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JP2008126283A - Manufacturing method of fine structure, exposure method - Google Patents

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JP2008126283A
JP2008126283A JP2006314812A JP2006314812A JP2008126283A JP 2008126283 A JP2008126283 A JP 2008126283A JP 2006314812 A JP2006314812 A JP 2006314812A JP 2006314812 A JP2006314812 A JP 2006314812A JP 2008126283 A JP2008126283 A JP 2008126283A
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JP
Japan
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laser beam
workpiece
irradiation
opportunity
laser
Prior art date
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Application number
JP2006314812A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Amako
淳 尼子
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】高いスループットを確保しながら微細パターンを形成することを可能とする技術を提供すること。
【解決手段】被加工物(2)にレーザービーム(LB)を照射することにより微細な周期構造を有する微細構造体を製造する方法であって、(a)第1の方向に長いビーム断面形状を有するパルス状のレーザービームを生成すること、(b)第1の方向と平行方向にレーザービーム又は被加工物を速度Vで移動させること、(c)レーザービームを、第1の照射機会における照射範囲(101)と第1の照射機会より後の第2の照射機会における照射範囲(102)とが部分的に重畳するようにレーザービームのパルスの繰り返し周波数と速度Vとを相対的に設定して、被加工物に対して照射すること、を含む微細構造体の製造方法である。
【選択図】図5
A technique capable of forming a fine pattern while ensuring high throughput is provided.
A method of manufacturing a fine structure having a fine periodic structure by irradiating a workpiece (2) with a laser beam (LB), comprising: (a) a beam cross-sectional shape that is long in a first direction; (B) moving the laser beam or workpiece in a direction parallel to the first direction at a velocity V, and (c) applying the laser beam at the first irradiation opportunity. The repetition frequency and speed V of the laser beam pulse are set relatively so that the irradiation range (101) and the irradiation range (102) in the second irradiation opportunity after the first irradiation opportunity partially overlap. And irradiating the workpiece with a fine structure manufacturing method.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、ナノオーダーの微細パターンをさまざまな素材の凹凸表面に実現するための技術に関する。このような微細パターンは、例えば、偏光分離、位相遅延、反射防止等の光波制御機能を有し、いろいろな光学デバイスや機器へ利用できる。   The present invention relates to a technique for realizing a nano-order fine pattern on uneven surfaces of various materials. Such a fine pattern has, for example, a light wave control function such as polarization separation, phase delay, and antireflection, and can be used for various optical devices and equipment.

超短パルスレーザービームを素材(被加工物)へ照射すると、その表面にナノメートルオーダの微細な凹凸構造が形成されることが知られている(例えば、非特許文献1参照)。しかし、その形成メカニズムには不明な点も多く、工業用途へ広く実用化されるには至っていない。例えば、パルスレーザービームを1発照射するだけでは微細周期構造(ストライプ状の凹凸)は形成されず、少なくとも2発以上のパルスレーザービームを同じ場所へ照射する必要がある。本願発明者が行った実験によれば、集光した超短パルスレーザー(波長800nm)を液晶ポリマー基板(厚さ1mm)の表面へ複数回照射することにより、周期が100nm前後の微細構造が形成されることが確認された。明確な微細周期構造を発現させるには、少なくとも数十発〜100発程度のパルスを照射する必要があった。   It is known that when a material (workpiece) is irradiated with an ultrashort pulse laser beam, a fine concavo-convex structure on the order of nanometers is formed on the surface (for example, see Non-Patent Document 1). However, the formation mechanism has many unclear points, and has not been widely put into practical use for industrial applications. For example, a fine periodic structure (stripe-shaped unevenness) is not formed by only irradiating one pulse laser beam, and it is necessary to irradiate at least two pulse laser beams to the same place. According to experiments conducted by the present inventor, a fine structure with a period of about 100 nm is formed by irradiating the surface of a liquid crystal polymer substrate (thickness 1 mm) with a condensed ultrashort pulse laser (wavelength 800 nm) multiple times. It was confirmed that In order to express a clear fine periodic structure, it was necessary to irradiate at least several tens to 100 pulses.

上記のようなレーザー誘起微細構造の形成技術を実用化するにあたっては、広い領域へレーザービームを照射しながら素材を移動する必要がある。しかし、同じ場所へ複数回レーザービームを照射するには、素材とレーザービームとの相対的な移動速度を十分に遅くする必要があり、このことが実用性を阻む要因となっている。換言すれば、高い加工スループットを確保しながら、レーザー照射により微細周期構造を形成する技術が求められている。   In order to put the above-described technology for forming a laser-induced fine structure into practical use, it is necessary to move the material while irradiating a wide area with a laser beam. However, in order to irradiate a laser beam multiple times to the same place, it is necessary to sufficiently slow the relative moving speed of the material and the laser beam, which is a factor hindering practicality. In other words, there is a demand for a technique for forming a fine periodic structure by laser irradiation while ensuring high processing throughput.

安丸尚樹、外2名、「フェムト秒レーザーによる硬質薄膜表面のナノ構造形成と制御」、レーザー研究、第33巻第8号、pp.519-524 (2005)Naoki Yasumaru, 2 others, “Nanostructure formation and control of hard thin film surface by femtosecond laser”, Laser Research, Vol.33, No.8, pp.519-524 (2005)

本発明に係る具体的態様は、高いスループットを確保しながら微細パターンを形成することを可能とする技術を提供することを目的とする。   A specific aspect of the present invention aims to provide a technique that enables a fine pattern to be formed while ensuring high throughput.

本発明に係る微細構造体の製造方法は、被加工物にレーザービームを照射することにより微細な周期構造を有する微細構造体を製造する方法であって、
(a)第1の方向に長いビーム断面形状を有するパルス状のレーザービームを生成すること、
(b)上記第1の方向と平行方向に上記レーザービーム又は被加工物を速度Vで移動させること、
(c)上記レーザービームを、第1の照射機会における照射範囲と上記第1の照射機会より後の第2の照射機会における照射範囲とが部分的に重畳するように上記レーザービームのパルスの繰り返し周波数と上記速度Vとを相対的に設定して、上記被加工物に対して照射すること、
を含む。
A manufacturing method of a fine structure according to the present invention is a method of manufacturing a fine structure having a fine periodic structure by irradiating a workpiece with a laser beam,
(A) generating a pulsed laser beam having a long beam cross-sectional shape in the first direction;
(B) moving the laser beam or the workpiece at a speed V in a direction parallel to the first direction;
(C) Repetition of the laser beam pulse so that the irradiation range in the first irradiation opportunity and the irradiation range in the second irradiation opportunity after the first irradiation opportunity partially overlap each other. Irradiating the workpiece with the frequency and the velocity V set relatively;
including.

上記方法によれば、一方向に長いビーム断面形状のレーザービームを用いて、被加工物を連続的に移動させながら被加工物の表面に複数回に渡って重畳的にレーザービームを照射することにより、従来技術に比べて高い加工スループットで微細な周期構造を有する微細構造体を製造することが可能となる。   According to the above method, a laser beam having a beam cross-sectional shape that is long in one direction is used to irradiate the surface of the workpiece multiple times in a superimposed manner while continuously moving the workpiece. As a result, it is possible to manufacture a fine structure having a fine periodic structure with a higher processing throughput than in the prior art.

好ましくは、上記ステップ(a)における上記レーザービームの空間強度分布がほぼ平坦であること、を更に含む。   Preferably, the method further includes that the spatial intensity distribution of the laser beam in the step (a) is substantially flat.

これにより、製造される微細構造のより一層の均質化を図ることができる。   Thereby, it is possible to further homogenize the microstructure to be manufactured.

好ましくは、
上記レーザービームは、直線偏光であり、
上記ステップ(b)は、上記レーザービームの偏光方位と、上記レーザービーム又は上記被加工物の移動方向と、を平行にし若しくは直交させる。
Preferably,
The laser beam is linearly polarized light,
In the step (b), the polarization direction of the laser beam and the moving direction of the laser beam or the workpiece are made parallel or orthogonal to each other.

これにより、被加工物として採用した素材に応じて、レーザービームの偏光方位と平行方向又は直交方向のいずれかに溝方向が連なる微細構造体を得ることができる。   Thereby, according to the raw material employ | adopted as a to-be-processed object, the microstructure which a groove | channel direction continues in either a parallel direction or orthogonal direction with the polarization azimuth | direction of a laser beam can be obtained.

本発明に係る微細構造体の製造方法は、被加工物にレーザービームを照射することにより微細な周期構造を有する微細構造体を製造する方法であって、
(a)直線偏光のパルス状のレーザービームを生成すること、
(b)上記レーザービームの偏光方位と平行方向に上記レーザービーム又は被加工物を速度Vで移動させること、
(c)上記レーザービームを、第1の照射機会における照射範囲と上記第1の照射機会より後の第2の照射機会における照射範囲とが部分的に重畳するように上記レーザービームのパルスの繰り返し周波数と上記速度Vとを相対的に設定して、上記被加工物に対して照射すること、
を含む。
A manufacturing method of a fine structure according to the present invention is a method of manufacturing a fine structure having a fine periodic structure by irradiating a workpiece with a laser beam,
(A) generating a linearly polarized pulsed laser beam;
(B) moving the laser beam or workpiece at a velocity V in a direction parallel to the polarization direction of the laser beam;
(C) Repetition of the laser beam pulse so that the irradiation range in the first irradiation opportunity and the irradiation range in the second irradiation opportunity after the first irradiation opportunity partially overlap each other. Irradiating the workpiece with the frequency and the velocity V set relatively;
including.

本発明に係る微細構造体の製造方法は、被加工物にレーザービームを照射することにより微細な周期構造を有する微細構造体を製造する方法であって、
(a)直線偏光のパルス状のレーザービームを生成すること、
(b)上記レーザービームの偏光方位と直交方向に上記レーザービーム又は被加工物を速度Vで移動させること、
(c)上記レーザービームを、第1の照射機会における照射範囲と上記第1の照射機会より後の第2の照射機会における照射範囲とが部分的に重畳するように上記レーザービームのパルスの繰り返し周波数と上記速度Vとを相対的に設定して、上記被加工物に対して照射すること、
を含む。
A manufacturing method of a fine structure according to the present invention is a method of manufacturing a fine structure having a fine periodic structure by irradiating a workpiece with a laser beam,
(A) generating a linearly polarized pulsed laser beam;
(B) moving the laser beam or workpiece at a velocity V in a direction orthogonal to the polarization direction of the laser beam;
(C) Repetition of the laser beam pulse so that the irradiation range in the first irradiation opportunity and the irradiation range in the second irradiation opportunity after the first irradiation opportunity partially overlap each other. Irradiating the workpiece with the frequency and the velocity V set relatively;
including.

上記方法によれば、レーザービームの偏光方位と、このレーザービームと被加工物との相対的な移動方向とを平行又は直交に設定し、被加工物又はレーザービームを連続的に移動させながら被加工物の表面に複数回に渡って重畳的にレーザービームを照射することにより、高い加工スループットで微細な周期構造を有する微細構造体を製造することが可能となる。   According to the above method, the polarization direction of the laser beam and the relative movement direction of the laser beam and the workpiece are set to be parallel or orthogonal, and the workpiece or laser beam is moved while being continuously moved. By irradiating the surface of the workpiece with a laser beam several times in a superimposed manner, a fine structure having a fine periodic structure can be manufactured with a high processing throughput.

本発明に係るレーザー加工装置は、
パルス状のレーザービームを出射するビーム発生部と、
上記レーザービームのビーム断面形状を第1の方向に長い形状に整形する第1のビーム整形部と、
上記第1の方向と平行方向に上記第1のビーム整形部又は被加工物を速度Vで移動させる移動部と、
第1の照射機会における上記レーザービームの照射範囲と上記第1の照射機会より後の第2の照射機会における上記レーザービームの照射範囲とが部分的に重畳するように、上記光源の上記レーザービームのパルスの繰り返し周波数と上記速度Vとを相対的に設定する制御部と、
を含む。
The laser processing apparatus according to the present invention is
A beam generator for emitting a pulsed laser beam;
A first beam shaping section for shaping a beam cross-sectional shape of the laser beam into a shape elongated in a first direction;
A moving unit that moves the first beam shaping unit or the workpiece at a speed V in a direction parallel to the first direction;
The laser beam of the light source so that the irradiation range of the laser beam at the first irradiation opportunity and the irradiation range of the laser beam at the second irradiation opportunity after the first irradiation opportunity partially overlap. A control unit for relatively setting the repetition frequency of the pulse and the speed V;
including.

この構成によれば、上記した本発明に係る微細構造体の製造方法の実施に適したレーザー加工装置が得られる。   According to this configuration, a laser processing apparatus suitable for carrying out the fine structure manufacturing method according to the present invention can be obtained.

好ましくは、上記レーザービームの空間強度分布をほぼ平坦に整形する第2のビーム整形部を更に含む。   Preferably, the laser beam further includes a second beam shaping unit that shapes the spatial intensity distribution of the laser beam substantially flat.

これにより、製造される微細構造のより一層の均質化を図ることができる。   Thereby, it is possible to further homogenize the microstructure to be manufactured.

好ましくは、
上記レーザービームは、直線偏光であり、
上記レーザービームの偏光方位を上記第1の方向と平行方向又は直交方向のいずれかに調整する偏光方位調整部を更に含む。
Preferably,
The laser beam is linearly polarized light,
It further includes a polarization azimuth adjusting unit that adjusts the polarization azimuth of the laser beam in either a direction parallel to or orthogonal to the first direction.

これにより、被加工物として採用した素材に応じて、レーザービームの偏光方位と平行方向又は直交方向のいずれかに溝方向が連なる微細構造体が得られるように、レーザービームの偏光方位を容易に設定することができる。   As a result, depending on the material used as the workpiece, the polarization direction of the laser beam can be easily adjusted so as to obtain a fine structure in which the groove direction is continuous with either the parallel direction or the orthogonal direction to the polarization direction of the laser beam. Can be set.

上述した第1のビーム整形部としては、例えば回折光学素子、アナモルフィック集光レンズ、開口を有するマスク及び結合レンズ、のいずれかを採用することが好ましい。   As the first beam shaping unit described above, for example, any one of a diffractive optical element, an anamorphic condensing lens, a mask having an aperture, and a coupling lens is preferably employed.

これらのいずれかによれば、比較的簡素な構成により、一方向に長いビーム断面形状を有するレーザービームを生成することができる。   According to any of these, a laser beam having a beam cross-sectional shape that is long in one direction can be generated with a relatively simple configuration.

本発明に係るレーザー加工装置は、
直線偏光のパルス状のレーザービームを生成するビーム発生部と、
上記レーザービームの偏光方位と平行方向又は直交方向のいずれかに上記ビーム発生部又は被加工物を速度Vで移動させる移動部と、
第1の照射機会における上記レーザービームの照射範囲と上記第1の照射機会より後の第2の照射機会における上記レーザービームの照射範囲とが部分的に重畳するように、上記光源の上記レーザービームのパルスの繰り返し周波数と上記速度Vとを相対的に設定する制御部と、
を含む。
The laser processing apparatus according to the present invention is
A beam generator that generates a linearly polarized pulsed laser beam;
A moving unit that moves the beam generating unit or the workpiece at a speed V in either the direction parallel to or orthogonal to the polarization direction of the laser beam;
The laser beam of the light source so that the irradiation range of the laser beam at the first irradiation opportunity and the irradiation range of the laser beam at the second irradiation opportunity after the first irradiation opportunity partially overlap. A control unit that relatively sets the repetition frequency of the pulse and the speed V;
including.

本発明に係るレーザー加工装置は、
直線偏光のパルス状のレーザービームを生成するビーム発生部と、
上記ビーム発生部又は被加工物を一方向へ速度Vで移動させる移動部と、
上記レーザービームの偏光方位を上記レーザービーム又は上記被加工物の移動方向と平行方向又は直交方向のいずれかに調整する偏光方位調整部と、
第1の照射機会における上記レーザービームの照射範囲と上記第1の照射機会より後の第2の照射機会における上記レーザービームの照射範囲とが部分的に重畳するように、上記光源の上記レーザービームのパルスの繰り返し周波数と上記速度Vとを相対的に設定する制御部と、
を含む。
The laser processing apparatus according to the present invention is
A beam generator that generates a linearly polarized pulsed laser beam;
A moving unit that moves the beam generating unit or the workpiece in one direction at a speed V;
A polarization azimuth adjusting unit that adjusts the polarization azimuth of the laser beam in either a direction parallel to or orthogonal to the moving direction of the laser beam or the workpiece;
The laser beam of the light source so that the irradiation range of the laser beam at the first irradiation opportunity and the irradiation range of the laser beam at the second irradiation opportunity after the first irradiation opportunity partially overlap. A control unit for relatively setting the repetition frequency of the pulse and the speed V;
including.

これらの構成によれば、上記した本発明に係る微細構造体の製造方法の実施に適したレーザー加工装置が得られる。   According to these structures, the laser processing apparatus suitable for implementation of the manufacturing method of the microstructure according to the present invention described above can be obtained.

以下、本発明の実施の態様について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、一実施形態のレーザー加工装置の構成を示すブロック図である。レーザー加工装置1は、光源(レーザー発振器)10、ミラー12、1/2波長板14、回折光学素子16、ステージ18、制御部20、を含んで構成されている。図示のように、このレーザー加工装置1を用いて、被加工物2(例えば、厚さ1mmの液晶ポリマー基板)に対してパルス状のレーザービームを照射することにより、微細な周期構造を有する微細構造体を被加工物2の表面に製造することができる。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a laser processing apparatus according to an embodiment. The laser processing apparatus 1 includes a light source (laser oscillator) 10, a mirror 12, a half-wave plate 14, a diffractive optical element 16, a stage 18, and a control unit 20. As shown in the figure, the laser processing apparatus 1 is used to irradiate a workpiece 2 (for example, a liquid crystal polymer substrate having a thickness of 1 mm) with a pulsed laser beam, thereby forming a fine periodic structure. The structure can be manufactured on the surface of the workpiece 2.

光源10は、超短い周期のパルス状のレーザービームLBを出射する。本実施形態の光源10は、波長が800nm、パルス幅が100フェムト秒、パルス繰り返し周波数が1kHzのパルスレーザービームを出力するレーザー発振器である。レーザービームの出力状態は制御部20から供給される制御信号に基づいて制御される。なお、これらの数値は一例であり、これに限定されるものではない。この光源10から出射されるレーザービームLBは、ビーム断面形状が円形であり、空間強度分布がガウシアン分布であり、かつ、偏光状態が直線偏光である。光源10から出射したレーザービームLBは、その光路上に配置されたミラー12によって反射される。本実施形態では、この光源10が本発明に係る「ビーム発生部」に相当する。なお、光源からの出射光が偏光していない、或いは偏光の度合いが低い場合等においては、光源と偏光素子とを組み合わせても本発明に係る「ビーム発生部」を構成してもよい。   The light source 10 emits a pulsed laser beam LB having an extremely short period. The light source 10 of the present embodiment is a laser oscillator that outputs a pulse laser beam having a wavelength of 800 nm, a pulse width of 100 femtoseconds, and a pulse repetition frequency of 1 kHz. The output state of the laser beam is controlled based on a control signal supplied from the control unit 20. In addition, these numerical values are examples and are not limited to these. The laser beam LB emitted from the light source 10 has a circular beam cross-sectional shape, a spatial intensity distribution is a Gaussian distribution, and a polarization state is linearly polarized light. The laser beam LB emitted from the light source 10 is reflected by the mirror 12 disposed on the optical path. In the present embodiment, the light source 10 corresponds to a “beam generating unit” according to the present invention. In the case where the light emitted from the light source is not polarized or the degree of polarization is low, the “beam generator” according to the present invention may be configured by combining the light source and the polarizing element.

1/2波長板14は、ミラー12によって反射されたレーザービームLBの光路上に配置されており、レーザービームLBの偏光方位を任意の方向に調整する。具体的には、1/2波長板14には図示しないアクチュエータ(駆動機構)が取り付けられており、このアクチュエータが制御部20からの制御信号に基づいて1/2波長板14を回転させる。これにより、1/2波長板14の光学軸とレーザービームLBの偏光方位との関係が適宜設定され、レーザービームLBの偏光方位を自在に調整することができる。本実施形態では、この1/2波長板14が本発明に係る「偏光方位調整部」に相当する。   The half-wave plate 14 is disposed on the optical path of the laser beam LB reflected by the mirror 12, and adjusts the polarization direction of the laser beam LB in an arbitrary direction. Specifically, an actuator (drive mechanism) (not shown) is attached to the half-wave plate 14, and this actuator rotates the half-wave plate 14 based on a control signal from the control unit 20. Thereby, the relationship between the optical axis of the half-wave plate 14 and the polarization direction of the laser beam LB is appropriately set, and the polarization direction of the laser beam LB can be freely adjusted. In the present embodiment, the half-wave plate 14 corresponds to a “polarization orientation adjusting unit” according to the present invention.

回折光学素子16は、ミラー12によって反射されたレーザービームLBの光路上であって1/2波長板14の後段に配置されており、レーザービームLBのビーム形状および空間強度分布を整形する。具体的には、図2に示すように本実施形態の回折光学素子16は、レーザービームLBのビーム断面形状を円形(図2(a))からライン状(図2(b))へ整形する。すなわち、回折光学素子16を用いることにより、一方向(第1の方向)に長い楕円状のビーム断面形状を有するレーザービームが生成される。なお、ビーム断面形状は楕円状に限定されるものではなく、他にも長方形状等、一方向に引き延ばされたもの(ライン状)であれば如何なる形状でもよい。また、図3に示すように本実施形態の回折光学素子16は、レーザービームLBの空間強度分布をガウシアン分布(図3(a))から平坦分布(図3(b))へ整形する。本実施形態の回折光学素子16は、例えば、石英基板にフォトリソグラフィ等の手段により微細な形状加工を施すことによって得られる。具体的には、ガウシアン強度分布を有する円形ビームを垂直入射させた場合に、その空間強度分布を平坦にし、かつ、その形状をライン状へ整形するように、回折光学素子の構造、形状、深さが適宜設計される。このような回折光学素子16の設計技術は、例えば、公知文献「N.C.Roberts: Beam shaping by holographic filters, Appl. Opt., 28 (1989) 31.」に詳細な情報が開示されており、当業者によく知られている。本実施形態では、この回折光学素子16が本発明に係る「第1のビーム整形部」及び「第2のビーム整形部」に相当する。このような回折光学素子16を用いて1本のレーザービームをライン状に整形しているので、同じだけの加工スループットを確保するために複数のレーザー光源を設置する場合と比べて装置コストを大幅に低減することができる。したがって、製造ラインへの実用化が容易になる。   The diffractive optical element 16 is disposed on the optical path of the laser beam LB reflected by the mirror 12 and subsequent to the half-wave plate 14, and shapes the beam shape and spatial intensity distribution of the laser beam LB. Specifically, as shown in FIG. 2, the diffractive optical element 16 of the present embodiment shapes the beam cross-sectional shape of the laser beam LB from a circle (FIG. 2 (a)) to a line (FIG. 2 (b)). . That is, by using the diffractive optical element 16, a laser beam having an elliptical beam cross-sectional shape that is long in one direction (first direction) is generated. The beam cross-sectional shape is not limited to an elliptical shape, but may be any shape as long as it is elongated in one direction (line shape), such as a rectangular shape. As shown in FIG. 3, the diffractive optical element 16 of the present embodiment shapes the spatial intensity distribution of the laser beam LB from a Gaussian distribution (FIG. 3A) to a flat distribution (FIG. 3B). The diffractive optical element 16 of the present embodiment is obtained, for example, by subjecting a quartz substrate to fine shape processing by means such as photolithography. Specifically, the structure, shape, and depth of the diffractive optical element are such that when a circular beam having a Gaussian intensity distribution is vertically incident, the spatial intensity distribution is flattened and the shape is shaped into a line shape. Is appropriately designed. Detailed information on such a design technique of the diffractive optical element 16 is disclosed in, for example, a known document “NCRoberts: Beam shaping by holographic filters, Appl. Opt., 28 (1989) 31.” Well known to. In the present embodiment, the diffractive optical element 16 corresponds to a “first beam shaping unit” and a “second beam shaping unit” according to the present invention. Since such a diffractive optical element 16 is used to shape a single laser beam into a line, the apparatus cost is greatly increased compared to the case where a plurality of laser light sources are installed in order to ensure the same processing throughput. Can be reduced. Therefore, practical application to a production line becomes easy.

なお、上記構成における1/2波長板14と回折光学素子16との配置順を入れ替え、1/2波長板14を回折光学素子16の後段に配置してもよい。その場合には、回折光学素子16によって一方向に引き延ばされたレーザービーム全体が1/2波長板14の有効エリアに収まるようにする。   Note that the arrangement order of the half-wave plate 14 and the diffractive optical element 16 in the above configuration may be changed, and the half-wave plate 14 may be arranged at the subsequent stage of the diffractive optical element 16. In that case, the entire laser beam stretched in one direction by the diffractive optical element 16 is made to fall within the effective area of the half-wave plate 14.

ステージ18は、被加工物2を支持し、制御部20から供給される制御信号に基づいて、被加工物2を任意の速度Vで任意の方向へ移動させる。ステージ18は、例えばレーザービームLBの光路と直交する平坦面を有し、この平坦面上に被加工物2を載置可能に構成されている。その際、例えば真空吸着等の手段により、当該平坦面上に被加工物2が固定される。上記の整形されたレーザービームLBを適当な条件(偏光、強度)でステージ18上の被加工物2へ照射すると、その表面に微細周期構造が形成される。レーザービームLBの照射条件に関し、照射強度は加工閾値よりも少し高いくらいが望ましい。上記のようにレーザービームLBの空間強度分布を平坦にすることで、ビーム照射領域のほぼ全域において、安定に微細周期構造を形成することが可能となる。この微細周期構造の周期は、被加工物2として如何なる素材を採用するかにもよるが、一般にレーザー波長(800nm)よりも短く、例えば100nm程度である。本実施形態では、このステージ18が本発明に係る「移動部」に相当する。   The stage 18 supports the workpiece 2 and moves the workpiece 2 in an arbitrary direction at an arbitrary speed V based on a control signal supplied from the control unit 20. The stage 18 has a flat surface orthogonal to the optical path of the laser beam LB, for example, and is configured such that the workpiece 2 can be placed on the flat surface. At that time, the workpiece 2 is fixed on the flat surface by means such as vacuum suction. When the shaped laser beam LB is irradiated onto the workpiece 2 on the stage 18 under appropriate conditions (polarized light and intensity), a fine periodic structure is formed on the surface thereof. Regarding the irradiation condition of the laser beam LB, the irradiation intensity is preferably slightly higher than the processing threshold. By flattening the spatial intensity distribution of the laser beam LB as described above, it is possible to stably form a fine periodic structure in almost the entire beam irradiation region. The period of this fine periodic structure is generally shorter than the laser wavelength (800 nm), for example, about 100 nm, although it depends on what material is used as the workpiece 2. In the present embodiment, the stage 18 corresponds to a “moving unit” according to the present invention.

ここで、被加工物2の表面に現れる微細周期構造の溝方向とレーザービームLBの偏光方位との関係について図4を用いて説明する。図4は、被加工物2を平面的に示した模式図である。被加工物2として液晶ポリマーやポリスチレン等の高分子素材を選択した場合に、レーザービームの照射によって被加工物2の表面に現れる微細周期構造の溝方向は、レーザービームの偏光方位と直交することが経験的に知られている。したがって、隣接する加工痕の中の微細構造が互いに連なるようにするためには、被加工物2へ照射するレーザービームの偏光方位を、被加工物2の相対的な移動方向と直交するように定める必要がある(図4(a))。なお、被加工物2の表面に現れる微細周期構造の溝方向がレーザービームの偏光方位と平行な場合には、パルスビームの偏光方位を移動方向と平行に定める(図4(b))。このような被加工物2としては、例えばニッケル等の金属が経験的に知られている。上記のように、レーザービームの偏光方位の制御は1/2波長板14の配置を制御することによって実現される。なお、このようなレーザービームの偏光方位と微細周期構造の溝方向との関係性について着目する場合において、上述したレーザービームのビーム断面形状(一方向に長い形状)及び/又はレーザービームの空間強度分布(ほぼ平坦な分布)は必須の要件ではない。   Here, the relationship between the groove direction of the fine periodic structure appearing on the surface of the workpiece 2 and the polarization direction of the laser beam LB will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the workpiece 2 in a plan view. When a polymer material such as liquid crystal polymer or polystyrene is selected as the workpiece 2, the groove direction of the fine periodic structure that appears on the surface of the workpiece 2 when irradiated with the laser beam is orthogonal to the polarization direction of the laser beam. Is known empirically. Therefore, in order to connect the fine structures in the adjacent processing marks to each other, the polarization direction of the laser beam irradiated to the workpiece 2 is set to be orthogonal to the relative movement direction of the workpiece 2. It is necessary to determine (FIG. 4A). When the groove direction of the fine periodic structure that appears on the surface of the workpiece 2 is parallel to the polarization direction of the laser beam, the polarization direction of the pulse beam is determined to be parallel to the movement direction (FIG. 4B). As such a workpiece 2, for example, a metal such as nickel is empirically known. As described above, the control of the polarization direction of the laser beam is realized by controlling the arrangement of the half-wave plate 14. In the case of paying attention to the relationship between the polarization direction of the laser beam and the groove direction of the fine periodic structure, the above-described beam cross-sectional shape (long shape in one direction) and / or the spatial intensity of the laser beam. Distribution (almost flat distribution) is not an essential requirement.

次に、上述したようにして生成された第1の方向に長いビーム断面形状を有するレーザービーム(整形ビーム)を被加工物2に照射する方法について詳細に説明する。本実施形態では、ステージ18により被加工物2を一方向(第1の方向と平行方向)へ一定の速度Vで連続的に移動させながら複数発のパルス状のレーザービームを照射する。なお、被加工物2とレーザービームとの位置関係は相対的なものであるから、被加工物2を固定しておき、レーザービームを連続的に移動させるようにしてもよい。   Next, a method for irradiating the workpiece 2 with a laser beam (shaped beam) having a long beam cross-sectional shape in the first direction generated as described above will be described in detail. In the present embodiment, a plurality of pulsed laser beams are irradiated while the workpiece 2 is continuously moved in one direction (a direction parallel to the first direction) at a constant speed V by the stage 18. Since the positional relationship between the workpiece 2 and the laser beam is relative, the workpiece 2 may be fixed and the laser beam may be moved continuously.

図5に示すように、被加工物2の移動方向(第1の方向と平行方向)におけるレーザービームのビーム長さをL、レーザービームのパルスの繰り返し周波数をfとすると、被加工物2を相対的に移動させる際の移動速度Vは以下の式(1)のように定められる。
V≦L×f/N ・・・(1)
ここで、Nは微細周期構造が形成されるために要するパルス照射数であり、例えばN=50〜200程度の値である。この式(1)を満足するように繰り返し周波数fと速度Vとを相対的に設定して、被加工物2を連続的に移動させながらパルス状のレーザービームを順次照射する。それにより、第1の照射機会における照射範囲101とそれより後の第2の照射機会における照射範囲102とが部分的に重畳するようにして、パルス状のレーザービームを被加工物2へ順次照射することができる。繰り返し周波数fと速度Vの各々は、制御部20が光源10及びステージ18のそれぞれに制御信号を供給することによって設定される。
As shown in FIG. 5, when the beam length of the laser beam in the moving direction of the workpiece 2 (parallel to the first direction) is L and the repetition frequency of the laser beam pulse is f, the workpiece 2 is The moving speed V at the time of moving relatively is defined as the following formula (1).
V ≦ L × f / N (1)
Here, N is the number of pulse irradiations required for forming a fine periodic structure, and is a value of about N = 50 to 200, for example. The repetition frequency f and the velocity V are relatively set so as to satisfy the expression (1), and the workpiece 2 is continuously moved while the pulsed laser beam is sequentially irradiated. Thereby, the workpiece 2 is sequentially irradiated with the pulsed laser beam so that the irradiation range 101 in the first irradiation opportunity and the irradiation range 102 in the second irradiation opportunity after that partially overlap each other. can do. Each of the repetition frequency f and the speed V is set by the control unit 20 supplying a control signal to each of the light source 10 and the stage 18.

上記の式(1)で定められた速さVで被加工物2を移動させながら、その表面にライン状のレーザービームを照射した場合、表面の1点にあたるパルスの数nは以下の式で与えられる。
n=L・f/V ・・・(2)
ただし、式中の文字が表すものは上記の式(1)の場合と同じである。例えば、f=1000Hz、V=100mm/秒の場合、L=10mmに対してn=100,L=5mmに対してn=50となる。なお、この数値は一例であり、微細周期構造が現れるための所要パルス数は被加工物2の素材ならびにレーザー条件(パルス幅、パルス繰り返し周波数)により左右されるため、その点を考慮してビームの長さLを決めることができる。
When the surface of the workpiece 2 is irradiated with a line-shaped laser beam while moving the workpiece 2 at the speed V determined by the above equation (1), the number n of pulses corresponding to one point on the surface is expressed by the following equation: Given.
n = L · f / V (2)
However, the characters represented in the formula are the same as those in the formula (1). For example, when f = 1000 Hz and V = 100 mm / second, n = 100 for L = 10 mm and n = 50 for L = 5 mm. This numerical value is an example, and the number of pulses required for the appearance of the fine periodic structure depends on the material of the workpiece 2 and the laser conditions (pulse width, pulse repetition frequency). The length L can be determined.

図6は、上記の式(1)の関係を示すグラフである。被加工物2の移動方向(すなわち第1の方向)のビーム長さLは、比較例としての円形のビーム断面形状の場合が100μm、本実施形態にかかるライン状のビーム断面形状の場合が10mmである。また、所要のパルス数をN=100としている。例えば、パルス繰り返し周波数fが1000Hzであるとした場合(図6中の矢印参照)、比較例の円形断面のレーザービームの場合の移動速度はV≦100mm/秒、本実施形態にかかるライン状断面のレーザービームの場合の移動速度はV≦1mm/秒となる。すなわち、レーザービームのビーム断面形状をライン状に整形することにより、被加工物2の移動速度を100倍に高めることができる。したがって、加工時のスループットを100倍に高めることができる。   FIG. 6 is a graph showing the relationship of the above equation (1). The beam length L in the moving direction (that is, the first direction) of the workpiece 2 is 100 μm in the case of a circular beam cross-sectional shape as a comparative example, and is 10 mm in the case of the line-shaped beam cross-sectional shape according to the present embodiment. It is. The required number of pulses is N = 100. For example, when the pulse repetition frequency f is 1000 Hz (see the arrow in FIG. 6), the moving speed in the case of the laser beam having a circular cross section in the comparative example is V ≦ 100 mm / sec, and the line cross section according to the present embodiment. In the case of the laser beam, the moving speed is V ≦ 1 mm / second. That is, the moving speed of the workpiece 2 can be increased by 100 times by shaping the beam cross-sectional shape of the laser beam into a line. Therefore, the throughput during processing can be increased 100 times.

以上のようにして被加工物2にレーザービームを照射することにより、被加工物2の表面に周期的な微細凹凸構造を発現させることができる。すなわち、表面に微細な凹凸構造を有する微細構造体を得ることができる。このようないわゆるナノパターンは、例えば、位相差板として応用することができる。また、液晶分子を配向させるための基板としても応用できる。また、図7に示すように、レーザービーム照射によって製造した微細構造体を成形型200として用い(図7(a))、インプリント等の手法により、透明樹脂から成るナノパターン201(図7(b))を生産することもできる。このような透明樹脂から成るナノパターンは、例えば、位相差板として応用することができる。また、液晶分子を配向させるための基板としても応用できる。   By irradiating the workpiece 2 with the laser beam as described above, a periodic fine uneven structure can be expressed on the surface of the workpiece 2. That is, a fine structure having a fine uneven structure on the surface can be obtained. Such a so-called nano pattern can be applied as a retardation plate, for example. It can also be applied as a substrate for aligning liquid crystal molecules. Further, as shown in FIG. 7, a microstructure manufactured by laser beam irradiation is used as a molding die 200 (FIG. 7A), and nanopatterns 201 made of a transparent resin (FIG. b)) can also be produced. Such a nanopattern made of a transparent resin can be applied as a retardation plate, for example. It can also be applied as a substrate for aligning liquid crystal molecules.

次に、レーザー加工装置の他の構成例について説明する。   Next, another configuration example of the laser processing apparatus will be described.

図8は、レーザー加工装置の他の構成例を説明するブロック図である。図8に示すレーザー加工装置1aは、基本的に上記した図1に示した態様のレーザー加工装置1と同様の構成を有する。両者に共通する構成については同符号が用いられており、それらについては説明を省略する。図8に示す構成例のレーザー加工装置1aは、上記のレーザー加工装置1と比べ、ビーム整形を行なう手段としての回折光学素子16がアナモルフィック集光レンズ22に置き換えられた点が異なっている。このアナモルフィック集光レンズ22は、直交する2方向において集光距離が大きく異なる。この作用により、レーザービームを一方向に長いライン状のビーム断面形状に整形することができる。アナモルフィック集光レンズ22の直交する2方向における集光距離を適宜選択することにより、所要の長さLを有するライン状のレーザービームを生成することができる。この図8に示す実施形態においては、アナモルフィック集光レンズ22が本発明に係る「第1のビーム整形部」に相当する。   FIG. 8 is a block diagram illustrating another configuration example of the laser processing apparatus. The laser processing apparatus 1a shown in FIG. 8 basically has the same configuration as the laser processing apparatus 1 of the aspect shown in FIG. The same reference numerals are used for configurations common to both, and description thereof is omitted. The laser processing apparatus 1a of the configuration example shown in FIG. 8 differs from the laser processing apparatus 1 described above in that the diffractive optical element 16 as a means for beam shaping is replaced with an anamorphic condenser lens 22. . This anamorphic condensing lens 22 has a significantly different condensing distance in two orthogonal directions. By this action, the laser beam can be shaped into a linear beam cross-sectional shape that is long in one direction. By selecting the condensing distance in the two orthogonal directions of the anamorphic condensing lens 22 as appropriate, a linear laser beam having a required length L can be generated. In the embodiment shown in FIG. 8, the anamorphic condenser lens 22 corresponds to a “first beam shaping unit” according to the present invention.

図9は、レーザー加工装置の他の構成例を説明するブロック図である。図9に示すレーザー加工装置1bは、基本的に上記した図1に示した態様のレーザー加工装置1と同様の構成を有する。両者に共通する構成については同符号が用いられており、それらについては説明を省略する。図9に示す構成例のレーザー加工装置1bは、上記のレーザー加工装置1と比べ、ビーム整形を行なう手段としての回折光学素子16がマスク24及び結像光学系(結像レンズ)26に置き換えられた点が異なっている。このマスク24は、スリット状の開口部を有しており、この開口部におけるビーム強度分布が結像光学系26により被加工物2の表面に結像される。これにより、レーザービームを一方向に長いライン状のビーム断面形状に整形することができる。マスク24の開口部の長さと結像光学系26の倍率とを適宜選択することにより、所要の長さLを有するライン状のビーム断面形状を有するレーザービームを生成することができる。また、マスク24へ入射させるレーザービームの径を充分に拡げ、拡大されたレーザービームの中央付近をマスク24によって切り出すことにより、ほぼ平坦な強度分布を有するレーザービームが得られる。例えば、開口部のスリット長を2mm、結像倍率を5倍とすれば、長さL=10mmのライン状のレーザービームを得ることができる。この図9に示す実施形態においては、マスク24及び結像光学系26が本発明に係る「第1のビーム整形部」及び「第2のビーム整形部」に相当する。   FIG. 9 is a block diagram illustrating another configuration example of the laser processing apparatus. A laser processing apparatus 1b shown in FIG. 9 basically has the same configuration as the laser processing apparatus 1 of the embodiment shown in FIG. The same reference numerals are used for configurations common to both, and description thereof is omitted. In the laser processing apparatus 1b of the configuration example shown in FIG. 9, the diffractive optical element 16 as a beam shaping means is replaced with a mask 24 and an imaging optical system (imaging lens) 26, as compared with the laser processing apparatus 1 described above. The point is different. The mask 24 has a slit-shaped opening, and the beam intensity distribution in the opening is imaged on the surface of the workpiece 2 by the imaging optical system 26. Thereby, the laser beam can be shaped into a linear beam cross-sectional shape that is long in one direction. By appropriately selecting the length of the opening of the mask 24 and the magnification of the imaging optical system 26, a laser beam having a linear beam cross-sectional shape having a required length L can be generated. Further, by sufficiently expanding the diameter of the laser beam incident on the mask 24 and cutting out the vicinity of the center of the expanded laser beam with the mask 24, a laser beam having a substantially flat intensity distribution can be obtained. For example, if the slit length of the opening is 2 mm and the imaging magnification is 5 times, a linear laser beam having a length L = 10 mm can be obtained. In the embodiment shown in FIG. 9, the mask 24 and the imaging optical system 26 correspond to a “first beam shaping unit” and a “second beam shaping unit” according to the present invention.

以上のように、本実施形態によれば、被加工物2を連続的に移動させながら露光できるため、高い加工スループットで微細な周期構造を有する微細構造体を製造することが可能となる。これにより、被加工物2の表面の広い領域へ短時間で微細周期構造を直接的に形成することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, since the workpiece 2 can be exposed while being continuously moved, a fine structure having a fine periodic structure can be manufactured with a high processing throughput. Thereby, it becomes possible to directly form a fine periodic structure in a short time in a wide area on the surface of the workpiece 2.

本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施することが可能である。例えば、上記の実施形態では、具体的としてレーザービームの長さLが10mmを用いる場合を説明したが、このレーザービームの長さLをより長く伸ばすことにより、さらに加工スループットを向上させることができる。また、上記の実施形態では、被加工物として液晶ポリマーを用いた例について述べたが、用途が異なれば、例えば、金属膜やシリコン半導体を用いることも可能である。   The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, the case where the length L of the laser beam is 10 mm has been specifically described. However, the processing throughput can be further improved by extending the length L of the laser beam longer. . In the above embodiment, an example in which a liquid crystal polymer is used as a workpiece has been described. However, for example, a metal film or a silicon semiconductor can be used if the application is different.

一実施形態のレーザー加工装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the laser processing apparatus of one Embodiment. レーザービームのビーム断面形状を説明する図である。It is a figure explaining the beam cross-sectional shape of a laser beam. レーザービームの空間強度分布を説明する図である。It is a figure explaining spatial intensity distribution of a laser beam. 被加工物を平面的に示し、微細周期構造の溝方向とレーザービームの偏光方位との関係を説明する図である。It is a figure which shows a to-be-processed object planarly and demonstrates the relationship between the groove | channel direction of a fine periodic structure, and the polarization direction of a laser beam. 被加工物を相対的に移動させる際の移動速度Vについて説明する図である。It is a figure explaining the moving speed V at the time of moving a workpiece relatively. 式(1)の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of Formula (1). 微細構造体を成形型として用いてナノパターンを生産する方法を説明する概略図である。It is the schematic explaining the method to produce a nano pattern using a microstructure as a shaping | molding die. レーザー加工装置の他の構成例を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the other structural example of a laser processing apparatus. レーザー加工装置の他の構成例を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the other structural example of a laser processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1、1a、1b…レーザー加工装置、2…被加工物、10…光源、12…ミラー、14…波長板、16…回折光学素子、18…ステージ、20…制御部、22…アナモルフィック集光レンズ、24…マスク、26…結像光学系、101、102…照射範囲、200…成形型、201…ナノパターン   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b ... Laser processing apparatus, 2 ... Workpiece, 10 ... Light source, 12 ... Mirror, 14 ... Wave plate, 16 ... Diffractive optical element, 18 ... Stage, 20 ... Control part, 22 ... Anamorphic collection Optical lens, 24 ... Mask, 26 ... Imaging optical system, 101, 102 ... Irradiation range, 200 ... Mold, 201 ... Nano pattern

Claims (14)

被加工物にレーザービームを照射することにより微細な周期構造を有する微細構造体を製造する方法であって、
(a)第1の方向に長いビーム断面形状を有するパルス状のレーザービームを生成すること、
(b)前記第1の方向と平行方向に前記レーザービーム又は被加工物を速度Vで移動させること、
(c)前記レーザービームを、第1の照射機会における照射範囲と前記第1の照射機会より後の第2の照射機会における照射範囲とが部分的に重畳するように前記レーザービームのパルスの繰り返し周波数と前記速度Vとを相対的に設定して、前記被加工物に対して照射すること、
を含む、微細構造体の製造方法。
A method of manufacturing a fine structure having a fine periodic structure by irradiating a workpiece with a laser beam,
(A) generating a pulsed laser beam having a long beam cross-sectional shape in the first direction;
(B) moving the laser beam or the workpiece at a speed V in a direction parallel to the first direction;
(C) Repeating the laser beam pulse so that the irradiation range at the first irradiation opportunity and the irradiation range at the second irradiation opportunity after the first irradiation opportunity partially overlap each other. Irradiating the workpiece by setting the frequency and the speed V relatively;
A method for producing a fine structure, including:
請求項1において、
前記ステップ(a)における前記レーザービームの空間強度分布がほぼ平坦であること、
を更に含む、微細構造体の製造方法。
In claim 1,
The spatial intensity distribution of the laser beam in the step (a) is substantially flat;
The manufacturing method of the fine structure further containing these.
請求項1において、
前記レーザービームは、直線偏光であり、
前記ステップ(b)は、前記レーザービームの偏光方位と、前記レーザービーム又は前記被加工物の移動方向と、を平行にする、
微細構造体の製造方法。
In claim 1,
The laser beam is linearly polarized light;
The step (b) makes the polarization direction of the laser beam parallel to the moving direction of the laser beam or the workpiece,
A manufacturing method of a fine structure.
請求項1において、
前記レーザービームは、直線偏光であり、
前記ステップ(b)は、前記レーザービームの偏光方位と、前記レーザービーム又は前記被加工物の移動方向と、を直交させる、
微細構造体の製造方法。
In claim 1,
The laser beam is linearly polarized light;
In the step (b), the polarization direction of the laser beam is orthogonal to the moving direction of the laser beam or the workpiece.
A manufacturing method of a fine structure.
被加工物にレーザービームを照射することにより微細な周期構造を有する微細構造体を製造する方法であって、
(a)直線偏光のパルス状のレーザービームを生成すること、
(b)前記レーザービームの偏光方位と平行方向に前記レーザービーム又は被加工物を速度Vで移動させること、
(c)前記レーザービームを、第1の照射機会における照射範囲と前記第1の照射機会より後の第2の照射機会における照射範囲とが部分的に重畳するように前記レーザービームのパルスの繰り返し周波数と前記速度Vとを相対的に設定して、前記被加工物に対して照射すること、
を含む、微細構造体の製造方法。
A method of manufacturing a fine structure having a fine periodic structure by irradiating a workpiece with a laser beam,
(A) generating a linearly polarized pulsed laser beam;
(B) moving the laser beam or workpiece at a velocity V in a direction parallel to the polarization direction of the laser beam;
(C) Repeating the laser beam pulse so that the irradiation range at the first irradiation opportunity and the irradiation range at the second irradiation opportunity after the first irradiation opportunity partially overlap each other. Irradiating the workpiece by setting a frequency and the speed V relatively;
A method for producing a fine structure, including:
被加工物にレーザービームを照射することにより微細な周期構造を有する微細構造体を製造する方法であって、
(a)直線偏光のパルス状のレーザービームを生成すること、
(b)前記レーザービームの偏光方位と直交方向に前記レーザービーム又は被加工物を速度Vで移動させること、
(c)前記レーザービームを、第1の照射機会における照射範囲と前記第1の照射機会より後の第2の照射機会における照射範囲とが部分的に重畳するように前記レーザービームのパルスの繰り返し周波数と前記速度Vとを相対的に設定して、前記被加工物に対して照射すること、
を含む、微細構造体の製造方法。
A method of manufacturing a fine structure having a fine periodic structure by irradiating a workpiece with a laser beam,
(A) generating a linearly polarized pulsed laser beam;
(B) moving the laser beam or workpiece at a velocity V in a direction orthogonal to the polarization direction of the laser beam;
(C) Repeating the laser beam pulse so that the irradiation range at the first irradiation opportunity and the irradiation range at the second irradiation opportunity after the first irradiation opportunity partially overlap each other. Irradiating the workpiece by setting the frequency and the speed V relatively;
A method for producing a fine structure, including:
パルス状のレーザービームを出射するビーム発生部と、
前記レーザービームのビーム断面形状を第1の方向に長い形状に整形する第1のビーム整形部と、
前記第1の方向と平行方向に前記第1のビーム整形部又は被加工物を速度Vで移動させる移動部と、
第1の照射機会における前記レーザービームの照射範囲と前記第1の照射機会より後の第2の照射機会における前記レーザービームの照射範囲とが部分的に重畳するように、前記光源の前記レーザービームのパルスの繰り返し周波数と前記速度Vとを相対的に設定する制御部と、
を含む、レーザー加工装置。
A beam generator for emitting a pulsed laser beam;
A first beam shaping unit that shapes a beam cross-sectional shape of the laser beam into a shape elongated in a first direction;
A moving unit that moves the first beam shaping unit or the workpiece at a speed V in a direction parallel to the first direction;
The laser beam of the light source is partially overlapped with an irradiation range of the laser beam at a first irradiation opportunity and an irradiation range of the laser beam at a second irradiation opportunity after the first irradiation opportunity. A control unit for relatively setting the repetition frequency of the pulse and the speed V;
Including laser processing equipment.
請求項7において、
前記レーザービームの空間強度分布をほぼ平坦に整形する第2のビーム整形部を更に含む、
レーザー加工装置。
In claim 7,
A second beam shaping unit for shaping the spatial intensity distribution of the laser beam substantially flat;
Laser processing equipment.
請求項7において、
前記レーザービームは、直線偏光であり、
前記レーザービームの偏光方位を前記第1の方向と平行方向又は直交方向のいずれかに調整する偏光方位調整部を更に含む、
レーザー加工装置。
In claim 7,
The laser beam is linearly polarized light;
A polarization azimuth adjusting unit for adjusting the polarization azimuth of the laser beam to either the parallel direction or the orthogonal direction to the first direction;
Laser processing equipment.
請求項7において、
前記第1のビーム整形部は、回折光学素子を含む、
レーザー加工装置。
In claim 7,
The first beam shaping unit includes a diffractive optical element,
Laser processing equipment.
請求項7において、
前記第1のビーム整形部は、アナモルフィック集光レンズを含む、
レーザー加工装置。
In claim 7,
The first beam shaping unit includes an anamorphic condenser lens,
Laser processing equipment.
請求項7において、
前記第1のビーム整形部は、開口を有するマスク及び結像レンズを含む、
レーザー加工装置。
In claim 7,
The first beam shaping unit includes a mask having an aperture and an imaging lens.
Laser processing equipment.
直線偏光のパルス状のレーザービームを生成するビーム発生部と、
前記レーザービームの偏光方位と平行方向又は直交方向のいずれかに前記ビーム発生部又は被加工物を速度Vで移動させる移動部と、
第1の照射機会における前記レーザービームの照射範囲と前記第1の照射機会より後の第2の照射機会における前記レーザービームの照射範囲とが部分的に重畳するように、前記光源の前記レーザービームのパルスの繰り返し周波数と前記速度Vとを相対的に設定する制御部と、
を含む、レーザー加工装置。
A beam generator that generates a linearly polarized pulsed laser beam;
A moving unit that moves the beam generation unit or the workpiece at a speed V in either a direction parallel to or orthogonal to a polarization direction of the laser beam;
The laser beam of the light source is partially overlapped with an irradiation range of the laser beam at a first irradiation opportunity and an irradiation range of the laser beam at a second irradiation opportunity after the first irradiation opportunity. A control unit for relatively setting the repetition frequency of the pulse and the speed V;
Including laser processing equipment.
直線偏光のパルス状のレーザービームを生成するビーム発生部と、
前記ビーム発生部又は被加工物を一方向へ速度Vで連続的に移動させる移動部と、
前記レーザービームの偏光方位を前記レーザービーム又は前記被加工物の移動方向と平行方向又は直交方向のいずれかに調整する偏光方位調整部と、
第1の照射機会における前記レーザービームの照射範囲と前記第1の照射機会より後の第2の照射機会における前記レーザービームの照射範囲とが部分的に重畳するように、前記光源の前記レーザービームのパルスの繰り返し周波数と前記速度Vとを相対的に設定する制御部と、
を含む、レーザー加工装置。
A beam generator that generates a linearly polarized pulsed laser beam;
A moving unit that continuously moves the beam generating unit or the workpiece in one direction at a speed V;
A polarization azimuth adjusting unit that adjusts the polarization azimuth of the laser beam either in a direction parallel to or orthogonal to the moving direction of the laser beam or the workpiece;
The laser beam of the light source is partially overlapped with an irradiation range of the laser beam at a first irradiation opportunity and an irradiation range of the laser beam at a second irradiation opportunity after the first irradiation opportunity. A control unit for relatively setting the repetition frequency of the pulse and the speed V;
Including laser processing equipment.
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