(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物に光学ビームを向ける方法であって：
前記光学ビームに音響光学偏向器結晶を透過させる段階と；
前記音響光学偏向器結晶の第一の面上の複数のトランスデューサを横断しての位相遅延をもつ音響信号を加える段階であって、前記ビームを、前記位相遅延を調整することを通じて二自由度をもって方向制御できる音響波の配向と前記光学ビームおよび前記音響波についてのブラッグ回折条件とに依存して前記音響光学偏向器結晶によって第一の軸に沿って偏向させる段階と；
偏向されたビームを加工対象物に向ける段階とを含む、
方法。
【請求項２】
前記ビームを前記音響光学偏向器結晶によって同時に第二の軸に沿って偏向させることをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記トランスデューサが二次元に配置されており、前記音響信号を加えることが、前記ビームの前記第一および第二の軸に沿った偏向を制御するために前記トランスデューサの二つの次元方向における位相遅延をもつ前記音響信号を加えることを含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記加工対象物が基板であり、当該方法がさらに、前記基板上にビアを穿孔するために、前記偏向された光学ビームを、拡大光学系を通じて前記基板上に合焦することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記光学ビームの偏向角度を制御するために、加えられる前記音響信号の周波数を調整することをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記複数のトランスデューサが前記音響光学偏向器結晶の単一の第一の面に沿っており、当該方法がさらに、前記音響光学偏向器結晶の第二の面に配置された第二の組の複数のトランスデューサに第二の音響信号を加えることを含み、前記第一および第二の面は隣り合っており、前記第一の面からの結晶中の音響波が前記第二の面からの結晶中の音響波と組み合わさる、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記光学ビームに、開口マスクを透過させる段階と；
透過した光学ビームを鏡によって前記音響光学偏向器結晶に反射する段階と；
前記加工対象物が基板であり、前記偏向された光学ビームが前記基板に入射するよう前記加工対象物を表面上で位置決めする段階と；
前記音響光学偏向器結晶の回折した光学ビームによって前記基板上にビアを穿孔する段階とをさらに含む、
請求項１記載の方法。
【請求項８】
透過した光学ビームを受領するよう構成された第一の面と、第二の面とを有する音響光学偏向器結晶と；
前記音響光学偏向器結晶の前記第二の面上の複数の音響トランスデューサと；
前記トランスデューサによって生成される音響波の配向を二自由度をもって調整するよう前記トランスデューサを使って各トランスデューサ間の選択された位相遅延をもって音響周波数信号を生成し、前記音響波の配向と前記光学ビームおよび前記音響波についてのブラッグ回折条件とに依存して第一の軸に沿って前記光学ビームの偏向角度を制御するために、前記音響周波数信号を前記音響光学偏向器結晶に加えるよう構成された前記音響トランスデューサのための電気入力と；
偏向された光学ビームを加工対象物に向けるイメージング光学系とを有する、
システム。
【請求項９】
前記複数のトランスデューサが二次元に配置されており、前記電気入力が、前記トランスデューサを使って前記トランスデューサ間の二組の選択された位相遅延をもって音響周波数信号を生成するよう構成されており、第一の組の位相遅延は前記トランスデューサの二つの次元方向のうちの第一の次元方向であり、第二の組の位相遅延は前記トランスデューサの二つの次元方向のうちの第二の次元方向であり、前記光学ビームの偏向を前記第一および第二の軸に沿って同時に制御する、請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記トランスデューサの二つの次元方向が直交する、請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
前記トランスデューサがグリッド・アレイに配置され、前記トランスデューサが直交する列に配置される、請求項９記載のシステム。
【請求項１２】
前記音響光学偏向器結晶の前記第一および第二の面が直交する、請求項８記載のシステム。
【請求項１３】
前記音響光学偏向器結晶の第三の面に第二の複数の音響トランスデューサをさらに有しており、第二の軸に沿っても前記光学ビームの偏向角度を制御するために、前記電気入力がさらに前記第二の複数の音響トランスデューサに加えられて、各トランスデューサ間の選択された位相遅延をもつ第二の音響周波数信号を生成し、前記音響周波数信号を前記音響光学偏向器結晶に加える、請求項８記載のシステム。
【請求項１４】
前記イメージング光学系がテレセントリック・レンズである、請求項８記載のシステム。
【請求項１５】
前記光学ビームが前記加工対象物にビアを生じるものである、請求項１４記載のシステム。
【請求項１６】
前記光学ビームが、前記加工対象物に回路を製作するためのレーザー直接イメージングのためにフォトレジスト材料を露光するものである、請求項１４記載のシステム。
【請求項１７】
前記電気入力が、前記光学ビームの偏向角度を制御するために、前記複数のトランスデューサを横断して音響周波数を変えるために調整される、請求項８記載のシステム。
【請求項１８】
前記電気入力が、隣接トランスデューサ間の位相遅延を変えることによって調整される、請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
前記電気入力が、前記トランスデューサに加えられる電力を変えることによって調整される、請求項１７記載のシステム。
【請求項２０】
前記電気入力が、ブラッグ条件のもとで前記光学ビームを回折するためのブラッグ条件を達成するよう、前記複数のトランスデューサを横断して音響周波数を変えるために調整される、請求項８記載のシステム。
【請求項２１】
前記音響光学偏向器結晶がゲルマニウム結晶である、請求項８記載のシステム。
【請求項２２】
前記音響光学偏向器結晶が二酸化テルル結晶である、請求項８記載のシステム。
【請求項２３】
基板上のビア穿孔のためのシステムであって：
レーザー・ビームを生成するよう構成されたレーザー共振器と；
前記レーザー・ビームを整形する、前記レーザー共振器に光学的に結合された開口マスクと；
前記レーザー・ビームを受領するよう構成された第一の面および複数の音響トランスデューサを有する第二の面を有する音響光学偏向器結晶であって、前記複数の音響トランスデューサは該音響トランスデューサ間の位相遅延を調整することを通じて該音響トランスデューサによって生成される音響波の配向を二自由度をもって調整でき、前記音響光学偏向器結晶は、受領されたレーザー・ビームを、前記音響波の配向と前記レーザー・ビームおよび前記音響波についてのブラッグ条件に依存して、意図される方向にステアリングするよう構成された音響光学偏向器結晶と；
ステアリングされたレーザー・ビームを向き付けるための光学素子と；
加工対象物支持部であって、支持された加工対象物に対して作業するようステアリングされたレーザー・ビームが向けられる、加工対象物支持部とを有する、
システム。
【請求項２４】
前記音響光学偏向器結晶が前記音響光学偏向器結晶の表面上に複数の音響トランスデューサを有しており、前記トランスデューサが、前記ステアリングされたレーザー・ビームの方向を制御するために、前記トランスデューサ間の位相遅延をもって音響周波数電気信号を受領する、請求項２３記載のシステム。
【請求項２５】
前記複数の音響トランスデューサが二次元に配置されており、前記音響トランスデューサへの電気入力が、前記トランスデューサを使って前記トランスデューサ間の二組の選択された位相遅延をもって音響周波数信号を生成するよう構成されており、第一の組の位相遅延は前記トランスデューサの二つの次元方向のうちの第一の次元方向であり、第二の組の位相遅延は前記トランスデューサの二つの次元方向のうちの第二の次元方向であり、前記レーザー・ビームの偏向を前記第一および第二の軸に沿って同時に制御する、請求項２４記載のシステム。
【請求項２６】
前記音響光学偏向器結晶が前記音響光学偏向器結晶の第二の面に第二の複数の音響トランスデューサを有しており、第二の軸に沿って前記ステアリングされたレーザー・ビームの偏向を制御するために、前記第二の複数の音響トランスデューサが、前記トランスデューサ間の位相遅延をもつ第二の音響周波数電気信号を受領する、請求項２４記載のシステム。
【請求項２７】
前記支持された加工対象物に対する作業が、前記加工対象物にビアを穿孔することを含む、請求項２３記載のシステム。
【請求項２８】
前記支持された加工対象物に対する作業が、レーザー直接イメージングのためにフォトレジスト材料を露光することを含む、請求項２３記載のシステム。
【請求項２９】
前記トランスデューサへの電気入力が、前記レーザー・ビームを偏向させる回折角度を制御するために、音響周波数を変えるよう調整される、請求項２３記載のシステム。
【請求項３０】
前記トランスデューサへの電気入力が、ブラッグ条件のもとで前記レーザー・ビームを偏向するためのブラッグ条件を達成するよう、前記複数のトランスデューサを横断して音響周波数を変えるために調整される、請求項２３のシステム。
【請求項３１】
複数のトランスデューサが、前記音響光学偏向器結晶の複数の面に配置されており、面の間にある角度がある、請求項２３記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光学ビーム走査のための音響光学偏向器の構成および動作のための方法およびシステムに関する
【背景技術】
【０００２】
産業用レーザーは、コンポーネントの製造および加工における幅広い多様な異なる目的のために使われる。レーザーの有用性は、ビームが加工対象物上の非常に特定的な位置に入射するように方向制御されることができるよう、レーザーによって生成された光ビームをステアリングすることにより改善される。半導体加工においては、レーザーは診断スキャン、穿孔、パターン・イメージングおよび他の目的のために使われる。
【０００３】
たとえば集積回路設計では、ビアは、二つの異なる層の伝導性部分の間の伝導性接続を許容する、絶縁誘電体層における小さな開口である。典型的には、レーザー・ビームは、絶縁誘電体層または他の何らかの材料上の特定の位置にビアを穿孔するために、検流計ベースのシステムにおける鏡の機械的な動きによってステアリングされる。産業用、科学用、イメージング用およびレーザー用途の幅広い範囲のためにレーザーまたは他の型の光学ビームを位置決めするために、光学スキャナが使われることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
検流計ベースのレーザー・ビーム・ステアリング・システムが動作できるスピードは、鏡取り付け部の機械的構築および鏡取り付け部を駆動する検流計によって制限される。機械的な鏡駆動システムは、レーザー・ビームが加工対象物上で位置決めできる精度をも制限する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本発明の実施形態は、限定ではなく例として、付属の図面において示される。図面において、同様の参照符号は同様の要素を指す。
【図１】音響波を使った偏向調整の原理を示すAODのブロック図である。
【図２】ある実施形態に基づく、位相遅延された音響波を使った偏向調整の原理を示すAODのブロック図である。
【図３】ある実施形態に基づく、位相遅延された音響波を使った偏向調整の原理を示すAODのもう一つのブロック図である。
【図４】ある実施形態に基づく、AOD結晶幅全体を占める位相遅延された音響波を使った偏向調整の原理を示すAODのもう一つのブロック図である。
【図５Ａ】ある実施形態に基づく、二次元での位相遅延された音響波を使った偏向調整の原理を示すAODの等角部分切欠ブロック図である。
【図５Ｂ】ある実施形態に基づく、二次元での位相遅延された音響波を使った偏向調整の原理を示すAODのもう一つの等角部分切欠ブロック図である。
【図５Ｃ】それぞれ音響トランスデューサ・アレイをもつ二つの隣接する角度をもった面をもつAOD結晶を示す図である。
【図６】ある実施形態に基づく、レーザー源およびAODを使った加工対象物の加工システムの図である。
【図７】ある実施形態に基づく、AODを使った光学ビームのステアリングのプロセス流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
光学ビーム、たとえばレーザー・ビームは、音響波に応答する材料中を透過させることによって方向制御されうる。音響光学相互作用のため材料の屈折率が変化する。材料を通る音響波は周期的な機械的応力を生成する。該応力は、材料の原子密度における交互の圧縮および希薄化を生じる。この密度変化により、応力がかかっていない名目値のまわりでの屈折率の周期的変動が生じ、これが材料中の透過格子領域を形成する。材料を通じて伝搬する入射光ビームは、透過格子領域内で、ブラッグ回折によって偏向させられる。
【０００７】
そのような音響光学偏向器（acousto-optic  deflector）は、レーザー・ビームを方向制御するために使用されうる。音響光学偏向器の動作において、音響光学偏向器を駆動するパワーは一定レベルに保持されてもよく、一方、音響周波数はレーザー・ビームを種々の角度位置に偏向させるために変えられてもよい。あるいはまた、AODの回折効率を変え、それにより異なる偏向角（deflecting  angle）への出力エネルギーを変調するために、音響パワーが変えられることができる。ある音響光学偏向器では、レーザー・ビームの方向角（angle  of  direction）および角位置（angular  position）の変化は、音響周波数に正比例する。音響周波数がより高くなると、回折される角もより大きくなる。
【０００８】
多くのステアリングされるビームの用途のためには、ビームは二つの方向でステアリングされる必要がある。半導体基板に対するレーザー穿孔〔レーザー・ドリリング〕のためには、ビアは基板表面の多くの異なる位置において所望されることがある。所望される位置すべてに到達するためには、ビームが基板の表面を横断して二つの方向でステアリングされなければならないか、あるいはビームが一方向でのみステアリングできる場合には、ビームが基板の表面全体に到達できるようにするには基板が他の方向に動かされる必要がある。
【０００９】
ビームについての二つの動き自由度を提供するために、各方向について一つで、二つの音響光学偏向器が使用されてもよい。二つの音響光学偏向器は、ビア穿孔の代わりに、レーザー走査、微細加工、イメージング、装置検査および他の用途のために構成されてもよい。多くの用途において、二つの偏向器の使用はビーム・ステアリング・システムの複雑さおよびサイズを増す。
【００１０】
本稿に記載されるように、二つの方向でのビーム・ステアリングを同時に与えるために単一の音響光学偏向器（AOD）が使用されてもよい。完璧なビーム・ステアリングを達成するために、三次元的にブラッグ条件が生成されてもよい。複数の微小トランスデューサによって生成される音響波は、AOD結晶中のある角の音響伝搬ベクトルをもつ干渉パターンを生成する。直交する、隣接するまたはその両方である二つ以上のトランスデューサの間の位相遅延を変えることにより、音響波ビーム・ステアリングが実現できる。音響波ビーム・ステアリングは、結晶のRF（radio  frequency［電波周波数］）にマッチするよう設定されてもよい。それにより、それぞれの偏向角についてのブラッグ条件は、あるRF周波数（f）において、満たされることができる。ピッチおよびトランスデューサ・アレイ・パターンは、2Dレーザー・ビーム走査のための音響干渉のために整列させられる。大きな偏向走査角（Δθ）および高い効率（η）がそのような最適化をもって達成されることができる。
【００１１】
二次元の干渉AODビーム・ステアリング・システムは、高速応答時間、高い走査スピード、幅広い範囲の走査角を提供し、検流計鏡システムで生じうる整列および位置のドリフトに関する困難を回避する。
【００１２】
図１は、音響光学偏向器１０２を通って伝搬するレーザー・ビームの光線追跡図である。簡単のため、一つの偏向方向しか示されていない。図の紙面に示されるところの垂直方向である。AODは調整可能な回折ビームを生成する。
【００１３】
レーザー・ビーム１０４は音響光学偏向器１０２に入射する。ここで、レーザー・ビーム１０４は入射レーザー・ビームと称される。電気機械トランスデューサ１０７に、次いで音響光学偏向器１０２に加えられる電気入力１０６に基づいて、入射レーザー・ビーム１０４は音響光学偏向器内で回折を受け、回折レーザー・ビーム１０８が生成される。回折角１１０、すなわち回折レーザー・ビーム１０８と入射レーザー・ビーム１０４との間の角度は、音響周波数またはトランスデューサによって加えられるパワーによって決定される。トランスデューサは、電気入力と偏向器結晶１０２との間に位置される。
【００１４】
一次回折レーザー・ビームについての効率は、レーザー・ビームが、λL＝2λS  sinθiによって与えられるブラッグ条件のもとで回折されるときに改善される。ここで、λLおよびλSはそれぞれ音響光学結晶内部でのレーザー・ビームおよび音響波の波長であり、θiは音響光学結晶内部での入射レーザー・ビームの入射余角（grazing  angle）、すなわち入射レーザー・ビームが音響光学結晶内部の位相格子の圧縮層および希薄化層の界面となす角度である。これは図１に示されている。
【００１５】
音響光学結晶内部の音響波の波長λSは、図１に示される位相格子の周期性を表わす。入射余角θiはステアリング角（図３に示す）θS、すなわち音響ローブの傾きが入射レーザー・ビームの大きな偏向を達成するよう変わるにつれて変わるので、ブラッグ条件のもとでレーザー・ビームの偏向を誘起するために、音響ローブにおける位相格子の周期性が変調されることができる。
【００１６】
λS＝Vs/fsであり、ここで、Vsおよびfsは音響光学結晶内部の音響波の速度および周波数、なので、ブラッグ条件はλL＝2(Vs/fs)sinθiと書き直すことができる。これは、θsが変わるときにブラッグ条件のもとでのレーザー・ビームの偏向を誘起するために、速度または周波数またはそれらの組み合わせが変調されることができることを示している。波速Vsは等方性結晶においては一定であるが、非等方性結晶では角度方向とともに変わる。したがって、θsが変わるときにブラッグ条件のもとでのレーザー・ビームの偏向を誘起するために、θsのような角度とともにVsが変化することを利用するよう、非等方性結晶ベースの音響光学偏向器を使うことができる。また、トランスデューサは、該トランスデューサに適切な電気信号を加えることによって種々の周波数で音響波を発するようにさせることができるので、この機構により、θsが変わるときにブラッグ条件のもとでのレーザー・ビームの偏向を誘起するために、fsを変えることができる。
【００１７】
図示したAOD  １０２は、単一次元方向に沿って入射レーザー・ビーム１０４を偏向させる。たとえば、基板の二次元表面が互いに直交するX軸（水平方向を表わす）およびY軸（垂直方向を表わす）によって表わされる場合、ある例示的実施形態では、音響光学偏向器１０２は、ある位置および配向に置かれたとき、回折ビームを、垂直方向または水平方向のいずれでも空間的に位置決めしうるが、両方向で位置決めすることはできない。
【００１８】
図２は、一つの方向において入射光ビームを光学的にステアリングするための改善された性能をもつAODの、より特定的な図である。図示した例では、入射レーザー・ビーム２０４は、変化するRF信号、帯域幅および位相シフトをもって回折される。ビーム偏向システム２００は、AOD結晶２０２のあたりがベースとなる。レーザーのような入力光学ビーム２０４が、選択された入射角において結晶に入力される。光学ビームは、結晶によって決定される角度で偏向され、任意の選択された出力角２０９で出力され、そこから光学系２１８に入射する。
【００１９】
この例では、光学系は単体のテレセントリック・レンズ２１８であるが、特定のシステムの要件に依存して、より複雑なまたはより柔軟な光学系が使われてもよい。テレセントリック・レンズは、前記出力ビームを屈折させて、加工対象物２１２上に差し向ける。出力ビーム２０９は、レンズによって種々の位置に差し向けられ、加工対象物への入射ビーム２２９となる。
【００２０】
AODはトランスデューサ２１６のアレイを含む。トランスデューサは電気入力モジュール２０６から電気波形を受領し、この波形を、結晶材料中の弾性波または音響波としてAOD結晶に加える。トランスデューサのアレイは、AODの表面を横断して分散している。図示した例では、トランスデューサは結晶の水平方向の底部に取り付けられており、入力レーザー・ビームは隣接する直交の垂直方向の側壁に入射する。
【００２１】
音響波が結晶を通じて伝搬するにつれて、圧縮および希薄化の波が結晶中に確立される。これは、結晶の上面のデザインに依存して、定常波でも進行波でもよい。音響波は、トランスデューサ間の位相遅延を調整することによってステアリングされうる。音響ローブ２３２は、位相遅延を使って音響ステアリング角に沿って確立される。音響ローブは、結晶に加えられた第一の中心周波数fc1に基づいて生成され、垂直方向から第一の角度θs1だけ外れた軸をもつ。
【００２２】
音響ローブの音響ステアリング角θs1は、トランスデューサへの入力音響位相遅延電気信号を変えることによって、図示した角度と他の角度との間で迅速に切り換えることができる。変化は、トランスデューサによって生成される結晶内の音響波速度および結晶の弾性応答時間に基づき、数マイクロ秒以内に起きてもよい。弾性応答時間とは、圧縮および希薄化された原子面が、結晶の正常な格子面に戻る特徴時間をいう。
【００２３】
任意の特定の音響ビーム・ステアリング角θsが、隣り合うトランスデューサ間の位相遅延を調整することによって達成されうる。ゲルマニウム結晶のような等方的材料および密な間隔の音響トランスデューサの例については、隣り合う素子の間の時間遅延Δτは所望される偏向角について、Δτ＝(S×sinθs)/cpとして決定できる。ここで、Sは隣接トランスデューサ間の距離であり、cpは音響光学偏向器を通じた波の縦波モードの音響速度である。速度は結晶の物理的属性に依存する。すると、隣接トランスデューサ間の位相シフトΔφはΔφ＝2πf×Δτとして決定できる。ここで、fは音響中心周波数である。トランスデューサどうしがもっと離れている場合または他の型の材料については、位相遅延は異なる式を使って直接計算されてもよい。
【００２４】
音響ローブは、結晶からのレーザー・ビーム２０９を、音響ローブの角度によって決定される角２１１だけ偏向させる。中心周波数のまわりの小さな変動Δfc1のおかげで、ビームは、この角度のまわりにステアリングされることができ、最終的な合焦されたビーム２２９を種々の位置において加工対象物に入射させる。トランスデューサに加えられる音響周波数電気信号を変えることによって示されているように、一つの光学ビームは、一連の異なる位置において加工対象物に入射する。
【００２５】
この技法においては、複数のトランスデューサ２１６は光学結晶の表面を横断して使われる。各トランスデューサを励起するために使われる音響信号の位相は、信号の周波数と同様に変化する。トランスデューサについての音響波位相シフト（Δφ）、トランスデューサについての中央電波周波数（fc）およびfcのまわりのΔfの、トランスデューサについての周波数変調が与えられれば、入射レーザー・ビームの偏向は決定できる。レーザー・ビーム２０４は、微小トランスデューサにおいてこれら三つの変数fc、ΔfおよびΔφを変えることによって偏向させられる。
【００２６】
特定のΔfが選ばれるとき、レーザー・ビーム走査角ΔθはΔθ＝(λ0Δf)/Vによって与えられる。これはブラッグ回折の式sinθB＝(λ0f)/2Vから導出される。入射（ビーム・ステアリング）角θs1での所与の音響ローブについて、圧縮された原子面および希薄化された原子面は、音響波の伝搬方向に垂直である。原子面のかかる配置では、レーザー・ビームは、中心音響周波数fc1でのブラッグ回折条件のもとで回折され、最大の回折効率につながる。音響周波数fc1およびfc1のまわりの帯域幅Δfc1でビームを偏向させたのち、音響ローブは別の傾斜角θs2に傾けられる。音響ローブは今や、中心周波数fc2および帯域幅Δfc2に対応する別のブラッグ回折条件で動作して、この音響ローブを用いた偏向のセットを行なう。
【００２７】
図３は、ある実施形態に基づく、二つの異なる偏向角を示す、レーザー・ビーム偏向のためのAODの図である。図３は、音響ビーム・ステアリング角θのまわりのΔθを達成するために、原子面が結晶を通じた音響波伝搬のためどのように傾けられるかを示している。
【００２８】
図２と同様に、図３のAODビーム偏向システム３００はAOD結晶３０２をもち、入射レーザー・ビーム３０４は特定の入射角で結晶に入射する。電気入力３０６がトランスデューサ３１６のアレイを駆動して結晶中に音響波を生成する。二つの音響ローブが示されている。第一の音響ローブは垂直方向から角度θs1傾けられており、レーザー・ビームを特定の角度３１１で偏向させ、出射３０９させ、結晶３０２の外部のレンズ３１８によって合焦させる。合焦されたビーム３２９は、レンズによってビームが差し向けられる加工対象物３１２に入射する。第二の音響ローブは垂直方向から別の角度θs2傾けられており、レーザー・ビームを特定の角度３１０で偏向させ、出射３０８させ、前記レンズ３１８によって合焦させる。合焦されたビーム３２８は、結晶内での音響ローブ間の配向の相違のため、異なる位置で加工対象物３１２に入射する。
【００２９】
あるRF周波数（f）における各回折角についてブラッグ条件を満たしつつ、大きな偏向走査角（Δθ）および高い回折効率（η）が得られる。この第二の技法では、各トランスデューサにおける音響波の位相シフト（Δφ）およびRF周波数（f）が変えられる。結果として、レーザー・ビームは、微小トランスデューサにおける音響波のfおよびΔφである二つの変数を変えることによって偏向される。
【００３０】
音響ローブの所与の傾斜角θs1において、圧縮されたおよび希薄化された原子面は音響波伝搬の方向に垂直である。この傾斜角θs1において、レーザー・ビームはブラッグ回折条件のもとで基板上の特定の位置に偏向される。これは、周波数f1およびΔφ1が、音響ローブ傾斜角θs1でのブラッグ回折条件を達成するよう適正に選択されていることを意味する。別の位置でビームを偏向させるためには、周波数f2および位相シフトΔφ2の他の値が選択されて、別の傾斜角θs2で音響ローブを生成し、ブラッグ回折条件のもとでの異なるレーザー・ビーム偏向を達成する。音響ローブ傾斜角θs1およびθs2の間の最小差は、基板表面での偏向走査解像度に関係している。
【００３１】
図４は、AOD結晶内の多数のフェーズド・アレイ音響トランスデューサを使ってビームを偏向させるAODシステム４００の図である。入射レーザー・ビーム４０４は入射角θinでAOD結晶４２０に入射し、結晶において存在している音響ローブに依存した角度で偏向されたビーム４０８、４０９として出射する。出射ビーム４２８、４２９はテレセントリック・レンズ４１８または他の光学結像系によって加工対象物４１２上に合焦される。AOD結晶４２０は、電気入力４０６によって電力を受ける大きなトランスデューサ４１６のフェーズド・アレイをもつ。電気入力は、周波数f1,f2,f3,…,fnの系列４３２および位相φ1,φ2,φ3,…,φnの系列４３４をもつ波形である。
【００３２】
AODの効率は、結晶の体積のより多くの部分を通じて音響波を駆動することによって高められる。これは、音響トランスデューサに結合されている結晶表面の量を増すことによってなされる。トランスデューサの表面をカバーするために単にたとえば四つの大きなトランスデューサを使うことが可能であるものの、これは偏向の効率を下げ、ビーム・ステアリング精度を下げる。トランスデューサ・サイズを小さく保ったまま、結晶の表面のより多くをカバーするために多数のトランスデューサが使われる。
【００３３】
トランスデューサのサイズは、特定の用途における最良の効果のために選択されてもよい。L、wおよびtをそれぞれトランスデューサの長さ、幅および厚さとする。tは一般に結晶中での音響干渉に影響しないので、トランスデューサの大小の相対サイズを定量化するためにはLおよびwのみを使うだけでよい。L≫w、すなわちL＝100wであれば、トランスデューサは理論上、無限に長いと考えることができ、長さ次元方向は音響ローブの形成に影響しなくなる。L〜wであれば、長さおよび幅両方の次元方向がローブの形成に影響する。トランスデューサは、微小トランスデューサについてはw＞10Λであれば大きい、w＜10Λであれば小さいと考えられてもよい。ここで、Λはトランスデューサ内の音響波の波長である。
【００３４】
第三の代替的な技法では、干渉音響波が結晶の大きな部分を占めるよう、音響トランスデューサ・アレイ４１６はAOD結晶の底面の大半をカバーする。これは偏向効率を高める。通常のAODでは、各トランスデューサによって生成される位相は固定であり、レーザー・ビームを偏向させるために原子面を傾斜させために、音響周波数が変えられる。第三の代替的な技法では、各トランスデューサにおける音響波の周波数および位相が、レーザー・ビームを偏向させるために結晶全体の原子面を傾けるために、変えられる。各トランスデューサによって生成される音響波の位相を変えることにおけるこの柔軟性は、図４に示されるような動的なAODを提供する。通常のAODでは、位相φ1,φ2,φ3,…,φnは固定であり、周波数f1,f2,f3,…,fnが変えられる。だが電気トランスデューサ入力信号４０６によって示されるように、f1,f2,f3,…,fnからの周波数４３２およびφ1,φ2,φ3,…,φnからの位相４３４の両方が変えられてもよい。
【００３５】
図５Ａは、AOD結晶の単一の面上のトランスデューサの二次元アレイを使って、二次元でビームの偏向を制御するAODの図である。これは、トランスデューサが、二自由度のフェーズド・アレイとして使われることを許容する。図５Ａでは、入射レーザー・ビーム５０４はAOD結晶５０２に入射し、そこで結晶において存在している音響ローブによって決定される特定の角度で偏向される。出射ビーム５０８が、個別的な実装に依存して光学系５１８または加工対象物に加えられる。励起された音響ローブは、トランスデューサの二次元アレイ５１６を使って結晶内で生成される。図のように、トランスデューサは、各行において五つのトランスデューサからなる二つの行をもつグリッドに配置されていてもよい。さらにいくつかの行および各行におけるより多くのトランスデューサがあってもよい。多数のトランスデューサは、音響ローブの方向に対するより精密な制御を提供する。トランスデューサは、異なるトランスデューサからφ1,φ2,φ3,…,φnのような異なる位相をもつ音響波を生成するようトランスデューサを誘導する特定の波形をもつ外部電気信号によって駆動される。
【００３６】
図５Ｂは、図５Ａと同じコンポーネントを示しているが、異なる音響波形がトランスデューサ・アレイ５１６に適用される。レーザー・ビーム５１０は異なる角度で結晶５０２を出射して、異なる位置においてレンズ５１８に入射する。
【００３７】
RF信号の周波数と隣り合うトランスデューサ素子の間の適切な位相シフトとの諸組み合わせのセットを適用することによって、AOD結晶内の原子面は二つの次元方向において傾けられる。この機構は、入射レーザー・ビームを、原子面の傾斜角に依存する、図５Ａにおいて上向きに示されている特定の角度で偏向させる。結果として、偏向されたレーザー・ビームは、合焦光学系の表面において特定のエリアに入射する。
【００３８】
RF信号の周波数と隣り合うトランスデューサ素子の間の異なる位相シフトとの諸組み合わせのセットを適用することによって、AOD結晶内の原子面は異なる方向に傾けられる。図５Ｂの例では、入射レーザー・ビームは、下方に偏向されて、前記合焦光学系の表面に異なる位置で入射する。
【００３９】
前記のように、隣接音響トランスデューサ間の位相遅延はAOD結晶における音響波の伝搬方向を修正する。伝搬方向のこの変化は、ブラッグ条件での光学ビームを方向制御するために利用される。いくつかの実施形態では、音響ビーム・ステアリングのための効率的な干渉をもつために、トランスデューサの最大ピッチは、所望される最大動作ステアリング角によって決定される：
Pcr＝λs／（1＋sin(θS)max）
ここで、Pcrは、二つの隣り合うトランスデューサの中心間の距離であるトランスデューサ・ピッチを指す。記載した諸例では、トランスデューサ・ピッチはすべての隣接トランスデューサの間で同じだが、ピッチは変化があってもよく、それとともに位相遅延も適切に修正される。
【００４０】
すべての光ビーム・ステアリング角について、隣接するトランスデューサ間の特定の位相シフトで、特定のRF周波数がある。これにより、ブラッグ条件を満たすよう、結晶の原子面を傾けられる。傾斜は、傾斜角が大きすぎて全反射が起こるようになるまでは、隣り合うトランスデューサ間の位相シフトを増すことによって増すことができる。レーザー・ビームが臨界角θcrより大きな入射角でAOD結晶の出射表面に入射する場合には、全反射が起こる。
【００４１】
トランスデューサは、多様な異なる構成のいずれかで音響光学結晶の底面に配置されることができる。図５Ａでは、トランスデューサの平面状フェーズド・アレイが結晶の単一の平面に配置されている。図５Ｃは、トランスデューサの傾けられたフェーズド・アレイが結晶の二つの異なる平面上に配置されている別の例を示している。
【００４２】
図５Ｃでは、AOD結晶５４２は二つの隣接する角度をもった面５５０、５５２をもつ。必要なら三つ以上の、角度をもった面が利用されることができる。これら二つの面のそれぞれは音響トランスデューサ・アレイ５４４、５４６をもち、これらが異なる方向において音響波５４５、５４７を結晶中に駆動する。傾けられたトランスデューサ・アレイの間の角度は、より幅広い周波数帯域幅においてブラッグ条件を満たすことができるよう、各トランスデューサ・アレイ中心周波数にマッチする必要がある。この構成は、より大きな偏向角、音響エネルギーのよりよい使用およびステアリング・ローブの幅（W）の追加的な制御を提供する。
【００４３】
2Dフェーズド・アレイ・トランスデューサをもつ単一のAODを使ったビーム・ステアリングは、システムの複雑さを低減し、レーザー・ビア穿孔およびレーザー直接イメージング（laser  direct  imaging）のような製造のためにレーザーを使う多くのシステムについて生産スピードを高める。AODは、機械的な可動部分がないのでよりよいビーム位置決めを提供する。より正確な位置決めは、構造〔フィーチャー〕がより高い精度をもって形成されることを許容する。例として、ダイの表面上の接続バンプがより正確に形成されることができ、それによりより密集させることができる。これは、製造されるデバイスにおけるより高いバンプ・ピッチおよびより高い入力‐出力密度を許容する。
【００４４】
図６は、音響光学偏向器を使った半導体基板加工システム６００の図である。ある種の実施形態に基づく製造および加工用途のために、レーザー・ビーム６１９が音響光学偏向器６０２によって、加工対象物〔ワークピース〕６１６に入射するよう偏向させられる。加工対象物は、半導体、光学、微小機械またはその上に回路もしくは機械が生産されるハイブリッド基板であってもよい。基板はシリコン、ヒ化ガリウム、金属、ガラス、プラスチック、樹脂または多様な他の材料でできていてもよい。本発明は有機基板におけるレーザー穿孔のコンテキストで記述されるが、本発明はそれに限定されるものではない。
【００４５】
レーザー・ビーム６１８はまずレーザー共振器６０６から生成され、次いで任意的に開口マスク６０８を通され、鏡６１０に向かう。鏡は固定であってもよく、ビームを種々の入射角で音響光学偏向器に差し向けるようステアリング可能であってもよい。音響光学偏向器から、レーザー・ビームは種々の角度で、テレセントリック・レンズのような走査レンズ６１２へと出てくる。ビームを加工対象物６１６上に合焦し、差し向けるためである。加工対象物はペデスタル、チャックまたは走査X-Yテーブル６１４のような支持部に置かれる。次いでレーザーはビアを穿孔したり、フォトリソグラフィーのためのフォトレジストを露光したり、カメラまたは他のイメージング・システム（図示せず）の追加とともに検出および試験ルーチンを実行したり、あるいは加工対象物に対して多様な他のタスクを実行したりするために使われる。
【００４６】
レーザー・ビームが音響光学偏向器から出てくる角度は、周波数合成器６２０によって生成される電気入力信号６２６によって制御される。周波数合成器は、音響光学偏向器の各トランスデューサに結合され、各トランスデューサへの電気駆動信号の位相、周波数および振幅は一つの一般的信号によって制御されうる、あるいは独立に制御されうる。周波数合成器は、トランスデューサを稼働させるために要求される周波数、位相遅延および他のパラメータを生成するための適切な信号を生成するDSP（デジタル信号プロセッサ）に結合される。DSPは、加工対象物に対する製造プロセスを案内するシステム・コントローラ６２８からの入力を受け取るコントローラ６２４によって制御される。システム・コントローラは、走査テーブル６１４、レーザー共振器６０６、開口マスク６０８および他のコンポーネント（図示せず）をも制御する。
【００４７】
システム・コントローラ６２８は、図示したコンポーネントのすべておよび製造のために使われる他のコンポーネントを含む製造プロセスを制御できるようにする諸電子コンポーネントを含んでいる。前記他のコンポーネントは、中央プロセッサ６３０、揮発性メモリ（たとえばDRAM）、不揮発性メモリ（たとえばROM）、フラッシュメモリ、大容量記憶または異なるメモリ型の何らかの組み合わせでありうるメモリ６３２および／またはシステム・コントローラとの間のデータおよびコマンドの転送のための無線および／または有線の通信を許容する入出力コンポーネント６３３を含むがそれに限られない。
【００４８】
他の機能に依存して、システム・コントローラは、システム基板に物理的および電気的に結合されていてもいなくてもよい他のコンポーネントを含みうる。これらは、グラフィック・プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、チップセット、アンテナおよびディスプレイを含んでいてもよい。
【００４９】
レーザー共振器６０６はレーザー・ビーム６１８を生成し、レーザー・ビーム６１８は次いで、加工対象物に対して実行されている作業の要件に依存して種々の特定のサイズおよび形状を提供する開口マスク６０８を通される。開口マスク６０８は回転して、実行されるべき作業、たとえば種々の形状での孔のレーザー穿孔に依存するあらかじめ定義された形状にレーザー・ビーム６１８を整形するよう種々の形状の開口を呈する。諸光学素子がビームを修正する。修正は、次のうちの一つまたは複数を含んでいてもよい：レーザー放射照度の修正；放射照度プロファイルの修正（ビーム整形）；物理的な形状の修正（ビームの断面が円形か長方形か）；およびビームのサイズの修正。整形されたレーザー・ビーム６２０は鏡に差し向けられる。鏡６１０は、開口マスク６０８によって生成される整形されたレーザー・ビーム６２０を光学的に反射する。
【００５０】
音響光学偏向器と加工対象物との間の光学系６１６は、加工対象物および実行されるべき作業に依存して、多様な異なる形を取りうる。図３は、単一のテレセントリック・レンズを示している。レンズはレーザー・ビームを、レンズへのビームの入射角度に基づく加工対象物上の位置に差し向ける。パッケージングの必要性、スペースの制限、周波数制限および他の設計上の制約を満たすために、同じ光学的な効果が、より多くの光学素子または異なる型の光学素子を使って実行されてもよい。加工対象物に到達する前にビームを修正するために拡大光学系が使われてもよい。拡大器は、二次元平面上でレーザー・ビームが投射される空間面積を増すために使われてもよい。拡大光学系は、レーザー・ビームが入射することが許容される面積を増す光学系でありうる。
【００５１】
システムは、種々の位置にビーム・スプリッター（図示せず）を備えていてもよい。それにより、単一のレーザー源が加工対象物に複数のビームを送達するために使用されうる。ビーム・スプリッターは、複数のビームを独立して同時に制御するために複数の音響光学偏向器にレーザーを送達するために使われてもよい。あるいはまた、ビーム・スプリッターは、単一の音響光学偏向器で同じ加工対象物の複数の位置を同時に加工するために、偏向されたまたはステアリングされたビームを複数のビームに分割するために使われてもよい。
【００５２】
さらに、複数の音響光学偏向器（図示せず）がシステムに含められてもよい。全体的なシステムの角度範囲を増すため、あるいはレーザー・ビームをステアリングすることにおける追加的な自由度を達成するためである。追加的な音響光学偏向器は、異なる効果を引き起こすために、最初の音響光学偏向器とは異なる配向であってもよい。
【００５３】
図６のレーザー・ステアリング・システムに関し、振幅変調、時間次元におけるビーム切り換え、拡散、合焦および周波数シフトを含む同様の効果を生じるために、いかなる現在既存のレーザー技法が使われてもよい。
【００５４】
本稿に記載される音響光学偏向器は、複数のトランスデューサのそれぞれの間の位相遅延を使って二つの次元方向において同時にレーザー・ビームを偏向させるために使用されうるので、ステアリングされたビームは二次元で加工対象物を横断して動かされてもよい。結果として、加工対象物は、X-Yテーブルまたは走査テーブルと同じ仕方で動きを提供する簡単な支持システム上で支持されてもよい。あるいはまた、加工対象物のサイズおよびレーザー・ビーム・ステアリング・システムの全X-Y範囲に依存して、テーブルは、加工対象物を動かすことなく、加工対象物の一部を供給するよう構成されていてもよい。この部分が処理されたのち、加工対象物の別の部分を供給するためにテーブルが動いてもよい。加工対象物の各部分について、レーザー・ビームは、その部分上の所望される点すべてに到達するよう、ステアリングされてもよい。これは意図された諸プロセスが完了するまで続けられる。
【００５５】
図７は、本願のために使用されうるプロセス流れ図である。７０２において、レーザー光のビームのような光学ビームがAODに送信される。上述したように、ビームは開口マスクを用いて整形されてもよく、あるいは鏡または他の光学系によって案内されてもよい。ビームは、狭められたり、広げられたり、合焦されたり、分割されたり、あるいは他の仕方で操作されたりしてもよい。７０４では、音響位相遅延信号がAODに適用される。位相遅延は、AOD内に音響ローブを生成するよう、AODに取り付けられているトランスデューサに適用される。位相遅延は、一つまたは複数の方向において音響ローブの位置を制御するためにトランスデューサ・アレイの一つまたは複数の方向において誘起されてもよい。信号生成器または複数信号生成器、たとえば図６に示されるような周波数合成器によって、電気信号がトランスデューサに加えられて、音響光学結晶のための必要とされる音響波を生成する。
【００５６】
７０６では、AODはビームを受け取り、回折ビームの意図される方向およびトランスデューサからの音響信号に依存して、それを一つまたは複数の軸に沿って回折する。７０８では、回折ビームは加工対象物に差し向けられる。ビームは、合焦光学系、拡大光学系、鏡または多様な他のデバイスを使って差し向けられてもよい。ビームは、単に加工対象物に対するAODの位置およびビームがAODを出る角度によって向き付けられてもよい。
【００５７】
ビームは、基板上のビア穿孔、レーザー走査、レーザー直接イメージングまたは他の用途のために加工対象物に差し向けられてもよい。ある種の実施形態では、ビア穿孔のために用いられるレーザー・ビームの数を増すためにビーム・スプリッターまたはビーム切り替え装置が用いられる。ある種の実施形態では、AODによって提供される範囲を超えてビア穿孔のためのレーザー・ビームの空間走査範囲を増すために、拡大光学系が用いられる。ある種の実施形態では、レーザー・ビームを偏向させるためにいかなる機械的な動きも、すなわちいかなる機械的に可動なコンポーネントも用いることなく、レーザー・ビームを偏向させるための回折のブラッグ角を制御するために、音響光学偏向器のトランスデューサへの電気入力が、トランスデューが発する位相遅延、パワーおよび音響周波数を修正するよう調整される。
【００５８】
前記の記述では、レーザー・ビームは、AODの記載された諸実施形態とともに使用されうる型の光学ビーム（optic  beam）の例として使われている。偏向ビームの意図される用途に依存して、電子ビームおよびマイクロ波ビームを含む、いかなるコヒーレントまたは非コヒーレントな光ビームが使用されてもよい。AODの結晶材料は、ビームの種々の波長に適合するよう修正されてもよい。典型的なCO2レーザーについては、ゲルマニウム結晶が使用されうるが、AOD結晶に入射する光の異なる波長に適合するために他の結晶が使用されてもよい。結晶はゲルマニウムのように等方的であってもよく、あるいは二酸化テルルのように非等方的であってもよい。多様な異なる結晶材料およびレーザー型が、偏向ビームの種々の用途に適合するために使用されうる。
【００５９】
たとえばCO2レーザーについて典型的な2〜12μmからの光について特に効果的であるここに記載されるゲルマニウム結晶に対する代替として、他の材料が使用されてもよい。リン化ガリウムは0.6〜10μmからの光について特に効果的である。二酸化テルルは0.35〜5μmからの光について特に効果的である。リン化インジウムは1〜1.6μmからの光について特に効果的である。溶融石英は0.2〜4.5μmからの光について特に効果的である。光についての所望される波長および所望される音響光学効果に依存して、これらの代わりに他の材料が使われてもよい。
【００６０】
「一つの実施形態」「ある実施形態」「例示的実施形態」「さまざまな実施形態」などへの言及は、そのように記載される本発明の実施形態（単数または複数）が特定の特徴、構造または特性を含みうることを示すが、すべての実施形態が必ずその特定の特徴、構造または特性を含むわけではない。さらに、いくつかの実施形態は、他の実施形態について記載される特徴の一部を有していてもよく、全部を有していてもよく、あるいはいずれも有さなくてもよい。
【００６１】
本稿および請求項において、用語「結合された」およびその派生形が使用されることがある。「結合された」は、二つ以上の要素が互いと協働するまたは相互作用することを示すために使われるが、両者の間に介在する物理的または電気的なコンポーネントを有していても、有さなくてもよい。
【００６２】
請求項で使われるところでは、特に断わりのない限り、共通の要素を記述するための「第一」「第二」「第三」などの序数形容語の使用は、単に同様の要素の異なるインスタンスが言及されていることを示すものであって、そのように記述される要素が、時間的にも、空間的にも、順位でも、あるいは他のいかなる仕方でも、所与の序列でなければならないことを含意することは意図されていない。
【００６３】
図面および記述は実施形態の例である。当業者は、記載される要素の一つまたは複数が単一の機能要素に組み合わされてもよいことを認識するであろう。あるいはまた、ある種の要素が複数の機能要素に分割されてもよい。ある実施形態からの要素が別の実施形態に加えられてもよい。たとえば、本稿に記載されるプロセスの順序は、変更されてもよく、本稿に記載される仕方に限定されない。さらに、どの流れ図の工程も図示した順序で実装される必要はなく、すべての工程が実行される必要もない。また、他の工程に依存しない工程は、該他の工程と並列に実行されてもよい。実施形態の範囲は、決してこれら個別の例によって制限されない。本明細書に明示的に与えられていてもいなくても、構造、寸法および材料使用の相違といった数多くの変形が可能である。実施形態の範囲は、少なくとも付属の請求項によって与えられるだけの広さをもつ。
【００６４】
以下の例は、さらなる実施形態に関する。種々の実施形態のさまざまな特徴は、多様な異なる用途に適合するよう、いくつかの特徴が含まれ、他の特徴が除外されて、さまざまに組み合わされてもよい。いくつかの実施形態は、光学ビームに音響光学偏向器を透過させる段階と；前記音響光学偏向器の複数のトランスデューサを横断しての位相遅延をもつ音響信号を加えて前記ビームを前記音響光学偏向器によって第一の軸に沿って偏向させる段階と；偏向されたビームを加工対象物に向ける段階とを含む、方法に関する。
【００６５】
さらなる実施形態は、前記ビームを前記音響光学偏向器によって同時に第二の軸に沿って偏向させることを含む。
【００６６】
さらなる実施形態では、前記トランスデューサが二次元に配置されており、前記音響信号を加えることが、前記ビームの前記第一および第二の軸に沿った偏向を制御するために前記トランスデューサの二つの次元方向における位相遅延をもつ前記音響信号を加えることを含む。前記加工対象物が基板であり、当該方法がさらに、前記基板上にビアを穿孔するために、前記偏向された光学ビームを、拡大光学系を通じて前記基板上に合焦することを含む。
【００６７】
さらなる実施形態は、前記光学ビームの偏向角度を制御するために、加えられる前記音響信号の周波数を調整することを含む。
【００６８】
さらなる実施形態では、前記複数のトランスデューサが前記音響光学偏向器の単一の第一の面に沿っており、当該方法がさらに、前記音響光学偏向器の第二の面に配置された第二の組の複数のトランスデューサに第二の音響信号を加えることを含み、前記第一および第二の面は隣り合っており、前記第一の面からの結晶中の音響波が前記第二の面からの結晶中の音響波と組み合わさる。
【００６９】
さらなる実施形態は、前記光学ビームに、開口マスクを透過させる段階と；透過した（マスクされた）光学ビームを鏡によって前記音響光学偏向器に反射する段階と；前記偏向された光学ビームが前記基板に入射するよう前記加工対象物を表面上で位置決めする段階と；前記音響光学偏向器の回折した光学ビームによって前記基板上にビアを穿孔する段階とを含む。
【００７０】
透過した光学ビームを受領するよう構成された第一の面と、第二の面とを有する音響光学偏向器と；前記音響光学偏向器の前記第二の面上の複数の音響トランスデューサと；第一の軸に沿って前記光学ビームの偏向角度を制御するために、前記トランスデューサを使って各トランスデューサ間の選択された位相遅延をもって音響周波数信号を生成し、前記音響周波数信号を前記音響光学偏向器に加えるよう構成された前記音響トランスデューサのための電気入力と；偏向された光学ビームを加工対象物に向けるイメージング光学系とを有する、システムに関する。
【００７１】
さらなる実施形態では、前記複数のトランスデューサが二次元に配置されており、前記電気入力が、前記トランスデューサを使って前記トランスデューサ間の二組の選択された位相遅延をもって音響周波数信号を生成するよう構成されており、第一の組の位相遅延は前記トランスデューサの二つの次元方向のうちの第一の次元方向であり、第二の組の位相遅延は前記トランスデューサの二つの次元方向のうちの第二の次元方向であり、前記光学ビームの偏向を前記第一および第二の軸に沿って同時に制御する。前記トランスデューサの二つの次元方向は直交する。前記トランスデューサはグリッド・アレイに配置され、前記トランスデューサが直交する列に配置される。前記音響光学偏向器の前記第一および第二の面は直交する。
【００７２】
さらなる実施形態は、前記音響光学偏向器の第三の面に第二の複数の音響トランスデューサを含み、第二の軸に沿っても前記光学ビームの偏向角度を制御するために、前記電気入力がさらに前記第二の複数の音響トランスデューサに加えられて、各トランスデューサ間の選択された位相遅延をもつ第二の音響周波数信号を生成し、前記音響周波数信号を前記音響光学偏向器に加える。
【００７３】
さらなる実施形態では、前記イメージング光学系はテレセントリック・レンズを含む。前記光学ビームは前記加工対象物にビアを生じるものである。前記光学ビームは、前記加工対象物に回路を製作するためのレーザー直接イメージングのためにフォトレジスト材料を露光するものである。前記電気入力が、前記光学ビームの偏向角度を制御するために、前記複数のトランスデューサを横断して音響周波数を変えるために調整される。前記電気入力が、隣接トランスデューサ間の位相遅延を変えることによって調整される。前記電気入力が、前記トランスデューサに加えられる電力を変えることによって調整される。前記電気入力が、ブラッグ条件のもとで前記光学ビームを回折するためのブラッグ条件を達成するよう、前記複数のトランスデューサを横断して音響周波数を変えるために調整される。前記音響光学偏向器がゲルマニウム結晶を有する。前記音響光学偏向器が二酸化テルル結晶を有する。
【００７４】
さらなる実施形態は、基板上のビア穿孔のためのシステムであって：レーザー・ビームを生成するよう構成されたレーザー共振器と；前記レーザー・ビームを整形する、前記レーザー共振器に光学的に結合された開口マスクと；前記レーザー・ビームを受領し、受領されたレーザー・ビームを意図される方向にステアリングするよう構成された音響光学偏向器と；ステアリングされたレーザー・ビームを向き付けるための光学素子と；加工対象物支持部であって、支持された加工対象物に対して作業するようステアリングされたレーザー・ビームが向けられる、加工対象物支持部とを有する、システムに関する。
【００７５】
さらなる実施形態では、前記音響光学偏向器が前記音響光学偏向器の表面上に複数の音響トランスデューサを有しており、前記トランスデューサが、前記ステアリングされたレーザー・ビームの方向を制御するために、前記トランスデューサ間の位相遅延をもって音響周波数電気信号を受領する。
【００７６】
さらなる実施形態では、前記複数の音響トランスデューサが二次元に配置されており、前記電気入力が、前記トランスデューサを使って前記トランスデューサ間の二組の選択された位相遅延をもって音響周波数信号を生成するよう構成されており、第一の組の位相遅延は前記トランスデューサの二つの次元方向のうちの第一の次元方向であり、第二の組の位相遅延は前記トランスデューサの二つの次元方向のうちの第二の次元方向であり、前記レーザー・ビームの偏向を前記第一および第二の軸に沿って同時に制御する。
【００７７】
さらなる実施形態では、前記音響光学偏向器が前記音響光学偏向器の第二の面に第二の複数の音響トランスデューサを有しており、第二の軸に沿って前記ステアリングされたレーザー・ビームの偏向を制御するために、前記第二の複数の音響トランスデューサが、前記トランスデューサ間の位相遅延をもつ第二の音響周波数電気信号を受領する。
【００７８】
さらなる実施形態では、前記支持された加工対象物に対する作業が、前記加工対象物にビアを穿孔することを含む。前記支持された加工対象物に対する作業が、レーザー直接イメージングのためにフォトレジスト材料を露光することを含む。前記トランスデューサへの電気入力が、前記レーザー・ビームを偏向させる回折角度を制御するために、音響周波数を変えるよう調整される。前記トランスデューサへの電気入力が、ブラッグ条件のもとで前記レーザー・ビームを偏向するためのブラッグ条件を達成するよう、前記複数のトランスデューサを横断して音響周波数を変えるために調整される。
【００７９】
さらなる実施形態では、複数のトランスデューサが、前記音響光学偏向器の複数の面に配置されており、面の間にある角度がある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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