JP2009160613A - レーザビーム照射方法およびレーザビーム照射装置 - Google Patents
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Abstract
DOEを用い、複数のレーザビーム源から出射したレーザビームを加算して、パワー密度を高めた照射光を形成する。
【解決手段】
レーザビーム照射方法は、第1のレーザビームを、第1の位置で第1の反射ミラーにより第1の方向に平行な方向に反射させ、発散光として進行させる工程と、 第2のレーザビームを、第1の位置の近傍の第2の位置で第2の反射ミラーにより第1の方向に平行な方向に反射させ、発散光として進行させる工程と、第3のレーザビームを、第1の反射ミラーと第2の反射ミラーの間を通って、第1の方向に平行に発散光として進行させる工程と、重なりを持って第1の方向に進行する、第1、第2、第3のレーザビームの合波光を受け、平行ビームにする工程と、平行ビームを回折光学素子に入射させ、回折を生じさせる工程と、を含む。
【選択図】 図1
Description
第1のレーザビームを、第1の位置で第1の反射ミラーにより第1の方向に平行な方向に反射させ、発散光として進行させる工程と、
第2のレーザビームを、前記第1の位置の近傍の第2の位置で第2の反射ミラーにより前記第1の方向に平行な方向に反射させ、発散光として進行させる工程と、
第3のレーザビームを、前記第1の反射ミラーと前記第2の反射ミラーの間を通って、前記第1の方向に平行に発散光として進行させる工程と、
重なりを持って前記第1の方向に進行する、前記第1、第2、第3のレーザビームの合波光を受け、平行ビームにする工程と、
前記平行ビームを回折光学素子に入射させ、回折を生じさせる工程と、
を含むレーザビーム照射方法
が提供される。
互いに近づく方向に進行し、少なくともある位置より下流で発散する第1、第2のレーザビームを形成する第1、第2の光学系と、
前記第1、第2のレーザビームを受ける位置に配置され、前記第1、第2のレーザビームを第1の方向と平行な方向に反射する第1、第2の反射ミラーと、
前記第1、第2の反射ミラーの間を通って、前記第1の方向と平行な方向に進行し、少なくともある位置より下流で発散する第3のレーザビームを形成する第3の光学系と、
前記第1、第2、第3のレーザビームが重なりを持った発散光となって進行する位置で、前記第1、第2、第3のレーザビームの合波光を受け、平行ビームにするコリメート光学系と、
前記平行ビームを受け、回折を生じさせる回折光学素子と、
を有するレーザビーム照射装置
が提供される。
2台のレーザ光源31,32もxy面上で並列に配置され、互いに直交する偏光のレーザビームをx方向に出射する。一方のレーザ光源31から出射したレーザビームは、偏光ビームスプリッタで形成された合波器34に入射し、そのまま透過する。他方のレーザ光源32から出射したレーザビームは、ミラー33でy方向に反射され、合波器34でx方向に反射されて、一方のレーザ光源31から出射したレーザビームと同軸で合波され、レーザビームLB3を形成する。レーザビームLB3は、ビームエキスパンダ35に入射し、ビーム径を拡大して、ミラー36でy方向に反射され、収束レンズ37に入射する。収束レンズ37は、収束ビームを形成し、台形プリズム1の図中下側斜面に形成された反射ミラーM2でx方向に反射する。レーザビームLB3は、レーザビームLB1と互いに近づく方向に進行し、収束した状態で台形プリズム1で反射され、その後発散レーザビームとなってx方向に進みコリメートレンズ2に入射する。
M1,M2 反射ミラー、
2 コリメート光学系、
3 回折光学素子(DOE)、
4 像面、
5 結像光学系、
6 落射ミラー、
7 結像光学系、
8 処理基板、
9 ステージ、
11,12,21,22,31,32 レーザ光源、
13,23,33 反射ミラー、
14,24,34 偏光ビームスプリッタ、
15,25,35 ビームエキスパンダ、
16,36 反射ミラー、
17,27,37 収束光学系、
40 支持部材、
42,43 直角プリズム、
44 開口、
50 発散光学系。
Claims (15)
- 第1のレーザビームを、第1の位置で第1の反射ミラーにより第1の方向に平行な方向に反射させ、発散光として進行させる工程と、
第2のレーザビームを、前記第1の位置の近傍の第2の位置で第2の反射ミラーにより前記第1の方向に平行な方向に反射させ、発散光として進行させる工程と、
第3のレーザビームを、前記第1の反射ミラーと前記第2の反射ミラーの間を通って、前記第1の方向に平行に発散光として進行させる工程と、
重なりを持って前記第1の方向に進行する、前記第1、第2、第3のレーザビームの合波光を受け、平行ビームにする工程と、
前記平行ビームを回折光学素子に入射させ、回折を生じさせる工程と、
を含むレーザビーム照射方法。 - 前記第1、第2、第3のレーザビームを収束光として前記第1、第2の反射ミラー、およびその間に進行させる工程、
をさらに含む請求項1記載のレーザビーム照射方法。 - 前記平行ビームは、前記回折光学素子上で、ガウス分布型強度分布を有する請求項1または2記載のレーザビーム照射方法。
- 前記回折光学素子から出射した合成レーザビームを、結像光学系を介して処理対象物上に照射する工程、
をさらに有する請求項1〜3のいずれか1項記載のレーザビーム照射方法。 - 前記合成レーザビームは、像面上で所定ビーム形状と均一化された光強度分布を形成する請求項4記載のレーザビーム照射方法。
- 前記第1、第2、第3のレーザビームは、それぞれ偏光方向が直交する2本のレーザビームを同軸上に合波したレーザビームである請求項1〜5のいずれか1項記載のレーザビーム照射方法。
- 互いに近づく方向に進行し、少なくともある位置より下流で発散する第1、第2のレーザビームを形成する第1、第2の光学系と、
前記第1、第2のレーザビームを受ける位置に配置され、前記第1、第2のレーザビームを第1の方向と平行な方向に反射する第1、第2の反射ミラーと、
前記第1、第2の反射ミラーの間を通って、前記第1の方向と平行な方向に進行し、少なくともある位置より下流で発散する第3のレーザビームを形成する第3の光学系と、
前記第1、第2、第3のレーザビームが重なりを持った発散光となって進行する位置で、前記第1、第2、第3のレーザビームの合波光を受け、平行ビームにするコリメート光学系と、
前記平行ビームを受け、回折を生じさせる回折光学素子と、
を有するレーザビーム照射装置。 - 前記第1、第2、第3の光学系が、前記第1、第2、第3のレーザビームを収束光として前記第1、第2の反射ミラー、およびその間に進行させる収束光学系を含む請求項7記載のレーザビーム照射装置。
- 前記平行ビームは、前記回折光学素子上でガウス分布型強度分布を有する請求項7または8記載のレーザビーム照射装置。
- 前記回折光学素子は、像面上で所定のビーム形状と強度分布を形成する出力光を生成する請求項7〜9のいずれか1項記載のレーザビーム照射装置。
- 前記第1、第2の反射ミラーが、共通底面、中間部に前記共通底面と平行な平面、その両側に対称的な形状の斜面を含む対向面を有し、前記斜面上に反射ミラーが形成された台形プリズムによって構成された請求項7〜10のいずれか1項記載のレーザビーム照射装置。
- 前記回折光学素子の下流に配置された結像光学系と、
前記結像光学系の下流で処理対象物を載置するテーブルと、
をさらに有する請求項7〜11のいずれか1項記載のレーザビーム照射装置。 - 前記処理対象物上で、照射光が所定のビーム形状と均一化された強度分布を有する請求項12記載のレーザビーム照射装置。
- 前記第1、第2、第3のレーザビームを前記第1の方向に平行に、かつ同一平面上に出射する第1、第2、第3のレーザ光源と、
前記第1および第2のレーザビームを、前記第1の方向と直交する第2の方向に沿って、かつ互いに近づく方向に反射する第1、第2の反射ミラーと、
をさらに有する請求項7〜13のいずれか1項記載のレーザビーム照射装置。 - 前記第1、第2、第3のレーザ光源が、それぞれ偏光方向が直交する2本のレーザビームを同軸上に合波したレーザビームを、前記第1、第2、第3のレーザビームとして出射する請求項14記載のレーザビーム照射装置。
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