JP2007027289A - 照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体レーザによる均一照射を高精度に行うことが可能な照射装置を提供する。
【解決手段】 １／２λ板２２が、半導体レーザ１からの射出レーザ光における偏光状態の変化を利用して、被照射物５への照射光量を調整する。また、検出手段３は、調整された射出レーザ光のうち、被照射物５への照射には利用されない偏光ビームスプリッタ２３の透過光から、実際に被照射物５への照射に利用される偏光成分（Ｓ偏光成分Ｓ２）に対応する偏光成分（Ｓ偏光成分Ｓ４）のみを、選択的に検出する。制御手段４は、この特定の偏光成分Ｓ４の検出結果に基づいて、１／２λ板２２による光量の調整動作の制御を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体レーザを光源として被照射物に対して光照射を行う照射装置に関する。

従来より、例えば液晶表示装置や有機ＥＬ（ElectroLuminescence）表示装置の製造工程において、回路素子などを多結晶シリコンにより形成するため、半導体レーザを用いてシリコン薄膜をアニールする方法が知られている。このように半導体レーザ光によりアニールする方法は、シリコン薄膜を部分的に照射するため、基板全体が高温となってしまうのを回避することができ、基板としてガラス基板を用いることができるという利点がある。

また、このような半導体レーザによるアニールを行う際には、照射光の光量を制御し、均一なアニールを行うことが重要である。ここで、この照射光の光量を制御する手法としては、半導体レーザ自身の駆動電流を制御するという方法があるが、この手法では駆動電流の変化に応じてレーザ光の射出角度や出力するモード数も変化してしまうことから、照射状況が変化してしまうという欠点がある。そこで従来より、照射光の光量を制御する手法としては、外部から制御する方法がとられている。

図６は、このような外部制御を用いた従来の照射装置の全体構成の一例を表したものである（例えば、特許文献１参照）。

この照射装置では、レーザ装置１０１から射出された光束は、エネルギー調整手段１２２および反射鏡１２０Ａ，１２０Ｂを介して、ホモジナイザ１２１に入射する。ホモジナイザ１２１では入射した光束の強度が均一化され、この均一化された光束は、ミラー１２３によってその一部が反射される。そして反射された光束は、対物レンズ１２５によって、ステージ１０６に搭載された被照射物１０６に対して、線状ビームとして照射される。一方、均一化された光束の一部はミラー１２３を透過し、この透過した光束は、レンズ１３３を介して撮像素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）１３２に入射するようになっている。ここで、このＣＣＤ１３２によって撮像された像は、被照射物１０５上の被被照射面と共役な関係となっている。よって、例えばレーザ装置１０１の出力変化（光量の変化）が生じた場合には、ＣＣＤ１２３によって撮像される像の変化をモニタすると共にその変化をＣＣＤ出力演算装置１４１で解析し、その解析結果に基づいて制御装置１４２がエネルギー調整手段１２２の調整動作を制御することで、レーザ装置１０１の出力変化を補償し、出力（光量）を一定に保つようになっている。

ここで、このエネルギー調整手段１２２としては、例えば図７に示したような一対の可変減衰器（アッテネータ）１２２Ａ，１２２Ｂが挙げられる。これら可変減衰器１２２Ａ，１２２Ｂは、回転方向ｒ１０１，ｒ１０２において互いに異なる方向に同角度回転するようになっており、この回転角に応じて光束Ｌ１０１の透過率が変化することで、光束の光量に対する制御がなされるようになっている。

なお、例えば特許文献２には、このようなエネルギー調整手段の別の構成例として、図８に示したように、１／２λ板２２２Ａと偏光ビームスプリッタ２２２Ｂとから構成されるもの（エネルギー調整手段２２２）が開示されている。このエネルギー調整手段２２２では、１／２λ板２２２Ａが符号ｒ２０１で示したように回転することで光束Ｌ２０１の透過率が変化し、これにより光束の光量に対する制御がなされるようになっている。

特開２００３−２５８３４９号公報 特開２００４−１５８８３７号公報

しかしながら、特許文献１で使用されているような可変減衰器では、その回転角に応じて、透過する光束の光量に加えてその偏光状態も変化してしまう。よって、上記した半導体レーザ光によるアニール方法のように、光束の偏光状態の影響を受けるレーザ照射プロセスに適用した場合、高精度で均一照射するのは困難である。なお、非結晶シリコン薄膜に対するレーザ照射プロセスでは、このような偏光の影響を特に受けやすいこということが学会等で報告されている。

一方、特許文献２では、上述したように可変減衰器の代わりに、１／２λ板および偏光ビームスプリッタによって光束の光量に対する制御がなされていることから、特許文献１のような問題点はない。しかしながら、この特許文献２には、光量を検出する部分を含めた実際の制御系については、具体的には開示されていない。

このように、光束の偏光状態の変化を考慮せずに光量の制御を行っている従来の技術では、半導体レーザによる光照射を行う場合に、均一照射を高精度に行うのが困難であった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、半導体レーザによる均一照射を高精度に行うことが可能な照射装置を提供することにある。

本発明の照射装置は、レーザ光を射出する半導体レーザ光源と、この半導体レーザ光源から射出される射出レーザ光の偏光状態を変化させることでこの射出レーザ光の光量を調整すると共に、調整後の射出レーザ光における特定の偏光成分のみを用いて被照射物へ照射する照射光学系と、この照射光学系により調整された射出レーザ光のうちの被照射物への照射には利用されない光から、上記特定の偏光成分に対応する偏光成分のみを選択的に検出する検出手段と、この検出手段による特定の偏光成分の検出結果に基づいて、被照射物への照射光の光量が一定に保たれるように照射光学系の調整動作を制御する制御手段とを備えたものである。

本発明の照射装置では、半導体レーザ光源から射出された射出レーザ光は、その偏光状態が照射光学系によって変更され、これにより射出レーザ光の光量が調整される。そして調整された射出レーザ光は、同じく照射光学系によって、その特定の偏光成分のみが用いられて被照射物へ照射される。ここで、検出手段によって、調整された射出レーザ光のうち、被照射物への照射には利用されない光から、特定の偏光成分に対応する偏光成分のみが選択的に検出される。そしてこの特定の偏光成分の検出結果に基づいて、被照射物への照射光の光量が一定に保たれるように、照射光学系の調整動作に対する制御がなされる。

本発明の照射装置によれば、射出レーザ光における偏光状態の変化を利用して射出レーザ光の光量を調整すると共に、調整後の射出レーザ光のうちの被照射物への照射には利用されない光から、実際に被照射物への照射に利用される特定の偏光成分に対応する偏光成分のみを選択的に検出し、この特定の偏光成分の検出結果に基づいて光量の調整動作を制御するようにしたので、半導体レーザによる均一照射を高精度に行うことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る照射装置の全体構成を表すものである。この照射装置は、半導体レーザ１と、照射光学系２と、検出手段３と、制御手段４とから構成されており、ステージ６上に搭載された被照射物５に対して、半導体レーザ１から射出されたレーザ光を照射するものである。

半導体レーザ１は、ブロードエリア型の半導体レーザから構成されている。この半導体レーザ１としては、射出されるレーザ光の波長が７００〜１０００ｎｍのものを用いることが可能であるが、例えば、高出力の半導体レーザである波長が８００ｎｍ近傍のもの、または波長が９４０ｎｍ近傍のものを用いることが好ましい。光源が小型化すると共に、射出されるレーザ光を線状ビームに形成しやすくなるためである。

照射光学系２には、ホモジナイザ２１と、１／２λ板２２と、偏光ビームスプリッタ２３と、１／４λ板２４と、対物レンズ２５とが含まれている。照射光学系２はこのような構成により、半導体レーザ１からの射出レーザ光の偏光状態を変化させてその光量を調整すると共に、調整後の射出レーザ光における特定の偏光成分（この場合、Ｓ偏光成分）のみを用いて被照射物５へ照射するようになっている。

ホモジナイザ２１は、半導体レーザ１からの射出レーザ光を長軸方向に均一化するものであり、例えば一対のシリンドリカルレンズアレイ（図示せず）から構成される。また、その場合これら一対のシリンドリカルレンズアレイを長軸方向にパワーを持つように配置したり、さらにもう一対を短軸方向にパワーを持つように配置してもよい。なお、このホモジナイザ２１は、本発明における「均一化光学系」の一具体例に対応する。

１／２λ板２２は、ホモジナイザ２１から供給される均一化された光束の偏光を調節するものである。具体的には、後述する制御部４２からの制御信号Ｓoutに応じて回転することでこの光束の偏光状態を変化させ、半導体レーザ１の出力が変化した場合でも、偏光ビームスプリッタ２３での反射光の光量が常に一定に保たれるようになっている。

偏光ビームスプリッタ２３は、１／２λ板２２を透過した光束のうち、特定の偏光成分のみを選択的に透過するものである。具体的には、この光束のうちのＰ偏光成分を透過すると共にＳ偏光成分を反射し、これにより光束をＳ偏光成分とＰ偏光成分とを分離するものである。なお、この偏光ビームスプリッタ２３では、Ｓ偏光成分もわずかながら漏れ光として透過し、後述するように検出手段３は、このＳ偏光成分の漏れ光を検出するようになっている。また、１／４λ板２４は、偏光ビームスプリッタ２３からの入射光の直交する偏光方位の位相差を９０度つけるものである。

ここで、これら偏光ビームスプリッタ２３および１／４λ板２４は、いわゆるアイソレータとして機能し、被照射物５からの反射光Ｌｒ１が半導体レーザ１へ戻るのを防ぎ、半導体レーザ１の破壊を防止するようになっている。具体的には、図１に示したように、
偏光ビームスプリッタ２３で選択反射されたＳ偏光成分は、１／４λ板２４を透過することで上記のように直交する偏光方位の位相差が９０度つき、さらに被照射物５の被照射面で反射され、１／４λ板を透過することで再びその位相差が９０度つくとＰ偏光成分となることから、偏光ビームスプリッタを透過し、半導体レーザ１へは戻ることができないようになっている。

対物レンズ２５は、１／４λ板２４を透過した光束を集光し、均一化されると共にその光量が一定に保たれた線状ビームとして、被照射物５に対して照射するものである。

次に、検出手段３は、１／２λ板２２によって光量が調整された光束のうちの被照射物５への照射には利用されない光、すなわち前述の偏光ビームスプリッタ２３の透過光から、被照射物５への照射に利用される偏光成分に対応する偏光成分（この場合、Ｓ偏光成分）のみを選択的に検出するものである。この検出手段３には、偏光子３１と、光検出器３２とが含まれている。

偏光子３１は、偏光ビームスプリッタ２３の透過光のうち、被照射物５への照射に利用される偏光成分に対応する偏光成分（この場合、Ｓ偏光成分）のみを選択的に透過させるものである。また、光検出器３２は、偏光子３１を選択透過した偏光成分（この場合、Ｓ偏光成分）の光を検出するものであり、例えばフォトダイオードなどから構成される。

次に、制御手段４は、検出手段３による特定の偏光成分（この場合、Ｓ偏光成分）の検出結果に基づいて、被照射物５への照射光の光量が一定に保たれるように照射光学系２における１／２λ板２２の光量調整動作を制御するものである。この制御手段４には、演算部４１と、制御部４２とが含まれている。

演算部４１は、検出手段３の光検出器３２から出力される特定の偏光成分（この場合、Ｓ偏光成分）の検出データＤoutに基づいて、被照射物５への照射光の光量が一定に保たれるように制御するための所定の演算処理を行うものである。また、制御部４２は、この演算部４１から出力される演算結果Ｃoutに基づいて制御信号Ｓoutを出力し、実際に１／２λ板２２の光量調整動作を制御するものである。これにより１／２λ板２２では、制御信号Ｓoutに応じて回転することで光束の偏光状態が変化し、被照射物５への照射光の光量も一定に保たれるようになっている。

被照射物５は、その被照射面に照射光（上記したように、均一化されると共にその光量が一定に保たれた線状ビーム）が照射されるものであり、具体的には例えば、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置におけるＴＦＴ（Thin Film Transistor）パネルなどが挙げられる。また、ステージ６は、この被照射物５を搭載するものであり、図示しない走査制御部による制御に応じて被照射物５を搭載面で走査することにより、照射光の照射位置を相対移動させ、被照射物５の被照射面全体を照射するようになっている。

次に、図１および図２を参照して、このような構成からなる照射装置の作用について説明する。ここで、図２は、図１に示した照射光学系２および検出手段３のうち、偏光ビームスプリッタ２３、偏光子３１および光検出器３２の部分の構成を斜視図で表したものである。

まず、図１に示したように、半導体レーザ１からレーザ光が射出され、ホモジナイザ２１によって、その長軸方向が均一化される。この均一化された射出レーザ光（Ｓ偏光成分Ｓ０とＰ偏光成分Ｐ０とから構成）の偏光状態は、１／２λ板２２によって変更される。具体的には、Ｓ偏光成分Ｓ０とＰ偏光成分Ｐ０との偏光比が変更され、これにより均一化された被照射物５への照射光量が調整される。なお、この場合後述するように被照射物５への照射に用いられるのは主にＳ偏光成分であるので、Ｐ偏光成分Ｐ１よりもＳ偏光成分Ｓ１のほうが強度が大きくなるようになっている。

そして図２に示したように、調整後の射出レーザ光（Ｓ偏光成分Ｓ１とＰ偏光成分Ｐ１とから構成）は、偏光ビームスプリッタ２３によって主にＳ偏光成分Ｓ２とＰ偏光成分Ｐ３とに分離され、Ｓ偏光成分Ｓ２は１／４λ板２４および対物レンズ２５を介して被照射物５の被照射面に均一化されると共にその光量が一定に保たれた線状ビームとして選択照射される一方、Ｐ偏光成分Ｐ３は検出手段３の偏光子３１へ入射する。また、偏光ビームスプリッタ２３および１／４λ板２４がアイソレータとして機能することにより、被照射物５の被照射面からの反射光Ｌｒ１が半導体レーザ１へ到達するのが防止される。なお、図２に示したように、被照射物５へ向かう光の偏光成分としては、上述のＳ偏光成分Ｓ２に加えてＰ偏光成分Ｐ２も存在しているが、非常に微量であるため、その影響は無視できる程度のものである。また、偏光子３１へ向かう光の偏光成分としては、上述のＰ偏光成分Ｐ３に加えてＳ偏光成分Ｓ３も、漏れ光としてわずかながら存在している。

ここで、検出手段３の偏光子３１では、１／２λ板２２によって光量調整後の光束のうち、偏光ビームスプリッタ２３を透過した射出レーザ光（Ｐ偏光成分Ｐ３と微量のＳ偏光成分Ｓ３とから構成）、すなわち被照射物５への照射には利用されない光から、被照射物５へ照射されるのに利用される偏光成分に対応する偏光成分（この場合、Ｓ偏光成分Ｓ４）のみが、選択的に透過する。したがって、光検出器３２では、被照射物５への照射に用いる偏光成分と同じＳ偏光成分の光が、選択的に検出される。また、検出されるこのＳ偏光成分Ｓ４は、偏光ビームスプリッタ２３からの漏れ光（Ｓ偏光成分Ｓ３）に基づくものであり、その光量は実際に被照射物５への照射に用いるＳ偏光成分Ｓ２の光量と相関関係があることから、実際に被照射物５への照射に用いるＳ偏光成分Ｓ２の光量を把握することができる。よって、演算部４１によって、この光検出器３２での検出データＤoutに基づいて所定の演算処理が行われ、この演算結果Ｃoutに基づいて制御部４２から制御信号Ｓoutが出力されることで、被照射物５への照射光の光量が一定に保たれるように、１／２λ板２２の光量調整動作に対する制御がなされる。

具体的には、例えば経時的な要因等によって半導体レーザ１からの射出光の偏光比（＝Ｓ偏光成分の光量／Ｐ偏光成分の光量）が変化した場合において、偏光比が小さくなったとき（Ｓ偏光成分の光量が減少したとき）には、被照射物５への照射に用いるＳ偏光成分Ｓ２の光量（照射光量）の減少に伴い、光検出器３２で検出されるＳ偏光成分Ｓ４の光量（検出光量）も相関して減少することから、制御手段４では、１／２λ板２２を透過するＳ偏光成分Ｓ１の光量が増加するような制御がなされ、その結果、照射光量が増加し、偏光比の変化前に対して照射光量が一定に保たれる。また逆に、偏光比が大きくなったとき（Ｓ偏光成分の光量が増加したとき）には、照射光量の増加に伴って検出光量も相関して増加することから、制御手段４では、１／２λ板２２を透過するＳ偏光成分Ｓ１の光量が減少するような制御がなされ、その結果、照射光量が減少し、偏光比の変化前に対して照射光量が一定に保たれる。このようにして、検出手段３では、実際の照射光量と相関する検出光量が検出されると共に、実際に照射される偏光成分と同一の偏光成分の光のみが選択的に検出されるので、従来と比べてより高精度な光量調整がなされる。

ここで、図３は、半導体レーザ１からの射出レーザ光の偏光比と、上述した検出光量（光検出器３２で検出されるＳ偏光成分Ｓ４の光量）および照射光量（被照射物５への照射に利用されるＳ偏光成分Ｓ２の光量）との関係の一例を表したものである。この図において、縦軸は光量を、横軸は射出レーザ光の偏光比をそれぞれ示しており、この特性図は、一例として射出レーザ光の偏光比が約５０から約２０まで減少した場合のものである。この図から分かるように、偏光比が減少した場合、Ｐ偏光成分の光量が増加することから、例えば従来のように検出手段３に偏光子３１を設けない場合、すなわち偏光状態の変化を考慮しないで光量調整の制御を行った場合には、符号Ｇ１２で示したように、Ｐ偏光成分の増加の影響を受けて、符号Ｇ１０で示した照射光量との誤差が大きくなってしまう。これに対して、本実施の形態の照射装置では、検出手段３に偏光子３１を設け、偏光状態の変化を考慮して光量調整の制御を行っているので、符号Ｇ１１で示したように、符号Ｇ１０で示した照射光量との誤差がほとんどなく、また照射光量が一定に保たれていることが分かる。なお、この偏光子３１として、通常使用される消光比が２００：１程度のものであれば、この照射光量と検出光量との誤差を約１．５％程度まで抑えることができる。

また、図４は、偏光子３１の有無による照射光量と検出光量との関係の一例を表したものであり、縦軸は検出光量を、横軸は照射光量を、それぞれ示している。この図から、符号Ｇ２１で示した偏光子３１がある場合では、検出光量と実際の照射光量とが正の相関関係にあるのに対して、符号Ｇ２２で示した偏光子３１がない場合では、検出光量と実際の照射光量とが、負の相関関係にある。したがって、偏光子３１を設けている本実施の形態の場合では照射光量の光量調整の制御を行うことができるが、偏光子３１を設けていない従来の場合では、照射光量の光量調整の制御を行うことができないことが分かる。

以上のように、本実施の形態では、半導体レーザ１からの射出レーザ光における偏光状態の変化を利用して１／２λ板２２が射出レーザ光の偏光状態を調整すると共に、調整された射出レーザ光のうちの被照射物５への照射には利用されない偏光ビームスプリッタ２３の透過光から、実際に被照射物５への照射に利用される偏光成分（Ｓ偏光成分Ｓ２）に対応する偏光成分（Ｓ偏光成分Ｓ４）のみを選択的に検出し、この特定の偏光成分Ｓ４の検出結果に基づいて、１／２λ板２２による光量の調整動作の制御を行うようにしたので、半導体レーザによる均一照射を高精度に行うことが可能となる。

また、偏光ビームスプリッタ２３および１／４λ板２４がアイソレータとして機能するようにしたので、被照射物５の被照射面からの反射光Ｌｒ１が半導体レーザ１へ到達するのを防止することができる。

さらに、半導体レーザ１をブロードエリア型のものから構成したので、高照射光量密度でアニール処理を行うことが可能となる。よって、レーザアニールに適した照射装置を構成することが可能となる。

［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る照射装置の全体構成を表すものである。なお、この図において第１の実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、第１の実施の形態と異なる照射光学系および検出手段についてのみ説明する。

本実施の形態の照射光学系は、ホモジナイザ２１と１／２λ板２２との間に、ホモジナイザ２１側から、絞り２６およびリレーレンズ２７とをさらに設けると共に、偏光子３１と光検出器３２との間に、偏光子３１側から、集光レンズ３３および空間周波数フィルタ３４を設けたものである。ここで、リレーレンズ２７および集光レンズ３３は、本発明における「共役像形成手段」の一具体例に対応する。

絞り２６は、その開口を制御することにより、被照射物５に対する照射光の照射領域を調整し、線状ビームの長軸方向の領域成形を行うものである。これにより、例えば被照射物５が液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置におけるＴＦＴを作成するための基板である場合、例えばこの照射領域を１画素のサイズに合わせた長軸サイズに調整すると共に短軸方向にステージ６を走査することで、各画素が均一に照射される。

また、リレーレンズ２７および集光レンズ３３は、絞り２６の位置に形成される均一化空間像７１に対する共役像７２を、空間周波数フィルタ３４の位置に形成するものである。また、空間周波数フィルタ３４は、集光レンズ３３から光検出器３２へ入射するＳ偏光成分Ｓ４のうち、所定の周波数領域の光のみを選択的に透過させるものである。このような構成により、絞り２６における均一化空間像７１と空間周波数フィルタ７２における共役像７２とが共役な配置関係にあることから、例えば絞り２６によって被照射物５における照射領域が変更されたとしても、偏光成分Ｓ４の光は、全て空間周波数フィルタ３４を透過する。したがって、絞り２６により照射領域を偏光させたとしても、高精度かつ確実に照射光量の制御がなされる。また、空間周波数フィルタ３４をこの位置に設けたことで、図５に示したように、例えば被照射物５からの反射光Ｌｒ２が光検出器３２方向へ入射する場合でも、入射するのを防ぐことができる。

以上のように、本実施の形態では、照射光学系２において絞り２６を設けるようにしたので、第１の実施の形態における効果に加え、被照射物５に対する照射光の照射領域を調整し、線状ビームの長軸方向の領域成形を行うことが可能となる。

また、検出手段３においてリレーレンズ２７および集光レンズ３３を設け、絞り２６における均一化空間像７１と空間周波数フィルタ７２における共役像７２とを共役な配置関係としたので、第１の実施の形態における効果に加え、絞り２６により照射領域を変更させたとしても、高精度かつ確実に照射光量の制御を行うことができる。

なお、本実施の形態では、アイソレータとして機能する偏光ビームスプリッタ２３および１／４λ板２４を、リレーレンズ２７と対物レンズ２５との間に配置するのが望ましい。また、１／２λ板２２は、リレーレンズ２７よりも被照射物５側へ配置するのが望ましい。より平行光束に近い位置にこれらを配置するほうが、結像性能の低下をより効果的に防止することができるからである。

以上、第１および第２の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態では、半導体レーザ１をブロードエリア型のものから構成した場合について説明したが、半導体レーザ１の構成はこれには限られず、他のものから構成してもよい。

また、上記実施の形態では、照射装置の構成を具体的に挙げて説明したが、照射装置の構成はこれらの場合には限定されず、例えば各レンズ等に加えて、他のレンズ等を配置するようにしてもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る照射装置の全体構成を表すブロック図である。 図１に示した照射光学系および検出手段の部分構成を表す斜視図である。 射出レーザ光の偏光比と検出光量および照射光量との関係を表す特性図である。 偏光子の有無による照射光量と検出光量との関係を表す特性図である。 本発明の第２の実施の形態に係る照射装置の全体構成を表すブロック図である。 従来の照射装置の構成の一例を表すブロック図である。 図６に示したエネルギー調整手段の構成の一例を表す模式図である。 従来の照射装置におけるエネルギー調整手段の構成の他の例を表す模式図である。

符号の説明

１…半導体レーザ、２…照射光学系、２１…ホモジナイザ、２２…１／２λ板、２３…偏光ビームスプリッタ、２４…１／４λ板、２５…対物レンズ、２６…絞り、２７…リレーレンズ、３…検出手段、３１…偏光子、３２…光検出器、３３…集光レンズ、３４…空間周波数フィルタ、４…制御手段、４１…演算部、４２…制御部、５…被照射物、６…ステージ、７１…均一化空間像、７２…共役像、Ｓ０〜Ｓ４…Ｓ偏光成分、Ｐ０〜Ｐ４…Ｐ偏光成分、Ｄout…検出データ、Ｃout…演算結果、Ｓout…制御信号、Ｌｒ１，Ｌｒ２…反射光。

Claims (8)

1. レーザ光を射出する半導体レーザ光源と、
   前記半導体レーザ光源から射出される射出レーザ光の偏光状態を変化させることでこの射出レーザ光の光量を調整すると共に、調整後の射出レーザ光における特定の偏光成分のみを用いて被照射物へ照射する照射光学系と、
   前記照射光学系により調整された射出レーザ光のうちの前記被照射物への照射には利用されない光から、前記特定の偏光成分に対応する偏光成分のみを選択的に検出する検出手段と、
   前記検出手段による特定の偏光成分の検出結果に基づいて、前記被照射物への照射光の光量が一定に保たれるように前記照射光学系の調整動作を制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とする照射装置。
2. 前記照射光学系は、
   前記射出レーザ光の偏光を調整する１／２λ板と、
   前記１／２λ板と前記被照射物との間に配置され、前記調整後の射出レーザ光における特定の偏光成分のみを用いて被照射物へ照射する偏光ビームスプリッタおよび１／４λ板とを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の照射装置。
3. 前記偏光ビームスプリッタおよび前記１／４λ板は、前記被照射物で反射された前記照射光が前記半導体レーザ光源まで戻るのを防ぐアイソレータとして機能している
   ことを特徴とする請求項２に記載の照射装置。
4. 前記照射光学系は、前記射出レーザ光の光束を均一化して均一化空間像を生成すると共にこの均一化空間像をなす光束を前記１／２λ板へ供給する均一化光学系と、
   前記均一化空間像の生成位置に配置され、前記被照射物に対する照射領域を調整する絞りと、
   前記均一化空間像を投影して前記被照射物へ照射する投影光学系とを含む
   ことを特徴とする請求項２に記載の照射装置。
5. 前記検出手段は、
   前記調整後の射出レーザ光のうちの前記被照射物への照射には利用されない光から、前記特定の偏光成分に対応する偏光成分のみを選択的に透過する偏光光学系と、
   前記偏光光学系を透過した光を検出する光検出器とを含む
   ことを特徴とする請求項４に記載の照射装置。
6. 前記検出手段は、
   前記均一化空間像に対する共役像を形成する共役像形成手段と、
   前記共役像の形成位置に配置され、所定の周波数領域の光のみを選択的に透過する空間周波数フィルタとを含む
   ことを特徴とする請求項５に記載の照射装置。
7. 前記制御手段は、前記特定の偏光成分の検出結果に基づいて前記１／２λ板を回転させることで前記射出レーザ光の偏光状態を変化させ、前記照射光の光量が一定に保たれるように制御する
   ことを特徴とする請求項２に記載の照射装置。
8. 前記半導体レーザ光源が、ブロードエリア型の半導体レーザにより構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の照射装置。

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