(57)【要約】  被加工物（１１０）の加工面（１０８）上のターゲット位置（１０６）における小さい特徴形状をレーザ加工する。ビーム経路に沿って伝播するレーザビーム（１０４）は、小さい特徴形状を加工するために、加工面上のターゲット位置に入射するように方向付けられる。加工面上にレーザビームを収束するように寸法決めされたフォーカスレンズ（１１２）は、小さい特徴形状をレーザ加工し、これによって、被加工物からフォーカスレンズに向かってターゲット材料が排出されるようにビーム経路内の加工面から短い作動距離（ｘ１）に設定される。フォーカスレンズと、加工面との間に配設された犠牲保護部材（１１４）は、フォーカスレンズによって集光され、加工面に入射するレーザビームを、顕著な歪み又は吸収なしで透過する。犠牲保護部材は、十分な量の排出されたターゲット材料が、フォーカスレンズに到達し、フォーカスレンズを汚染することを防止するように排出されたターゲット材料を遮蔽する。【選択図】  図１
2011515227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物（１１０）の加工面（１０８）上のターゲット位置（１０６）において小さい特徴形状をレーザ加工するレーザ微細加工システム（１００）を構成する方法において、
レーザビーム（１０４）を、ビーム経路に沿って伝播して、被加工物（１１０）の加工面（１０８）上のターゲット位置（１０６）に入射して、前記被加工物（１１０）の小さい特徴形状を加工するように方向付けるステップと、
前記加工面（１０８）上に前記レーザビーム（１０４）を収束するように寸法決めされたフォーカスレンズ（１１２）を、前記ビーム経路内の前記加工面（１０８）から短距離に設定し、前記小さい特徴形状をレーザ加工して、これによって、前記被加工物（１１０）から前記フォーカスレンズ（１１２）に向かってターゲット材料が排出されるステップと、
前記フォーカスレンズ（１１２）と前記被加工物（１１０）の前記加工面（１０８）との間に、犠牲保護部材（１１４）を配設し、前記フォーカスレンズ（１１２）によって集光され、前記加工面（１０８）に入射する前記レーザビーム（１０４）を、前記犠牲保護部材（１１４）は顕著な歪み及び吸収なしで透過し、前記排出されたターゲット材料が、前記フォーカスレンズ（１１２）に到達し、前記フォーカスレンズ（１１２）を汚染することを防止するように十分な量の前記排出されたターゲット材料を前記犠牲保護部材（１１４）が遮蔽するステップとを有する方法。
【請求項２】
前記フォーカスレンズ（１１２）を、前記被加工物（１１０）の前記加工面（１０８）から５０ｍｍ未満の距離に設定するステップを更に有する請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記被加工物（１１０）の前記加工面（１０８）の上方に前記犠牲保護部材（１１４）を懸架させて、前記犠牲保護部材（１１４）が前記加工面（１０８）に接触しないようにするステップを更に有する請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記被加工物（１１０）の前記加工面（１０８）上に前記犠牲保護部材（１１４）を載置し、接触させるステップを更に有する請求項１記載の方法。
【請求項５】
被加工物（１１０）からターゲット材料を除去するレーザ微細加工システム（１００）において、
ビーム経路に沿って伝播し、被加工物（１１０）の加工面（１０８）上のターゲット位置（１０６）に入射して、前記ターゲット位置（１０６）において、前記被加工物（１１０）からターゲット材料を除去し、前記加工面（１０８）から離れる方向に吐き出される排出されたターゲット材料を生成するレーザビーム（１０４）を放出するレーザビーム源（１０２）と、
ビーム経路内に配設され、前記被加工物（１１０）の前記加工面（１０８）上の前記ターゲット位置（１０６）に前記レーザビーム（１０４）を集光するレンズ（１１２）であって、前記被加工物（１１０）の前記加工面（１０８）から排出され、吐き出されたターゲット材料が、遮蔽されていなければ、前記レンズ（１１２）に到達できる十分短い作動距離（ｘ１）に設定されたレンズ（１１２）と、
前記レンズ（１１２）と、前記被加工物（１１０）の前記加工面（１０８）との間に配設され、前記レンズ（１１２）によって集光され、前記加工面（１０８）に入射する前記レーザビーム（１０４）を、顕著な歪み及び吸収なしで透過し、前記排出されたターゲット材料が、前記レンズ（１１２）に到達し、前記レンズ（１１２）を汚染することを防止するように、十分な量の前記排出されたターゲット材料を遮蔽する犠牲保護部材（１１４）とを備えるレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項６】
前記排出され、遮蔽されたターゲット材料は、前記犠牲保護部材（１１４）に埋まり、これによって、前記犠牲保護部材（１１４）は、前記レンズ（１１２）によって前記ターゲット位置（１０６）に集光された前記レーザビーム（１０４）を透過するために使用不能になる請求項５記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項７】
前記作動距離（ｘ１）は、５０ミリメートル未満である請求項５記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項８】
前記犠牲保護部材（１１４）は、前記被加工物（１１０）の前記加工面（１０８）上に堆積されたコンフォーマルコーティング（４１４）である請求項５記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項９】
前記コンフォーマルコーティング（４１４）は、蒸着コーティングである請求項８記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１０】
前記コンフォーマルコーティング（４１４）は、スピンコーティングである請求項８記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１１】
前記犠牲保護部材（１１４）は、剛体シート（３１４）である請求項５記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１２】
前記被加工物（１１０）は、前記チャック（２０４）によって適所に保持され、前記剛体シート（３１４）は、前記加工面（１０８）に接触し、前記チャック（２０４）によって前記加工面（１０８）に押し付けられている請求項１１記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１３】
前記被加工物（１１０）は、前記チャック（２０４）によって適所に保持され、前記剛体シート（３１４）は、前記チャック（２０４）に連結されたシート支持体（３０２）によって、前記加工面（１０８）の上方に懸架されている請求項１１記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１４】
前記犠牲保護部材（１１４）は、フレキシブルシート（２１４）である請求項５記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１５】
前記フレキシブルシート（２１４）は、前記加工面（１０８）に接触し、密着する請求項１４記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１６】
前記被加工物（１１０）は、チャック（２０４）によって適所に保持され、前記フレキシブルシート（２１４）は、前記加工面（１０８）の上方に懸架され、前記チャック（２０４）に連結されたフレーム（２０２）によって、引っ張って保持されている請求項１４記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１７】
前記レンズ（１１２）は、複数のレーザビーム（１０４）の１つを、前記加工面（１０８）上の複数のターゲット位置の１つに集光する複数のレンズの１つであり、前記犠牲保護部材（１１４）は、前記複数のレーザビーム（１０４）を透過させて、前記複数のターゲット位置に入射させる請求項５記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１８】
前記犠牲保護部材（１１４）は、前記レーザビーム（１０４）に光学的に影響し、前記レンズ（１１２）は、前記レンズ（１１２）が前記ターゲット位置（１０６）にレーザビーム（１０４）を集光するように、前記犠牲保護部材（１１４）の光学的影響を考慮して配設される請求項５記載のレーザ微細加工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズの顕著な汚染を防止するためのレンズ及び犠牲保護部材を含むレーザ微細加工システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザ微細加工システムは、被加工物の加工面上のターゲット位置にレーザビームを集光するレンズを含む。集光されたレーザビームは、被加工物から材料を取り除き、排出されたターゲット材料を生成する。このターゲット材料は、レンズに向かって吐き出される。従来のシステムでは、レンズは、被加工物から十分遠い作動距離（例えば、５０ミリメートル（ｍｍ））に配設されており、この場合、排出されたターゲット材料の一部がレンズに接触したり、レンズを汚染したりすることはない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、レーザ微細加工の分野では、被加工物上の小さい加工形状が望まれている。小さい加工形状は、被加工物の加工面に回折限界スポットが小さい入射光を生成するために、高開口数（ＮＡ）、例えば、ＮＡが１のレンズを必要とする。従来のレーザ微細加工システムのレンズは、排出されたターゲット材料がレンズに達することを防止するために、遠い作動距離に配設されるので、従来のシステムは、高いＮＡを達成するために、大きな直径のフォーカスレンズを使用する。従来では、例えば、１のＮＡを達成するために、５０ｍｍの作動距離に配設された１００ｍｍの直径を有するレンズが使用されている。大きな直径を有するレンズによって、コストが高くなる。
【０００４】
したがって、排出されたターゲット材料によってレンズを汚染することなく、従来のレーザ微細加工システムのレンズに比べて、より小さく、より安価で、より近い作動距離に配設される、高ＮＡレンズを含むレーザ微細加工システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ここに開示する好ましい実施の形態は、被加工物の加工面上のターゲット位置において、小さい特徴形状のレーザ加工を実行する。ビーム経路に沿って伝播するレーザビームは、被加工物の加工面上のターゲット位置に入射して、小さい特徴形状を加工するように方向付けられる。加工面上にレーザビームを収束するように寸法決めされたフォーカスレンズは、小さい特徴形状をレーザ加工し、これによって、被加工物からフォーカスレンズに向かってターゲット材料が排出されるようにビーム経路内の加工面から短い作動距離に設定される。フォーカスレンズと、被加工物の加工面との間に配設された犠牲保護部材は、フォーカスレンズによって集光され、加工面に入射するレーザビームを、顕著な歪み又は吸収なしで透過する。犠牲保護部材は、排出されたターゲット材料が、フォーカスレンズに到達し、フォーカスレンズを汚染することを防止するように十分な量の排出されたターゲット材料を遮蔽する。
【発明の効果】
【０００６】
この手法により、フォーカスレンズは、排出されたターゲット材料によって顕著に汚染されることなく、被加工物の加工面から短い作動距離に設定することができる。フォーカスレンズは、短い作動距離に設定できるので、フォーカスレンズは、直径を小さくすることができ、高いＮＡ及び高い性能（すなわち、小さいスポットサイズ）によって特徴付けることができる。
【０００７】
更なる側面及び利点は、添付の図面を参照して進められる好ましい実施の形態の以下の詳細な説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】好ましい実施の形態のレーザ微細加工システムの略図である。
【図２ａ】第１の実施の形態に基づくレーザ微細加工システムのフレキシブルシートを示す図である。
【図２ｂ】第１の実施の形態に基づくレーザ微細加工システムのフレキシブルシートを示す図である。
【図３ａ】第２の実施の形態に基づくレーザ微細加工システムの剛体シートを示す図である。
【図３ｂ】第２の実施の形態に基づくレーザ微細加工システムの剛体シートを示す図である。
【図４】第３の実施の形態に基づくレーザ微細加工システムのコンフォーマル層を示す図である。
【図５ａ】好ましい実施の形態のレーザ微細加工システムを示す図である。
【図５ｂ】従来のレーザ微細加工システムを示す図である。
【図６】好ましい実施の形態のレーザ微細加工システムで用いられる複数のレーザビーム及び複数の関連するレンズを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、レーザ微細加工システムの好ましい実施の形態について説明する。同様の参照符号が付されたシステムの構成要素は、説明する実施の形態のそれぞれにおいて、同様の機能を担っている。レーザ微細加工システムの好ましい実施の形態は、被加工物の排出されたターゲット材料によって１つ又は複数のレンズを顕著に汚染することがないよう、被加工物の加工面から十分短い作動距離に配設された１つ以上のレンズを含む。
【００１０】
図１は、レーザ微細加工システム１００を示しており、レーザ微細加工システム１００は、レーザビーム源１０２を含む。レーザビーム源１０２は、レーザビーム１０４を生成及び出射し、レーザビーム１０４は、ビーム軸１０４’によって表現されるビーム経路に沿って伝播し、被加工物１１０の加工面１０８上のターゲット位置１０６に入射する。レーザビーム源１０２は、当業者に周知の如何なる種類のレーザエネルギ生成デバイスであってもよい。また、レーザ微細加工システム１００は、レーザビーム１０４のビーム経路を変更するミラー（図示せず）を備えていてもよい（すなわち、レーザビーム源１０２は、ターゲット位置１０６の真上ではない位置にあってもよい）。レーザ微細加工システム１００は、レーザビーム１０４のビーム経路内に配設され、ターゲット位置１０６にレーザビーム１０４を集光するレンズ１１２を備える。レンズ１１２は、レーザビーム１０４を加工面１０８上に収束させ、例えば、形状寸法が約０．２５マイクロメートル（μｍ）〜約５０μｍの範囲の小さい特徴形状をレーザ加工する。
【００１１】
レンズ１１２は、ターゲット位置１０６にレーザビーム１０４を集光することができる如何なる種類の収束レンズであってもよい。レンズ１１２の直径は、如何なるサイズであってもよいが、好ましくは、レンズ１１２は、１００ｍｍ未満の直径を有する小さいレンズである。レンズ１１２の直径は、レンズ１１２と加工面１０８との間の作動距離ｘ１及び所望のＮＡによって決定される。例えば、１のＮＡが望ましく、レンズ１１２と加工面１０８との間の作動距離ｘ１が約２５ｍｍである場合、レンズ１１２の直径は、約５０ｍｍとすることができる。レンズ１１２と加工面１０８との間の作動距離ｘ１が約５ｍｍである場合、１のＮＡを達成するには、レンズ１１２の直径は、約１０ｍｍにするとよい。所定のＮＡ及び所定の性能（すなわち、ターゲット位置１０６におけるスポットサイズ）について、レンズ１１２の直径は、作動距離ｘ１の変更に直接的に関連して変化する。レンズ１１２の質量は、直径の３乗に比例し、したがって、作動距離ｘ１の３乗に比例する。レンズ１１２は、複合レンズシステム内の複数のレンズの１つであってもよい。レンズ１１２は、保護層と連携して動作するように設計されたレンズであってもよい。例えば、レンズ１１２は、コンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）技術で用いられる種類のレンズであってもよく、すなわち、ＣＤ又はＤＶＤ上に設けられている保護層を介して動作するように設計してもよい。
【００１２】
レーザ微細加工システム１００は、レンズ１１２と、被加工物１１０の加工面１０８との間に配設された犠牲保護部材１１４を含む。ここに示す実施の形態では、犠牲保護部材１１４は、加工面１０８から離間している。犠牲保護部材１１４は、レーザビーム１０４を顕著に歪ませ及び吸収することなく、レンズ１１２によって集光されたレーザビーム１０４を透過させ、ターゲット位置１０６において、加工面１０８上に入射させる。犠牲保護部材１１４は、レーザビーム１０４に対して光学的影響を有することがあるが、レンズ１１２及びレーザ微細加工システム１００の他の光学部品を設計する際に、犠牲保護部材１１４の光学的影響を補償することができる（すなわち、犠牲保護部材１１４と共に用いる場合、レンズ１１２を完全に補正してもよい）。
【００１３】
実際の動作では、レーザビーム１０４が、ターゲット位置１０６において加工面１０８に入射すると、レーザビーム１０４は、ターゲット位置１０６からターゲット材料を除去し、排出されたターゲット材料を生成する。このターゲット材料は、加工面１０８から離れ、概ね一般にビーム経路に沿う方向に吐き出される。排出されたターゲット材料がビーム経路に沿う方向に吐き出されることは、少なくとも幾らかの排出されたターゲット材料が、概ねレンズ１１２に向かう方向に吐き出され、これにより、排出され、遮蔽されていないターゲット材料は、レンズ１１２に接触し、レンズ１１２を汚染することを意味する。犠牲保護部材１１４は、排出されたターゲット材料を遮蔽して、排出されたターゲット材料がレンズ１１２に到達して、レンズ１１２を顕著に汚染することを防止する。犠牲保護部材１１４は、被加工物毎に一回だけしか使用できないという点で犠牲的であり、レーザビーム１０４が排出されたターゲット材料を生成した後は、犠牲保護部材１１４の表面１１６には、排出されたターゲット材料が埋まり、これによって、犠牲保護部材１１４は、後の被加工物での使用には、光学的に不適切になる（すなわち、犠牲保護部材１１４は、レンズ１１２によってターゲット位置１０６に集光されるレーザビーム１０４を透過するために使用不能になる）。ここで、以下の実施の形態に基づいて、犠牲保護部材１１４をより詳細に説明する。
【００１４】
第１の実施の形態
図２ａ及び図２ｂに示す第１の実施の形態では、犠牲保護部材１１４は、フレキシブルシート２１４である。フレキシブルシート２１４は、顕著な歪み又は吸収なしでレーザビーム１０４を透過することができる如何なる種類の透明材料であってもよい。例えば、レーザビーム１０４の波長及びフルーエンスに応じて、ポリマ、例えば、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、光学等級のポリウレタン（ＰＵ）、環状オレフィンポリマ／コポリマ（ＣＯＰ／ＣＯＣ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエーテルアミド（ＰＥＩ）等の全てが、フレキシブルシート２１４の良い候補材料となる。例えば、これらの材料の全ては、可視光線及び近赤外線を透過するが、ある等級のＰＭＭＡだけが、３５０ナノメートル（ｎｍ）を透過し、このため、３５５ｎｍレーザについては、ＰＭＭＡが好ましい選択肢である。これらは、全て、比較的安価であり、薄いシートとして入手することができる。ＰＭＭＡ、ＰＳ及びオレフィンは、高い内部透過率を有し、このため、これらは、その目的を達成する前に、レーザエネルギの吸収がフレキシブルシート２１４を破損する可能性がある高フルーエンスビームのための好ましい候補である。
【００１５】
図２ａに示すように、フレキシブルシート２１４は、フレーム２０２によって、加工面１０８の上方に懸架されている（すなわち、フレキシブルシート２１４は、加工面１０８に接触しない）。また、フレーム２０２は、フレキシブルシート２１４を引っ張って保持する。フレーム２０２は、チャック２０４によって、適所に保持され、又はチャック２０４に連結され、チャック２０４は、被加工物１１０も保持する。フレキシブルシート２１４は、加工面１０８の表面積より大きい表面積を有していてもよい。フレキシブルシート２１４は、加工面１０８の上方に懸架されているので、フレキシブルシート２１４は、多量の排出されたターゲット材料を収容することができる。フレキシブルシート２１４と加工面１０８との間のギャップ距離Ｄを比較的大きくすることによって、排出されたターゲット材料を表面１１６の上方の広い領域に亘って拡散させてもよい。逆に、フレキシブルシート２１４と加工面１０８との間のギャップ距離Ｄを比較的小さくして、排出されたターゲット材料が、ターゲット位置１０６に対応する表面１１６上の局所的な領域２０６に埋まることで、排出されて埋まったターゲット材料が、他のターゲット位置において、他のターゲット材料の除去を妨害することを防止するようにしてもよい。
【００１６】
これに代えて、フレキシブルシート２１４は、被加工物１１０の加工面１０８に接触してもよい。図２ｂでは、フレキシブルシート２１４は、被加工物１１０の加工面１０８上に載置され、これに密着している。フレキシブルシート２１４は、加工面１０８に密着しているので、幾らかのターゲット材料の排出は、物理的に妨害され、ターゲット位置１０６の付近の加工面１０８上にターゲット材料が残ることがある。したがって、フレキシブルシート２１４を加工面１０８に密着させることは、比較的少量の材料を除去する状況に最も適している。両方の状況、すなわち、フレキシブルシート２１４を上方に懸架する場合も、接触させる場合も、フレキシブルシート２１４は、被加工物１１０を処理した後に、容易に取り除くことができる。
【００１７】
第２の実施の形態
図３ａ及び図３ｂに示す第２の実施の形態では、犠牲保護部材１１４は、剛体シート３１４である。剛体シート３１４は、顕著な歪み又は吸収なしでレーザビーム１０４を透過することができる如何なる種類の透明材料であってもよい。例えば、レーザビーム１０４の波長及びフルーエンスに応じて、ガラス、溶融シリカ若しくはポリマ、例えば、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、光学等級のポリウレタン（ＰＵ）、環状オレフィンポリマ／コポリマ（ＣＯＰ／ＣＯＣ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエーテルアミド（ＰＥＩ）等の全てが、剛体シート３１４の良い候補材料となる。例えば、これらの材料の全ては、可視光線及び近赤外線を透過するが、溶融シリカ及びある等級のＰＭＭＡだけが、３５０ナノメートル（ｎｍ）を透過し、このため、３５５ｎｍレーザについては、溶融シリカ又はＰＭＭＡが好ましい選択肢である。これらは、全て、比較的安価であり、厚板の形式で、又は所望の形状及び厚さに射出成形された状態で入手することができる。溶融シリカ、ガラス、ＰＭＭＡ、ＰＳ及びオレフィンは、高い内部透過率を有し、このため、これらは、その目的を達成する前に、レーザエネルギの吸収が剛体シート３１４を破損する可能性がある高フルーエンスビームのための好ましい候補である。
【００１８】
図３ａでは、剛体シート３１４は、加工面１０８の上方に懸架されている。剛体シート３１４は、シート支持体３０２によって加工面１０８の上方に懸架してもよい。シート支持体３０２は、チャック２０４に連結してもよく、又はチャック２０４の一部として一体に形成してもよい。また、剛体シート３１４は、加工面１０８の上方に懸架し、加工面１０８の外側の縁部（lip）によって支持し、真空圧又は機械的固定によってチャック２０４に押し当てるようにしてもよい。剛体シート３１４は、通常、加工面１０８より表面積が大きい。剛体シート３１４は、加工面１０８の上方に懸架されているので、剛体シート３１４は、多量の排出されたターゲット材料を収容することができる。剛体シート３１４と加工面１０８との間のギャップ距離Ｄを比較的大きくすることによって、排出されたターゲット材料を表面１１６の上方の広い領域に亘って拡散させてもよい。逆に、剛体シート３１４と加工面１０８との間のギャップ距離Ｄを比較的小さくして、排出されたターゲット材料が、ターゲット位置１０６に対応する表面１１６上の局所的な位置３０６に埋まることで、排出されて埋まったターゲット材料が、他のターゲット位置において、他のターゲット材料の除去を妨害することを防止するようにしてもよい。
【００１９】
これに代えて、剛体シート３１４は、被加工物１１０の加工面１０８に接触してもよい。図３ｂでは、剛体シート３１４は、被加工物１１０の加工面１０８上に載置されている。剛体シート３１４は、真空圧又は機械的固定によってチャック２０４に押し当てられている。剛体シート３１４は、加工面１０８に接触しているので、幾らかのターゲット材料の排出は、物理的に妨害され、ターゲット位置１０６の付近の加工面１０８上に残ることがある。したがって、剛体シート３１４を加工面１０８に接触させることは、比較的少量の材料を除去する状況に最も適している。両方の状況、すなわち、剛体シート３１４を上方に懸架する場合も、接触させる場合も、剛体シート３１４は、被加工物１１０を処理した後に、容易に取り除くことができる。
【００２０】
第３の実施の形態
図４に示す第３の実施の形態では、犠牲保護部材１１４は、被加工物１１０の加工面１０８上のコンフォーマルコーティング（conformal coating）４１４である。コンフォーマルコーティング４１４は、蒸着コーティングプロセス（すなわち、パリレンコーティング）又はスピンコーティングプロセスによって、加工面１０８に堆積させてもよい。コンフォーマルコーティング４１４は、フレキシブルシート２１４及び剛体シート３１４のために用いられる材料と同様のポリマ材料であってもよく、ポリマ材料は、担体内に溶融してもよく、被加工物１１０上で重合が行われる２段階プロセスによって適用してもよい。ターゲット材料の除去の後に、コンフォーマルコーティング４１４は、取り除いてもよく、加工面１０８上に残してもよい。（１）コンフォーマルコーティング４１４は、排出されたターゲット材料の全てを確保できるわけではなく、（２）コンフォーマルコーティング４１４は、ターゲット材料の排出を物理的に妨害して、幾らかのターゲット材料がターゲット位置１０６に残り、（３）コンフォーマルコーティング４１４の光学的性質は、１つの特徴形状の除去プロセスの間に劣化し、後の除去段階に影響が生じることがある等の理由から、コンフォーマルコーティング４１４は、取り除かれる材料が少量である場合に適している。
【００２１】
上述した実施の形態は、従来のレーザ微細加工システムに比べて、多数の利点を有している。図５ａ及び図５ｂ（縮尺は原寸に比例していない。）は、それぞれ、好ましい実施の形態のレーザ微細加工システム１００と、従来のレーザ微細加工システム５００とを比較して示している。例えば、レーザ微細加工システム１００の犠牲保護部材１１４は、レンズ１１２に向かって吐き出される排出されたターゲット材料を遮蔽するので、レンズ１１２は、従来のレーザ微細加工システム５００の作動距離ｘ２より短い作動距離ｘ１に配設することができる（例えば、作動距離ｘ２をｘ１に等しくしたとすると、排出されたターゲット材料５１８が、従来のレーザ微細加工システム５００のレンズ５１２を汚染してしまう）。換言すれば、作動距離ｘ１は、排出され、吐き出されたターゲット材料が遮蔽されなければ、レンズ１１２に到達するような短い距離に設定することができる。
【００２２】
また、レンズ１１２は、近い作動距離に配設することができるので、レンズ１１２は、従来のレーザ微細加工システム５００のレンズ５１２より小さくしても、高いＮＡ及び高い性能を維持することができる。レンズの小型化によって、レンズ１１２は、レンズ５１２より安価になる。また、レンズ１１２は、レンズ５１２より軽くなり、したがって、レーザ微細加工システム１００のレンズフォーカシング機構の動力を改善できる。またレンズ１１２は、レンズ５１２より小さいので、図６に示すように、被加工物１１０上で平行に動作する複数のレンズ１１２及びレーザビーム１０４を提供できる。
【００２３】
ここに開示した上述の実施の形態の詳細は、その基底にある原理から逸脱することなく、様々に変形できることは当業者にとって明らかである。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲のみによって判断される。
【図１】
2011515227.tif 000003
【図２ａ】
2011515227.tif 000004
【図２ｂ】
2011515227.tif 000005
【図３ａ】
2011515227.tif 000006
【図３ｂ】
2011515227.tif 000007
【図４】
2011515227.tif 000008
【図５ａ】
2011515227.tif 000009
【図５ｂ】
2011515227.tif 000010
【図６】
2011515227.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月25日(2010.11.25)
【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】
被加工物（１１０）の加工面（１０８）上のターゲット位置（１０６）において小さい特徴形状をレーザ加工するレーザ微細加工システム（１００）を構成する方法において、
レーザビーム（１０４）を、ビーム経路に沿って伝播して、被加工物（１１０）の加工面（１０８）上のターゲット位置（１０６）に入射して、前記被加工物（１１０）の小さい特徴形状を加工するように方向付けるステップと、
前記加工面（１０８）上に前記レーザビーム（１０４）を収束するように寸法決めされたフォーカスレンズ（１１２）を、前記ビーム経路内の前記加工面（１０８）から短距離に設定し、前記小さい特徴形状をレーザ加工して、これによって、前記被加工物（１１０）から前記フォーカスレンズ（１１２）に向かってターゲット材料が排出されるステップと、
前記フォーカスレンズ（１１２）と前記被加工物（１１０）の前記加工面（１０８）との間に、前記排出されたターゲット材料が犠牲保護部材（１１４）によって遮蔽されるように、また前記ターゲット位置に対応する局所的な位置において前記犠牲保護部材（１１４）に前記排出されたターゲット材料が埋まるように、前記加工面に対して配設された前記犠牲保護部材（１１４）を備え、前記フォーカスレンズ（１１２）によって集光され、前記加工面（１０８）に入射する前記レーザビーム（１０４）を、前記犠牲保護部材（１１４）は顕著な歪み及び吸収なしで透過し、前記排出されたターゲット材料が、前記フォーカスレンズ（１１２）に到達し、前記フォーカスレンズ（１１２）を汚染することを防止するように十分な量の前記排出されたターゲット材料を前記犠牲保護部材（１１４）が遮蔽するステップとを有する方法。
【請求項２】
前記フォーカスレンズ（１１２）を、前記被加工物（１１０）の前記加工面（１０８）から５０ｍｍ未満の距離に設定するステップを更に有する請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記被加工物（１１０）の前記加工面（１０８）の上方に前記犠牲保護部材（１１４）を懸架させて、前記犠牲保護部材（１１４）が前記加工面（１０８）に接触しないようにするステップを更に有する請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記被加工物（１１０）の前記加工面（１０８）上に前記犠牲保護部材（１１４）を載置し、接触させるステップを更に有する請求項１記載の方法。
【請求項５】
被加工物（１１０）からターゲット材料を除去するレーザ微細加工システム（１００）において、
ビーム経路に沿って伝播し、被加工物（１１０）の加工面（１０８）上のターゲット位置（１０６）に入射して、前記ターゲット位置（１０６）において、前記被加工物（１１０）からターゲット材料を除去し、前記加工面（１０８）から離れる方向に吐き出される排出されたターゲット材料を生成するレーザビーム（１０４）を放出するレーザビーム源（１０２）と、
ビーム経路内に配設され、前記被加工物（１１０）の前記加工面（１０８）上の前記ターゲット位置（１０６）に前記レーザビーム（１０４）を集光するレンズ（１１２）であって、前記被加工物（１１０）の前記加工面（１０８）から排出され、吐き出されたターゲット材料が、遮蔽されていなければ、前記レンズ（１１２）に到達できる十分短い作動距離（ｘ１）に設定されたレンズ（１１２）と、
前記レンズ（１１２）と前記被加工物（１１０）の前記加工面（１０８）との間に、前記排出されたターゲット材料が犠牲保護部材（１１４）によって遮蔽されるように、また前記ターゲット位置に対応する局所的な位置において前記犠牲保護部材（１１４）に前記排出されたターゲット材料が埋まるように、前記加工面に対して配設された前記犠牲保護部材（１１４）であって、前記レンズ（１１２）によって集光され、前記加工面（１０８）に入射する前記レーザビーム（１０４）を、顕著な歪み及び吸収なしで透過し、前記排出されたターゲット材料が、前記レンズ（１１２）に到達し、前記レンズ（１１２）を汚染することを防止するように、十分な量の前記排出されたターゲット材料を遮蔽する犠牲保護部材（１１４）であるレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項６】
前記犠牲保護部材（１１４）に埋まった前記排出されたターゲット材料によって、前記犠牲保護部材（１１４）は、前記レンズ（１１２）により前記ターゲット位置（１０６）に集光された前記レーザビーム（１０４）を透過することが不可能になる請求項５記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項７】
前記作動距離（ｘ１）は、５０ミリメートル未満である請求項５記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項８】
前記犠牲保護部材（１１４）は、前記被加工物（１１０）の前記加工面（１０８）上に堆積されたコンフォーマルコーティング（４１４）である請求項５記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項９】
前記コンフォーマルコーティング（４１４）は、蒸着コーティングである請求項８記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１０】
前記コンフォーマルコーティング（４１４）は、スピンコーティングである請求項８記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１１】
前記犠牲保護部材（１１４）は、剛体シート（３１４）である請求項５記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１２】
前記被加工物（１１０）は、前記チャック（２０４）によって適所に保持され、前記剛体シート（３１４）は、前記加工面（１０８）に接触し、前記チャック（２０４）によって前記加工面（１０８）に押し付けられている請求項１１記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１３】
前記被加工物（１１０）は、前記チャック（２０４）によって適所に保持され、前記剛体シート（３１４）は、前記チャック（２０４）に連結されたシート支持体（３０２）によって、前記加工面（１０８）の上方に懸架されている請求項１１記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１４】
前記犠牲保護部材（１１４）は、フレキシブルシート（２１４）である請求項５記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１５】
前記フレキシブルシート（２１４）は、前記加工面（１０８）に接触し、密着する請求項１４記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１６】
前記被加工物（１１０）は、チャック（２０４）によって適所に保持され、前記フレキシブルシート（２１４）は、前記加工面（１０８）の上方に懸架され、前記チャック（２０４）に連結されたフレーム（２０２）によって、引っ張って保持されている請求項１４記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１７】
前記レンズ（１１２）は、複数のレーザビーム（１０４）の１つを、前記加工面（１０８）上の複数のターゲット位置の１つに集光する複数のレンズの１つであり、前記犠牲保護部材（１１４）は、前記複数のレーザビーム（１０４）を透過させて、前記複数のターゲット位置に入射させる請求項５記載のレーザ微細加工システム（１００）。
【請求項１８】
前記犠牲保護部材（１１４）は、前記レーザビーム（１０４）に光学的に影響し、前記レンズ（１１２）は、前記レンズ（１１２）が前記ターゲット位置（１０６）にレーザビーム（１０４）を集光するように、前記犠牲保護部材（１１４）の光学的影響を考慮して配設される請求項５記載のレーザ微細加工システム。
【国際調査報告】
2011515227.tif 000012
2011515227.tif 000013