JP2000019453A - ビームプロファイル均一化装置及び光ファイバ結合装置並びに露光装置 - Google Patents
ビームプロファイル均一化装置及び光ファイバ結合装置並びに露光装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ光のビームプロファイルを均一化でき
る距離が長く且つ波長依存性が小さく取り扱いが容易な
ビームプロファイル均一化装置を提供する。 【解決手段】 光源側光ファイバ６の光出射端６ｂから
光ファイバ拡大鏡５の光入射端５ａに入射し且つ光ファ
イバ拡大鏡５を構成している多数の光ファイバ素線を透
過して光出射端５ｂより出射する光ファイバ素線ごとの
光ビームＬのビーム径が、個々の光ファイバ素線の開口
数に応じて進行方向前方へ向かって拡がり、それぞれの
ビーム断面が重なり合うことで、光ビームＬ全体のビー
ムプロファイルが均一化されるとともに、ビームプロフ
ァイルの均一化が可能な距離が従来に比べて長くなる。
る距離が長く且つ波長依存性が小さく取り扱いが容易な
ビームプロファイル均一化装置を提供する。 【解決手段】 光源側光ファイバ６の光出射端６ｂから
光ファイバ拡大鏡５の光入射端５ａに入射し且つ光ファ
イバ拡大鏡５を構成している多数の光ファイバ素線を透
過して光出射端５ｂより出射する光ファイバ素線ごとの
光ビームＬのビーム径が、個々の光ファイバ素線の開口
数に応じて進行方向前方へ向かって拡がり、それぞれの
ビーム断面が重なり合うことで、光ビームＬ全体のビー
ムプロファイルが均一化されるとともに、ビームプロフ
ァイルの均一化が可能な距離が従来に比べて長くなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はビームプロファイル
均一化装置及び光ファイバ結合装置並びに露光装置に関
するものである。
均一化装置及び光ファイバ結合装置並びに露光装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザ発振器から出射されるレー
ザ光などの伝送手段には、光ファイバケーブルが用いら
れている。
ザ光などの伝送手段には、光ファイバケーブルが用いら
れている。
【０００３】図５に示すように、光ファイバ１により伝
送され且つ該光ファイバ１の光出射端１ｂから外部へ出
射される光ビームＬは、光ファイバ１の開口数に応じた
割合でビーム径が進行方向前方へ向かって拡がるように
なる。
送され且つ該光ファイバ１の光出射端１ｂから外部へ出
射される光ビームＬは、光ファイバ１の開口数に応じた
割合でビーム径が進行方向前方へ向かって拡がるように
なる。
【０００４】また、レーザ発振器などの光源から光ファ
イバ１の光入射端（図示せず）に入射する単色光の光ビ
ームＬのビームプロファイル（ビーム断面内の光強度分
布）が、図６に示すような均整のとれたガウス形状であ
っても、光ファイバ１の光出射端１ｂより出射される光
ビームＬのビームプロファイルは、干渉効果（スペック
ル干渉）が生じて、図７に示すような不均一な形状を呈
する。
イバ１の光入射端（図示せず）に入射する単色光の光ビ
ームＬのビームプロファイル（ビーム断面内の光強度分
布）が、図６に示すような均整のとれたガウス形状であ
っても、光ファイバ１の光出射端１ｂより出射される光
ビームＬのビームプロファイルは、干渉効果（スペック
ル干渉）が生じて、図７に示すような不均一な形状を呈
する。
【０００５】そこで、ビームプロファイルを均一化する
ために、図８に示すようなビームプロファイル均一化装
置が提案されている。
ために、図８に示すようなビームプロファイル均一化装
置が提案されている。
【０００６】このビームプロファイル均一化装置は、複
数の構成要素の四角柱状レンズからなるフライアイレン
ズ２と、光ファイバ１の光出射端１ｂから出射される光
ビームＬを軽く集光させてフライアイレンズ２に入射さ
せる入射レンズ３と、フライアイレンズ２の各構成要素
のレンズから同一方向に出射され且つそれぞれ拡散する
分割された状態の光ビームＬを、ビーム断面周縁が重な
り合うようにフライアイレンズ２のビーム進行方向前方
で結像させる結像レンズ４とを備えている。
数の構成要素の四角柱状レンズからなるフライアイレン
ズ２と、光ファイバ１の光出射端１ｂから出射される光
ビームＬを軽く集光させてフライアイレンズ２に入射さ
せる入射レンズ３と、フライアイレンズ２の各構成要素
のレンズから同一方向に出射され且つそれぞれ拡散する
分割された状態の光ビームＬを、ビーム断面周縁が重な
り合うようにフライアイレンズ２のビーム進行方向前方
で結像させる結像レンズ４とを備えている。
【０００７】すなわち、上述したビームプロファイル均
一化装置においては、フライアイレンズ２により分割さ
れた光ビームＬのビーム断面を結像レンズ４で重ね合わ
せて、ビームプロファイルの均一化を図っている。
一化装置においては、フライアイレンズ２により分割さ
れた光ビームＬのビーム断面を結像レンズ４で重ね合わ
せて、ビームプロファイルの均一化を図っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示すビームプロファイル均一化装置では、フライアイレ
ンズ２で分割された光ビームＬを結像レンズ４によって
結像させるため、結像点Ｘ近傍以外では、ビームプロフ
ァイルの均一化を図ることができない。
示すビームプロファイル均一化装置では、フライアイレ
ンズ２で分割された光ビームＬを結像レンズ４によって
結像させるため、結像点Ｘ近傍以外では、ビームプロフ
ァイルの均一化を図ることができない。
【０００９】また、ビームプロファイルを均一化すべき
光ビームＬの波長を変更する場合には、入射レンズ３及
び結像レンズ４を光ビームＬの波長に応じたものに交換
しなければならず、取り扱いが繁雑であった。
光ビームＬの波長を変更する場合には、入射レンズ３及
び結像レンズ４を光ビームＬの波長に応じたものに交換
しなければならず、取り扱いが繁雑であった。
【００１０】更に、ビームプロファイルの均一性を向上
させるためには、フライアイレンズ２の構成要素の四角
柱状レンズの数を多くしなければならず、製造コストが
上昇するという問題がある。
させるためには、フライアイレンズ２の構成要素の四角
柱状レンズの数を多くしなければならず、製造コストが
上昇するという問題がある。
【００１１】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、ビームプロファイルを均一化できる距離（範囲）が
長く且つ均一性がよく取り扱いが容易で安価なビームプ
ロファイル均一化装置、及び結合効率が高く波長依存性
が小さい光ファイバ結合装置、並びに露光効率が優れた
露光装置を提供することを目的としている。
で、ビームプロファイルを均一化できる距離（範囲）が
長く且つ均一性がよく取り扱いが容易で安価なビームプ
ロファイル均一化装置、及び結合効率が高く波長依存性
が小さい光ファイバ結合装置、並びに露光効率が優れた
露光装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載のビームプロファイル均一
化装置では、それぞれ光出射端が光入射端に対して拡径
され且つ並列に結合された多数の光ファイバ素線よりな
る光ファイバ拡大鏡を、ビームプロファイルを均一化す
べき光ビームの伝送経路に配置している。
め、本発明の請求項１に記載のビームプロファイル均一
化装置では、それぞれ光出射端が光入射端に対して拡径
され且つ並列に結合された多数の光ファイバ素線よりな
る光ファイバ拡大鏡を、ビームプロファイルを均一化す
べき光ビームの伝送経路に配置している。
【００１３】本発明の請求項２に記載のビームプロファ
イル均一化装置では、それぞれ光出射端が光入射端に対
して拡径され且つ並列に結合された多数の光ファイバ素
線よりなる光ファイバ拡大鏡を、光源側光ファイバから
出射される光ビームの伝送経路に配置している。
イル均一化装置では、それぞれ光出射端が光入射端に対
して拡径され且つ並列に結合された多数の光ファイバ素
線よりなる光ファイバ拡大鏡を、光源側光ファイバから
出射される光ビームの伝送経路に配置している。
【００１４】また、本発明の請求項３に記載の光ファイ
バ結合装置では、それぞれ光出射端が光入射端に対して
拡径され且つ並列に結合された多数の光ファイバ素線よ
りなる光ファイバ拡大鏡と、光出射端が光ファイバ拡大
鏡の光入射端に対峙する光源側光ファイバと、光入射端
が光ファイバ拡大鏡の光出射端に対峙する照射対象側光
ファイバとを備えている。
バ結合装置では、それぞれ光出射端が光入射端に対して
拡径され且つ並列に結合された多数の光ファイバ素線よ
りなる光ファイバ拡大鏡と、光出射端が光ファイバ拡大
鏡の光入射端に対峙する光源側光ファイバと、光入射端
が光ファイバ拡大鏡の光出射端に対峙する照射対象側光
ファイバとを備えている。
【００１５】本発明の請求項４に記載の光ファイバ結合
装置では、それぞれ光出射端が光入射端に対して拡径さ
れ且つ並列に結合された多数の光ファイバ素線よりなる
光ファイバ拡大鏡と、光出射端が光ファイバ拡大鏡の光
入射端に択一的に対峙し得る複数の光源側光ファイバ
と、光入射端が光ファイバ拡大鏡の光出射端に対峙する
照射対象側光ファイバとを備えている。
装置では、それぞれ光出射端が光入射端に対して拡径さ
れ且つ並列に結合された多数の光ファイバ素線よりなる
光ファイバ拡大鏡と、光出射端が光ファイバ拡大鏡の光
入射端に択一的に対峙し得る複数の光源側光ファイバ
と、光入射端が光ファイバ拡大鏡の光出射端に対峙する
照射対象側光ファイバとを備えている。
【００１６】本発明の請求項５に記載の光ファイバ結合
装置では、本発明の請求項３あるいは請求項４のいずれ
かに記載の光ファイバ結合装置の構成に加えて、光ファ
イバ拡大鏡から照射対象側光ファイバへ出射される光ビ
ームを集光する集光レンズを備えている。
装置では、本発明の請求項３あるいは請求項４のいずれ
かに記載の光ファイバ結合装置の構成に加えて、光ファ
イバ拡大鏡から照射対象側光ファイバへ出射される光ビ
ームを集光する集光レンズを備えている。
【００１７】本発明の請求項６に記載の露光装置では、
それぞれ光出射端が光入射端に対して拡径され且つ並列
に結合された多数の光ファイバ素線よりなる光ファイバ
拡大鏡を、露光用光源から露光対象物への光ビームの伝
送経路に配置している。
それぞれ光出射端が光入射端に対して拡径され且つ並列
に結合された多数の光ファイバ素線よりなる光ファイバ
拡大鏡を、露光用光源から露光対象物への光ビームの伝
送経路に配置している。
【００１８】本発明の請求項１及び請求項２に記載のビ
ームプロファイル均一化装置のいずれにおいても、光フ
ァイバ拡大鏡の光入射端に入射し且つ光ファイバ拡大鏡
を構成している多数の光ファイバ素線を透過して光出射
端より出射する光ファイバ素線ごとの光ビームのビーム
径が、個々の光ファイバ素線の開口数に応じて進行方向
前方へ向かって拡がり、それぞれのビーム断面が重なり
合うことで、光ビーム全体のビームプロファイルが均一
化される。
ームプロファイル均一化装置のいずれにおいても、光フ
ァイバ拡大鏡の光入射端に入射し且つ光ファイバ拡大鏡
を構成している多数の光ファイバ素線を透過して光出射
端より出射する光ファイバ素線ごとの光ビームのビーム
径が、個々の光ファイバ素線の開口数に応じて進行方向
前方へ向かって拡がり、それぞれのビーム断面が重なり
合うことで、光ビーム全体のビームプロファイルが均一
化される。
【００１９】本発明の請求項３乃至請求項５に記載の光
ファイバ結合装置のいずれにおいても、光源側光ファイ
バの光出射端と照射対象側光ファイバの光入射端との間
に介在する光ファイバ拡大鏡によって、その大きなレン
ズ作用で光ビームを集光し、光源側光ファイバから照射
対象側光ファイバへの光ビームの結合効率の向上を図
る。
ファイバ結合装置のいずれにおいても、光源側光ファイ
バの光出射端と照射対象側光ファイバの光入射端との間
に介在する光ファイバ拡大鏡によって、その大きなレン
ズ作用で光ビームを集光し、光源側光ファイバから照射
対象側光ファイバへの光ビームの結合効率の向上を図
る。
【００２０】本発明の請求項４に記載の光ファイバ結合
装置においては、光ファイバ拡大鏡の光入射端に光出射
端が対峙する複数の光源側光ファイバを結合でき、ま
た、他のものと取り替えることにより、任意の１本の光
源側光ファイバを選択することができる。
装置においては、光ファイバ拡大鏡の光入射端に光出射
端が対峙する複数の光源側光ファイバを結合でき、ま
た、他のものと取り替えることにより、任意の１本の光
源側光ファイバを選択することができる。
【００２１】本発明の請求項５に記載の光ファイバ結合
装置においては、光源側光ファイバの光出射端、光ファ
イバ拡大鏡、集光レンズ、照射対象側光ファイバの光入
射端の間隔を各々適宜変化させて、照射対象側光ファイ
バの光入射端での光ビームのビーム径を調整するので、
結合効率を向上することができる。
装置においては、光源側光ファイバの光出射端、光ファ
イバ拡大鏡、集光レンズ、照射対象側光ファイバの光入
射端の間隔を各々適宜変化させて、照射対象側光ファイ
バの光入射端での光ビームのビーム径を調整するので、
結合効率を向上することができる。
【００２２】本発明の請求項６に記載の露光装置におい
ては、光ファイバ拡大鏡の光入射端に入射し且つ光ファ
イバ拡大鏡を構成している多数の光ファイバ素線を透過
して光出射端より出射する光ファイバ素線ごとの光ビー
ムのビーム径が、個々の光ファイバ素線の開口数に応じ
て進行方向前方へ向かって拡がり、それぞれのビーム断
面が重なり合うことで、露光対象物に照射される露光用
光源からの光ビーム全体のビームプロファイルが均一化
される。
ては、光ファイバ拡大鏡の光入射端に入射し且つ光ファ
イバ拡大鏡を構成している多数の光ファイバ素線を透過
して光出射端より出射する光ファイバ素線ごとの光ビー
ムのビーム径が、個々の光ファイバ素線の開口数に応じ
て進行方向前方へ向かって拡がり、それぞれのビーム断
面が重なり合うことで、露光対象物に照射される露光用
光源からの光ビーム全体のビームプロファイルが均一化
される。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。
に基づき説明する。
【００２４】図１は本発明のビームプロファイル均一化
装置の実施の形態の一例を示すもので、このビームプロ
ファイル均一化装置は、光ファイバ拡大鏡５を備えてい
る。
装置の実施の形態の一例を示すもので、このビームプロ
ファイル均一化装置は、光ファイバ拡大鏡５を備えてい
る。
【００２５】光ファイバ拡大鏡５は、多数（１万〜５
万）の微細径光ファイバ素線を、並列に融着し、その後
加熱処理により、光出射端５ｂを光入射端５ａに対して
拡径したものである。
万）の微細径光ファイバ素線を、並列に融着し、その後
加熱処理により、光出射端５ｂを光入射端５ａに対して
拡径したものである。
【００２６】光ファイバ拡大鏡５の光入射端（小径端）
５ａには、光入射端（図示せず）がレーザ発振器などの
光源に接続された光源側光ファイバ６の光出射端６ｂが
対峙しており、光ファイバ拡大鏡５の光入射端５ａ及び
光出射端（大径端）５ｂには、それぞれ無反射コーティ
ングが施されている。
５ａには、光入射端（図示せず）がレーザ発振器などの
光源に接続された光源側光ファイバ６の光出射端６ｂが
対峙しており、光ファイバ拡大鏡５の光入射端５ａ及び
光出射端（大径端）５ｂには、それぞれ無反射コーティ
ングが施されている。
【００２７】図１に示すビームプロファイル均一化装置
では、光源側光ファイバ６の光出射端６ｂから光ファイ
バ拡大鏡５の光入射端５ａに入射し且つ光ファイバ拡大
鏡５を構成している多数の光ファイバ素線を透過して光
出射端（大径端）５ｂより出射する光ファイバ素線ごと
の光ビームＬのビーム径が、個々の光ファイバ素線の開
口数に応じて進行方向前方へ向かって拡がり、それぞれ
のビーム断面が重なり合うことで、光ビームＬ全体のビ
ームプロファイルが均一化される。
では、光源側光ファイバ６の光出射端６ｂから光ファイ
バ拡大鏡５の光入射端５ａに入射し且つ光ファイバ拡大
鏡５を構成している多数の光ファイバ素線を透過して光
出射端（大径端）５ｂより出射する光ファイバ素線ごと
の光ビームＬのビーム径が、個々の光ファイバ素線の開
口数に応じて進行方向前方へ向かって拡がり、それぞれ
のビーム断面が重なり合うことで、光ビームＬ全体のビ
ームプロファイルが均一化される。
【００２８】これにより、光源側光ファイバ６の光出射
端６ｂから出射される光ビームＬの不均一な形状のビー
ムプロファイル（図７参照）が、光ファイバ拡大鏡５の
ビーム進行方向前方側の位置Ｙと位置Ｚとの間の範囲で
図２に示すような形状に均一化される。
端６ｂから出射される光ビームＬの不均一な形状のビー
ムプロファイル（図７参照）が、光ファイバ拡大鏡５の
ビーム進行方向前方側の位置Ｙと位置Ｚとの間の範囲で
図２に示すような形状に均一化される。
【００２９】また、上述した作用により光ファイバ拡大
鏡５が光ビームＬのプロファイルを均一化する効果は、
波長依存性がきわめて小さく、種々の波長領域の光に対
応可能であるので、光ビームＬの波長が変わっても、光
ビームＬのビームプロファイルの均一化を図ることがで
きる。
鏡５が光ビームＬのプロファイルを均一化する効果は、
波長依存性がきわめて小さく、種々の波長領域の光に対
応可能であるので、光ビームＬの波長が変わっても、光
ビームＬのビームプロファイルの均一化を図ることがで
きる。
【００３０】図３は本発明の光ファイバ結合装置の実施
の形態の一例を示すもので、図中、図１と同一の符号を
付した部分は同一物を表している。
の形態の一例を示すもので、図中、図１と同一の符号を
付した部分は同一物を表している。
【００３１】この光ファイバ結合装置は、先に述べた光
ファイバ拡大鏡５と、光出射端６ｂが光ファイバ拡大鏡
５の光入射端５ａに対峙するように配置された光源側光
ファイバ６と、光入射端７ａが光ファイバ拡大鏡５の光
出射端５ｂのビーム進行方向前方に位置するように配置
された照射対象側光ファイバ７と、光ファイバ拡大鏡５
と照射対象側光ファイバ７との間に配置され且つ光ファ
イバ拡大鏡５の光出射端５ｂより出射される光ビームＬ
を集光して照射対象側光ファイバ７の光入射端７ａに入
射させる集光レンズ８とを備えている。
ファイバ拡大鏡５と、光出射端６ｂが光ファイバ拡大鏡
５の光入射端５ａに対峙するように配置された光源側光
ファイバ６と、光入射端７ａが光ファイバ拡大鏡５の光
出射端５ｂのビーム進行方向前方に位置するように配置
された照射対象側光ファイバ７と、光ファイバ拡大鏡５
と照射対象側光ファイバ７との間に配置され且つ光ファ
イバ拡大鏡５の光出射端５ｂより出射される光ビームＬ
を集光して照射対象側光ファイバ７の光入射端７ａに入
射させる集光レンズ８とを備えている。
【００３２】光源側光ファイバ６の光入射端（図示せ
ず）には、レーザ発振器などの光源が接続され、また、
照射対象側光ファイバ７の光出射端７ｂは、光ビームＬ
の照射対象となる試料Ｓが保持される照射ホルダ９に接
続されている。
ず）には、レーザ発振器などの光源が接続され、また、
照射対象側光ファイバ７の光出射端７ｂは、光ビームＬ
の照射対象となる試料Ｓが保持される照射ホルダ９に接
続されている。
【００３３】図３に示す光ファイバ結合装置では、光源
側光ファイバ６の光出射端６ｂから光ファイバ拡大鏡５
の光入射端５ａに入射し且つ光ファイバ拡大鏡５を構成
している多数の微細径光ファイバ素線を透過して光出射
端５ｂより出射する光ビームＬ全体のビームプロファイ
ルが、先に述べたように均一化されることに加えて、大
きなレンズ作用を受ける。
側光ファイバ６の光出射端６ｂから光ファイバ拡大鏡５
の光入射端５ａに入射し且つ光ファイバ拡大鏡５を構成
している多数の微細径光ファイバ素線を透過して光出射
端５ｂより出射する光ビームＬ全体のビームプロファイ
ルが、先に述べたように均一化されることに加えて、大
きなレンズ作用を受ける。
【００３４】この光ファイバ拡大鏡５の光出射端５ｂか
ら出射される光ビームＬは、集光レンズ８により集光さ
れて照射対象側光ファイバ７の光入射端７ａに入射し、
照射対象側光ファイバ７の光出射端７ｂから出射される
光ビームＬが、照射ホルダ９に保持されている試料Ｓに
照射される。
ら出射される光ビームＬは、集光レンズ８により集光さ
れて照射対象側光ファイバ７の光入射端７ａに入射し、
照射対象側光ファイバ７の光出射端７ｂから出射される
光ビームＬが、照射ホルダ９に保持されている試料Ｓに
照射される。
【００３５】このように、図３に示す光ファイバ結合装
置においては、光源側光ファイバ６の光出射端６ｂと照
射対象側光ファイバ７の光入射端７ａとの間に、光ビー
ムＬのビームプロファイルを均一化するとともに波長依
存性の小さいレンズ作用を持つ光ファイバ拡大鏡５を介
在させているので、光源側光ファイバ６から照射対象側
光ファイバ７への光ビームＬの結合効率を高めることが
できる。
置においては、光源側光ファイバ６の光出射端６ｂと照
射対象側光ファイバ７の光入射端７ａとの間に、光ビー
ムＬのビームプロファイルを均一化するとともに波長依
存性の小さいレンズ作用を持つ光ファイバ拡大鏡５を介
在させているので、光源側光ファイバ６から照射対象側
光ファイバ７への光ビームＬの結合効率を高めることが
できる。
【００３６】また、光ファイバ拡大鏡５のレンズ作用
は、波長依存性が小さいため、光源側光ファイバ６によ
り導光される光ビームＬの波長を変更した際の光学系の
調整が不要、あるいは非常に容易に行える。
は、波長依存性が小さいため、光源側光ファイバ６によ
り導光される光ビームＬの波長を変更した際の光学系の
調整が不要、あるいは非常に容易に行える。
【００３７】更に、光ファイバ拡大鏡５、集光レンズ
８、照射対象側光ファイバ７の光入射端７ａのそれぞれ
の間隔を適宜変化させれば、照射対象側光ファイバ７の
光入射端７ａに入射する光ビームＬのビーム径を調整す
ることができ、よって、光ビームＬの波長の変化に対し
て、更に光ビームＬの結合効率を向上させることができ
る。
８、照射対象側光ファイバ７の光入射端７ａのそれぞれ
の間隔を適宜変化させれば、照射対象側光ファイバ７の
光入射端７ａに入射する光ビームＬのビーム径を調整す
ることができ、よって、光ビームＬの波長の変化に対し
て、更に光ビームＬの結合効率を向上させることができ
る。
【００３８】更に、光出射端６ｂが光ファイバ拡大鏡５
の光入射端５ａに択一的に対峙し得る光源側光ファイバ
６を複数用意し、該光源側光ファイバ６の光入射端にそ
れぞれ光源を接続した構成とすれば、光ファイバ拡大鏡
５を通じて、照射対象側光ファイバ７に結合させるレー
ザ出力を向上したり異なる波長の光を複数結合すること
もできる。
の光入射端５ａに択一的に対峙し得る光源側光ファイバ
６を複数用意し、該光源側光ファイバ６の光入射端にそ
れぞれ光源を接続した構成とすれば、光ファイバ拡大鏡
５を通じて、照射対象側光ファイバ７に結合させるレー
ザ出力を向上したり異なる波長の光を複数結合すること
もできる。
【００３９】図４は本発明の露光装置の実施の形態の一
例を示すもので、図中、図１及び図３と同一の符号を付
した部分は同一物を表している。
例を示すもので、図中、図１及び図３と同一の符号を付
した部分は同一物を表している。
【００４０】この露光装置は、先に述べた光ファイバ拡
大鏡５と、波長２４８ｎｍの光ビーム（レーザ光）Ｌを
発振する露光用光源（エキシマレーザ発振器）１０と、
該露光用光源１０からの光ビームＬを光ファイバ拡大鏡
５の入射端５ａに入射させる反射ミラー１１と、光ファ
イバ拡大鏡５の出射端５ｂに正対するように露光対象物
（半導体ウエハー）１２を保持するローダ１３とを備え
ている。
大鏡５と、波長２４８ｎｍの光ビーム（レーザ光）Ｌを
発振する露光用光源（エキシマレーザ発振器）１０と、
該露光用光源１０からの光ビームＬを光ファイバ拡大鏡
５の入射端５ａに入射させる反射ミラー１１と、光ファ
イバ拡大鏡５の出射端５ｂに正対するように露光対象物
（半導体ウエハー）１２を保持するローダ１３とを備え
ている。
【００４１】図４に示す露光装置では、露光用光源１０
から反射ミラー１１を経て光ファイバ拡大鏡５の光入射
端５ａに入射し且つ光ファイバ拡大鏡５を構成している
多数の光ファイバ素線を透過して光出射端（大径端）５
ｂより出射する光ファイバ素線ごとの光ビームＬのビー
ム径が、個々の光ファイバ素線の開口数に応じて進行方
向前方へ向かって拡がり、それぞれのビーム断面が重な
り合うことで、露光対象物１２に照射される露光用光源
１０からの光ビームＬ全体のビームプロファイルが均一
化される。
から反射ミラー１１を経て光ファイバ拡大鏡５の光入射
端５ａに入射し且つ光ファイバ拡大鏡５を構成している
多数の光ファイバ素線を透過して光出射端（大径端）５
ｂより出射する光ファイバ素線ごとの光ビームＬのビー
ム径が、個々の光ファイバ素線の開口数に応じて進行方
向前方へ向かって拡がり、それぞれのビーム断面が重な
り合うことで、露光対象物１２に照射される露光用光源
１０からの光ビームＬ全体のビームプロファイルが均一
化される。
【００４２】よって、露光用光源１０の出力を増大する
ことなく、露光対象物１２の加工を効率よく行うことが
できる。
ことなく、露光対象物１２の加工を効率よく行うことが
できる。
【００４３】また、反射ミラー１１に替えて、光ファイ
バ拡大鏡５の光入射端５ａに光ビームＬを導光する手段
に、光ファイバを用いた構成とすることもできる。
バ拡大鏡５の光入射端５ａに光ビームＬを導光する手段
に、光ファイバを用いた構成とすることもできる。
【００４４】なお、本発明のビームプロファイル均一化
装置及び光ファイバ結合装置並びに露光装置は上述した
実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加え得ること
は勿論である。
装置及び光ファイバ結合装置並びに露光装置は上述した
実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加え得ること
は勿論である。
【００４５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のビームプロ
ファイル均一化装置及び光ファイバ結合装置並びに露光
装置によれば下記のような種々の優れた効果を奏し得
る。
ファイル均一化装置及び光ファイバ結合装置並びに露光
装置によれば下記のような種々の優れた効果を奏し得
る。
【００４６】（１）本発明の請求項１及び請求項２に記
載のビームプロファイル均一化装置のいずれにおいて
も、光ファイバ拡大鏡の光入射端に入射し且つ光ファイ
バ拡大鏡を構成している多数の光ファイバ素線を透過し
て光出射端より出射する光ファイバ素線ごとの光ビーム
のビーム径が、個々の光ファイバ素線の開口数に応じて
進行方向前方へ向かって拡がり、それぞれのビーム断面
が重なり合うので、光ビーム全体のビームプロファイル
を均一化できる距離を従来に比べて長くすることがで
き、また、装置の低価格化を図ることが可能になる。
載のビームプロファイル均一化装置のいずれにおいて
も、光ファイバ拡大鏡の光入射端に入射し且つ光ファイ
バ拡大鏡を構成している多数の光ファイバ素線を透過し
て光出射端より出射する光ファイバ素線ごとの光ビーム
のビーム径が、個々の光ファイバ素線の開口数に応じて
進行方向前方へ向かって拡がり、それぞれのビーム断面
が重なり合うので、光ビーム全体のビームプロファイル
を均一化できる距離を従来に比べて長くすることがで
き、また、装置の低価格化を図ることが可能になる。
【００４７】（２）本発明の請求項１及び請求項２に記
載のビームプロファイル均一化装置のいずれにおいて
も、波長依存性のきわめて小さい光ファイバ拡大鏡が用
いられているので、光学素子の交換を行うことなく、種
々の波長領域の光ビームのビームプロファイルの均一化
を容易に図ることができる。
載のビームプロファイル均一化装置のいずれにおいて
も、波長依存性のきわめて小さい光ファイバ拡大鏡が用
いられているので、光学素子の交換を行うことなく、種
々の波長領域の光ビームのビームプロファイルの均一化
を容易に図ることができる。
【００４８】（３）本発明の請求項３乃至請求項５に記
載の光ファイバ結合装置のいずれにおいても、光源側光
ファイバの光出射端と照射対象側光ファイバの光入射端
との間に介在する光ファイバ拡大鏡によって、光ビーム
のビームプロファイルを均一化し、また、光ビームに対
して大きなレンズ効果を及ぼすので、光源側光ファイバ
から照射対象側光ファイバへの光ビームの結合効率の向
上を図ることができる。
載の光ファイバ結合装置のいずれにおいても、光源側光
ファイバの光出射端と照射対象側光ファイバの光入射端
との間に介在する光ファイバ拡大鏡によって、光ビーム
のビームプロファイルを均一化し、また、光ビームに対
して大きなレンズ効果を及ぼすので、光源側光ファイバ
から照射対象側光ファイバへの光ビームの結合効率の向
上を図ることができる。
【００４９】（４）本発明の請求項４に記載の光ファイ
バ結合装置においては、複数の光源側光ファイバを照射
対象側光ファイバに結合でき、また、光源側光ファイバ
が他のものに取り替え可能であるので、１本または複数
本の任意の光源側光ファイバを選択することができる。
バ結合装置においては、複数の光源側光ファイバを照射
対象側光ファイバに結合でき、また、光源側光ファイバ
が他のものに取り替え可能であるので、１本または複数
本の任意の光源側光ファイバを選択することができる。
【００５０】（５）本発明の請求項５に記載の光ファイ
バ結合装置においては、光源側光ファイバの光出射端、
光ファイバ拡大鏡、集光レンズ、照射対象側光ファイバ
の光入射端のそれぞれの間隔を適宜変化させれば、照射
対象側光ファイバの光入射端での光ビームのビーム径を
微調整することができ、従って、光源側光ファイバと照
射対象側光ファイバの結合効率の更なる向上を図れる。
バ結合装置においては、光源側光ファイバの光出射端、
光ファイバ拡大鏡、集光レンズ、照射対象側光ファイバ
の光入射端のそれぞれの間隔を適宜変化させれば、照射
対象側光ファイバの光入射端での光ビームのビーム径を
微調整することができ、従って、光源側光ファイバと照
射対象側光ファイバの結合効率の更なる向上を図れる。
【００５１】（６）本発明の請求項６に記載の露光装置
においては、光ファイバ拡大鏡の光入射端に入射し且つ
光ファイバ拡大鏡を構成している多数の光ファイバ素線
を透過して光出射端より出射する光ファイバ素線ごとの
光ビームのビーム径が、個々の光ファイバ素線の開口数
に応じて進行方向前方へ向かって拡がり、それぞれのビ
ーム断面が重なり合うので、露光対象物に照射される露
光用光源からの光ビーム全体のビームプロファイルが均
一化され、よって、露光用光源の出力を増大することな
く、露光対象物の加工を効率よく行うことができる。
においては、光ファイバ拡大鏡の光入射端に入射し且つ
光ファイバ拡大鏡を構成している多数の光ファイバ素線
を透過して光出射端より出射する光ファイバ素線ごとの
光ビームのビーム径が、個々の光ファイバ素線の開口数
に応じて進行方向前方へ向かって拡がり、それぞれのビ
ーム断面が重なり合うので、露光対象物に照射される露
光用光源からの光ビーム全体のビームプロファイルが均
一化され、よって、露光用光源の出力を増大することな
く、露光対象物の加工を効率よく行うことができる。
【図１】本発明のビームプロファイル均一化装置の実施
の形態の一例を示す概念図である。
の形態の一例を示す概念図である。
【図２】図１における光ファイバ拡大鏡の光出射端から
出射される光ビームのビームプロファイルを示すグラフ
である。
出射される光ビームのビームプロファイルを示すグラフ
である。
【図３】本発明の光ファイバ結合装置の実施の形態の一
例を示す概念図である。
例を示す概念図である。
【図４】本発明の露光装置の実施の形態の一例を示す概
念図である。
念図である。
【図５】光ビームを出射する光ファイバを示す概念図で
ある。
ある。
【図６】図５における光ファイバに入射する光ビームの
ビームプロファイルを示すグラフである。
ビームプロファイルを示すグラフである。
【図７】図５における光ファイバから出射される光ビー
ムのビームプロファイルを示すグラフである。
ムのビームプロファイルを示すグラフである。
【図８】従来提案されているビームプロファイル均一化
装置の一例を示す概念図である。
装置の一例を示す概念図である。
５ 光ファイバ拡大鏡 ５ａ 光入射端 ５ｂ 光出射端 ６ 光源側光ファイバ ６ａ 光出射端 ７ 照射対象側光ファイバ ７ａ 光入射端 ７ｂ 光出射端 ８ 集光レンズ １０ 露光用光源 １２ 露光対象物 Ｌ 光ビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H037 CA21 2H046 AA32 AD01 5F046 CA04 CB01 CB02 CB04
Claims (6)
- 【請求項１】 それぞれ光出射端が光入射端に対して拡
径され且つ並列に結合された多数の光ファイバ素線より
なる光ファイバ拡大鏡を、ビームプロファイルを均一化
すべき光ビームの伝送経路に配置したことを特徴とする
ビームプロファイル均一化装置。 - 【請求項２】 それぞれ光出射端が光入射端に対して拡
径され且つ並列に結合された多数の光ファイバ素線より
なる光ファイバ拡大鏡を、光源側光ファイバから出射さ
れる光ビームの伝送経路に配置したことを特徴とするビ
ームプロファイル均一化装置。 - 【請求項３】 それぞれ光出射端が光入射端に対して拡
径され且つ並列に結合された多数の光ファイバ素線より
なる光ファイバ拡大鏡と、光出射端が光ファイバ拡大鏡
の光入射端に対峙する光源側光ファイバと、光入射端が
光ファイバ拡大鏡の光出射端に対峙する照射対象側光フ
ァイバとを備えてなることを特徴とする光ファイバ結合
装置。 - 【請求項４】 それぞれ光出射端が光入射端に対して拡
径され且つ並列に結合された多数の光ファイバ素線より
なる光ファイバ拡大鏡と、光出射端が光ファイバ拡大鏡
の光入射端に択一的に対峙し得る複数の光源側光ファイ
バと、光入射端が光ファイバ拡大鏡の光出射端に対峙す
る照射対象側光ファイバとを備えてなることを特徴とす
る光ファイバ結合装置。 - 【請求項５】 光ファイバ拡大鏡から照射対象側光ファ
イバへ出射される光ビームを集光する集光レンズを備え
た請求項３あるいは請求項４のいずれかに記載の光ファ
イバ結合装置。 - 【請求項６】 それぞれ光出射端が光入射端に対して拡
径され且つ並列に結合された多数の光ファイバ素線より
なる光ファイバ拡大鏡を、露光用光源から露光対象物へ
の光ビームの伝送経路に配置したことを特徴とする露光
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10191610A JP2000019453A (ja) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | ビームプロファイル均一化装置及び光ファイバ結合装置並びに露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10191610A JP2000019453A (ja) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | ビームプロファイル均一化装置及び光ファイバ結合装置並びに露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000019453A true JP2000019453A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=16277506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10191610A Pending JP2000019453A (ja) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | ビームプロファイル均一化装置及び光ファイバ結合装置並びに露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000019453A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002231618A (ja) * | 2001-02-02 | 2002-08-16 | Toshiyuki Horiuchi | 液晶マトリックス投影露光装置 |
| WO2016031895A1 (ja) * | 2014-08-28 | 2016-03-03 | 古河電気工業株式会社 | レーザ光照射装置 |
-
1998
- 1998-07-07 JP JP10191610A patent/JP2000019453A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002231618A (ja) * | 2001-02-02 | 2002-08-16 | Toshiyuki Horiuchi | 液晶マトリックス投影露光装置 |
| WO2016031895A1 (ja) * | 2014-08-28 | 2016-03-03 | 古河電気工業株式会社 | レーザ光照射装置 |
| JPWO2016031895A1 (ja) * | 2014-08-28 | 2017-06-15 | 古河電気工業株式会社 | レーザ光照射装置 |
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