特許 5985903 レーザーパルスによる加工物の製造方法及びレーザー加工装置

(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】5985903

(24)【登録日】2016年8月12日

(45)【発行日】2016年9月6日

(54)【発明の名称】レーザーパルスによる加工物の製造方法及びレーザー加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/073 20060101AFI20160823BHJP

   B23K 26/067 20060101ALI20160823BHJP

   B23K 26/082 20140101ALI20160823BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/073

   B23K26/067

   B23K26/082

【請求項の数】4

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2012-146465(P2012-146465)

(22)【出願日】2012年6月29日

(65)【公開番号】特開2014-8519(P2014-8519A)

(43)【公開日】2014年1月20日

【審査請求日】2015年4月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】507407777

【氏名又は名称】古河電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(72)【発明者】

【氏名】山田 篤

(72)【発明者】

【氏名】濱野 哲英

(72)【発明者】

【氏名】高田 岳志

【審査官】 篠原 将之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２７９９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０７７１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２６１３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６７２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１４７０５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／０７３

Ｂ２３Ｋ ２６／０６７

Ｂ２３Ｋ ２６／０８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透過型の回折光学素子を透過させるか又は反射型の回折光学素子にて反射させることによりレーザーパルスを直線に沿ってジグザグ状に並ぶ複数のレーザーパターンに分岐して、前記複数のレーザーパターンからなるレーザーパターン列を加工対象物に照射することによって前記加工対象物を加工する工程を有し、
前記レーザーパターン列のレーザーパターンのうち、前記直線の一端側から数えてｘ番目及び（ｘ＋１）番目のレーザーパターンの中心どうしを結ぶ線分と、（ｘ＋１）番目及び（ｘ＋２）番目のレーザーパターンの中心どうしを結ぶ線分と、のなす角度αは、２ａｒｃｔａｎ（１／ｍ）×１８０／π（ｘは１以上の任意の正の整数、ｍは１以上の正の整数）であり、
前記加工対象物を加工する工程では、前記レーザーパターンが前記加工対象物に対して千鳥格子状に照射されるように、前記レーザーパターン列を前記直線の延在方向に対する交差方向に走査し、かつ
前記走査方向の一端側から数えてｙ列目（ｙは１以上の任意の正の整数）の前記レーザーパターン列に含まれるレーザーパターンのうち、当該レーザーパターン列の中心線である前記直線を基準として前記走査方向の他端側に偏位しているレーザーパターンと、
前記走査方向の一端側から数えて（ｙ＋ｍ）列目の前記レーザーパターン列に含まれるレーザーパターンのうち、当該レーザーパターン列の中心線である前記直線を基準として前記走査方向の一端側に偏位しているレーザーパターンと、
が前記直線と平行に一直線上に並ぶように、前記レーザーパターン列を走査するレーザーパルスによる加工物の製造方法。

【請求項2】

前記交差方向は、前記直線の延在方向に対する直交方向である請求項１に記載のレーザーパルスによる加工物の製造方法。

【請求項3】

レーザーパルスを出力するレーザー出力部と、
前記レーザーパルスを透過又は反射させるとともに前記レーザーパルスを直線に沿ってジグザグ状に並ぶ複数のレーザーパターンに分岐して、前記複数のレーザーパターンからなるレーザーパターン列を加工対象物の表面上に照射する透過型又は反射型の回折光学素子と、
前記レーザーパターン列を前記加工対象物の表面上で走査する走査部と、
を有し、
前記回折光学素子は、前記レーザーパターン列のレーザーパターンのうち、前記直線の一端側から数えてｘ番目及び（ｘ＋１）番目のレーザーパターンの中心どうしを結ぶ線分と、（ｘ＋１）番目及び（ｘ＋２）番目のレーザーパターンの中心どうしを結ぶ線分と、のなす角度αが２ａｒｃｔａｎ（１／ｍ）×１８０／π（ｘは１以上の任意の正の整数、ｍは１以上の正の整数）となるように、前記レーザーパルスを分岐し、
前記走査部は、前記レーザーパターンが前記加工対象物に対して千鳥格子状に照射されるように、前記レーザーパターン列を前記直線の延在方向に対する交差方向に走査し、かつ、前記走査方向の一端側から数えてｙ列目（ｙは１以上の任意の正の整数）の前記レーザーパターン列に含まれるレーザーパターンのうち、当該レーザーパターン列の中心線である前記直線を基準として前記走査方向の他端側に偏位しているレーザーパターンと、
前記走査方向の一端側から数えて（ｙ＋ｍ）列目の前記レーザーパターン列に含まれるレーザーパターンのうち、当該レーザーパターン列の中心線である前記直線を基準として前記走査方向の一端側に偏位しているレーザーパターンと、
が前記直線と平行に一直線上に並ぶように、前記レーザーパターン列を走査するレーザー加工装置。

【請求項4】

前記交差方向は、前記直線の延在方向に対する直交方向である請求項３に記載のレーザー加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザーパルスによる加工物の製造方法及びレーザー加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザー光の強度分布はガウシアン分布であり、レーザー光は、中心部の強度が高くなる強度分布を有する。レーザー光を走査する方法として、特許文献１に記載された方法がある。

【0003】

特許文献１の方法では、レーザーパルスを順次出力して、加工対象物としての太陽電池膜に照射し、レーザーパルスが照射される領域の縁部同士が重複するように、レーザーパルスの照射位置を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−６２７１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明者の知見によれば、特許文献１に記載の方法では、レーザーパルスの照射位置の中心部と周辺部とでレーザーパルスによって加工対象物に施される加工の深さが異なり、中心部では、より深く加工されてしまう。したがって、加工対象物に対して、均一な深さの加工を施すことが困難である。

【0006】

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、レーザーパルスが照射される領域における加工の深さを均一にすることが可能な、レーザーパルスによる加工物の製造方法およびレーザー加工装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、透過型の回折光学素子を透過させるか又は反射型の回折光学素子にて反射させることによりレーザーパルスを直線に沿ってジグザグ状に並ぶ複数のレーザーパターンに分岐して、前記複数のレーザーパターンからなるレーザーパターン列を加工対象物に照射することによって前記加工対象物を加工する工程を有し、
前記レーザーパターン列のレーザーパターンのうち、前記直線の一端側から数えてｘ番目及び（ｘ＋１）番目のレーザーパターンの中心どうしを結ぶ線分と、（ｘ＋１）番目及び（ｘ＋２）番目のレーザーパターンの中心どうしを結ぶ線分と、のなす角度αは、２ａｒｃｔａｎ（１／ｍ）×１８０／π（ｘは１以上の任意の正の整数、ｍは１以上の正の整数）であり、
前記加工対象物を加工する工程では、前記レーザーパターンが前記加工対象物に対して千鳥格子状に照射されるように、前記レーザーパターン列を前記直線の延在方向に対する交差方向に走査し、かつ
前記走査方向の一端側から数えてｙ列目（ｙは１以上の任意の正の整数）の前記レーザーパターン列に含まれるレーザーパターンのうち、当該レーザーパターン列の中心線である前記直線を基準として前記走査方向の他端側に偏位しているレーザーパターンと、
前記走査方向の一端側から数えて（ｙ＋ｍ）列目の前記レーザーパターン列に含まれるレーザーパターンのうち、当該レーザーパターン列の中心線である前記直線を基準として前記走査方向の一端側に偏位しているレーザーパターンと、
が前記直線と平行に一直線上に並ぶように、前記レーザーパターン列を走査するレーザーパルスによる加工物の製造方法を提供する。

【0008】

この製造方法によれば、回折光学素子によってレーザーパルスを複数に分岐し、複数のレーザーパターンからなるレーザーパターン列を加工対象物に照射することにより加工対象物を加工して、加工物を製造する。よって、レーザーパルスを分岐せずに加工対象物に照射する場合と比べて、各レーザーパターンにおける光強度を低減できる。これにより、レーザーパターンが照射される領域において、加工の深さが局所的に深くなってしまうことを抑制できる。
ここで、複数のレーザーパターンは、直線に沿ってジグザグ状（千鳥状に）に並んでいる。そして、レーザーパターン列のレーザーパターンのうち、当該レーザーパターン列の中心の直線の一端側から数えてｘ番目のレーザーパターンの中心と（ｘ＋１）番目のレーザーパターンの中心とを結ぶ線分と、（ｘ＋１）番目のレーザーパターンの中心と（ｘ＋２）番目のレーザーパターンの中心とを結ぶ線分と、のなす角度αは、２ａｒｃｔａｎ（１／ｍ）×１８０／π（ｘは１以上の任意の正の整数、ｍは１以上の正の整数）である。更にこの条件において、レーザーパターンが加工対象物に対して千鳥格子状に照射されるように、レーザーパターン列を上記直線の延在方向に対する交差方向に走査する。これにより、隣り合うレーザーパターンどうしの隙間（無照射面）を極力低減し、且つ、極力多重に照射することなく効率的に、多数のレーザーパターンによって面状の軌跡を形成することができる。
これらのことから、レーザーパルスが照射される面状の領域における加工の深さを均一にすることができる。

【0009】

また、本発明は、レーザーパルスを出力するレーザー出力部と、
前記レーザーパルスを透過又は反射させるとともに前記レーザーパルスを直線に沿ってジグザグ状に並ぶ複数のレーザーパターンに分岐して、前記複数のレーザーパターンからなるレーザーパターン列を加工対象物の表面上に照射する透過型又は反射型の回折光学素子と、
前記レーザーパターン列を前記加工対象物の表面上で走査する走査部と、
を有し、
前記回折光学素子は、前記レーザーパターン列のレーザーパターンのうち、前記直線の一端側から数えてｘ番目及び（ｘ＋１）番目のレーザーパターンの中心どうしを結ぶ線分と、（ｘ＋１）番目及び（ｘ＋２）番目のレーザーパターンの中心どうしを結ぶ線分と、のなす角度αが２ａｒｃｔａｎ（１／ｍ）×１８０／π（ｘは１以上の任意の正の整数、ｍは１以上の正の整数）となるように、前記レーザーパルスを分岐し、
前記走査部は、前記レーザーパターンが前記加工対象物に対して千鳥格子状に照射されるように、前記レーザーパターン列を前記直線の延在方向に対する交差方向に走査し、かつ、前記走査方向の一端側から数えてｙ列目（ｙは１以上の任意の正の整数）の前記レーザーパターン列に含まれるレーザーパターンのうち、当該レーザーパターン列の中心線である前記直線を基準として前記走査方向の他端側に偏位しているレーザーパターンと、
前記走査方向の一端側から数えて（ｙ＋ｍ）列目の前記レーザーパターン列に含まれるレーザーパターンのうち、当該レーザーパターン列の中心線である前記直線を基準として前記走査方向の一端側に偏位しているレーザーパターンと、
が前記直線と平行に一直線上に並ぶように、前記レーザーパターン列を走査するレーザー加工装置を提供する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、レーザーパルスが照射される領域における加工の深さを均一にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施形態に係るレーザーパルスによる加工物の製造方法を説明するための模式的な平面図である。

【図2】レーザーパターン列の一例を示す模式的な平面図である。

【図3】第１の実施形態に係るレーザー加工装置のブロック図である。

【図4】第１の実施形態の効果を説明するための図である。

【図5】比較例１の問題点を説明するための図である。

【図6】第１の実施形態の効果と比較例２の問題点とを説明するための図である。

【図7】第１の実施形態の効果と比較例２の問題点とを説明するための図である。

【図8】第２の実施形態に係るレーザーパルスによる加工物の製造方法を説明するための模式的な平面図である。

【図9】第３の実施形態に係るレーザーパルスによる加工物の製造方法を説明するための模式的な平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。

【0013】

〔第１の実施形態〕
図１は第１の実施形態に係るレーザーパルスによる加工物の製造方法を説明するための模式的な平面図である。図１は、加工対象物５０（図３）の表面に対するレーザーパターン７１の照射の仕方の一例を示している。
図２はレーザーパターン列７０の一例を示す模式的な平面図である。
図３は第１の実施形態に係るレーザー加工装置１００のブロック図である。

【0014】

本実施形態に係るレーザーパルスによる加工物の製造方法は、レーザーパターン列７０（図２）を加工対象物５０に照射することによって、加工対象物５０を加工する工程を有する。この工程では、回折光学素子２０（図３）によりレーザーパルスを複数のレーザーパターン７１に分岐して、これらレーザーパターン７１からなるレーザーパターン列７０を形成する。回折光学素子２０は、透過型又は反射型の何れでも良い。回折光学素子２０が透過型の場合、レーザーパルスは、回折光学素子２０を透過することによって、複数のレーザーパターン７１に分岐する。回折光学素子２０が反射型の場合、レーザーパルスは、回折光学素子２０にて反射することによって、複数のレーザーパターン７１に分岐する。レーザーパターン列７０に含まれるレーザーパターン７１は、直線Ｌ（図２）に沿ってジグザグ状に並ぶ。レーザーパターン列７０に含まれるレーザーパターン７１のうち、直線Ｌの一端側から数えてｘ番目及び（ｘ＋１）番目のレーザーパターン７１の中心どうしを結ぶ線分と、（ｘ＋１）番目及び（ｘ＋２）番目のレーザーパターン７１の中心どうしを結ぶ線分と、のなす角度を角度α（単位：°）とする。角度αは、２ａｒｃｔａｎ（１／ｍ）×１８０／πである。ここで、ｘは１以上の任意の正の整数であり、ｍは１以上の正の整数である。つまり、レーザーパターン列７０に含まれるレーザーパターン７１のうち隣接する３つのレーザーパターン７１で形成する角度αが、２ａｒｃｔａｎ（１／ｍ）×１８０／πである。加工対象物５０を加工する工程では、レーザーパターン７１が加工対象物５０に対して千鳥格子状に照射されるように、レーザーパターン列７０をレーザーパターン列７０の長手方向に対する交差方向に走査する。

【0015】

また、本実施形態に係るレーザー加工装置１００は、レーザーパルスを出力するレーザー出力部１０と、回折光学素子（ＤＯＥ（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ））２０と、走査部６０と、を有する。回折光学素子２０は、透過型又は反射型のものである。回折光学素子２０は、レーザー出力部１０から出力されるレーザーパルスを透過又は反射させるとともに、このレーザーパルスを複数のレーザーパターン７１に分岐して、これら複数のレーザーパターン７１からなるレーザーパターン列７０を形成する。レーザーパターン列７０に含まれるレーザーパターン７１は、直線Ｌに沿ってジグザグ状に並ぶ。レーザーパターン列７０に含まれるレーザーパターン７１のうち、直線Ｌの一端側から数えてｘ番目及び（ｘ＋１）番目のレーザーパターン７１の中心どうしを結ぶ線分と、（ｘ＋１）番目及び（ｘ＋２）番目のレーザーパターン７１の中心どうしを結ぶ線分と、のなす角度を角度αとする。回折光学素子２０は、角度αが２ａｒｃｔａｎ（１／ｍ）×１８０／πとなるように、レーザーパルスを分岐する。ここで、ｘは１以上の任意の正の整数、ｍは１以上の正の整数である。走査部６０は、レーザーパターン７１が加工対象物５０に対して千鳥格子状に照射されるように、レーザーパターン列７０を当該レーザーパターン列７０の長手方向に対する交差方向に走査する。
なお、本実施形態に係る製造方法により製造される加工物は、レーザーパターン７１の照射による加工後の加工対象物５０である。

【0016】

以下、詳細に説明する。

【0017】

図３に示すように、レーザー加工装置１００は、上記の構成の他に、加工対象物５０が載置されるステージ４０と、レーザー出力部１０及び走査部６０の動作制御を行う制御部８０と、を有している。なお、以下の説明において、レーザー出力部１０と回折光学素子２０とを含むユニットを照射ユニット３０と称することとする。

【0018】

加工対象物５０は、例えば、表面に金属薄膜が形成された基板、表面に酸化物が形成された金属、表面に汚れが付着している基材、表面に化合物膜が成膜された基板などであることが挙げられる。このような加工対象物５０に対してレーザーパターン７１を照射することによって行う加工としては、加工対象物５０の表層の金属薄膜、表面酸化物、汚れ、化合物膜等をそれぞれ所定のパターンで加工する（除去する場合を含む）ことなどが挙げられる。

【0019】

レーザー出力部１０は、パルス状のレーザー光、すなわちレーザーパルスを出力する。より具体的には、レーザー出力部１０は、レーザー光を一定時間間隔で間欠的に（一定時間間隔のパルス状に）出力する。

【0020】

レーザー出力部１０と加工対象物５０との間の光学系には、回折光学素子２０が配置されており、レーザー出力部１０から出力されたレーザーパルスは、回折光学素子２０を介して加工対象物５０の表面上に照射される。

【0021】

なお、レーザーパルスが照射される加工対象物５０の表面（以下、被加工面とも称する）が概ね平坦で、且つ、回折光学素子２０から被加工面に対して照射されるレーザーパルスの光路とが概ね直交することが好ましい。

【0022】

レーザー出力部１０から回折光学素子２０に入射したレーザーパルスは、回折光学素子２０を透過するか又は回折光学素子２０にて反射することによって、規則的に並ぶ複数のレーザーパターン（レーザースポット）７１に分岐する。すなわち、回折光学素子２０は、これら複数のレーザーパターン７１からなるレーザーパターン列（レーザースポット列）７０を形成する（図２参照）。レーザー出力部１０から出力されたレーザーパルスは、回折光学素子２０を透過するか又は回折光学素子２０にて反射することにより、レーザーパターン列７０として、被加工面に対して照射される。

【0023】

図２に示すように、レーザーパターン列７０に含まれるレーザーパターン７１は、被加工面上において、仮想の直線Ｌに沿ってジグザグ状（千鳥状に）に規則的に並ぶ。直線Ｌは、例えば、レーザーパターン列７０の中心線であり、レーザーパターン列７０に含まれるレーザーパターン７１は、直線Ｌの両側に交互に並んでいる。各レーザーパターン７１は、例えば円形である。

【0024】

レーザーパターン列７０に含まれるレーザーパターン７１の数をＸ個（Ｘは３以上の正の整数）とする。
レーザーパターン列７０のレーザーパターン７１のうち、直線Ｌの一端側から数えてｘ番目のレーザーパターン７１の中心と（ｘ＋１）番目のレーザーパターン７１の中心とを結ぶ線分と、（ｘ＋１）番目のレーザーパターン７１の中心と（ｘ＋２）番目のレーザーパターン７１の中心とを結ぶ線分と、のなす角度を角度αとする。ｘは、１以上、且つＸ−２以下の任意の正の整数である。

【0025】

角度αは、２ａｒｃｔａｎ（１／ｍ）×１８０／π（単位：°）である。ここで、ｍは１以上の正の整数である。

【0026】

より具体的には、本実施形態の場合、ｍ＝１であり、角度αは、２ａｒｃｔａｎ１×１８０／πである。すなわち、角度αは、図２に示すように、９０°である。

【0027】

なお、以下の説明においては、あるレーザーパターン列７０に含まれるレーザーパターン７１を直線Ｌの一端側から数えたときの任意のレーザーパターン７１の順番を、単にレーザーパターン７１の順番と言う。
また、任意の順番のレーザーパターン７１のことを、単に１番目のレーザーパターン７１、２番目のレーザーパターン７１、ｘ番目のレーザーパターン７１、（ｘ＋１）番目のレーザーパターン７１などと称する。

【0028】

レーザーパターン列７０に含まれるレーザーパターン７１の各々の中心から直線Ｌまでの距離は、互いに等しい。

【0029】

隣り合う順番のレーザーパターン７１の中心どうしの距離は一定である。すなわち、ｘ番目のレーザーパターン７１と（ｘ＋１）番目のレーザーパターン７１との中心どうしの距離は、ｘの値にかかわらず一定である。

【0030】

本実施形態の場合、隣り合う順番のレーザーパターン７１は、互いの輪郭どうしが外接している。

【0031】

走査部６０は、レーザーパターン列７０を加工対象物５０の表面上において図２の走査方向Ｓに走査し、レーザーパターン７１を被加工面に対して図１に示すような千鳥格子状に照射させる。すなわち、複数列のレーザーパターン列７０を被加工面に照射させる。その結果、多数のレーザーパターン７１によって加工対象物５０の表面上に面状の軌跡を形成することができる。

【0032】

本実施形態の場合、走査方向Ｓは、直線Ｌの延在方向（レーザーパターン列７０の長手方向）に対する直交方向である。

【0033】

走査部６０による走査は、例えば、照射ユニット３０とステージ４０とのうちの少なくとも一方を直線移動させることにより行う。走査部６０は、例えば、照射ユニット３０を走査方向Ｓに直線移動させる。或いは、走査部６０は、ステージ４０を走査方向Ｓの反対方向に直線移動させても良い。走査部６０は、一定の速度でレーザーパターン列７０を走査する。

【0034】

以下の説明において、走査方向Ｓの一端側（例えば図１の上端側）からレーザーパターン列７０を数えたときの任意のレーザーパターン列７０の順番を、単にレーザーパターン列７０の順番と言う。また、任意の順番のレーザーパターン列７０のことを、単に１列目のレーザーパターン列７０、２列目のレーザーパターン列７０などと称する。

【0035】

レーザー出力部１０から出力される１パルス目のレーザーパルスによって、１列目のレーザーパターン列７０が被加工面に照射され、２パルス目のレーザーパルスによって、２列目のレーザーパターン列７０が被加工面に照射され、以下、順次、３列目以降のレーザーパターン列７０が被加工面に照射される。図１においては、レーザーパターン列７０の総数をＹ（Ｙは２以上の正の整数）としている。

【0036】

なお、図１において、１列目のレーザーパターン列７０の各レーザーパターン７１には、他のレーザーパターン７１と区別しやすいように、斜め線のハッチングを付している。また、２列目のレーザーパターン列７０の各レーザーパターン７１には、他のレーザーパターン７１と区別しやすいように、縦線のハッチングを付している。

【0037】

より具体的には、走査部６０は、例えば、図１に示すように、レーザーパターン７１ａとレーザーパターン７１ｂとが直線Ｌと平行に一直線上に並ぶように、レーザーパターン列７０を走査する。
ここで、レーザーパターン７１ａは、走査方向Ｓの一端側（例えば図１の上端側）から数えてｙ列目（ｙは１以上の任意の正の整数）のレーザーパターン列７０（例えば図１に示すように１列目のレーザーパターン列７０ａ）に含まれるレーザーパターン７１のうち、当該レーザーパターン列７０ａの中心線である直線Ｌ（例えば図１の直線Ｌ１）を基準として走査方向Ｓの他端側（例えば図１の下端側）に偏位しているレーザーパターン７１である。
また、レーザーパターン７１ｂは、走査方向Ｓの一端側（例えば図１の上端側）から数えて（ｙ＋ｍ）列目のレーザーパターン列７０（例えば図１に示すように２列目のレーザーパターン列７０ｂ）に含まれるレーザーパターン７１のうち、当該レーザーパターン列７０ｂの中心線である直線Ｌ（例えば図１の直線Ｌ２）を基準として走査方向Ｓの一端側（例えば図１の上端側）に偏位しているレーザーパターン７１である。
本実施形態の場合、ｍ＝１であるため、レーザーパターン７１ｂは、走査方向Ｓの一端側から数えて（ｙ＋１）列目のレーザーパターン列７０ｂに含まれるレーザーパターン７１のうち、直線Ｌ２を基準として走査方向Ｓの一端側に偏位しているレーザーパターン７１である。
ここで、「偏位している」とは、レーザーパターン７１の中心が、直線Ｌよりも走査方向Ｓの一端側又は他端側に位置していることを意味する。

【0038】

換言すれば、走査部６０は、図１において、ｙ列目のレーザーパターン列７０ａの偶数番目のレーザーパターン７１であるレーザーパターン７１ａと、（ｙ＋１）列目のレーザーパターン列７０ｂの奇数番目のレーザーパターン７１であるレーザーパターン７１ｂとが直線Ｌと平行に一直線上に並ぶにように、レーザーパターン列７０を走査する。

【0039】

このようにレーザーパターン列７０を走査することにより、レーザーパターン７１が照射される領域においては、当該領域の最外周部を除き、互いに隣接するレーザーパターン７１の中心どうしの距離が等距離となるような千鳥格子状に、レーザーパターン７１を照射することができる。

【0040】

また、このようにレーザーパターン列７０を走査することにより、隣り合う順番のレーザーパターン列７０どうしの間隔は一定となる。すなわち、ｙ列目のレーザーパターン列７０の中心線である直線Ｌ１と（ｙ＋１）列目のレーザーパターン列７０の中心線である直線Ｌ２との距離は、ｙの値にかかわらず一定となる。

【0041】

また、本実施形態のように隣り合う順番のレーザーパターン７１の輪郭どうしが外接している場合に、このようにレーザーパターン列７０を走査することにより、２列目から（Ｙ−１）列目までのレーザーパターン列７０については、隣り合うレーザーパターン列７０の同じ順番及び前後の順番のレーザーパターン７１の縁部どうしが重なり合う（Ｙが３以上の場合）。しかも、レーザーパターン７１が照射される領域においては、当該領域の走査方向Ｓにおける最外周部を除き、レーザーパターン７１どうしの隙間が存在しないようにできる。

【0042】

なお、回折光学素子２０と加工対象物５０との間には、加工対象物５０の表面上にレーザーパターン列７０（レーザーパターン７１）を適切に結像させるための、図示しない光学系（レンズ、ミラー等）が設けられていても良い。

【0043】

図４は第１の実施形態の効果を説明するための図である。このうち図４（ａ）はレーザー加工装置１００による加工後の加工対象物５０、すなわち加工物の表面の画像である。なお、回折光学素子２０としては、透過型のものを用いた。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す線分ＬＳ１の範囲における加工の深さの測定値をプロットした図である。なお、図１においても、図４（ａ）に示す線分ＬＳ１と同等の範囲に線分ＬＳ１を示している。すなわち、線分ＬＳ１の範囲は、レーザーパターン７１の非照射領域から照射領域にまたがっている。

【0044】

図４（ａ）において、斜線部は、レーザーパターン７１が照射された領域（以下、照射領域９１）であり、その他の領域は、レーザーパターン７１が照射されなかった領域（以下、非照射領域９２）である。境界線９３は、照射領域９１と非照射領域９２との境界線である。

【0045】

図４（ｂ）において、横軸は、図４（ａ）における線分ＬＳ１の上端を起点とした距離（位置）（単位、ｍｍ）を示し、縦軸は、レーザーパターン７１の照射によって加工対象物５０の表面に施された加工の深さ（単位、ｎｍ）を示す。

【0046】

図４（ａ）における境界線９３よりも下側の領域すなわち照射領域９１において、加工対象物５０に加工が施されていることが、図４（ｂ）から分かる。

【0047】

ここで、図４（ｂ）に示すように、照射領域９１においては、加工の深さがほぼ均一（被加工面が平滑）となっている。つまり、第１の実施形態では、レーザーパルスが照射される領域における加工の深さを均一にできることが分かる。

【0048】

図５は比較例１の問題点を説明するための図である。このうち図５（ａ）は比較例１におけるレーザーパルスの照射の仕方を説明するための平面図である。図５（ｂ）は比較例１による加工後の加工対象物５０の表面の画像である。図５（ｃ）は図５（ｂ）に示す線分ＬＳ２の範囲における加工の深さの測定値をプロットした図である。

【0049】

比較例１では、回折光学素子２０を用いなかった。すなわち、レーザー出力部１０から出力されたレーザーパルス１１０を、回折光学素子２０に通さずに、図５（ａ）に示すように直線状に連ねて加工対象物５０に対して照射することによって、加工対象物５０を加工した。

【0050】

図５（ｂ）において、斜線部は、レーザーパルス１１０が照射された領域（以下、照射領域１１１）であり、その他の領域は、レーザーパルス１１０が照射されなかった領域（以下、非照射領域１１２）である。照射領域１１１は、レーザーパルス１１０の中央部と対応する領域（以下、照射中央領域１１１ａ）と、その周囲の領域（以下、照射周縁領域１１１ｂ）とからなる。
境界線１１３は、照射領域１１１と非照射領域１１２との境界線である。境界線１１４は、照射中央領域１１１ａと照射周縁領域１１１ｂとの境界線である。

【0051】

図５（ｃ）において、横軸は、図５（ｂ）における線分ＬＳ２の上端を起点とした距離（位置）（単位、ｍｍ）を示し、縦軸は、レーザーパルス１１０の照射によって加工対象物５０の表面に施された加工の深さ（単位、ｎｍ）を示す。

【0052】

図５（ｂ）における境界線１１３よりも内側の領域すなわち照射領域１１１において、加工対象物５０に加工が施されていることが、図５（ｃ）から分かる。

【0053】

ここで、図５（ｃ）に示すように、照射領域１１１のうち照射周縁領域１１１ｂでは、図４（ａ）の照射領域９１におけるのと同様に、加工の深さがほぼ均一となっている。

【0054】

しかし、照射領域１１１のうち照射中央領域１１１ａでは、照射周縁領域１１１ｂよりも加工の深さが深いことが、図５（ｃ）から分かる。つまり、照射領域１１１の全域における加工の深さは均一ではなく（被加工面が平滑ではなく）、照射領域１１１の中央部（照射中央領域１１１ａ）における加工の深さが深い。しかも、照射中央領域１１１ａにおける加工の深さは、照射中央領域１１１ａの中心に向けてテーパー状に深くなっている。

【0055】

図５より、比較例１では、レーザーパルスの中心部において加工の深さが深くなってしまうことが分かる。

【0056】

比較例１の場合、加工の深さが均一でないことから、例えば、基板上の薄膜のみを加工したい場合にも、下地の基板まで損傷してしまう可能性がある。また、積層構造の所望の層までを選択的に加工したい場合にも、加工したい層よりも下の層又は基板まで損傷してしまう可能性がある。

【0057】

これに対し、本実施形態の場合、図４（ｂ）に示すように加工の深さを均一にできることから、例えば、基板上の薄膜のみを加工したい場合には、薄膜のみを適切に加工し、下地の基板の損傷を抑制することが可能である。また、積層構造の所望の層までを選択的に適切に加工することができ、加工したい層よりも下の層及び基板の損傷を抑制することができる。

【0058】

図６は第１の実施形態の効果と比較例２の問題点とを説明するための図である。
図６（ａ）は、第１の実施形態において、レーザーパターン列７０を２列目まで加工対象物５０の表面上に照射した状態を示す模式的な平面図である。図６（ｂ）及び図６（ｃ）の各々は、比較例２において、レーザーパターン列１７０（後述）を２列目まで加工対象物５０の表面上に照射した状態を示す模式的な平面図である。

【0059】

ここで、比較例２について説明する。
比較例２では、回折光学素子２０に代えて、以下に説明する特性の回折光学素子を用いた。
比較例２の回折光学素子は、レーザー出力部１０から出力されるレーザーパルスを直線に沿ってジグザグ状に並ぶ複数のレーザーパターン１７１に分岐して、複数のレーザーパターン１７１からなるレーザーパターン列１７０を形成する。この点は、第１の実施形態と同様である。
ただし、比較例２の回折光学素子は、上記角度αが６０°である。すなわち、この回折光学素子は、レーザーパターン列１７０のレーザーパターン１７１のうち、上記直線の一端側から数えてｘ番目及び（ｘ＋１）番目のレーザーパターン１７１の中心どうしを結ぶ線分と、（ｘ＋１）番目及び（ｘ＋２）番目のレーザーパターンの中心どうしを結ぶ線分と、のなす角度が６０°となるように、レーザーパルスを分岐する（図６（ｂ）、（ｃ）参照）。

【0060】

図６（ｂ）は、同図において１列目のレーザーパターン列１７０の偶数番目のレーザーパターン１７１と、２列目のレーザーパターン列１７０の奇数番目のレーザーパターン１７１とが互いに外接するように、レーザーパターン列１７０を走査した例を示す。

【0061】

図６（ａ）と図６（ｂ）との比較から、本実施形態では、比較例２において図６（ｂ）のようにレーザーパターン列１７０を走査した場合と比べて、レーザーパターン７１間の隙間を低減することができる。

【0062】

なお、加工対象物５０の表面上におけるレーザーパターン７１の径と、レーザーパターン１７１の径とが互いに等しいこととする。

【0063】

図６（ｃ）は、同図において２列目のレーザーパターン列１７０の偶数番目のレーザーパターン１７１と、２列目のレーザーパターン列１７０の奇数番目のレーザーパターン１７１とが一直線上に並ぶように、レーザーパターン列１７０を走査した例を示す。

【0064】

図６（ａ）と図６（ｃ）との比較から、本実施形態では、比較例２において図６（ｃ）のようにレーザーパターン列１７０を走査した場合と比べても、レーザーパターン７１間の隙間を低減することができる。更に、本実施形態では、比較例２において図６（ｃ）のようにレーザーパターン列１７０を走査した場合と比べて、レーザーパターン１７１どうしが重複する面積を低減できるため効率的である。

【0065】

このように、レーザーパターン７１とレーザーパターン１７１とで径が互いに同じであれば、比較例２におけるレーザーパターン１７１どうしの隙間よりも本実施形態におけるレーザーパターン７１どうしの隙間を減らす（狭くする）ことができる。
具体的には、例えば、図６（ａ）、図１に示すように、本実施形態によれば、レーザーパターン７１間の隙間（無照射面）を無くすことができるとともに、レーザーパターン７１どうしが多重に照射される面積を極力低減して効率的に面状の軌跡を形成することができる。

【0066】

なお、図示に基づく説明は省略するが、本実施形態のように上記角度αを９０°とした場合、角度αが９０°未満でかつ６０°よりも大きい場合などのように、角度αが２ａｒｃｔａｎ（１／ｍ）×１８０／πを満たさない場合と比べて、レーザーパターン７１間の隙間を低減することができる。

【0067】

加えて、本実施形態では、以下に説明するように、回折光学素子２０によりレーザーパルスを分岐してレーザーパターン７１を形成するに際し、レーザーパターン７１のノイズの発生を抑制することができる。

【0068】

図７は第１の実施形態の効果と比較例２の問題点とを説明するための図である。

【0069】

このうち図７（ａ）は第１の実施形態においてレーザーパターン７１の分岐数を６とした場合にレーザーパターン列７０を加工対象物５０の表面上に照射したときの平面画像を示す。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す線分ＬＳ３の範囲における光強度分布の測定値を示している。図７（ｂ）において、横軸は、図７（ａ）における線分ＬＳ３の左上の端を起点とした距離（位置）（単位、ｍｍ）であり、縦軸は、測定された電流値（光強度と正の相関がある）（単位：ｍＡ）である。なお、回折光学素子２０は、透過型のものを用いた。

【0070】

図７（ｃ）は比較例２においてレーザーパターン１７１の分岐数を６とした場合にレーザーパターン列１７０を加工対象物５０の表面上に照射したときの平面画像を示す。図７（ｄ）は、図７（ｃ）に示す線分ＬＳ４の範囲における光強度分布の測定値を示している。図７（ｄ）において、横軸は、図７（ｃ）における線分ＬＳ４の左端を起点とした距離（位置）（単位、ｍｍ）であり、縦軸は、測定された電流値（光強度と正の相関がある）（単位：ｍＡ）である。なお、比較例２でも、回折光学素子として、透過型のものを用いた。

【0071】

図７（ａ）において、線分ＬＳ３は、６つのレーザーパターン７１のうち、上記直線Ｌ（図７（ａ）では省略）と平行に一列に並ぶ３つのレーザーパターン７１の各々の中心を通る。図７（ｂ）に示すように、線分ＬＳ３が通過する３つのレーザーパターン７１の各々と対応する位置に、光強度のピークが存在する。

【0072】

同様に、図７（ｃ）において、線分ＬＳ４は、６つのレーザーパターン１７１のうち、一列に並ぶ３つのレーザーパターン１７１の各々の中心を通る。図７（ｄ）に示すように、線分ＬＳ４が通過する３つのレーザーパターン１７１の各々と対応する位置に、光強度のピークが存在する。

【0073】

図７（ａ）において、レーザーパターン７１以外の明るい点は、レーザーパルスが回折光学素子２０を通過することにより発生したノイズである。ただし、図７（ｂ）に示すように、このノイズの発生箇所の光強度は、各レーザーパターン７１の光強度と比べて極めて小さい。したがって、本実施形態の場合、このノイズは無視し得る。

【0074】

一方、図７（ｃ）において、レーザーパターン１７１以外の明るい点は、レーザーパルスが比較例２の回折光学素子を通過することにより発生したノイズである。図７（ｄ）に示すように、このノイズの発生箇所の光強度は、第１の実施形態におけるものと比べて非常に大きい。

【0075】

比較例２の場合には、大きなノイズが発生するため、加工対象物５０の表面上における所望の領域以外の意図しない領域を加工してしまう可能性がある。
これに対して、本実施形態の場合には、ノイズが小さいため、加工対象物５０の表面上の所望の加工領域以外の領域を意図せず加工してしまう可能性を低減することができる。

【0076】

なお、比較例２の場合、回折光学素子を透過した高次回折光からなるノイズが線分ＬＳ４の延在方向及び線分ＬＳ４に対する直交方向に発生する。

【0077】

これに対して、本実施形態では、回折光学素子２０を透過した高次回折光からなるノイズが線分ＬＳ３に対して４５°の方向に発生するように回折光学素子２０を設計している。このため、線分ＬＳ３の延在方向及び線分ＬＳ３に対する直交方向におけるノイズの発生が低減されている。
したがって、本実施形態のように線分ＬＳ３に対して直交する走査方向Ｓにレーザーパターン列７０を走査する場合、ノイズどうしの重複を抑制することができる。よって、ノイズの重複により意図しない箇所を加工してしまう可能性についても低減することができる。

【0078】

以上のような第１の実施形態によれば、回折光学素子２０によってレーザーパルスを複数に分岐し、複数のレーザーパターン７１からなるレーザーパターン列７０を加工対象物５０に照射することにより加工対象物５０を加工して、加工物を製造する。よって、レーザーパルスを分岐せずに加工対象物５０に照射する場合（上記の比較例１など）と比べて、各レーザーパターン７１における光強度を低減できる。これにより、レーザーパターン７１が照射される領域において、加工の深さが局所的に深くなってしまうことを抑制できる。なお、回折光学素子２０によりレーザーパルスを分岐する場合、レーザーパターン７１の中央部の光強度は、分岐数分の一に低減できる。例えば分岐数が４の場合、レーザーパターン７１の中央部の光強度の値が、分岐前のレーザーパルスの光強度の１／４程度に低減されることが確認されている。
ここで、複数のレーザーパターン７１は、直線に沿ってジグザグ状（千鳥状に）に並んでいる。そして、レーザーパターン列７０のレーザーパターン７１のうち、当該レーザーパターン列７０の中心の直線Ｌの一端側から数えてｘ番目のレーザーパターン７１の中心と（ｘ＋１）番目のレーザーパターン７１の中心とを結ぶ線分と、（ｘ＋１）番目のレーザーパターン７１の中心と（ｘ＋２）番目のレーザーパターン７１の中心とを結ぶ線分と、のなす角度αは、２ａｒｃｔａｎ１×１８０／πである。更にこの条件において、レーザーパターン７１が加工対象物５０に対して千鳥格子状に照射されるように、レーザーパターン列７０を上記直線Ｌの延在方向に対する交差方向に走査する。これにより、隣り合うレーザーパターン７１どうしの隙間（無照射面）を極力低減し、且つ、極力多重に照射することなく効率的に、多数のレーザーパターン７１によって面状の軌跡を形成することができる。
これらのことから、レーザーパターン７１が照射される面状の領域における加工の深さを均一にすることができる。

【0079】

図４乃至図６から、本実施形態では、レーザーパターン７１の照射による加工の深さが深くなりすぎることを抑制しつつ、レーザー光のエネルギーをムラなく、効率的に広い面に分配して加工可能であることが分かる。
例えば比較例２の場合と比べると、分岐数、隣り合う順番のレーザーパターン（７１又は１７１）どうしの間隔、レーザーパターン（７１又は１７１）の面積が同条件であれば、レーザーパターン列７０の長さ（直線Ｌの延在方向における長さ）を、レーザーパターン列１７０の長さと比べて２／√２＝√２だけ長くなる。したがって、同じだけのエネルギーのレーザーパルスを用いる場合に、比較例２と比べてより広範囲に亘って均一な加工が可能である。

【0080】

加えて、本実施形態では、図７を用いて説明したように、回折光学素子２０によるレーザーパルスのノイズの発生も低減できることから、加工対象物５０の被加工面における意図しない箇所を加工してしまう可能性も低減できる。

【0081】

また、走査方向Ｓは、直線Ｌの延在方向に対する直交方向である。これにより、加工対象物５０の表面における矩形状の領域（直線的に延在する帯状の領域を含む）に加工を施すことができる。更に、走査方向Ｓを直線Ｌの延在方向に対する直交方向とすることにより、加工対象物５０の表面上において、ノイズどうしの重複により強いノイズが生じてしまうことを抑制することができる。これにより、加工対象物５０の被加工面における意図しない箇所を加工してしまう可能性を一層低減することができる。

【0082】

また、レーザーパターン７１ａとレーザーパターン７１ｂとが直線Ｌと平行に一直線上に並ぶように、レーザーパターン列７０を走査することにより、レーザーパターン７１の照射領域の全面（ただし最外周部を除く）に亘って均一にレーザーパターン７１を照射することができる。

【0083】

〔第２の実施形態〕
図８は第２の実施形態に係るレーザーパルスによる加工物の製造方法を説明するための模式的な平面図である。このうち図８（ａ）は第２の実施形態の場合におけるレーザーパターン列７０の一例を示し、図８（ｂ）は第２の実施形態の場合におけるレーザーパターン列７０の走査の仕方の一例を示す。

【0084】

上記の第１の実施形態では、ｍの値が１であるとともに角度αが９０°の例を説明した。
これに対して、第２の実施形態では、ｍの値が２の例を説明する。この場合、２ａｒｃｔａｎ（１／ｍ）×１８０／πで表される角度αは、約５３°となる。なお、Ｙは３以上の正の整数とする。

【0085】

本実施形態に係るレーザーパルスによる加工物の製造方法、及び、本実施形態に係るレーザー加工装置１００は、回折光学素子２０の特性が第１の実施形態とは異なるとともに、レーザーパターン列７０の走査の仕方（レーザーパターン列７０のピッチ）が第１の実施形態とは異なる。

【0086】

本実施形態で使用する回折光学素子２０は、レーザーパターン列７０のレーザーパターン７１のうち、直線Ｌの一端側から数えてｘ番目及び（ｘ＋１）番目のレーザーパターンの中心どうしを結ぶ線分と、（ｘ＋１）番目及び（ｘ＋２）番目のレーザーパターンの中心どうしを結ぶ線分と、のなす角度αが２ａｒｃｔａｎ（１／２）×１８０／π（約５３°）となるように、レーザーパルスを分岐する。

【0087】

なお、本実施形態の場合、図８（ａ）に示すように、順番が隣り合うレーザーパターン７１どうしは、互いに適切な距離で離間している。これは、レーザーパターン７１の照射領域において、走査方向Ｓにおける最外周部を除き、レーザーパターン７１の配列が第１の実施形態と同様になるようにするためである。

【0088】

本実施形態の場合も、走査部６０は、レーザーパターン７１ａとレーザーパターン７１ｂとが直線Ｌと平行に一直線上に並ぶように、レーザーパターン列７０を走査する。
本実施形態の場合も、レーザーパターン７１ａは、走査方向Ｓの一端側（例えば図８（ｂ）の上端側）から数えてｙ列目のレーザーパターン列７０（例えば図８（ｂ）に示すように１列目のレーザーパターン列７０ａ）に含まれるレーザーパターン７１のうち、当該レーザーパターン列７０ａの中心線である直線Ｌ（例えば図８（ｂ）の直線Ｌ１）を基準として走査方向Ｓの他端側（例えば図８（ｂ）の下端側）に偏位しているレーザーパターン７１である。
ただし、本実施形態の場合、レーザーパターン７１ｂは、走査方向Ｓの一端側から数えて（ｙ＋２）列目のレーザーパターン列７０（例えば図８（ｂ）に示すように３列目のレーザーパターン列７０ｂ）に含まれるレーザーパターン７１のうち、当該レーザーパターン列７０ｂの中心線である直線Ｌ（例えば図８（ｂ）の直線Ｌ２）を基準として走査方向Ｓの一端側に偏位しているレーザーパターン７１である。

【0089】

換言すれば、走査部６０は、図８において、ｙ列目のレーザーパターン列７０ａの偶数番目のレーザーパターン７１であるレーザーパターン７１ａと、（ｙ＋２）列目のレーザーパターン列７０ｂの奇数番目のレーザーパターン７１であるレーザーパターン７１ｂとが直線Ｌと平行に一直線上に並ぶにように、レーザーパターン列７０を走査する。

【0090】

このようにレーザーパターン列７０を走査することにより、レーザーパターン７１が照射される領域においては、当該領域の最外周部を除き、互いに隣接するレーザーパターン７１の中心どうしの距離が等距離となるような千鳥格子状に、レーザーパターン７１を照射することができる。

【0091】

また、このようにレーザーパターン列７０を走査することにより、隣り合う順番のレーザーパターン列７０どうしの間隔は一定となる。

【0092】

また、隣り合う順番のレーザーパターン７１の輪郭どうしが外接している場合に、このようにレーザーパターン列７０を走査することにより、３列目から（Ｙ−２）列目までのレーザーパターン列７０については、隣り合うレーザーパターン列７０の同じ順番及び前後の順番のレーザーパターン７１の縁部どうしが重なり合う（Ｙが５以上の場合）。しかも、レーザーパターン７１が照射される領域においては、当該領域の走査方向Ｓにおける最外周部を除き、レーザーパターン７１どうしの隙間が存在しないようにできる。

【0093】

なお、本実施形態の場合、以下に説明する第２レーザーパターン列に含まれるレーザーパターン７１の並びが、第１の実施形態（ｍが１の場合）におけるレーザーパターン列７０のレーザーパターン７１のジグザグ状の並びと同一の並びとなる。
第２レーザーパターン列は、上記レーザーパターン７１ａと、以下に説明するレーザーパターン７１ｃと、からなる列である。
レーザーパターン７１ｃは、走査方向Ｓの一端側（例えば図８（ｂ）の上端側）から数えて（ｙ＋１）列目のレーザーパターン列７０（例えば図８（ｂ）に示すように２列目のレーザーパターン列７０ｃ）に含まれるレーザーパターン７１のうち、当該レーザーパターン列７０ｃの中心線である直線Ｌ（例えば図８の直線Ｌ３）よりも走査方向Ｓの一端側に偏位しているレーザーパターン７１である。
第２レーザーパターン列に含まれるレーザーパターン７１の並びが、ｍが１の場合におけるレーザーパターン列７０のレーザーパターン７１のジグザグ状の並びと同一の並びとなるということは、図８（ｂ）の角度βがそれぞれ９０°となることを意味する。

【0094】

本実施形態の場合、レーザーパターン７１が照射される領域の、走査方向Ｓにおける最外周部を除き、レーザーパターン７１の配置は第１の実施形態と同様となる。

【0095】

したがって、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
なお、図示に基づく説明は省略するが、本実施形態のように上記角度αを２ａｒｃｔａｎ（１／２）×１８０／π（約５３°）とした場合も、角度αが２ａｒｃｔａｎ（１／ｍ）×１８０／πを満たさない場合と比べて、レーザーパターン７１間の隙間を低減することができる。
また、ノイズの低減効果についても、第１の実施形態と同様に得ることができる。

【0096】

〔第３の実施形態〕
図９は第３の実施形態に係るレーザーパルスによる加工物の製造方法を説明するための模式的な平面図である。このうち図９（ａ）は第３の実施形態の場合におけるレーザーパターン列７０の一例を示し、図９（ｂ）は第３の実施形態の場合におけるレーザーパターン列７０の走査の仕方の一例を示す。

【0097】

第３の実施形態では、ｍの値が３の例を説明する。この場合、２ａｒｃｔａｎ（１／ｍ）×１８０／πで表される角度αは、約３７°となる。なお、Ｙは４以上の正の整数とする。

【0098】

本実施形態に係るレーザーパルスによる加工物の製造方法、及び、本実施形態に係るレーザー加工装置１００は、回折光学素子２０の特性が第１の実施形態とは異なるとともに、レーザーパターン列７０の走査の仕方（レーザーパターン列７０のピッチ）が第１の実施形態とは異なる。

【0099】

本実施形態で使用する回折光学素子２０は、レーザーパターン列７０のレーザーパターン７１のうち、直線Ｌの一端側から数えてｘ番目及び（ｘ＋１）番目のレーザーパターンの中心どうしを結ぶ線分と、（ｘ＋１）番目及び（ｘ＋２）番目のレーザーパターンの中心どうしを結ぶ線分と、のなす角度αが２ａｒｃｔａｎ（１／３）×１８０／π（約３７°）となるように、レーザーパルスを分岐する。

【0100】

本実施形態の場合、図９（ａ）に示すように、順番が隣り合うレーザーパターン７１どうしは、互いに適切な距離で離間している。これは、レーザーパターン７１の照射領域において、走査方向Ｓにおける最外周部を除き、レーザーパターン７１の配列が第１の実施形態と同様になるようにするためである。

【0101】

本実施形態の場合も、走査部６０は、レーザーパターン７１ａとレーザーパターン７１ｂとが直線Ｌと平行に一直線上に並ぶように、レーザーパターン列７０を走査する。
本実施形態の場合も、レーザーパターン７１ａは、走査方向Ｓの一端側（例えば図９（ｂ）の上端側）から数えてｙ列目のレーザーパターン列７０（例えば図９（ｂ）に示すように１列目のレーザーパターン列７０ａ）に含まれるレーザーパターン７１のうち、当該レーザーパターン列７０ａの中心線である直線Ｌ（例えば図９（ｂ）の直線Ｌ１）を基準として走査方向Ｓの他端側（例えば図９（ｂ）の下端側）に偏位しているレーザーパターン７１である。
ただし、本実施形態の場合、レーザーパターン７１ｂは、走査方向Ｓの一端側から数えて（ｙ＋３）列目のレーザーパターン列７０（例えば図９（ｂ）に示すように４列目のレーザーパターン列７０ｂ）に含まれるレーザーパターン７１のうち、当該レーザーパターン列７０ｂの中心線である直線Ｌ（例えば図９（ｂ）の直線Ｌ２）を基準として走査方向Ｓの一端側に偏位しているレーザーパターン７１である。

【0102】

換言すれば、走査部６０は、図９において、ｙ列目のレーザーパターン列７０ａの偶数番目のレーザーパターン７１であるレーザーパターン７１ａと、（ｙ＋３）列目のレーザーパターン列７０ｂの奇数番目のレーザーパターン７１であるレーザーパターン７１ｂとが直線Ｌと平行に一直線上に並ぶにように、レーザーパターン列７０を走査する。

【0103】

このようにレーザーパターン列７０を走査することにより、レーザーパターン７１が照射される領域においては、当該領域の最外周部を除き、互いに隣接するレーザーパターン７１の中心どうしの距離が等距離となるような千鳥格子状に、レーザーパターン７１を照射することができる。

【0104】

また、このようにレーザーパターン列７０を走査することにより、隣り合う順番のレーザーパターン列７０どうしの間隔は一定となる。

【0105】

また、隣り合う順番のレーザーパターン７１の輪郭どうしが外接している場合に、このようにレーザーパターン列７０を走査することにより、４列目から（Ｙ−３）列目までのレーザーパターン列７０については、隣り合うレーザーパターン列７０の同じ順番及び前後の順番のレーザーパターン７１の縁部どうしが重なり合う（Ｙが７以上の場合）。しかも、レーザーパターン７１が照射される領域においては、当該領域の走査方向Ｓにおける最外周部を除き、レーザーパターン７１どうしの隙間が存在しないようにできる。

【0106】

なお、本実施形態の場合、以下に説明する第２レーザーパターン列に含まれるレーザーパターン７１の並びが、第１の実施形態（ｍが１の場合）におけるレーザーパターン列７０のレーザーパターン７１のジグザグ状の並びと同一の並びとなる。
第２レーザーパターン列は、上記レーザーパターン７１ａと、以下に説明するレーザーパターン７１ｃと、からなる列である。
レーザーパターン７１ｃは、走査方向Ｓの一端側（例えば図９（ｂ）の上端側）から数えて（ｙ＋２）列目のレーザーパターン列７０（例えば図９（ｂ）に示すように３列目のレーザーパターン列７０ｃ）に含まれるレーザーパターン７１のうち、当該レーザーパターン列７０ｃの中心線である直線Ｌ（例えば図９の直線Ｌ３）よりも走査方向Ｓの一端側に偏位しているレーザーパターン７１である。
第２レーザーパターン列に含まれるレーザーパターン７１の並びが、ｍが１の場合におけるレーザーパターン列７０のレーザーパターン７１のジグザグ状の並びと同一の並びとなるということは、図９（ｂ）の角度βがそれぞれ９０°となることを意味する。

【0107】

本実施形態の場合、レーザーパターン７１が照射される領域の、走査方向Ｓにおける最外周部を除き、レーザーパターン７１の配置は第１の実施形態と同様となる。

【0108】

したがって、第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
なお、図示に基づく説明は省略するが、本実施形態のように上記角度αを２ａｒｃｔａｎ（１／３）×１８０／π（約３７°）とした場合も、角度αが２ａｒｃｔａｎ（１／ｍ）×１８０／πを満たさない場合と比べて、レーザーパターン７１間の隙間を低減することができる。
また、ノイズの低減効果についても、第１の実施形態と同様に得ることができる。

【0109】

上記においては、走査部６０として、照射ユニット３０とステージ４０との少なくとも一方を直線移動させるものを例示したが、走査部６０は、例えば、回折光学素子２０と加工対象物５０との間に配置されたガルバノスキャナ又はポリゴンスキャナ等であっても良い。

【0110】

上記においては、２ａｒｃｔａｎ（１／ｍ）×１８０／πにおけるｍの値が１の例（第１の実施形態）、ｍの値が２の例（第２の実施形態）、ｍの値が３の例（第３の実施形態）をそれぞれ説明したが、ｍの値が４以上の場合でも、上記の各実施形態と同様の効果が得られる。

【0111】

上記においては、走査方向Ｓが直線Ｌの延在方向に対する直交方向である例を説明したが、走査方向Ｓは、直線Ｌの延在方向に対する交差方向であれば良く、例えば、直線Ｌの延在方向に対して斜めの方向であっても良い。
ただし、この場合も、各レーザーパターン列７０の奇数番目のレーザーパターン７１が走査方向Ｓに一直線上に並ぶとともに、各レーザーパターン列７０の偶数番目のレーザーパターン７１が走査方向Ｓに一直線上に並ぶようにすることが好ましい。例えば、１列目のレーザーパターン列７０の１番目のレーザーパターン７１ａ、２列目のレーザーパターン列７０の３番目のレーザーパターン７１ａ、３列目のレーザーパターン列７０の５番目のレーザーパターン７１ａ等が一列に並ぶ配置や、１列目のレーザーパターン列７０の１番目のレーザーパターン７１ａ、２列目のレーザーパターン列７０の５番目のレーザーパターン７１ａ、３列目のレーザーパターン列７０の７番目のレーザーパターン７１ａ等が一列に並ぶ配置とすることなどが挙げられる。

【0112】

上記の第１の実施形態においては、ｍが１の場合に、隣り合う順番のレーザーパターン７１の輪郭どうしが外接している例を説明した。ただし、ｍが１の場合において、隣り合う順番のレーザーパターン７１の縁部どうしが重なり合っていたり、或いは、隣り合う順番のレーザーパターン７１の輪郭どうしが離間していたりしても良い。

【0113】

また、上記においては、走査方向Ｓにおける最外周部を除き、隣り合うレーザーパターン列７０の同じ順番及び前後の順番のレーザーパターン７１の縁部どうしが重なり合う例を説明した。ただし、隣り合うレーザーパターン列７０の同じ順番及び前後の順番のレーザーパターン７１どうしは、互いの輪郭が外接していたり、互いの輪郭どうしが離間していたりしても良い。
以下、参考形態の例を付記する。
１．透過型の回折光学素子を透過させるか又は反射型の回折光学素子にて反射させることによりレーザーパルスを直線に沿ってジグザグ状に並ぶ複数のレーザーパターンに分岐して、前記複数のレーザーパターンからなるレーザーパターン列を加工対象物に照射することによって前記加工対象物を加工する工程を有し、
前記レーザーパターン列のレーザーパターンのうち、前記直線の一端側から数えてｘ番目及び（ｘ＋１）番目のレーザーパターンの中心どうしを結ぶ線分と、（ｘ＋１）番目及び（ｘ＋２）番目のレーザーパターンの中心どうしを結ぶ線分と、のなす角度αは、２ａｒｃｔａｎ（１／ｍ）×１８０／π（ｘは１以上の任意の正の整数、ｍは１以上の正の整数）であり、
前記加工対象物を加工する工程では、前記レーザーパターンが前記加工対象物に対して千鳥格子状に照射されるように、前記レーザーパターン列を前記直線の延在方向に対する交差方向に走査するレーザーパルスによる加工物の製造方法。
２．前記交差方向は、前記直線の延在方向に対する直交方向である１．に記載のレーザーパルスによる加工物の製造方法。
３．前記加工対象物を加工する工程では、
前記走査方向の一端側から数えてｙ列目（ｙは１以上の任意の正の整数）の前記レーザーパターン列に含まれるレーザーパターンのうち、当該レーザーパターン列の中心線である前記直線を基準として前記走査方向の他端側に偏位しているレーザーパターンと、
前記走査方向の一端側から数えて（ｙ＋ｍ）列目の前記レーザーパターン列に含まれるレーザーパターンのうち、当該レーザーパターン列の中心線である前記直線を基準として前記走査方向の一端側に偏位しているレーザーパターンと、
が前記直線と平行に一直線上に並ぶように、前記レーザーパターン列を走査する１．又は２．に記載のレーザーパルスによる加工物の製造方法。
４．レーザーパルスを出力するレーザー出力部と、
前記レーザーパルスを透過又は反射させるとともに前記レーザーパルスを直線に沿ってジグザグ状に並ぶ複数のレーザーパターンに分岐して、前記複数のレーザーパターンからなるレーザーパターン列を加工対象物の表面上に照射する透過型又は反射型の回折光学素子と、
前記レーザーパターン列を前記加工対象物の表面上で走査する走査部と、
を有し、
前記回折光学素子は、前記レーザーパターン列のレーザーパターンのうち、前記直線の一端側から数えてｘ番目及び（ｘ＋１）番目のレーザーパターンの中心どうしを結ぶ線分と、（ｘ＋１）番目及び（ｘ＋２）番目のレーザーパターンの中心どうしを結ぶ線分と、のなす角度αが２ａｒｃｔａｎ（１／ｍ）×１８０／π（ｘは１以上の任意の正の整数、ｍは１以上の正の整数）となるように、前記レーザーパルスを分岐し、
前記走査部は、前記レーザーパターンが前記加工対象物に対して千鳥格子状に照射されるように、前記レーザーパターン列を前記直線の延在方向に対する交差方向に走査するレーザー加工装置。
５．前記交差方向は、前記直線の延在方向に対する直交方向である４．に記載のレーザー加工装置。
６．前記走査部は、
前記走査方向の一端側から数えてｙ列目（ｙは１以上の任意の正の整数）の前記レーザーパターン列に含まれるレーザーパターンのうち、当該レーザーパターン列の中心線である前記直線を基準として前記走査方向の他端側に偏位しているレーザーパターンと、
前記走査方向の一端側から数えて（ｙ＋ｍ）列目の前記レーザーパターン列に含まれるレーザーパターンのうち、当該レーザーパターン列の中心線である前記直線を基準として前記走査方向の一端側に偏位しているレーザーパターンと、
が前記直線と平行に一直線上に並ぶように、前記レーザーパターン列を走査する４．又は５．に記載のレーザー加工装置。

【符号の説明】

【0114】

１０ レーザー出力部
２０ 回折光学素子
３０ 照射ユニット
４０ ステージ
５０ 加工対象物
６０ 走査部
７０、７０ａ、７０ｂ、７０ｃ レーザーパターン列
７１、７１ａ、７１ｂ レーザーパターン
８０ 制御部
９１ 照射領域
９２ 非照射領域
９３ 境界線
１００ レーザー加工装置
１１０ レーザーパルス
１１１ 照射領域
１１１ａ 照射中央領域
１１１ｂ 照射周縁領域
１１２ 非照射領域
１１３ 境界線
１１４ 境界線
１７０ レーザーパターン列
１７１ レーザーパターン
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 直線
ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３、ＬＳ４ 線分
Ｓ 走査方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図8】

【図9】

【図7】