CN101175599A

CN101175599A - 使用干涉激光光束的处理方法和处理装置

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Publication number: CN101175599A
Application number: CNA2006800170970A
Authority: CN
Inventors: 岩濑秀夫
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-05-18
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2008-05-07
Anticipated expiration: 2026-05-18
Also published as: US7939782B2; US7796317B2; JP2006346748A; WO2006123835A1; CN101175599B; JP4498309B2; US20100301025A1; US20090103181A1; DE112006001230T5; DE112006001230B4

Abstract

提供一种处理方法和一种处理装置，其中能够抑制可归因于通过干涉激光光束的处理中的表面波的干扰，具体地说，是通过具有等于或大于1fs并且等于或小于1ps的脉宽的脉冲激光的干涉激光光束的处理，其中，使得在激光的干涉方向上传播的表面波的波长比被处理物体的表面上的激光的干涉节距长，以处理所述物体。

Description

使用干涉激光光束的处理方法和处理装置

技术领域

本发明涉及一种使用干涉激光光束的处理方法，例如烧蚀处理，对材料表面的改性、或抗蚀剂曝光，以及一种处理装置，更具体地说，涉及一种由于使用具有等于或大于1fs并且等于或小于1ps的脉宽的脉冲激光的干涉暴露而导致的处理方法以及一种处理装置。

背景技术

随着对于将成为下一代技术的MEMS和纳米技术的期望的增加，注意力已经关注于使用干涉激光光束的处理方法作为用于制造将要合并到MEMS中并涉及纳米技术的微结构的方法。与电子和离子光束印制不同，通过干涉激光光束的处理能够一次处理包括几μm到几十cm的区域。此外，通过干涉激光光束的处理不需要使用掩膜，这与光刻或LIGA处理不同。此外，近年来，已经提出了使用飞秒激光的处理方法作为用于使用脉冲激光器处理亚微米结构的方法。飞秒激光具有1ps(10^-12秒)或更少的脉宽，并且在激光辐射到构件上的情况下具有很短的热扩散距离，因此减少了由于热量而导致的损坏。

此外，使用飞秒激光使得有可能处理诸如玻璃或塑料的材料，在亚微米级别的分辨率的情况下，诸如玻璃或塑料的材料在激光波长处通常不发生吸收。当以飞秒激光辐射这些透明材料时，局部出现光子吸收，这称为“多光子吸收”。多光子吸收是当以强电磁场辐射材料时导致的一种光子现象，其中，仅在辐射激光的影响充分强烈的区域吸收光子。

作为使用飞秒激光的处理方法的传统示例，例如，日本专利申请公开2001-236002已经提出了一种使用干涉飞秒激光的全息图的产生方法。在该方法中，使得飞秒激光的基波(波长800nm)彼此干涉，以辐射到玻璃表面，从而由烧蚀产生微米到亚微米节距的全息图。此外，Journal of Nanoscience and Nanotechnology，2002，Vol.2，No.3/4，321至323已经针对通过三波(波长290nm)的干涉相对于玻璃表面产生290nm的节距的光栅的情况进行了报导。

然而，在上述传统示例中的使用干涉飞秒激光的处理方法中，存在这样的问题：由在将要处理的材料的表面上传播的电磁波(下文中称为“表面波”)(即在激光的干涉方向上在将要处理的材料的表面上传播的表面波)使得处理失真。表面波是这样一种现象：其中，由于材料表面的不均匀性而散射的激光光束沿着材料表面传播，这导致具有周期性的处理干扰，通常称为“纹波”。上述表面波或纹波现象不仅出现在使用飞秒激光的处理中，而且还出现在辐射具有干涉特性的光的所有处理中，例如通过暴露、烧蚀、光蚀刻或光照射的物理改性。此外，表面波或纹波现象出现在每种材料的表面，例如金属、半导体、玻璃、塑料或其它电介质材料。然而。脉宽或连续光很长的传统激光极大地受热量影响，并且所生成的纹波配置通常通过热熔来进行平坦。然而，在由飞秒激光进行的处理中不通过加热来进行平坦化动作的情况下，由于纹波导致的处理的干扰明显地出现，其中，如上所述，所述飞秒激光的热扩散距离很短，并且其热影响很小。此外，在金属的情况下，因为表面波通过电传导电子随着等离子波传播，所以与电介质材料的情况相比，纹波的出现是明显的。

下文中，将进一步给出纹波的出现的描述。图4A和图4B示出出现在激光辐射气体蚀刻中的纹波的SEM图像(参考Jpn.J.Appl.Phys.Vol.31(1992)pp 4433至4436)。图4A示出具有图5A中所指示的方向上的电场的幅度的线性偏振，也就是由P-偏振光束的入射导致的纹波。图4B示出具有图5B中所指示的方向上的电场的幅度的线性偏振，也就是由S-偏振光束的入射导致的纹波。当假定激光的波的数量是k₀，表面波的数量是k_SEW，并且入射角是θ时，分别由以下表达式(1)和(2)来表示P-偏振和S-偏振中的纹波的节距d_r。更具体地说，k₀＝2.37×10^-5cm^-1(波长266nm)，θ＝13.5°，k_SEW＝2.55×10^-5cm^-1。

因此，d_r(P-偏振)＝345nm，d_r(S-偏振)＝265nm。

d_{r} = \frac{2 π}{k_{SEW} - k_{0} \sin θ}

(P偏振) (1)

d_{r} = \frac{2 π}{k_{SEW}}

(S偏振) (2)

上述纹波不限于在图4A和图4B所示的一个方向上以一个周期来提供的纹波。图6示出当钻石经受通过飞秒激光的烧蚀处理时出现的纹波的SEM图像(参照Applied Physics Letters，Volume 82，No.11.(2003)p.1703至1705)。在此情况下，可以识别在节距和方向上彼此不同的三种纹波。

图7A和图7B示出当飞秒激光以直角垂直辐射到镍构件表面上并且镍表面经受烧蚀处理时产生的纹波。在钻石的情况下，可以识别三种纹波。因为具有三种不同波长的表面波在与偏振正交或平行的方向上传播，所以出现这些纹波。因为激光的入射角是θ°，所以基于表达式(1)和(2)根据以下表达式(3)从纹波的所测量的节距(d_r)获得表面波的数量(k_SEW)。

d_{r} = \frac{2 π}{k_{SEW}}

表1联合示出关于出现在图7A和图7B中的偏振的纹波的方向(也就是表面波的传播方向)、纹波的节距(d_r)、从节距(d_r)和表达式(3)获得的表面波的数量(k_SEW)等。在表1中，镍的纹波按其波的数量的升序表示为纹波1、纹波2和纹波3。

表1

	纹波1	纹波2	纹波3
	纹波1	纹波2	纹波3	纹波的方向(表面波的传播方向)	与偏振正交	与偏振平行	与偏振正交
纹波的周期	1940nm	730nm	120～430nm	纹波的方向(表面波的传播方向)	与偏振正交	与偏振平行	与偏振正交
纹波的周期	1940nm	730nm	120～430nm	表面波的数量	3.24×10^-3(1/nm)	8.60×10^-3(1/nm)	14.6～52.3×10^-3(1/nm)

上述三种纹波与激光的偏振紧密关联。图12示出在干涉飞秒激光辐射到镍的表面以产生具有与通过烧蚀产生的干涉的节距相同的节距的光栅的情况下镍表面的SEM图像。所使用的飞秒激光的波长是800nm，干涉角是90°，干涉的节距是560nm。激光的偏振垂直于包括彼此干涉的两个激光光束的表面(下文中，称为“S-偏振干涉”)。图13是示出S-偏振状态的示意图。在S-偏振状态下，无论干涉角如何，两个激光光束的偏振总是彼此一致。相应地，如图14所示，S-偏振状态是如下状态，即：在所述状态中，获得干涉的峰值16(波腹)和底部17(波节)之间的最大差值(也就是干涉的最高对比度)，S-偏振状态通常用于使用干涉的处理。从图12明显可见，大量纹波出现在已经处理的镍的表面上，这些纹波妨碍了节距560nm的期望的光栅的生成。

作为消除由于纹波(表面波)而导致的对处理的上述干扰和破坏的方法，提出了一种使用圆偏振或椭圆偏振光的方法。可归因于圆偏振光或椭圆偏振光的偏振状态的使用使得有可能沿着偏振的旋转来旋转纹波出现的方向，以明显地消除纹波。然而，在根据上述方法的移除纹波的方式中，通过纹波的旋转仅使得纹波的节距不可识别，将要处理的区域明显大于由线性偏振进行的处理的情况。因此，在亚微米尺寸的处理中基本上不能采用上述方法。此外，使用圆偏振或椭圆偏振的处理不能用于受偏振影响极大的光学系统，例如使用干涉或相位掩膜的成像光学系统。

已经针对上述问题来进行本发明，因此，本发明具有以下目的：提供处理方法和处理装置，其能够使用干涉激光来抑制可归因于表面波的干扰，所述表面波出现在下述处理中，所述处理例如是烧蚀处理、对材料表面的改性或抗蚀剂曝光，具体地说，是使用具有等于或大于1fs并且等于或小于1ps的脉宽的脉冲激光的干涉激光的处理。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供如下构造的一种处理方法和一种处理装置。

也就是说，本发明提供一种通过使用干涉激光光束处理被处理物体的方法。包括以下步骤：调节激光，从而在激光的干涉方向上传播的表面波的波长比被处理物体的表面上的激光光束的干涉节距更长；以及处理被处理物体。

此外，本发明提供一种处理装置，其用脉冲激光处理被处理物体，所述脉冲激光的激光光束被划分为多个激光光束，使所述多个激光光束在被处理物体的表面上的干涉点处彼此干涉，所述处理装置包括：波片，其可以调节所述激光光束的偏振，并被设置在朝向所述干涉点延伸的所划分的光束的各个光程上，其中，使由所述波片调节的所述激光光束彼此干涉，以处理所述被处理物体。

根据本发明，可以实现能够在使用干涉激光的处理中抑制可归因于表面波的干扰的处理，具体地说，使用采用具有等于或大于1fs并且等于或小于1ps的脉宽的脉冲激光的干涉激光光束的处理。例如，有可能实现使用干涉激光的处理，例如烧蚀处理、对材料表面的改性、或抗蚀剂曝光。

结合附图，从以下描述中，本发明的其它特点和优点将变得清楚。

附图说明

图1是示出用于本发明的装置的结构的示意图；

图2是示出本发明原理的构思性示图；

图3是示出本发明原理的构思性示图；

图4A和图4B各自是示出当通过激光辐射气体蚀刻而来蚀刻GaAs时出现的纹波的SEM图像的示图，其中，图4A是示出可归因于P-偏振入射的纹波的SEM图像的示图，图4B是示出可归因于S-偏振入射的纹波的SEM图像的示图.

图5A和图5B各自是解释可归因于图4A和图4B中的偏振的纹波的发生之间的差别的示图，其中，图5A是示出P-偏振入射的示图，图5B是示出S-偏振入射的示图；

图6是示出当钻石经受通过飞秒激光的烧蚀处理时出现的纹波的SEM图像；

图7A和图7B是示出当镍经受通过飞秒激光的烧蚀处理时出现的纹波的SEM图像；

图8A和图8B各自是示出在根据本发明的实施例中的、在激光的交叉角度θ被设置为30°的情况下、在镍上的使用干涉激光光束处理的痕迹的SEM图像，其中，图8A是示出可归因于S-偏振入射的纹波的SEM图像的示图，8B是示出可归因于P-偏振入射的纹波的SEM图像的示图；

图9A和图9B是示出在根据本发明的实施例中的、在激光的交叉角度θ被设置为90°的情况下、在镍上的使用干涉激光光束处理的痕迹的SEM图像，其中，图9A是示出可归因于S-偏振入射的纹波的SEM图像的示图，9B是示出可归因于P-偏振入射的纹波的SEM图像的示图；

图10A和图10B是解释可归因于图8A和图8B以及图9A和图9B中的偏振状态的纹波的发生之间的差别的示图，其中，图10A是示出S-偏振入射的示图、图10B是示出P-偏振入射的示图；

图11是示出在本发明的实施例中的、在镍上的通过干涉激光光束处理的痕迹的SEM图像的示图；

图12是在干涉飞秒激光被辐射到镍的表面上以产生具有与通过烧蚀产生的干涉的节距相同的节距的光栅的情况下镍表面的SEM图像的示图，

图13是示出通常用于使用干涉的处理的S-偏振状态的示意图；以及

图14是用于解释S-偏振状态是如下偏振状态的示图，在所述偏振状态下，因为无论干涉角度如何两个光束都总是彼此一致，所以获得干涉的最高对比度。

具体实施方式

本发明能够抑制可归因于根据上述结构的表面波的干扰，并且基于本发明人勤奋研究的结果而获得的以下知识。如上所述，可归因于纹波的处理的干扰(破坏)也出现在干涉光辐射到构件上的情况下。然而，本发明已经详细研究了这些事实，并且发现以下现象。当激光光束的干涉的节距(d)小于在激光光束的干涉的方向上传播的表面波的波长，即节距(d)小于2п/k″_SEW时，在干涉的节距上几乎不出现纹波，相应地，有可能抑制由于纹波的出现而导致的干扰(破坏)。上述现象被看作是被引入的，因为在表面波的波长长于激光光束的干涉的节距的情况下，难以定义表面波的相位，并且表面波的出现被抑制。如图14所示，激光光束的干涉方向是干涉的节距方向。

在描述上述现象之前，将首先描述在该实施例中所使用的干涉激光光束装置的处理。图1示出根据使用用于该实施例的飞秒激光的干涉激光光束装置的处理的结构。参照图1，标号1表示飞秒激光振荡器，标号2是乘法器波单元，标号3、4、7和8是镜子，标号5是光束分解器。此外，标号6表示光程长度调节器，标号9和10是透镜，标号11和12是波长片，标号13是分光镜，标号14是显微镜，标号15是CCD。通过用钛/蓝宝石晶体制成的再现放大器系统来形成飞秒激光振荡器1。在该实施例中，振荡器激光的波长是800nm，脉宽是100fs，脉冲的重复频率是1kHz。飞秒激光振荡器1经过光栅处理。在该实施例中，脉宽是100fs。然而，可以使用具有等于或大于1fs(10^-15秒)并且等于或小于1ps(10^-12秒)的激光。当脉宽等于或大于1fs(10^-15秒)时，获得处理所需的能量。当脉宽等于或小于1ps时，即使在热扩散通常较大的金属中，热扩散距离也大约是10nm，从而使得有可能处理小于光波长的结构。

从飞秒激光振荡器1输出的激光穿过乘法器波晶体单元2，并被修改为双波(400nm)和三波(266nm)。镜3根据将要产生的光栅的节距而滑动，从而使得有可能在基波、双波和三波中选择激光的波长。在已经穿过乘法器波单元之后，由非偏振光束分解器5将激光划分为两个激光光束。所述激光光束中的一束穿过光程长度调节器6，并在点D(干涉点)叠加到另一激光光束上。因为100fs的脉宽与大气中的30μm的脉宽对应，所以必须使得光程长度ABCD和AEFD在30μm内彼此一致，以导致飞秒激光光束彼此干涉。在通过使用该实施例的干涉激光光束的处理装置中，光程调节器的位置朝向由箭头所指示的方向移动，以改变线段AB和CD的长度，从而使得光程长度彼此一致。

基于可归因于空气击穿的三波(λ266nm)的发射强度改变，在选择了800nm的波长的情况下，有可能确认光程长度是否彼此一致。此外，在选择了双波(λ400nm)或三波(λ266nm)的情况下，有可能通过以下方式来确认光程长度是否彼此一致：在点D放置厚度1mm的硅玻璃，并测量由于非线性效应而导致的吸收因子的改变。λ/2波长片11和12被插入光程ABCD和AEFC。λ/2波长片11和12按以光轴为中心的期望的角度旋转，从而自由改变处理中的两个激光的偏振。显微镜14和CCD 15是观测系统，用于观测被处理物体的表面。为了防止示图变得复杂，未示出用于调节能量的滤光器和用于调节脉冲数量的遮光器。在图1中，激光光束在点A以90°角彼此相交，但可以通过移动镜的位置来任意调节激光光束的相交角度(θ)。激光光束的相交角度θ、激光波长λ以及干涉的节距d的关系由以下表达式(4)来表示。

d = \frac{λ}{2 \sin (\frac{θ}{2})} \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (4)

在此，在进行光栅处理之前，使得光程长度彼此一致，确认干涉出现，并通过使用波长片11和12来调节偏振。其后，被处理物体被放置在点D，以具有合适能量的合适数量的脉冲来辐射点D，从而进行光栅处理。

接下来，将给出在由装置进行的处理中抑制表面波的出现的描述。图2和图3示出显示表面波被抑制的情况的示意图。表面波由已经辐射到构件上的激光来激励，入射激光强度越大，表面波的幅度越大。因此，在相干光辐射到构件上的情况下，表面波在干涉光的波腹变为最大，并且干涉光的幅度朝向波节变得较小。图2示出在干涉的节距长于表面波的波长的情况下表面波的幅度强度分布。在干涉光的波腹的每一个处激励的表面波接近干涉光的波节，同时被衰减，并且被叠加到在干涉的另一波腹处激励的另一表面波上。然而，在图2所示的情况下，从干涉光的相邻波腹传播的表面波在被叠加到在波节处的另一表面波之前具有一个或多个峰值。表面波的峰值使得处理模式和改性模式失真。

图3示出在表面波的波长长于干涉的节距的情况下的幅度强度分布。如图2所示的情况那样，在干涉的波腹处激励的表面波在干涉的波节处彼此叠加。然而，在如图3所示的表面波的波长长于干涉的节距的情况下，在干涉光的相邻波腹处激励的表面波在前进一个波长之前彼此叠加，这些表面波彼此相消。相应地，在表面波的波长长于干涉的节距的情况下，表面波在干涉的方向上不传播，有可能进行抑制表面波的影响的处理。

通过以上描述，在本发明中，在激光的干涉方向上传播的表面波的波长被设置为长于激光的干涉的节距，以对被处理物体进行处理，从而抑制了由表面波导致的干扰。更具体地说，将在干涉方向上传播的表面波的数量K”_SEW和干涉的节距d设置为满足以下表达式(5)的条件，从而实现本发明的处理，其中，可以抑制可归因于表面波的上述干扰。

d < \frac{2 π}{{k^{''}}_{SEW}} \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (5)

下文中，将给出本发明的实施例的描述。

(示例)

在该示例中，使用通过使用图1的干涉激光光束的上述处理装置，其中，调节激光功率，从而干涉激光的峰值强度变得大于将由烧蚀来处理的物体的烧蚀阈值，并以干涉激光来辐射被处理物体。其后，在被处理物体中直接产生具有与干涉节距相同的节距的光栅。图8A、图8B和图9A、图9B各自示出由该示例中的烧蚀而制造的、在镍(Ni)上的通过干涉激光光束处理的痕迹的SEM图像。图8A和图8B各自示出通过使用在该示例中所使用的图1的干涉激光光束、在处理装置中在点A处将激光的相交角度θ设置为30°的情况下在镍(Ni)上的通过干涉激光光束处理的痕迹的SEM图像。图8A示出由于S-偏振入射而导致的光栅的SEM图像，图8B示出由于P-偏振入射而导致的光栅的SEM图像。

此外，图9A和图9B各自示出通过使用在该示例中所使用的图1的干涉激光光束在处理装置中在点A处将激光的相交角度θ设置为90°的情况下在镍(Ni)上的通过干涉激光光束处理的痕迹的SEM图像。图9A示出由于S-偏振入射而导致的光栅的SEM图像，图9B示出由于P-偏振入射而导致的光栅的SEM图像。

在产生图8A和图9A的光栅的过程中，调节用于处理的激光的偏振，从而与干涉的方向正交。换句话说，S-偏振用于图10A所示的干涉激光。反之，在产生图8B和图9B的光栅的过程中，调节用于处理的激光的偏振，从而处于干涉的方向上。换句话说，P-偏振用于图10B所示的干涉激光。表2联合示出图8A、图8B、图9A和图9B中所示的处理中的干涉节距、激光的偏振以及表面波的波长(λ_SEW)。

表2

	图8A		图8B	图9A	图9B
	图8A		图8B	图9A	图9B	干涉节距(光束交叉角度)	1545nm(θ＝30°)		1545nm(θ＝30°)	565nm(θ＝90°)	565nm(θ＝90°)
光束的偏振	与干涉方向正交(S-偏振)		与干涉方向平行(P-偏振)	与干涉方向正交(S-偏振)	与干涉方向平行(P-偏振)	干涉节距(光束交叉角度)	1545nm(θ＝30°)		1545nm(θ＝30°)	565nm(θ＝90°)	565nm(θ＝90°)
光束的偏振	与干涉方向正交(S-偏振)		与干涉方向平行(P-偏振)	与干涉方向正交(S-偏振)	与干涉方向平行(P-偏振)		表面波的传播方向
表面波1(与偏振正交地传播)K_SEW＝3.24×10^-3(1/nm)λ_SEM＝1940(nm)	与干涉方向平行	与干涉方向正交		与干涉方向平行	与干涉方向正交		表面波的传播方向
表面波1(与偏振正交地传播)K_SEW＝3.24×10^-3(1/nm)λ_SEM＝1940(nm)	与干涉方向平行	与干涉方向正交		与干涉方向平行	与干涉方向正交	表面波2(在偏振方向传播)K_SEW＝8.60×10^-3(1/nm)λ_SEM＝730(nm)	与干涉方向正交	与干涉方向平行		与干涉方向正交	与干涉方向平行
表面波3(与偏振正交地传播)K_SEW＝14.6～52.3×10^-3(1/nm)λ_SEM＝120～430(nm)	与干涉方向平行	与干涉方向正交		与干涉方向平行	与干涉方向正交	表面波2(在偏振方向传播)K_SEW＝8.60×10^-3(1/nm)λ_SEM＝730(nm)	与干涉方向正交	与干涉方向平行		与干涉方向正交	与干涉方向平行

在此，通过使用表2所列出的表面波的数量(k_SEM)从以下表达式(6)来获得表2中的表面波的波长。

λ_{SEW} = \frac{2 π}{k_{SEW}} \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (6)

从图8A、图8B、图9A和图9B可见，除了图9B之外的图8A、图8B和图9A中的全部光栅由于纹波的出现而严重损害。可以如下来理解图8A、图8B和图9A的光栅故障：首先，在图8A和图9A中，干涉和偏振的方向彼此平行，表面波3在平行于干涉的方向上传播。表面波3的波长是120至430nm，并且在周期上短于图8A的干涉节距(1545nm)和图9A的干涉节距(565nm)。为此，可以理解，表面波在未被抑制的情况下传播，并且光栅被损坏。事实上，可以在图8A和图9a中识别表面波3导致的纹波等。此外，在图8B中，表面波2出现在平行于干涉的方向上。表面波2的波长是730nm，短于图干涉节距(1545nm)。结果，推测由图8A和图9A中的纹波损坏光栅。在图9A中，可以明确地识别出由于表面波2而导致的纹波的出现。

另一方面，在图9B中，光栅形成，而不被纹波所损坏。在图9B的情况下，估计表面波2平行于图8B的干涉的方向而传播。然而，因为表面波的波长(730nm)长于干涉的周期(565nm)，所以在干涉的相邻波腹处激励的表面波彼此相消，结果是形成光栅而纹波不会损坏光栅。

此外，在图9B所示的条件下，表面波1和表面波3必须在正交于干涉的方向传播。然而，在正交于这些干涉的方向上传播的表面波几乎不影响光栅的形成。从该示例明显可见，在通过干涉进行烧蚀处理的情况下，当表面波的波长长于平行于表面波的干涉的周期时，由于干涉的相邻波腹而被激励的表面波彼此相消，从而使得有可能防止表面波损坏处理。

图11示出在通过具有与图9B的激光相同的偏振条件和相交角度的双波(波长400nm)所进行的处理的情况下的光栅。在镍的情况下，当使用双波(波长400nm)时，干涉周期和表面波周期两者都是在基波(800nm)情况下的一半。因此，干涉周期是290nm，其满足图9B的本发明的条件。在图11中，没有如其中使用基波(波长800nm)的图9B那样发现由于纹波导致的光栅的破坏。

作为波长400nm的光正交地输入到通过上述处理产生的图9B所示的光栅(节距565nm)的结果，在45°的方向上识别出主衍射光。这说明光栅充当反射衍射光栅。

此外，使用图11的光栅结构(节距290nm)作为模来将该结构热转换为聚烯烃树脂。结构被转换的树脂表面具有周期结构，其中，80nm的宽度和130nm的高度部分被布置在290nm的节距处。由于研究了模塑的聚烯烃的表面反射率，因此关于波长600至800nm的垂直入射光获得1.2％或更少的反射率。通常，表面已经被磨光的聚烯烃的表面反射率是4.2％(波长780nm)。模塑转印产品关于节距290nm的两倍或更多倍的波长产生充分抗反射效果。

采用上述处理方法的应用，例如，当使用波长266nm的三次较高谐波时，有可能制造具有133nm或更小的节距的光栅，这使得有可能形成微结构，其在透明构件的表面上在全部可见光范围内具有抗反射效果。

如上所述，本发明并非将所使用的激光的波长限制为800nm，而是在所有波长都有效。此外，从上述表达式(4)明显可见，干涉的节距取决于激光的相交角度(θ)和波长(λ)两者。为此，合适地选择激光的相交角度和波长，从而使得有可能找出处理满足本发明的所期望的节距的光栅的条件。例如，假定在波长λ＝400nm的激光输入到材料的情况下，存在生成波长300nm的表面波的材料。为了处理材料的表面上的500nm节距的光栅，如果使用λ＝400nm的激光，则不满足本发明的条件。然而，表面波的波长通常与入射激光的波长成比例。相应地，如果使用波长λ＝800nm的激光，则所生成的表面波的波长变成600nm，这大于光栅的节距500nm。因此，可以满足本发明的条件。

此外，在该示例中，Ni被用作被处理物体。然而。即使使用另一材料作为被处理物体，本发明也可以适用于在被处理物体的表面出现的表面波。可以通过将具有合适的功率的激光正交地输入到被处理物体的表面来容易地测量该被处理物体的表面上出现的表面波的波长，如上所述。

此外，Laser research，2000，Dec.p.824和Japan Society forPrecision Engineering，Vol.69，No.4，2003公开了：一种用于生成表面波的机制在金属和半导体中相同。此外，它们公开了：在干涉方向上传播的表面波的波长在与所述波长相同的程度上几乎不取决于材料。

相应地，在该示例中P-偏振的干涉激光辐射到形成金属和半导体的表面上，从而使得有可能抑制表面波的出现，并使得亚微米的光栅经受烧蚀处理。此外，在该示例中，烧蚀处理被执行为处理方法。然而，根据本发明的纹波抑制效果并不限于上述处理方法。例如，本发明可以应用于由于激光(例如使用干涉的光纤布拉格光栅(FBG))而导致的对材料表面的改性。在该方法中，使已经通过放置在光纤上的衍射光栅的激光光束彼此干涉，以辐射到光纤上。通常，当以高强度的光进行辐射时，某些种类的透明塑料或玻璃的内部结构被改变，并且折射率被改变。通过使用上述特性，辐射干涉光以周期性改变光纤内的折射率。本发明的纹波抑制效果在由激光对材料表面进行改性的过程中是有效的。此外，干涉激光辐射到抗蚀剂膜上，从而使得有可能周期性地暴露抗蚀剂膜表面并对其进行改性，或通过使用干涉来暴露抗蚀剂。

本申请要求于2005年5月18日提交的日本专利申请2005-144937以及于2006年5月16日提交的日本专利申请2006-137008的优先权，所述专利申请在此引入作为参考。

Claims

1.一种用于通过使用干涉激光光束对被处理物体进行处理的方法，包括以下步骤：

调节激光光束，从而在激光光束的干涉方向上传播的表面波的波长比被处理物体的表面上的激光光束的干涉节距更长；以及

处理所述被处理物体。

2.如权利要求1所述的处理方法，其中，调节将要干涉的所述激光光束的偏振、所述激光光束的波长和/或所述激光光束的交叉角度。

3.如权利要求1所述的处理方法，其中，通过调节将要干涉的激光光束的偏振来改变在所述激光光束的干涉方向上传播的所述表面波的传播方向。

4.如权利要求3所述的处理方法，其中，具有最短波长的表面波以相对于所述激光光束的干涉方向的直角进行传播。

5.如权利要求1所述的处理方法，其中，当假定所述激光光束的干涉节距是d，并且在所述被处理物体的表面上在激光光束的干涉方向上传播的表面波的数量是K”_SEW时，满足以下条件表达式：

d＜2п/k″_SEW。

6.如权利要求2所述的处理方法，其中，所述偏振被调节为p-偏振。

7.如权利要求1所述的处理方法，其中，所述激光光束包括脉冲激光，其具有等于或大于1fs并且等于或小于1ps的脉宽。

8.如权利要求7所述的处理方法，其中，所述被处理物体经受使用所述脉冲激光的烧蚀处理。

9.如权利要求7所述的处理方法，其中，通过使用所述脉冲激光来对被处理物体的表面进行改性。

10.如权利要求1所述的处理方法，其中，所述被处理物体包括金属或半导体。

11.一种通过如权利要求1所述的使用干涉激光光束的处理方法来处理的衍射光栅。

12.一种通过如权利要求1所述的使用干涉激光光束的处理方法来处理的具有抗反射效果的微结构。

13.一种处理装置，其用脉冲激光处理被处理物体，所述脉冲激光的激光光束被划分为多个激光光束，使所述多个激光光束在被处理物体的表面上的干涉点处彼此干涉，所述处理装置包括：

波片，其可以调节所述激光光束的偏振，并被设置在朝向所述干涉点延伸的所划分的光束的各个光程上，

其中，使由所述波片调节的所述激光光束彼此干涉，以处理所述被处理物体。

14.如权利要求13所述的处理装置，其中，所述偏振被调节为p-偏振。

15.如权利要求13所述的由于干涉激光光束而导致的处理装置，其中，所述激光光束包括如下脉冲激光，该脉冲激光具有等于或大于1fs并且等于或小于1ps的脉宽。