特表 2024-523112 基板を改変するための方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-28

(54)【発明の名称】基板を改変するための方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   C03C 23/00 20060101AFI20240621BHJP

   B23K 26/36 20140101ALI20240621BHJP

   B23K 26/082 20140101ALI20240621BHJP

   C03C 15/00 20060101ALI20240621BHJP

   C03B 33/09 20060101ALI20240621BHJP

【ＦＩ】

C03C23/00 D

B23K26/36

B23K26/082

C03C15/00 Z

C03B33/09

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023569968

(86)(22)【出願日】2022-08-05

(85)【翻訳文提出日】2023-12-12

(86)【国際出願番号】 GB2022052060

(87)【国際公開番号】W WO2023026021

(87)【国際公開日】2023-03-02

(31)【優先権主張番号】2112125.6

(32)【優先日】2021-08-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】591003943

【氏名又は名称】インテル・コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】プサイラ、ニコラス ディー

(72)【発明者】

【氏名】ラミング、リチャード

【テーマコード（参考）】

4E168

4G015

4G059

【Ｆターム（参考）】

4E168AD00

4E168AE02

4E168CA02

4E168CA06

4E168CA13

4E168CB04

4E168CB07

4E168DA02

4E168DA03

4E168DA43

4E168EA02

4E168EA15

4E168JA14

4G015FA06

4G015FA09

4G015FB01

4G059AA01

4G059AB09

4G059AC09

4G059AC18

4G059BB04

(57)【要約】

基板を改変するための方法及び装置
基板を改変するための方法は、一連のレーザパルスを含むパルスレーザビームを生成する段階、一連のレーザパルスは少なくとも３つの連続レーザパルスを含む；及び、少なくとも３つの連続レーザパルスは、基板の少なくとも３つの領域の相対的な空間位置を定義する予め定められた空間シーケンス、及び、基板の少なくとも３つの領域の照射の順序に従って、基板の少なくとも３つの領域に順次に照射するように、パルスレーザビームの方向及び／又は基板の位置をレーザパルスごとに 制御する段階を備える。基板を改変するための装置も説明される。方法及び装置は、排他的ではないが特に光デバイスを形成するために使用され得る。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を改変するための方法であって、
一連のレーザパルスを含むパルスレーザビームを生成する段階、前記一連のレーザパルスは少なくとも３つの連続レーザパルスを含む；及び
前記少なくとも３つの連続レーザパルスが、前記基板の少なくとも３つの領域の相対的な空間位置を定義する予め定められた空間シーケンス、及び、前記基板の前記少なくとも３つの領域の照射の順序に従って、前記基板の前記少なくとも３つの領域に順次に照射するように、前記パルスレーザビームの方向及び／又は前記基板の位置をレーザパルスごとに制御する段階
を備える方法。

【請求項2】

前記少なくとも３つの連続レーザパルスが、前記予め定められた空間シーケンスに従って、前記基板の少なくとも３つの領域に順次に照射するように、前記パルスレーザビームの前記方向、及び／又は、前記基板の前記位置をレーザパルスごとに制御する段階は、前記基板の前記少なくとも３つの領域が、前記予め定められた空間シーケンスに従って、前記少なくとも３つの連続レーザパルスで順次に照射されるように、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を前記少なくとも３つの連続レーザパルスのタイミングと同期させる段階を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記少なくとも３つの連続レーザパルスが、前記予め定められた空間シーケンスに従って、前記基板の少なくとも３つの領域に順次に照射するように、前記パルスレーザビームの前記方向、及び／又は、前記基板の前記位置をレーザパルスごとに制御する段階は：
前記少なくとも３つの連続レーザパルスのうちの第１のものが、第１位置を中心とする前記基板の第１領域に照射するように、前記パルスレーザビームの公称書き込み位置を前記基板における前記第１位置へ移動させるために、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を制御する段階；
前記少なくとも３つの連続レーザパルスのうちの第２のものが、第２位置を中心とする前記基板の第２領域に照射するように、前記基板にわたる前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置を、第１方向に沿って前記基板における前記第１位置から前記基板における前記第２位置へ移動させるために、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を制御する段階：及び
前記少なくとも３つの連続レーザパルスのうちの第３のものが、第３位置を中心とする前記基板の第３領域に照射するように、前記基板にわたる前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置を、前記第２方向に沿って前記基板における前記第２位置から前記基板における前記第３位置へ移動させるために、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を制御する段階
を含み、
ここで、前記第１及び第２方向は異なる、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記基板の前記第３領域は、前記第２領域より前記第１領域の近くに位置する、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記基板の前記第３領域は、前記基板の前記第１及び第２領域の間に位置する、請求項３又は４に記載の方法。

【請求項6】

予め定められた最小の期間より大きい又はそれに等しい期間だけ離隔されたレーザパルスを使用して、前記基板の任意の２つの最も近い近隣領域に照射する段階を備える、任意の前述の請求項に記載の方法。

【請求項7】

前記予め定められた最小の期間は、前記基板の前記任意の２つの最も近い近隣領域の温度が、予め定められた閾値温度より低い又はそれに等しくなるように選択される、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

連続レーザパルスで前記基板の任意の２つの領域に照射する段階を備え、ここで、前記基板の前記任意の２つの領域は、予め定められた最小の空間的離隔より大きい又はそれに等しい距離だけ離隔されている、任意の前述の請求項に記載の方法。

【請求項9】

前記予め定められた最小の空間的離隔は、前記基板の前記任意の２つの領域の温度が、予め定められた閾値温度より低い又はそれに等しくなるように選択される、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記パルスレーザビームの前記方向、及び／又は、前記基板の前記位置をレーザパルスごとに制御する段階は、例えば、前記基板に対して前記パルスレーザビームをレーザパルスごとにステアリングすることによって、前記基板に対する前記パルスレーザビームの移動をレーザパルスごとに制御する段階を含む、任意の前述の請求項に記載の方法。

【請求項11】

前記パルスレーザビームの前記方向、及び／又は、前記基板の前記位置をレーザパルスごとに制御する段階は、例えば：
前記基板の表面に平行な方向に；
前記基板の表面に直交する方向に；
前記パルスレーザビームの伝搬の方向に；及び／又は
前記パルスレーザビームの伝搬の方向と反対の方向に
前記基板の移動を制御することによって、前記パルスレーザビームに対する前記基板の移動を制御する段階を含む、任意の前述の請求項に記載の方法。

【請求項12】

前記パルスレーザビームの前記方向、及び／又は、前記基板の前記位置をレーザパルスごとに制御する段階は、
少なくとも３つの連続レーザパルスが前記基板の前記少なくとも３つの領域に照射する期間の間に変動する速度で、前記基板にわたる前記パルスレーザビームの公称書き込み位置を移動させるために、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を制御する段階
を含み、
ここで、前記速度は、第１及び第２速度成分を含み、
ここで、前記第１速度成分は一定であり、前記第２速度成分は可変であり；又は
前記第１速度成分は、前記第２速度成分より遅く変動する、
任意の前述の請求項に記載の方法。

【請求項13】

前記第１速度成分は一方向である、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記第２速度成分は、大きさ及び／又は方向において変動する、請求項１２又は１３に記載の方法。

【請求項15】

前記第１速度成分は、前記パルスレーザビームに対する前記基板の移動に関連付けられる、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記第２速度成分は、前記基板に対する前記パルスレーザビームの移動に関連付けられ、例えば、前記第２速度成分は、前記基板に対する前記パルスレーザビームのビームステアリングに関連付けられる、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

前記レーザパルスの１又は複数について放射タイミングデータを判定又は測定する段階；
前記基板における前記パルスレーザビームの公称書き込み位置を判定又は測定する、及び／又は、前記基板にわたる前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置の速度を判定又は測定する段階；
前記判定又は測定された放射タイミングデータ、及び、前記基板における前記パルスレーザビームの前記判定又は測定された公称書き込み位置、及び、前記基板にわたる前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置の前記判定又は測定された速度のうちの少なくとも１つを使用して、前記基板に対する未来のレーザパルスの放射のときの、前記基板における前記パルスレーザビームの予測される公称書き込み位置を計算する段階；及び
例えば、ビームスキャナのビームステアリング構成、及び／又は、前記ビームスキャナの前記ビームステアリング構成の変更のレートを制御することによって、前記基板における前記パルスレーザビームの前記予測される公称書き込み位置、及び、前記基板における前記パルスレーザビームの対応する所望の未来の公称書き込み位置の間の任意の差異を補償し、前記基板における前記パルスレーザビームの前記予測される公称書き込み位置、及び、前記基板における前記パルスレーザビームの前記所望の未来の公称書き込み位置の間の任意の差異を補償する段階
を備える、任意の前述の請求項に記載の方法。

【請求項18】

前記レーザパルスの１又は複数について、放射タイミングデータを判定又は測定する段階；
より遅いビームスキャナの１又は複数の傾斜角度などのビームステアリング構成を判定又は測定する、及び／又は、前記より遅いビームスキャナの前記１又は複数の傾斜角度の変更のレートなどのビームステアリング構成の変更のレートを判定又は測定する段階；
前記判定又は測定された放射タイミングデータ、及び、前記より遅いビームスキャナの前記判定又は測定されたビームステアリング構成、及び、前記より遅いビームスキャナの前記ビームステアリング構成の前記判定又は測定された変更のレートのうちの少なくとも１つを使用して、前記未来のレーザパルスの放射のときの、前記より遅いビームスキャナの予測されるビームステアリング構成を計算する段階；及び
より速いビームスキャナを使用して、例えば、前記より速いビームスキャナのビームステアリング構成、及び／又は、前記より速いビームスキャナの前記ビームステアリング構成の変更のレートを制御することによって、前記未来のレーザパルスの放射のときの、前記より遅いビームスキャナの前記予測されるビームステアリング構成、及び、前記より遅いビームスキャナの対応する所望のビームステアリング構成の間の任意の差異を補償し、前記未来のレーザパルスの放射のときの、前記より遅いビームスキャナの前記予測されるビームステアリング構成、及び、前記より遅いビームスキャナの対応する所望のビームステアリング構成の間の任意の差異を補償する段階
を備える、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項19】

前記一連のレーザパルスは周期的である；
前記一連のレーザパルスは、少なくとも１００ＫＨｚ、少なくとも１ＭＨｚ、少なくとも２ＭＨｚ、少なくとも５ＭＨｚ、又は、少なくとも１０ＭＨｚの繰り返し周波数を有する；
前記一連のレーザパルスは、Ｑスイッチレーザ又はモードロックレーザを使用して生成される；及び
前記一連のレーザパルスは、レーザを光変調器と組み合わせて使用して生成される
のうちの少なくとも１つである、任意の前述の請求項に記載の方法。

【請求項20】

前記基板の前記少なくとも３つの領域は、１Ｄ配列、２Ｄ配列、又は３Ｄ配列、例えば、均一な１Ｄ配列、均一な２Ｄ配列、又は均一な３Ｄ配列などの配列に配置される、任意の前述の請求項に記載の方法。

【請求項21】

所望の空間プロファイルに従って前記基板を改変するために、前記少なくとも３つの連続レーザパルスで前記基板の前記少なくとも３つの領域に順次に照射する段階を備え、任意選択的に、
前記基板を改変することは、
前記基板の材料の屈折率を改変すること；
前記基板の前記材料の化学的エッチング性を改変すること；又は
前記基板の前記材料を除去すること
のうちの少なくとも１つを含む、
任意の前述の請求項に記載の方法。

【請求項22】

基板を改変するための装置であって、
少なくとも３つの連続レーザパルスを含む一連のレーザパルスを含むパルスレーザビームを生成するためのパルスレーザ；及び
前記少なくとも３つの連続レーザパルスが、相対的な空間位置を定義する予め定められた空間シーケンス、及び、前記基板の前記少なくとも３つの領域の照射の順序に従って、前記基板の少なくとも３つの領域に順次に照射するように、前記パルスレーザビームの方向、及び／又は、前記基板の位置をレーザパルスごとに制御するための照射制御機構
を備える装置。

【請求項23】

前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を、前記少なくとも３つの連続レーザパルスのタイミングと同期させることによって、前記少なくとも３つの連続レーザパルスが、前記予め定められた空間シーケンスに従って、前記基板の少なくとも３つの領域に順次に照射するように、前記照射制御機構は、前記パルスレーザビームの前記方向、及び／又は、前記基板の前記位置をレーザパルスごとに制御するよう構成され、その結果、前記基板の前記少なくとも３つの領域は、前記予め定められた空間シーケンスに従って前記少なくとも３つの連続レーザパルスで順次に照射される、請求項２２に記載の装置。

【請求項24】

前記少なくとも３つの連続レーザパルスのうちの第１のものが、前記第１位置を中心とする前記基板の第１領域に照射するように、前記パルスレーザビームの公称書き込み位置を前記基板における第１位置へ移動させるために、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を制御することによって；
前記少なくとも３つの連続レーザパルスのうちの第２のものが、第２位置を中心とする前記基板の第２領域に照射するように、前記基板にわたる前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置を、第１方向に沿って、前記基板における前記第１位置から前記基板における前記第２位置へ移動させるために、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を制御することによって；及び
前記少なくとも３つの連続レーザパルスの第３のものが、第３位置を中心とする前記基板の第３領域に照射するように、前記基板にわたる前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置を、第２方向に沿って、前記基板における前記第２位置から前記基板における前記第３位置へ移動させるために、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を制御することによって、
前記少なくとも３つの連続レーザパルスが、前記予め定められた空間シーケンスに従って、前記基板の少なくとも３つの領域に順次に照射するように、前記照射制御機構は、前記パルスレーザビームの前記方向、及び／又は、前記基板の前記位置をレーザパルスごとに制御するよう構成されており、
ここで、前記第１及び第２方向は異なる、請求項２２又は２３に記載の装置。

【請求項25】

前記基板の前記第３領域は、前記第２領域より前記第１領域の近くに位置する、請求項２４に記載の装置。

【請求項26】

前記照射制御機構は、前記基板における前記パルスレーザビームの位置をレーザパルスごとに制御するためのスキャナを含み、任意選択的に、
前記スキャナは、非機械的スキャナ、ソリッドステートスキャナ、音響光学変調器スキャナ、又は、電気光学変調器スキャナのうちの少なくとも１つを含み、任意選択的に、
前記スキャナは、２つの非平行軸及び／又は２つの直交軸などの１軸又は２軸を中心に前記パルスレーザビームの方向を回転させるよう構成され、任意選択的に、
前記スキャナは、対応する第１軸を中心に前記パルスレーザビームの角度を変動させるための第１スキャナ要素、及び、対応する第２軸を中心に前記パルスレーザビームの角度を変動させるための第２スキャナ要素を含み、ここで、前記第１及び第２軸は、非平行であり、及び／又は直交し、任意選択的に：
前記スキャナは、４ｆ構成で配置された第１レンズ及び第２レンズを含み、前記第１及び第２レンズは、２ｆの距離だけ離隔され、前記第１スキャナ要素は前記第１レンズの後方焦点面に位置し、前記第２スキャナ要素は、前記第２レンズの前方焦点面に位置し；又は
前記スキャナはハーフピッチＧＲＩＮロッドレンズを含み、ここで、前記第１スキャナ要素は、前記ハーフピッチＧＲＩＮロッドレンズの第１端に位置し、前記第２スキャナ要素は、前記ハーフピッチＧＲＩＮロッドレンズの第２端に位置する、
のいずれかである、請求項２２から２５のいずれか一項に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、排他的ではないが特に光デバイスの形成において使用するための、パルスレーザビームを使用して基板を改変するための方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

基板をパルスレーザビームで照射することによって溶融シリカなどの材料を含む基板又はボディを改変するためのレーザ処理方法を使用することが知られている。パルスレーザビームは、基板の１又は複数の局所的領域又はボリュームに照射するために使用され得、それにより、１又は複数の照射領域又はボリュームを改変する。例えば、照射領域における基板の材料の屈折率を改変するために、パルスレーザビームで基板の領域に照射することが知られている。照射領域における基板の材料の化学的エッチング性を改変するために、パルスレーザビームで基板の領域に照射することも知られている。これにより、パルスレーザビームで基板を照射した後に化学的エッチング段階を使用して基板を３Ｄ微細加工することを可能にし得る。照射領域における基板の材料の少なくとも一部を除去するために、パルスレーザビームで基板の領域に照射することも知られている。

【0003】

いくつかの適用において、パルスレーザビーム及び基板を互いに対して移動させることによって、所望の空間プロファイルに従って基板の材料を改変するために、基板の複数の領域に照射することが知られている。基板を過度に損傷することを回避しながら所望の空間プロファイルに従って基板の材料を改変するには、レーザ処理条件又は規則のセットに準拠するように、すなわち、パルスレーザビームの特性、及び、パルスレーザビーム及び基板の間の相対的な移動が予め定められたレーザ処理条件ウィンドウ内に収まるように、パルスレーザビームの特性、及び、パルスレーザビーム及び基板の間の相対的な移動が慎重に制御される必要がある。

【0004】

しかしながら、所与の予め定められたレーザ処理条件ウィンドウについて、基板の複数の領域を改変するための、そのような知られているレーザ処理方法のスループットは限定され得る。

【発明の概要】

【0005】

本開示の態様によれば、基板を改変するための方法が提供され、方法は、一連のレーザパルスを含むパルスレーザビームを生成する段階、一連のレーザパルスは少なくとも３つの連続レーザパルスを含む；及び、少なくとも３つの連続レーザパルスは、基板の少なくとも３つの領域の相対的な空間位置を定義する予め定められた空間シーケンス、及び、基板の少なくとも３つの領域の照射の順序に従って、基板の少なくとも３つの領域に順次に照射するように、パルスレーザビームの方向及び／又は基板の位置をレーザパルスごとに制御する段階を備える。

【0006】

任意選択的に、基板の少なくとも３つの領域は異なり、別個であり、及び／又は、基板の非重複領域である。

【0007】

そのような方法は、基板を過度に損傷することなく、従来技術の方法より高いレーザパルス繰り返し周波数で、所望の空間プロファイルに従って基板が改変されることを可能にし得る。そのような方法は、従来技術の方法より急速に基板が改変されることを可能にし、それにより、より高いレーザ処理スループットを達成し得る。

【0008】

方法は、パルスレーザビームで基板を照射して、基板の材料の屈折率を改変する段階を備え得る。

【0009】

方法は、パルスレーザビームで基板を照射して、基板の材料の化学的エッチング性を改変する段階を備え得る。方法は、パルスレーザビームで基板を照射した後に、基板を化学的エッチャントに晒すことを備え得る。

【0010】

方法は、パルスレーザビームで基板を照射して、基板の材料を除去する段階を備え得る。

【0011】

方法は、パルスレーザビームの１又は複数の特性を制御する段階を備え得る。

【0012】

方法は、パルスレーザビーム内の各パルスのエネルギー、パルスレーザビームの繰り返し周波数、パルス時間長、パルスレーザビームの波長、パルスレーザビームの偏光のうちの１又は複数を制御する段階を備え得る。

【0013】

パルスレーザビームは、可視光又は非可視光を含み得る。例えば、パルスレーザビームは、赤外線、可視光、又は、紫外線のうちの１又は複数を含み得る。

【0014】

パルスレーザビームは、４００ｎｍより大きい波長を有し得る。例えば、パルスレーザビームは、５２０ｎｍ、８００ｎｍ、１０３５ｎｍ又は１５５０ｎｍと実質的に等しい波長を有し得る。

【0015】

基板は、パルスレーザビームに対して少なくとも部分的に透過的である誘電材料などの材料を含み得る。例えば、基板は、溶融シリカ、ケイ酸塩、ホウケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、ドープ又は改変されたケイ酸塩、リン酸塩ガラス、ドープ又は改変されたリン酸塩、カルコゲナイドガラス、ドープ又は改変されたカルコゲナイドなどのガラス又はガラスセラミック材料を含み得る。基板はガラス以外の材料を含み得る。基板は、石英などの水晶材料、周期分極ニオブ酸リチウム又はネオジムドープされたイットリウム・アルミニウム・ガーネットなどのニオブ酸リチウム、イットリウム・アルミニウム・ガーネット、又は、ドープされた、分極した、又は改変された水晶、レアアースでドープされたガラス又は水晶などのレーザ又は増幅器利得媒質を含み得る。

【0016】

任意選択的に、少なくとも３つの連続レーザパルスが、予め定められた空間シーケンスに従って、基板の少なくとも３つの領域に順次に照射するように、パルスレーザビームの方向、及び／又は、基板の位置をレーザパルスごとに制御する段階は、基板の少なくとも３つの領域が、予め定められた空間シーケンスに従って、少なくとも３つの連続レーザパルスで順次に照射されるように、パルスレーザビーム及び／又は基板の移動を少なくとも３つの連続レーザパルスのタイミングと同期させる段階を含む。これは、基板の少なくとも３つの照射領域の位置をより正確に制御することを可能にし得る。

【0017】

任意選択的に、少なくとも３つの連続レーザパルスが、予め定められた空間シーケンスに従って、基板の少なくとも３つの領域に順次に照射するように、パルスレーザビームの方向、及び／又は、基板の位置をレーザパルスごとに制御する段階は：
少なくとも３つの連続レーザパルスのうちの第１のものが、第１位置を中心とする基板の第１領域に照射するように、パルスレーザビームの公称書き込み位置を基板における第１位置へ移動させるために、パルスレーザビーム及び／又は基板の移動を制御する段階；
少なくとも３つの連続レーザパルスのうちの第２のものが、第２位置を中心とする基板の第２領域に照射するように、基板にわたるパルスレーザビームの公称書き込み位置を、第１方向に沿って基板における第１位置から基板における第２位置へ移動させるために、パルスレーザビーム及び／又は基板の移動を制御する段階：及び
少なくとも３つの連続レーザパルスのうちの第３のものが、第３位置を中心とする基板の第３領域に照射するように、基板にわたるパルスレーザビームの公称書き込み位置を、第２方向に沿って基板における第２位置から基板における第３位置へ移動させるために、パルスレーザビーム及び／又は基板の移動を制御する段階
を含み、ここで、第１及び第２方向は異なる。

【0018】

任意選択的に、基板の第１、第２及び第３領域は、基板の異なる、別個の、及び／又は非重複領域である。

【0019】

任意選択的に、基板における第１、第２及び第３位置は、基板における異なる位置である。

【0020】

任意選択的に、基板の第３領域は、第２領域より第１領域の近くに位置する。

【0021】

任意選択的に、基板の第３領域は、基板の第１及び第２領域の間に位置する。

【0022】

任意選択的に、方法は、予め定められた最小の期間より大きい又はそれに等しい期間だけ離隔されたレーザパルスを使用して基板の任意の２つの最も近い近隣領域に照射する段階を備える。

【0023】

最小期間は、予め定められたレーザ処理条件ウィンドウに対する方法の準拠のために選択され得る。

【0024】

予め定められた最小の期間は、基板の上記任意の２つの最も近い近隣領域の温度が予め定められた閾値温度より低い又はそれに等しいように選択され得る。

【0025】

パルスレーザビームのレーザパルスの特性は、レーザパルスによる基板の領域の照射の結果、照射領域における基板の材料におけるレーザパルスの多光子吸収、及び、照射領域における基板の材料の加熱が生じるように選択され得る。照射領域において生成される、結果として生じる熱エネルギーは、照射領域から基板を通じて拡散し、それにより照射領域は経時的に冷却する。したがって、基板の上記任意の２つの最も近い近隣領域の温度が予め定められた閾値温度より低い又はそれに等しいように、予め定められた最小の期間を選択することにより、方法が、予め定められたレーザ処理条件ウィンドウに準拠することを確実にし得、それにより、基板を過度に損傷することなく従来技術の方法より高いレーザパルス繰り返し周波数で、所望の空間プロファイルに従って基板が改変されることを可能にする。

【0026】

任意選択的に、方法は、連続レーザパルスで基板の任意の２つの領域に照射する段階を備え、ここで、基板の上記任意の２つの領域は、予め定められた最小の空間的離隔より大きい又はそれに等しい距離だけ離隔されている。

【0027】

最小の空間的離隔は、予め定められたレーザ処理条件ウィンドウに対する方法の準拠のために選択され得る。

【0028】

予め定められた最小の空間的離隔は、基板の上記任意の２つの領域の温度が、予め定められた閾値温度より低い又はそれに等しいように選択され得る。

【0029】

パルスレーザビームのレーザパルスの特性は、レーザパルスによる基板の領域の照射の結果、照射領域における基板の材料におけるレーザパルスの多光子吸収、及び、照射領域における基板の材料の加熱が生じるように選択され得る。照射領域において生成される、結果として生じる熱エネルギーは、照射領域から基板を通じて拡散し、それにより照射領域は経時的に冷却する。したがって、基板の上記任意の２つの領域の温度が予め定められた閾値温度を超えるように予め定められた最小の空間的離隔を選択することにより、方法が、予め定められたレーザ処理条件ウィンドウに準拠することを確実にし得、それにより、基板を過度に損傷することなく、従来技術の方法より高いレーザパルス繰り返し周波数で、所望の空間プロファイルに従って基板が改変されることを可能にする。

【0030】

基板の少なくとも３つの領域は、１Ｄ配列、２Ｄ配列、又は３Ｄ配列などの配列で配置され得る。

【0031】

基板の領域の１Ｄ配列を照射することと比較して、基板の領域の２Ｄ配列を照射することは、基板の領域が照射されるシーケンスを選択するための追加の自由度を提供し得る。例えば、基板の領域の１Ｄ配列を照射することと比較して、基板の領域の２Ｄ配列を照射することは、レーザ処理条件ウィンドウ内でなお動作しながら、より高いレーザパルス繰り返し周波数の使用を可能にし得る。なぜなら、より大きい距離だけ離隔された基板の領域に照射するために連続レーザパルスが使用され得る、及び／又は、なぜなら、基板の最も近い近隣領域が、より長い期間だけ離隔された非連続レーザパルスで照射され得るからである。

【0032】

基板の領域の２Ｄ配列を照射することと比較して、基板の領域の３Ｄ配列を照射することは、基板の領域が照射されるシーケンスを選択するための追加の自由度を提供し得る。例えば、基板の領域の２Ｄ配列を照射することと比較して、基板の領域の３Ｄ配列を照射することは、レーザ処理条件ウィンドウ内でなお動作しながら、より高いレーザパルス繰り返し周波数の使用を可能にし得る。なぜなら、より大きい距離だけ離隔された基板の領域に照射するために連続レーザパルスが使用され得る、及び／又は、なぜなら、基板の最も近い近隣領域が、より長い期間だけ離隔された非連続レーザパルスで照射され得るからである。

【0033】

基板の複数の領域は、均一な１Ｄ配列、均一な２Ｄ配列、又は均一な３Ｄ配列などの均一な配列で配置され得る。

【0034】

方法は、所望の空間プロファイルに従って基板を改変するために、パルスレーザビームで基板の少なくとも３つの領域に照射する段階を備え得る。

【0035】

方法は、基板における１又は複数の特徴又は構造を作成又は定義するために、パルスレーザビームで基板を照射する段階を備え得る。各特徴又は構造は、光を送信、反射、屈折及び／又は回析するよう構成され得る。各特徴又は構造は光デバイスを備え得る。各特徴又は構造は、光をガイドするよう構成され得る。各特徴又は構造は、別々に形成された光学コンポーネントを基板対して位置付ける及び／又はアライメントするよう構成され得る。各特徴又は構造は、別々に形成された光導波管又は光ファイバを基板に対して位置付ける及び／又はアライメントするよう構成され得る。

【0036】

任意選択的に、方法は、一連のレーザパルスのうちの対応する単一のレーザパルスで基板の少なくとも３つの領域のうちの１又は複数の領域に照射する段階を備える。

【0037】

任意選択的に、方法は、一連のレーザパルスのうちの対応する複数の非連続レーザパルスで基板の少なくとも３つの領域のうちの１又は複数の領域に照射する段階を備える。そのような方法は、レーザ処理条件ウィンドウになお準拠しながら、基板の少なくとも３つの領域のうちの異なる領域が、異なる全量の照射を受けることを可能にし得る。これは、基板の異なる領域の間の改変の程度を変動させるために、例えば、所望の屈折率プロファイルに従って、基板の異なる領域の間で屈折率の改変を変動させるために有用であり得る。

【0038】

任意選択的に、パルスレーザビームの方向、及び／又は、基板の位置をレーザパルスごとに制御する段階は、例えば、基板に対してパルスレーザビームをレーザパルスごとにステアリングすることによって、基板に対するパルスレーザビームの移動をレーザパルスごとに制御する段階を含む。

【0039】

任意選択的に、パルスレーザビームの方向、及び／又は、基板の位置をレーザパルスごとに制御することは、パルスレーザビームに対する基板の移動を制御することを含む。例えば、方法は、基板の表面に平行な方向における、パルスレーザビームに対する基板の移動を制御する段階を備え得る。方法は、基板の表面に直交する方向におけるパルスレーザビームに対する基板の移動を制御する段階を備え得る。方法は、パルスレーザビームの伝搬の方向における基板の移動を制御する段階を備え得る。方法は、パルスレーザビームの伝搬の方向と反対である方向における基板の移動を制御する段階を備え得る。そのような方法は、基板が３Ｄにおいて改変されることを可能にし得る。

【0040】

任意選択的に、パルスレーザビームの方向、及び／又は、基板の位置をレーザパルスごとに制御することは、パルスレーザビーム及び／又は基板の移動を制御することによって、少なくとも３つの連続レーザパルスが基板の少なくとも３つの領域に照射する期間中に変動する速度で、基板にわたるパルスレーザビームの公称書き込み位置を移動させることを含む。

【0041】

任意選択的に、速度は第１及び第２速度成分を含む。

【0042】

任意選択的に、第１速度成分は一定であり、第２速度成分は可変である。

【0043】

任意選択的に、第１速度成分は、第２速度成分より遅く変動する。

【0044】

任意選択的に、第１速度成分は一方向である。

【0045】

任意選択的に、第２速度成分は、大きさ及び／又は方向において変動する。

【0046】

任意選択的に、第１速度成分は、パルスレーザビームに対する基板の移動に関連付けられる。

【0047】

任意選択的に、第２速度成分は、基板に対するパルスレーザビームの移動に関連付けられ、例えば、第２速度成分は、基板に対するパルスレーザビームのビームステアリングに関連付けられる。

【0048】

方法は、ビームスキャナパ使用して、パルスレーザビームの方向をレーザパルスごとに制御する段階を備え、その結果、少なくとも３つの連続レーザパルスは、基板の少なくとも３つの領域の相対的な空間位置を定義する予め定められた空間シーケンス、及び、基板の少なくとも３つの領域の照射順序に従って、基板の少なくとも３つの領域に順次に照射する段階を備え得る。

【0049】

方法は、更なるビームスキャナを使用して、パルスレーザビーム及び基板の間の追加の相対的な動きを、ビームスキャナによって提供されるパルスレーザビーム及び基板の間の相対的な動きに付与する段階を備え得る。

【0050】

ビームスキャナは、更なるビームスキャナの応答時間より速い応答時間を有し得る。

【0051】

応答時間とは、ビームスキャナ（又は更なるビームスキャナ）が、ビームスキャナ（又は更なるビームスキャナ）についての新しい構成又は状態を指定する入力信号を受けるとき、及び、ビームスキャナ（又は更なるビームスキャナ）が新しい構成又は状態と一致するようにその構成又は状態を変更するときの間の時間を指し得る。

【0052】

ビームスキャナは、更なるビームスキャナより速いパルスレーザビームを移動させる、例えばステアリングするよう構成され得る。

【0053】

更なるビームスキャナは、ビームスキャナに関連付けられたパルスレーザビームの移動の範囲より大きい、パルスレーザビームの移動の関連付けられた範囲を提供し得る。更なるビームスキャナは、ビームスキャナより大きい角度範囲でパルスレーザビームをステアリングするように操作可能であり得る。

【0054】

ビームスキャナ及び更なるビームスキャナをこのように組み合わせて使用することにより、基板を過度に損傷することなく、従来技術の方法より高いレーザパルス繰り返し周波数で、所望の空間プロファイルに従って、基板の少なくとも３つの領域に照射することも可能にしながら、ビームスキャナを単独で使用する場合より大きい距離にわたって基板に対してパルスレーザビームを移動させることが可能となり得る。

【0055】

ビームスキャナは非機械的ビームスキャナを含み得る。ビームスキャナはソリッドステートビームスキャナを含み得る。ビームスキャナは音響光学変調器ビームスキャナを含み得る。ビームスキャナは電気光学変調器ビームスキャナを含み得る。

【0056】

更なるビームスキャナは機械的ビームスキャナを含み得る。更なるビームスキャナは、１又は複数の移動部分を含み得る。更なるビームスキャナは、検流計ビームスキャナを含み得る。更なるビームスキャナは、傾斜ミラービームスキャナを含み得る。

【0057】

方法は、基板が固定されるモーション制御ステージ又は平行移動ステージなどの移動可能ステージを使用して、パルスレーザビームに対して基板を移動させる段階を含み得る。移動可能ステージを使用することにより、ビームスキャナ及び／又は更なるビームスキャナを使用して基板に対してパルスレーザビームを移動させることによって可能となるものより大きい面積の基板をパルスレーザビームによって照射することが可能となり得る。

【0058】

方法は、基板に対してパルスレーザビームを移動させながら、パルスレーザビームに対して基板を移動させる段階を含み得る。

【0059】

方法は、ビームスキャナを使用して、また、任意選択的に、更なるビームスキャナも使用して、パルスレーザビームを基板に対して移動させながら、移動可能ステージを使用してパルスレーザビームに対して基板を移動させる段階を含み得る。

【0060】

方法は、同期制御又はトリガ信号を生成する段階、及び、同期制御又はトリガ信号を使用して、基板及びパルスレーザビームの間の相対的な移動を、一連のレーザパルスのレーザパルスのタイミングと同期する段階を含み得る。

【0061】

方法は、高速フォトディテクタなどのフォトディテクタを使用して、パルスレーザビームの一部を検出し、それにより、同期制御信号を生成する段階を備え得る。

【0062】

方法は、パルスピッカを使用して、同期制御信号に従って、レーザパルスの一連のレーザパルスのタイミングを制御して、基板及びパルスレーザビームの間の相対的な移動を、一連のレーザパルスのレーザパルスのタイミングと同期させる段階を備え得る。

【0063】

方法は、同期制御信号を使用して、パルスレーザからの一連のレーザパルスの各レーザパルスの放射をトリガ又は開始する段階、及び、同期制御信号を使用して、基板及びパルスレーザビームの間の相対的な移動をを一連のレーザパルスのレーザパルスのタイミングと同期する段階を備え得る。

【0064】

方法は、同期制御信号を使用して、パルスレーザビームによる基板の少なくとも３つの領域の照射のシーケンスを制御するための予め定められた波形の生成をトリガする段階を備え得る。これにより、基板の照射領域の位置をより正確に制御することが可能となり得る。

【0065】

方法は、同期制御信号を使用して、任意波形生成器をトリガして、パルスレーザビームによる基板の少なくとも３つの領域の照射のシーケンスを制御するための予め定められた波形を生成する段階を備え得る。

【0066】

方法は、レーザパルスの１又は複数についての放射タイミングデータを判定又は測定する段階を備え得る。例えば、方法は、パルスレーザビームの一部を検出し、それにより、パルスレーザから放射されたレーザパルスの１又は複数についての放射タイミングデータを測定する段階を備え得る。

【0067】

方法は、基板におけるパルスレーザビームの公称書き込み位置（ｎｏｍｉｎａｌ ｗｒｉｔｉｎｇ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を判定又は測定する段階を備え得る。方法は、基板にわたるパルスレーザビームの公称書き込み位置の速度を判定又は測定する段階を備え得る。方法は、測定された放射タイミングデータ、及び、基板におけるパルスレーザビームの判定又は測定された公称書き込み位置、及び、基板におけるパルスレーザビームの公称書き込み位置の判定又は測定された速度のうちの少なくとも１つを使用して、基板に対する未来のレーザパルスの放射のときの基板におけるパルスレーザビームの予測される公称書き込み位置を計算する段階を備え得る。方法は、基板におけるパルスレーザビームの予測される公称書き込み位置、及び、基板におけるパルスレーザビームの対応する所望の公称書き込み位置の間の任意の差異を補償する段階を備え得る。例えば、方法は、ビームスキャナのビームステアリング構成、及び／又は、ビームスキャナのビームステアリング構成の変更のレートを制御して、基板におけるパルスレーザビームの予測される公称書き込み位置、及び、基板におけるパルスレーザビームの所望の公称書き込み位置の間の任意の差異を補償する段階を備え得る。

【0068】

方法は、未来のレーザパルスの放射のタイミングを調節して、基板におけるパルスレーザビームの予測される公称書き込み位置、及び、基板におけるパルスレーザビームの所望の公称書き込み位置の間の任意の差異を補償する段階を備え得る。

【0069】

基板におけるパルスレーザビームの予測される公称書き込み位置、及び、基板におけるパルスレーザビームの所望の公称書き込み位置の間の任意の差異をこのように補償することにより、より高い位置正確度で基板の複数の領域に照射することが可能であり得る。これにより、基板を改変することによって作成された任意の特徴の位置正確度を改善し得る。これにより、結果として生じる基板の改変において任意の不要な空間的変動を最小化し得る。例えば、これにより、基板の屈折率における任意の不要な変動を最小化し得る。これにより、基板のエッチング性における任意の不要な変動を最小化し得る。これにより、基板のその後の化学的エッチングに続く、及び／又は、基板の材料の除去によって基板が改変される、基板の任意の不要な表面粗さを最小化し得る。

【0070】

方法は、より遅いビームスキャナの１又は複数の傾斜角度などのビームステアリング構成を判定又は測定する段階を備え得る。方法は、１又は複数のロータリエンコーダなどの１又は複数のセンサを使用して、より遅いビームスキャナのビームステアリング構成を測定する段階を備え得る。方法は、より遅いビームスキャナの１又は複数の傾斜角度の変更のレートなどのビームステアリング構成の変更のレートを判定又は測定する段階を備え得る。方法は、より遅いビームスキャナのビームステアリング構成の変更のレートを測定するために、１又は複数のロータリエンコーダなどの１又は複数のセンサを使用する段階を備え得る。方法は、判定又は測定された放射タイミングデータ、及び、より遅いビームスキャナの判定又は測定されたビームステアリング構成、及び、より遅いビームスキャナのビームステアリング構成の変更の判定又は測定されたレートのうちの少なくとも１つを使用して、未来のレーザパルスの放射のときのより遅いビームスキャナの予測されるビームステアリング構成を計算する段階を備え得る。方法は、より速いビームスキャナを使用して、未来のレーザパルスの放射のときの、より遅いビームスキャナの予測されるビームステアリング構成、及び、より遅いビームスキャナの所望のビームステアリング構成の間の任意の差異を補償する段階を備え得る。例えば、方法は、より速いビームスキャナのビームステアリング構成、及び／又は、より速いビームスキャナのビームステアリング構成の変更のレートを制御して、未来のレーザパルスの放射のときの、より遅いビームスキャナの予測されるビームステアリング構成、及び、未来のレーザパルスの放射のときの、より遅いビームスキャナの所望のビームステアリング構成の間の任意の差異を補償する段階を備え得る。

【0071】

より速いビームスキャナをこのように使用して、未来のレーザパルスの放射のときの、より遅いビームスキャナのビームステアリング構成、及び、より遅いビームスキャナの所望のビームステアリング構成の間の任意の差異を補償することにより、より高い位置正確度で基板の領域の各々が照射されることを可能にし得る。これにより、基板を改変することによって作成された任意の特徴の位置正確度を改善し得る。これにより、結果として生じる基板の改変において任意の不要な空間的変動を最小化し得る。例えば、これにより、基板の屈折率における任意の不要な変動を最小化し得る。これにより、基板のエッチング性における任意の不要な変動を最小化し得る。これにより、基板のその後の化学的エッチングに続く、及び／又は、基板の材料の除去によって基板が改変される、基板の任意の不要な表面粗さを最小化し得る。より遅いビームスキャナの速度が増加されるとき、より遅いビームスキャナの測定されたビームステアリング構成、及び。より遅いビームスキャナの所望の未来のビームステアリング構成の間の差異が増加し得る。したがって、より速いビームスキャナをこのように使用して、より遅いビームスキャナの予測されるビームステアリング構成、及び、より遅いビームスキャナの所望の未来のビームステアリング構成の間の任意の差異を補償することは、パルスレーザビームが基板の領域の各々を照射し得る位置正確度を過度に低下させることなく、より遅いビームスキャナがより高速に操作され得、それにより、全体的なレーザ処理スループットが増加することを意味し得る。

【0072】

一連のレーザパルスは周期的であり得る。

【0073】

一連のレーザパルスは、少なくとも１００ＫＨｚ、少なくとも１ＭＨｚ、少なくとも２ＭＨｚ、少なくとも５ＭＨｚ、又は少なくとも１０ＭＨｚの繰り返し周波数を有し得る。

【0074】

一連のレーザパルスは、Ｑスイッチレーザ又はモードロックレーザを使用して生成され得る。

【0075】

一連のレーザパルスは、レーザを光変調器と組み合わせて使用して生成され得る。

【0076】

本開示の態様によれば、基板を改変するための装置が提供され、装置は、
少なくとも３つの連続レーザパルスを含む一連のレーザパルスを含むパルスレーザビームを生成するためのパルスレーザ；及び
少なくとも３つの連続レーザパルスが、相対的な空間位置を定義する予め定められた空間シーケンス、及び、基板の少なくとも３つの領域の照射の順序に従って、基板の少なくとも３つの領域に順次に照射するように、パルスレーザビームの方向、及び／又は、基板の位置をレーザパルスごとに制御するための照射制御機構
を備える。

【0077】

任意選択的に、基板の少なくとも３つの領域は異なり、別個であり、及び／又は、基板の非重複領域である。

【0078】

パルスレーザビーム及び／又は基板の移動を、少なくとも３つの連続レーザパルスのタイミングと同期させることによって、少なくとも３つの連続レーザパルスが、予め定められた空間シーケンスに従って、基板の少なくとも３つの領域に順次に照射するように、照射制御機構は、パルスレーザビームの方向、及び／又は、基板の位置をレーザパルスごとに制御するよう構成され得、その結果、基板の少なくとも３つの領域は、予め定められた空間シーケンスに従って少なくとも３つの連続レーザパルスで順次に照射される。

【0079】

少なくとも３つの連続レーザパルスのうちの第１のものが、第１位置を中心とする基板の第１領域に照射するように、パルスレーザビームの公称書き込み位置を基板における第１位置へ移動させるために、パルスレーザビーム及び／又は基板の移動を制御することによって；
少なくとも３つの連続レーザパルスのうちの第２のものが、第２位置を中心とする基板の第２領域に照射するように、基板にわたるパルスレーザビームの公称書き込み位置を、第１方向に沿って、基板における第１位置から基板における第２位置へ移動させるために、パルスレーザビーム及び／又は基板の移動を制御することによって；及び
少なくとも３つの連続レーザパルスの第３のものが、第３位置を中心とする基板の第３領域に照射するように、基板にわたるパルスレーザビームの公称書き込み位置を、第２方向に沿って、基板における第２位置から基板における第３位置へ移動させるために、パルスレーザビーム及び／又は基板の移動を制御することによって、
少なくとも３つの連続レーザパルスが、予め定められた空間シーケンスに従って、基板の少なくとも３つの領域に順次に照射するように、照射制御機構は、パルスレーザビームの方向、及び／又は、基板の位置をレーザパルスごとに制御するよう構成され得、ここで、第１及び第２方向は異なる。

【0080】

任意選択的に、基板の第１、第２及び第３領域は、基板の異なる、別個の、及び／又は非重複領域である。

【0081】

任意選択的に、基板における第１、第２及び第３位置は、基板における異なる位置である。

【0082】

基板の第３領域は、第２領域より第１領域の近くに位置し得る。

【0083】

照射制御機構は、基板におけるパルスレーザビームの公称書き込み位置を制御するためのビームスキャナを含み得る。ビームスキャナは非機械的ビームスキャナを含み得る。ビームスキャナはソリッドステートビームスキャナを含み得る。ビームスキャナは音響光学変調器ビームスキャナを含み得る。ビームスキャナは電気光学変調器ビームスキャナを含み得る。

【0084】

照射制御機構は、基板におけるパルスレーザビームの公称書き込み位置を制御するための更なるビームスキャナを含み得る。

【0085】

更なるビームスキャナは機械的ビームスキャナを含み得る。更なるビームスキャナは１又は複数の移動部分を含み得る。更なるビームスキャナは検流計ビームスキャナを含み得る。更なるビームスキャナは傾斜ミラービームスキャナを含み得る。

【0086】

ビームスキャナは、１軸を中心にパルスレーザビームの方向を回転させるよう構成され得る。

【0087】

ビームスキャナは、２つの非平行軸、例えば２つの直交軸を中心にパルスレーザビームの方向を回転させるよう構成され得る。

【0088】

ビームスキャナは、対応する第１軸を中心にパルスレーザビームの角度を変動させるための第１ビームスキャナ要素、及び、対応する第２軸を中心にパルスレーザビームの角度を変動させるための第２ビームスキャナ要素を含み得、ここで、第１及び第２軸は非平行であり、例えば直交する。

【0089】

ビームスキャナは第１レンズ及び第２レンズを含み得る。第１及び第２レンズは４ｆ構成で配置され得、ここで、第１及び第２レンズは、２ｆの距離だけ離隔され、第１ビームスキャナ要素は、第１レンズの後方焦点面に位置し、第２ビームスキャナ要素は、第２レンズの前方焦点面に位置する。代替的に、ビームスキャナはハーフピッチＧＲＩＮロッドレンズを含み得る。第１ビームスキャナ要素は、ハーフピッチＧＲＩＮロッドレンズの第１端に位置し得、第２ビームスキャナ要素は、ハーフピッチＧＲＩＮロッドレンズの第２端に位置し得る。ハーフピッチＧＲＩＮロッドレンズを含むそのようなビームスキャナは、パルスレーザビームによって体験される光路長の変動を低減するように機能し得る。なぜなら、パルスレーザビームの方向は、４ｆ構成における第１及び第２レンズを含むビームスキャナと比較したとき、第１ビームスキャナ要素によってスキャンされるからである。ハーフピッチＧＲＩＮロッドレンズを含むそのようなビームスキャナはまた、ロバスト性を改善し、及び／又は、４ｆ構成における第１及び第２レンズを含むビームスキャナと比較したとき、光学的なアライメントが容易であり得る。

【0090】

第１及び第２ビームスキャナ要素の１つ又は各々は、非機械的ビームスキャナ要素を含み得る。第１及び第２ビームスキャナ要素の１つ又は各々は、ソリッドステートビームスキャナ要素を含み得る。第１及び第２ビームスキャナ要素の１つ又は各々は、音響光学変調器ビームスキャナ要素を含み得る。第１及び第２ビームスキャナ要素の１つ又は各々は、電気光学変調器ビームスキャナ要素を含み得る。

【0091】

更なるビームスキャナは、１軸を中心にパルスレーザビームの方向を回転させるよう構成され得る。

【0092】

更なるビームスキャナは、２つの非平行軸、例えば２つの直交軸を中心にパルスレーザビームの方向を回転させるよう構成され得る。

【0093】

照射制御機構は第３レンズ及び第４レンズを含み得る。ビームスキャナ、第３及び第４レンズ、及び更なるビームスキャナは、４ｆ構成で配置され得、ここで、第３及び第４レンズは、２ｆの距離だけ離隔され、ビームスキャナは第３レンズの後方焦点面に位置し、更なるビームスキャナは、第４レンズの前方焦点面に位置する。

【0094】

照射制御機構は、第５レンズ、第６レンズ及び顕微鏡対物レンズを含み得る。更なるビームスキャナ、第５及び第６レンズ、及び顕微鏡対物レンズは、４ｆ構成で配置され得、ここで、第５及び第６レンズは、２ｆの距離だけ離隔され、更なるビームスキャナは、第５レンズの後方焦点面に位置し、顕微鏡対物レンズは、第６レンズの前方焦点面に位置する。

【0095】

照射制御機構は、パルスレーザビームに対して基板を移動させるための移動可能ステージを含み得る。移動可能ステージは、基板が固定されるモーション制御ステージ又は平行移動ステージを含み得る。

【0096】

装置は、同期制御信号を生成し、同期制御信号を使用して基板及びパルスレーザビームの間の相対的な移動を一連のレーザパルスのレーザパルスのタイミングと同期させるよう構成され得る。

【0097】

装置は、パルスレーザビームの一部を検出するための高速フォトディテクタなどの検出器を含み得、それにより、同期制御信号を生成する。

【0098】

照射制御機構は、同期制御信号を使用して、パルスレーザビームで基板の少なくとも３つの領域に照射するための予め定められたシーケンスを生成するよう構成され得る。

【0099】

照射制御機構は、同期制御信号を使用して、パルスレーザビームを用いて基板の少なくとも３つの領域の照射のシーケンスを制御するための予め定められた波形を生成するよう構成されている任意波形生成器を含み得る。

【0100】

本開示の上記の態様のいずれか１つの特徴の任意の１又は複数は、本開示の他の上記の態様のいずれかの特徴の任意の１又は複数と組み合わされ得ることが理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【0101】

添付図面を参照して、非限定的な単なる例として、本開示のこれら及び他の態様をここで説明する。

【0102】

【図1】基板を改変するための装置の概略図を示す。

【図2】基板を改変するための方法を詳述するフローチャートを示す。

【図3】図２の方法を使用して、１Ｄにおける基板の改変において使用するための第１、第２、第３、及び第４パルス空間シーケンスを示す。

【図4A】図３の第１パルス空間シーケンスに従って、各レーザパルスによって照射される基板の領域の位置をレーザパルスについての時間の関数として示すグラフを示す。

【図4B】より遅い更なるビームスキャナの寄与から分離された、図４Ａのグラフに対するより速いビームスキャナの寄与を示すグラフを示す。

【図5A】図３の第２パルス空間シーケンスに従って、各レーザパルスによって照射された基板の領域の位置をレーザパルスについての時間の関数として示すグラフを示す。

【図5B】より遅い更なるビームスキャナの寄与から分離された、図５Ａのグラフに対するより速いビームスキャナの寄与を示すグラフを示す。

【図6A】図３の第３パルス空間シーケンスに従って、各レーザパルスによって照射された基板の領域の位置をレーザパルスについての時間の関数として示すグラフを示す。

【図6B】より遅い更なるビームスキャナの寄与から分離された、図６Ａのグラフに対するより速いビームスキャナの寄与を示すグラフを示す。

【図7A】図３の第４パルス空間シーケンスに従って、各レーザパルスによって照射された基板の領域の位置をレーザパルスについての時間の関数として示すグラフを示す。

【図7B】より遅い更なるビームスキャナの寄与から分離された、図７Ａのグラフに対するより速いビームスキャナの寄与を示すグラフを示す。

【図8】各レーザパルスによって照射された基板の領域の２Ｄ位置を示す、図２の方法を使用して２Ｄにおける基板を改変することに使用するための第１パルス空間シーケンスを示す。

【図9】各レーザパルスによって照射された基板の領域の２Ｄ位置を示す、図２の方法を使用して２Ｄにおける基板を改変することに使用するための第２パルス空間シーケンスを示す。

【図10】各レーザパルスによって照射された基板の領域の２Ｄ位置を示す、図２の方法を使用して２Ｄにおける基板を改変することに使用するための第３パルス空間シーケンスを示す。

【図11】各レーザパルスによって照射された基板の領域の２Ｄ位置を示す、図２の方法を使用して２Ｄにおける基板を改変することに使用するための第４パルス空間シーケンスを示す。

【図12】各レーザパルスによって照射された基板の領域の２Ｄ位置を示す、図２の方法を使用して２Ｄにおける基板を改変することに使用するための第５パルス空間シーケンスを示す。

【図13】図１の装置において使用するための代替的な２軸ビームスキャナの概略図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0103】

図１は、基板１０８を改変するための装置１００の概略図を示す。装置１００は、パルスレーザ１０２及び照射制御機構１０３を含む。

【0104】

パルスレーザ１０２は、一連のレーザパルスの形態でパルスレーザビーム１５０を放射するためのパルスフェムト秒レーザであり、１０３５ｎｍの領域の波長、１００ＫＨｚ～１０ＭＨｚの範囲の繰り返し周波数、及び、１００～２０００ｎＪの範囲のパルスエネルギーを有する。

【0105】

照射制御機構１０３は、ビームステアリング機構１０４及び移動可能ステージ１０９を含む。基板１０８は移動可能ステージ１０９に固定されている。

【0106】

ビームステアリング機構１０４は、２軸音響光学変調器（ＡＯＭ）ビームスキャナの形態である２軸ビームスキャナ１２０、光リレーシステム１２６、２軸検流計ビームスキャナの形態である更なる２軸ビームスキャナ１２２、更なる光リレーシステム１４４、及び顕微鏡対物レンズ１４８を含む。

【0107】

２軸ＡＯＭビームスキャナ１２０は、第１の１軸音響光学変調器（ＡＯＭ）ビームスキャナ要素の形態である第１の１軸ビームスキャナ要素１３０、及び、第２の１軸ＡＯＭビームスキャナ要素１３４の形態である第２の１軸ビームスキャナ要素を含む。ビームスキャナ１２０は更に第１レンズ１３２及び第２レンズ１３３を含む。第１ビームスキャナ要素１３２、第１レンズ１３２、第２レンズ１３３、及び第２ビームスキャナ要素１３４は、４ｆ構成で配置され、ここで、第１及び第２レンズ１３２、１３３は、２ｆの距離だけ離隔され、第１ビームスキャナ要素１３０は、第１レンズ１３２の後方焦点面に位置し、第２ビームスキャナ要素１３４は、第２レンズ１３３の前方焦点面に位置する。

【0108】

２Ｄビームステアリングを達成するために、第１及び第２ビームスキャナ要素１３０、１３４は、相互に直交するように配置される。具体的には、第１ビームスキャナ要素１３０は、ｙ軸を中心にパルスレーザビーム１５０を回転させることによってパルスレーザビーム１５０の方向を制御するよう構成され、第２ビームスキャナ要素１３４は、ｘ軸を中心にパルスレーザビーム１５０を回転させることによってパルスレーザビーム１５０の方向を制御するよう構成されている。

【0109】

光リレーシステム１２６は、第３レンズ１３６及び第４レンズ１３７を含む。第２ビームスキャナ要素１３４、第３レンズ１３６、第４レンズ１３７、及び更なるビームスキャナ１２２は４ｆ構成で配置されている。具体的には、第３及び第４レンズ１３６、１３７は、２ｆの距離だけ離隔され、ビームスキャナ１２０の第２ビームスキャナ要素１３４は、第３レンズ１３６の後方焦点面に位置し、検流計ビームスキャナ１２２は、第４レンズ１３７の前方焦点面に位置する。

【0110】

更なる光リレーシステム１４４は、スキャンレンズの形態である第５レンズ１４０及びチューブレンズの形態である第６レンズ１４２を含む。検流計ビームスキャナ１２２、第５レンズ１４０、第６レンズ１４２、及び顕微鏡対物レンズ１４８は、４ｆ構成で配置され、ここで、第５及び第６レンズ１４０、１４２は、２ｆの距離だけ離隔され、検流計ビームスキャナ１２２は、第５レンズ１４０の後方焦点面に位置し、顕微鏡対物レンズ１４８は、第６レンズ１４２の前方焦点面に位置する。

【0111】

照射制御機構１０３は更に、高速フォトディテクタの形態であるフォトディテクタ１１０、パルスレーザビーム１５０の一部を高速フォトディテクタ１１０へ逸らせるためのビームスプリッタ１１１、及び、任意波形生成器（ＡＷＧ）の形態である信号生成器１１２、及びコントローラ１１４を含む。検流計スキャナ１２２はまた、検流計ビームスキャナ１２２のビームステアリング構成を測定するために、１又は複数のロータリエンコーダの形態である１又は複数のセンサ１２３を含む。

【0112】

図１において破線で示されるように、コントローラ１１４は、フォトディテクタ１１０、ＡＷＧ１１２、及び検流計ビームスキャナ１２２の１又は複数のロータリエンコーダ１２３と通信するように構成されている。さらに、ＡＷＧ１１２は、ＡＯＭビームスキャナ１２０の第１及び第２ビームスキャナ要素１３０、１３４に電気的に接続されている。

【0113】

下でより詳細に説明されるように、任意波形生成器１１２は、ビームステアリング空間シーケンスに従ってパルスレーザ１０２によって放射されるパルスレーザビーム１５０をステアリングするために、ＡＯＭビームスキャナ１２０の第１及び第２ビームスキャナ要素１３０、１３４を制御するために使用される波形又は信号を生成するよう構成されており、それにより、パルスレーザビーム１５０の方向をレーザパルスごとに制御し、その結果、少なくとも３つの連続レーザパルスは、基板１０８の少なくとも３つの領域の相対的な空間位置を定義する予め定められた空間シーケンス、及び、基板１０８の少なくとも３つの領域の照射の順序に従って、基板１０８の少なくとも３つの領域に順次照射する。

【0114】

使用中、装置１００は、図２に示される方法２００に従って、基板１０８を改変する。基板１０８は、少なくとも３つの領域を含む。方法２００は、パルスレーザ１０２が、少なくとも３つの連続レーザパルスを含む一連のレーザパルスを備えるパルスレーザビーム１５０を生成する段階２０２で開始する。方法２００は、基板１０８を改変するために、照射制御機構１０３がパルスレーザビーム１５０による基板１０８の照射を制御する段階２０４に続く。具体的には、照射制御機構１０３は、パルスレーザビーム１５０の方向及び／又は基板の位置をレーザパルスごとに制御し、その結果、少なくとも３つの連続レーザパルスは、基板１０８の少なくとも３つの領域の相対的な空間位置を定義する予め定められた空間シーケンス、及び、基板１０８の少なくとも３つの領域の照射の順序に従って、基板１０８の少なくとも３つの領域に順次に照射する。

【0115】

より詳細には、レーザ１０２からの放射に続いて、パルスレーザビーム１５０は２軸ＡＯＭビームスキャナ１２０によって受信される。２軸ＡＯＭビームスキャナ１２０の第１ビームスキャナ要素１３０は、ｙ軸を中心にパルスレーザビーム１５０を回転させることによって、１Ｄにおいてパルスレーザビーム１５０の方向を制御し、２軸ＡＯＭビームスキャナ１２０の第２ビームスキャナ要素１３４は、ｘ軸を中心にパルスレーザビーム１５０を回転させることによって、１Ｄにおいてパルスレーザビーム１５０の方向を制御する。

【0116】

光リレーシステム１２６は、２軸ＡＯＭビームスキャナ１２０の第２ビームスキャナ要素１３４からのパルスレーザビーム１５０を検流計ビームスキャナ１２２に結合する。

【0117】

検流計ビームスキャナ１２２は、２つの次元における（すなわち、ｘ軸及びｙ軸の両方を中心とする）パルスレーザビーム１５０の追加的なステアリングを提供する。

【0118】

更なる光リレーシステム１４４は、パルスレーザビーム１５０を顕微鏡対物レンズ１４８に結合する。顕微鏡対物レンズ１４８は、パルスレーザビーム１５０を基板上に収束させる。

【0119】

照射制御機構１０３は、ＡＯＭビームスキャナ１２０及び検流計ビームスキャナ１２２を使用して、基板１０８の上表面に平行な平面における２つの次元においてパルスレーザビーム１５０をステアリングすることによって、パルスレーザビーム１５０を基板１０８に対して移動させる。具体的には、第１レーザパルスで第１領域に照射し、第２レーザパルスで第３領域に照射し、次に、第３レーザパルスで第２領域に照射するために、ＡＯＭビームスキャナ１２０は、パルスレーザビーム１５０をステアリングする。検流計ビームスキャナ１２２は、基板１０８に対する追加的な動きをパルスレーザビーム１５０に付与し、ここで、追加の動きは、ＡＯＭビームスキャナ１２０によって付与される、基板１０８に対するパルスレーザビーム１５０の動きへの追加である。例えば、検流計ビームスキャナ１２２は、基板１０８に対する追加の線形的な動きをパルスレーザビーム１５０に付与する。

【0120】

ＡＯＭビームスキャナ１２０は、検流計ビームスキャナ１２２より速くパルスレーザビーム１５０をステアリングし、及び／又は、検流計ビームスキャナ１２２の応答時間より速い応答時間を有する。結果的にＡＯＭビームスキャナ１２０及び検流計ビームスキャナ１２２を組み合わせて使用することにより、検流計ビームスキャナ１２２を単独で使用したときに可能であるものより速く、かつ、ＡＯＭビームスキャナ１２０を単独で使用したときに可能であるものより大きい面積の基板１０８にわたって、パルスレーザビーム１５０をステアリングすることを可能にする。さらに、移動可能ステージ１０９を使用して、パルスレーザビーム１５０に対して基板１０８を移動させることにより、基板１０８の一層より大きい面積が照射されることが可能となる。

【0121】

ビームスプリッタ１１１は、パルスレーザビーム１５０の一部をフォトディテクタ１１０上に逸らせ、フォトディテクタ１１０に、パルスレーザビーム１５０内の各パルスのタイミング情報を含む同期制御信号を生成させる。同期制御信号はコントローラ１１４へ電気的に送信される。コントローラ１１４は同期制御信号を使用してＡＷＧ１１２をトリガする。ＡＷＧ１１２は、同期制御信号によってトリガされるとき、所望のパルス空間シーケンスに従って基板１０８に対するパルスレーザビーム１５０の移動を制御するために、ＡＯＭビームスキャナ１２０の第１及び第２ＡＯＭビームスキャナ要素１３０、１３２を制御するために使用される波形を生成する。

【0122】

さらに、１又は複数のロータリエンコーダ１２３は、検流計ビームスキャナ１２２のビームステアリング構成、及び／又は、検流計ビームスキャナ１２２のビームステアリング構成の変更のレートを表す信号を生成する。具体的には、１又は複数のロータリエンコーダ１２３は、検流計ビームスキャナ１２２のミラーの１又は複数の傾斜角度、及び／又は、検流計ビームスキャナ１２２のミラーの１又は複数の傾斜角度の変更のレートを表す信号を生成する。検流計ビームスキャナ１２２のビームステアリング構成、及び／又は、検流計ビームスキャナ１２２のビームステアリング構成の変更のレートを表す信号は、１又は複数のロータリエンコーダ１２３からコントローラ１１４へ電気的に送信される。コントローラ１１４は次に、同期制御信号、及び、検流計ビームスキャナ１２２のビームステアリング構成、及び／又は、検流計ビームスキャナ１２２のビームステアリング構成の変更のレートを表す信号を使用して、未来のレーザパルスの放射のときの検流計ビームスキャナ１２２のビームステアリング構成を予測し、コントローラ１１４は、未来のレーザパルスの放射のときの、検流計ビームスキャナ１２２の予測されるビームステアリング構成、及び、検流計ビームスキャナ１２２の所望の未来のビームステアリング構成の間の任意の差異を補償するために、ビームステアリング構成、及び／又は、より速いＡＯＭビームスキャナ１２０のビームステアリング構成の変更のレートを制御する。

【0123】

このようにより速いＡＯＭビームスキャナ１２０を使用して、未来のレーザパルスの放射のときの、より遅い検流計ビームスキャナ１２２の予測されるビームステアリング構成、及び、より遅い検流計ビームスキャナ１２２の所望の未来のビームステアリング構成の間の任意の差異を補償することにより、より大きい位置正確度で基板１０８の各領域が照射されることを可能にし得る。これにより、基板１０８を改変することによって作成される任意の特徴の位置正確度を改善し得る。これにより、基板１０８の結果的な改変における任意の不要な空間的変動を最小化し得る。例えば、これにより、基板１０８の屈折率における任意の不要な変動を最小化し得る。これにより、基板１０８のエッチング性における任意の不要な変動を最小化し得る。これにより、基板１０８のその後の化学的エッチングに続く、及び／又は、基板１０８の材料の除去によって基板１０８が改変される場合の、基板１０８の任意の不要な表面粗さを最小化し得る。より遅い検流計ビームスキャナ１２２の速度が増加されるとき、より遅い検流計ビームスキャナ１２２の測定されたビームステアリング構成、及び、より遅い検流計ビームスキャナ１２２の意図されるビームステアリング構成の間の差異が増加し得る。したがって、このようにより速いＡＯＭビームスキャナ１２０を使用して、より遅い検流計ビームスキャナ１２２のビームステアリング構成、及び、より遅い検流計ビームスキャナ１２２の意図されるビームステアリング構成の間の任意の差異を補償することはまた、基板１０８の領域の各々をパルスレーザビーム１５０が照射し得る位置正確度を過度に低下させることなく、より遅い検流計ビームスキャナ１２２がより高速に操作され得、それにより、全体的なレーザ処理スループットを増加させることを意味し得る。

【0124】

図３は、第１線形パルス空間シーケンス３０２、第２線形パルス空間シーケンス３０４、第３線形パルス空間シーケンス３０６、及び第４線形パルス空間シーケンス３０８の例３００を列挙する。図３において、基板１０８の異なる領域は、線形経路に沿って１Ｄの均一な配列に配置され、「０」～「１１」とラベリングされる。線形パルス空間シーケンス３０２、３０４、３０６、３０８の各々は、基板１０８の異なる領域「０」～「１１」の各々が対応するレーザパルスで照射されるシーケンス又は順序を指定する。

【0125】

下でより詳細に説明されるように、各線形パルス空間シーケンス３０２、３０４、３０６、３０８は、線形経路に沿ってパルスレーザビーム１５０を前方に「ジャンプ」させ、次に、線形経路に沿ってパルスレーザビーム１５０を後方に「ジャンプ」させることを伴い、それにより、連続レーザパルスは、基板１０８の非近隣領域に照射する。結果的に、基板１０８の近隣領域は、非連続レーザパルスで照射される。

【0126】

各線形パルス空間シーケンスは、シーケンスが反復する前のシーケンスにおけるレーザパルスの数として定義される期間を有する。さらに、各線形パルス空間シーケンスは、２つのパラメータによって特徴付けられる。第１パラメータは、（パルス間隔を単位とする）連続するパルス間の最小の空間的ジャンプｎである。第２パラメータは、１／ＲＲを単位とする、基板１０８の隣接する照射領域間の最小の時間的期間ｍであり、ここで、ＲＲは、パルスレーザビーム１５０におけるレーザパルスの繰り返し周波数である。ｍ又はｎを増加させるために、線形空間シーケンスの期間は増加される必要がある。

【0127】

例えば、第１線形パルス空間シーケンス３０２（ｎ＝２、ｍ＝２）は、シーケンスが反復する前に５の期間を有し、第２線形パルス空間シーケンス３０４（ｎ＝２、ｍ＝３）は、シーケンスが反復する前に、７の期間を有し、第３線形パルス空間シーケンス３０６（ｎ＝３、ｍ＝３）は、シーケンスが反復する前に、８の期間を有し、第４線形パルス空間シーケンス３０８（ｎ＝３、ｍ＝４）は、シーケンスが反復する前に、１１の期間を有する。

【0128】

図４Ａは、第１線形パルス空間シーケンス３０２に従って、各レーザパルスによって照射される基板１０８の領域の位置を時間の関数として示すグラフ４００を示す。グラフ４００は、第１線形パルス空間シーケンス３０２に従って、線形経路に沿って、異なるレーザパルスで基板１０８の異なる領域に照射するために、照射制御機構１０３を使用してパルスレーザビーム１５０をステアリングすることに対応する。時間の関数として、照射領域の位置は、破線によって示される正の線形ランプの上に重ねられるより速いＡＯＭビームスキャナ１２０のビームステアリングに起因する鋸歯パターンに従い、ここで、正の線形ランプは、より遅い検流計ビームスキャナ１２２の一定のビームステアリング速度に、例えば、より遅い検流計スキャナ１２２の動作に起因するビームステアリング角度の変更の線形レートに起因する。

【0129】

より具体的には、第１線形パルス空間シーケンス３０２に従って、シーケンスにおける第１パルスは、領域０に入射し、シーケンスにおける第２パルスは、領域２に入射し（すなわち、領域１を越えて前方へジャンプし）、シーケンスにおける第３パルスは、領域４に入射し（すなわち、領域３を越えて前方へジャンプし）、シーケンスにおける第４パルスは、領域１に入射し（すなわち、領域１へ後方にジャンプし）、シーケンスにおける第５パルスは、領域３に入射する（すなわち、領域２）を越えて前方にジャンプする）。この後、シーケンスは反復する。しかしながら、検流計ビームスキャナ１２２は、破線によって示される基板１０８に対するパルスレーザビーム１５０の移動の一定レートを付与するので、シーケンスにおける第６パルス（すなわち、新しいシーケンスの第１パルス）は、領域５に（すなわち、基板１０８に対するパルスレーザビーム１５０の移動の一定レートが無い場合の領域０の代わりに）入射する。したがって、第１線形パルス空間シーケンス３０２は、互いに隣接する基板１０８の領域に照射するために連続レーザパルスが使用されない、基板１０８の異なる領域の照射を定義する。

【0130】

図４Ｂは、検流計ビームスキャナ１２２の寄与から分離された、図４Ａのグラフ４００のＡＯＭビームスキャナ１２０の寄与を示すグラフ４０２を示す。グラフ４０２は、検流計ビームスキャナ１２２の寄与を含まないので、より遅い検流計ビームスキャナ１２２の動作に起因する、基板１０８に対するパルスレーザビーム１５０の移動の一定速度は図４Ｂに示されない。したがって、グラフ４０２は、シーケンスのすべてのイテレーションを反復する周期的鋸歯パターンを示す。図４Ｂから理解され得るように、周期的鋸歯パターンは、複数の歯を含み、ここで、各歯は、時間と共に徐々に増加する値を有する、複数の位置によって定義されるより緩やかな正の傾きの部分を含み、より急な負の傾きの部分が後に続く。

【0131】

図５Ａは、図３の第２線形パルス空間シーケンス３０４に従って、各レーザパルスによって照射される基板１０８の領域の位置をレーザパルスについての時間の関数として示すグラフ５００を示す。図５Ｂは、検流計ビームスキャナ１２２の寄与から分離された図５Ａのグラフ５００に対するＡＯＭビームスキャナ１２０の寄与を示すグラフ５０２を示す。

【0132】

図６Ａは、図３の第３線形パルス空間シーケンス３０６に従って、各レーザパルスによって照射された基板１０８の領域の位置をレーザパルスの時間の関数として示すグラフ６００を示す。図６Ｂは、検流計ビームスキャナ１２２の寄与から分離された、図６Ａのグラフ６００に対するＡＯＭビームスキャナ１２０の寄与を示すグラフ６０２を示す。

【0133】

図７Ａは、図３の第４線形パルス空間シーケンス３０８に従って、各レーザパルスによって照射された基板１０８の領域の位置をレーザパルスの時間の関数として示すグラフ７００を示す。図７Ｂは、検流計ビームスキャナ１２２の寄与から分離された、図７Ａのグラフ７００に対するＡＯＭビームスキャナ１２０の寄与を示すグラフ７０２を示す。

【0134】

図４Ａ～７Ｂの上記の説明から理解され得るように、図３の線形パルス空間シーケンスは、基板１０８の誘発された改変の形態に著しい変更を生じさせることなく、繰り返し周波数が増加したレーザパルスの使用、及び、線形経路に沿った、検流計ビームスキャナ１２２によって提供される追加のスキャンの速度における対応する増加を可能にする。結果的に、基板１０８を改変するための上で説明される方法２００は、基板１０８のレーザ処理スループットを増加させる。

【0135】

図８は、５個のレーザパルスのシーケンスの各レーザパルスによって照射された基板の領域の２Ｄ位置を示す図２の方法２００における使用のための第１パルス空間シーケンス８００を示す。具体的には、第１パルス空間シーケンス８００は、５個のレーザパルスを使用する、基板１０８の５個の別個の領域の照射順序を定義し、ここで、５個の別個の領域は、ＡＯＭビームスキャナ１２０を使用してパルスレーザビーム１５０をｙ方向にステアリングし、検流計ビームスキャナ１２２を使用して、矢印８２０によって示されるｘ方向にパルスレーザビーム１５０をステアリングすることによって、ｙ方向に沿って配置される。第１パルス空間シーケンス８００の基板１０８の照射領域の位置は、近隣領域間の間隔の５倍の（すなわち、ｙ方向に沿った）幅を有する均一な線形配列として配置されている。第１パルス空間シーケンス８００については、ｎ＝２、及び、ｍ＝２である。

【0136】

図９は、図２の方法２００における使用のための第２パルス空間シーケンス９００を示し、１２個のレーザパルスのシーケンスの各レーザパルスによって照射された基板１０８の領域の２Ｄ位置を示す。具体的には、第２パルス空間シーケンス９００は、１２個のレーザパルスを使用して、基板１０８の１２個の別個の領域の照射の順序を定義し、ここで、１２個の別個の領域は、ＡＯＭビームスキャナ１２０を使用して、パルスレーザビーム１５０を２Ｄにおいてステアリングし、検流計ビームスキャナ１２２を使用して、矢印９２０によって示されるｘ方向にパルスレーザビーム１５０をステアリングすることによって、２Ｄに配置される。第２パルス空間シーケンス９００は、近隣領域間の間隔の３倍の幅（すなわち、ｙ方向に沿った）を有する。第２パルス空間シーケンス９００は、近隣領域間の間隔の４倍の長さ（すなわち、ｘ方向に沿った）を有する。第２パルス空間シーケンス９００については、ｎ＝２、及び、ｍ＝２である。

【0137】

図１０は、３６個のレーザパルスのシーケンスの各レーザパルスによって照射された基板１０８の領域の２Ｄ位置を示す、図２の方法２００における使用のための第３パルス空間シーケンス１０００を示す。具体的には、第３パルス空間シーケンス１０００は、３６個のレーザパルスを使用する、基板１０８の３６個の別個の領域の照射順序を定義し、ここで、３６個の別個の領域は、ＡＯＭビームスキャナ１２０を使用してパルスレーザビーム１５０を２Ｄにおいてステアリングし、検流計ビームスキャナ１２２を使用して、矢印１０２０によって示されるｘ方向においてパルスレーザビーム１５０をステアリングすることによって、２Ｄにおいて配置される。第３パルス空間シーケンス１０００は、近隣領域間の間隔の６倍の幅（すなわち、ｙ方向に沿った）を有する。第３パルス空間シーケンス１０００は、近隣領域間の間隔の６倍の長さ（すなわち、ｘ方向に沿った）を有する。第３パルス空間シーケンス１０００については、ｎ＝３、及び、ｍ＝４である。

【0138】

図１１は、図２の方法２００における使用のための第４パルス空間シーケンス１１００を示し、３２個のレーザパルスのシーケンスの各レーザパルスによって照射される基板１０８の領域の２Ｄ位置を示す。具体的には、第４パルス空間シーケンス１１００は、３２個のレーザパルスを使用して、基板１０８の３２個の別個の領域の照射順序を定義し、ここで、３２個の別個の領域は、ＡＯＭビームスキャナ１２０を使用してパルスレーザビーム１５０を２Ｄにおいてステアリングし、検流計ビームスキャナ１２２を使用して、矢印１１２０によって示されるｘ方向においてパルスレーザビーム１５０をステアリングすることによって２Ｄに配置される。第４パルス空間シーケンス１１００は、近隣領域間の間隔の８倍の幅（すなわち、ｙ方向に沿った）を有する。第４パルス空間シーケンス１１００は、近隣領域間の間隔の４倍の長さ（すなわち、ｘ方向に沿った）を有する。第４パルス空間シーケンス１１００については、ｎ＝４、及び、ｍ＝４である。

【0139】

図１２は、図２の方法２００における使用のための第５パルス空間シーケンス１２００を示し、１８個のレーザパルスのシーケンスの各レーザパルスによって照射される基板１０９の領域の２Ｄ位置を示す。具体的には、第５パルス空間シーケンス１２００は、１８個のレーザパルスを使用して、基板１０８の１８個の別個の領域の照射順序を定義し、ここで、１８個の別個の領域は、ＡＯＭビームスキャナ１２０を使用してパルスレーザビーム１５０を２Ｄにステアリングし、検流計ビームスキャナ１２２を使用して、矢印１２２０によって示されるｘ方向においてパルスレーザビーム１５０をステアリングすることによって、２Ｄに配置される。第５パルス空間シーケンス１２００は、近隣領域間の間隔の９倍の幅（すなわち、ｙ方向に沿った）を有する。第５パルス空間シーケンス１２００は、近隣領域間の間隔の２倍の長さ（すなわち、ｘ方向に沿った）を有する。第５パルス空間シーケンス１２００については、ｎ＝４、及び、ｍ＝３である。

【0140】

図８から１２に示される空間シーケンスの説明から理解され得るように、ＡＯＭビームスキャナ１２０及び検流計ビームスキャナ１２２を組み合わせて使用して、パルス空間シーケンス８００、９００、１０００、１１００、１２００に従って基板１０８を照射する結果、基板レーザ処理速度が、検流計ビームスキャナ１２２を単独で使用する場合に達成され得るものより高くなり、また、基板をレーザ処理するための従来技術の方法と比較して、基板１０８のレーザ処理スループットがより高くなり得る。

【0141】

ここで図１３を参照すると、図１の装置１００において使用するための代替的な２軸ＡＯＭビームスキャナ１３００の概略図が示されている。第１及び第２レンズ１３２、１３３がハーフピッチグレーデッドインデックス（ＧＲＩＮ）ロッド１３２４で置き換えられていることを除いて、代替的な２軸ビームスキャナ１３００は、図１に関して説明される２軸ＡＯＭビームスキャナ１２０と同一である。図１３は、パルスレーザ１０２によって放射されたパルスレーザビーム１５０を受信し、パルスレーザビーム１５０を２つの偏向された光線、すなわち、ｘ＋光線１３５２及びｘ－光線１３５３の１つに偏向する（すなわち、ステアリングする）第１ビームスキャナ要素１３０を示す。ｘ＋光線１３５２は、第１スキャナ要素１３０によって、正のｘ方向に偏向されている。ｘ－光線１３５２は、第１スキャナ要素１３０によって、負のｘ方向に偏向されている。ｘ＋光線１３５２及びｘ－光線１３５３は、２軸ビームスキャナ１３００の光軸１３６０から最大に変位した光線に対応する。

【0142】

使用中、２軸ビームスキャナ１３００は、パルスレーザビーム１５０を、ｘ＋光線１３５２及びｘ－光線１３５３の間で、任意の方向に沿ってステアリングする。図１に関して説明された２軸ＡＯＭビームスキャナ１２０のレンズ１３２、１３３と異なり、ＧＲＩＮロッド１３２４は、単一光学要素である。ＧＲＩＮロッド１３２４は１つの単一光学要素なので、ＧＲＩＮロッド１３２４は、アライメントの複雑性を最小化する。ＧＲＩＮロッド１３２４は、ＧＲＩＮロッド１３２４を通る異なる光路の間のパルス遅延変動を低減し、これは、超高速のパルスレーザビーム１５０を使用する基板１０８を処理に重要である。例えば、光軸１３６０に沿って進む光線は、ｘ＋光線１３５２より短い光路を有するが、光軸１３６０に沿って進む光線は、ｘ＋光線１３５２が通過するＧＲＩＮロッド１３２４の領域より高い屈折率を有するＧＲＩＮロッド１３２４のエリア領域を通過する。

【0143】

上で説明された異なる装置及び方法は単に例示であり、請求項は、上で説明された装置及び方法に限定されるものではないことが理解されるべきである。当業者であれば、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、上で説明された装置及び方法に対して様々な修正が行われ得ることを理解するであろう。例えば、ビームスキャナ１２０は、ＡＯＭビームスキャナとして上で説明されているが、ビームスキャナ１２０は、非機械的ビームスキャナ又は任意の種類のソリッドステートビームスキャナであり得る。例えば、ビームスキャナ１２０は、電気光学変調器（ＥＯＭ）ビームスキャナであり得る。

【0144】

ビームスキャナ１２０の第１ビームスキャナ要素１３０は、ｙ軸を中心にパルスレーザビーム１５０を回転させると上で説明され、スキャナ１２０の第２ビームスキャナ要素１３４は、ｘ軸を中心にパルスレーザビーム１５０を回転させると説明されている。しかしながら、代替的なビームスキャナでは、第１ビームスキャナ要素１３０は、ｘ軸を中心にパルスレーザビーム１５０を回転させ得、第２ビームスキャナ要素１３４は、ｙ軸を中心にパルスレーザビーム１５０を回転させ得る。

【0145】

上で説明された更なるビームスキャナ１２２は２軸ビームスキャナであるが、更なるビームスキャナ１２２は、１軸ビームスキャナであり得る。上で説明される更なるビームスキャナ１２２は検流計ビームスキャナであるが、更なるスキャナ１２２は、傾斜ミラービームスキャナであり得る。

【0146】

図４Ａ～７Ｂを参照して説明される基板を改変する方法の各々において、時間の関数としての、異なるレーザパルスによって照射される基板１０８の異なる領域の位置に対するＡＯＭビームスキャナ１２０の寄与が、図４Ｂ、５Ｂ、６Ｂ及び７Ｂに示され、複数の歯を含む対応する周期的鋸歯パターンを含み、ここで、各歯は、時間と共に徐々に増加する値を有する複数の位置によって定義される、より緩やかな正の傾きの部分を含み、より急な負の傾きの部分が後に続く。図４Ａ～７Ｂを参照して説明される基板を改変する方法のいずれかの変形において、時間の関数としての、異なるレーザパルスによって照射された基板１０８の異なる領域の位置に対するＡＯＭビームスキャナ１２０の寄与は、複数の歯を含む対応する周期的鋸歯パターンを含み得、ここで、各歯は、時間と共に徐々に減少する値を有する、複数の位置によって定義される、より緩やかな負の傾きの部分を含み、より急な正の傾きの部分が後に続く。

【0147】

より速いＡＯＭビームスキャナ１２０を使用して、より遅い検流計ビームスキャナ１２２の測定されたビームステアリング構成、及び、より遅い検流計ビームスキャナ１２２の意図されるビームステアリング構成の間の任意の差異を補償することに加えて、又は、それに代えて、より遅い検流計ビームスキャナ１２２の測定されたビームステアリング構成及びより遅い検流計ビームスキャナ１２２の意図されるビームステアリング構成の間の任意の差異を補償するために、パルスレーザ１０２からのレーザパルスの放射のタイミングは制御され得る。

【0148】

方法は、例えば移動可能ステージ１０９を使用して、パルスレーザビーム１５０の伝搬の方向に、及び／又は、パルスレーザビーム１５０の伝搬の方向と反対の方向に基板１０８を移動させる段階を備え得る。そのような方法は、基板１０８が３Ｄにおいて改変されることを可能にし得る。

【0149】

基板１０８の各領域は、単一レーザパルスによって照射されると上で説明されているが、基板１０８の領域の１又は複数は、２又はより多くの非連続レーザパルスによって照射され得る。

【0150】

上のビームステアリング機構１０４は、フォトディテクタ１１０、ＡＷＧ１１２、及びコントローラ１１４を含むと上で説明されているが、これらのコンポーネントの１又は複数はパルスレーザ１０２を提供され得る。

【0151】

パルスレーザ１０２は、１０３５ｎｍの領域における波長を有する一連のレーザパルスの形態でパルスレーザビーム１５０を放射するためのパルスフェムト秒レーザであると上で説明されているが、パルスレーザは、４００ｎｍより大きい波長を有する一連のレーザパルスの形態でパルスレーザビームを放射するよう構成され得る。例えば、パルスレーザは、５２０ｎｍ、８００ｎｍ又は１５５０ｎｍと実質的に等しい波長を有する一連のレーザパルスの形態でパルスレーザビームを放射するよう構成され得る。

【0152】

一連のレーザパルスは、Ｑスイッチレーザ又はモードロックレーザを使用して生成され得る。一連のレーザパルスは、レーザを光変調器と組み合わせて使用して生成され得る。

【0153】

本明細書において開示又は説明される各特徴は、上で説明される異なる装置及び方法のいずれかに、単独で、又は、本明細書において開示又は説明される任意の他の特徴との任意の適切な組み合わせで組み込まれ得る。図面を参照して上で説明される装置又は方法のいずれかの特徴の１又は複数は、同一の装置又は方法の他の特徴の１又は複数と別に使用されるとき、効果をもたらし得る、又は、特長を提供し得る。上で説明された装置及び方法の特徴の特定の組み合わせ以外に、特徴の異なる組み合わせが可能である。

【0154】

当業者であれば、前述の説明及び添付の特許請求の範囲において、「上」、「に沿って」、「側」などの位置に関する用語は、添付の図面に示されるものなど、概念的な図示を参照することを理解するであろう。これらの用語は、参照を容易にするために使用され、限定する性質であることを意図しない。したがって、これらの用語は、添付図面に示される向きのときのオブジェクトを参照していると理解される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【手続補正書】

【提出日】2023-12-12

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パルスレーザビームを生成するためのパルスレーザ；
前記パルスレーザビームを受信するためのビームスプリッタ；
前記ビームスプリッタから前記パルスレーザビームの第１部分を受信するための光学要素の機構、前記光学要素は：
第１の２軸ビームスキャナ要素；
前記第１の２軸ビームスキャナ要素の後の第２の２軸ビームスキャナ要素；及び
前記第２の２軸ビームスキャナ要素の後の顕微鏡対物レンズ
を含む；
基板を収容するステージ、前記ステージは、前記ステージに結合された基板が前記光学要素の機構からパルスレーザビームを受信するように位置決めされる；
前記パルスレーザビームの第２部分を受信するためのフォトディテクタ；及び
前記フォトディテクタからの信号に基づいて、前記第１の２軸ビームスキャナ要素、及び、前記第２の２軸ビームスキャナ要素を作動させるための制御回路
を備えるシステム。

【請求項2】

前記制御回路は、前記第１の２軸ビームスキャナ要素及び前記第２の２軸ビームスキャナ要素を作動させて、レーザパルスごとに前記パルスレーザビームの方向を制御し、その結果、少なくとも３つの連続レーザパルスは、前記基板の前記少なくとも３つの領域の相対的な空間位置、及び、照射の順序を定義する予め定められた空間シーケンスに従って、前記基板の少なくとも３つの領域を順次に照射する、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記制御回路は更に、レーザパルスごとに前記ステージの位置を制御し、その結果、少なくとも３つの連続レーザパルスは、前記基板の前記少なくとも３つの領域の相対的な空間位置及び照射の順序を定義する予め定められた空間シーケンスに従って、前記基板の少なくとも３つの領域を順次に照射する、請求項１又は２に記載のシステム。

【請求項4】

前記制御回路は：
前記パルスレーザビームの公称書き込み位置を前記基板における第１位置に移動するように、前記パルスレーザビームの方向又は前記基板の位置を制御し、その結果、少なくとも３つの連続レーザパルスのうちの第１のものが、前記第１位置を中心とする前記基板の第１領域を照射し；
前記基板における前記第１位置から前記基板における第２位置へ第１方向に沿って前記基板にわたって前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置を移動するように、前記パルスレーザビームの方向又は前記基板の位置を制御し、その結果、前記少なくとも３つの連続レーザパルスのうち第２のものが、前記第２位置を中心とする前記基板の第２領域を照射する；及び
前記基板における前記第２位置から前記基板における第３位置へ第２方向に沿って前記基板にわたって前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置を移動するように、前記パルスレーザビームの方向又は前記基板の位置を制御し、その結果、前記少なくとも３つの連続レーザパルスのうちの第３のものが、前記第３位置を中心とする前記基板の第３領域を照射し、ここで、前記第１方向及び前記第２方向は異なる、
請求項１又は２に記載のシステム。

【請求項5】

前記第１の２軸ビームスキャナ要素は、第１方向において前記パルスレーザビームの方向を制御するための第１の１軸ＡＯＭビームスキャナ要素、及び、第２方向において前記パルスレーザビームの方向を制御するための第２の１軸ＡＯＭビームスキャナ要素を含む２軸音響光学変調器（ＡＯＭ）ビームスキャナ要素である、請求項１又は２に記載のシステム。

【請求項6】

前記第１方向及び前記第２方向は直交する、請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

前記第１の１軸ＡＯＭビームスキャナ要素及び前記第２の１軸ＡＯＭビームスキャナ要素の間に第１レンズ及び第２レンズを更に備え、ここで、前記第１レンズは、前記第１の１軸ＡＯＭビームスキャナ要素から１つの焦点距離の距離にあり、前記第２レンズは、前記第１レンズから２つの焦点距離の距離にあり、前記第２の１軸ＡＯＭビームスキャナ要素は、前記第２レンズから１つの焦点距離の距離にある、請求項５に記載のシステム。

【請求項8】

前記光学要素の機構は更に、前記第１の２軸ビームスキャナ要素及び前記第２の２軸ビームスキャナ要素の間に第１レンズ及び第２レンズを含む、請求項１又は２に記載のシステム。

【請求項9】

前記第１レンズは、前記第１の２軸ビームスキャナ要素から１つの焦点距離の距離にあり、前記第２レンズは、前記第１レンズから２つの焦点距離の距離にあり、前記第２の２軸ビームスキャナ要素は、前記第２レンズから１つの焦点距離の距離にある、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記第２の２軸ビームスキャナ要素は、２軸検流計ビームスキャナである、請求項１又は２に記載のシステム。

【請求項11】

前記光学要素の機構は更に、前記第２の２軸ビームスキャナ要素及び前記顕微鏡対物レンズの間に光リレーシステムを含む、請求項１又は２に記載のシステム。

【請求項12】

前記光リレーシステムは、前記第２の２軸ビームスキャナ要素から１つの焦点距離の距離にある第１レンズを含み、第２レンズは、前記第１レンズから２つの焦点距離の距離にあり、前記顕微鏡対物レンズは、前記第２レンズから１つの焦点距離の距離にある、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記パルスレーザは、少なくとも１００ＫＨｚの繰り返し周波数で一連の周期的レーザパルスを生成する、請求項１又は２に記載のシステム。

【請求項14】

前記パルスレーザは、Ｑスイッチレーザ又はモードロックレーザを含む、請求項１又は２に記載のシステム。

【請求項15】

一連のレーザパルスを含むパルスレーザビームを生成する段階、前記一連のレーザパルスは、少なくとも３つの連続レーザパルスを含む；及び
所望の空間プロファイルに従って基板を改変するように、前記少なくとも３つの連続レーザパルスを前記基板の少なくとも３つの領域を順次に照射する段階、ここで、前記基板の改変は、前記基板の材料の屈折率を改変すること、前記基板の前記材料の化学的エッチング性を改変すること、又は、前記基板の前記材料を除去することのうちの少なくとも１つを含む；及び
レーザパルスごとに前記パルスレーザビームの方向又は前記基板の位置を制御する段階、その結果、前記少なくとも３つの連続レーザパルスは、前記基板の少なくとも３つの領域の相対的な空間位置を定義する、及び、前記基板の前記少なくとも３つの領域の照射の順序を定義する予め定められた空間シーケンスに従って、前記基板の前記少なくとも３つの領域に順次に照射する、
を備える方法。

【請求項16】

前記パルスレーザビームの前記方向、及び／又は、前記基板の前記位置を制御する段階は、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を、前記少なくとも３つの連続レーザパルスのタイミングと同期させる段階、その結果、前記基板の前記少なくとも３つの領域が、前記予め定められた空間シーケンスに従って、前記少なくとも３つの連続レーザパルスで順次に照射される、を含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記パルスレーザビームの前記方向、又は、前記基板の前記位置を制御する段階は：
前記パルスレーザビームの公称書き込み位置を前記基板における第１位置へ移動するように前記パルスレーザビーム又は前記基板の移動を制御する段階、その結果、前記少なくとも３つの連続レーザパルスの第１のものが、前記第１位置を中心とする前記基板の第１領域に照射する；
前記基板における前記第１位置から前記基板における第２位置へ第１方向に沿って前記基板にわたって前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置を移動するように、前記パルスレーザビーム又は前記基板の移動を制御する段階、その結果、前記少なくとも３つの連続レーザパルスの第２のものが、前記第２位置を中心とする前記基板の第２領域に照射する；及び
前記基板における前記第２位置から前記基板における第３位置へ第２方向に沿って前記基板にわたって前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置を移動するように、前記パルスレーザビーム又は前記基板の移動を制御する段階、その結果、前記少なくとも３つの連続レーザパルスの第３のものが、前記第３位置を中心とする前記基板の第３領域に照射し、ここで、前記第１方向及び前記第２方向は異なる、
を含む、請求項１５又は１６に記載の方法。

【請求項18】

予め定められた最小の期間より大きい又はそれに等しい期間だけ離隔されたレーザパルスを使用して、前記基板の任意の２つの最も近い近隣領域に照射する段階、ここで、前記予め定められた最小の期間は、前記基板の前記任意の２つの最も近い近隣領域の温度が、予め定められた閾値温度より小さい又はそれに等しくなるように選択される、を備える、請求項１５又は１６に記載の方法。

【請求項19】

連続レーザパルスで前記基板の任意の２つの領域に照射する段階、ここで、前記基板の前記任意の２つの領域は、予め定められた最小の空間的離隔より大きい又はそれに等しい距離だけ離隔され、ここで、前記予め定められた最小の空間的離隔は、前記基板の前記任意の２つの領域の温度が、予め定められた閾値温度より小さい又はそれに等しくなるように選択される、を備える、請求項１５又は１６に記載の方法。

【請求項20】

前記パルスレーザビームの前記方向及び／又は前記基板の前記位置をレーザパルスごとに制御する段階は、前記基板の前記少なくとも３つの領域に前記少なくとも３つの連続レーザパルスが照射する期間の間に変動する速度で、前記基板にわたって前記パルスレーザビームの公称書き込み位置を移動するように、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を制御する段階を含み、
ここで、前記速度は、第１速度成分及び第２速度成分を含み、ここで、前記第１速度成分は一定であり、前記第２速度成分は可変であり、又は、
ここで、前記第１速度成分は、前記第２速度成分より遅く変動する、
請求項１５又は１６に記載の方法。

【請求項21】

前記第１速度成分は一方向であり、前記第２速度成分は、大きさ及び／又は方向において変動する、請求項２０に記載の方法。

【請求項22】

前記第１速度成分は、前記パルスレーザビームに対する前記基板の移動に関連付けられる、請求項２０に記載の方法。

【請求項23】

前記レーザパルスの１又は複数についての放射タイミングデータを判定又は測定する段階；
前記基板における前記パルスレーザビームの公称書き込み位置を判定又は測定し、及び／又は、前記基板にわたる前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置の速度を判定又は測定する段階；
判定又は測定された前記放射タイミングデータ、及び、前記基板における前記パルスレーザビームの判定又は測定された前記公称書き込み位置、及び、前記基板にわたる前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置の判定又は測定された前記速度のうちの少なくとも１つを使用して、前記基板上の未来のレーザパルスの放射のときの前記基板における前記パルスレーザビームの予測される公称書き込み位置を計算する段階；及び
ビームスキャナのビームステアリング構成、及び／又は、前記ビームスキャナの前記ビームステアリング構成の変更のレートを制御して、前記基板における前記パルスレーザビームの前記予測される公称書き込み位置、及び、前記基板における前記パルスレーザビームの前記所望の未来の公称書き込み位置の間の任意の差異を補償することによって、前記基板における前記パルスレーザビームの前記予測される公称書き込み位置、及び、前記基板における前記パルスレーザビームの対応する所望の未来の公称書き込み位置の間の任意の差異を補償する段階
を備える、請求項１５又は１６に記載の方法。

【請求項24】

前記レーザパルスの１又は複数についての放射タイミングデータを判定又は測定する段階；
より遅いビームスキャナの１又は複数の傾斜角度などのビームステアリング構成を判定又は測定し、及び／又は、前記より遅いビームスキャナの前記１又は複数の傾斜角度の変更のレートなどのビームステアリング構成の変更のレートを判定又は測定する段階；
判定又は測定された前記放射タイミングデータ、及び、前記より遅いビームスキャナの判定又は測定された前記ビームステアリング構成、及び、前記より遅いビームスキャナの前記ビームステアリング構成の判定又は測定された前記変更のレートのうちの少なくとも１つを使用して、未来のレーザパルスの放射のときの前記より遅いビームスキャナの予測されるビームステアリング構成を計算する段階；及び
より速いビームスキャナを使用して、例えば、前記より速いビームスキャナのビームステアリング構成、及び／又は、前記より速いビームスキャナの前記ビームステアリング構成の変更のレートを制御して、前記より遅いビームスキャナの前記予測されるビームステアリング構成、及び、前記未来のレーザパルスの放射のときの前記より遅いビームスキャナの対応する所望のビームステアリング構成の間の任意の差異を補償することによって、前記より遅いビームスキャナの前記予測されるビームステアリング構成、及び、前記未来のレーザパルスの放射のときの前記より遅いビームスキャナの対応する所望のビームステアリング構成の間の任意の差異を補償する段階
を備える、請求項１５又は１６に記載の方法。

【請求項25】

前記基板の前記少なくとも３つの領域は、１Ｄ配列、２Ｄ配列、又は、３Ｄ配列、例えば、均一１Ｄ配列、均一２Ｄ配列、又は均一３Ｄ配列などの配列で配置される、請求項１５又は１６に記載の方法。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１５４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0154】

当業者であれば、前述の説明及び添付の特許請求の範囲において、「上」、「に沿って」、「側」などの位置に関する用語は、添付の図面に示されるものなど、概念的な図示を参照することを理解するであろう。これらの用語は、参照を容易にするために使用され、限定する性質であることを意図しない。したがって、これらの用語は、添付図面に示される向きのときのオブジェクトを参照していると理解される。
［項目１］
基板を改変するための方法であって、
一連のレーザパルスを含むパルスレーザビームを生成する段階、前記一連のレーザパルスは少なくとも３つの連続レーザパルスを含む；及び
前記少なくとも３つの連続レーザパルスが、前記基板の少なくとも３つの領域の相対的な空間位置を定義する予め定められた空間シーケンス、及び、前記基板の前記少なくとも３つの領域の照射の順序に従って、前記基板の前記少なくとも３つの領域に順次に照射するように、前記パルスレーザビームの方向及び／又は前記基板の位置をレーザパルスごとに制御する段階
を備える方法。
［項目２］
前記少なくとも３つの連続レーザパルスが、前記予め定められた空間シーケンスに従って、前記基板の少なくとも３つの領域に順次に照射するように、前記パルスレーザビームの前記方向、及び／又は、前記基板の前記位置をレーザパルスごとに制御する段階は、前記基板の前記少なくとも３つの領域が、前記予め定められた空間シーケンスに従って、前記少なくとも３つの連続レーザパルスで順次に照射されるように、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を前記少なくとも３つの連続レーザパルスのタイミングと同期させる段階を含む、項目１に記載の方法。
［項目３］
前記少なくとも３つの連続レーザパルスが、前記予め定められた空間シーケンスに従って、前記基板の少なくとも３つの領域に順次に照射するように、前記パルスレーザビームの前記方向、及び／又は、前記基板の前記位置をレーザパルスごとに制御する段階は：
前記少なくとも３つの連続レーザパルスのうちの第１のものが、第１位置を中心とする前記基板の第１領域に照射するように、前記パルスレーザビームの公称書き込み位置を前記基板における前記第１位置へ移動させるために、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を制御する段階；
前記少なくとも３つの連続レーザパルスのうちの第２のものが、第２位置を中心とする前記基板の第２領域に照射するように、前記基板にわたる前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置を、第１方向に沿って前記基板における前記第１位置から前記基板における前記第２位置へ移動させるために、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を制御する段階：及び
前記少なくとも３つの連続レーザパルスのうちの第３のものが、第３位置を中心とする前記基板の第３領域に照射するように、前記基板にわたる前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置を、前記第２方向に沿って前記基板における前記第２位置から前記基板における前記第３位置へ移動させるために、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を制御する段階
を含み、
ここで、前記第１及び第２方向は異なる、項目１又は２に記載の方法。
［項目４］
前記基板の前記第３領域は、前記第２領域より前記第１領域の近くに位置する、項目３に記載の方法。
［項目５］
前記基板の前記第３領域は、前記基板の前記第１及び第２領域の間に位置する、項目３又は４に記載の方法。
［項目６］
予め定められた最小の期間より大きい又はそれに等しい期間だけ離隔されたレーザパルスを使用して、前記基板の任意の２つの最も近い近隣領域に照射する段階を備える、任意の前述の項目に記載の方法。
［項目７］
前記予め定められた最小の期間は、前記基板の前記任意の２つの最も近い近隣領域の温度が、予め定められた閾値温度より低い又はそれに等しくなるように選択される、項目６に記載の方法。
［項目８］
連続レーザパルスで前記基板の任意の２つの領域に照射する段階を備え、ここで、前記基板の前記任意の２つの領域は、予め定められた最小の空間的離隔より大きい又はそれに等しい距離だけ離隔されている、任意の前述の項目に記載の方法。
［項目９］
前記予め定められた最小の空間的離隔は、前記基板の前記任意の２つの領域の温度が、予め定められた閾値温度より低い又はそれに等しくなるように選択される、項目８に記載の方法。
［項目１０］
前記パルスレーザビームの前記方向、及び／又は、前記基板の前記位置をレーザパルスごとに制御する段階は、例えば、前記基板に対して前記パルスレーザビームをレーザパルスごとにステアリングすることによって、前記基板に対する前記パルスレーザビームの移動をレーザパルスごとに制御する段階を含む、任意の前述の項目に記載の方法。
［項目１１］
前記パルスレーザビームの前記方向、及び／又は、前記基板の前記位置をレーザパルスごとに制御する段階は、例えば：
前記基板の表面に平行な方向に；
前記基板の表面に直交する方向に；
前記パルスレーザビームの伝搬の方向に；及び／又は
前記パルスレーザビームの伝搬の方向と反対の方向に
前記基板の移動を制御することによって、前記パルスレーザビームに対する前記基板の移動を制御する段階を含む、任意の前述の項目に記載の方法。
［項目１２］
前記パルスレーザビームの前記方向、及び／又は、前記基板の前記位置をレーザパルスごとに制御する段階は、
少なくとも３つの連続レーザパルスが前記基板の前記少なくとも３つの領域に照射する期間の間に変動する速度で、前記基板にわたる前記パルスレーザビームの公称書き込み位置を移動させるために、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を制御する段階
を含み、
ここで、前記速度は、第１及び第２速度成分を含み、
ここで、前記第１速度成分は一定であり、前記第２速度成分は可変であり；又は
前記第１速度成分は、前記第２速度成分より遅く変動する、
任意の前述の項目に記載の方法。
［項目１３］
前記第１速度成分は一方向である、項目１２に記載の方法。
［項目１４］
前記第２速度成分は、大きさ及び／又は方向において変動する、項目１２又は１３に記載の方法。
［項目１５］
前記第１速度成分は、前記パルスレーザビームに対する前記基板の移動に関連付けられる、項目１２から１４のいずれか一項に記載の方法。
［項目１６］
前記第２速度成分は、前記基板に対する前記パルスレーザビームの移動に関連付けられ、例えば、前記第２速度成分は、前記基板に対する前記パルスレーザビームのビームステアリングに関連付けられる、項目１２から１５のいずれか一項に記載の方法。
［項目１７］
前記レーザパルスの１又は複数について放射タイミングデータを判定又は測定する段階；
前記基板における前記パルスレーザビームの公称書き込み位置を判定又は測定する、及び／又は、前記基板にわたる前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置の速度を判定又は測定する段階；
前記判定又は測定された放射タイミングデータ、及び、前記基板における前記パルスレーザビームの前記判定又は測定された公称書き込み位置、及び、前記基板にわたる前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置の前記判定又は測定された速度のうちの少なくとも１つを使用して、前記基板に対する未来のレーザパルスの放射のときの、前記基板における前記パルスレーザビームの予測される公称書き込み位置を計算する段階；及び
例えば、ビームスキャナのビームステアリング構成、及び／又は、前記ビームスキャナの前記ビームステアリング構成の変更のレートを制御することによって、前記基板における前記パルスレーザビームの前記予測される公称書き込み位置、及び、前記基板における前記パルスレーザビームの対応する所望の未来の公称書き込み位置の間の任意の差異を補償し、前記基板における前記パルスレーザビームの前記予測される公称書き込み位置、及び、前記基板における前記パルスレーザビームの前記所望の未来の公称書き込み位置の間の任意の差異を補償する段階
を備える、任意の前述の項目に記載の方法。
［項目１８］
前記レーザパルスの１又は複数について、放射タイミングデータを判定又は測定する段階；
より遅いビームスキャナの１又は複数の傾斜角度などのビームステアリング構成を判定又は測定する、及び／又は、前記より遅いビームスキャナの前記１又は複数の傾斜角度の変更のレートなどのビームステアリング構成の変更のレートを判定又は測定する段階；
前記判定又は測定された放射タイミングデータ、及び、前記より遅いビームスキャナの前記判定又は測定されたビームステアリング構成、及び、前記より遅いビームスキャナの前記ビームステアリング構成の前記判定又は測定された変更のレートのうちの少なくとも１つを使用して、前記未来のレーザパルスの放射のときの、前記より遅いビームスキャナの予測されるビームステアリング構成を計算する段階；及び
より速いビームスキャナを使用して、例えば、前記より速いビームスキャナのビームステアリング構成、及び／又は、前記より速いビームスキャナの前記ビームステアリング構成の変更のレートを制御することによって、前記未来のレーザパルスの放射のときの、前記より遅いビームスキャナの前記予測されるビームステアリング構成、及び、前記より遅いビームスキャナの対応する所望のビームステアリング構成の間の任意の差異を補償し、前記未来のレーザパルスの放射のときの、前記より遅いビームスキャナの前記予測されるビームステアリング構成、及び、前記より遅いビームスキャナの対応する所望のビームステアリング構成の間の任意の差異を補償する段階
を備える、項目１から１６のいずれか一項に記載の方法。
［項目１９］
前記一連のレーザパルスは周期的である；
前記一連のレーザパルスは、少なくとも１００ＫＨｚ、少なくとも１ＭＨｚ、少なくとも２ＭＨｚ、少なくとも５ＭＨｚ、又は、少なくとも１０ＭＨｚの繰り返し周波数を有する；
前記一連のレーザパルスは、Ｑスイッチレーザ又はモードロックレーザを使用して生成される；及び
前記一連のレーザパルスは、レーザを光変調器と組み合わせて使用して生成される
のうちの少なくとも１つである、任意の前述の項目に記載の方法。
［項目２０］
前記基板の前記少なくとも３つの領域は、１Ｄ配列、２Ｄ配列、又は３Ｄ配列、例えば、均一な１Ｄ配列、均一な２Ｄ配列、又は均一な３Ｄ配列などの配列に配置される、任意の前述の項目に記載の方法。
［項目２１］
所望の空間プロファイルに従って前記基板を改変するために、前記少なくとも３つの連続レーザパルスで前記基板の前記少なくとも３つの領域に順次に照射する段階を備え、任意選択的に、
前記基板を改変することは、
前記基板の材料の屈折率を改変すること；
前記基板の前記材料の化学的エッチング性を改変すること；又は
前記基板の前記材料を除去すること
のうちの少なくとも１つを含む、
任意の前述の項目に記載の方法。
［項目２２］
基板を改変するための装置であって、
少なくとも３つの連続レーザパルスを含む一連のレーザパルスを含むパルスレーザビームを生成するためのパルスレーザ；及び
前記少なくとも３つの連続レーザパルスが、相対的な空間位置を定義する予め定められた空間シーケンス、及び、前記基板の前記少なくとも３つの領域の照射の順序に従って、前記基板の少なくとも３つの領域に順次に照射するように、前記パルスレーザビームの方向、及び／又は、前記基板の位置をレーザパルスごとに制御するための照射制御機構
を備える装置。
［項目２３］
前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を、前記少なくとも３つの連続レーザパルスのタイミングと同期させることによって、前記少なくとも３つの連続レーザパルスが、前記予め定められた空間シーケンスに従って、前記基板の少なくとも３つの領域に順次に照射するように、前記照射制御機構は、前記パルスレーザビームの前記方向、及び／又は、前記基板の前記位置をレーザパルスごとに制御するよう構成され、その結果、前記基板の前記少なくとも３つの領域は、前記予め定められた空間シーケンスに従って前記少なくとも３つの連続レーザパルスで順次に照射される、項目２２に記載の装置。
［項目２４］
前記少なくとも３つの連続レーザパルスのうちの第１のものが、前記第１位置を中心とする前記基板の第１領域に照射するように、前記パルスレーザビームの公称書き込み位置を前記基板における第１位置へ移動させるために、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を制御することによって；
前記少なくとも３つの連続レーザパルスのうちの第２のものが、第２位置を中心とする前記基板の第２領域に照射するように、前記基板にわたる前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置を、第１方向に沿って、前記基板における前記第１位置から前記基板における前記第２位置へ移動させるために、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を制御することによって；及び
前記少なくとも３つの連続レーザパルスの第３のものが、第３位置を中心とする前記基板の第３領域に照射するように、前記基板にわたる前記パルスレーザビームの前記公称書き込み位置を、第２方向に沿って、前記基板における前記第２位置から前記基板における前記第３位置へ移動させるために、前記パルスレーザビーム及び／又は前記基板の移動を制御することによって、
前記少なくとも３つの連続レーザパルスが、前記予め定められた空間シーケンスに従って、前記基板の少なくとも３つの領域に順次に照射するように、前記照射制御機構は、前記パルスレーザビームの前記方向、及び／又は、前記基板の前記位置をレーザパルスごとに制御するよう構成されており、
ここで、前記第１及び第２方向は異なる、項目２２又は２３に記載の装置。
［項目２５］
前記基板の前記第３領域は、前記第２領域より前記第１領域の近くに位置する、項目２４に記載の装置。
［項目２６］
前記照射制御機構は、前記基板における前記パルスレーザビームの位置をレーザパルスごとに制御するためのスキャナを含み、任意選択的に、
前記スキャナは、非機械的スキャナ、ソリッドステートスキャナ、音響光学変調器スキャナ、又は、電気光学変調器スキャナのうちの少なくとも１つを含み、任意選択的に、
前記スキャナは、２つの非平行軸及び／又は２つの直交軸などの１軸又は２軸を中心に前記パルスレーザビームの方向を回転させるよう構成され、任意選択的に、
前記スキャナは、対応する第１軸を中心に前記パルスレーザビームの角度を変動させるための第１スキャナ要素、及び、対応する第２軸を中心に前記パルスレーザビームの角度を変動させるための第２スキャナ要素を含み、ここで、前記第１及び第２軸は、非平行であり、及び／又は直交し、任意選択的に：
前記スキャナは、４ｆ構成で配置された第１レンズ及び第２レンズを含み、前記第１及び第２レンズは、２ｆの距離だけ離隔され、前記第１スキャナ要素は前記第１レンズの後方焦点面に位置し、前記第２スキャナ要素は、前記第２レンズの前方焦点面に位置し；又は
前記スキャナはハーフピッチＧＲＩＮロッドレンズを含み、ここで、前記第１スキャナ要素は、前記ハーフピッチＧＲＩＮロッドレンズの第１端に位置し、前記第２スキャナ要素は、前記ハーフピッチＧＲＩＮロッドレンズの第２端に位置する、
のいずれかである、項目２２から２５のいずれか一項に記載の装置。

【国際調査報告】