫通孔の形状を結像させることのできる結像光学系とを含んで構成される。ＤＯＥ５４は、入射したレーザビームを複数本、たとえば１００本のレーザビームに分岐させる。断面整形結像光学系５３とＤＯＥ５４とは、断面整形結像光学系５３に含まれる貫通孔の形状が、ＤＯＥ５４上に結像されるような位置関係に配置される。
【０００８】
レーザ発振器５１及び５２から、それぞれパルスレーザビーム１０ａ及び１０ｂ（Ｎｄ：ＹＬＦレーザの２倍高調波）が、同じパルス幅で出射される。パルスレーザビーム１０ａ及び１０ｂは、断面整形結像光学系５３を経て、ＤＯＥ５４に入射する。本図には、透過した貫通孔の形状を結像させてＤＯＥ５４に入射するレーザビーム１０ａ、１０ｂのビーム断面５３ａ、５３ｂを示した。２つのパルスレーザビーム１０ａ、１０ｂの断面は相互に接している。なお、ビーム断面５３ａ、５３ｂの図は、ビームの進行方向に沿って見た図である。
【０００９】
パルスレーザビーム１０ａ、１０ｂは、ＤＯＥ５４で複数のビームに分岐されて、ビーム入射面５５に入射する。本図には、ビーム入射面５５に入射するレーザビーム１０ａ、１０ｂのビーム入射領域５４ａ、５４ｂを、ビームの進行方向に沿って見た図として示した。
【００１０】
たとえばビーム入射領域５４ａ、５４ｂは、ＤＯＥ５４に近い入射位置においては、相互に接している。しかしビームの入射位置がＤＯＥ５４から遠くなるにしたがって、両者は次第に離れていく場合がある。すなわちビームの入射位置によって、両者の相対的位置関係にずれが生じることがある。
【００１１】
この現象は、レーザ発振器５１及び５２の個体差による発振波長のばらつきに起因する。出射するレーザビーム１０ａ及び１０ｂが、ともにＮｄ：ＹＬＦレーザの２倍高調波であるといっても、両者の波長は僅かに異なることがある。また、ＤＯＥ５４の回折率は、入射ビームの波長に強く依存する。このためＤＯＥ５４によるレーザビーム１０ａと１０ｂとの分岐ピッチに差異が生じ、その結果、ビーム入射領域５４ａ及び５４ｂの相対的位置関係が、ビームの入射位置によって相違することがある。
【００１２】
【特許文献１】国際公開公報２００５−０８４８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、高い精度で加工を行うことができるレーザ照射装置及びレーザ照射方法を提供することである。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、高い精度で描画を行うことができるパタン描画方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一観点によれば、レーザビームを出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射したレーザビームを複数のレーザビームに分岐させる分岐装置と、前記分岐装置で分岐された複数のレーザビームが入射する位置に配置され、前記分岐装置で分岐された複数のレーザビームの各々を、複数のレーザビームに分岐させる回折光学素子とを有するレーザ照射装置が提供される。
【００１６】
また、本発明の他の観点によれば、（ａ）１基のレーザ発振器から出射された原レーザビームを、第１のレーザビームと第２のレーザビームとに分岐させる工程と、（ｂ）前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームとを回折光学素子に入射させ、それぞれ複数のレーザビームに分岐させて、照射対象物に入射させる工程とを有するレーザ照射方法が提供される。
【００１７】
上述のレーザ照射装置またはレーザ照射方法を用いると、回折光学素子で分岐されたレーザビームは、入射領域の相対的位置関係を入射位置によらず一定に保ったまま、照射対象物に入射するので、高い精度で加工を行うことができる。
【００１８】
更に、本発明の他の観点によれば、１基のレーザ発振器から出射された原レーザビームを、第１のレーザビームと第２のレーザビームとに分岐する工程と、回折光学素子を介して前記第１及び第２のレーザビームを加工対象物に入射させるとき、加工対象物の表面において、前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームの入射領域が、第１の方向に相互に接して並ぶように光軸調整を行う工程と、前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームの入射位置が、前記第１の方向と交差する第２の方向に、始点から終点まで移動するように、前記加工対象物を移動させながら、前記第１のレーザビームは始点から終点まで連続的に入射させ、前記第２のレーザビームは断続的に入射させて、線状の軌跡から枝部が突出したパタンを描画する工程とを有するパタン描画方法が提供される。
【００１９】
このパタン描画方法によれば、高い精度で描画を行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高い精度で加工を行うことができるレーザ照射装置及びレーザ照射方法を提供することができる。
【００２１】
また、高い精度で描画を行うことができるパタン描画方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、第１の実施例によるレーザ照射装置について説明する。
【００２３】
図１（Ａ）は、第１の実施例によるレーザ照射装置の概略図である。１基のレーザ発振器５９がレーザビームを出射し、出射したレーザビームは、ハーフミラー６２に入射する。
【００２４】
ハーフミラー６２は、入射したビームを２本のレーザビーム６０ａ、６０ｂに分岐する。ハーフミラー６２を透過したレーザビーム６０ａは、シャッタ機構６４ａに入射し、ハーフミラー６２で反射されたレーザビーム６０ｂは、全反射ミラー６３ａ、６３ｂ、６３ｃにより反射されて、シャッタ機構６４ｂに入射する。
レーザビーム６０ａ、６０ｂの各光路上には、ビームエキスパンダ６１が配置される。ビームエキスパンダ６１は、入射するレーザビームのビーム径を拡大し、平行光線束として出射する。
【００２５】
ここで、全反射ミラー６３ａ、６３ｂ、６３ｃのいずれか１つ、たとえば全反射ミラー６３ａは、入射するレーザビーム６０ｂの一部を直進させ、残りの一部を反射するように配置される。したがってシャッタ機構６４ｂに入射するレーザビーム６０ｂの断面径は、シャッタ機構６４ａに入射するレーザビーム６０ａの断面径よりも小さくなる。なお、直進したレーザビーム６０ｂの一部は、ダンパに吸収される。また、全反射ミラー６３ａ、６３ｂ、６３ｃは、レーザビーム６０ａ及び６０ｂの断面が相互に接して、平行にシャッタ機構６４ａ、６４ｂに入射するように配置される。
【００２６】
シャッタ機構６４ａ、６４ｂは、たとえばレーザビームを直線偏光にする偏光板、ポッケルス効果を呈する電気光学変調素子(Electro-Optic Modulator, EOM)、及び入射するレーザビームのうち、Ｐ成分を透過し、Ｓ成分を反射するポーラライザを含んで構成される。
【００２７】
偏光板で直線偏光とされたレーザビームは、ＥＯＭに入射する。ＥＯＭは、例えばＬｉＴａＯ３ 等の一軸性の異方性結晶から製作され、電界を加えると屈折率が変化する電気光学効果を利用して、偏光の位相を高速で変化させる事ができる。ＥＯＭを経たレーザビームは、ポーラライザに入射する。
【００２８】
ポーラライザに入射したレーザビームのＰ成分は、そのままこれを透過、直進する。一方、Ｓ成分は反射され、ビームダンパに吸収される。ＥＯＭでレーザビームの偏光方向を制御することにより、ポーラライザで反射する状態（遮光状態）と、ポーラライザを透過する状態（透光状態）が切り替えられる。その結果、シャッタ機構６４ａ、６４ｂは、それぞれレーザビーム６０ａ、６０ｂの透過／遮蔽を選択的に行うことができる。
【００２９】
シャッタ機構６４ａ、６４ｂを透過したレーザビーム６０ａ、６０ｂは、マスク６５でビーム断面を整形されて、ズームレンズ系６６に入射する。マスク６５については、後に詳述する。
【００３０】
ズームレンズ系６６は、マスク６５により整形されたビーム断面をＤＯＥ５４上に結像させる。ＤＯＥ５４は、入射したレーザビームを複数本、たとえば１００本のレーザビームに分岐させる。ビームレンズ系６６とＤＯＥ５４とは、マスク６５で整形されたビーム断面が、ＤＯＥ５４上に結像されるような位置関係に配置される。
【００３１】
本図には、マスク６５で整形されたビーム断面の形状を結像させてＤＯＥ５４に入射するレーザビーム６０ａ、６０ｂのビーム断面６６ａ、６６ｂを示した。２つのパルスレーザビーム６０ａ、６０ｂの断面は相互に接している。なお、ビーム断面６６ａ、６６ｂの図は、ビームの進行方向に沿って見た図である。
【００３２】
パルスレーザビーム６０ａ、６０ｂは、ＤＯＥ５４で複数のビームに分岐されて、分岐されたビームごとに、ＸＹステージ６９上に載置されている照射対象物６８に入射する。照射対象物６８上には、ＤＯＥ５４上に結像されたマスク６５による整形ビーム断面が、ビーム断面ごとに結像される。本図には、照射対象物６８に入射するレーザビーム６０ａ、６０ｂのビーム入射領域６７ａ、６７ｂを、ビームの進行方向に沿って見た図として示した。
【００３３】
照射対象物６８上のビーム入射領域６７ａ、６７ｂの配置は、ＤＯＥ５４により決定される。たとえば複数（たとえば１００個）のビーム入射領域６７ａ、６７ｂの組が１本の直線に沿って配列される。この配列方向をＸ軸方向、レーザビームの伝搬する方向をＺ軸方向として、右手系であるＸＹＺ直交座標系を画定する。なお、上述のＸＹステージ６９は、照射対象物６８をＸ軸方向及びＹ方向に移動させることができる。
【００３４】
制御装置７０が、ＸＹステージ６９とシャッタ機構６４ａ、６４ｂとの間に接続されている。制御装置７０は、ＸＹステージ６９の動作と、シャッタ機構６４ａ、６４ｂによるレーザビーム６０ａ、６０ｂの透過／遮蔽とを同期させることができる。
【００３５】
図１（Ｂ）に、マスク６５の概略的な平面図を示す。マスク６５は、たとえばレーザビームを遮光する板状部材に、矩形状の貫通孔６５ａを備え、入射したレーザビームのビーム断面を整形する。
【００３６】
本図には、入射するレーザビーム６０ａ、６０ｂを点線で示した。レーザビーム６０ａ、６０ｂは、それぞれ矩形状の貫通孔６５ａにより、矩形状に切り出される。前述のように、レーザビーム６０ａの断面径は、レーザビーム６０ｂのそれよりも大きいため、切り出されるレーザビームの矩形状断面についても、その長さについては、レーザビーム６０ａの方が、レーザビーム６０ｂよりも長い。
【００３７】
図１（Ａ）を参照して説明したように、第１の実施例によるレーザ照射装置は、１基のレーザ発振器から出射したレーザビームが分岐した２本のレーザビームの組を、ＤＯＥで更に多数に分岐し、照射対象物に入射させる。ＤＯＥで分岐される２本のレーザビームの波長は同一であるため、両者の照射対象物上のビーム入射領域の相対的位置関係は、ビーム入射位置によらず、常に一定である。このため、高い加工精度で加工を行うことができる。
図２に、レーザビームを照射して描画するパタンの一例を示す。
【００３８】
第１の実施例によるレーザ照射装置を用いて行うレーザ加工の一例として、図２に示すパタンを描画するパタン描画方法を説明する。
【００３９】
図１（Ａ）に示したＸＹステージ６９に、下地基板の表面に被転写層の密着した照射対象物６８を載置する。
【００４０】
図１（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明したビームの入射態様となるように、すなわち照射対象物６８の表面において、レーザビーム６０ａの入射領域６７ａと、レーザビーム６０ｂの入射領域６７ｂとが、Ｘ軸方向に相互に接して並ぶように装置の光軸を調整する。
【００４１】
レーザ発振器５９から連続波のレーザビームを出射しながら、ＸＹステージ６９により、照射対象物６８をＹ軸方向に等速で移動させる。
【００４２】
シャッタ機構６４ｂは、常に透光状態としておく。これにより、ＤＯＥ５４で分岐された複数（たとえば１００本）のレーザビーム６０ｂが照射対象物６８の被転写層に入射し、たとえば１００本の連続部９０を描画する。すなわち、入射領域６７ｂの軌跡として、連続部９０が描かれる。
【００４３】
シャッタ機構６４ａは、遮光を常態とし、ＸＹステージ６９による照射対象物６８の移動に対し、断続的（周期的）に透光状態とする。シャッタ機構６４ａを透光状態としたときに、ＤＯＥ５４で分岐されたたとえば１００本のレーザビーム６０ａが照射対象物６８の被転写層に入射し、連続部９０から分岐した断続部９１が描画される。
【００４４】
第１の実施例によるレーザ照射装置を用いると、照射対象物６８上のビーム入射領域６７ａ、６７ｂの相対的位置関係は、ビーム入射位置によらず、常に一定である。したがって、連続部９０と断続部９１とが分離したり、ある箇所に重複してレーザビームが照射されたりすることがない。このため、高い精度で、高品質の描画を行うことができる。
【００４５】
図３（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、第２の実施例によるレーザ照射装置について説明する。
【００４６】
図３（Ａ）は、第２の実施例によるレーザ照射装置の概略図である。第１の実施例によるレーザ照射装置とは、ＤＯＥ５４で分岐された多数のレーザビーム６０ａ、６０ｂが入射するズームレンズ７３、第２マスク７１、及び、第２マスク７１の位置における像を照射対象物６８上に結像する結像レンズ７２を備えている点において異なる。また、第２の実施例によるレーザ照射装置のレーザ発振器５９は、たとえば連続波のレーザビームを出射する。
【００４７】
第２の実施例によるレーザ照射装置は、マスク６５の像をＤＯＥ５４面に結像させて分岐するとともに、分岐したレーザビームが入射する第２マスク７１の像を照射面に結像させる。すなわち、第２の実施例によるレーザ照射装置は、マスクの像をリレー転送して照射面に結像させるレーザ照射装置である。
【００４８】
図３（Ｂ）に、第２マスク７１の概略的な平面図を示す。第２マスク７１は、たとえばレーザビームを遮光する板状部材に、Ｘ軸方向に延在する細長い長方形の貫通孔７１ａを備え、入射したレーザビーム６０ａ、６０ｂのビーム断面６６ａ、６６ｂを整形する。
【００４９】
第２マスク７１は、図３（Ａ）に示したＤＯＥ５４で分岐されたレーザビーム６０ａ、６０ｂが、貫通孔７１ａを通過する位置に配置される。
【００５０】
本図には、第２マスク７１に入射するレーザビーム６０ａ、６０ｂのビーム断面６６ａ、６６ｂを点線で示した。ＤＯＥ５４で分岐されたレーザビーム６０ａ、６０ｂのすべての組は、それぞれ隣り合う組と、ビーム断面６６ａ、６６ｂを接するように、第２マスク７１に入射する。すなわち、ＤＯＥ５４によって分岐されたレーザビーム６０ａ、６０ｂは、Ｘ軸方向に延在する細長い入射領域を形成して、第２マスク７１に入射する。そして貫通孔７１ａ以外の部分で遮光されることにより、断面形状を一層細長く整形されて、第２マスク７１を出射する。
【００５１】
再び図３（Ａ）を参照する。レーザビーム６０ａ、６０ｂは、第２マスク７１で整形されたビーム断面（個々のビーム断面６６ａ、６６ｂのＸ軸方向への連続からなるビーム断面）の形状を、結像レンズ７２により結像されて、照射対象物６８に入射する。
【００５２】
第２の実施例によるレーザ照射装置においても、第１の実施例の場合と同様、１基のレーザ発振器５９から出射したレーザビームが分岐した２本のレーザビームの組を、ＤＯＥ５４で更に多数に分岐し、照射対象物に入射させるため、両者の照射対象物上のビーム入射領域の相対的位置関係は、ビーム入射位置によらず、常に一定である。したがって、ＤＯＥ５４で分岐された多数のレーザビーム６０ａ、６０ｂは、個々のレーザビーム６０ａ、６０ｂのビーム入射領域６７ａ、６７ｂが相互に境界を接し、Ｘ軸方向に連なるような態様で、照射対象物６８に入射する。本図には、照射対象物６８に入射するレーザビーム６０ａ、６０ｂのビーム入射領域６７ａ、６７ｂを、ビームの進行方向に沿って見た図として示した。
【００５３】
第２の実施例によるレーザ照射装置を用いて行うレーザ加工の一例として、図４に示すパタンを描画するパタン描画方法を説明する。
【００５４】
図３（Ａ）に示したＸＹステージ６９に、下地基板の表面に被転写層の密着した照射対象物６８を載置する。
【００５５】
図３（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明したビームの入射態様となるように、すなわち照射対象物６８の表面において、レーザビーム６０ａの入射領域６７ａと、レーザビーム６０ｂの入射領域６７ｂとが、Ｘ軸方向に相互に接して並ぶように装置の光軸を調整する。
【００５６】
レーザ発振器５９から連続波のレーザビームを出射しながら、ＸＹステージ６９により、照射対象物６８をＹ軸方向に等速で移動させる。
【００５７】
シャッタ機構６４ｂは、常に透光状態としておく。これにより、ＤＯＥ５４で分岐された複数（たとえば１００本）のレーザビーム６０ｂが照射対象物６８の被転写層に入射し、たとえば１００本の直線状パタン１００Ｙを描画する。すなわち、入射領域６７ｂの軌跡として、直線状パタン１００Ｙが描かれる。
【００５８】
シャッタ機構６４ａは、遮光を常態とし、ＸＹステージ６９による照射対象物６８の移動に対し、断続的（周期的）に透光状態とする。シャッタ機構６４ａを透光状態としたときに、ＤＯＥ５４で分岐されたたとえば１００本のレーザビーム６０ａが照射対象物６８の被転写層に入射し、直線状パタン１００Ｙから分岐した枝部１０１が描画される。すなわちレーザビーム６０ａの入射領域６７ａの、Ｘ軸方向の長さが、枝部１０１の長さとなる。ある直線状パタン１００Ｙから分岐した枝部１０１は、隣り合う直線状パタン１００Ｙまで到達し、Ｘ軸に平行な直線状パタン１００Ｘを形成する。このように、照射対象物６８を一方向に移動させることにより、格子状のパタンを描画することができる。
【００５９】
第２の実施例によるレーザ照射装置を用いると、照射対象物６８上のビーム入射領域６７ａ、６７ｂの相対的位置関係は、ビーム入射位置によらず、常に一定である。したがって、直線状パタン１００Ｙと枝部１０１とが分離したり、ある箇所に重複してレーザビームが照射されたりすることがない。このため、高い精度で、高品質の描画を行うことができる。
【００６０】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
レーザ照射装置及びレーザ照射方法は、複数本のレーザビームを照射対象物に照射して行うレーザ加工に利用することができる。
【００６２】
また、パタン描画方法は、配線基板の印刷や、画像表示装置の画素の画定に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】（Ａ）は、第１の実施例によるレーザ照射装置の概略図であり、（Ｂ）は、マスク６５の概略的な平面図である。
【図２】レーザビームを照射して描画するパタンの一例を示す図である。
【図３】（Ａ）は、第２の実施例によるレーザ照射装置の概略図であり、（Ｂ）は、第２マスク７１の概略的な平面図である。
【図４】被転写層が転写されて形成された凸状パタンの一例を示す図である。
【図５】回折光学素子(Diffractive Optical Element;DOE)を含んで構成されるレーザ照射装置の概略図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ａ、１０ｂ レーザビーム
５１、５２ レーザ発振器
５３ 断面整形結像光学系
５３ａ、５３ｂ ビーム断面
５４ ＤＯＥ
５４ａ、５４ｂ ビーム入射領域
５５ ビーム入射面
５９ レーザ発振器
６０ａ、６０ｂ レーザビーム
６１ ビームエキスパンダ
６２ ハーフミラー
６３ａ、６３ｂ、６３ｃ 全反射ミラー
６４ａ、６４ｂ シャッタ機構
６５ マスク
６５ａ 貫通孔
６６ ズームレンズ系
６６ａ、６６ｂ ビーム断面
６７ａ、６７ｂ ビーム入射領域
６８ 照射対象物
６９ ＸＹステージ
７０ 制御装置
７１ 第２マスク
７１ａ 貫通孔
７２ 結像レンズ
７３ ズームレンズ
９０ 連続部
９１ 断続部
１００ 格子状パタン
１００Ｘ、１００Ｙ 直線状パタン
１０１ 枝部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射したレーザビームを複数のレーザビームに分岐させる分岐装置と、
前記分岐装置で分岐された複数のレーザビームが入射する位置に配置され、前記分岐装置で分岐された複数のレーザビームの各々を、複数のレーザビームに分岐させる回折光学素子と
を有するレーザ照射装置。
【請求項２】
前記分岐装置は、分岐された複数のレーザビームの進行方向が相互に平行になり、それらのビーム断面同士が接するように、前記レーザ光源から出射したレーザビームを複数のレーザビームに分岐させる請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項３】
更に、前記分岐装置と前記回折光学素子との間のレーザビームの経路上に配置され、レーザビームの断面を整形する第１のマスクと、
前記第１のマスクの配置された位置における整形されたビーム断面を、前記回折光学素子上に結像させるズームレンズ系と
を有する請求項１または２に記載のレーザ照射装置。
【請求項４】
更に、前記分岐装置と前記第１のマスクとの間のレーザビームの光路内に配置され、ある期間レーザビームが前記第１のマスクに入射しないようにするシャッタ機構を有する請求項３に記載のレーザ照射装置。
【請求項５】
更に、照射対象物を保持するステージと、
前記回折光学素子で分岐されたレーザビームの経路上に配置され、レーザビームの断面を整形する第２のマスクと、
前記第２のマスクの配置された位置における整形されたビーム断面を、前記ステージに保持された照射対象物の表面上に転写する転写光学系と
を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
【請求項６】
前記分岐装置が、入射するレーザビームを第１のレーザビームと第２のレーザビームとに分岐させ、前記第１のレーザビームが前記回折光学素子により回折されて、前記ステージに保持された照射対象物上に相互に合同な複数の第１の回折像が形成され、前記第２のレーザビームが前記回折光学素子により回折されて、前記ステージに保持された照射対象物上に相互に合同な複数の第２の回折像が形成され、該第１の回折像と第２の回折像とが１対１に対応し、該第１の回折像と、それに対応する第２の回折像とが相互に接している請求項５に記載のレーザ照射装置。
【請求項７】
前記ステージは、照射対象物を保持したまま、照射対象物を等速で移動させることができ、
更に、前記シャッタ機構が、ある一定時間おきにレーザビームを前記第１のマスクに入射させるようにすることができる制御装置と
を有する請求項５または６に記載のレーザ照射装置。
【請求項８】
（ａ）１基のレーザ発振器から出射された原レーザビームを、第１のレーザビームと第２のレーザビームとに分岐させる工程と、
（ｂ）前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームとを回折光学素子に入射させ、それぞれ複数のレーザビームに分岐させて、照射対象物に入射させる工程と
を有するレーザ照射方法。
【請求項９】
前記工程（ｂ）において、前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームとの進行方向が相互に平行になり、それらのビーム断面同士が接するように、前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームとを前記回折光学素子に入射させる請求項８に記載のレーザ照射方法。
【請求項１０】
更に、前記工程（ｂ）が、（ｃ）前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームの断面を整形する工程を含み、
前記工程（ｃ）において整形されたビーム断面を、前記回折光学素子上に結像させる請求項８または９に記載のレーザ照射方法。
【請求項１１】
更に、前記工程（ｂ）が、（ｄ）前記回折光学素子で分岐されたレーザビームの断面を整形する工程を含み、
前記工程（ｄ）において整形されたビーム断面を、前記照射対象物上に転写させる請求項８〜１０のいずれか１項に記載のレーザ照射方法。
【請求項１２】
１基のレーザ発振器から出射された原レーザビームを、第１のレーザビームと第２のレーザビームとに分岐する工程と、
回折光学素子を介して前記第１及び第２のレーザビームを加工対象物に入射させるとき、加工対象物の表面において、前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームの入射領域が、第１の方向に相互に接して並ぶように光軸調整を行う工程と、
前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームの入射位置が、前記第１の方向と交差する第２の方向に、始点から終点まで移動するように、前記加工対象物を移動させながら、前記第１のレーザビームは始点から終点まで連続的に入射させ、前記第２のレーザビームは断続的に入射させて、線状の軌跡から枝部が突出したパタンを描画する工程と
を有するパタン描画方法。
【請求項１】
レーザビームを出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射したレーザビームを複数のレーザビームに分岐させる分岐装置と、
前記分岐装置で分岐された複数のレーザビームが入射する位置に配置され、前記分岐装置で分岐された複数のレーザビームの各々を、複数のレーザビームに分岐させる回折光学素子と
を有するレーザ照射装置。
【請求項２】
前記分岐装置は、分岐された複数のレーザビームの進行方向が相互に平行になり、それらのビーム断面同士が接するように、前記レーザ光源から出射したレーザビームを複数のレーザビームに分岐させる請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項３】
更に、前記分岐装置と前記回折光学素子との間のレーザビームの経路上に配置され、レーザビームの断面を整形する第１のマスクと、
前記第１のマスクの配置された位置における整形されたビーム断面を、前記回折光学素子上に結像させるズームレンズ系と
を有する請求項１または２に記載のレーザ照射装置。
【請求項４】
更に、前記分岐装置と前記第１のマスクとの間のレーザビームの光路内に配置され、ある期間レーザビームが前記第１のマスクに入射しないようにするシャッタ機構を有する請求項３に記載のレーザ照射装置。
【請求項５】
更に、照射対象物を保持するステージと、
前記回折光学素子で分岐されたレーザビームの経路上に配置され、レーザビームの断面を整形する第２のマスクと、
前記第２のマスクの配置された位置における整形されたビーム断面を、前記ステージに保持された照射対象物の表面上に転写する転写光学系と
を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
【請求項６】
前記分岐装置が、入射するレーザビームを第１のレーザビームと第２のレーザビームとに分岐させ、前記第１のレーザビームが前記回折光学素子により回折されて、前記ステージに保持された照射対象物上に相互に合同な複数の第１の回折像が形成され、前記第２のレーザビームが前記回折光学素子により回折されて、前記ステージに保持された照射対象物上に相互に合同な複数の第２の回折像が形成され、該第１の回折像と第２の回折像とが１対１に対応し、該第１の回折像と、それに対応する第２の回折像とが相互に接している請求項５に記載のレーザ照射装置。
【請求項７】
前記ステージは、照射対象物を保持したまま、照射対象物を等速で移動させることができ、
更に、前記シャッタ機構が、ある一定時間おきにレーザビームを前記第１のマスクに入射させるようにすることができる制御装置と
を有する請求項５または６に記載のレーザ照射装置。
【請求項８】
（ａ）１基のレーザ発振器から出射された原レーザビームを、第１のレーザビームと第２のレーザビームとに分岐させる工程と、
（ｂ）前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームとを回折光学素子に入射させ、それぞれ複数のレーザビームに分岐させて、照射対象物に入射させる工程と
を有するレーザ照射方法。
【請求項９】
前記工程（ｂ）において、前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームとの進行方向が相互に平行になり、それらのビーム断面同士が接するように、前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームとを前記回折光学素子に入射させる請求項８に記載のレーザ照射方法。
【請求項１０】
更に、前記工程（ｂ）が、（ｃ）前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームの断面を整形する工程を含み、
前記工程（ｃ）において整形されたビーム断面を、前記回折光学素子上に結像させる請求項８または９に記載のレーザ照射方法。
【請求項１１】
更に、前記工程（ｂ）が、（ｄ）前記回折光学素子で分岐されたレーザビームの断面を整形する工程を含み、
前記工程（ｄ）において整形されたビーム断面を、前記照射対象物上に転写させる請求項８〜１０のいずれか１項に記載のレーザ照射方法。
【請求項１２】
１基のレーザ発振器から出射された原レーザビームを、第１のレーザビームと第２のレーザビームとに分岐する工程と、
回折光学素子を介して前記第１及び第２のレーザビームを加工対象物に入射させるとき、加工対象物の表面において、前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームの入射領域が、第１の方向に相互に接して並ぶように光軸調整を行う工程と、
前記第１のレーザビームと前記第２のレーザビームの入射位置が、前記第１の方向と交差する第２の方向に、始点から終点まで移動するように、前記加工対象物を移動させながら、前記第１のレーザビームは始点から終点まで連続的に入射させ、前記第２のレーザビームは断続的に入射させて、線状の軌跡から枝部が突出したパタンを描画する工程と
を有するパタン描画方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−７７４（Ｐ２００８−７７４Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７１２９５（Ｐ２００６−１７１２９５）
【出願日】平成１８年６月２１日（２００６．６．２１）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２１日（２００６．６．２１）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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