WO2023084681A1 - レーザ加工システム、レーザ加工方法、及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

レーザ加工システム、レーザ加工方法、及び電子デバイスの製造方法 Download PDF

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WO2023084681A1
WO2023084681A1 PCT/JP2021/041508 JP2021041508W WO2023084681A1 WO 2023084681 A1 WO2023084681 A1 WO 2023084681A1 JP 2021041508 W JP2021041508 W JP 2021041508W WO 2023084681 A1 WO2023084681 A1 WO 2023084681A1
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WO
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divergence
pulsed laser
laser
processing system
laser processing
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PCT/JP2021/041508
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English (en)
French (fr)
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康文 川筋
理 若林
章義 鈴木
Original Assignee
ギガフォトン株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing

Definitions

  • the present disclosure relates to a laser processing system, a laser processing method, and an electronic device manufacturing method.
  • a KrF excimer laser device that outputs laser light with a wavelength of about 248 nm and an ArF excimer laser device that outputs laser light with a wavelength of about 193 nm are used.
  • the excimer laser beams output from the KrF and ArF excimer laser devices have pulse widths of several tens of nanoseconds and short wavelengths of about 248 nm and about 193 nm. be able to. Chemical bonds in polymeric materials can be broken by excimer laser light with photon energy higher than the bond energy. Therefore, it is known that the excimer laser beam enables non-heating processing of polymer materials, resulting in a beautiful processed shape. It is also known that materials such as glass and ceramics have high absorptance for excimer laser light, and therefore even materials that are difficult to process with laser light in the visible or infrared region can be processed with excimer laser light.
  • a laser processing system includes a laser device that outputs pulsed laser light, a first beam divergence in a first direction of the pulsed laser light, and a second direction that intersects the first direction.
  • a second beam divergence a divergence adjuster for adjusting the divergence adjuster, a measuring device for measuring the first and second beam divergence of the pulsed laser light that has passed through the divergence adjuster, and the pulsed laser light that has passed through the measuring device a diffractive optical element for splitting; and a processor for controlling a divergence adjuster so that the first and second beam divergence approaches respective target values based on the measurement result of the first and second beam divergence by the measuring instrument. , including.
  • a laser processing method includes outputting pulsed laser light from a laser device, and performing a first beam divergence in a first direction of the pulsed laser light and a second beam divergence crossing the first direction.
  • a second beam divergence in the direction of and a pulsed laser beam is made incident on a divergence adjuster that adjusts the divergence adjuster to measure the first and second beam divergence of the pulsed laser light that has passed through the divergence adjuster with a measuring instrument.
  • the divergence adjuster Based on the measurement results of the first and second beam divergence by the instrument, the divergence adjuster is controlled so that the first and second beam divergence approaches respective target values, and the pulsed laser light that has passed through the measuring instrument is adjusted. It includes branching with a diffractive optical element and irradiating the workpiece.
  • an electronic device manufacturing method includes a laser device that outputs pulsed laser light, a first beam divergence in a first direction of the pulsed laser light, and a crossing of the first direction. a second beam divergence in a second direction; A divergence adjuster is operated so that the first and second beam divergence approaches respective target values based on the results of measurement of the first and second beam divergence by the diffractive optical element that splits the pulsed laser beam and the measuring instrument.
  • a laser processing system including a processor for controlling laser processing of the interposer substrate to fabricate the interposer; coupling the interposer and the integrated circuit chip to electrically connect each other; coupling the interposer and the circuit board to each other; Including electrically connecting.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of a laser processing system in a comparative example.
  • FIG. 2 shows a beam cross section perpendicular to the optical path axis of the pulsed laser light output from the output coupling mirror.
  • FIG. 3 shows a cross section of branched light of pulsed laser light incident on a workpiece in a comparative example.
  • FIG. 4 schematically shows the configuration of the laser processing system in the first embodiment.
  • FIG. 5 shows a beam cross-section of pulsed laser light measured by an image sensor included in the measuring instrument, together with its light intensity distribution in the V and H directions.
  • FIG. 6 is a flow chart showing a laser processing method according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flow chart showing a laser processing method according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the details of the process of calculating control parameters.
  • FIG. 8 is a flow chart showing details of processing for feedback control of beam divergence and beam pointing.
  • FIG. 9 shows a cross section of branched light of pulsed laser light incident on a workpiece in the first embodiment.
  • FIG. 10 schematically shows the configuration of a laser processing system in a modified example.
  • FIG. 11 schematically shows the configuration of a laser processing system in the second embodiment.
  • FIG. 12 is a plan view of the mask in the second embodiment.
  • FIG. 13 schematically shows the configuration of a laser processing system according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is a plan view of the mask in the third embodiment.
  • FIG. 15 schematically shows a first example of a divergence adjuster.
  • FIG. 16 schematically shows a first example of a divergence adjuster.
  • FIG. 17 shows the principle by which the beam divergence is adjusted in the first example.
  • FIG. 18 schematically shows a second example of a divergence adjuster.
  • FIG. 19 schematically shows a second example of a divergence adjuster.
  • FIG. 20 shows the principle by which the beam divergence is adjusted in the second example.
  • FIG. 21 schematically shows a third example of a divergence adjuster.
  • FIG. 22 schematically shows a third example of a divergence adjuster.
  • FIG. 23 schematically shows a fourth example of a divergence adjuster.
  • FIG. 24 schematically shows a fourth example of a divergence adjuster.
  • FIG. 25 schematically shows a fifth example of a divergence adjuster.
  • FIG. 25 schematically shows a fifth example of a divergence adjuster.
  • FIG. 26 schematically shows a sixth example of a divergence adjuster.
  • FIG. 27 schematically shows a first example of an improved laser device.
  • FIG. 28 schematically shows a second example of an improved laser device.
  • FIG. 29 schematically shows a third example of an improved laser device.
  • Figure 30 schematically shows a fourth example of an improved laser device.
  • FIG. 31 schematically shows the configuration of an electronic device.
  • FIG. 32 is a flow chart showing a method of manufacturing an electronic device.
  • Laser processing system in which mask 65 is placed in the optical path of the light branched by diffractive optical element 63 and the image of mask 65 is transferred to workpiece SUB 3.1 Configuration and operation 3.2 Function 4. 4. Laser processing system for causing light that has passed through the mask 61 to enter the diffractive optical element 63 4.1 Configuration and operation 4.2 Action 5. 5.
  • Laser Apparatus 6.1 Laser Apparatus 1e with Attitude Controllable Optical Resonator 6.2 Laser Device 1f with Unstable Cavity 6.3 Laser device 1g including amplifier PA 6.4 Laser Device 1h Including Solid-State Lasers 6.4.1 Configuration 6.4.2 Operation7. others
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of a laser processing system in a comparative example.
  • the comparative examples of the present disclosure are forms known by the applicant to be known only by the applicant, and not known examples to which the applicant admits.
  • a laser processing system includes a laser device 1 and a laser processing device 5 .
  • the laser device 1 is a gas laser device that outputs an ultraviolet pulse laser beam Out.
  • the laser device 1 includes a laser chamber 10 , a power supply 12 , a rear mirror 14 , an output coupling mirror 15 , a monitor module 16 and a shutter 19 . These components are housed in the first housing 100 .
  • the rear mirror 14 and the output coupling mirror 15 constitute an optical resonator.
  • a laser chamber 10 is arranged in the optical path of the optical resonator.
  • a laser chamber 10 is provided with windows 10a and 10b.
  • the laser chamber 10 internally includes a pair of discharge electrodes 11a and 11b.
  • the laser chamber 10 is filled with a laser gas containing, for example, argon gas or krypton gas as a rare gas, fluorine gas as a halogen gas, and neon gas as a buffer gas.
  • the rear mirror 14 is composed of a highly reflective mirror, and the output coupling mirror 15 is composed of a partially reflective mirror.
  • a pulsed laser beam Out is output from the output coupling mirror 15 .
  • Monitor module 16 includes a beam splitter 17 and an optical sensor 18 .
  • the beam splitter 17 is positioned on the optical path of the pulsed laser beam Out output from the output coupling mirror 15 .
  • the optical sensor 18 is positioned on the optical path of the pulsed laser beam Out reflected by the beam splitter 17 .
  • the shutter 19 is positioned on the optical path of the pulsed laser beam Out transmitted through the beam splitter 17 .
  • the shutter 19 is configured to switch between passing and blocking the pulsed laser beam Out to the laser processing device 5 .
  • the laser device 1 further includes a laser control processor 13.
  • the laser control processor 13 is a processing device including a memory 13a storing a control program and a CPU (central processing unit) 13b for executing the control program.
  • Laser control processor 13 is specially configured or programmed to perform the various processes contained in this disclosure.
  • the laser processing apparatus 5 includes an irradiation optical system 50 a , a frame 50 b , an XYZ stage 501 and a laser processing processor 53 .
  • the irradiation optical system 50a and the XYZ stage 501 are fixed to the frame 50b.
  • a workpiece SUB is supported on a table 502 of an XYZ stage 501 .
  • the mutually orthogonal X and Y directions are parallel to the surface of the workpiece SUB.
  • the Z direction is perpendicular to the surface of the workpiece SUB and parallel to the traveling direction of the pulsed laser beam Out incident on the surface of the workpiece SUB.
  • a coordinate system defined by coordinate axes in the X, Y, and Z directions is defined as an XYZ coordinate system.
  • the workpiece SUB is, for example, an interposer substrate for manufacturing an interposer IP that relays an integrated circuit chip IC and a circuit substrate CS, which will be described later with reference to FIG.
  • the interposer substrate is made of, for example, an electrically insulating material such as polymer material or glass material.
  • the irradiation optical system 50a includes high reflection mirrors 51a, 51b, and 51c, an attenuator 52, a diffractive optical element 63, and a condensing optical system 67.
  • the high reflection mirrors 51 a , 51 b and 51 c , the attenuator 52 and the diffractive optical element 63 are housed in the second housing 500 .
  • the condensing optical system 67 also serves as a window of the second housing 500 .
  • the second housing 500 is connected to the first housing 100 via the optical path tube 200 .
  • a pulsed laser beam Out output from the laser device 1 passes through the optical path tube 200 and enters the second housing 500 .
  • the high reflection mirror 51a is located in the optical path of the pulsed laser beam Out that has passed through the optical path tube 200 .
  • the attenuator 52 is positioned in the optical path of the pulsed laser beam Out reflected by the high reflection mirror 51a.
  • Attenuator 52 includes two partially reflecting mirrors 52a and 52b and rotating stages 52c and 52d.
  • the rotary stages 52c and 52d are configured to change the transmittance of the attenuator 52 by changing the incident angle of the pulsed laser beam Out with respect to the partial reflection mirrors 52a and 52b, respectively.
  • the high reflection mirror 51b is positioned on the optical path of the pulse laser beam Out transmitted through the attenuator 52, and the high reflection mirror 51c is positioned on the optical path of the pulse laser beam Out reflected by the high reflection mirror 51b.
  • the diffractive optical element 63 is positioned on the optical path of the pulsed laser beam Out reflected by the high reflection mirror 51c.
  • the diffractive optical element 63 has a large number of irregularities on its surface, and is configured to diffract the transmitted pulsed laser beam Out, thereby branching it into a plurality of optical paths.
  • the condensing optical system 67 is positioned on the optical path of the pulsed laser beam Out transmitted through the diffractive optical element 63 .
  • the condensing optical system 67 converges the branched beams of the pulsed laser beam Out branched by the diffractive optical element 63 .
  • the collection optics 67 have a focal length f 67 .
  • the condensing optical system 67 is desirably composed of an F.theta.
  • the laser processing processor 53 is a processing device including a memory 53a storing a control program and a CPU 53b executing the control program.
  • Laser processing processor 53 is specially configured or programmed to perform various processes contained in this disclosure.
  • the laser control processor 13 receives the data of the target pulse energy Et and the trigger signal from the laser processing processor 53 .
  • the laser control processor 13 sets the voltage of the power supply 12 based on the target pulse energy Et and transmits a trigger signal to the power supply 12 .
  • the power supply device 12 When the power supply device 12 receives a trigger signal from the laser control processor 13, it generates a pulsed high voltage and applies it between the discharge electrodes 11a and 11b.
  • the light generated within the laser chamber 10 is emitted outside the laser chamber 10 through the windows 10a and 10b.
  • the light emitted from the window 10 a of the laser chamber 10 is reflected by the rear mirror 14 with high reflectance and returned to the laser chamber 10 .
  • the output coupling mirror 15 transmits and outputs part of the light emitted from the window 10 b of the laser chamber 10 and reflects the other part back to the laser chamber 10 .
  • the light emitted from the laser chamber 10 reciprocates between the rear mirror 14 and the output coupling mirror 15, and is amplified every time it passes through the discharge space between the discharge electrodes 11a and 11b.
  • a pulsed laser beam Out generated by laser oscillation in this manner is output from the output coupling mirror 15 .
  • FIG. 2 shows a beam cross section perpendicular to the optical path axis of the pulsed laser beam Out output from the output coupling mirror 15.
  • FIG. FIG. 2 corresponds to a cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
  • the beam cross section of the pulse laser light Out corresponds to the shape of the discharge space between the discharge electrodes 11a and 11b, and has a substantially rectangular shape elongated in the discharge direction between the discharge electrodes 11a and 11b.
  • the L direction be the traveling direction of the pulse laser beam Out.
  • the V direction be a direction perpendicular to the L direction and parallel to the long side of the beam cross section of the pulsed laser beam Out.
  • the H direction be a direction perpendicular to both the L direction and the V direction.
  • the H direction is parallel to the short side of the beam cross section of the pulsed laser beam Out.
  • the V direction and H direction respectively correspond to the first and second directions in this disclosure.
  • a coordinate system defined by coordinate axes in the L direction, the V direction, and the H direction is referred to as an LVH coordinate system.
  • the LVH coordinate system is defined with reference to the pulsed laser beam Out
  • the relationship between the LVH coordinate system and the XYZ coordinate system described with reference to FIG. 1 changes, and , the LVH coordinate system itself is inverted.
  • the pulse laser beam Out is reflected at right angles by the high reflection mirror 51a
  • the traveling direction of the pulse laser beam Out rotates around the H axis at right angles.
  • each of the L and V directions rotates perpendicular to the XYZ coordinate system, and the V direction is reversed.
  • the L direction, V direction, and H direction do not change depending on the projection optical system 68 described later.
  • the monitor module 16 detects the pulse energy of the pulsed laser beam Out output from the output coupling mirror 15.
  • the monitor module 16 sends the detected pulse energy data to the laser control processor 13 .
  • the laser control processor 13 feedback-controls the set voltage of the power supply 12 based on the pulse energy data received from the monitor module 16 and the target pulse energy Et data received from the laser processing processor 53 .
  • the XYZ stage 501 is adjusted so that the workpiece SUB is positioned at a focal distance f67 from the condensing optical system 67 .
  • a pulsed laser beam Out output from the laser device 1 passes through the optical path tube 200 and enters the laser processing device 5 .
  • the pulsed laser beam Out is reflected by the high reflection mirror 51a, transmitted through the attenuator 52, and then sequentially reflected by the high reflection mirrors 51b and 51c.
  • the laser processing processor 53 sets a target value for the transmittance of the attenuator 52, and controls the rotary stages 52c and 52d based on the target value.
  • the pulsed laser beam Out reflected by the high reflection mirror 51c is split into a plurality of optical paths by the diffractive optical element 63, and each of the split beams is focused on the surface of the workpiece SUB by the focusing optical system 67.
  • the workpiece SUB is irradiated with the branched light of the pulse laser beam Out, the surface of the workpiece SUB is ablated and laser-processed.
  • FIG. 3 shows a cross section of the branched light Out1 of the pulse laser light Out incident on the workpiece SUB in the comparative example.
  • the branched beam Out1 of the pulsed laser beam Out branched by the diffractive optical element 63 is incident on the surface of the workpiece SUB at positions corresponding to the vertices of the square lattice.
  • the shape and arrangement of the branched light Out1 differ depending on the design of the diffractive optical element 63.
  • FIG. A large number of fine holes can be formed in the workpiece SUB by irradiating the workpiece SUB with a large number of narrow branched beams Out1 respectively condensed by the condensing optical system 67 . This hole may be a through hole penetrating the workpiece SUB.
  • the cross-sectional shape of the branched light Out1 condensed by the condensing optical system 67 may not conform to the design of the diffractive optical element 63.
  • the diffractive optical element 63 is designed so that the cross-sectional shape of the branched light Out1 is a perfect circle, as shown in FIG. It can be oval. In this case, there is a possibility that desired laser processing cannot be achieved.
  • the cross-sectional shape of the branched beam Out1 incident on the workpiece SUB is adjusted to a desired shape. bring closer.
  • FIG. 4 schematically shows the configuration of the laser processing system in the first embodiment.
  • the laser processing device 5a included in the laser processing system includes an actuator 51d, a divergence adjuster 54, a measuring instrument 55, and a shutter 59 in addition to the components shown in FIG. include.
  • the divergence adjuster 54 is configured to be able to adjust the beam divergence BDV in the V direction and the beam divergence BDH in the H direction of the pulse laser light Out. A specific configuration of the divergence adjuster 54 will be described later with reference to FIGS. 15 to 26.
  • the actuator 51d is attached to the high reflection mirror 51c, and is configured to be able to change the attitude of the high reflection mirror 51c. By changing the attitude of the high reflection mirror 51c, the traveling direction of the pulse laser beam Out reflected by the high reflection mirror 51c is changed.
  • the beam pointings BPV and BPH are adjusted by adjusting the traveling direction of the pulsed laser beam Out.
  • a beam steering device is composed of the high reflection mirror 51c and the actuator 51d.
  • the beam steering device may be placed at any position on the optical path of the pulsed laser beam Out between the inside of the optical path tube 200 and the measuring device 55, but more preferably between the divergence adjuster 54 and the measuring device 55. is placed in the optical path of the pulsed laser beam Out.
  • Measuring device 55 includes beam splitter 56 , convex lens 57 , and image sensor 58 .
  • the beam splitter 56 is positioned in the optical path of the pulsed laser light Out that has passed through both the divergence adjuster 54 and the beam steering device.
  • the convex lens 57 is positioned on the optical path of the pulsed laser beam Out reflected by the beam splitter 56 .
  • Convex lens 57 has a focal length f 57 .
  • Focal length f 57 may be greater than focal length f 67 of collection optics 67 .
  • the image sensor 58 is positioned on the focal plane of the convex lens 57 on the optical path of the pulsed laser beam Out that has passed through the convex lens 57 .
  • the convex lens 57 may be a combined lens with a focal length of f57 , which is a combination of a concave lens and a convex lens.
  • the measuring device 55 is configured to be able to measure beam divergence BDV and BDH and beam pointing BPV and BPH of the pulsed laser light Out that has passed through both the divergence adjuster 54 and the beam steering device. Measurement of beam divergence BDV and BDH and beam pointing BPV and BPH will be described later with reference to FIG.
  • the shutter 59 is positioned on the optical path of the pulsed laser beam Out that has passed through the beam splitter 56 .
  • the shutter 59 is configured to switch between passing and blocking the pulsed laser beam Out to the diffractive optical element 63 and the workpiece SUB.
  • FIG. 5 shows the beam cross-section S 58 of the pulsed laser beam Out measured by the image sensor 58 included in the measuring instrument 55, together with its light intensity distribution in the V and H directions.
  • 1/e of the peak value Imax of the light intensity I The full width in the V direction of the portion having the light intensity I of 2 or more is the spot diameter D CV in the V direction, and the full width in the H direction of the portion is the spot diameter D CH in the H direction. and Alternatively, instead of 1/e 2 , half value or 1/e may be used. Note that e is Napier's number.
  • spot diameter is the diameter of the beam cross-section at the focal position.
  • a beam waist diameter which will be described later, is the diameter of the beam cross section at the beam waist position, and may differ from the spot diameter.
  • beam divergence is defined as the beam width at the focal position divided by the focal length.
  • the beam divergence BDV and BDH in the V and H directions are given by the following equations.
  • BDV DCV / f57
  • BDH DCH / f57
  • Beam divergence BDV and BDH correspond to first and second beam divergence in the present disclosure, respectively.
  • beam pointings BPV and BPH are defined as the central positions in the V and H directions of the beam cross-section at the focus position.
  • the center position may be, for example, the center position of the light intensity distribution in each of the V and H directions, or the center position of each of the spot diameters DCV and DCH .
  • FIG. 6 is a flow chart showing the laser processing method according to the first embodiment.
  • the step-and-repeat laser processing is performed by the laser processing processor 53 controlling the laser processing device 5a as follows.
  • the laser processing processor 53 shifts the position of the workpiece SUB in the X direction and the Control in the Y direction.
  • the laser processing processor 53 calculates various control parameters. Details of S100 will be described later with reference to FIG.
  • the laser processing processor 53 closes the shutter 59, transmits a trigger signal to the laser device 1, and starts adjusted oscillation.
  • the laser processing processor 53 feedback-controls the beam divergence BDV and BDH and the beam pointing BPV and BPH.
  • beam divergence and beam pointing may be abbreviated as BD and BP, respectively. Details of S120 will be described later with reference to FIG.
  • the laser processing processor 53 determines whether the beam divergence BDV and BDH and the beam pointing BPV and BPH are OK. This determination is made based on the result of the process of S120 shown in FIG.
  • the laser processing processor 53 proceeds to S140. If not OK (S130: NO), the laser processing processor 53 returns the process to S120.
  • the laser processing processor 53 ends the adjustment oscillation and opens the shutter 59. In this way, the pulsed laser beam Out is blocked until the measurement results of the beam divergence BDV and BDH and the beam pointing BPV and BPH are within the allowable range.
  • the laser processing processor 53 controls the position of the workpiece SUB in the Z direction so that the workpiece SUB is positioned on the focal plane of the condensing optical system 67.
  • the laser processing processor 53 starts irradiating the current processing area with the pulsed laser beam Out.
  • the laser processing processor 53 feedback-controls the beam divergence BDV and BDH and the beam pointing BPV and BPH.
  • the processing of S180 is the same as the processing of S120, and details thereof will be described later with reference to FIG.
  • the laser processing processor 53 irradiates the current processing area with the pulse laser beam Out of the irradiation pulse number n determined in S100, and then terminates irradiation of the current processing area with the pulse laser beam Out.
  • the laser processing processor 53 determines whether the beam divergence BDV and BDH and the beam pointing BPV and BPH are OK. If the beam divergence BDV and BDH and the beam pointing BPV and BPH are OK (S200: YES), the laser processing processor 53 proceeds to S210. If not OK (S200: NO), the laser processing processor 53 returns the process to S110.
  • the laser processing processor 53 determines whether or not irradiation of all processing areas of the workpiece SUB has been completed. When the irradiation of all the processing areas is completed (S210: YES), the laser processing processor 53 ends the processing of this flowchart. If unprocessed areas remain (S210: NO), the laser processing processor 53 proceeds to S220.
  • the laser processing processor 53 controls the position of the workpiece SUB in the X and Y directions so that the next processing area is processed with the pulse laser beam Out. After S220, the laser processing processor 53 returns the process to S160.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the details of the process of calculating control parameters. The processing shown in FIG. 7 corresponds to the subroutine of S100 shown in FIG.
  • the laser processing processor 53 reads the target spot diameter Dt on the workpiece SUB from the memory 53a.
  • the target spot diameter Dt is a target value for the spot diameter in the V direction and the spot diameter in the H direction.
  • the case where the same target spot diameter Dt is used in the V direction and the H direction will be described, but different target spot diameters may be used.
  • the laser processing processor 53 reads the target fluence Ft from the memory 53a.
  • the fluence is the energy density of the pulsed laser beam Out on the surface of the workpiece SUB.
  • the laser processing processor 53 reads the irradiation pulse number n and repetition frequency Rf in one processing area from the memory 53a.
  • various data are read from the memory 53a, but data received from a computer device (not shown) may be read, or data input by an operator may be read.
  • the laser processing processor 53 calculates the target divergence BDt by the following formula.
  • BDt Dt/f 67
  • Target divergence BDt is the target value of beam divergence BDV and BDH.
  • the same target value is set for the V direction and the H direction here, different target values may be set.
  • the beam divergence BDV and BDH in the V direction and the H direction of the pulsed laser beam Out that has passed through the divergence adjuster 54 are larger than the difference in the beam divergence in the V direction and the H direction of the pulsed laser beam Out entering the divergence adjuster 54 . It is desirable that the difference between the target values of is small.
  • the beam divergence in the V direction and the H direction of the pulsed laser beam Out entering the divergence adjuster 54 corresponds to the third and fourth beam divergence in the present disclosure.
  • the laser processing processor 53 calculates the target pulse energy Et by the following formula.
  • Et Ft P S/T
  • P is the number of machining points in one machining area.
  • S is the area of the beam cross section of one processing point at the focal position of the condensing optical system 67, and is given by the following formula using the target spot diameter Dt.
  • S ⁇ (Dt/2) 2
  • T is the transmittance of the optical system in the laser processing device 5a and is given by the following equation.
  • T Ta ⁇ To
  • Ta is the transmittance of the attenuator 52
  • To is the transmittance of the optical elements other than the attenuator 52 .
  • the laser processing processor 53 ends the processing of this flowchart and returns to the processing shown in FIG.
  • FIG. 8 is a flow chart showing details of processing for feedback control of beam divergence BDV and BDH and beam pointing BPV and BPH. The processing shown in FIG. 8 corresponds to the subroutines of S120 and S180 shown in FIG.
  • the laser processing processor 53 measures the beam divergence BDV and BDH in the V direction and the H direction and the beam pointing BPV and BPH in the V direction and the H direction using the measuring instrument 55.
  • the laser processing processor 53 calculates differences ⁇ BDV, ⁇ BDH, ⁇ BPV, and ⁇ BPH between the beam divergence BDV and BDH and the beam pointing BPV and BPH and their target values using the following equations.
  • the laser processing processor 53 determines whether the differences ⁇ BDV, ⁇ BDH, ⁇ BPV, and ⁇ BPH are equal to or less than their respective thresholds. If all of the differences ⁇ BDV, ⁇ BDH, ⁇ BPV, and ⁇ BPH are equal to or less than their respective threshold values (S123: YES), the laser processing processor 53 proceeds to S124. If any of the differences ⁇ BDV, ⁇ BDH, ⁇ BPV, and ⁇ BPH exceeds the threshold (S123: NO), the laser processing processor 53 proceeds to S125.
  • the laser processing processor 53 stores in the memory 53a a flag indicating that the beam divergence BDV and BDH and the beam pointing BPV and BPH are OK.
  • the laser processing processor 53 stores in the memory 53a a flag indicating that one of the beam divergence BDV and BDH and the beam pointing BPV and BPH is NG.
  • these flags are read out and determined.
  • the laser processing processor 53 controls the divergence adjuster 54 and the beam steering device so that the differences ⁇ BDV, ⁇ BDH, ⁇ BPV, and ⁇ BPH approach zero. After S126, the laser processing processor 53 ends the processing of this flowchart and returns to the processing shown in FIG.
  • the laser processing system measures the beam divergence BDV in the V direction and the beam divergence BDH in the H direction of the pulsed laser beam Out output from the laser device 1. It includes a divergence adjuster 54 to adjust.
  • the beam divergence BDV and BDH of the pulsed laser beam Out that has passed through the divergence adjuster 54 is measured by the measuring device 55 .
  • the laser processing processor 53 controls the divergence adjuster 54 based on the measurement result by the measuring device 55 so that the beam divergence BDV and BDH approach their respective target values.
  • the pulsed laser beam Out that has passed through the measuring device 55 is branched by the diffraction optical element 63 .
  • the cross-sectional shape of the branched light that is branched by the diffractive optical element 63 and enters the workpiece SUB can be brought closer to a desired shape. Further, even when the beam divergence of the pulsed laser beam Out output from the laser device 1 changes due to changes in the temperature of the optical elements included in the laser device 1 or wear of the discharge electrodes 11a and 11b, the diffraction optics The beam divergence BDV and BDH of the pulsed laser beam Out entering the element 63 is stabilized by the divergence adjuster 54 . As a result, the cross-sectional shape of the branched light irradiated to the workpiece SUB is stabilized, and the shape of the hole machined in the workpiece SUB is stabilized.
  • the difference in the beam divergence in the V direction and the H direction of the pulsed laser beam Out entering the divergence adjuster 54 is greater than the V of the pulsed laser beam Out that has passed through the divergence adjuster 54
  • the difference between target values of beam divergence BDV and BDH in the direction and H direction is small. According to this, the dimensional difference between the long side and the short side in the cross-sectional shape of the branched light irradiated to the workpiece SUB is reduced.
  • FIG. 9 shows a cross section of the branched light Out2 of the pulsed laser light Out incident on the workpiece SUB in the first embodiment.
  • the cross-sectional shape of the branched light Out2 that irradiates the workpiece SUB becomes nearly circular.
  • the shape of the hole machined in the workpiece SUB may become nearly circular.
  • the laser processing system further includes a beam steering device that adjusts the traveling direction of the pulsed laser beam Out.
  • the beam steering device is composed of an actuator 51 d and a high reflection mirror 51 c and is arranged in the optical path of the pulsed laser beam Out between the laser device 1 and the diffractive optical element 63 .
  • the beam pointing BPV and BPH of the pulsed laser beam Out that has passed through the beam steering device are measured by the measuring instrument 55 .
  • the laser processing processor 53 controls the beam steering device based on the measurement result by the measuring instrument 55 so that the beam pointing BPV and BPH approach target values. According to this, a desired position of the workpiece SUB can be irradiated with the branched light Out2.
  • the beam steering device Even when the beam pointing of the pulse laser beam Out output from the laser device 1 changes due to changes in the temperature of the optical elements included in the laser device 1 or wear of the discharge electrodes 11a and 11b, the diffraction optics The beam pointings BPV and BPH of the pulsed laser light Out entering the element 63 are stabilized by the beam steering device. As a result, the position of the branched light Out2 irradiated to the workpiece SUB is stabilized, and the position of the hole machined in the workpiece SUB is stabilized.
  • the laser processing system further includes the shutter 59 capable of switching between passage and blocking of the pulsed laser beam Out.
  • the shutter 59 is arranged on the optical path of the pulsed laser beam Out that has passed through the measuring instrument 55 .
  • the laser processing processor 53 controls the shutter 59 so that the pulsed laser beam Out is blocked until the measurement results of the beam divergence BDV and BDH by the measuring device 55 are within respective allowable ranges including respective target values. According to this, since the workpiece SUB is machined after the measurement result falls within the allowable range, high machining accuracy can be obtained.
  • the laser processing system further includes a condensing optical system 67 arranged on the optical path of the pulsed laser beam Out that has passed through the diffractive optical element 63 .
  • Workpiece SUB is positioned at the focal plane of condensing optics 67 . According to this, the branched light beams branched by the diffractive optical element 63 can be collected to perform fine processing.
  • the laser device 1 included in the laser processing system includes an optical resonator housed in the first housing 100 .
  • the divergence adjuster 54 and the diffractive optical element 63 are housed in the second housing 500 . According to this, since the beam divergence BDV and BDH are adjusted in the laser processing device 5a, even if the beam divergence of the pulsed laser beam Out output from the laser device 1 changes, the branched light irradiated to the workpiece SUB can be stabilized. Otherwise, the first embodiment is the same as the comparative example.
  • FIG. 10 schematically shows the configuration of a laser processing system in a modification.
  • a divergence adjuster 20 and a measuring device 21 are included in the laser device 1b, and these components are accommodated in the first housing 100 together with the optical resonator.
  • the laser processing device 5b may not include the divergence adjuster 54.
  • the configuration of the divergence adjuster 20 is similar to the configuration of the divergence adjuster 54, and will be described later with reference to FIGS. 15-26.
  • Measuring instrument 21 includes beam splitter 22 , convex lens 23 , and image sensor 24 .
  • the beam splitter 22 is positioned on the optical path of the pulsed laser beam Out that has passed through the divergence adjuster 20 .
  • the convex lens 23 is positioned on the optical path of the pulsed laser beam Out reflected by the beam splitter 22 .
  • the convex lens 23 has a focal length f23 .
  • Focal length f 23 may be greater than focal length f 67 of collection optics 67 .
  • the image sensor 24 is positioned on the focal plane of the convex lens 23 on the optical path of the pulsed laser beam Out that has passed through the convex lens 23 .
  • the convex lens 23 may be a combined lens having a focal length of f23 , which is a combination of a concave lens and a convex lens.
  • the measuring instrument 21 is configured to be able to measure beam divergence BDV and BDH.
  • the laser control processor 13 feedback-controls the divergence controller 20 based on the beam divergence BDV and BDH measured by the measuring device 21 and the calculated target divergence BDt.
  • the laser processing processor 53 feedback-controls the actuator 51d based on the beam pointing BPV and BPH measured by the measuring instrument 55 and the target values BPVt and BPHt of the beam pointing BPV and BPH obtained by calculation.
  • the beam divergence BDV and BDH are measured and controlled in the laser device 1b, and the beam pointing BPV and BPH are measured and controlled in the laser processing device 5b. 9 differs from that described with reference to FIG. Other points may be the same as those described with reference to FIGS.
  • laser processing may be performed while confirming that the beam divergence BDV and BDH measured by the measuring device 55 are OK.
  • Adjustment oscillation may be performed when any one of the beam divergence BDV and BDH measured by the measuring device 55 is NG.
  • the measuring device 21 may be removed from the configuration of FIG.
  • the divergence adjuster 20 may be controlled based on the beam divergence BDV and BDH measured by the measuring device 55 .
  • the laser device 1b included in the laser processing system includes the optical resonator and the divergence adjuster 20 housed in the first housing 100.
  • FIG. The diffractive optical element 63 is housed in the second housing 500 .
  • the pulsed laser beam Out whose beam divergence BDV and BDH are adjusted is output from the laser device 1b, so that the configuration of the laser processing device 5b can be suppressed from being complicated. Otherwise, the variant is similar to that described with reference to FIGS. 4-9.
  • FIG. 11 shows a laser processing system according to the second embodiment. schematically shows the configuration of In the second embodiment, the laser processing apparatus 5c included in the laser processing system includes a condensing optical system 64 instead of the condensing optical system 67 shown in FIG. 68 and .
  • the condensing optical system 64 is arranged inside the second housing 500 on the optical path of the pulsed laser beam Out that has passed through the diffractive optical element 63, and has a focal length f64 .
  • the condensing optical system 64 is similar to the condensing optical system 67 described with reference to FIG.
  • FIG. 12 is a plan view of the mask 65 in the second embodiment.
  • Mask 65 has a number of circular openings M1, each having a diameter of Dm. Each opening M1 is desirably circular.
  • the branched beams of the pulsed laser beam Out branched by the diffractive optical element 63 pass through the condensing optical system 64, so that the cross section S65 of the branched beams at the position of the mask 65 overlaps with the position of the aperture M1. Each is condensed.
  • the alignment of the cross-section S 65 of the split light and the aperture M1 is adjusted by a beam steering device.
  • the diameter of each branched light cross section S 65 is adjusted by the divergence adjuster 54 so as to approach the target spot diameter Dt.
  • the target spot diameter Dt is set so as to satisfy Equation 1 below. Dm ⁇ Dt ⁇ K Dm Formula 1
  • K is preferably 1.1 or more and 1.4 or less.
  • the projection optical system 68 is positioned on the optical path of the pulsed laser beam Out that has passed through the mask 65, and includes first and second lenses 68a and 68b.
  • the second lens 68b also serves as a window of the second housing 500.
  • FIG. A projection optical system 68 projects the image of the mask 65 onto the workpiece SUB.
  • the beam diameter of each of the branched lights on the workpiece SUB is obtained by multiplying the diameter Dm of each of the apertures M1 of the mask 65 by the magnification of the projection optical system 68.
  • the laser processing system includes a condensing optical system 64 arranged in the optical path of the pulsed laser beam Out that has passed through the diffractive optical element 63, and a condensing optical system 64 and includes a mask 65 having a plurality of apertures, and a projection optical system 68 arranged in the optical path of the pulsed laser beam Out that has passed through the mask 65 .
  • the image of the mask 65 can be projected onto the workpiece SUB by the projection optical system 68, and the cross-sectional shape of the branched light of the pulse laser beam Out irradiated onto the workpiece SUB can be approximated to a desired shape. be able to.
  • the cross-sectional shape of the branched light of the pulse laser beam Out irradiated to the workpiece SUV is the same as that of the first embodiment.
  • the shape can be closer to a perfect circle than the form.
  • the light condensing system 64 divides the branched light beams so that the cross sections of the plurality of branched beams of the pulsed laser beam Out branched by the diffractive optical element 63 overlap the plurality of apertures M1. converge respectively. According to this, since each of the branched lights split by the diffractive optical element 63 is condensed at the position of the aperture M1 of the mask 65 by the condensing optical system 64, the loss of light in the mask 65 is reduced, and the light is utilized. Efficiency can be improved.
  • each of the branched beams split by the diffractive optical element 63 is converged on the mask 65 by the condensing optical system 64 .
  • the shape of the spot can be made close to the shape of the opening M1 of the mask 65, and the light utilization efficiency can be improved.
  • the beam pointing BPV and BPH of the pulsed laser beam Out incident on the diffractive optical element 63 the position of the branched beam incident on the mask 65 can be stabilized and the light utilization efficiency can be improved.
  • the second embodiment is similar to the first embodiment.
  • FIG. 13 schematically shows the configuration of a laser processing system according to the third embodiment.
  • a laser processing device 5d included in the laser processing system includes a condenser lens 60, a mask 61, and a collimator optical system 62 in addition to the components shown in FIG.
  • the condenser lens 60 is positioned in the optical path of the pulsed laser beam Out between the shutter 59 and the diffractive optical element 63, and has a focal length f60 .
  • the condensing lens 60 is not limited to one lens, and may include a plurality of lenses.
  • FIG. 14 is a plan view of mask 61 in the third embodiment.
  • the mask 61 has one circular opening M2, and the diameter of the opening M2 is Dm.
  • the aperture M2 is preferably circular.
  • the pulsed laser beam Out is condensed at the position of the mask 61 by the condensing lens 60 .
  • the beam steering device is controlled such that the cross section S61 of the pulsed laser beam Out on the mask 61 matches the position of the aperture M2.
  • the divergence adjuster 54 is controlled so that the diameter of the cross section S61 approaches the target spot diameter Dt.
  • the target spot diameter Dt is set so as to satisfy Equation 1 above.
  • the mask 61 may be placed inside a vacuum chamber 61a having windows between the condenser lens 60 and the collimator optics 62, respectively.
  • a refrigerant jacket (not shown) may be attached to the mask 61 in order to prevent the mask 61 from becoming hot.
  • a high melting point metal such as tungsten or molybdenum may be used as the material of the mask 61.
  • the collimator optical system 62 is positioned on the optical path of the pulsed laser beam Out that has passed through the mask 61 .
  • the collimator optical system 62 has a focal length f 62 and the mask 61 is positioned at the front focal point of the collimator optical system 62 .
  • the collimator optical system 62 emits the pulsed laser beam Out that has passed through the aperture M2 of the mask 61 as parallel light, and makes it enter the diffractive optical element 63 .
  • the collimator optical system 62, the diffractive optical element 63, and the condensing optical system 67 project the image of the mask 61 onto a plurality of positions on the workpiece SUB.
  • the beam diameter of each of the branched lights on the workpiece SUB is the diameter Dm of the aperture M2 of the mask 61, the projection optical system composed of the collimator optical system 62, the diffractive optical element 63, and the condensing optical system 67. Multiplied by the magnification.
  • the laser processing system is arranged in the optical path of the pulsed laser beam Out that has passed through the measuring instrument 55, and includes the condenser lens 60 that collects the pulsed laser beam Out. , a mask 61 arranged on the optical path of the pulsed laser beam Out that has passed through the condenser lens 60, and a collimator optical system 62 arranged on the optical path of the pulsed laser beam Out between the mask 61 and the diffractive optical element 63. include.
  • the pulsed laser beam Out that has passed through the condenser lens 60 can be focused on the opening M2 of the mask 61, so alignment of the focusing position of the pulsed laser beam Out is facilitated.
  • the mask 61 is positioned at the focal point of the condenser lens 60 . This makes it easier to align the mask 61 and the condenser lens 60 .
  • the laser processing system includes the condensing optical system 67 arranged in the optical path of the pulsed laser beam Out that has passed through the diffractive optical element 63, and the collimator optical system 62 and the diffractive optical element
  • the image of the mask 61 is projected onto a plurality of positions on the workpiece SUB by the 63 and the condensing optical system 67 . According to this, the image of the mask 61 is projected onto the workpiece SUB, so that the cross-sectional shape of the branched light of the pulse laser beam Out irradiated onto the workpiece SUB can be approximated to a desired shape.
  • the cross-sectional shape of the branched light of the pulse laser beam Out irradiated to the workpiece SUV is the same as that of the first embodiment.
  • the shape can be closer to a perfect circle than the form.
  • FIG. 15 is a view of the divergence adjuster 541 viewed in the -V direction
  • FIG. 16 is a view viewed in the -H direction.
  • the divergence adjuster 541 includes two sets of cylindrical lenses.
  • the two sets of cylindrical lenses include one set of concave lens 541a and convex lens 541b and one set of concave lens 541c and convex lens 541d.
  • the concave lenses 541a and 541c are fixed by holders 541e and 541g, respectively.
  • Convex lenses 541b and 541d are supported by holders 541f and 541h, respectively.
  • the holders 541f and 541h include protrusions 541n and 541o, respectively, and are movable parallel to the L direction by linear stages 541i and 541j, respectively.
  • a linear stage 541i includes a plunger 541k and a micrometer 541p.
  • a protrusion 541n of the holder 541f is sandwiched between the plunger 541k and the micrometer 541p.
  • the plunger 541k incorporates a spring (not shown).
  • the micrometer 541p is configured such that the tip portion contacting the protrusion 541n expands and contracts in parallel with the L direction in response to a control signal from the laser processing processor 53 or the laser control processor 13 .
  • the protrusion 541n of the holder 541f is pressed by the plunger 541k or the micrometer 541p, and the holder 541f moves in the arrow A1 direction together with the convex lens 541b.
  • a linear stage 541j includes a plunger 541m and a micrometer 541q.
  • the configuration for the linear stage 541j to move the convex lens 541d in the arrow A2 direction is similar to that of the linear stage 541i.
  • the concave lens 541a and the convex lens 541b each have a focal axis parallel to the H direction. When these focal axes coincide, the concave lens 541a and the convex lens 541b transmit the pulse laser beam Out without changing the beam divergence angle in the V direction as indicated by the dashed line in FIG. When the convex lens 541b is moved in the direction of the arrow A1, the beam divergence angle in the V direction is adjusted to the positive direction as indicated by the one-dot chain line in FIG. It can be adjusted in the negative direction.
  • the concave lens 541c and the convex lens 541d each have a focal axis parallel to the V direction. When these focal axes coincide, the concave lens 541c and the convex lens 541d transmit the pulse laser beam Out without changing the beam divergence angle in the H direction, as indicated by the dashed line in FIG. When the convex lens 541d is moved in the direction of the arrow A2, the beam divergence angle in the H direction is adjusted to the positive direction as indicated by the one-dot chain line in FIG. It can be adjusted in the negative direction.
  • the divergence adjuster 541 is configured to adjust the beam divergence angles in the V and H directions. According to this, the beam divergence BDV and BDH in the V direction and the H direction can be controlled independently of each other.
  • FIG. 17 shows the principle by which the beam divergence BDV and BDH are adjusted in the first example.
  • FIG. 17 shows how the pulsed laser beam Out that has passed through the divergence adjuster 541 is transmitted through the convex lens 57 included in the measuring device 55 and condensed.
  • the pulsed laser beam Out that has passed through the divergence adjuster 541 is parallel light, the position F at a focal distance f57 from the convex lens 57 is the narrowest beam waist position. Become.
  • the minimum value of the beam divergence BDV and BDH depends on the beam width DW at the beam waist position W.
  • the beam width DW at the beam waist position W is given by Equation 2 below.
  • ⁇ is the wavelength of the pulsed laser beam Out
  • M 2 is the M square value of the pulsed laser beam Out
  • NA is the numerical aperture of the convex lens 57 .
  • FW is the distance from the convex lens 57 to the beam waist position W
  • DL is the beam diameter given by the full width of the beam cross section of the pulsed laser beam Out incident on the convex lens 57 .
  • NA is given by (1/2) DL / FW .
  • the beam width DW which is the full width of the beam cross section at the beam waist position W, is proportional to the M square value of the pulsed laser beam Out and proportional to FW / DL .
  • the beam width DW at the beam waist position W can be reduced by reducing the M square value of the pulsed laser beam Out. It is valid.
  • the beam divergence BDV and BDH can be minimized by adjusting the divergence angle of the pulsed laser beam Out and bringing the beam waist position W closer to the focus position F.
  • FIG. 18 is a view of the divergence adjuster 542 in the -V direction
  • FIG. 19 is a view in the -H direction.
  • divergence adjuster 542 includes two beam expanders.
  • one of the two beam expanders consists of a pair of similar prisms 542a and 542b and the other consists of a pair of similar prisms 542c and 542d.
  • Each of the prisms 542a and 542b constituting one beam expander receives the pulsed laser beam Out from one side surface parallel to the V direction and emits the pulsed laser beam Out from the other side surface parallel to the V direction.
  • the prisms 542a and 542b are configured to be rotatable about axes parallel to the V direction by rotary stages 542e and 542f, respectively. As shown in FIG. 18, by rotating the prisms 542a and 542b in opposite directions so that the angles of incidence of the pulsed laser beam Out on the prisms 542a and 542b are equal, the beam of the pulsed laser beam Out passing through the beam expander in the H direction is Width can be adjusted.
  • Each of the prisms 542c and 542d constituting the other beam expander receives the pulsed laser beam Out from one side surface parallel to the H direction and emits the pulsed laser beam Out from the other side surface parallel to the H direction.
  • the prisms 542c and 542d are configured to be rotatable around axes parallel to the H direction by rotary stages 542g and 542h, respectively. As shown in FIG. 19, by rotating the prisms 542c and 542d in opposite directions so that the angles of incidence of the pulsed laser beam Out on the prisms 542c and 542d are equal, the V-direction beam of the pulsed laser beam Out passing through the beam expander is expanded. Width can be adjusted.
  • Each of the two beam expanders is not limited to being composed of two prisms, and may be composed of a zoom lens.
  • a zoom lens may be configured by a combination of three or more cylindrical lenses. One zoom lens may adjust the beam width in the V direction and another zoom lens may adjust the beam width in the H direction.
  • the divergence adjuster 542 is configured to adjust the beam widths in the V and H directions. Also in this example, the beam divergence BDV and BDH in the V and H directions can be controlled independently of each other.
  • FIG. 20 shows the principle by which the beam divergence BDV and BDH are adjusted in the second example.
  • FIG. 20 shows how the pulsed laser beam Out that has passed through the divergence adjuster 542 is transmitted through the convex lens 57 included in the measuring device 55 and condensed.
  • the divergence adjuster 542 changes the beam width without changing the divergence angle of the pulsed laser beam Out, the beam waist position and the M-square value do not change. Since the beam diameter D L of the incident pulsed laser beam Out changes, F W /D L shown in Equation 2 changes. Thereby, the beam width DW at the beam waist position W can be changed to adjust the beam divergence BDV and BDH.
  • the beam diameter D of the pulsed laser beam Out incident on the convex lens 57 can be changed even if the beam waist position W is not the same.
  • L the beam width at position F can be changed.
  • FIG. 21 and 22 schematically show a third example of a divergence adjuster.
  • 21 is a view of the divergence adjuster 543 in the -V direction
  • FIG. 22 is a view in the -H direction.
  • the divergence adjuster 543 includes a variable slit 543a, first and second cylindrical convex lenses 543d and 543b, and a collimator lens 543e. The positional relationship of these optical elements may be fixed with respect to each other.
  • variable slit 543a The opening width of the variable slit 543a in the V direction is adjusted by an actuator 543f, and the opening width in the H direction is adjusted by an actuator 543g.
  • the variable slit 543a passes portions of the pulsed laser beam Out incident on the divergence adjuster 543 corresponding to the respective aperture widths in the V and H directions, and cuts off portions exceeding these aperture widths. It is possible to adjust the beam width in each of the direction and the H direction.
  • the variable slit 543a may be able to adjust the beam width in either the V direction or the H direction.
  • the first and second cylindrical convex lenses 543d and 543b are arranged on the optical path of the pulsed laser beam Out that has passed through the variable slit 543a.
  • the back focal axis of the first cylindrical convex lens 543d is parallel to the H direction and positioned at the front focal position F of the collimator lens 543e.
  • the back focal axis of the second cylindrical convex lens 543b is parallel to the V direction and positioned at the front focal point F of the collimator lens 543e.
  • the focal length f 543d of the first cylindrical convex lens 543d is set longer than the focal length f 543b of the second cylindrical convex lens 543b .
  • the collimator lens 543e is positioned on the optical path of the pulsed laser beam Out that has passed through the first and second cylindrical convex lenses 543d and 543b.
  • Collimator lens 543e has a focal length f 543e .
  • the collimator lens 543e may be composed of a spherical convex lens, or may be composed of a double-sided cylindrical convex lens having a focal axis in the V direction and a focal axis in the H direction. Also, the configuration is not limited to one lens, and may include a plurality of lenses. Thereby, the collimator lens 543e collimates the pulsed laser beam Out condensed by the first and second cylindrical convex lenses 543d and 543b.
  • the divergence adjuster 543 includes first and second cylindrical convex lenses 543d and 543b that converge the pulsed laser beam Out in the V direction and the H direction, respectively. , and a collimator lens 543e for collimating the pulsed laser beam Out condensed by the first and second cylindrical convex lenses 543d and 543b.
  • the beam cross section on the workpiece SUB becomes a transfer image of the beam cross section at the position F of the front focal point of the collimator lens 543e. Therefore, by using the first and second cylindrical convex lenses 543d and 543b to approximate the beam cross section at the position F to a perfect circle, the beam cross section at the workpiece SUB can be approximated to a perfect circle.
  • the beam diameter in the V direction and the beam diameter in the H direction at the focus position F are the same. It is desirable to determine the focal lengths f 1 543d and f 543b of the first and second cylindrical convex lenses 543d and 543b as follows. Specifically, it is calculated as follows.
  • D LV be the beam diameter in the V direction of the pulsed laser beam Out incident on the divergence adjuster 543
  • M 2 V the M square value in the V direction .
  • ftV ⁇ *Dt* DLV / ( ⁇ M2V ) Equation 3
  • the focal length ftH of the second cylindrical convex lens 543b is expressed by the following equation.
  • ft H ⁇ Dt ⁇ D LH /( ⁇ M 2 H ) Equation 4
  • the divergence adjuster 543 blocks part of the pulsed laser beam Out entering the first and second cylindrical convex lenses 543d and 543b to A variable slit 543a is included to adjust the beam width in either direction. Thereby, the shape of the beam cross section in the workpiece SUB can be finely adjusted.
  • FIG. 23 is a view of the divergence adjuster 544 in the -V direction
  • FIG. 24 is a view in the -H direction.
  • divergence adjuster 544 does not include variable slit 543a, and first and second cylindrical convex lenses 544d and 544b are movable parallel to the L direction by linear stages 544j and 544i, respectively. It differs from the third example in that For other points, the description regarding the first and second cylindrical convex lenses 543d and 543b and the collimator lens 543e in the third example is the same as the first and second cylindrical convex lenses 544d and 544b and the collimator lens in the fourth example. The description of lens 544e also applies.
  • the configuration for moving the first and second cylindrical convex lenses 544d and 544b by the linear stages 544j and 544i is the same as the configuration for moving the cylindrical convex lenses 541d and 541b in the first example.
  • Linear stages 544j and 544i correspond to first and second linear stages, respectively, in this disclosure.
  • the divergence adjuster 544 is a linear stage that moves the first and second cylindrical convex lenses 544d and 544b along the traveling direction of the pulse laser beam Out. 544j and 544i. According to this, by changing the beam waist position inside the divergence adjuster 544 and changing the beam cross section at the focal point position F, the shape of the beam cross section on the workpiece SUB can be finely adjusted.
  • a variable slit 543a similar to the third example may be further provided, and fine adjustment by the variable slit 543a may be added.
  • FIG. 25 schematically shows a fifth example of a divergence adjuster.
  • the divergence adjuster 545 is composed of an optical pulse stretcher that branches the optical path of the pulsed laser beam Out.
  • the optical pulse stretcher includes beam splitter 545a, concave mirrors 545b-545e, and actuator 545f.
  • the beam splitter 545a is arranged in the optical path of the pulsed laser beam Out entering the divergence adjuster 545 as the beam B11.
  • the reflectivity of the beam splitter 545a is, for example, 60%.
  • Concave mirrors 545b, 545c, 545d, and 545e are spherical mirrors and are arranged in this order in the optical path of the beam B21 reflected by the beam splitter 545a.
  • the concave mirrors 545b to 545e form a loop-shaped delay optical path.
  • the actuator 545f is configured to change the attitude of the concave mirror 545e.
  • Beam splitter 545a transmits part of beam B11 as beam B12 and reflects another part as beam B21.
  • the concave mirrors 545b to 545e sequentially reflect the beam B21 to enter the beam splitter 545a.
  • Beam splitter 545a reflects part of beam B21 as beam B22 and transmits another part as beam B31.
  • the concave mirrors 545b to 545e sequentially reflect the beam B31 to enter the beam splitter 545a.
  • Beam splitter 545a reflects a portion of beam B31 as beam B32.
  • beams B12, B22, and B32 are output from the divergence adjuster 545.
  • the concave mirrors 545b to 545e are intentionally misaligned so that the beams B12, B22, and B32 diverge as beams shifted in the H direction.
  • the actuator 545f finely adjusts the amount of deviation of the beams B12, B22, and B32 in the H direction by changing the attitude of the concave mirror 545e.
  • the divergence adjuster 545 adjusts the beam divergence BDH in the H direction of the pulsed laser light Out including the beams B12, B22, and B32.
  • the optical path length of the delay optical path composed of the concave mirrors 545b to 545e longer than the temporal coherence length of the pulse laser beam Out.
  • the concave mirrors 545b to 545e form an image of the beam B11 on the beam splitter 545a as an inverted image as the beam B21 between the concave mirrors 545c and 545d, and then form an image again when the beam B21 is incident on the beam splitter 545a. It is desirable that the images are arranged so as to form an erect image.
  • the focal lengths of the concave mirrors 545b to 545e are all the same f 545
  • the optical path length of the delay optical path is eight times f 545 .
  • the divergence adjuster 545 includes an optical pulse stretcher configured to branch the optical path of the pulsed laser beam Out in the H direction. According to this, not only can the beam divergence BDH be adjusted, but also the pulse time width can be expanded at the same time.
  • FIG. 26 schematically shows a sixth example of a divergence adjuster.
  • beam splitter 546a, concave mirrors 546b to 546e, and actuator 546f included in divergence adjuster 546 have the same configuration as beam splitter 545a, concave mirrors 545b to 545e, and actuator 545f in the fifth example. have
  • Concave mirrors 546b-546e are intentionally misaligned so that beams B12, B22, and B32 output from divergence adjuster 546 diverge as beams that are offset from each other in the V direction.
  • the actuator 546f finely adjusts the amount of deviation of the beams B12, B22, and B32 in the V direction by changing the posture of the concave mirror 546e. In this manner, the divergence adjuster 546 adjusts the beam divergence BDV in the V direction of the pulsed laser light Out including the beams B12, B22, and B32. Otherwise, the sixth example is similar to the fifth example.
  • the divergence adjuster 545 in the fifth example and the divergence adjuster 546 in the sixth example in the optical path of the pulsed laser beam Out, it is possible to adjust the beam divergence BDV and BDH in both the H direction and the V direction. .
  • FIG. 27 schematically shows a first example of an improved laser device.
  • a laser device 1e shown in FIG. 27 includes a measuring device 21 in addition to the configuration of the laser device 1 shown in FIGS.
  • the laser device 1e includes a rear mirror 14e with an actuator 14g.
  • the rear mirror 14e and the output coupling mirror 15 constitute an optical resonator.
  • the configuration of the measuring instrument 21 is similar to that described with reference to FIG.
  • the actuator 14g is configured to be able to change the attitude of the rear mirror 14e around axes parallel to each of the V direction and the H direction.
  • the laser control processor 13 feedback-controls the actuator 14g so that the beam divergence BDV and BDH measured by the measuring instrument 21 are reduced.
  • the laser control processor 13 feedback-controls the actuator 14g so that the beam divergence BDV and BDH measured by the measuring instrument 21 are reduced.
  • each of the rear mirror 14e and the output coupling mirror 15 may be rotatable around axes parallel to the V direction and the H direction. Thereby, not only the beam divergence BDV and BDH but also the beam pointing BPV and BPH can be adjusted.
  • the measuring instrument 21 can measure both the beam divergence BDV and BDH and the beam pointing BPV and BPH, and the laser control processor 13 controls the beam divergence BDV and BDH and the beam pointing BPV and BPH measured by the measuring instrument 21 to desired values.
  • the postures of the rear mirror 14e and the output coupling mirror 15 may be feedback-controlled so that
  • the laser device 1e may be the same as the laser device 1 in other respects.
  • the laser device 1e may include a divergence adjuster 20 as in the case of the laser device 1b.
  • FIG. 28 schematically shows a second example of an improved laser device.
  • the laser device 1f shown in FIG. 28 includes a concave mirror 14f and a convex mirror 15f that constitute an unstable resonator instead of the rear mirror 14 and the output coupling mirror 15. It differs from the laser device 1 shown in FIG.
  • the concave mirror 14f and the convex mirror 15f are spherical mirrors and arranged so that their focal positions match.
  • the magnification of these mirrors is, for example, 5 times or more and 10 times or less.
  • the convex mirror 15f is positioned so as to partially block the optical path of the light emitted from the window 10b.
  • a part of the light emitted from the window 10b of the laser chamber 10 is reflected by the convex mirror 15f, spreads gradually, passes through the discharge space between the discharge electrodes 11a and 11b, and enters the concave mirror 14f.
  • the light reflected by the concave mirror 14f passes through the discharge space between the discharge electrodes 11a and 11b as parallel light.
  • a part of it is output as the pulsed laser beam Out without being incident on the convex mirror 15f.
  • the number of spatial transverse modes of the pulsed laser beam Out to be output is reduced, and the pulsed laser beam Out close to a single transverse mode can be generated.
  • the adjustment range of the beam divergence BDV and BDH by the divergence adjuster 54 can be widened.
  • a smaller hole can be machined.
  • the concave mirror 14f and the convex mirror 15f may each be a cylindrical mirror having a focal axis parallel to the H direction. It is desirable that the focal axes of the concave mirror 14f and the convex mirror 15f match.
  • the concave mirror 14f and the convex mirror 15f are unstable resonators in the V direction and stable resonators in the H direction.
  • the number of spatial transverse modes in the V direction is reduced, and can be made approximately the same as the number of spatial transverse modes in the H direction, making it possible to reduce the beam divergence BDV in the V direction. Therefore, the adjustment range of the beam divergence BDV in the V direction by the divergence adjuster 54 can be widened.
  • the orientation of one or both of the concave mirror 14f and the convex mirror 15f may be controlled.
  • the laser device 1f may be the same as the laser device 1 in other respects.
  • the laser device 1f may include a divergence adjuster 20 as in the case of the laser device 1b.
  • FIG. 29 schematically shows a third example of an improved laser device.
  • the laser device 1g shown in FIG. 29 differs from the laser device 1 shown in FIGS.
  • the laser chamber 10, power supply device 12, rear mirror 14, and output coupling mirror 15 constitute a master oscillator MO.
  • Amplifier PA includes laser chamber 30 and power supply 32 .
  • the configurations of the laser chamber 30 and power supply 32 may be the same as those of the laser chamber 10 and power supply 12 .
  • the amplifier PA may not contain an optical resonator.
  • the amplifier PA is configured to amplify the pulsed laser light output from the master oscillator MO.
  • the power supply device is arranged so that the timing at which the pulsed laser light output from the master oscillator MO is incident on the amplifier PA is synchronized with the timing at which the power supply device 32 generates a high voltage to generate a discharge inside the laser chamber 30.
  • the time difference between the trigger signals applied to 12 and 32 respectively is set.
  • the laser control processor 13 feedback-controls the set voltages set in the power supply devices 12 and 32 based on the pulse energy data measured by the monitor module 16 .
  • the pulsed laser beam Out having sufficiently high pulse energy for laser processing can be output from the laser device 1g.
  • an unstable resonator similar to that in the second example may be used as the optical resonator included in the master oscillator MO.
  • the attitude of one or both of the rear mirror 14 and the output coupling mirror 15 may be controlled.
  • the laser device 1g may be the same as the laser device 1 in other respects. Also, the laser device 1g may be provided with a divergence adjuster 20 in the same manner as the laser device 1b.
  • FIG. 30 schematically shows a fourth example of an improved laser device.
  • Laser device 1h shown in FIG. 30 differs from laser device 1g shown in FIG. 29 in that the master oscillator MO includes a solid-state laser.
  • the laser device 1 h includes a master oscillator MO, an amplifier PA, and a monitor module 16 .
  • the master oscillator MO contains a solid-state laser and the amplifier PA contains an excimer laser.
  • the master oscillator MO includes a semiconductor laser 160, a titanium sapphire amplifier 171, a wavelength conversion system 172, a pumping laser 173, and a solid state laser control processor 130.
  • the semiconductor laser 160 is a distributed feedback semiconductor laser that outputs CW laser light with a wavelength of approximately 773.6 nm, and is configured such that the oscillation wavelength can be changed by changing the set temperature of the semiconductor.
  • Titanium-sapphire amplifier 171 is an amplifier containing a titanium-sapphire crystal.
  • the pumping laser 173 is a laser device that outputs the second harmonic of a YLF (yttrium lithium fluoride) laser to excite the titanium sapphire crystal of the titanium sapphire amplifier 171 .
  • YLF yttrium lithium fluoride
  • the wavelength conversion system 172 is a system that includes an LBO (lithium triborate) crystal and a KBBF (potassium beryllium fluoroborate) crystal and outputs the fourth harmonic of incident light.
  • the wavelength of the fourth harmonic is approximately 193.4 nm, which is approximately equal to the oscillation wavelength of the ArF excimer laser device.
  • the solid-state laser control processor 130 is a processing device that includes a memory 130a storing a control program and a CPU 130b that executes the control program. Solid-state laser control processor 130 is specially configured or programmed to perform various processes contained in this disclosure.
  • Amplifier PA is an ArF excimer laser device including laser chamber 30 , power supply 32 , concave mirror 34 and convex mirror 35 .
  • the configurations of the laser chamber 30 and the power supply device 32 included in the amplifier PA are the same as the corresponding configurations in the laser device 1g described with reference to FIG.
  • the convex mirror 35 is arranged in the optical path of the pulsed laser light that is output from the master oscillator MO and passed through the laser chamber 30 .
  • the concave mirror 34 is arranged in the optical path of the pulsed laser light that has been reflected by the convex mirror 35 and passed through the laser chamber 30 again.
  • the configurations of the monitor module 16 and the laser control processor 13 are similar to the corresponding configurations in the laser device 1 shown in FIGS. 1, 4, 11 and 13.
  • the semiconductor laser 160 outputs a CW laser beam with a wavelength of approximately 773.6 nm, and the titanium-sapphire amplifier 171 pulses and amplifies this laser beam and outputs it.
  • the wavelength conversion system 172 converts the pulsed laser light with a wavelength of approximately 773.6 nm into pulsed laser light with a wavelength of approximately 193.4 nm and outputs it toward the amplifier PA.
  • the pulsed laser light that has entered the amplifier PA passes through the discharge space in the laser chamber 30 , is reflected by the convex mirror 35 , and is given a beam divergence angle according to the curvature of the convex mirror 35 .
  • This pulsed laser light passes through the discharge space in the laser chamber 30 again.
  • the pulsed laser light that has been reflected by the convex mirror 35 and passed through the laser chamber 30 is reflected by the concave mirror 34 and returned to substantially parallel light.
  • This pulsed laser beam passes through the discharge space in the laser chamber 30 once more, passes through the monitor module 16, and is emitted to the outside of the laser device 1h as the pulsed laser beam Out.
  • a high voltage is applied to the electrodes 30a and 30b so that discharge starts in the discharge space within the laser chamber 30 when the pulsed laser light is incident on the laser chamber 30 from the master oscillator MO.
  • the pulsed laser light has its beam width expanded by the convex mirror 35 and concave mirror 34, is amplified while passing through the discharge space three times, and is output to the outside of the laser device 1h.
  • the beam divergence BDV and BDH in the V and H directions can be reduced. It becomes possible.
  • the beam divergence BDV and BDH adjustment range of the divergence adjuster 54 can be widened. Moreover, compared with the case where the laser device 1 is used, a smaller hole can be machined.
  • the optical resonator included in the amplifier PA is composed of the concave mirror 34 and the convex mirror 35 has been described, but the optical resonator may be a Fabry-Perot resonator or a ring resonator. good.
  • the combination of the master oscillator MO that outputs a pulsed laser beam having a wavelength of approximately 193.4 nm and the ArF excimer laser device that amplifies the wavelength component of approximately 193.4 nm has been described.
  • a combination of a master oscillator MO that outputs pulsed laser light having a wavelength of 4 nm and a KrF excimer laser device that amplifies a wavelength component of about 248.4 nm may be used.
  • the laser device 1h may be the same as the laser device 1. Also, the laser device 1h may be provided with a divergence adjuster 20 in the same manner as the laser device 1b.
  • FIG. 31 schematically shows the configuration of an electronic device.
  • the electronic device shown in FIG. 31 includes an integrated circuit chip IC, an interposer IP, and a circuit board CS.
  • An integrated circuit chip IC is, for example, a chip in which an integrated circuit (not shown) is formed on a silicon substrate.
  • the integrated circuit chip IC is provided with a plurality of bumps ICB electrically connected to the integrated circuit.
  • the interposer IP has an insulating substrate with a plurality of through holes (not shown) formed therein, and each through hole is provided with a conductor (not shown) that electrically connects the front and back sides of the substrate.
  • a plurality of lands (not shown) each connected to the bump ICB are formed on one surface of the interposer IP, and each land is electrically connected to one of the conductors in the through holes.
  • a plurality of bumps IPB are provided on the other surface of the interposer IP, and each of the bumps IPB is electrically connected to one of the conductors in the through holes.
  • a plurality of lands (not shown) connected to the bumps IPB are formed on one surface of the circuit board CS.
  • the circuit board CS has a plurality of terminals electrically connected to these lands.
  • FIG. 32 is a flow chart showing a method of manufacturing an electronic device.
  • laser processing and wiring formation of the interposer substrate that constitutes the interposer IP are performed.
  • Laser processing of the interposer substrate includes formation of through-holes by irradiating the interposer substrate with the pulsed laser beam Out.
  • Wiring formation includes formation of a conductive film on the inner wall surface of the through hole formed in the interposer substrate.
  • An interposer IP is manufactured through such steps.
  • coupling between the interposer IP and the integrated circuit chip IC is performed. This process includes, for example, placing the bump ICB of the integrated circuit chip IC on the land of the interposer IP and electrically connecting the bump ICB and the land.
  • coupling between the interposer IP and the circuit board CS is performed. This process includes, for example, placing the bumps IPB of the interposer IP on the lands of the circuit board CS and electrically connecting the bumps IPB and the lands.

Abstract

レーザ加工システムは、パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、パルスレーザ光の第１の方向の第１のビームダイバージェンスと、第１の方向と交差する第２の方向の第２のビームダイバージェンスと、を調節するダイバージェンス調節器と、ダイバージェンス調節器を通過したパルスレーザ光の第１及び第２のビームダイバージェンスを計測する計測器と、計測器を通過したパルスレーザ光を分岐させる回折光学素子と、計測器による第１及び第２のビームダイバージェンスの計測結果に基づいて、第１及び第２のビームダイバージェンスがそれぞれの目標値に近づくようにダイバージェンス調節器を制御するプロセッサと、を含む。

Description

レーザ加工システム、レーザ加工方法、及び電子デバイスの製造方法
　本開示は、レーザ加工システム、レーザ加工方法、及び電子デバイスの製造方法に関する。
　近年、半導体露光装置においては、半導体集積回路の微細化及び高集積化につれて、解像力の向上が要請されている。このため、露光用光源から放出される光の短波長化が進められている。例えば、露光用のガスレーザ装置としては、波長約２４８ｎｍのレーザ光を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置、ならびに波長約１９３ｎｍのレーザ光を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられる。
　ＫｒＦ及びＡｒＦエキシマレーザ装置からそれぞれ出力されるエキシマレーザ光は、パルス幅が数１０ｎｓであって、波長は約２４８ｎｍ及び約１９３ｎｍと短いことから、高分子材料やガラス材料等の直接加工にも用いることができる。
　高分子材料における化学結合は、結合エネルギーよりも高いフォトンエネルギーをもつエキシマレーザ光によって切断することができる。そのため、エキシマレーザ光によって高分子材料の非加熱加工が可能となり、加工形状が綺麗になることが知られている。
　また、ガラスやセラミックス等はエキシマレーザ光に対する吸収率が高いので、可視あるいは赤外領域のレーザ光では加工することが難しい材料であっても、エキシマレーザ光により加工できることが知られている。
特表２０１８－５０１１１５号公報
概要
　本開示の１つの観点において、レーザ加工システムは、パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、パルスレーザ光の第１の方向の第１のビームダイバージェンスと、第１の方向と交差する第２の方向の第２のビームダイバージェンスと、を調節するダイバージェンス調節器と、ダイバージェンス調節器を通過したパルスレーザ光の第１及び第２のビームダイバージェンスを計測する計測器と、計測器を通過したパルスレーザ光を分岐させる回折光学素子と、計測器による第１及び第２のビームダイバージェンスの計測結果に基づいて、第１及び第２のビームダイバージェンスがそれぞれの目標値に近づくようにダイバージェンス調節器を制御するプロセッサと、を含む。
　本開示の他の１つの観点において、レーザ加工方法は、レーザ装置からパルスレーザ光を出力させ、パルスレーザ光の第１の方向の第１のビームダイバージェンスと、第１の方向と交差する第２の方向の第２のビームダイバージェンスと、を調節するダイバージェンス調節器にパルスレーザ光を入射させ、ダイバージェンス調節器を通過したパルスレーザ光の第１及び第２のビームダイバージェンスを計測器により計測し、計測器による第１及び第２のビームダイバージェンスの計測結果に基づいて、第１及び第２のビームダイバージェンスがそれぞれの目標値に近づくようにダイバージェンス調節器を制御し、計測器を通過したパルスレーザ光を回折光学素子により分岐させ、被加工物に照射することを含む。
　本開示の他の１つの観点において、電子デバイスの製造方法は、パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、パルスレーザ光の第１の方向の第１のビームダイバージェンスと、第１の方向と交差する第２の方向の第２のビームダイバージェンスと、を調節するダイバージェンス調節器と、ダイバージェンス調節器を通過したパルスレーザ光の第１及び第２のビームダイバージェンスを計測する計測器と、計測器を通過したパルスレーザ光を分岐させる回折光学素子と、計測器による第１及び第２のビームダイバージェンスの計測結果に基づいて、第１及び第２のビームダイバージェンスがそれぞれの目標値に近づくようにダイバージェンス調節器を制御するプロセッサと、を含むレーザ加工システムによりインターポーザ基板をレーザ加工してインターポーザを作製し、インターポーザと集積回路チップとを結合させて互いに電気的に接続し、インターポーザと回路基板とを結合させて互いに電気的に接続することを含む。
　本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図１は、比較例におけるレーザ加工システムの構成を概略的に示す。 図２は、出力結合ミラーから出力されたパルスレーザ光の光路軸に垂直なビーム断面を示す。 図３は、比較例において被加工物に入射するパルスレーザ光の分岐光の断面を示す。 図４は、第１の実施形態におけるレーザ加工システムの構成を概略的に示す。 図５は、計測器に含まれるイメージセンサで計測されるパルスレーザ光のビーム断面を、そのＶ方向及びＨ方向の光強度分布とともに示す。 図６は、第１の実施形態におけるレーザ加工方法を示すフローチャートである。 図７は、制御パラメータを計算する処理の詳細を示すフローチャートである。 図８は、ビームダイバージェンスとビームポインティングとをフィードバック制御する処理の詳細を示すフローチャートである。 図９は、第１の実施形態において被加工物に入射するパルスレーザ光の分岐光の断面を示す。 図１０は、変形例におけるレーザ加工システムの構成を概略的に示す。 図１１は、第２の実施形態におけるレーザ加工システムの構成を概略的に示す。 図１２は、第２の実施形態におけるマスクの平面図である。 図１３は、第３の実施形態におけるレーザ加工システムの構成を概略的に示す。 図１４は、第３の実施形態におけるマスクの平面図である。 図１５は、ダイバージェンス調節器の第１の例を概略的に示す。 図１６は、ダイバージェンス調節器の第１の例を概略的に示す。 図１７は、第１の例においてビームダイバージェンスが調節される原理を示す。 図１８は、ダイバージェンス調節器の第２の例を概略的に示す。 図１９は、ダイバージェンス調節器の第２の例を概略的に示す。 図２０は、第２の例においてビームダイバージェンスが調節される原理を示す。 図２１は、ダイバージェンス調節器の第３の例を概略的に示す。 図２２は、ダイバージェンス調節器の第３の例を概略的に示す。 図２３は、ダイバージェンス調節器の第４の例を概略的に示す。 図２４は、ダイバージェンス調節器の第４の例を概略的に示す。 図２５は、ダイバージェンス調節器の第５の例を概略的に示す。 図２６は、ダイバージェンス調節器の第６の例を概略的に示す。 図２７は、改善されたレーザ装置の第１の例を概略的に示す。 図２８は、改善されたレーザ装置の第２の例を概略的に示す。 図２９は、改善されたレーザ装置の第３の例を概略的に示す。 図３０は、改善されたレーザ装置の第４の例を概略的に示す。 図３１は、電子デバイスの構成を模式的に示す。 図３２は、電子デバイスの製造方法を示すフローチャートである。
実施形態
＜内容＞
１．比較例に係るレーザ加工システム
　１．１　構成
　　１．１．１　レーザ装置１の構成
　　１．１．２　レーザ加工装置５の構成
　１．２　動作
　　１．２．１　レーザ装置１の動作
　　１．２．２　レーザ加工装置５の動作
　１．３　比較例の課題
２．ダイバージェンス調節器５４を含むレーザ加工システム
　２．１　構成
　２．２　動作
　　２．２．１　メインフロー
　　２．２．２　制御パラメータの計算
　　２．２．３　ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨとビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨとのフィードバック制御
　２．３　作用
　２．４　レーザ装置１ｂがダイバージェンス調節器２０を含むレーザ加工システム
　　２．４．１　構成
　　２．４．２　動作
　　２．４．３　作用
３．回折光学素子６３による分岐光の光路にマスク６５を配置し、マスク６５の像を被加工物ＳＵＢに転写するレーザ加工システム
　３．１　構成及び動作
　３．２　作用
４．マスク６１を通過した光を回折光学素子６３に入射させるレーザ加工システム
　４．１　構成及び動作
　４．２　作用
５．ダイバージェンス調節器の詳細
　５．１　ビーム拡がり角を調節するダイバージェンス調節器５４１
　　５．１．１　構成及び動作
　　５．１．２　作用
　５．２　ビーム幅を調節するダイバージェンス調節器５４２
　　５．２．１　構成及び動作
　　５．２．２　作用
　５．３　一旦集光するとともにスリットで微調整するダイバージェンス調節器５４３
　　５．３．１　構成及び動作
　　５．３．２　作用
　５．４　一旦集光するとともにレンズ位置で微調整するダイバージェンス調節器５４４
　　５．４．１　構成及び動作
　　５．４．２　作用
　５．５　Ｈ方向にミスアライメントした光学パルスストレッチャーを含むダイバージェンス調節器５４５
　　５．５．１　構成及び動作
　　５．５．２　作用
　５．６　Ｖ方向にミスアライメントした光学パルスストレッチャーを含むダイバージェンス調節器５４６
６．改善されたレーザ装置
　６．１　光共振器を姿勢制御可能なレーザ装置１ｅ
　６．２　不安定共振器を含むレーザ装置１ｆ
　６．３　増幅器ＰＡを含むレーザ装置１ｇ
　６．４　固体レーザを含むレーザ装置１ｈ
　　６．４．１　構成
　　６．４．２　動作
７．その他
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
１．比較例に係るレーザ加工システム
　１．１　構成
　図１は、比較例におけるレーザ加工システムの構成を概略的に示す。本開示の比較例とは、出願人のみによって知られていると出願人が認識している形態であって、出願人が自認している公知例ではない。レーザ加工システムは、レーザ装置１と、レーザ加工装置５と、を含む。
　　１．１．１　レーザ装置１の構成
　レーザ装置１は、紫外線のパルスレーザ光Ｏｕｔを出力するガスレーザ装置である。レーザ装置１は、レーザチャンバ１０と、電源装置１２と、リアミラー１４と、出力結合ミラー１５と、モニタモジュール１６と、シャッター１９と、を含む。これらの構成要素は第１の筐体１００に収容されている。リアミラー１４及び出力結合ミラー１５は光共振器を構成する。
　レーザチャンバ１０は、光共振器の光路に配置されている。レーザチャンバ１０にはウインドウ１０ａ及び１０ｂが設けられている。レーザチャンバ１０は、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂを内部に備えている。レーザチャンバ１０には、例えばレアガスとしてアルゴンガス又はクリプトンガス、ハロゲンガスとしてフッ素ガス、バッファガスとしてネオンガス等を含むレーザガスが封入される。
　リアミラー１４は高反射ミラーで構成され、出力結合ミラー１５は、部分反射ミラーで構成されている。出力結合ミラー１５からパルスレーザ光Ｏｕｔが出力される。
　モニタモジュール１６は、ビームスプリッタ１７と、光センサ１８と、を含む。ビームスプリッタ１７は、出力結合ミラー１５から出力されたパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置する。光センサ１８は、ビームスプリッタ１７によって反射されたパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置する。
　シャッター１９は、ビームスプリッタ１７を透過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置する。シャッター１９は、レーザ加工装置５へのパルスレーザ光Ｏｕｔの通過と遮断とを切り替え可能に構成されている。
　レーザ装置１は、レーザ制御プロセッサ１３をさらに含む。レーザ制御プロセッサ１３は、制御プログラムが記憶されたメモリ１３ａと、制御プログラムを実行するＣＰＵ（central processing unit）１３ｂと、を含む処理装置である。レーザ制御プロセッサ１３は本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされている。
　　１．１．２　レーザ加工装置５の構成
　レーザ加工装置５は、照射光学システム５０ａと、フレーム５０ｂと、ＸＹＺステージ５０１と、レーザ加工プロセッサ５３と、を含む。
　フレーム５０ｂに、照射光学システム５０ａとＸＹＺステージ５０１とが固定される。ＸＹＺステージ５０１のテーブル５０２に被加工物ＳＵＢが支持される。
　図１において、互いに直交するＸ方向及びＹ方向は被加工物ＳＵＢの表面に平行な方向である。Ｚ方向は被加工物ＳＵＢの表面に垂直で、被加工物ＳＵＢの表面に入射するパルスレーザ光Ｏｕｔの進行方向と平行な方向である。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の座標軸で規定される座標系をＸＹＺ座標系とする。
　被加工物ＳＵＢは、例えば、図３１を参照しながら後述する集積回路チップＩＣと回路基板ＣＳとを中継するインターポーザＩＰを製造するためのインターポーザ基板である。インターポーザ基板は、例えば、高分子材料、ガラス材料などの電気絶縁材料で構成される。
　照射光学システム５０ａは、高反射ミラー５１ａ、５１ｂ、及び５１ｃと、アッテネータ５２と、回折光学素子６３と、集光光学系６７と、を含む。高反射ミラー５１ａ、５１ｂ、及び５１ｃと、アッテネータ５２と、回折光学素子６３とは、第２の筐体５００に収容されている。集光光学系６７は、第２の筐体５００のウインドウを兼ねている。第２の筐体５００は、光路管２００を介して第１の筐体１００と接続されている。レーザ装置１から出力されたパルスレーザ光Ｏｕｔは、光路管２００の内部を通過して第２の筐体５００に入射する。
　高反射ミラー５１ａは、光路管２００の内部を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置する。アッテネータ５２は、高反射ミラー５１ａによって反射されたパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置する。アッテネータ５２は、２枚の部分反射ミラー５２ａ及び５２ｂと回転ステージ５２ｃ及び５２ｄとを含む。回転ステージ５２ｃ及び５２ｄは、それぞれ部分反射ミラー５２ａ及び５２ｂに対するパルスレーザ光Ｏｕｔの入射角を変更することにより、アッテネータ５２の透過率を変更可能に構成されている。
　高反射ミラー５１ｂは、アッテネータ５２を透過した前記パルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置し、高反射ミラー５１ｃは、高反射ミラー５１ｂによって反射されたパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置する。
　回折光学素子６３は、高反射ミラー５１ｃによって反射されたパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置する。回折光学素子６３は、表面に多数の凹凸を有し、透過するパルスレーザ光Ｏｕｔを回折させることにより複数の光路に分岐させるように構成されている。
　集光光学系６７は、回折光学素子６３を透過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置する。集光光学系６７は、回折光学素子６３によって分岐されたパルスレーザ光Ｏｕｔの分岐光をそれぞれ集光する。集光光学系６７は焦点距離ｆ６７を有する。集光光学系６７は、パルスレーザ光Ｏｕｔの分岐光が同一平面上に集光するように、Ｆθレンズで構成されることが望ましい。
　レーザ加工プロセッサ５３は、制御プログラムが記憶されたメモリ５３ａと、制御プログラムを実行するＣＰＵ５３ｂと、を含む処理装置である。レーザ加工プロセッサ５３は本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされている。
　１．２　動作
　　１．２．１　レーザ装置１の動作
　レーザ装置１において、レーザ制御プロセッサ１３は、レーザ加工プロセッサ５３から目標パルスエネルギーＥｔのデータ及びトリガ信号を受信する。レーザ制御プロセッサ１３は、目標パルスエネルギーＥｔに基づいて電源装置１２の電圧を設定し、トリガ信号を電源装置１２に伝送する。
　電源装置１２は、レーザ制御プロセッサ１３からトリガ信号を受信すると、パルス状の高電圧を生成して放電電極１１ａ及び１１ｂの間に印加する。
　放電電極１１ａ及び１１ｂの間に高電圧が印加されると、放電電極１１ａ及び１１ｂの間に放電が起こる。この放電のエネルギーにより、レーザチャンバ１０内のレーザガスが励起されて高エネルギー準位に移行する。励起されたレーザガスが、その後、低エネルギー準位に移行するとき、そのエネルギー準位差に応じた波長の光を放出する。
　レーザチャンバ１０内で発生した光は、ウインドウ１０ａ及び１０ｂを介してレーザチャンバ１０の外部に出射する。レーザチャンバ１０のウインドウ１０ａから出射した光は、リアミラー１４によって高い反射率で反射されてレーザチャンバ１０に戻される。
　出力結合ミラー１５は、レーザチャンバ１０のウインドウ１０ｂから出射した光のうちの一部を透過させて出力し、他の一部を反射してレーザチャンバ１０に戻す。
　このようにして、レーザチャンバ１０から出射した光は、リアミラー１４と出力結合ミラー１５との間で往復し、放電電極１１ａ及び１１ｂの間の放電空間を通過する度に増幅される。こうしてレーザ発振して生成されたパルスレーザ光Ｏｕｔが出力結合ミラー１５から出力される。
　図２は、出力結合ミラー１５から出力されたパルスレーザ光Ｏｕｔの光路軸に垂直なビーム断面を示す。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図に相当する。パルスレーザ光Ｏｕｔのビーム断面は、放電電極１１ａ及び１１ｂの間の放電空間の形状に対応し、放電電極１１ａ及び１１ｂの間の放電方向に長いほぼ長方形の形状を有する。
　Ｌ方向をパルスレーザ光Ｏｕｔの進行方向とする。Ｖ方向をＬ方向に垂直であってパルスレーザ光Ｏｕｔのビーム断面の長辺に平行な方向とする。Ｈ方向をＬ方向とＶ方向との両方に垂直な方向とする。Ｈ方向はパルスレーザ光Ｏｕｔのビーム断面の短辺に平行である。Ｖ方向及びＨ方向はそれぞれ本開示における第１及び第２の方向に相当する。Ｌ方向、Ｖ方向、及びＨ方向の座標軸で規定される座標系をＬＶＨ座標系とする。
　ＬＶＨ座標系はパルスレーザ光Ｏｕｔを基準として定義されているので、パルスレーザ光Ｏｕｔが反射されると、ＬＶＨ座標系と図１を参照しながら説明したＸＹＺ座標系との関係が変化し、且つ、ＬＶＨ座標系そのものが反転する。例えば、パルスレーザ光Ｏｕｔが高反射ミラー５１ａによって直角に反射された場合、パルスレーザ光Ｏｕｔの進行方向はＨ軸周りに直角に回転する。この場合、Ｌ方向及びＶ方向の各々がＸＹＺ座標系に対して直角に回転し、さらに、Ｖ方向は逆向きになる。但し、Ｌ方向、Ｖ方向、及びＨ方向は、後述の投影光学系６８によっては変化しないものとする。
　図１を再び参照し、モニタモジュール１６は、出力結合ミラー１５から出力されたパルスレーザ光Ｏｕｔのパルスエネルギーを検出する。モニタモジュール１６は、検出したパルスエネルギーのデータをレーザ制御プロセッサ１３に送信する。
　レーザ制御プロセッサ１３は、モニタモジュール１６から受信したパルスエネルギーのデータと、レーザ加工プロセッサ５３から受信した目標パルスエネルギーＥｔのデータとに基づいて、電源装置１２の設定電圧をフィードバック制御する。
　　１．２．２　レーザ加工装置５の動作
　ＸＹＺステージ５０１は、集光光学系６７から焦点距離ｆ６７の位置に被加工物ＳＵＢが位置するように調節される。
　レーザ装置１から出力されたパルスレーザ光Ｏｕｔは、光路管２００の内部を通過してレーザ加工装置５に入射する。パルスレーザ光Ｏｕｔは、高反射ミラー５１ａによって反射され、アッテネータ５２を透過した後、高反射ミラー５１ｂ及び５１ｃによって順次反射される。レーザ加工プロセッサ５３は、アッテネータ５２の透過率の目標値を設定し、その目標値に基づいて回転ステージ５２ｃ及び５２ｄを制御する。
　高反射ミラー５１ｃによって反射されたパルスレーザ光Ｏｕｔは、回折光学素子６３によって複数の光路に分岐され、分岐光の各々が集光光学系６７によって被加工物ＳＵＢの表面に集光される。被加工物ＳＵＢにパルスレーザ光Ｏｕｔの分岐光が照射されると、被加工物ＳＵＢの表面がアブレーションし、レーザ加工される。
　１．３　比較例の課題
　図３は、比較例において被加工物ＳＵＢに入射するパルスレーザ光Ｏｕｔの分岐光Ｏｕｔ１の断面を示す。図３に示される例において、回折光学素子６３によって分岐されたパルスレーザ光Ｏｕｔの分岐光Ｏｕｔ１は、被加工物ＳＵＢの表面において正方格子の各頂点に相当する位置に入射する。分岐光Ｏｕｔ１の形状及び配列は回折光学素子６３の設計によって異なる。集光光学系６７によってそれぞれ集光された多数の細い分岐光Ｏｕｔ１を被加工物ＳＵＢに照射することで、被加工物ＳＵＢに多数の微細な穴を形成することができる。この穴は被加工物ＳＵＢを貫通する貫通孔でもよい。
　しかしながら、集光光学系６７によって集光された分岐光Ｏｕｔ１の断面形状が、回折光学素子６３の設計の通りにならないことがある。例えば、分岐光Ｏｕｔ１の断面形状が真円形となるように回折光学素子６３が設計されていても、図３に示されるように被加工物ＳＵＢにおいてはＨ方向よりもＶ方向に長い長円形あるいは楕円形となることがある。この場合、所望のレーザ加工が実現できない可能性がある。
　以下に説明する実施形態においては、回折光学素子６３に入射するパルスレーザ光ＯｕｔのビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨを制御することにより、被加工物ＳＵＢに入射する分岐光Ｏｕｔ１の断面形状を所望の形状に近づける。
２．ダイバージェンス調節器５４を含むレーザ加工システム
　２．１　構成
　図４は、第１の実施形態におけるレーザ加工システムの構成を概略的に示す。第１の実施形態において、レーザ加工システムに含まれるレーザ加工装置５ａは、図１に示される構成要素の他に、アクチュエータ５１ｄと、ダイバージェンス調節器５４と、計測器５５と、シャッター５９と、を含む。
　ダイバージェンス調節器５４は、パルスレーザ光ＯｕｔのＶ方向のビームダイバージェンスＢＤＶと、Ｈ方向のビームダイバージェンスＢＤＨと、を調節可能に構成されている。ダイバージェンス調節器５４の具体的構成については図１５～図２６を参照しながら後述する。図４に示される例では、ダイバージェンス調節器５４はアッテネータ５２と高反射ミラー５１ｂとの間に配置されているが、ダイバージェンス調節器５４は高反射ミラー５１ａと計測器５５との間のパルスレーザ光Ｏｕｔの光路の任意の位置に配置されてもよい。
　アクチュエータ５１ｄは、高反射ミラー５１ｃに取り付けられており、高反射ミラー５１ｃの姿勢を変更可能に構成されている。高反射ミラー５１ｃの姿勢を変更することで、高反射ミラー５１ｃによって反射されるパルスレーザ光Ｏｕｔの進行方向が変化する。パルスレーザ光Ｏｕｔの進行方向が調節されることで、ビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨが調節される。高反射ミラー５１ｃとアクチュエータ５１ｄとで、ビームステアリング装置が構成される。ビームステアリング装置は光路管２００の内部と計測器５５との間のパルスレーザ光Ｏｕｔの光路の任意の位置に配置されてもよいが、より望ましくは、ダイバージェンス調節器５４と計測器５５との間のパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に配置される。
　計測器５５は、ビームスプリッタ５６と、凸レンズ５７と、イメージセンサ５８と、を含む。ビームスプリッタ５６は、ダイバージェンス調節器５４及びビームステアリング装置の両方を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置する。凸レンズ５７は、ビームスプリッタ５６によって反射されたパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置する。凸レンズ５７は焦点距離ｆ５７を有する。焦点距離ｆ５７は集光光学系６７の焦点距離ｆ６７より大きくてもよい。イメージセンサ５８は、凸レンズ５７を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路であって凸レンズ５７の焦点面に位置する。ここで、凸レンズ５７は、凹レンズ及び凸レンズを組み合わせた焦点距離ｆ５７の組み合わせレンズであってもよい。計測器５５は、ダイバージェンス調節器５４及びビームステアリング装置の両方を通過したパルスレーザ光ＯｕｔのビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨ及びビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨを計測可能に構成されている。ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨ及びビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨの計測については図５を参照しながら後述する。
　シャッター５９は、ビームスプリッタ５６を透過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置する。シャッター５９は、回折光学素子６３及び被加工物ＳＵＢへのパルスレーザ光Ｏｕｔの通過と遮断とを切り替え可能に構成されている。
　図５は、計測器５５に含まれるイメージセンサ５８で計測されるパルスレーザ光Ｏｕｔのビーム断面Ｓ５８を、そのＶ方向及びＨ方向の光強度分布とともに示す。光強度Ｉのピーク値Ｉｍａｘの１／ｅ２以上の光強度Ｉを有する部分のＶ方向の全幅をＶ方向のスポット径ＤＣＶとし、当該部分のＨ方向の全幅をＨ方向のスポット径ＤＣＨとする。あるいは、１／ｅ２の代わりに、半値又は１／ｅが用いられてもよい。なお、ｅはネイピア数である。本開示において、スポット径とは焦点位置におけるビーム断面の直径である。後述のビームウェスト径はビームウェスト位置におけるビーム断面の直径であり、スポット径とは異なる場合がある。
　本開示において、ビームダイバージェンスは、焦点位置におけるビーム幅を焦点距離で除算した値と定義する。Ｖ方向及びＨ方向のビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨは、以下の式で与えられる。
　　　ＢＤＶ＝ＤＣＶ／ｆ５７
　　　ＢＤＨ＝ＤＣＨ／ｆ５７
　ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨは、それぞれ本開示における第１及び第２のビームダイバージェンスに相当する。
　本開示において、ビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨは、焦点位置におけるビーム断面のＶ方向及びＨ方向の中央位置と定義する。中央位置は、例えば、Ｖ方向及びＨ方向の各々の光強度分布の重心位置でもよいし、スポット径ＤＣＶ及びＤＣＨの各々の中心位置でもよい。
　２．２　動作
　　２．２．１　メインフロー
　図６は、第１の実施形態におけるレーザ加工方法を示すフローチャートである。レーザ加工プロセッサ５３が以下のようにレーザ加工装置５ａを制御することにより、ステップアンドリピート方式によるレーザ加工が行われる。
　Ｓ９０において、レーザ加工プロセッサ５３は、パルスレーザ光Ｏｕｔが照射されたときに被加工物ＳＵＢの最初の加工エリアがパルスレーザ光Ｏｕｔで加工されるように、被加工物ＳＵＢの位置をＸ方向及びＹ方向に制御する。
　Ｓ１００において、レーザ加工プロセッサ５３は、各種制御パラメータを計算する。Ｓ１００の詳細については図７を参照しながら後述する。
　Ｓ１１０において、レーザ加工プロセッサ５３は、シャッター５９を閉じ、レーザ装置１にトリガ信号を送信して調整発振を開始する。
　Ｓ１２０において、レーザ加工プロセッサ５３は、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨとビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨとをフィードバック制御する。図６においてビームダイバージェンスとビームポインティングとをそれぞれＢＤ及びＢＰと略称することがある。Ｓ１２０の詳細については図８を参照しながら後述する。
　Ｓ１３０において、レーザ加工プロセッサ５３は、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨとビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨとがＯＫであるか否かを判定する。この判定は、図８に示されるＳ１２０の処理の結果に基づいて行われる。
　ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨとビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨとがＯＫである場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、レーザ加工プロセッサ５３は、Ｓ１４０に処理を進める。ＯＫではない場合（Ｓ１３０：ＮＯ）、レーザ加工プロセッサ５３は、Ｓ１２０に処理を戻す。
　Ｓ１４０において、レーザ加工プロセッサ５３は、調整発振を終了し、シャッター５９を開く。このように、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨとビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨとの計測結果が許容範囲内となるまでパルスレーザ光Ｏｕｔが遮断される。
　Ｓ１６０において、レーザ加工プロセッサ５３は、集光光学系６７の焦点面に被加工物ＳＵＢが位置するように、被加工物ＳＵＢの位置をＺ方向に制御する。
　Ｓ１７０において、レーザ加工プロセッサ５３は、現在の加工エリアへのパルスレーザ光Ｏｕｔの照射を開始させる。
　Ｓ１８０において、レーザ加工プロセッサ５３は、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨとビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨとをフィードバック制御する。Ｓ１８０の処理はＳ１２０の処理と同様であり、その詳細については図８を参照しながら後述する。
　Ｓ１９０において、レーザ加工プロセッサ５３は、Ｓ１００で定められた照射パルス数ｎのパルスレーザ光Ｏｕｔを現在の加工エリアに照射したら、現在の加工エリアへのパルスレーザ光Ｏｕｔの照射を終了させる。
　Ｓ２００において、レーザ加工プロセッサ５３は、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨとビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨとがＯＫであるか否かを判定する。
　ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨとビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨとがＯＫである場合（Ｓ２００：ＹＥＳ）、レーザ加工プロセッサ５３は、Ｓ２１０に処理を進める。ＯＫではない場合（Ｓ２００：ＮＯ）、レーザ加工プロセッサ５３は、Ｓ１１０に処理を戻す。
　Ｓ２１０において、レーザ加工プロセッサ５３は、被加工物ＳＵＢの全加工エリアへの照射が終了したか否かを判定する。全加工エリアへの照射が終了した場合（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、レーザ加工プロセッサ５３は、本フローチャートの処理を終了する。未加工エリアが残っている場合（Ｓ２１０：ＮＯ）、レーザ加工プロセッサ５３は、Ｓ２２０に処理を進める。
　Ｓ２２０において、レーザ加工プロセッサ５３は、次の加工エリアがパルスレーザ光Ｏｕｔで加工されるように、被加工物ＳＵＢの位置をＸ方向及びＹ方向に制御する。Ｓ２２０の後、レーザ加工プロセッサ５３は、Ｓ１６０に処理を戻す。
　　２．２．２　制御パラメータの計算
　図７は、制御パラメータを計算する処理の詳細を示すフローチャートである。図７に示される処理は、図６に示されるＳ１００のサブルーチンに相当する。
　Ｓ１０１において、レーザ加工プロセッサ５３は、被加工物ＳＵＢにおける目標スポット径Ｄｔをメモリ５３ａから読み込む。目標スポット径Ｄｔは、Ｖ方向のスポット径及びＨ方向のスポット径の目標値である。ここではＶ方向とＨ方向とで同じ目標スポット径Ｄｔが用いられる場合について説明するが、異なる目標スポット径が用いられてもよい。
　Ｓ１０２において、レーザ加工プロセッサ５３は、目標フルーエンスＦｔをメモリ５３ａから読み込む。フルーエンスとは、被加工物ＳＵＢの表面におけるパルスレーザ光Ｏｕｔのエネルギー密度である。
　Ｓ１０３において、レーザ加工プロセッサ５３は、１つの加工エリア内の照射パルス数ｎ及び繰り返し周波数Ｒｆをメモリ５３ａから読み込む。Ｓ１０１～Ｓ１０３において、各種データをメモリ５３ａから読み込むものとしたが、図示しないコンピューター装置から受信したデータを読み込んでもよいし、オペレータが入力したデータを読み込んでもよい。
　Ｓ１０４において、レーザ加工プロセッサ５３は、目標ダイバージェンスＢＤｔを次の式により計算する。
　　　ＢＤｔ＝Ｄｔ／ｆ６７
目標ダイバージェンスＢＤｔはビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨの目標値である。ここではＶ方向とＨ方向とで同じ目標値を設定する場合について説明するが、異なる目標値が設定されてもよい。但し、ダイバージェンス調節器５４に入射するパルスレーザ光ＯｕｔのＶ方向及びＨ方向のビームダイバージェンスの差よりも、ダイバージェンス調節器５４を通過したパルスレーザ光ＯｕｔのＶ方向及びＨ方向のビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨの目標値の差が小さいことが望ましい。ダイバージェンス調節器５４に入射するパルスレーザ光ＯｕｔのＶ方向及びＨ方向のビームダイバージェンスは、本開示における第３及び第４のビームダイバージェンスに相当する。
　Ｓ１０５において、レーザ加工プロセッサ５３は、目標パルスエネルギーＥｔを次の式により計算する。
　　　Ｅｔ＝Ｆｔ・Ｐ・Ｓ／Ｔ
ここで、Ｐは１つの加工エリア内の加工点の個数である。Ｓは集光光学系６７の焦点位置における１つの加工点のビーム断面の面積であり、目標スポット径Ｄｔを用いて以下の式で与えられる。
　　　Ｓ＝π（Ｄｔ／２）２
Ｔはレーザ加工装置５ａにおける光学系の透過率であり、次の式で与えられる。
　　　Ｔ＝Ｔａ・Ｔｏ
ここで、Ｔａはアッテネータ５２の透過率であり、Ｔｏはアッテネータ５２以外の光学素子の透過率である。
　Ｓ１０５の後、レーザ加工プロセッサ５３は、本フローチャートの処理を終了し、図６に示される処理に戻る。
　　２．２．３　ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨとビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨとのフィードバック制御
　図８は、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨとビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨとをフィードバック制御する処理の詳細を示すフローチャートである。図８に示される処理は、図６に示されるＳ１２０及びＳ１８０のサブルーチンに相当する。
　Ｓ１２１において、レーザ加工プロセッサ５３は、Ｖ方向及びＨ方向のビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨと、Ｖ方向及びＨ方向のビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨとを計測器５５により計測する。
　Ｓ１２２において、レーザ加工プロセッサ５３は、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨ、及びビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨと、それらの目標値との差ΔＢＤＶ、ΔＢＤＨ、ΔＢＰＶ、及びΔＢＰＨを以下の式により計算する。
　　　ΔＢＤＶ＝ＢＤＶ－ＢＤｔ
　　　ΔＢＤＨ＝ＢＤＨ－ＢＤｔ
　　　ΔＢＰＶ＝ＢＰＶ－ＢＰＶｔ
　　　ΔＢＰＨ＝ＢＰＨ－ＢＰＨｔ
ＢＰＶｔ及びＢＰＨｔは、それぞれビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨの目標値である。
　Ｓ１２３において、レーザ加工プロセッサ５３は、差ΔＢＤＶ、ΔＢＤＨ、ΔＢＰＶ、及びΔＢＰＨがそれぞれの閾値以下であるか否かを判定する。差ΔＢＤＶ、ΔＢＤＨ、ΔＢＰＶ、及びΔＢＰＨのすべてがそれぞれの閾値以下である場合（Ｓ１２３：ＹＥＳ）、レーザ加工プロセッサ５３は、Ｓ１２４に処理を進める。差ΔＢＤＶ、ΔＢＤＨ、ΔＢＰＶ、及びΔＢＰＨのいずれかがその閾値を超えている場合（Ｓ１２３：ＮＯ）、レーザ加工プロセッサ５３は、Ｓ１２５に処理を進める。
　Ｓ１２４において、レーザ加工プロセッサ５３は、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨとビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨとがＯＫであることを示すフラグをメモリ５３ａに記憶する。
　Ｓ１２５において、レーザ加工プロセッサ５３は、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨとビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨとのいずれかがＮＧであることを示すフラグをメモリ５３ａに記憶する。
　図６に示されるＳ１３０及びＳ２００においては、これらのフラグが読み出されて判定が行われる。
　Ｓ１２４又はＳ１２５の後、Ｓ１２６において、レーザ加工プロセッサ５３は、差ΔＢＤＶ、ΔＢＤＨ、ΔＢＰＶ、及びΔＢＰＨが０に近づくように、ダイバージェンス調節器５４及びビームステアリング装置を制御する。
　Ｓ１２６の後、レーザ加工プロセッサ５３は、本フローチャートの処理を終了し、図６に示される処理に戻る。
　２．３　作用
　（１）第１の実施形態によれば、レーザ加工システムは、レーザ装置１から出力されたパルスレーザ光ＯｕｔのＶ方向のビームダイバージェンスＢＤＶと、Ｈ方向のビームダイバージェンスＢＤＨと、を調節するダイバージェンス調節器５４を含む。ダイバージェンス調節器５４を通過したパルスレーザ光ＯｕｔのビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨは計測器５５によって計測される。レーザ加工プロセッサ５３は、計測器５５による計測結果に基づいて、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨがそれぞれの目標値に近づくようにダイバージェンス調節器５４を制御する。計測器５５を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔは回折光学素子６３によって分岐される。これによれば、回折光学素子６３によって分岐されて被加工物ＳＵＢに入射する分岐光の断面形状を所望の形状に近づけることができる。
　また、レーザ装置１に含まれる光学素子の温度が変化したり放電電極１１ａ及び１１ｂが消耗したりして、レーザ装置１から出力されるパルスレーザ光Ｏｕｔのビームダイバージェンスが変化した場合でも、回折光学素子６３に入射するパルスレーザ光ＯｕｔのビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨはダイバージェンス調節器５４によって安定化される。これにより、被加工物ＳＵＢに照射される分岐光の断面形状が安定化し、被加工物ＳＵＢに加工される穴の形状が安定化する。
　（２）第１の実施形態によれば、ダイバージェンス調節器５４に入射するパルスレーザ光ＯｕｔのＶ方向及びＨ方向のビームダイバージェンスの差よりも、ダイバージェンス調節器５４を通過したパルスレーザ光ＯｕｔのＶ方向及びＨ方向のビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨの目標値の差が小さい。これによれば、被加工物ＳＵＢに照射される分岐光の断面形状における長辺と短辺の寸法差が小さくなる。
　図９は、第１の実施形態において被加工物ＳＵＢに入射するパルスレーザ光Ｏｕｔの分岐光Ｏｕｔ２の断面を示す。Ｖ方向とＨ方向とで同じ目標スポット径Ｄｔが設定された場合、被加工物ＳＵＢに照射される分岐光Ｏｕｔ２の断面形状が円形に近くなる。これにより、被加工物ＳＵＢに加工される穴の形状が円形に近くなる可能性がある。
　（３）第１の実施形態によれば、レーザ加工システムは、パルスレーザ光Ｏｕｔの進行方向を調節するビームステアリング装置をさらに含む。ビームステアリング装置はアクチュエータ５１ｄ及び高反射ミラー５１ｃで構成され、レーザ装置１と回折光学素子６３との間のパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に配置される。ビームステアリング装置を通過したパルスレーザ光ＯｕｔのビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨが計測器５５によって計測される。レーザ加工プロセッサ５３は、計測器５５による計測結果に基づいて、ビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨが目標値に近づくようにビームステアリング装置を制御する。これによれば、分岐光Ｏｕｔ２を被加工物ＳＵＢの所望の位置に照射し得る。また、レーザ装置１に含まれる光学素子の温度が変化したり放電電極１１ａ及び１１ｂが消耗したりして、レーザ装置１から出力されるパルスレーザ光Ｏｕｔのビームポインティングが変化した場合でも、回折光学素子６３に入射するパルスレーザ光ＯｕｔのビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨはビームステアリング装置によって安定化される。これにより、被加工物ＳＵＢに照射される分岐光Ｏｕｔ２の位置が安定化し、被加工物ＳＵＢに加工される穴の位置が安定化する。
　（４）第１の実施形態によれば、レーザ加工システムは、パルスレーザ光Ｏｕｔの通過と遮断とを切り替え可能に構成されたシャッター５９をさらに含む。シャッター５９は、計測器５５を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に配置される。レーザ加工プロセッサ５３は、計測器５５によるビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨの計測結果がそれぞれの目標値を含むそれぞれの許容範囲内となるまでパルスレーザ光Ｏｕｔが遮断されるようにシャッター５９を制御する。これによれば、計測結果が許容範囲内となった後で被加工物ＳＵＢを加工するので、高い加工精度を得ることができる。
　（５）第１の実施形態によれば、レーザ加工システムは、回折光学素子６３を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に配置された集光光学系６７をさらに含む。被加工物ＳＵＢは、集光光学系６７の焦点面に位置する。これによれば、回折光学素子６３によって分岐された分岐光をそれぞれ集光して微細な加工を行うことができる。
　（６）第１の実施形態によれば、レーザ加工システムに含まれるレーザ装置１は、第１の筐体１００に収容された光共振器を含む。ダイバージェンス調節器５４及び回折光学素子６３は、第２の筐体５００に収容されている。これによれば、レーザ加工装置５ａにおいてビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨを調節するので、レーザ装置１から出力されるパルスレーザ光Ｏｕｔのビームダイバージェンスが変化した場合でも、被加工物ＳＵＢに照射される分岐光の断面形状が安定化し得る。
　他の点については、第１の実施形態は比較例と同様である。
　２．４　レーザ装置１ｂがダイバージェンス調節器２０を含むレーザ加工システム
　　２．４．１　構成
　図１０は、変形例におけるレーザ加工システムの構成を概略的に示す。図１０において、ダイバージェンス調節器２０及び計測器２１がレーザ装置１ｂに含まれ、これらの構成要素は、光共振器とともに第１の筐体１００に収容されている。レーザ加工装置５ｂは、ダイバージェンス調節器５４を含まなくてもよい。
　ダイバージェンス調節器２０の構成は、ダイバージェンス調節器５４の構成と同様であり、図１５～図２６を参照しながら後述する。
　計測器２１は、ビームスプリッタ２２と、凸レンズ２３と、イメージセンサ２４と、を含む。ビームスプリッタ２２は、ダイバージェンス調節器２０を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置する。凸レンズ２３は、ビームスプリッタ２２によって反射されたパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置する。凸レンズ２３は焦点距離ｆ２３を有する。焦点距離ｆ２３は集光光学系６７の焦点距離ｆ６７より大きくてもよい。イメージセンサ２４は、凸レンズ２３を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路であって凸レンズ２３の焦点面に位置する。ここで、凸レンズ２３は、凹レンズ及び凸レンズを組み合わせた焦点距離ｆ２３の組み合わせレンズであってもよい。計測器２１は、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨを計測可能に構成されている。
　　２．４．２　動作
　レーザ制御プロセッサ１３は、計測器２１によって計測されたビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨと、計算によって求められた目標ダイバージェンスＢＤｔと、に基づいてダイバージェンス調節器２０をフィードバック制御する。
　レーザ加工プロセッサ５３は、計測器５５によって計測されたビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨと、計算によって求められたビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨの目標値ＢＰＶｔ及びＢＰＨｔと、に基づいてアクチュエータ５１ｄをフィードバック制御する。
　このように、変形例においては、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨの計測及び制御がレーザ装置１ｂにおいて行われ、ビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨの計測及び制御がレーザ加工装置５ｂにおいて行われる点で、図４～図９を参照しながら説明したものと異なる。他の点については図４～図９を参照しながら説明したものと同様でよい。
　計測器５５ではビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨも計測できるので、計測器５５で計測されるビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨがＯＫであることを確認しながらレーザ加工が行われてもよい。計測器５５で計測されるビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨのいずれかがＮＧである場合に調整発振が行われてもよい。
　さらに別の変形例として、図１０の構成から計測器２１が取り除かれてもよい。計測器５５で計測されるビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨに基づいて、ダイバージェンス調節器２０が制御されてもよい。
　　２．４．３　作用
　（７）変形例によれば、レーザ加工システムに含まれるレーザ装置１ｂは、第１の筐体１００に収容された光共振器及びダイバージェンス調節器２０を含む。回折光学素子６３は、第２の筐体５００に収容されている。これによれば、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨが調節されたパルスレーザ光Ｏｕｔがレーザ装置１ｂから出力されるので、レーザ加工装置５ｂの構成が複雑化することを抑制し得る。
　他の点については、変形例は図４～図９を参照しながら説明したものと同様である。
３．回折光学素子６３による分岐光の光路にマスク６５を配置し、マスク６５の像を被加工物ＳＵＢに転写するレーザ加工システム
　３．１　構成及び動作
　図１１は、第２の実施形態におけるレーザ加工システムの構成を概略的に示す。第２の実施形態において、レーザ加工システムに含まれるレーザ加工装置５ｃは、図４に示される集光光学系６７の代わりに、集光光学系６４を含み、さらに、マスク６５と、投影光学系６８と、を含む。
　集光光学系６４は、回折光学素子６３を透過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路であって第２の筐体５００の内部に配置されており、焦点距離ｆ６４を有する。他の点については、集光光学系６４は図４を参照しながら説明した集光光学系６７と同様である。
　マスク６５は、集光光学系６４を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路であって集光光学系６４の焦点面に位置する。
　図１２は、第２の実施形態におけるマスク６５の平面図である。マスク６５は、多数の円形の開口Ｍ１を有し、開口Ｍ１の各々の直径はＤｍである。開口Ｍ１の各々は真円形であることが望ましい。回折光学素子６３によって分岐されたパルスレーザ光Ｏｕｔの分岐光は、集光光学系６４を通過することにより、マスク６５の位置における分岐光の断面Ｓ６５がそれぞれ開口Ｍ１の位置に重なるように、それぞれ集光される。分岐光の断面Ｓ６５と開口Ｍ１との位置合わせは、ビームステアリング装置によって調節される。分岐光の断面Ｓ６５の各々の直径は、目標スポット径Ｄｔに近づくようにダイバージェンス調節器５４によって調節される。目標スポット径Ｄｔは、以下の式１を満たすように設定される。
　　　Ｄｍ≦Ｄｔ≦Ｋ・Ｄｍ　・・・式１
ここで、Ｋは１．１以上、１．４以下が好ましい。
　図１１を再び参照し、投影光学系６８は、マスク６５を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置し、第１及び第２のレンズ６８ａ及び６８ｂを含む。第２のレンズ６８ｂは第２の筐体５００のウインドウを兼ねている。投影光学系６８は、マスク６５の像を被加工物ＳＵＢに投影する。被加工物ＳＵＢにおける分岐光の各々のビーム径は、マスク６５の開口Ｍ１の各々の直径Ｄｍに投影光学系６８の倍率を乗算したものとなる。
　３．２　作用
　（８）第２の実施形態によれば、レーザ加工システムは、回折光学素子６３を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に配置された集光光学系６４と、集光光学系６４の焦点面に配置され、複数の開口を有するマスク６５と、マスク６５を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に配置された投影光学系６８と、を含む。これによれば、マスク６５の像を投影光学系６８によって被加工物ＳＵＢに投影することができ、被加工物ＳＵＢに照射されるパルスレーザ光Ｏｕｔの分岐光の断面形状を所望の形状に近づけることができる。また、第２の実施形態によれば、マスク６５の開口Ｍ１の形状を真円形とすることによって、被加工物ＳＵＶに照射されるパルスレーザ光Ｏｕｔの分岐光の断面形状を、第１の実施形態よりも真円形に近い形状とすることができる。
　（９）第２の実施形態によれば、集光光学系６４は、回折光学素子６３によって分岐したパルスレーザ光Ｏｕｔの複数の分岐光の断面がそれぞれ複数の開口Ｍ１に重なるように分岐光をそれぞれ集光する。これによれば、回折光学素子６３によって分岐された分岐光の各々を集光光学系６４によってマスク６５の開口Ｍ１の位置に集光するので、マスク６５における光の損失を低減し、光の利用効率を向上することができる。
　また、回折光学素子６３に入射するパルスレーザ光ＯｕｔのビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨを制御することで、回折光学素子６３によって分岐された分岐光の各々が集光光学系６４によってマスク６５に集光されたときのスポット形状を、マスク６５の開口Ｍ１の形状に近づけることができ、光の利用効率を向上することができる。
　また、回折光学素子６３に入射するパルスレーザ光ＯｕｔのビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨを制御することで、マスク６５に入射する分岐光の位置を安定化し、光の利用効率を向上することができる。
　他の点については、第２の実施形態は第１の実施形態と同様である。
４．マスク６１を通過した光を回折光学素子６３に入射させるレーザ加工システム
　４．１　構成及び動作
　図１３は、第３の実施形態におけるレーザ加工システムの構成を概略的に示す。第３の実施形態において、レーザ加工システムに含まれるレーザ加工装置５ｄは、図４に示される構成要素の他に、集光レンズ６０と、マスク６１と、コリメータ光学系６２と、を含む。
　集光レンズ６０は、シャッター５９と回折光学素子６３との間のパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置し、焦点距離ｆ６０を有する。集光レンズ６０は１枚のレンズで構成される場合に限られず、複数のレンズを含んでもよい。
　マスク６１は、集光レンズ６０を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路であって集光レンズ６０の焦点に位置する。
　図１４は、第３の実施形態におけるマスク６１の平面図である。マスク６１は、１つの円形の開口Ｍ２を有し、開口Ｍ２の直径はＤｍである。開口Ｍ２は真円形であることが望ましい。パルスレーザ光Ｏｕｔは、集光レンズ６０によってマスク６１の位置に集光される。マスク６１におけるパルスレーザ光Ｏｕｔの断面Ｓ６１が開口Ｍ２の位置に一致するように、ビームステアリング装置が制御される。断面Ｓ６１の直径が目標スポット径Ｄｔに近づくようにダイバージェンス調節器５４が制御される。目標スポット径Ｄｔは、上述の式１を満たすように設定される。
　図１３を再び参照し、マスク６１の開口にパルスレーザ光Ｏｕｔが集光されると、マスク６１が空気中にある場合にはマスク６１の開口でプラズマが生成されてブレークダウンする可能性がある。そこで、マスク６１は、集光レンズ６０との間及びコリメータ光学系６２との間の各々にウインドウを有する真空チャンバ６１ａの内部に配置されてもよい。
　また、マスク６１が高温になることを抑制するため、マスク６１に図示しない冷媒ジャケットが取り付けられてもよい。また、マスク６１の材料として、タングステン、モリブデン等の高融点金属が用いられてもよい。
　コリメータ光学系６２は、マスク６１を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置する。コリメータ光学系６２は焦点距離ｆ６２を有し、コリメータ光学系６２の前側焦点にマスク６１が位置する。コリメータ光学系６２は、マスク６１の開口Ｍ２を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔを平行光として出射し、回折光学素子６３に入射させる。コリメータ光学系６２と、回折光学素子６３と、集光光学系６７とで、マスク６１の像を被加工物ＳＵＢの複数の位置に投影する。被加工物ＳＵＢにおける分岐光の各々のビーム径は、マスク６１の開口Ｍ２の直径Ｄｍに、コリメータ光学系６２と、回折光学素子６３と、集光光学系６７とで構成される投影光学系の倍率を乗算したものとなる。
　４．２　作用
　（１０）第３の実施形態によれば、レーザ加工システムは、計測器５５を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に配置され、パルスレーザ光Ｏｕｔを集光する集光レンズ６０と、集光レンズ６０を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に配置されたマスク６１と、マスク６１と回折光学素子６３との間のパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に配置されたコリメータ光学系６２と、を含む。これによれば、集光レンズ６０を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔをマスク６１の開口Ｍ２に集光すればよいので、パルスレーザ光Ｏｕｔの集光位置の位置合わせが容易となる。
　（１１）第３の実施形態によれば、マスク６１は、集光レンズ６０の焦点に位置する。これによれば、マスク６１と集光レンズ６０との位置合わせがより容易となる。
　（１２）第３の実施形態によれば、レーザ加工システムは、回折光学素子６３を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に配置された集光光学系６７を含み、コリメータ光学系６２と回折光学素子６３と集光光学系６７とでマスク６１の像を被加工物ＳＵＢの複数の位置に投影する。これによれば、被加工物ＳＵＢにはマスク６１の像が投影されるので、被加工物ＳＵＢに照射されるパルスレーザ光Ｏｕｔの分岐光の断面形状を所望の形状に近づけることができる。また、第３の実施形態によれば、マスク６１の開口Ｍ２の形状を真円形とすることによって、被加工物ＳＵＶに照射されるパルスレーザ光Ｏｕｔの分岐光の断面形状を、第１の実施形態よりも真円形に近い形状とすることができる。
５．ダイバージェンス調節器の詳細
　図１５～図２６を参照しながら、ダイバージェンス調節器の詳細について説明する。以下に説明するダイバージェンス調節器の各々は、図４、図１１、又は図１３を参照しながら説明したダイバージェンス調節器５４、あるいは図１０を参照しながら説明したダイバージェンス調節器２０として用いることができる。
　５．１　ビーム拡がり角を調節するダイバージェンス調節器５４１
　　５．１．１　構成及び動作
　図１５及び図１６は、ダイバージェンス調節器の第１の例を概略的に示す。図１５はダイバージェンス調節器５４１を－Ｖ方向に見た図であり、図１６は－Ｈ方向に見た図である。
　第１の例において、ダイバージェンス調節器５４１は、２組のシリンドリカルレンズを含む。２組のシリンドリカルレンズは、１組の凹レンズ５４１ａ及び凸レンズ５４１ｂと、１組の凹レンズ５４１ｃ及び凸レンズ５４１ｄと、を含む。
　凹レンズ５４１ａ及び５４１ｃはそれぞれホルダ５４１ｅ及び５４１ｇによって固定されている。凸レンズ５４１ｂ及び５４１ｄはそれぞれホルダ５４１ｆ及び５４１ｈによって支持されている。ホルダ５４１ｆ及び５４１ｈは、それぞれ突起部５４１ｎ及び５４１ｏを含み、それぞれリニアステージ５４１ｉ及び５４１ｊによってＬ方向と平行に移動可能となっている。
　リニアステージ５４１ｉは、プランジャー５４１ｋ及びマイクロメータ５４１ｐを含む。プランジャー５４１ｋとマイクロメータ５４１ｐとの間に、ホルダ５４１ｆの突起部５４１ｎが挟まれている。プランジャー５４１ｋは、図示しないバネを内蔵している。マイクロメータ５４１ｐは、レーザ加工プロセッサ５３あるいはレーザ制御プロセッサ１３からの制御信号に応じて、突起部５４１ｎに接する先端部がＬ方向と平行に伸縮するように構成されている。マイクロメータ５４１ｐの先端部の伸縮に応じて、ホルダ５４１ｆの突起部５４１ｎがプランジャー５４１ｋ又はマイクロメータ５４１ｐによって押圧され、ホルダ５４１ｆが凸レンズ５４１ｂとともに矢印Ａ１方向に移動する。
　リニアステージ５４１ｊは、プランジャー５４１ｍ及びマイクロメータ５４１ｑを含む。リニアステージ５４１ｊが凸レンズ５４１ｄを矢印Ａ２方向に移動させるための構成はリニアステージ５４１ｉと同様である。
　凹レンズ５４１ａ及び凸レンズ５４１ｂは、それぞれＨ方向に平行な焦点軸を有する。これらの焦点軸が一致する場合には、凹レンズ５４１ａ及び凸レンズ５４１ｂは、図１６に破線で示されるようにＶ方向のビーム拡がり角を変化させずにパルスレーザ光Ｏｕｔを透過させる。凸レンズ５４１ｂを矢印Ａ１方向に移動させると、図１６に一点鎖線で示されるようにＶ方向のビーム拡がり角を正方向に調節したり、二点鎖線で示されるようにＶ方向のビーム拡がり角を負方向に調節したりすることができる。
　凹レンズ５４１ｃ及び凸レンズ５４１ｄは、それぞれＶ方向に平行な焦点軸を有する。これらの焦点軸が一致する場合には、凹レンズ５４１ｃ及び凸レンズ５４１ｄは、図１５に破線で示されるようにＨ方向のビーム拡がり角を変化させずにパルスレーザ光Ｏｕｔを透過させる。凸レンズ５４１ｄを矢印Ａ２方向に移動させると、図１５に一点鎖線で示されるようにＨ方向のビーム拡がり角を正方向に調節したり、二点鎖線で示されるようにＨ方向のビーム拡がり角を負方向に調節したりすることができる。
　　５．１．２　作用
　（１３）第１の例によれば、ダイバージェンス調節器５４１は、Ｖ方向及びＨ方向のビーム拡がり角を調節するように構成されている。これによれば、Ｖ方向及びＨ方向のビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨを互いに独立に制御することができる。
　図１７は、第１の例においてビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨが調節される原理を示す。図１７は、ダイバージェンス調節器５４１を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔが、計測器５５に含まれる凸レンズ５７を透過して集光される様子を示している。図１７に破線で示されるように、ダイバージェンス調節器５４１を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔが平行光である場合には、凸レンズ５７から焦点距離ｆ５７の位置Ｆが、ビームが最も細いビームウェスト位置となる。一方、図１７に一点鎖線で示されるように、ダイバージェンス調節器５４１を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔが正の拡がり角を有する場合には、凸レンズ５７から焦点距離ｆ５７よりも遠い位置Ｗが、ビームが最も細いビームウェスト位置となる。このようにパルスレーザ光Ｏｕｔの拡がり角を変更することで、ビームウェスト位置をずらす結果、焦点の位置Ｆにおけるビーム幅を変化させ、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨを調節できる。
　第１の例においてビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨを調節する場合、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨの最小値はビームウェスト位置Ｗにおけるビーム幅ＤＷに依存する。ビームウェスト位置Ｗにおけるビーム幅ＤＷは、以下の式２で与えられる。
　　　ＤＷ＝（４／π）λＭ２／ＮＡ＝｛（８／π）（ＦＷ／ＤＬ）｝・λＭ２　・・・式２
ここで、λはパルスレーザ光Ｏｕｔの波長であり、Ｍ２はパルスレーザ光ＯｕｔのＭスクエア値であり、ＮＡは凸レンズ５７の開口数である。また、ＦＷは凸レンズ５７からビームウェスト位置Ｗまでの距離であり、ＤＬは凸レンズ５７に入射するパルスレーザ光Ｏｕｔのビーム断面の全幅で与えられるビーム径である。なお、開口数ＮＡは（１／２）ＤＬ／ＦＷで与えられる。
　式２からわかるように、ビームウェスト位置Ｗにおけるビーム断面の全幅であるビーム幅ＤＷは、パルスレーザ光ＯｕｔのＭスクエア値に比例するとともに、ＦＷ／ＤＬに比例する。
　第１の例においてビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨの調節範囲を広くとるためには、例えば、パルスレーザ光ＯｕｔのＭスクエア値を小さくすることで、ビームウェスト位置Ｗにおけるビーム幅ＤＷを小さくすることが有効である。パルスレーザ光Ｏｕｔの拡がり角を調節し、ビームウェスト位置Ｗを焦点の位置Ｆに近づけることで、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨを最小化することができる。
　５．２　ビーム幅を調節するダイバージェンス調節器５４２
　　５．２．１　構成及び動作
　図１８及び図１９は、ダイバージェンス調節器の第２の例を概略的に示す。図１８はダイバージェンス調節器５４２を－Ｖ方向に見た図であり、図１９は－Ｈ方向に見た図である。
　第２の例において、ダイバージェンス調節器５４２は、２つのビームエキスパンダを含む。例えば、２つのビームエキスパンダのうちの一方は１組の相似形のプリズム５４２ａ及び５４２ｂで構成され、他方は１組の相似形のプリズム５４２ｃ及び５４２ｄで構成される。
　一方のビームエキスパンダを構成するプリズム５４２ａ及び５４２ｂの各々は、Ｖ方向に平行な１つの側面からパルスレーザ光Ｏｕｔが入射し、Ｖ方向に平行な他の１つの側面からパルスレーザ光Ｏｕｔが出射するように配置されており、プリズム５４２ａ及び５４２ｂは、それぞれ回転ステージ５４２ｅ及び５４２ｆによってＶ方向に平行な軸周りに回転可能に構成されている。図１８に示されるように、プリズム５４２ａ及び５４２ｂに対するパルスレーザ光Ｏｕｔの入射角が等しくなるように、互いに逆方向に回転させることで、ビームエキスパンダを通過するパルスレーザ光ＯｕｔのＨ方向のビーム幅を調節することができる。
　他方のビームエキスパンダを構成するプリズム５４２ｃ及び５４２ｄの各々は、Ｈ方向に平行な１つの側面からパルスレーザ光Ｏｕｔが入射し、Ｈ方向に平行な他の１つの側面からパルスレーザ光Ｏｕｔが出射するように配置されており、プリズム５４２ｃ及び５４２ｄは、それぞれ回転ステージ５４２ｇ及び５４２ｈによってＨ方向に平行な軸周りに回転可能に構成されている。図１９に示されるように、プリズム５４２ｃ及び５４２ｄに対するパルスレーザ光Ｏｕｔの入射角が等しくなるように、互いに逆方向に回転させることで、ビームエキスパンダを通過するパルスレーザ光ＯｕｔのＶ方向のビーム幅を調節することができる。
　２つのビームエキスパンダの各々は、２つのプリズムで構成される場合に限られず、ズームレンズによって構成されてもよい。ズームレンズは、３枚以上のシリンドリカルレンズの組み合わせによって構成されてもよい。１つのズームレンズがＶ方向のビーム幅を調節し、他の１つのズームレンズがＨ方向のビーム幅を調節してもよい。
　　５．２．２　作用
　（１４）第２の例によれば、ダイバージェンス調節器５４２は、Ｖ方向及びＨ方向のビーム幅を調節するように構成されている。この例においても、Ｖ方向及びＨ方向のビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨを互いに独立に制御することができる。
　図２０は、第２の例においてビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨが調節される原理を示す。図２０は、ダイバージェンス調節器５４２を通過したパルスレーザ光Ｏｕｔが、計測器５５に含まれる凸レンズ５７を透過して集光される様子を示している。図２０に示されるように、ダイバージェンス調節器５４２がパルスレーザ光Ｏｕｔの拡がり角を変えずにビーム幅を変化させると、ビームウェスト位置は変化せず、Ｍスクエア値も変化しないが、凸レンズ５７に入射するパルスレーザ光Ｏｕｔのビーム径ＤＬが変化するので、式２に示されるＦＷ／ＤＬが変化する。これにより、ビームウェスト位置Ｗにおけるビーム幅ＤＷを変化させ、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨを調節できる。なお、図２０ではビームウェスト位置Ｗが凸レンズ５７の焦点の位置Ｆと一致する場合を示しているが、ビームウェスト位置Ｗ以外であっても、凸レンズ５７に入射するパルスレーザ光Ｏｕｔのビーム径ＤＬを変えることで位置Ｆにおけるビーム幅を変えることができる。
　５．３　一旦集光するとともにスリットで微調整するダイバージェンス調節器５４３
　　５．３．１　構成及び動作
　図２１及び図２２は、ダイバージェンス調節器の第３の例を概略的に示す。図２１はダイバージェンス調節器５４３を－Ｖ方向に見た図であり、図２２は－Ｈ方向に見た図である。
　第３の例において、ダイバージェンス調節器５４３は、可変スリット５４３ａと、第１及び第２のシリンドリカル凸レンズ５４３ｄ及び５４３ｂと、コリメータレンズ５４３ｅと、を含む。これらの光学素子の位置関係は互いに固定されていてもよい。
　可変スリット５４３ａのＶ方向の開口幅はアクチュエータ５４３ｆによって調節され、Ｈ方向の開口幅はアクチュエータ５４３ｇによって調節されるように構成されている。可変スリット５４３ａは、ダイバージェンス調節器５４３に入射したパルスレーザ光ＯｕｔのうちのＶ方向及びＨ方向それぞれの開口幅に相当する部分を通過させ、これらの開口幅を超える部分を遮断することにより、Ｖ方向及びＨ方向それぞれのビーム幅を調節可能となっている。可変スリット５４３ａは、Ｖ方向及びＨ方向のいずれかのビーム幅を調節可能となっていてもよい。
　第１及び第２のシリンドリカル凸レンズ５４３ｄ及び５４３ｂは、可変スリット５４３ａを通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に配置されている。第１のシリンドリカル凸レンズ５４３ｄの後側焦点軸はＨ方向に平行であり、且つコリメータレンズ５４３ｅの前側焦点の位置Ｆに位置する。第２のシリンドリカル凸レンズ５４３ｂの後側焦点軸はＶ方向に平行であり、且つコリメータレンズ５４３ｅの前側焦点の位置Ｆに位置する。これにより、第１及び第２のシリンドリカル凸レンズ５４３ｄ及び５４３ｂは、パルスレーザ光ＯｕｔをＶ方向及びＨ方向においてそれぞれ集光する。
　エキシマレーザ装置においては、Ｈ方向のＭスクエア値よりもＶ方向のＭスクエア値が大きいため、第２のシリンドリカル凸レンズ５４３ｂの焦点距離ｆ５４３ｂよりも、第１のシリンドリカル凸レンズ５４３ｄの焦点距離ｆ５４３ｄを小さくすることで、位置ＦにおけるＶ方向のビーム径とＨ方向のビーム径とを近づけることができる。
　コリメータレンズ５４３ｅは、第１及び第２のシリンドリカル凸レンズ５４３ｄ及び５４３ｂを通過したパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に位置する。コリメータレンズ５４３ｅは焦点距離ｆ５４３ｅを有する。コリメータレンズ５４３ｅは、球面凸レンズで構成されてもよいし、Ｖ方向の焦点軸とＨ方向の焦点軸とを有する両面シリンドリカル凸レンズで構成されてもよい。また、１枚のレンズで構成される場合に限られず、複数のレンズを含んでもよい。これにより、コリメータレンズ５４３ｅは、第１及び第２のシリンドリカル凸レンズ５４３ｄ及び５４３ｂによって集光されたパルスレーザ光Ｏｕｔをコリメートする。
　　５．３．２　作用
　（１５）第３の例によれば、ダイバージェンス調節器５４３は、パルスレーザ光ＯｕｔをＶ方向及びＨ方向においてそれぞれ集光する第１及び第２のシリンドリカル凸レンズ５４３ｄ及び５４３ｂと、第１及び第２のシリンドリカル凸レンズ５４３ｄ及び５４３ｂによって集光されたパルスレーザ光Ｏｕｔをコリメートするコリメータレンズ５４３ｅと、を含む。これによれば、被加工物ＳＵＢにおけるビーム断面は、コリメータレンズ５４３ｅの前側焦点の位置Ｆにおけるビーム断面の転写像となる。このため、第１及び第２のシリンドリカル凸レンズ５４３ｄ及び５４３ｂを用いて位置Ｆにおけるビーム断面を真円形に近づけることで、被加工物ＳＵＢにおけるビーム断面を真円形に近づけることができる。
　ダイバージェンス調節器５４３に入射するパルスレーザ光ＯｕｔのＶ方向及びＨ方向のＭスクエア値が予めわかっている場合には、焦点の位置ＦにおけるＶ方向のビーム径とＨ方向のビーム径が同じになるように、第１及び第２のシリンドリカル凸レンズ５４３ｄ及び５４３ｂの焦点距離ｆ５４３ｄ及びｆ５４３ｂを決定することが望ましい。具体的には以下のように計算される。
　図２１及び図２２に示される構成において、ビームウェスト位置Ｗが焦点の位置Ｆに一致すると仮定する。式２において、ビームウェスト位置Ｗにおけるビーム幅ＤＷを目標スポット径Ｄｔに置き換え、ビームウェスト位置Ｗまでの距離ＦＷをシリンドリカル凸レンズの焦点距離ｆｔに置き換えると、シリンドリカル凸レンズの焦点距離ｆｔは次の式で求められる。
　　　ｆｔ＝π・Ｄｔ・ＤＬ／（λＭ２）
　より詳しくは、ダイバージェンス調節器５４３に入射するパルスレーザ光ＯｕｔのＶ方向のビーム径をＤＬＶとし、Ｖ方向のＭスクエア値をＭ２ Ｖとすると、第１のシリンドリカル凸レンズ５４３ｄの焦点距離ｆｔＶは以下の式３で求められる。
　　　ｆｔＶ＝π・Ｄｔ・ＤＬＶ／（λＭ２ Ｖ）　・・・式３
　ダイバージェンス調節器５４３に入射するパルスレーザ光ＯｕｔのＨ方向のビーム径をＤＬＨとし、Ｈ方向のＭスクエア値をＭ２ Ｈとすると、第２のシリンドリカル凸レンズ５４３ｂの焦点距離ｆｔＨは以下の式４で求められる。
　　　ｆｔＨ＝π・Ｄｔ・ＤＬＨ／（λＭ２ Ｈ）　・・・式４
　（１６）第３の例によれば、ダイバージェンス調節器５４３は、第１及び第２のシリンドリカル凸レンズ５４３ｄ及び５４３ｂに入射するパルスレーザ光Ｏｕｔの一部を遮断することでＶ方向及びＨ方向のいずれかの方向のビーム幅を調節する可変スリット５４３ａを含む。これにより、被加工物ＳＵＢにおけるビーム断面の形状を微調整することができる。
　５．４　一旦集光するとともにレンズ位置で微調整するダイバージェンス調節器５４４
　　５．４．１　構成及び動作
　図２３及び図２４は、ダイバージェンス調節器の第４の例を概略的に示す。図２３はダイバージェンス調節器５４４を－Ｖ方向に見た図であり、図２４は－Ｈ方向に見た図である。
　第４の例において、ダイバージェンス調節器５４４は、可変スリット５４３ａを含んでいない点と、第１及び第２のシリンドリカル凸レンズ５４４ｄ及び５４４ｂがそれぞれリニアステージ５４４ｊ及び５４４ｉによってＬ方向と平行に移動可能となっている点で、第３の例と異なる。他の点については、第３の例における第１及び第２のシリンドリカル凸レンズ５４３ｄ及び５４３ｂ、及びコリメータレンズ５４３ｅに関する説明が、第４の例における第１及び第２のシリンドリカル凸レンズ５４４ｄ及び５４４ｂ、及びコリメータレンズ５４４ｅの説明にも当てはまる。
　第１及び第２のシリンドリカル凸レンズ５４４ｄ及び５４４ｂをリニアステージ５４４ｊ及び５４４ｉによって移動させる構成は、第１の例においてシリンドリカル凸レンズ５４１ｄ及び５４１ｂをそれぞれ移動させる構成と同様である。リニアステージ５４４ｊ及び５４４ｉはそれぞれ本開示における第１及び第２のリニアステージに相当する。
　　５．４．２　作用
　（１７）第４の例によれば、ダイバージェンス調節器５４４は、第１及び第２のシリンドリカル凸レンズ５４４ｄ及び５４４ｂをパルスレーザ光Ｏｕｔの進行方向に沿ってそれぞれ移動させるリニアステージ５４４ｊ及び５４４ｉを含む。これによれば、ダイバージェンス調節器５４４の内部におけるビームウェスト位置を変更し、焦点の位置Ｆでのビーム断面を変更することにより、被加工物ＳＵＢにおけるビーム断面の形状を微調整することができる。
　第４の例において、第３の例と同様の可変スリット５４３ａをさらに備えて、可変スリット５４３ａによる微調整が加えられてもよい。
　５．５　Ｈ方向にミスアライメントした光学パルスストレッチャーを含むダイバージェンス調節器５４５
　　５．５．１　構成及び動作
　図２５は、ダイバージェンス調節器の第５の例を概略的に示す。第５の例において、ダイバージェンス調節器５４５は、パルスレーザ光Ｏｕｔの光路を分岐させる光学パルスストレッチャーにより構成されている。光学パルスストレッチャーは、ビームスプリッタ５４５ａと、凹面ミラー５４５ｂ～５４５ｅと、アクチュエータ５４５ｆと、を含む。
　ビームスプリッタ５４５ａは、ビームＢ１１としてダイバージェンス調節器５４５に入射するパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に配置されている。ビームスプリッタ５４５ａの反射率は例えば６０％である。
　凹面ミラー５４５ｂ、５４５ｃ、５４５ｄ、及び５４５ｅは球面ミラーであり、ビームスプリッタ５４５ａによって反射されたビームＢ２１の光路にこの順で配置されている。凹面ミラー５４５ｂ～５４５ｅはループ状の遅延光路を構成している。
　アクチュエータ５４５ｆは、凹面ミラー５４５ｅの姿勢を変更可能に構成されている。
　ビームスプリッタ５４５ａは、ビームＢ１１の一部をビームＢ１２として透過させ、他の一部をビームＢ２１として反射する。凹面ミラー５４５ｂ～５４５ｅは、ビームＢ２１を順次反射してビームスプリッタ５４５ａに入射させる。
　ビームスプリッタ５４５ａは、ビームＢ２１の一部をビームＢ２２として反射し、他の一部をビームＢ３１として透過させる。凹面ミラー５４５ｂ～５４５ｅは、ビームＢ３１を順次反射してビームスプリッタ５４５ａに入射させる。
　ビームスプリッタ５４５ａは、ビームＢ３１の一部をビームＢ３２として反射する。
　このようにして、ビームＢ１２、Ｂ２２、及びＢ３２がダイバージェンス調節器５４５から出力される。このとき、ビームＢ１２、Ｂ２２、及びＢ３２が互いにＨ方向にずれたビームとして分岐するように、凹面ミラー５４５ｂ～５４５ｅが意図的にミスアライメントして配置される。
　アクチュエータ５４５ｆは、凹面ミラー５４５ｅの姿勢を変更することにより、ビームＢ１２、Ｂ２２、及びＢ３２のＨ方向のずれ量を微調整する。
　このようにして、ダイバージェンス調節器５４５は、ビームＢ１２、Ｂ２２、及びＢ３２を含むパルスレーザ光ＯｕｔのＨ方向のビームダイバージェンスＢＤＨを調節する。
　ビームＢ１２、Ｂ２２、及びＢ３２が互いに干渉しないように、凹面ミラー５４５ｂ～５４５ｅで構成される遅延光路の光路長は、パルスレーザ光Ｏｕｔの時間的コヒーレント長よりも長く設定されることが望ましい。
　また、凹面ミラー５４５ｂ～５４５ｅは、ビームスプリッタ５４５ａにおけるビームＢ１１の像が、ビームＢ２１として凹面ミラー５４５ｃ及び５４５ｄの間で倒立像として一旦結像し、ビームスプリッタ５４５ａに入射するときに再度結像することで正立像となるように配置されることが望ましい。ここで、凹面ミラー５４５ｂ～５４５ｅの焦点距離がすべて同じｆ５４５である場合、遅延光路の光路長はｆ５４５の８倍となる。
　　５．５．２　作用
　（１８）第５の例によれば、ダイバージェンス調節器５４５は、Ｈ方向にパルスレーザ光Ｏｕｔの光路を分岐させるように構成された光学パルスストレッチャーを含む。これによれば、ビームダイバージェンスＢＤＨを調節できるだけでなく、パルス時間幅を伸長することも同時にできる。
　５．６　Ｖ方向にミスアライメントした光学パルスストレッチャーを含むダイバージェンス調節器５４６
　図２６は、ダイバージェンス調節器の第６の例を概略的に示す。第６の例において、ダイバージェンス調節器５４６に含まれるビームスプリッタ５４６ａ、凹面ミラー５４６ｂ～５４６ｅ、及びアクチュエータ５４６ｆは、第５の例におけるビームスプリッタ５４５ａ、凹面ミラー５４５ｂ～５４５ｅ、及びアクチュエータ５４５ｆと同様の構成を有する。
　第６の例が第５の例と違う点は以下の通りである。
　凹面ミラー５４６ｂ～５４６ｅは、ダイバージェンス調節器５４６から出力されるビームＢ１２、Ｂ２２、及びＢ３２が互いにＶ方向にずれたビームとして分岐するように、意図的にミスアライメントして配置される。
　アクチュエータ５４６ｆは、凹面ミラー５４６ｅの姿勢を変更することにより、ビームＢ１２、Ｂ２２、及びＢ３２のＶ方向のずれ量を微調整する。
　このようにして、ダイバージェンス調節器５４６は、ビームＢ１２、Ｂ２２、及びＢ３２を含むパルスレーザ光ＯｕｔのＶ方向のビームダイバージェンスＢＤＶを調節する。
　他の点については、第６の例は第５の例と同様である。
　第５の例におけるダイバージェンス調節器５４５と第６の例におけるダイバージェンス調節器５４６とをパルスレーザ光Ｏｕｔの光路に配置することで、Ｈ方向とＶ方向との両方のビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨを調節できる。
６．改善されたレーザ装置
　図２７～図３０を参照しながら、改善されたレーザ装置について説明する。ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨの調節範囲を広くとるためには、レーザ装置１の代わりに、以下に説明する改善されたレーザ装置のいずれかを使用するのが望ましい。
　６．１　光共振器を姿勢制御可能なレーザ装置１ｅ
　図２７は、改善されたレーザ装置の第１の例を概略的に示す。図２７に示されるレーザ装置１ｅは、図１、図４、図１１、及び図１３に示されるレーザ装置１の構成に加えて、計測器２１を含む。さらに、レーザ装置１ｅは、リアミラー１４の代わりに、アクチュエータ１４ｇを備えたリアミラー１４ｅを含む。リアミラー１４ｅ及び出力結合ミラー１５が光共振器を構成する。
　計測器２１の構成は、図１０を参照しながら説明したものと同様である。
　アクチュエータ１４ｇは、リアミラー１４ｅの姿勢をＶ方向及びＨ方向の各々に平行な軸周りに変更可能に構成されている。
　レーザ制御プロセッサ１３は、計測器２１によって計測されるビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨが小さくなるようにアクチュエータ１４ｇをフィードバック制御する。これにより、レーザ装置１ｅの構成要素の温度が変化した場合でも、リアミラー１４ｅ及び出力結合ミラー１５のアライメントずれによってビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨが大きくなることを抑制し得る。このようなレーザ装置１ｅを用いることにより、ダイバージェンス調節器５４によるビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨの調節範囲を広くとることができる。
　図２７においては、リアミラー１４ｅをＶ方向及びＨ方向の各々に平行な軸周りに回転可能にした場合について説明したが、リアミラー１４ｅの代わりに出力結合ミラー１５をＶ方向及びＨ方向の各々に平行な軸周りに回転可能にしてもよい。
　また、リアミラー１４ｅ及び出力結合ミラー１５の各々をＶ方向及びＨ方向に平行な軸周りに回転可能にしてもよい。これによれば、ビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨだけでなくビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨも調節することができる。計測器２１はビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨ及びビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨの両方を計測可能とし、レーザ制御プロセッサ１３は、計測器２１によって計測されるビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨ及びビームポインティングＢＰＶ及びＢＰＨが所望の値となるようにリアミラー１４ｅ及び出力結合ミラー１５の姿勢をフィードバック制御してもよい。
　他の点については、レーザ装置１ｅはレーザ装置１と同様でよい。また、レーザ装置１ｅにおいて、レーザ装置１ｂと同様にダイバージェンス調節器２０を備えてもよい。
　６．２　不安定共振器を含むレーザ装置１ｆ
　図２８は、改善されたレーザ装置の第２の例を概略的に示す。図２８に示されるレーザ装置１ｆは、リアミラー１４及び出力結合ミラー１５の代わりに、不安定共振器を構成する凹面ミラー１４ｆ及び凸面ミラー１５ｆを含む点で、図１、図４、図１１、及び図１３に示されるレーザ装置１と異なる。
　凹面ミラー１４ｆ及び凸面ミラー１５ｆは、それぞれ球面ミラーであって、焦点の位置が一致するように配置される。これらのミラーの拡大率は、例えば５倍以上、１０倍以下である。凸面ミラー１５ｆは、ウインドウ１０ｂから出射した光の光路の一部を塞ぐように位置している。
　レーザチャンバ１０のウインドウ１０ｂから出射した光の一部は凸面ミラー１５ｆによって反射され、次第に拡がりながら放電電極１１ａ及び１１ｂの間の放電空間を通り、凹面ミラー１４ｆに入射する。
　凹面ミラー１４ｆによって反射された光は平行光として放電電極１１ａ及び１１ｂの間の放電空間を通り、その一部は凸面ミラー１５ｆに入射して再度凹面ミラー１４ｆに向かって反射されるが、他の一部は凸面ミラー１５ｆに入射せずにパルスレーザ光Ｏｕｔとして出力される。
　第２の例によれば、出力されるパルスレーザ光Ｏｕｔの空間横モード数が小さくなり、シングル横モードに近いパルスレーザ光Ｏｕｔが生成され得る。これによりＶ方向及びＨ方向のビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨを小さくすることが可能となる。このようなレーザ装置１ｆを用いることにより、ダイバージェンス調節器５４によるビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨの調節範囲を広くとることができる。また、レーザ装置１を用いた場合と比べて小さい穴の加工ができる。
　凹面ミラー１４ｆ及び凸面ミラー１５ｆは、それぞれＨ方向と平行な焦点軸を有するシリンドリカルミラーであってもよい。凹面ミラー１４ｆ及び凸面ミラー１５ｆの焦点軸は一致していることが望ましい。この場合、凹面ミラー１４ｆ及び凸面ミラー１５ｆは、Ｖ方向には不安定共振器であり、Ｈ方向には安定共振器となる。これにより、Ｖ方向の空間横モード数は小さくなり、Ｈ方向の空間横モード数と同程度とすることができ、Ｖ方向のビームダイバージェンスＢＤＶを小さくすることが可能となる。従って、ダイバージェンス調節器５４によるＶ方向のビームダイバージェンスＢＤＶの調節範囲を広くとることができる。また、レーザ装置１を用いた場合と比べて小さい穴の加工ができる。また、球面ミラーを用いた場合と比べて共振器ロスを減らし、高いエネルギーを有するパルスレーザ光Ｏｕｔを出力することができる。
　第２の例において、第１の例と同様に、凹面ミラー１４ｆ及び凸面ミラー１５ｆの一方又は両方の姿勢を制御してもよい。
　他の点については、レーザ装置１ｆはレーザ装置１と同様でよい。また、レーザ装置１ｆにおいて、レーザ装置１ｂと同様にダイバージェンス調節器２０を備えてもよい。
　６．３　増幅器ＰＡを含むレーザ装置１ｇ
　図２９は、改善されたレーザ装置の第３の例を概略的に示す。図２９に示されるレーザ装置１ｇは、出力結合ミラー１５とモニタモジュール１６との間に増幅器ＰＡを含む点で、図１、図４、図１１、及び図１３に示されるレーザ装置１と異なる。
　レーザチャンバ１０、電源装置１２、リアミラー１４、及び出力結合ミラー１５は、マスターオシレータＭＯを構成する。増幅器ＰＡは、レーザチャンバ３０及び電源装置３２を含む。レーザチャンバ３０及び電源装置３２の構成は、レーザチャンバ１０及び電源装置１２と同様でよい。増幅器ＰＡは光共振器を含まなくてもよい。
　増幅器ＰＡは、マスターオシレータＭＯから出力されたパルスレーザ光を増幅するように構成されている。マスターオシレータＭＯから出力されたパルスレーザ光が増幅器ＰＡに入射するタイミングと、電源装置３２が高電圧を発生させることでレーザチャンバ３０の内部に放電が発生するタイミングとが同期するように、電源装置１２及び３２にそれぞれ与えられるトリガ信号の時間差が設定される。レーザ制御プロセッサ１３は、モニタモジュール１６によって計測されたパルスエネルギーのデータに基づいて、電源装置１２及び３２にそれぞれ設定される設定電圧をフィードバック制御する。
　第３の例によれば、レーザ加工に十分な高いパルスエネルギーを有するパルスレーザ光Ｏｕｔをレーザ装置１ｇから出力することができる。
　第３の例において、マスターオシレータＭＯに含まれる光共振器として第２の例と同様の不安定共振器が用いられてもよい。
　第３の例において、第１の例と同様に、リアミラー１４及び出力結合ミラー１５の一方又は両方の姿勢を制御してもよい。
　他の点については、レーザ装置１ｇはレーザ装置１と同様でよい。また、レーザ装置１ｇにおいて、レーザ装置１ｂと同様にダイバージェンス調節器２０を備えてもよい。
　６．４　固体レーザを含むレーザ装置１ｈ
　図３０は、改善されたレーザ装置の第４の例を概略的に示す。図３０に示されるレーザ装置１ｈは、マスターオシレータＭＯが固体レーザを含む点で、図２９に示されるレーザ装置１ｇと異なる。
　　６．４．１　構成
　レーザ装置１ｈは、マスターオシレータＭＯと、増幅器ＰＡと、モニタモジュール１６と、を含む。マスターオシレータＭＯは固体レーザを含み、増幅器ＰＡはエキシマレーザを含む。
　マスターオシレータＭＯは、半導体レーザ１６０と、チタンサファイヤ増幅器１７１と、波長変換システム１７２と、ポンピングレーザ１７３と、固体レーザ制御プロセッサ１３０と、を含む。
　半導体レーザ１６０は、波長約７７３．６ｎｍのＣＷレーザ光を出力する分布帰還型半導体レーザであり、半導体の設定温度を変更することによって発振波長を変更可能に構成されている。
　チタンサファイヤ増幅器１７１は、チタンサファイヤ結晶を含む増幅器である。
　ポンピングレーザ１７３は、チタンサファイヤ増幅器１７１のチタンサファイヤ結晶を励起するために、ＹＬＦ（yttrium lithium fluoride）レーザの第２高調波を出力するレーザ装置である。
　波長変換システム１７２は、ＬＢＯ（lithium triborate）結晶とＫＢＢＦ（Potassium beryllium fluoroborate）結晶とを含み、入射光の第４高調波を出力するシステムである。第４高調波の波長は約１９３．４ｎｍであり、ＡｒＦエキシマレーザ装置の発振波長とほぼ等しい。
　固体レーザ制御プロセッサ１３０は、制御プログラムが記憶されたメモリ１３０ａと、制御プログラムを実行するＣＰＵ１３０ｂと、を含む処理装置である。固体レーザ制御プロセッサ１３０は本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされている。
　増幅器ＰＡは、レーザチャンバ３０と、電源装置３２と、凹面ミラー３４と、凸面ミラー３５と、を含むＡｒＦエキシマレーザ装置である。増幅器ＰＡに含まれるレーザチャンバ３０及び電源装置３２の構成は、図２９を参照しながら説明したレーザ装置１ｇにおいて対応する構成と同様である。
　凸面ミラー３５は、マスターオシレータＭＯから出力されてレーザチャンバ３０を通過したパルスレーザ光の光路に配置されている。
　凹面ミラー３４は、凸面ミラー３５によって反射されてレーザチャンバ３０をふたたび通過したパルスレーザ光の光路に配置されている。
　モニタモジュール１６及びレーザ制御プロセッサ１３の構成は、図１、図４、図１１、及び図１３に示されるレーザ装置１において対応する構成と同様である。
　　６．４．２　動作
　マスターオシレータＭＯにおいて、半導体レーザ１６０は、波長約７７３．６ｎｍのＣＷレーザ光を出力し、チタンサファイヤ増幅器１７１は、このレーザ光をパルス化するとともに増幅して出力する。波長変換システム１７２は、波長約７７３．６ｎｍのパルスレーザ光を波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光に変換して増幅器ＰＡに向けて出力する。
　増幅器ＰＡに入射したパルスレーザ光は、レーザチャンバ３０内の放電空間を通過した後、凸面ミラー３５によって反射されるとともに、凸面ミラー３５の曲率に応じたビーム拡がり角を与えられる。このパルスレーザ光は、レーザチャンバ３０内の放電空間をふたたび通過する。
　凸面ミラー３５によって反射されてレーザチャンバ３０を通過したパルスレーザ光は、凹面ミラー３４によって反射されるとともに、ほぼ平行光に戻される。このパルスレーザ光はレーザチャンバ３０内の放電空間をさらに１回通過し、モニタモジュール１６を経てパルスレーザ光Ｏｕｔとしてレーザ装置１ｈの外部に出射する。
　マスターオシレータＭＯからレーザチャンバ３０にパルスレーザ光が入射するときにレーザチャンバ３０内の放電空間で放電が開始するように、電極３０ａ及び３０ｂに高電圧が印加される。パルスレーザ光は、凸面ミラー３５及び凹面ミラー３４によってビーム幅を拡大され、放電空間を３回通過する間に増幅されて、レーザ装置１ｈの外部に出力される。
　第４の例によれば、固体レーザを含むマスターオシレータＭＯから出力されるシングル横モードのパルスレーザ光を増幅して出力するので、Ｖ方向及びＨ方向のビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨを小さくすることが可能となる。このようなレーザ装置１ｈを用いることにより、ダイバージェンス調節器５４によるビームダイバージェンスＢＤＶ及びＢＤＨの調節範囲を広くとることができる。また、レーザ装置１を用いた場合と比べて小さい穴の加工ができる。
　第４の例において、増幅器ＰＡに含まれる光共振器を凹面ミラー３４及び凸面ミラー３５で構成する場合について説明したが、光共振器はファブリ・ペロー型の共振器でもよいし、リング共振器でもよい。
　第４の例において、約１９３．４ｎｍの波長を有するパルスレーザ光を出力するマスターオシレータＭＯと、約１９３．４ｎｍの波長成分を増幅するＡｒＦエキシマレーザ装置との組み合わせについて説明したが、約２４８．４ｎｍの波長を有するパルスレーザ光を出力するマスターオシレータＭＯと、約２４８．４ｎｍの波長成分を増幅するＫｒＦエキシマレーザ装置との組み合わせが用いられてもよい。
　他の点については、レーザ装置１ｈはレーザ装置１と同様でよい。また、レーザ装置１ｈにおいて、レーザ装置１ｂと同様にダイバージェンス調節器２０を備えてもよい。
７．その他
　図３１は、電子デバイスの構成を模式的に示す。図３１に示される電子デバイスは、集積回路チップＩＣと、インターポーザＩＰと、回路基板ＣＳと、を含む。
　集積回路チップＩＣは、例えば図示しない集積回路がシリコン基板に形成されたチップである。集積回路チップＩＣには、集積回路に電気的に接続される複数のバンプＩＣＢが設けられている。
　インターポーザＩＰは、図示しない複数の貫通孔が形成された絶縁性の基板を備え、それぞれの貫通孔内に当該基板の表裏を電気的に接続する図示しない導電体が設けられている。インターポーザＩＰの一方の面にはバンプＩＣＢとそれぞれ接続される図示しない複数のランドが形成され、ランドの各々は貫通孔内の導電体のいずれかと電気的に接続されている。インターポーザＩＰの他方の面には複数のバンプＩＰＢが設けられ、バンプＩＰＢの各々は貫通孔内の導電体のいずれかと電気的に接続されている。
　回路基板ＣＳの一方の面には、バンプＩＰＢとそれぞれ接続される図示しない複数のランドが形成されている。回路基板ＣＳは、これらのランドとそれぞれ電気的に接続される複数の端子を備えている。
　図３２は、電子デバイスの製造方法を示すフローチャートである。
　Ｓ１において、インターポーザＩＰを構成するインターポーザ基板のレーザ加工及び配線形成が行われる。インターポーザ基板のレーザ加工は、インターポーザ基板にパルスレーザ光Ｏｕｔを照射することによる貫通孔の形成を含む。配線形成は、インターポーザ基板に形成された貫通孔の内側の壁面への導電膜の形成を含む。このような工程を経てインターポーザＩＰが作製される。
　Ｓ２において、インターポーザＩＰと集積回路チップＩＣとの結合が行われる。この工程は、例えば、集積回路チップＩＣのバンプＩＣＢをインターポーザＩＰのランド上に配置して、バンプＩＣＢとランドとを電気的に接続することを含む。
　Ｓ３において、インターポーザＩＰと回路基板ＣＳとの結合が行われる。この工程は、例えば、インターポーザＩＰのバンプＩＰＢを回路基板ＣＳのランド上に配置して、バンプＩＰＢとランドとを電気的に接続することを含む。
　上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。従って、特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかである。また、本開示の実施形態を組み合わせて使用することも当業者には明らかである。
　本明細書及び特許請求の範囲全体で使用される用語は、明記が無い限り「限定的でない」用語と解釈されるべきである。たとえば、「含む」、「有する」、「備える」、「具備する」などの用語は、「記載されたもの以外の構成要素の存在を除外しない」と解釈されるべきである。また、修飾語「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。また、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」という用語は、「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」「Ａ＋Ｂ」「Ａ＋Ｃ」「Ｂ＋Ｃ」又は「Ａ＋Ｂ＋Ｃ」と解釈されるべきであり、さらに、それらと「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」以外のものとの組み合わせも含むと解釈されるべきである。

Claims (20)

  1. 　パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、
    　前記パルスレーザ光の第１の方向の第１のビームダイバージェンスと、前記第１の方向と交差する第２の方向の第２のビームダイバージェンスと、を調節するダイバージェンス調節器と、
    　前記ダイバージェンス調節器を通過した前記パルスレーザ光の前記第１及び第２のビームダイバージェンスを計測する計測器と、
    　前記計測器を通過した前記パルスレーザ光を分岐させる回折光学素子と、
    　前記計測器による前記第１及び第２のビームダイバージェンスの計測結果に基づいて、前記第１及び第２のビームダイバージェンスがそれぞれの目標値に近づくように前記ダイバージェンス調節器を制御するプロセッサと、
    を含む、レーザ加工システム。
  2. 　請求項１に記載のレーザ加工システムであって、
    　前記ダイバージェンス調節器に入射する前記パルスレーザ光の前記第１の方向の第３のビームダイバージェンスと前記第２の方向の第４のビームダイバージェンスとの差よりも、前記第１及び第２のビームダイバージェンスの前記目標値の差が小さい、
    レーザ加工システム。
  3. 　請求項１に記載のレーザ加工システムであって、
    　前記レーザ装置と前記回折光学素子との間の前記パルスレーザ光の光路に配置され、前記パルスレーザ光の進行方向を調節するビームステアリング装置をさらに含み、
    　前記計測器は、前記ビームステアリング装置を通過した前記パルスレーザ光のビームポインティングをさらに計測し、
    　前記プロセッサは、前記計測器による前記ビームポインティングの計測結果に基づいて、前記ビームポインティングがその目標値に近づくように前記ビームステアリング装置を制御する、
    レーザ加工システム。
  4. 　請求項１に記載のレーザ加工システムであって、
    　前記計測器を通過した前記パルスレーザ光の光路に配置され、前記パルスレーザ光の通過と遮断とを切り替え可能に構成されたシャッターをさらに含み、
    　前記プロセッサは、前記計測器による前記第１及び第２のビームダイバージェンスの計測結果がそれぞれの前記目標値を含むそれぞれの許容範囲内となるまで前記パルスレーザ光が遮断されるように前記シャッターを制御する、
    レーザ加工システム。
  5. 　請求項１に記載のレーザ加工システムであって、
    　前記回折光学素子を通過した前記パルスレーザ光の光路に配置された集光光学系をさらに含み、
    　前記集光光学系の焦点面に被加工物が配置される、
    レーザ加工システム。
  6. 　請求項１に記載のレーザ加工システムであって、
    　前記レーザ装置は第１の筐体に収容された光共振器を含み、
    　前記ダイバージェンス調節器及び前記回折光学素子は第２の筐体に収容された、
    レーザ加工システム。
  7. 　請求項１に記載のレーザ加工システムであって、
    　前記レーザ装置は、第１の筐体に収容された光共振器及び前記ダイバージェンス調節器を含み、
    　前記回折光学素子は第２の筐体に収容された、
    レーザ加工システム。
  8. 　請求項１に記載のレーザ加工システムであって、
    　前記回折光学素子を通過した前記パルスレーザ光の光路に配置された集光光学系と、
    　前記集光光学系の焦点面に配置され、複数の開口を有するマスクと、
    　前記マスクを通過した前記パルスレーザ光の光路に配置された投影光学系と、
    をさらに含む、レーザ加工システム。
  9. 　請求項８に記載のレーザ加工システムであって、
    　前記集光光学系は、前記回折光学素子によって分岐した前記パルスレーザ光の複数の分岐光の断面がそれぞれ前記複数の開口に重なるように前記分岐光をそれぞれ集光する、
    レーザ加工システム。
  10. 　請求項１に記載のレーザ加工システムであって、
    　前記計測器を通過した前記パルスレーザ光の光路に配置され、前記パルスレーザ光を集光する集光レンズと、
    　前記集光レンズを通過した前記パルスレーザ光の光路に配置されたマスクと、
    　前記マスクと前記回折光学素子との間の前記パルスレーザ光の光路に配置されたコリメータ光学系と、
    をさらに含む、
    レーザ加工システム。
  11. 　請求項１０に記載のレーザ加工システムであって、
    　前記マスクは、前記集光レンズの焦点に位置する、
    レーザ加工システム。
  12. 　請求項１０に記載のレーザ加工システムであって、
    　前記回折光学素子を通過した前記パルスレーザ光の光路に配置された集光光学系をさらに含み、
    　前記コリメータ光学系と前記回折光学素子と前記集光光学系とで前記マスクの像を被加工物の複数の位置に投影する、
    レーザ加工システム。
  13. 　請求項１に記載のレーザ加工システムであって、
    　前記ダイバージェンス調節器は、前記第１及び第２の方向のビーム拡がり角を調節するように構成された、
    レーザ加工システム。
  14. 　請求項１に記載のレーザ加工システムであって、
    　前記ダイバージェンス調節器は、前記第１及び第２の方向のビーム幅を調節するように構成された、
    レーザ加工システム。
  15. 　請求項１に記載のレーザ加工システムであって、
    　前記ダイバージェンス調節器は、
    　　前記パルスレーザ光を前記第１及び第２の方向においてそれぞれ集光する第１及び第２のシリンドリカル凸レンズと、
    　　前記第１及び第２のシリンドリカル凸レンズによって集光された前記パルスレーザ光をコリメートするコリメータレンズと、
    を含む、レーザ加工システム。
  16. 　請求項１５に記載のレーザ加工システムであって、
    　前記ダイバージェンス調節器は、前記第１及び第２のシリンドリカル凸レンズに入射する前記パルスレーザ光の一部を遮断することで前記第１及び第２の方向のいずれかの方向のビーム幅を調節する可変スリットをさらに含む、
    レーザ加工システム。
  17. 　請求項１５に記載のレーザ加工システムであって、
    　前記ダイバージェンス調節器は、前記第１及び第２のシリンドリカル凸レンズを前記パルスレーザ光の進行方向に沿ってそれぞれ移動させる第１及び第２のリニアステージをさらに含む、
    レーザ加工システム。
  18. 　請求項１に記載のレーザ加工システムであって、
    　前記ダイバージェンス調節器は、前記第１及び第２の方向のいずれかに前記パルスレーザ光の光路を分岐させるように構成された光学パルスストレッチャーを含む、
    レーザ加工システム。
  19. 　レーザ装置からパルスレーザ光を出力させ、
    　前記パルスレーザ光の第１の方向の第１のビームダイバージェンスと、前記第１の方向と交差する第２の方向の第２のビームダイバージェンスと、を調節するダイバージェンス調節器に前記パルスレーザ光を入射させ、
    　前記ダイバージェンス調節器を通過した前記パルスレーザ光の前記第１及び第２のビームダイバージェンスを計測器により計測し、
    　前記計測器による前記第１及び第２のビームダイバージェンスの計測結果に基づいて、前記第１及び第２のビームダイバージェンスがそれぞれの目標値に近づくように前記ダイバージェンス調節器を制御し、
    　前記計測器を通過した前記パルスレーザ光を回折光学素子により分岐させ、被加工物に照射する
    ことを含む、レーザ加工方法。
  20. 　電子デバイスの製造方法であって、
    　パルスレーザ光を出力するレーザ装置と、
    　前記パルスレーザ光の第１の方向の第１のビームダイバージェンスと、前記第１の方向と交差する第２の方向の第２のビームダイバージェンスと、を調節するダイバージェンス調節器と、
    　前記ダイバージェンス調節器を通過した前記パルスレーザ光の前記第１及び第２のビームダイバージェンスを計測する計測器と、
    　前記計測器を通過した前記パルスレーザ光を分岐させる回折光学素子と、
    　前記計測器による前記第１及び第２のビームダイバージェンスの計測結果に基づいて、前記第１及び第２のビームダイバージェンスがそれぞれの目標値に近づくように前記ダイバージェンス調節器を制御するプロセッサと、
    を含むレーザ加工システムによりインターポーザ基板をレーザ加工してインターポーザを作製し、
    　前記インターポーザと集積回路チップとを結合させて互いに電気的に接続し、
    　前記インターポーザと回路基板とを結合させて互いに電気的に接続する
    ことを含む、電子デバイスの製造方法。
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