JP2002523905A

JP2002523905A - レーザ繰り返し率増倍器

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Publication number: JP2002523905A
Application number: JP2000566933A
Authority: JP
Inventors: カッツィール・イガル; クリング・ボリス; フェンスター・ポール; グロス・アヴラハム
Original assignee: オルボテックリミテッド
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1998-08-20
Publication date: 2002-07-30
Also published as: DE69819044T2; WO2000011766A1; IL141487A; US20010021206A1; CN1310871A; EP1105950B1; US6765934B2; IL141487A0; US6275514B1; EP1105950A1; AU8882698A; DE69819044D1

Abstract

(57)【要約】高繰り返し率光学的パルスを生成する装置であって、初期パルス繰り返し率を有する初期パルス光ビームを生成するジェネレータと、前記初期パルス光ビームを受容して前記初期率よりも高いパルス繰り返し率を有する少なくとも１つのパルス光ビームを生成するパルス繰り返し率増倍器と、を含む装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、一般にパルス光ビームの繰り返し率増倍（repetition rate multip
lication）に関し、特にモードロックレーザ(mode locked laser)の繰り返し率
増倍に関する。本発明の重要な応用は、プリント回路基板の製造に使われるモー
ドロックレーザの繰り返し率増倍器である。［発明の背景］

【０００２】プリント回路基板（以下、ＰＣＢと称する）製造のような応用において、レー
ザは銅皮膜基板上のフォトレジスト皮膜（photoresist coating）上にパターン
を露光するのに使われる。ドイツのLISのDP１００のような典型的な露光システ
ムでは、連続波ＵＶ（CW UV）レーザビームがＰＣＢ表面に渡って走査され、そ
の強度は生成するパターンに従って変調される。変調装置は、制御回路によって
供給される電子的画素データを受け取る。現代のＰＣＢ製造において、高データ
率の動作によって製造速度を高めることが望まれる。運用データ率は変調率及び
／又は利用可能なレーザ出力によって制限される。

【０００３】ＵＶ感光フォトレジスト特性（UV sensitive photoresist）を用いるＰＣＢの
製造においては、アルゴンイオンレーザがよく用いられる。ＵＶ光源として広く
利用されているが、ガスレーザであるアルゴンレーザは運用にあたって複雑であ
り繊細で、又、メンテナンス性が低く及び／又は高価であるというような多くの
欠点を持っている。

【０００４】ＵＶレーザ放射を生み出す複数の方法は知られている。例えば、そのような１
つの方法は、赤外線(IR)モードロックレーザを利用して高繰り返し率レーザ光パ
ルスを生成する。そのレーザ光の周波数は、非線形媒体をその光が通過すること
によって２倍化されてＵＶになる。しかし、そのようなレーザをフォトレジスト
膜に対する露光に利用する場合、固有の矛盾があって厳しく制限される。即ち、
実用ＵＶ出力は繰り返し率の増加にともなって急速に下降することである。この
理由は、周波数倍化の過程は著しく非線形であり、その効率はピーク出力の増加
にともなって増加するからであり、所与の平均赤外線出力に対して、パルス繰り
返し率が増加するにつれてピーク出力が下降して、ＵＶ生成効率は減少する。

【０００５】米国特許第５，４６２，４３３号は、電子戦に使用する、時間遅れ要素を調整
可能にしてコヒーレントな無線周波数（coherent RF）信号を遅らせる装置を示
している。無線周波数信号は複数の信号路に分割され、その通路のあるものは他
の通路に比べて遅延され、その後、遅延された通路と遅延されない通路とが再結
合されてパルス繰り返し率を増加させる。

【０００６】［発明の概要］本発明の幾つかの好適な実施形態の大きな特徴の１つは、光学的信号のパルス
繰り返し率の増倍を扱う。本発明のこの特徴を用いる好ましい実施形態において
は、平均出力は実質的に保存される。即ち、変換過程は実質的に無損失である。

【０００７】本発明の幾つかの好適な実施形態の２番目の大きな特徴は、情報伝達、特に感
光性表面の露光のためのパルス化された光ビームの振幅変調の利用を扱う。本発
明の好適な実施形態においては、光のパルス率は少なくとも変調周波数の数倍で
ある。ここで、そのようなパルス放射の変調の組合せは「擬似連続波（quasi-CW
）」変調と呼ぶ。ゆえに、本発明の幾つかの好適な実施形態の１つの特徴は、擬
似連続波変調パルス光を用いてプリント基板上のフォトレジスト材料を露光する
ことである。

【０００８】擬似連続波変調は、その２者間の同期の欠如に由来するタイミングエラーを最
小化するように、変調データ率に比べてパルス繰り返し率が十分に高くされると
き、結果として生じる。パルス反復周波数は、滑らかな、エラーフリーのパター
ンの描画を確保するために、画素データ率の少なくとも２から３倍であるべきで
ある。

【０００９】本発明の第３の特徴は、ＰＣＢ書き込みシステムにおいて、データ変調と時間
的に同期しかつ同一の繰り返し率を有するパルスレーザを扱う。しかし、実用上
の観点から、パルス率はデータ率と正確に同一であるべきであり、又、パルスは
個別にオンオフすべきであるという要請によって、そのような装置は本発明の実
施形態の擬似連続波よりも実行が困難になっている。

【００１０】本発明は、典型的にはＰＣＢ製造においてフォトレジスト材料への直接的な書
き込みに使用されるパルスＵＶレーザの繰り返し率増倍に関連して記載されたも
のである。しかし、後に明らかになるように、本発明は、例えば、断続的な（ch
opped）、コヒーレントな及び／又は非コヒーレントな、単色及び／又は非単色
ビーム、及び／又はストロボ光などのパルス光ビームのどの繰り返し率の増倍に
対しても応用できる。本発明のこのより広い応用可能性を強調するために、「パ
ルス化された光ビーム（=pulsed light beam, PLB）」という言葉をレーザ以外
の光ビームについて使用し、「レーザビーム」あるいは「パルス化されたレーザ
ビーム」という言葉をパルス化されたレーザについて用いることにする。

【００１１】本発明の幾つかの好適な実施形態の目的は、パルス化された光ビームの繰り返
し率を増倍させる装置と方法を提供することである。好適には、装置は光ビーム
の平均出力を実質的に減少させない。

【００１２】本発明の幾つかの実施形態の他の目的は、ＰＣＢの製造においてフォトレジス
ト材料の上に直接書き込むために使用するレーザ装置と方法を提供することであ
る。好適には、その装置は、パルス化されたＵＶレーザと、該レーザのパルス反
復を増大させるパルス率増倍装置と、を含む。１つの解釈では、好適な実施形態
は、増倍に先立ってレーザパルス繰り返し率よりもデータ率を高くできる。

【００１３】本発明の好適な実施形態においては、例えば、ＰＣＢに対するレーザ書き込み
システムが提供される。この装置は、比較的長波で低い繰り返し率の、高出力の
パルス化されたレーザ、例えば、およそ８０メガヘルツで動作し、好適には約１
ワットの平均出力を有する、赤外線モードロックレーザを使用する。該装置はこ
のレーザ光を、好適には非線形光学媒体を用いて、ＵＶ光に変換する。パルス化
されたＵＶ光は振幅変調されて、ＵＶ光感光レジストで被覆されたＰＣＢを走査
し露光して、パターンの形成に用いられる。好適には、ＵＶ光は擬似連続波のパ
ルス列を含んでおり、公知技術による方法でＵＶ光は変調され露光すべき領域の
走査に用いられる。

【００１４】さらに本発明の幾つかの好適な実施形態の目的は、パルスビームの繰り返し率
を増倍させる繰り返し率増倍の装置と方法を提供することである。好適には、繰
り返し率増倍は、パルス光ビーム生成を生み出すジェネレータの外側のジェネレ
ータで得られる。本発明の好適な実施形態では、パルス光ビームジェネレータは
パルスレーザである。好適には、パルス率変換過程は実質的に無損失であって、
その結果、光ビームの平均出力は保存される。

【００１５】他の、本発明の幾つかの好適な実施形態の目的は、PLB及び／又はレーザ光ビ
ームジェネレータの、例えば効率、共振キャビティ長（resonant cavity length
）、放熱特性などの初期の機能上の要求値及び／又は特性に影響を及ぼさない繰
り返し率増倍の方法と装置を提供することである。

【００１６】本発明の他の幾つかの好適な実施形態の目的は、現行のパルス光源、好適には
、パルスレーザに後付け可能な繰り返し数増倍装置を提供することである。

【００１７】本発明の幾つかの好適な実施形態の他の目的は、動作に当たって外部電源を必
要としない受動構成要素からなる繰り返し率増倍装置を提供することである。好
適には、その受動構成要素は光学的要素であって、装置の動作のために機械的に
変位されることを要求しないものである。

【００１８】本発明の幾つかの好適な実施形態の他の目的は、１つの目標又は一度に２以上
の目標にパルス光を当てる繰り返し率増倍装置を提供することである。

【００１９】本発明の幾つかの好適な実施形態の他の目的は、個々のパルスの相互の遅延を
可能としあらかじめ決定した構成を一連のパルスに課する繰り返し率増倍装置と
方法を提供することである。

【００２０】本発明の幾つかの好適な実施形態の他の目的は、モードロックレーザの繰り返
し率増倍を、好ましくはその共振キャビティ長を変えることなく、可能にする繰
り返し率増倍装置を提供することである。

【００２１】こうして本発明の好適な実施形態にしたがって、高繰り返し率光学的パルスを
生成する装置が提供され、その装置は、初期パルス繰り返し率を有する初期パルス光ビームを生成するビームジェネレ
ータと、前記初期パルス光ビームを受けて、そして、前記初期パルス繰り返し率よりも
高いパルス繰り返し率を有する少なくとも１つのパルス光ビームを生成するパル
ス繰り返し率増倍器と、を含む。

【００２２】好適には、前記パルス繰り返し率増倍器は、前記初期光ビームを受け、それを複数の分割パルス光ビームに分割するビーム
分割器と、前記分割光ビームを受け、そして、前記分割ビームを異なった量で遅延させる
少なくとも１つの光学的遅延路と、を含み、一緒にされた前記遅延されたパルス光ビームは、増加されたパルス繰り返し率
を有するパルス光を提供し、該増加された繰り返し率の平均は前記複数の分割パ
ルス光ビームによって倍化された前記初期繰り返し率に実質的に等しいことを特
徴とする。

【００２３】好適には、装置は、前記遅延ビームを受けて結合して、前記増加したパルス繰
り返し率を有する単一のビームを生成するビーム結合器を含む。あるいは、装置
は、前記遅延ビームを所与の領域に向けて、前記領域が増加したパルス繰り返し
率の光で照射されるようにした。好適には、前記ビームは、１又は１以上のレン
ズを含む。

【００２４】本発明の好適な実施形態において、前記光学的遅延路は、少なくとも１の部分
反射ミラーと少なくとも１の実質的に全反射ミラーとを含むビーム遅延装置を含
む。

【００２５】好適には、前記光学的遅延路は、前記分割ビームを前記ビーム遅延装置の要素
間の距離による時間量のセットによって遅延させる。

【００２６】本発明の好適な実施形態において、装置は複数のビーム分割器と、前記ビーム分割器から離れておかれた少なくとも１つの、実質的に全反射のミ
ラーと、を含む。

【００２７】本発明の好適な実施形態では、前記少なくとも１の分割器は、前記実質的に全
反射ミラーから異なった距離におかれる。

【００２８】好適には、各々の前記ビーム分割器は、２つの等しい部分への入射ビームに分
割する。

【００２９】本発明の好適な実施形態において、前記複数のビームはＮであり、前記複数の
ビームは、第１の入射ビームと第２の入射ビームとに分割し、前記第１の入射ビ
ームの強度は前記入射ビームの強度の１／Ｎ，１／（Ｎ−１）、１／（Ｎ−２）
、・・・、１／２倍に、そして、前記第２の入射ビームの強度は前記入射ビーム
の強度の（Ｎ−１）／Ｎ，（Ｎ−２）／（Ｎ−１）、（Ｎ−３）／（Ｎ−２）、
・・・、１／２倍に、等しい。

【００３０】本発明の好適な実施形態において、前記光学的遅延路は偏光立体ビーム分割器
と２つのレトロリフレクタ（retro-reflector）と、を含む。

【００３１】本発明の好適な実施形態において、前記光学的遅延路は偏光立体ビーム分割器
と２つのレトロリフレクタとを含み、前記ビーム結合器は前記偏光立体ビーム分
割器に含まれる。

【００３２】好適には、前記初期光ビームは線偏光されている。

【００３３】本発明の好適な実施形態において、装置は、第２の繰り返し率増倍器を含み、
該第２の繰り返し率増倍器は前記繰り返し率増倍器からの出力ビームを受け、そ
して、それが受ける前記ビームの前記繰り返し率よりも高い繰り返し率を有する
出力ビームを生成する。

【００３４】好適には、前記第１の繰り返し率増倍器と前記第２の増倍器は、各々前記繰り
返し率を倍化する。前記第２の繰り返し率増倍器は、上記によって画定される繰
り返し率増倍器の構造を有する。

【００３５】好適には、前記増加したパルス繰り返し率は前記初期パルス率の２倍、３倍、
４倍、あるいはそれ以上である。

【００３６】本発明の好適な実施形態においては、前記パルス光ビームジェネレータはレー
ザビームを生成する。好適には、前記レーザビームジェネレータは、第１の比較的低いレーザ周波数において動作するパルスレーザと、前記レーザ周波数を倍化して前記光ビームを生成するレーザ周波数増倍器と、
を含む。

【００３７】好適には、前記パルスレーザはモードロックレーザ（mode locked laser）を
含む。好適には、前記パルスレーザは赤外線レーザである。好適には、前記光ビームはＵＶレーザである。本発明の好適な実施形態において、前記より高い繰り返し率パルスは、実質的
に前記初期パルス光ビームに等しい。

【００３８】本発明の好適な実施形態に従う、１のデータ率において情報を伝達する装置が
提供されて、該装置は、前記データ率に実質的に高いパルス繰り返し率を有するパルス光を生成するパ
ルス光源と、前記パルス光を前記データ率において変調する変調器と、を含む。本発明の好適な実施形態に従う、感光性表面上に像を記録する装置が更に提供
されて、該装置は、パルス繰り返し率を有するパルス化された光を生成するパルス光源と、データ率において前記パルス光を変調する変調器と、前記変調されたパルス光を前記表面にわたって走査するスキャナと、を含む。

【００３９】好適には、前記パルス光源は線光源（line source）であり、前記変調器は前
記線を空間的（spatially）に変調する。

【００４０】好適には、前記感光性表面はフォトレジストを含む。

【００４１】本発明の好適な実施形態において、前記データ率は実質的に前記パルス繰り返
し率よりも高い。好適には、前記パルス繰り返し率は前記データ率の少なくとも
２倍、３倍、４倍、あるいはそれ以上である。あるいは、前記データ率は前記パ
ルス率と同じである。

【００４２】好適には、前記パルス光はレーザ光であり、又好適にはレーザビームを含む。好適には、前記パルス光は上記装置に従って生成される。

【００４３】本発明の好適な実施形態に従う高繰り返し率光学的パルスを生成する方法が提
供され、該方法は、初期パルス繰り返し率を有する初期パルス光ビームを提供する行程と、前記初期パルス光ビームの前記パルス率を増倍して、前記初期パルス繰り返し
率よりも高いパルス繰り返し率を有する少なくとも１つパルス化された光ビーム
を生成する増倍行程と、を含む。

【００４４】好適には、前記パルス率を増倍する行程は、前記初期光ビームを、複数の分割パルス光ビームに分割する行程と、前記分割光ビームを異なった量によって遅延する行程と、を含み前記パルス遅延光ビームは一緒になって、その平均が前記初期パルス繰り返し
率に実質的に等しい増加したパルス繰り返し率を有するパルス光を提供する。好適には、その方法は、前記遅延ビームを、増加されたパルス繰り返し率を有
する単一のビームに結合する行程を含む。更に、その方法は、前記遅延ビームを
結合する行程と、前記領域が前記増加したパルス繰り返し率で光によって照射さ
れるように該結合されたビームを向ける行程と、を含む。

【００４５】本発明の好適な実施形態において、該方法は、より大きな率を有する前記少な
くとも１のパルス化された光ビームの前記パルス繰り返し率を、更に高い繰り返
し率に増倍する行程を、さらに含む。本発明の好適な実施形態において増倍する
行程、及び、更に増倍する行程は、各々、前記繰り返し率を倍化する。

【００４６】好適には、前記増加したパルス繰り返し率は前記初期パルス率の２倍、３倍、
４倍、あるいはそれ以上である。

【００４７】好適には、前記パルス光ビームはレーザビームである。

【００４８】好適には、前記より高い繰り返し率パルスに含まれる前記出力は、前記初期パ
ルス光ビームに含まれる出力に実質的に等しい。

【００４９】本発明の好適な実施形態に従って、データ率において情報を伝達する方法が提
供され、該方法は、前記データ率よりも実質的に高いパルス繰り返し率においてパルス化されるパ
ルス光を提供する行程と、前記データ率において前記パルス化された光を変調する行程と、を含む。

【００５０】さらに、本発明の好適な実施形態に従って、感光性表面上に像を記録する方法
が提供され、該方法は、パルス繰り返し率においてパルス化されるパルス光を提供する行程と、データ率において前記パルス化された光を変調する行程と、前記表面にわたって前記変調されたパルス光を走査する行程と、を含む。

【００５１】好適には、前記パルス化された光は光の線であり、そして、前記変調器は前記
線を空間的に変調する。

【００５２】好適には、前記感光性表面はフォトレジストを含む。

【００５３】本発明の好適な実施形態において、前記データ率は前記パルス繰り返し率より
も実質的に高い。好適には、前記パルス繰り返し率は前記データ率の少なくとも
２倍、３倍、４倍あるいはそれ以上である。あるいは、前記データ率は前記パル
ス繰り返し率と同じである。

【００５４】好適には、前記パルス光はレーザ光、更に好適には、レーザビームを含む。好
適には、前記パルス光は、上記の方法に従って生成される。

【００５５】［好ましい実施形態の詳細］ＰＣＢ上のＵＶ感フォトレジスト材料（photoresists）へ露光するアルゴンイ
オンレーザを用いる不利益を克服する１つの方法は、本発明の背景においても述
べたように、赤外線又は他の比較的長波長のレーザ、好適には固体レーザから始
めて、ＵＶ放射が得られるまで、その周波数を倍化するかあるいはＵＶ変換する
ことである。この周波数の増加は、光ビームの周波数を少なくとも１度、倍化す
ることによってなされる。

【００５６】赤外線レーザは、ポンピングや周波数増倍によって充分な高出力のＵＶレーザ
放射を容易に獲得できる状況では、比較的効率が高く、信頼性がある。

【００５７】周波数増倍は、効率が初期レーザ出力の増加に伴って増加する非線形過程であ
るので、ＵＶレーザ放射は、高出力赤外線レーザ即ちスペクトラフィジックスレ
ーザ（Spectra-Physics Laser）社からのツナミモードロックチタンサファイア
（Tsunami mode-locked Ti:saphire）レーザのような赤色レーザを、スペクトラ
フィジックス（Spectra-Physics）社のミレニア（Millenia）レーザのようなレ
ーザによってポンピングすることによって生成される調波発生によって獲得され
る。ツナミレーザのパルス繰り返し率は、ＰＣＢ製造の高速書き込みに便利なデ
ータ率と同じ範囲にあるので、パルス／データ同期の上記引用した問題によって
、その使用が問題視される。それゆえ、パルス繰り返し率は、本発明に従う好適
な実施形態に従って作られたシステムによって、さらに高まる。好適には、本発
明の好適な実施形態に従って、繰り返し率はこのように十分高められて、生成さ
れたレーザビームパルスの擬似連続波変調が可能になる。

【００５８】好適には、パルス繰り返し率の増倍は、レーザ動作状態に干渉しない高出力Ｕ
Ｖレーザの外側にある装置によって、実行される。

【００５９】図１を参照すると、本発明の好適な実施形態に従って作られたフォトレジスト
材料に直接書き込むＵＶレーザ露光システム４の基本的動作原理が、模式的に描
かれている。パルスＵＶレーザ光２０は、高出力パルスレーザ１８の周波数増倍
器（１７）によって獲得され、パルス増倍率f0を有してビーム分割器２２に入り
、該分割器は初期パルスビームをN個のビーム２４に分割する。N個の分割ビーム
は、次にそれぞれ遅延光学的回路２６によって遅延させられ、ビーム結合器３０
によって結合されて結合ビーム１００を形成し、単一の目標３２あるいは複数の
目標３４に向けられる。

【００６０】各ビーム２４に対して、各遅延回路によって設定されたnΔtに等しい遅延時間
Tnが課されるとき（ここでnは、ビームに添えられた0からN−1までの添え字であ
る）、Δtの時間に分けられた１組のパルス２８が得られる。１組の中のパルス
２８は又、図１に示される光学的構成が使用されるとき空間において分けられる
。パルス２８の全体の組にあるパルス繰り返し率は、遅延時間Tnと遅延ライン（
delay line）の個数Nとの関数である。これらの遅延ビームが満たすべき唯一の
一般的な条件は、N＊Δt≦１/f0で、ここでNはビーム２４の個数であり、f0はレ
ーザ１８のパルス繰り返し率である。１連のパルス２８におけるN番目のパルス
の終わり（遅延が（N−１）＊Δt）には、続くパルス２０がビーム分割装置２２
に入り分割及び遅延過程が繰り返される。NΔt＝１/f0の場合、１連のパルス２
８の中でN番目のパルスは、続くパルス２０に結合した第１パルスにΔtだけ先だ
って起きる。遅延Tnは、等式（１）の条件が満たされる限り、期間１/f0にわた
って一定である。最終パルス繰り返し率が少なくともデータ率の４倍である状態
では、１連のパルス２８の中のN番目のパルスと次の一連のパルスの最初のパル
スとの間の時間は、Δtに等しくなる必要はない。さらに、パルス間の時間も正
確に同一である必要もなく、また少なくともＰＣＢへの書き込みのエネルギーも
正確に同一である必要もない。一連のパルス２８は、こうしてビーム結合装置３
０に入り、そこで独立したパルス２８は所定の設定に従って結合される。

【００６１】好適には、すべてのN個のパルスは実質的に同一のエネルギーであり、等しく
配置されるべきである。この状況は一般的に、レーザ出力の変動（fluctuation
）を最小にするので好ましい。

【００６２】次節以降は、a)入射ビーム２０を分割ビーム２４として分割するステップ、b)
分割ビーム２４の遅延ステップ、c)分割ビームを結合するステップ、d)結合ビー
ム１００を再び方向付けるステップの各ステップが、本発明の好適な実施形態に
従って詳細に説明される。

【００６３】図２には、パルス繰り返し率増倍装置１６が、レーザ装置１８の外側に示され
ており、そこにおいて周波数は本発明の好適な実施形態に従って調波発生器によ
って増倍される。パルス化された、好適には平行化されたＵＶレーザビーム２０
は第１部分反射前表面ミラー４４に入射させられる。初期パルスビーム２０は、
２つのビームに分割され、１つは透過ビーム４６であり、もうひとつは反射ビー
ム４８である。透過ビーム４６は反射ミラー５０によって１００%反射され、第
２部分反射前表面ミラー５２に向かう。透過ビーム４６はミラー５２によって透
過ビーム（５４）と反射ビーム（５６）とに分割される。反射ビーム５６はミラ
ー５０に当たってビーム５６’の方向に反射する。ビーム４６と５６は図２に示
すように単一のミラー５０に入射し、あるいは他の実施例では、２枚の別々のミ
ラーに入射する(明瞭さのために図２には示さず)。

【００６４】図２に示すように、初期ビームパルス２０からの等しいピーク出力を有する３
本のパルスを獲得するためには、ミラー４４の反射率は３３％であり、その透過
率は６６%であり、一方、ミラー５２の反射率は５０％であるべきである。この
方法によるビーム４８，５４及び５６’はすべて出力Pf＝Pi／３を有し、ここで
Pfは各ビームの最終出力であり、Piはビーム２０の初期出力である。各分割ビー
ム４８，５４及び５６’の出力はこのようにミラー４４と５２の反射率によって
制御される。この分割は無損失ミラーに基づいている。もしミラー上にいくらか
の損失があれば、反射率はそれに従って修正される。

【００６５】図２に示される実施形態は、所望の等しい出力のビーム個数Ｎにまで拡張が可
能であり、その際４４や５２のような１組の無損失部分反射ミラーを用い、その
反射率はそれぞれ１/N、１/(N−１)、・・・１/２を有する。

【００６６】長さＡＢ、ＡＣＤＥおよびＡＣＤＦＧは分割ビーム４８，５４及び５６’間の
遅延時間を制御する。長さＡＢ、ＡＣＤＥおよびＡＣＤＦＧは距離５８及び／又
は６０と、１つはミラー４４と５０との間の角度もう一つはミラー５０と５２と
の角度によって制御される。初期パルス２０から出た３本の実質的に(時間的に)
等しく配置されたパルスを得るために、長さは実質的にＡＣＤＦＧ−ＡＣＤＥ＝
ＡＣＤＥ−ＡＢ＝（t0/３）＊ｃであり、ここでｃは適切な媒質中の光速度であ
る。ミラー４４と５２の厚さ及び反射率に従ってその距離が調整されることは、
当業者にとって明らかなことである。

【００６７】ビーム４８、５４及び５６’は好適にはビーム結合装置３０(図示されたレン
ズは好適な実施形態である)によって結合されて、変調装置３２に向けられる。
パルスビーム２０に対する「分割−結合−再方向付け」のサイクルの最後には、次
のパルス化されたビーム２０がミラー４４のＡ点に到達し、ビーム全体の「分割
−結合−再方向付け」のサイクルが繰り返す。パルス２０を３本のパルス４８，
５４及び５６’に分割するという意味は、レーザ１８の初期パルス繰り返し率が
、パルス率繰り返し増倍装置１６の動作によって３倍化することを意味する。

【００６８】図３には、本発明の好適な実施形態に従う図２の領域５９の詳細が示されてい
る。各独立なビーム４８，５４及び５６’は、好適には変調器５５上に、球面レ
ンズ５１（負レンズが示されているが正レンズでもよい）及びシリンドリカルレ
ンズ（cylindrical lens）５３を組み合わせて像を結ぶ。この結像機構に従って
、各々独立なビームは生成するパターンに従って、変調器５５を完全に照射する
。変調器５５によって変調されたあと、ビームの内側の境界４３及び４５はレン
ズ４９を使って、マルチファセットポリゴンミラー（multi- faceted polygon m
irror）３１（唯一の面とその動作の方向しか示されていないが）を介して目標
３５上に、結像する。ポリゴンミラー(polygon mirror)３１はX方向に線３３を
走査し、ＰＣＢ３５はY方向に動く。

【００６９】本発明の幾つかの好適な実施形態では、変調器５５は例えば、アブラハム・グ
ロス（Abraham Gross）の米国特許第５，３０９，１７８号に示されるものであ
ってもよい。この特許の変調器の機構は、各ビームはレンズ５３によって１つの
線に広がり、そして、ビームはその変調器の入力において一致させられ、本発明
の使用にも好適である。好適には、レンズ５３はシリンドリカルレンズであって
、線の幅はビーム４８，５４及び５６’の幅と同じであるものである。変調器は
、ＰＣＢが書き込まれるべきデータ率で線を、空間的に変調する。こうして、数
十画素の長さの線は、ＰＣＢ上の比較的大きな数の画素を書き込む。本発明の好
適な実施形態において、各画素は複数のビームによって照射され、その結果、変
調されたレーザパルス繰り返し率は、増大された率となる。レンズ４９は好適に
は、目標３５上の線として、変調器を通過して焦点を結ぶ全ての光を受けるほど
十分に大きい。

【００７０】図３における変調器５５、レンズ４９及びポリゴン３１間の相対的な距離は、
当業者にとって模式的な表現に過ぎないことが理解されよう。本発明に従う幾つ
かの好適な実施形態において、レンズ５１，５３は図４に示すようにプリズム１
１４によって置き換えられてもよく、それは変調器５５上でビーム４８，５４及
び５６’を結合する。公知技術による他のビームをスキャンする方法が使用され
てもよい。

【００７１】図２のレンズ３０の代わりに、３つの独立なレンズが分割ビーム４８，５４及
び５６’の位置に置かれる場合、そのビームが３つの異なった目標３４に向けら
れることも可能である。さらに、各ビームは広がって線を形成し、そして、変調
機構は公知技術を用いて線の中の個々の画素を変調するようにしてもよい。

【００７２】図２の距離５８と６０を変化させることによって、可変な／異なった時間遅延
をビーム５４及び５６’に加えることもできる。ミラー４４及び５２間を変え、
又、ミラー５０の角度を変えて（図１参照）、ビーム４８，５４及び５６’の方
向を制御することができる。さらに、入力ビーム２０の直径は、光学的な配置に
合わせて最適化してもよい。示された角度は非常に誇張されていることが理解さ
れるべきであろう。一般的に変調器５５に入射するビーム間の角度は非常に小さ
い。

【００７３】図５は入力２０、中間パルス４８，５４及び５６及び一連の出力パルストレイン
（output pulse train）のタイミングを示すグラフであり、パルストレインは図
２に従うパルス繰り返し率増倍装置に入ってそして出て行く。パルストレイン５
７はパルストレイン２０のパルス繰り返し率と仕事サイクル（duty cycle）を有
し、且つ、同じ平均出力を有する。

【００７４】本発明の幾つかの好適な実施形態では、ミラー４４，５０及び５２、そしてビー
ム結合装置３０は、単一の光学的機構に一体化されて、単独のパルス繰り返し率
増倍装置を形成している。そのような単独ユニットはパルス化されたレーザ（図
２の１８）に後付けされて、異なった時に異なったレーザを供し得る。レーザ１
８の外部から操作することによって、増倍ユニット１６はレーザの正常な動作を
乱さない。パルス繰り返し率増倍ユニット１６は、モードロックレーザとともに
使用されるときレーザのもとのパルス繰り返し率の増大を、そのキャビティ長や
他の特性を変化することなしに可能にする。

【００７５】図６と図７は、図２に示された装置の変形態様を示す。図６と図７において、
初期ビーム２０は４つのビーム４８，５４，５４’及び５６’に（図２における
３つに代わって）分けられる。これは、ただ２種類のミラーを使用することによ
って実現される。ミラー４４及び５２は好適には部分反射前表面ミラーであり、
一方ミラー５０，１１０及び１１２は１００%反射するミラーである。ミラー５
２と１１２との間の距離がミラー４４と５０間の距離の１．５倍であって、且つ
、ミラー４４と５２との反射率と透過率とが両方とも５０％でありミラー５０，
１１０及び１１２の反射率が１００%であるならば、ビーム４８，５４、５４’
及び５６’は時間的に等間隔の等しい出力のパルスを有する。

【００７６】図８は、初期パルスビーム２０を４本のビーム４８，５４，５４’及び５６に
分割する他の可能な構成を示し、そこでは無損失ミラー４４（反射率５０%）、
５２（反射率５０%）及び５０（反射率１００%）を用いる。ミラー５０と５２と
の距離が図８の構成ではＨであり、ミラー４４はミラー５２と５４’間の正確に
真中に位置していれば、ビームは以下のように他のビームに相対的に遅延される
。即ち、遅延（４８−５４）＝Ｈ／ｃ、遅延（４８−５４’）＝２Ｈ／ｃそして
遅延（４８’−５６’）＝３Ｈ／ｃであり、ここでｃは光速、ｃ／４Ｈはパルス
ビーム２０の初期パルス繰り返し率である。

【００７７】本発明の他の好適な実施形態は図９に示されている。最初から線偏光され、好
適には平行化されているパルスレーザビーム７０は、メレスグリオ（Melles Gri
ot）社製のＱ２ＷＵＱ水晶遅延板のような４分の１波長遅延板（quarter wave
retardation plate）７２を通過する。４分の１波形遅延板７２は初期直線偏光
ビームを円偏光ビーム７６に変換する。円偏光ビーム７６は、メレスグリオ社製
のＯ３ＰＢＢ広帯域偏光立体ビーム分割器のような偏光立体ビーム分割器８２
によって互いに直交する偏光ビームに分けられる。

【００７８】これらのビームは、ｐ偏光及びｓ偏光を有していて参照番号７８と８０でそれ
ぞれ示される。偏光立体ビーム分割器を通過したビーム７８は、図面の平面に平
行な方向（８４）に向けられた偏光ベクトルを有し、一方、ビーム８０は図面の
平面に垂直（８６）に向けられた偏光ベクトルを有する。その結果、立体偏光器
８２によって反射される。

【００７９】立体偏光器８２を位置Ｌにおいて出た後、ビーム８０は第１の４分の１波長板
８８を通過し、エドモンドサイエンティフィック（Edmund Scientific）社のテ
クスペックレトロリフレクタ（TECH SPECH retro-reflector）のような第１レト
ロリフレクタによって反射され、それから再び第１の４分の１波長板８８を反対
方向で通過する。こうして、２度目にそれは第１の４分の１波長板８８をＪ位置
において出て、そのビーム８０は、その図の平面に平行に向いた偏光ベクトル９
３を有する。ビーム８０は再びＫ位置において偏光立体ビーム分割器８２に入っ
て、その偏光ベクトルの新しい方向ゆえに通過する。

【００８０】Ｌ位置において偏光立体ビーム分割器８２から出射し、Ｋ位置において同じ立
体に入射するビーム８０の分離である分離９２は、レトロリフレクタ９０の頂点
９４及び、ビーム８０がレトロリフレクタ９０に入射する位置Ｍによって決定さ
れる。この距離は、レトロリフレクタ９０の幾何学的寸法とその立体ビーム分割
器８２の相対的な位置によって、決定される。頂点９４と位置Ｍとの横方向の距
離が大きくなれば、偏光ビーム分割器８２に入出射するビーム８０間の距離が大
きくなる。

【００８１】位置Ｎにおいて立体ビーム分割器８２を出射するビーム８０は、第２の４分の
１波長板９６を通過する。ビーム８０は次に第２レトロリフレクタ９８によって
逆向きに反射されて、４分の１波長板９６を再び通過する。立体ビーム分割器８
２に再び入射するとき、ビーム８０はその図の平面に直交するよう方向付けられ
た偏光ベクトルを有する。こうしてこの時、ビーム８０は立体ビーム分割器８２
によって反射される。

【００８２】本発明の好適な実施形態において、出力ビーム１００は遅延（８０）及び非遅
延（７８）ビームを含み、ビームは交差する偏光を有する。さらに、位置Ｒにお
いて立体ビーム分割器を出射するビーム８０は、ビーム７８に比較して遅延させ
られ、その時間はΔtであって、ビーム８０が完全に位置Ｓから位置Ｕまで立体
ビーム分割器８２を一回りする時間に等しい。立体ビーム分割器８２と第１レト
ロリフレクタ及び／又は第２レトロリフレクタとの間の距離を変えることによっ
て、パルスビーム７８と８０との遅延時間Δtは可変である。

【００８３】図９に描かれた本発明の好適な実施形態においては、単一レーザパルス７０は
２つのパルス７８と８０に分割され、そして、立体ビーム分割器８２の位置Uに
おいて結合される。この２つのパルスは、初期パルスと同じパルス幅をする。引
き続くパルス７０は同じ「分割−遅延−再結合」過程を受けるので、図９に示さ
れるような装置１０２はパルス繰り返し率増倍器として機能する。上に説明され
た図２に描かれた第１の装置は、任意の増倍因子を有するパルス繰り返し率増倍
器として機能することを思い出すべきである。図９のパルス繰り返し率増倍器１
０２は、実質的に入力ビーム７０の空間的（spatial）角度的特性を保存してい
る。

【００８４】図１０は、入力７０、中間ビーム７８と８０、及び出力ビーム１００の、ビー
ムパルスが図９に示されたパルス繰り返し率増倍装置に入射し出射するタイミン
グを示すタイミンググラフである。入射ビーム７０は各ビーム７８，８０及び１
００のピーク出力の２倍である。ビーム８０はビーム７８に比べて遅延している
。ビーム１００は、ビーム７０，７８及び８０の２倍のパルス繰り返し率、及び
、２倍の仕事サイクルを有する。パルス幅はビーム７０，７９，８０及び１００
に等しい。ビーム１００はビーム７０と実質的に同じ平均出力を有する。

【００８５】繰り返し率増倍装置１０２は又、単一の光学的装置に組み込まれて、それによ
って、図２を参照して分かるように上述のパルス繰り返し率増倍装置として、最
終繰り返し率以外は同一の構造と動作特性を有する単一のパルス繰り返し率増倍
装置を得ることができる。

【００８６】その代わりにあるいは追加的に、１以上の装置１０２が縦列に（in cascade）
使われてその結果、初期パルス繰り返し率の４倍、８倍あるいは何倍もの倍率を
得ることができる。たとえば、ビーム７８と８０からなる出力ビーム１００を、
装置１０２に類似する第２の装置に入射させることができる。第２の装置におい
て、波長板７２はビーム１００に相対的な角度に向けられて、その結果、交差偏
光しているビーム７８と８０は両方とも円偏光ビームに変換することができる。
第２の装置においては、偏光立体ビーム分割器８２とレトロリフレクタ９０及び
９８との距離は例えば、第１装置１０２の対応する距離の半分以下にすることに
よって、等しく（時間的に）分離された最終パルスを（レトロリフレクタの光学
路を考慮に入れながら）得ることができる。全ての増倍器において、入力４分の
１波長板７２は入力ビーム７０の偏光に対して４５度の角度を有していることが
理解されるべきである。それゆえ、出力１００は（P及びSの）２つの直交する偏
光ビームを含むので、第２及びそれに続く増倍器の入力４分の１波長板は最初の
ステージのP及びSに相対的に４５度に置かれなければならない。

【００８７】図９に示された構成の他の好適な実施形態は、模式的に図１１に示す。図９と
図１１とを比較すると、両図に描かれた装置は同じ原理によって動作することが
わかる。双方とも、線偏光されたパルスレーザビームは、円偏光ビームに変換さ
れて、単一の偏光立体ビーム分割器によって分割されて再結合される。

【００８８】図１１の構成において、レトロリフレクタ９０，９８及び／又は立体偏光分割
器８２の物理的寸法及び／又は位置は、レトロリフレクタ９０によって逆に反射
されるビーム８０を偏光立体ビーム分割器８２に当たらないようにさせ、一方、
第２レトロリフレクタ９８によって逆反射されたビーム８０はその分割器に入射
してビーム７８と結合させる。ビーム８０は、ビーム分割器８２に当たらないの
で、図９の４分の１波長板８８と９６は必要なく、それゆえ図１１の構成からは
除かれている。

【００８９】図１１の構成の入力、中間及び出力ビームの時間グラフは図１０に示されたも
のと同じである。ここでもビーム７８と８０との遅延は、偏光立体ビーム分割器
８２とレトロリフレクタ９０と９８の距離、並びにそれらの幾何学的寸法によっ
て制御される。

【００９０】図９及び図１１において示されたような本発明の幾つかの好適な実施形態にお
いて、遅延及び非遅延ビーム８０及び７８は結合され、単一の出力パルスビーム
１００として引き出される。このビームは広がって、上記に引用されたグロス特
許のような公知技術によって画素ごとに変調されて、線照射を提供する。ビーム
７８及び８０が単一のビーム１００に結合されるか、あるいは２つの異なったビ
ームとして引き出されるかは、偏光立体ビーム分割器の位置Wによっており、そ
こ（W）に遅延ビーム８０が第２レトロリフレクタ９８から導かれる。ビーム８
０が立体ビーム分割器８２の位置Uにおいてビーム７８に合致するようにされる
場合、２つのビームは単一の出力１００に結合される。そうでなければ２つのビ
ームは、ビーム分割器８２から別々に出てくることになる。

【００９１】図９及び図１１の単一偏光立体ビーム分割器８２を使用すると、初期パルス繰
り返し率の倍率を２に制限するが、しかし、複数のビーム分割器４４及び５２を
使用すると２以上の倍率因子が可能となる。図９及び／又は図１１に示される繰
り返し率増倍器から出てくる出力ビームは、好適には共線形（collinear）であ
るが、一方、図２に示される増倍器においては一般的に共線形ではない。

【００９２】本発明の好適な複数の実施形態を参照して上に述べられたパルス繰り返し率増
倍装置は、全て、装置に入射する紫外レーザビームの平均出力を保つので、独立
のパルスビーム出力及び／又は単一パルス間での相対的な遅延は、ＰＣＢ製造に
おけるフォトレジスト材料上への直接書き込みにおいて重要でない。

【００９３】図１２は本発明による好適な実施形態がどのようにＰＣＢ製造ラインに組み込
まれるかを模式図で示す。線偏光されパルス化された紫外レーザビーム７０は好
適には、高出力モードロック赤外線レーザからの調波発振器（harmonic generat
ion）１７によって得られる。例えば、スペクトラフィジックスレーザ社のミレ
ニアレーザは、５３２ナノメータにおいてスペクトラフィジックスレーザ社のツ
ナミモードロックチタンサファイアレーザをポンピングする。ツナミモードロッ
クチタンサファイアレーザは周波数が倍化されて、出力ビームは約３９０ナノメ
ートルとなる。好適には、赤外線レーザの繰り返し率は８２メガヘルツ(MHz)で
、その波長は約７８０ナノメートルである。ＵＶビーム７０のパルス繰り返し率
は、上述の装置１０２の１つによって増倍（例えば、２倍、４倍など）される。
装置１０２から出る出力ビーム１００は、光学的書き込み装置１１０上に入射し
ＰＣＢ製造に使用されるフォトレジスト材料３５の表面を、ポリゴンミラー３１
と連動する動きによって走査し、その方向は、X方向及びＰＣＢ３５の横方向の
変位即ちY方向である。好適にはビームは、ここで参照することにより含められ
たハズマン(Hazman)の取得した米国特許第５，６２５，４０３号及び／又はグロ
スの取得した米国特許第５，３０９，１７８号の開示内容に示された方法によっ
て変調される。

【００９４】こうして、本発明の好適な実施形態においてパルス繰り返し率は１６０MHｚ（
繰り返し率の倍化）から４倍化である３２０MHｚあるいはそれ以上の増倍の間で
可変である。これによって、線の各画素に対する１００MHｚ以上のデータ率の変
調が可能になる。

【００９５】本発明の範囲は上述の図２,９および１１に描かれた配置に限定されるもので
はなく、又、ＵＶパルスレーザビームに限定されるものでもないことは、当業者
に明らかであろう。本発明の好適な実施形態に従う基本原理に基づいて動作する
装置は、任意のパルス光ビームのパルス繰り返し率を増倍させるのであって、レ
ーザやＵＶレーザのみではない。

【００９６】さらに、前述の擬似連続波変調機構を用いる本発明の解釈は、ＵＶにおいて動
作する必要はなく、又、周波数倍化レーザを用いる必要も必ずしもない。本発明
の広い解釈は、例えば表面の走査又はデータ変換のような擬似連続変調光に適用
できる。

【００９７】さらに、本発明は、例示しながら非限定的な実施形態について詳細説明がなさ
れたが、それは本発明を限定するものではない。多様な実施形態の組合せを含む
本発明の実施形態の変形態様は、当業者であれば容易に想到し得よう。本発明の
範囲はそれゆえ特許請求の範囲のみに限定される。さらに、請求の範囲について
の疑問点を回避するために付言するならば、「成る、含む（comprise 、include
）」、あるいはそれに類する言葉は、「非限定的に含んでいる」事を意味する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う好適な実施形態の基本的動作原理を示す模式図である。

【図２】本発明に従う好適な実施形態のパルス繰り返し率増倍装置を示す模式図である
。

【図３】本発明の好適な実施形態に従うビーム再結合の配置を例示した模式図である。

【図４】本発明の好適な実施形態に従う他のビーム再結合要素を示す模式図である。

【図５】図２に描かれたパルス繰り返し率増倍装置に入出射する、入力、中間及び出力
ビームパルスのタイミンググラフを示す。

【図６】本発明の好適な実施形態に従う、パルス光ビームの初期パルス繰り返し率を４
倍化する他の配置を示す。

【図７】本発明の好適な実施形態に従う、パルス光ビームの初期パルス繰り返し率を４
倍化する他の配置を示す。

【図８】本発明の好適な実施形態に従う、パルス光ビームの初期パルス繰り返し率を４
倍化する他の配置を示す。

【図９】本発明の好適な実施形態に従う、偏光入射光ビームパルスを用いるパルス繰り
返し率増倍装置を示す模式線図である。

【図１０】図９に描かれたパルス繰り返し率増倍装置に入出射する入力、中間及び出力光
ビームパルスのタイミンググラフを示す。

【図１１】本発明の好適な実施形態に従う、偏光入力光ビームパルスを用いるパルス繰り
返し率増倍装置の他の構成を示す。

【図１２】本発明の好適な実施形態が、ＰＣＢ製造ラインに組み込まれた模式線図である
。

【符号の説明】

４ＵＶレーザ露光システム１６パルス繰り返し率増倍器１７周波数増倍器（調波発信器）２０ＵＶレーザパルス光２２ビーム分割装置２４分割ビーム２６遅延光学的回路３０ビーム結合器７０パルスレーザビーム７６円偏光ビーム１００結合ビーム

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年１０月２５日（２０００．１０．２５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者フェンスター・ポールイスラエル国ペタックティクバ 49507 アハッドハアムストリート 59 (72)発明者グロス・アヴラハムイスラエル国ラマットアヴィヴ 69125 ベンヨセフストリート 26 Ｆターム(参考） 2H097 AA03 CA00 CA06 CA08 CA12 CA17 LA09 5F046 BA07 CA03 CB01 CB02 CB07 CB12 CB22 5F072 AA02 HH03 HH07 JJ07 MM07 RR01 RR05 SS06 YY08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高繰り返し率光学的パルス生成装置であって、初期パルス繰り返し率を有する初期パルス光ビームを生成するビームジェネレ
ータと、前記初期パルス光ビームを受けて、そして、前記初期パルス繰り返し率よりも
高いパルス繰り返し率を有する少なくとも１つのパルス光ビームを生成するパル
ス繰り返し率増倍器と、を含む装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置であって、前記パルス繰り返し率増倍器が
、前記初期光ビームを受け、それを複数の分割パルス光ビームに分割するビーム
分割器と、前記分割光ビームを受け、そして、前記分割ビームを異なった量で遅延させる
少なくとも１つの光学的遅延路と、を含み、一緒にされた前記遅延されたパルス光ビームは、前記複数の分割パルス光ビー
ムによって倍化された前記初期繰り返し率に実質的に平均が等しい増加されたパ
ルス繰り返し率を有する、パルス光を提供することを特徴とする装置。
【請求項３】請求項２に記載の装置であって、前記遅延ビームを受けて結合し
て、前記増加したパルス繰り返し率を有する単一のビームを生成するビーム結合
器を含むことを特徴とする装置。
【請求項４】請求項２記載の装置であって、前記遅延ビームを所与の領域に向
け、前記領域が増加したパルス繰り返し率の光で照射されるようにしたことを特
徴とする装置。
【請求項５】請求項３又は４に記載の装置であって、前記ビーム結合器はレン
ズを含むことを特徴とする装置。
【請求項６】請求項３乃至５のいずれか１に記載の装置であって、前記ビーム
結合器は２以上のレンズを含むことを特徴とする装置。
【請求項７】請求項２乃至６のいずれか１に記載の装置であって、前記光学的
遅延路は、少なくとも１の部分反射ミラーと少なくとも１の実質的に全反射のミラーとを含
むビーム遅延装置を含むことを特徴とする装置。
【請求項８】請求項２乃至７のいずれか１に記載の装置であって、前記光学的
遅延路は、前記分割ビームを前記ビーム遅延装置の要素間の距離による時間セッ
トの量によって遅延させることを特徴とする装置。
【請求項９】請求項２乃至７のいずれか１に記載の装置であって、複数のビーム分割器と、前記ビーム分割器から離れておかれた少なくとも１つの、実質的に全反射のミ
ラーと、を含むことを特徴とする装置。
【請求項１０】請求項９に記載の装置であって、前記少なくとも１の分割
器は、前記少なくとも１の実質的に全反射のミラーから異なった距離におかれる
ことを特徴とする装置。
【請求項１１】請求項９又は１０に記載の装置であって、前記各々のビー
ム分割器は、１つの入射ビームを２つの等しい部分に分割することを特徴とする
装置。
【請求項１２】請求項１０又は１１に記載の装置であって、前記複数のビームはＮに等しく、且つ、前記複数のビーム分割器は、第１の入
射ビームと第２の入射ビームとに分割し、前記第１の入射ビームは前記入射ビームの強度の１／Ｎ，１／（Ｎ−１）、１
／（Ｎ−２）、・・・、１／２倍に等しい強度を有し、そして、前記第２の入射ビームは前記入射ビームの強度の（Ｎ−１）／Ｎ，（Ｎ−２）
／（Ｎ−１）、（Ｎ−３）／（Ｎ−２）、・・・、１／２倍に等しい強度を有す
る、ことを特徴とする装置。
【請求項１３】請求項２乃至４のいずれか１に記載の装置であって、前記
光学的遅延路は偏光立体ビーム分割器と２つのレトロリフレクタ（retro-reflec
tor）と、を含むことを特徴とする装置。
【請求項１４】請求項３又は４に記載の装置であって、前記光学的遅延路
は偏光立体ビーム分割器と２つのレトロリフレクタとを含み、前記ビーム結合器
は前記偏光立体ビーム分割器に含まれることを特徴とする装置。
【請求項１５】請求項９乃至１４のいずれか１に記載の装置であって、前
記初期光ビームは線偏光されていることを特徴とする装置。
【請求項１６】請求項１乃至４，又は１３乃至１５のいずれか１に記載の
装置であって、第２の繰り返し率増倍器を含み、該第２の繰り返し率増倍器は前
記繰り返し率増倍器からの出力ビームを受け、且つ、受けた前記ビームの前記繰
り返し率よりも高い繰り返し率を有する出力ビームを生成することを特徴とする
装置。
【請求項１７】請求項１６記載の装置であって、前記第１の繰り返し率増
倍器と前記第２の増倍器とは、各々前記繰り返し率を倍化することを特徴とする
装置。
【請求項１８】請求項１６又は１７に記載の装置であって、前記第２の繰
り返し率増倍器は、請求項２乃至３、又は、１３乃至１４のいずれか１によって
画定される前記繰り返し率増倍器の前記構造を有することを特徴とする装置。
【請求項１９】先行する請求項のいずれか１に記載の装置であって、前記
増加したパルス繰り返し率は前記初期パルス率の２倍であることを特徴とする装
置。
【請求項２０】請求項１乃至１４のいずれか１に記載の装置であって、前
記増加したパルス繰り返し率は前記初期パルス率の３倍であることを特徴とする
装置。
【請求項２１】請求項１乃至１４のいずれか１に記載の装置であって、前
記増加したパルス繰り返し率は前記初期パルス率の４倍であることを特徴とする
装置。
【請求項２２】請求項１乃至１４のいずれか１に記載の装置であって、前
記増加したパルス繰り返し率は前記初期パルス率の４倍より大きいことを特徴と
する装置。
【請求項２３】先行する請求項のいずれか１に記載の装置であって、前記
パルス光ビームジェネレータはレーザビームを生成することを特徴とする装置。
【請求項２４】請求項２３記載の装置であって、前記レーザビームジェネ
レータは、第１の比較的低いレーザ周波数において動作するパルスレーザと、前記レーザ周波数を倍化して前記光ビームを生成するレーザ周波数増倍器と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２５】請求項２４記載の装置であって、前記パルスレーザはモー
ドロックレーザ（mode locked laser）を含むことを特徴とする装置。
【請求項２６】請求項２４又は２５のいずれか１に記載の装置であって、
前記パルスレーザは赤外線レーザであることを特徴とする装置。
【請求項２７】先行する請求項のいずれか１に記載の装置であって、前記
光ビームはＵＶレーザであることを特徴とする装置。
【請求項２８】先行する請求項のいずれか１に記載の装置であって、前記
より高い繰り返し率パルスはに含まれる前記出力は、実質的に前記初期パルス光
ビームに等しいことを特徴とする装置。
【請求項２９】１つのデータ率において情報を伝達する装置であって、前記データ率より実質的に高いパルス繰り返し率を有するパルス光を生成する
パルス光源と、前記パルス光を前記データ率において変調する変調器と、を含むことを特徴とする装置。
【請求項３０】感光性表面上に像を記録する装置であって、パルス繰り返し率を有するパルス光を生成するパルス光源と、１つのデータ率において前記パルス光を変調する変調器と、前記変調されたパルス光を前記表面にわたって走査するスキャナと、を含むことを特徴とする装置。
【請求項３１】請求項３０記載の装置であって、前記パルス光源は線光源（li
ne source）であり、前記変調器は前記線を空間的（spatially）に変調すること
を特徴とする装置。
【請求項３２】請求項３０又は３１に記載の装置であって、前記感光性表面は
フォトレジスト（photoresist）を含むことを特徴とする装置。
【請求項３３】請求項３０乃至３２のいずれか１に記載の装置であって、
前記データ率は実質的に前記パルス繰り返し率よりも高いことを特徴とする装置
。
【請求項３４】請求項２９又は３０乃至３３のいずれか１に記載の装置で
あって、前記パルス繰り返し率は前記データ率の少なくとも２倍であることを特
徴とする方法。
【請求項３５】請求項３４に記載の装置であって、前記パルス繰り返し率
は前記データ率の少なくとも３倍であることを特徴とする装置。
【請求項３６】請求項３４に記載の装置であって、前記パルス繰り返し率
は前記データ率の少なくとも４倍であることを特徴とする装置。
【請求項３７】請求項３０乃至３２のいずれか１に記載の装置であって、
前記データ率は前記パルス率と同じであることを特徴とする装置。
【請求項３８】請求項２９乃至３７のいずれか１に記載の装置であって、
前記パルス光はレーザ光であることを特徴とする装置。
【請求項３９】請求項３８に記載の装置であって、前記パルス光はレーザ
ビームを含むことを特徴とする装置。
【請求項４０】請求項２９乃至３９のいずれか１に記載の装置であって、
前記パルス光は請求項１乃至１９のいずれか１に従って生成されることを特徴と
する装置。
【請求項４１】高繰り返し率光学的パルスを生成する方法であって、初期パルス繰り返し率を有する初期パルス光ビームを提供する行程と、前記初期パルス光ビームの前記パルス率を増倍して、前記初期パルス繰り返し
率よりも高いパルス繰り返し率を有する少なくとも１つパルス化された光ビーム
を生成する増倍行程と、を含む方法。
【請求項４２】請求項４１記載の方法であって、前記パルス率を増倍する
行程が、前記初期光ビームを、複数の分割パルス光ビームに分割する行程と、前記分割光ビームを異なった量によって遅延する行程と、を含み、前記パルス遅延光ビームは一緒になって、その平均が前記初期パルス繰り返し率
に実質的に等しい、増加したパルス繰り返し率を有するパルス光を提供すること
を特徴とする方法。
【請求項４３】請求項４２に記載の方法であって、前記遅延ビームを、増
加されたパルス繰り返し率を有する単一のビームに結合する行程を含むことを特
徴とする方法。
【請求項４４】請求項４２に記載の方法であって、前記遅延ビームを結合
する行程と、前記増加したパルス繰り返し率においてビームによって１つの領域
を照射するように該結合ビームを向ける行程と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項４５】請求項４１乃至４４のいずれか１に記載の方法であって、より大きな率を有する前記少なくとも１のパルス光ビームの前記パルス繰り返
し率を、更に増倍する行程を含むことを特徴とする方法。
【請求項４６】請求項４５に記載の方法であって、増倍する行程、及び、
更に増倍する行程は、各々、前記繰り返し率を倍化することを特徴とする方法。
【請求項４７】請求項４１乃至４６のいずれか１に記載の方法であって、
前記増加したパルス繰り返し率は、前記初期パルス率の２倍であることを特徴と
する方法。
【請求項４８】請求項４１乃至４７のいずれか１に記載の方法であって、
前記増加されたパルス繰り返し率は前記初期データ率の３倍であることを特徴と
する方法。
【請求項４９】請求項４１乃至４７のいずれか１に記載の方法であって、
前記増加されたパルス繰り返し率は前記初期データ率の４倍であることを特徴と
する方法。
【請求項５０】請求項４１乃至４７のいずれか１に記載の方法であって、
前記増加したパルス繰り返し率は前記初期パルス率の４倍より大きいことを特徴
とする方法。
【請求項５１】請求項４１乃至５０のいずれか１に記載の方法であって、
前記パルス光ビームはレーザビームであることを特徴とする方法。
【請求項５２】請求項４１乃至５１のいずれか１に記載の方法であって、
前記より高い繰り返し率パルスに含まれる前記出力は、前記初期パルス光ビーム
に含まれる出力に実質的に等しいことを特徴とする方法。
【請求項５３】１つのデータ率において情報を伝達する方法であって、前記データ率よりも実質的に高いパルス繰り返し率においてパルス化されるパ
ルス光を提供する行程と、前記データ率において前記パルス化された光を変調する行程と、を含むことを
特徴とする方法。
【請求項５４】感光性表面上に像を記録する方法であって、１のパルス繰り返し率においてパルス化されるパルス光を提供する行程と、１のデータ率において前記パルス化された光を変調する行程と、前記表面にわたって前記変調されたパルス光を走査する行程と、を含むことを
特徴とする方法。
【請求項５５】請求項５４に記載の方法であって、前記パルス化された光
は光の線（a line of light）であり、そして、前記変調器は前記線を空間的（s
patially）に変調することを特徴とする方法。
【請求項５６】請求項５４又は５５に記載の方法であって、前記感光性表
面はフォトレジストを含むことを特徴とする方法。
【請求項５７】請求項５４乃至５６のいずれか１に記載の方法であって、
前記データ率は前記パルス繰り返し率よりも実質的に高いことを特徴とする方法
。
【請求項５８】請求項５３又は５４乃至５７のいずれか１に記載の方法で
あって、前記パルス繰り返し率は前記データ率の少なくとも２倍であることを特
徴とする方法。
【請求項５９】請求項５８記載の方法であって、前記パルス繰り返し率は
前記データ率の少なくとも３倍であることを特徴とする方法。
【請求項６０】請求項５８記載の方法であって、前記パルス繰り返し率は
前記データ率の少なくとも４倍であることを特徴とする。
【請求項６１】請求項５４乃至５６のいずれか１に記載の方法であって、
前記データ率は前記パルス繰り返し率と同じであることを特徴とする方法。
【請求項６２】請求項５３乃至６１のいずれか１に記載の方法であって、
前記パルス光はレーザ光であることを特徴とする方法。
【請求項６３】請求項６３に記載の方法であって、前記パルス光はレーザ
ビームを含むことを特徴とする方法。
【請求項６４】請求項５３乃至６３のいずれか１に記載の方法であって、
前記パルス光は、請求項４１乃至５９のいずれか１に記載の方法に従って生成さ
れることを特徴とする方法。