JP2013248656A - Laser beam irradiation method and laser beam irradiation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ光学系を通してレーザ光を被処理体に照射するレーザ光照射方法およびレーザ光照射装置に関する。 The present invention relates to a laser light irradiation method and a laser light irradiation apparatus for irradiating a workpiece with laser light through a laser optical system.
半導体製造工程におけるウエハ活性化処理などには、高出力レーザを用いたレーザ光照射装置が用いられている。このようなレーザ光照射装置では、レンズなどの光学部材を含む光学系を通してレーザ光を導いている。この際に、レーザ光がレーザ光学系を構成するレンズなどの光学部材を通過して光学部材がレーザ光で加熱されることで、照射されるレーザ光の焦点位置やビームサイズが変化する熱レンズ効果という現象が発生する。熱レンズ効果が発生すると、結果的に被処理体に対するレーザ光の照射条件が変化する。
このため、レーザ光照射装置によるレーザ光の照射条件を安定化するには、熱レンズ効果により変化したレーザ光の焦点位置やビームサイズを調整して、焦点位置、ビームサイズなどの照射条件を一定に保つことが望ましい。これまで、熱レンズ効果によるレーザ光の照射条件の変化を抑制する技術としては、例えば特許文献1、2などに提案されているものがある。
A laser beam irradiation apparatus using a high-power laser is used for wafer activation processing in a semiconductor manufacturing process. In such a laser beam irradiation apparatus, the laser beam is guided through an optical system including an optical member such as a lens. At this time, the laser beam passes through an optical member such as a lens constituting a laser optical system, and the optical member is heated by the laser beam, so that the focal position and the beam size of the irradiated laser beam change. The phenomenon of effect occurs. When the thermal lens effect occurs, the irradiation condition of the laser beam on the object to be processed changes as a result.
Therefore, in order to stabilize the laser light irradiation conditions by the laser light irradiation device, the focal position and beam size of the laser light changed by the thermal lens effect are adjusted, and the irradiation conditions such as the focal position and beam size are fixed. It is desirable to keep Until now, as a technique for suppressing the change in the irradiation condition of the laser beam due to the thermal lens effect, for example, those proposed in
図5は、特許文献1に記載された従来のレーザ加工装置を示す概略図である。
レーザ発振器101は、リアミラー103と出力鏡104とを有する光共振器102を備えている。レーザ発振器101の出力鏡104から出力されるレーザビームの光路上には、コリメーション光学系105および集光光学系108を順次介して被加工物109が配置されている。コリメーション光学系105は、コリメーションレンズ106、107により構成され、一方のコリメーションレンズ107には、これを移動する駆動ステージ110が設けられている。さらに、コリメーション光学系105と集光光学系108との間には、ハーフミラー111が配置されている。
ハーフミラー111の反射側には、ハーフミラー111により反射されたレーザビームの一部を反射して分岐するハーフミラー112、113がそれぞれ配置されている。ハーフミラー112、113に対しては、それぞれハーフミラー112、113により分岐されたレーザビームが入射するパワーメータ114、115が設けられている。
パワーメータ114、115には、パワーメータ114、115によるレーザビームの入射パワーの測定結果に基づき、駆動ステージ110によるコリメーションレンズ107の移動量を制御するフィードバック回路116が接続されている。
FIG. 5 is a schematic view showing a conventional laser processing apparatus described in
The
On the reflection side of the
The
上記レーザ加工装置では、被加工物109に照射されるレーザビームの焦点位置が熱レンズ効果により変化すると、その焦点位置の変化は、ハーフミラー111およびハーフミラー112、113により分岐されてパワーメータ114、115に入射するレーザビームの入射パワーの変化という形で検出される。フィードバック回路116では、パワーメータ114、115で検出された入射パワーの変化を補正するようにコリメーションレンズ307の移動量にフィードバックし、その移動量だけ駆動ステージ110によりコリメーションレンズ107が移動される。こうして、被加工物109に照射されるレーザビームの焦点位置が補正される。
In the laser processing apparatus, when the focal position of the laser beam irradiated to the
また、図6は、特許文献2に記載された従来のレーザ加工装置を示す概略図である。
図示するように、レーザ発振器201は、リアミラー203と出力鏡204とを有する光共振器202を備えている。レーザ発振器201の出力鏡204から出力されるレーザビームの光路上には、コリメーション光学系205および集光光学系208を順次介して被加工物209が配置されている。コリメーション光学系205は、コリメーションレンズ206、207により構成され、一方のコリメーションレンズ207には、これを移動する駆動ステージ210が設けられている。
さらに、集光光学系208を保持する鏡筒211には、集光光学系208に入射するレーザビームの外側のごく一部を分岐するハーフミラー212が設けられている。ハーフミラー212により分岐されたレーザビームは、レーザ加工装置に設けられたパワーメータ215に入射される。
パワーメータ215にはフィードバック回路214が接続されており、フィードバック回路214は、パワーメータ215によるレーザビームの入射パワーの測定結果に基づき、駆動ステージ210によるコリメーションレンズ207の移動量を制御する。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a conventional laser processing apparatus described in
As shown in the figure, the
Further, the
A
上記レーザ加工装置では、被加工物209に照射されるレーザビームのビームサイズが熱レンズ効果により変化すると、そのビームサイズの変化は、ハーフミラー212により分岐されてパワーメータ215に入射するレーザビームの入射パワーの変化という形で検出される。フィードバック回路214では、パワーメータ215で検出された入射パワーの変化を補正するようにコリメーションレンズ207の位置を駆動ステージ210によりフィードバック制御する。
In the laser processing apparatus, when the beam size of the laser beam applied to the
上記した従来の各レーザ加工装置では、熱レンズ効果によるレーザ光の焦点位置やビームサイズの変化を、レーザ光のパワーの変化という形で検出している。このため、例えば、レンズの透過率の低下など、熱レンズ効果以外の要因により照射されるレーザ光のパワーに変化が生じた場合に、装置が誤動作するおそれがあり、レーザ光の照射条件を安定化することが難しい。
また、照射ビームプロファイルを測定して焦点位置やサイズをレンズを動かして調整することも従来から行われているが、レンズを動かすと光学系の効率が変化してレーザ照射出力および熱レンズ効果の状態も変化することがあり、装置の照射条件を安定化することは同様に難しい。
In each of the conventional laser processing apparatuses described above, changes in the focal position and beam size of the laser light due to the thermal lens effect are detected in the form of changes in the power of the laser light. For this reason, for example, when there is a change in the power of the laser beam irradiated due to factors other than the thermal lens effect, such as a decrease in the transmittance of the lens, the device may malfunction, and the laser beam irradiation conditions are stabilized. It is difficult to make.
In addition, measuring the irradiation beam profile and adjusting the focal position and size by moving the lens has been performed in the past. However, moving the lens changes the efficiency of the optical system, which changes the laser irradiation output and thermal lens effect. The state can also change and it is equally difficult to stabilize the irradiation conditions of the device.
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、レーザ光の照射条件を安定化することができるレーザ光照射方法およびレーザ光照射装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and an object thereof is to provide a laser light irradiation method and a laser light irradiation apparatus capable of stabilizing the laser light irradiation conditions.
すなわち、本発明のレーザ光照射方法のうち、第1の本発明は、レーザ光学系を通してレーザ光を集光し被処理体に照射するレーザ光照射方法であって、
前記被処理体に照射される前記レーザ光の照射出力と前記被処理体に照射される前記レーザ光の焦点位置とをそれぞれ検出し、
前記レーザ光の照射出力および前記レーザ光の焦点位置の前記検出結果に基づき、前記レーザ光の照射出力と、前記レーザ光の焦点位置とがそれぞれ同時に所定条件を満たすように調整することを特徴とする。
That is, among the laser light irradiation methods of the present invention, the first present invention is a laser light irradiation method for condensing laser light through a laser optical system and irradiating the object to be processed,
Detecting an irradiation output of the laser light irradiated to the object to be processed and a focal position of the laser light irradiated to the object to be processed;
Based on the detection result of the laser beam irradiation output and the focal position of the laser beam, the laser beam irradiation output and the focal position of the laser beam are adjusted so as to satisfy a predetermined condition simultaneously. To do.
第2の本発明のレーザ光照射方法は、前記第1の本発明において、前記レーザ光の照射出力および前記レーザ光の焦点位置とともに、さらに、前記被処理体に照射される前記レーザ光のビームサイズを検出し、前記レーザ光の照射出力、前記レーザ光の焦点位置および前記レーザ光のビームサイズの前記検出結果に基づき、前記レーザ光の照射出力と、前記レーザ光の焦点位置と、前記レーザ光のビームサイズとがそれぞれ同時に所定条件を満たすように調整することを特徴とする。 The laser light irradiation method according to the second aspect of the present invention is the laser light irradiation method according to the first aspect of the present invention, in addition to the irradiation output of the laser light and the focal position of the laser light. The size is detected, and based on the detection result of the laser beam irradiation output, the laser beam focal position, and the laser beam beam size, the laser beam irradiation output, the laser beam focal position, and the laser beam The light beam size is adjusted so as to satisfy a predetermined condition at the same time.
第3の本発明のレーザ光照射方法は、前記第1または第2の本発明において、前記レーザ光の焦点位置調整は、前記レーザ光学系の調整により行うことを特徴とする。 The laser beam irradiation method of the third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect of the present invention, the focal position of the laser beam is adjusted by adjusting the laser optical system.
第4の本発明のレーザ光照射方法は、前記第2の本発明において、前記レーザ光のビームサイズ調整は、前記レーザ光学系の調整により行うことを特徴とする。 The laser beam irradiation method of the fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the second aspect of the present invention, the beam size of the laser beam is adjusted by adjusting the laser optical system.
第5の本発明のレーザ光照射方法は、前記第1〜第4の本発明のいずれかにおいて、前記レーザ光の照射出力調整は、前記レーザ光が出力されるレーザ光出力源の出力調整および前記レーザ光出力源から出力されたレーザ光の光量調整の一方または両方により行うことを特徴とする。 In the laser beam irradiation method of the fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the present invention, the adjustment of the laser beam irradiation output includes an output adjustment of a laser beam output source from which the laser beam is output and The adjustment is performed by one or both of the adjustment of the light amount of the laser beam output from the laser beam output source.
第6の本発明のレーザ光照射装置は、レーザ光を出力するレーザ光出力源と、
前記レーザ光出力源により出力された前記レーザ光を集光して被処理体に導くレーザ光学系と、
前記被処理体に照射される前記レーザ光の照射出力を検出する照射出力検出部と、
前記被処理体に照射される前記レーザ光の焦点位置を検出する焦点位置検出部と、
前記照射出力検出部による前記レーザ光の照射出力の検出結果と、前記焦点位置検出部による前記レーザ光の焦点位置の検出結果とを受け、前記各検出結果に基づき、前記レーザ光の照射出力と、前記レーザ光の焦点位置とがそれぞれ同時に所定条件を満たすように調整する制御を行う制御部と、を有することを特徴とする。
A laser beam irradiation apparatus according to a sixth aspect of the present invention includes a laser beam output source that outputs a laser beam,
A laser optical system that focuses the laser light output from the laser light output source and guides the laser light to an object to be processed;
An irradiation output detection unit for detecting an irradiation output of the laser beam irradiated to the object to be processed;
A focal position detection unit for detecting a focal position of the laser beam irradiated to the object to be processed;
Upon receiving the detection result of the laser beam irradiation output by the irradiation output detection unit and the detection result of the focal position of the laser beam by the focal position detection unit, and based on each detection result, And a control unit that performs control to adjust the focal position of the laser beam so as to satisfy a predetermined condition at the same time.
第7の本発明のレーザ光照射装置は、前記第6の本発明において、前記被処理体に照射される前記レーザ光のビームサイズを検出するビームサイズ検出部を有し、
前記制御部は、前記照射出力検出部による前記レーザ光の照射出力の前記検出結果と、前記焦点位置検出部による前記レーザ光の焦点位置の前記検出結果と、前記ビームサイズ検出部による前記レーザ光のビームサイズの検出結果とを受け、前記各検出結果に基づき、前記レーザ光の照射出力と、前記レーザ光の焦点位置と、前記レーザ光のビームサイズとがそれぞれ同時に所定条件を満たすように調整する制御を行うものであることを特徴とする。
A laser beam irradiation apparatus according to a seventh aspect of the present invention includes, in the sixth aspect of the present invention, a beam size detection unit that detects a beam size of the laser beam irradiated onto the object to be processed.
The control unit includes the detection result of the irradiation output of the laser beam by the irradiation output detection unit, the detection result of the focal position of the laser beam by the focal position detection unit, and the laser beam by the beam size detection unit. The laser beam irradiation output, the laser beam focal position, and the laser beam beam size are adjusted to satisfy the predetermined conditions at the same time based on the respective detection results. It is characterized by performing control to perform.
第8の本発明のレーザ光照射装置は、前記第7の本発明において、前記焦点位置検出部と前記ビームサイズ検出部とは、前記レーザ光による同一のビームプロファイルを用いて前記各検出を行うものであることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect of the present invention, the focal position detection unit and the beam size detection unit perform the respective detections using the same beam profile by the laser beam. It is characterized by being.
第9の本発明のレーザ光照射装置は、前記第6の本発明において、前記制御部は、前記レーザ光学系の調整を制御することにより前記レーザ光の焦点位置調整を行うものであることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the sixth aspect of the present invention, the control unit adjusts the focal position of the laser light by controlling adjustment of the laser optical system. Features.
第10の本発明のレーザ光照射装置は、前記第7または第8の本発明において、前記制御部は、前記レーザ光学系の調整を制御することにより前記レーザ光のビームサイズ調整を行うものであることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the seventh or eighth aspect of the present invention, the control unit adjusts the beam size of the laser light by controlling adjustment of the laser optical system. It is characterized by being.
第11の本発明のレーザ光照射装置は、前記第10の本発明において、前記レーザ光学系は、出射端に集光部材を有し、
前記制御部は、前記集光部材の位置変更により前記調整を制御することを特徴とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the tenth aspect of the present invention, the laser optical system has a condensing member at an emission end.
The said control part controls the said adjustment by the position change of the said condensing member, It is characterized by the above-mentioned.
第12の本発明のレーザ光照射装置は、前記第11の本発明において、前記レーザ光学系は、前記集光部材の入射側前方側にテレスコープを有し、
前記制御部は、前記テレスコープの位置変更により前記調整を制御することを特徴とする。
In the laser beam irradiation apparatus of the twelfth aspect of the present invention according to the eleventh aspect of the present invention, the laser optical system has a telescope on the incident side front side of the condensing member,
The control unit controls the adjustment by changing a position of the telescope.
第13の本発明のレーザ光照射装置は、前記第6〜第12の本発明のいずれかにおいて、前記レーザ光出力源から出力された前記レーザ光の減衰率を調整可能な可変減衰器を有し、
前記制御部は、前記レーザ光出力源の出力調整および前記可変減衰器による前記レーザ光の減衰率調整の一方または両方を制御することにより、前記レーザ光の照射出力調整を行うことを特徴とする。
A laser beam irradiation apparatus according to a thirteenth aspect of the present invention includes the variable attenuator according to any one of the sixth to twelfth aspects of the present invention, which can adjust the attenuation rate of the laser beam output from the laser beam output source. And
The control unit adjusts the irradiation output of the laser light by controlling one or both of output adjustment of the laser light output source and adjustment of the attenuation factor of the laser light by the variable attenuator. .
本発明のレーザ光出力源は、その種別が特に限定されるものではないが、レーザ照射を実施すべき処理内容などに応じて適宜選定することができる。例えば、レーザ光出力源としては、連続発振出力源、パルス発振出力源のいずれであってもよく、レーザ発振媒体も特に限定される。 The type of the laser light output source of the present invention is not particularly limited, but can be appropriately selected according to the processing content to be subjected to laser irradiation. For example, the laser light output source may be either a continuous oscillation output source or a pulse oscillation output source, and the laser oscillation medium is also particularly limited.
また、レーザ光を集光して被処理体に導くレーザ光学系も、特に限定されるものではなく、必要とされるレーザ光の照射条件などに応じてレンズ、ミラー、ホモジナイザなどの光学部材を適宜選定して構成することができる。
例えば、レーザ光学系は、少なくともその出射端に、被処理体にレーザ光を集光する集光部材を設けることができ、さらに、集光部材の入射前方側に、レーザビームを所望の強度分布に変形するテレスコープを設けることができる。なお、テレスコープは、集光部材の直前に位置することが必要とされるものでない。
In addition, the laser optical system that condenses the laser light and guides it to the object to be processed is not particularly limited, and an optical member such as a lens, a mirror, or a homogenizer may be used depending on the required laser light irradiation conditions. It can select suitably and can comprise.
For example, the laser optical system can be provided with a condensing member that condenses the laser light on the object to be processed at least at the emission end thereof, and further, the laser beam is distributed in a desired intensity distribution on the incident front side of the condensing member. It is possible to provide a telescope that is deformed into a shape. The telescope is not required to be positioned immediately before the light collecting member.
上記レーザ光の焦点位置調整やレーザ光のビームサイズ調整は、上記レーザ光学系の調整により行うことができる。レーザ光学系の調整は、例えば、レーザ光学系を構成するレンズその他の光学部材の位置や方向などを調整することにより行うことができる。 The focal position adjustment of the laser beam and the beam size adjustment of the laser beam can be performed by adjusting the laser optical system. The adjustment of the laser optical system can be performed, for example, by adjusting the position and direction of a lens and other optical members constituting the laser optical system.
また、被処理体に照射されるレーザ光の照射出力の調整は、例えば、レーザ光が出力されるレーザ光出力源の出力調整およびレーザ光出力源から出力されたレーザ光の光量調整の一方または両方により行うことができる。レーザ光の光量調整は、例えば、可変減衰器によりレーザ光の減衰率を調整することにより行うことができる。 Further, the adjustment of the irradiation output of the laser beam irradiated to the object to be processed is, for example, one of the output adjustment of the laser beam output source from which the laser beam is output and the adjustment of the light amount of the laser beam output from the laser beam output source or It can be done by both. The amount of laser light can be adjusted, for example, by adjusting the attenuation rate of the laser light with a variable attenuator.
上記レーザ光の照射出力を検出する照射出力検出部は、レーザ光の照射出力を測定可能なものであれば特に限定されるものではないが、例えば、パワーメータにより構成することができる。測定位置も特に限定されないが、被処理体に照射されるレーザ光と同じか、ほぼ同等の照射出力が得られる位置で測定するのが望ましい。これにより被照射体に実際に照射されるレーザ光の照射出力と同じか、それに近い測定結果を得ることができる。実際の照射出力と異なる測定結果を得る場合にも、測定結果と実際の照射出力との相関関係を把握しておくことで、実際の照射出力を知ることができる。 The irradiation output detection unit that detects the irradiation output of the laser beam is not particularly limited as long as it can measure the irradiation output of the laser beam, but can be configured by a power meter, for example. Although the measurement position is not particularly limited, it is desirable to perform measurement at a position where an irradiation output that is the same as or approximately the same as the laser beam applied to the object to be processed is obtained. As a result, a measurement result that is the same as or close to the irradiation output of the laser light that is actually irradiated onto the irradiated object can be obtained. Even when a measurement result different from the actual irradiation output is obtained, it is possible to know the actual irradiation output by grasping the correlation between the measurement result and the actual irradiation output.
また、上記レーザ光の焦点位置を検出する焦点位置検出部は、レーザ光の焦点位置を測定可能なものであれば、その構成が特に限定されるものではない。例えば、ビームプロファイルを撮像可能なカメラなどを用いて測定することができる。ビームプロファイルの観察により、レーザ光の焦点位置を検出することができる。その際に、カメラをレーザ光の光軸方向に沿って移動して焦点位置を測定してもよい。レーザ光の焦点位置の測定箇所は本発明としては特に限定されるものではなく、被処理体に照射されるレーザ光の焦点位置を結果的に把握可能であれば測定位置は限定されない。 Further, the configuration of the focal position detection unit that detects the focal position of the laser beam is not particularly limited as long as the focal position of the laser beam can be measured. For example, the beam profile can be measured using a camera capable of imaging. The focal position of the laser beam can be detected by observing the beam profile. At that time, the focal position may be measured by moving the camera along the optical axis direction of the laser beam. The measurement position of the focal position of the laser beam is not particularly limited in the present invention, and the measurement position is not limited as long as the focal position of the laser beam irradiated to the object to be processed can be grasped as a result.
また、上記レーザ光のビームサイズを検出するビームサイズ検出部は、レーザ光のビームサイズを測定可能なものであれば特に限定されるものではない。レーザ光のビームプロファイルを撮像可能なカメラなどを用いることができる。レーザ光の焦点位置とビームサイズは、カメラなどで取得した同一のビームプロファイルを用いて測定することができる。レーザ光のビームサイズの測定箇所は本発明としては特に限定されるものではなく、被処理体に照射されるレーザ光のビームサイズを結果的に把握可能であれば測定位置は限定されない。 The beam size detector for detecting the beam size of the laser beam is not particularly limited as long as the beam size of the laser beam can be measured. A camera or the like that can capture the beam profile of the laser beam can be used. The focal position and beam size of the laser light can be measured using the same beam profile acquired by a camera or the like. The measurement location of the laser beam beam size is not particularly limited in the present invention, and the measurement position is not limited as long as the beam size of the laser beam irradiated to the object to be processed can be grasped as a result.
上述したレーザ光の照射出力、焦点位置、ビームサイズの調整は、制御部により制御して実施することができる。制御部は、例えば、CPUとこれを動作させるプログラムとを主構成とし、該プログラムを格納したROMやワークエリアとなるRAM、前記した照射条件の基準値を格納しておく不揮発のフラッシュメモリなどの記憶部を備えたものにより構成することができる。
制御部は、上記レーザ光の照射出力および焦点位置の検出結果、またはこれらに加えてレーザ光のビームサイズの検出結果を受け、該検出結果に基づき、レーザ光の照射出力と焦点位置とが、またはこれらに加えてビームサイズとが、それぞれ同時に所定の条件を満たすように調整する制御を行う。
The above-described adjustment of the laser beam irradiation output, the focal position, and the beam size can be performed under the control of the control unit. The control unit has, for example, a CPU and a program for operating the CPU as a main component, a ROM storing the program, a RAM serving as a work area, a non-volatile flash memory storing the reference value of the irradiation condition described above, and the like It can be configured with a storage unit.
The control unit receives the detection result of the laser light irradiation output and the focal position, or the detection result of the laser light beam size in addition to the above, and based on the detection result, the laser light irradiation output and the focal position are Alternatively, in addition to these, control is performed so that the beam size is adjusted to satisfy a predetermined condition at the same time.
例えば、制御部は、レーザ光学系の調整を制御することによりレーザ光の焦点位置やレーザ光のビームサイズ調整を行うことができる。
また、レーザ光の照射出力の調整は、レーザ光出力源の出力調整や可変減衰器によるレーザ光の減衰率調整により行うことができ、いずれか一方、または両方により行うことができる。照射出力の調整は、所定の基準により行うことができ、例えば、エネルギーの積分値やエネルギーの最大値を基準として行うことができ、本発明としては特定の基準に限定されるものではない。
For example, the control unit can adjust the focal position of the laser beam and the beam size of the laser beam by controlling the adjustment of the laser optical system.
The adjustment of the laser beam irradiation output can be performed by adjusting the output of the laser beam output source or adjusting the attenuation factor of the laser beam by a variable attenuator, and can be performed by either one or both. The irradiation output can be adjusted based on a predetermined standard. For example, the irradiation output can be adjusted based on the integrated value of energy or the maximum value of energy, and the present invention is not limited to a specific standard.
以上説明したように、本発明によれば、レーザ光学系を通してレーザ光を集光し被処理体に照射するレーザ光照射方法であって、前記被処理体に照射される前記レーザ光の照射出力と前記被処理体に照射される前記レーザ光の焦点位置とをそれぞれ検出し、前記レーザ光の照射出力および前記レーザ光の焦点位置の前記検出結果に基づき、前記レーザ光の照射出力と、前記レーザ光の焦点位置とがそれぞれ同時に所定条件を満たすように調整するので、レーザ光学系に熱レンズ効果が発生した場合を含めて、レーザ光の照射条件を安定化することができる。 As described above, according to the present invention, a laser light irradiation method for condensing laser light through a laser optical system and irradiating the object to be processed, the irradiation output of the laser light irradiating the object to be processed And the focal position of the laser beam irradiated to the object to be processed, and based on the detection result of the laser beam irradiation output and the laser beam focal position, the laser beam irradiation output, Since the focal positions of the laser beams are adjusted so that the predetermined conditions are satisfied simultaneously, it is possible to stabilize the irradiation conditions of the laser beams including the case where the thermal lens effect occurs in the laser optical system.
本発明の一実施形態について図1〜図3に基づいて説明する。
レーザ光照射装置1は、レーザ光を出力する本発明のレーザ光出力源に相当するレーザ発振器2を備えている。レーザ発振器2は、注入ガス量や放電電圧を調整することでレーザ光の出力を調整することが可能になっている。レーザ発振器2としては、例えばガス励起のパルス発振出力源を用いることができる。ただし、本発明としてはこれに限定されず、連続発振出力源であってもよく、レーザ出力媒体もガスに限定されない。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The laser
レーザ発振器2は、レーザ光照射装置1全体を制御する制御部3に制御可能に接続されており、制御部3により、レーザ発振器2の出力調整が可能になっている。制御部3は、CPUおよびこれを動作させるプログラム、不揮発メモリなどを備える記憶部などにより構成することができる。記憶部には、本発明が調整対象とするレーザ光の照射出力と、レーザ光の焦点位置、レーザ光のビームサイズなどに関する所定条件を予め記憶することができる。所定条件は、レーザ光の照射出力、レーザ光の焦点位置、レーザ光のビームサイズなどそのものであってもよく、また、これらに関連付けられた数値などであってもよい。
The
レーザ発振器2から出力されたレーザ光4が進行する光路上には、レーザ光4の透過減衰率を調整可能な可変減衰器5が配置されている。可変減衰器5の構成は特に限定されるものではなく、既知のものを用いることができる。
可変減衰器5は、制御部3に制御可能に接続されており、制御部3により、可変減衰器5におけるレーザ光4の減衰率すなわち透過するレーザ光4の光量を調整することができる。
A
The
可変減衰器5の出射側の光路上には、レーザ光4のビーム整形、偏向、集光などを行うレーザ光学系6が設けられている。レーザ光学系6は、この形態では、入射端側から、レンズ60、テレスコープ61、集光レンズ62などを有しているが、本発明としては、その構成が特に限定されるものではない。
On the optical path on the emission side of the
テレスコープ61は、レーザ光4の光路に沿って当該テレスコープ61を移動可能にする駆動部63に取り付けられている。また、集光レンズ62は、レーザ光4の光路に沿って当該集光レンズ62を移動可能にする駆動部64に取り付けられている。
駆動部63、64は、制御部3に制御可能に接続されており、制御部3は、駆動部63を制御してテレスコープ61の位置調整が可能になっており、駆動部64を制御して集光レンズ62の位置調整が可能になっている。
The
The
レーザ光学系6の出射側には、レーザ光4の光路上に、レーザ光4の一部を反射して取り出すためのビームスプリッタ7が配置されている。レーザ光4の大部分が透過するビームスプリッタ7の透過側には、開口部8が配置されて、その透過方向にステージ9が位置できるように水平移動可能なステージ9が配置されている。開口部8は、レーザ光4のビーム断面形状の整形を行うマスク(図示しない)などに設けられている。
ステージ9上には、レーザ光4を照射すべき被処理体10が載置される。ステージ9は、レーザ光4を被処理体10に走査しつつ照射可能なように、また、レーザ光4の照射条件を調整する際に、後述のパワーメータ13およびカメラ14と干渉しないように、水平面内で移動できるように図示しない移動装置が設けられている。なお、この形態では、レーザ光4の照射条件を調整する際に、被処理体10へのレーザ光照射を止めてステージ9を横方向に移動させて退避させているが、被処理体10へのレーザ光照射を行いつつレーザ光4の照射条件を調整できるように構成することも可能である。
On the emission side of the laser
An
ビームスプリッタ7でレーザ光4の一部が反射する反射方向には、ビームスプリッタ7で反射したレーザ光4aを下方側に反射するミラー11が配置されている。ミラー11の下方側には、水平に移動可能なシャッター12が配置されている。シャッター12は、被処理体10にレーザ光4が照射されている際には、ミラー11の反射方向に位置してミラー11における反射光の光路を閉め、レーザ光4の照射条件を調整する際には、ミラー11の反射方向から側方に退避して、ミラー11で反射したレーザ光4aの光路を開ける。シャッター12の移動は、制御部3により制御することができる。
In the reflection direction in which a part of the
ステージ9の側方には、パワーメータ13と、カメラ14とが水平方向に移動可能に配置されている。パワーメータ13は本発明の照射出力検出部に相当し、カメラ14は本発明の焦点位置検出部及びビームサイズ検出部の一部を構成する。
On the side of the
パワーメータ13は、図2に示すように、レーザ光4の照射条件を調整する際に、開口部8を経たレーザ光4の光路上に移動して、レーザ光4を受光してその照射出力を検出する。パワーメータ13の受光面は、被照射体10の照射面よりもやや低い位置にあるが、被処理体10の照射面上を想定した測定を行うことができる。測定結果と照射面上の照射出力とは、予め相関関係を得ておくことで、測定結果から照射面上の照射出力を判定し、照射出力の所定条件に調整することができる。また、測定位置における測定結果を基にして適正な所定条件を定めることができる。パワーメータ13は、レーザ光4の照射出力の検出結果を送信可能に制御部3に接続されている。
As shown in FIG. 2, when adjusting the irradiation condition of the
カメラ14は、図2に示すように、レーザ光4の照射条件を調整する際に、ミラー11の反射方向の光路上に移動して、ミラー11で反射したレーザ光4aのビームプロファイルを撮影する。カメラ14は、レーザ光4aのビームプロファイルの観察結果を送信可能に制御部3に接続されている。なお、カメラ14は、スプリッタ7、ミラー11を経た光路長を考慮して、被処理体10への照射面とほぼ一致する位置に配置される。これによりカメラ14で撮像されるビームプロファイルは、照射面上とほぼ同じになる。
パワーメータ13およびカメラ14は、これらを水平方向に移動可能な駆動部15に接続されている。駆動部15は、制御部3に制御可能に接続されており、制御部3の制御によってパワーメータ13およびカメラ14とが、測定位置と退避位置との間で一体に移動する。
As shown in FIG. 2, when adjusting the irradiation condition of the
The
次に、レーザ光照射装置1におけるレーザ光4の照射条件の調整手順について図3に示すフローチャートを参照しつつ説明する。照射条件の調整手順は、制御部3により実行される。
なお、被処理体10は、特に種別、用途などが限定されるものではないが、例えば、イオン注入などによりドーパントが導入されたシリコンウエハなどの半導体ウエハを用いることができる。この場合、半導体ウエハにレーザ光4が照射されることにより、ドーパントが活性化される。
Next, the procedure for adjusting the irradiation condition of the
The object to be processed 10 is not particularly limited in type, application, or the like. For example, a semiconductor wafer such as a silicon wafer into which a dopant is introduced by ion implantation or the like can be used. In this case, the semiconductor wafer is irradiated with the
レーザ光照射装置1では、レーザ光4の照射条件として、レーザ光の照射出力、焦点位置、およびビームサイズが設定されている。レーザ光4の照射条件の調整は、レーザ光照射装置1の設置時や、所定の時間毎や、処理ロット数毎に行うことができる。その頻度や機会は本発明としては特に限定されるものではない。
In the laser
先ず、レーザ光照射装置1では、可変減衰器5とレーザ光照射出力との関係を示す較正データを収集する(ステップs1)。
較正データの収集は、パワーメータ13を用いて行うことができる。この際には、レーザ光4が所定の焦点位置およびビームサイズで被処理体に照射されるように、レーザ光学系6の調整がなされている。レーザ光学系6の調整は、後述するようにカメラ14を用いたビームプロファイルの観察により行うことができる。
First, the laser
Calibration data can be collected using the
較正データの収集に際しては、レーザ光4の照射位置からステージ9を退避させ、駆動部15によってパワーメータ13を水平に移動させ開口部8の出射側に位置させる。この状態で、レーザ発振器2からレーザ光4を出力し、光学系6を通して開口部8を透過したレーザ光4をパワーメータ13に入射する。パワーメータ13の測定結果は、制御部3に送信される。制御部3では、この際に可変減衰器5の調整とパワーメータ13によって測定される結果とを関連付けることで照射出力Pに関する較正データを得ることができる。
When collecting the calibration data, the
次いで、照射出力基準値(P0)を設定する(ステップs2)。照射出力基準値(P0)は、この際に設定してもよく、また、記憶部などに格納された照射出力に関する所定条件を読み出して設定をしてもよい。
続いて、レーザ光4の照射出力Pが設定した基準値P0になるように、制御部3により可変減衰器5の減衰率を調整し(ステップs3)、レーザ光4の照射出力Pを調整する。 なお、可変減衰器5の減衰率の調整に代えて、またはこれともに、制御部3によりレーザ発振器2の出力の調整を行うことにより、レーザ光4の照射出力Pの調整を行うようにしてもよい。
Next, an irradiation output reference value (P 0 ) is set (step s2). The irradiation output reference value (P 0 ) may be set at this time, or a predetermined condition relating to the irradiation output stored in the storage unit or the like may be read and set.
Subsequently, the attenuation rate of the
次いで、パワーメータ13によりレーザ光4の照射出力Pが測定され(ステップs4)、該測定結果が制御部3に送信される。制御部3では、パワーメータ13により測定された照射出力Pが基準値P0になっているかを判定する(ステップs5)。照射出力Pが基準値P0になっていなければ(ステップs5、No)、ステップs1に戻り、上記手順が繰り返し行われる。
Next, the irradiation output P of the
一方、ステップs5の判定で、照射出力Pが基準値P0になっていると判定されると(ステップs5、Yes)、ビームスプリッタ7で取り出され、ミラー11で反射されたレーザ光4aのビームプロファイルがカメラ4により撮像され、制御部3に送信されてビームプロファイルが観察される(ステップs6)。この際に、シャッター12は開かれている。
カメラ14は、パワーメータ13を駆動部15で移動させた際に上記測定位置に位置しており、パワーメータ13による照射出力の測定とともに、または測定後直ちに、ビームプロファイルを取得することができる。
On the other hand, it is determined in step s5, when the irradiation power P is determined to have become the reference value P 0 (step s5, Yes), taken out by the
The
制御部は、ビームプロファイルの観察に基づいてレーザ光4の焦点位置を測定する(ステップs7)。焦点位置の測定方法は特に限定されるものではなく、ビームサイズから焦点位置を推定したり、またカメラ14を光路に沿って移動させてビームサイズが最小となる位置を焦点位置に決定したりすることができる。
次いで、焦点位置が基準値(Z0)であるかを判定する(ステップs8)。例えば、焦点位置の所定条件は、予め記憶部などに格納されており、これを読み出して観察結果と比較することで上記判定を行うことができる。
The control unit measures the focal position of the
Next, it is determined whether the focal position is a reference value (Z 0 ) (step s8). For example, the predetermined condition of the focal position is stored in advance in a storage unit or the like, and the above determination can be made by reading this and comparing it with the observation result.
焦点位置が基準値(Z0)である場合(ステップs8、Yes)、レーザ光の照射出力と焦点位置とが同時に所定条件を満たすため、処理を終了する。
また、焦点位置が基準値(Z0)でない場合(ステップs8、No)、カメラ14と制御部3でビームプロファイルを観察しつつ、駆動部64によって集光レンズ62を光路上に沿って移動させ、焦点位置が基準値(Z0)となるように集光レンズ62の位置を調整する(ステップs9)。この際の移動量は、予め焦点位置のズレ量との相関関係を得ておき、この相関関係に基づいて調整することもできる。また、ステップs7〜s9のループにおいて、焦点位置が基準値(Z0)となった後、ステップs5に移行するようにしてもよい。
If the focal position is the reference value (Z 0 ) (step s8, Yes), the laser beam irradiation output and the focal position satisfy the predetermined condition at the same time, and thus the process is terminated.
If the focal position is not the reference value (Z 0 ) (step s8, No), the driving
次いで、パワーメータ13による測定に基づいて、照射出力が基準値(P0)であるかを判定する(ステップs5)。ここで、照射出力が基準値(P0)であれば(ステップs5、Yes)、ビームプロファイル観察(ステップs6)、焦点位置測定(ステップs7)、焦点位置判定(ステップs8)を経て、焦点位置が基準値(Z0)を満たしていることから処理を終了する。焦点位置調整後、照射出力が基準値(P0)でないと判定されると(ステップs5、No)、照射出力の較正(ステップs1)に戻り、照射出力調整、焦点の調整の手順が繰り返され、レーザ光の照射出力と焦点位置が同時に所定条件を満たすことで処理を終了する。
Next, based on the measurement by the
この形態によれば、レーザ光が熱レンズ効果による影響を受けて変動するような場合であっても、レーザ光の照射出力および焦点位置を所定の条件に短時間で設定して照射条件を最適化することができ、また、最適化された照射条件を維持して被処理体に対するレーザ光の照射を実施することができる。 According to this embodiment, even when the laser beam fluctuates due to the influence of the thermal lens effect, the irradiation condition is optimized by setting the laser beam irradiation output and the focal position to predetermined conditions in a short time. In addition, it is possible to perform laser beam irradiation on the object to be processed while maintaining optimized irradiation conditions.
このレーザ光4の照射条件を調整する処理を行った後、パワーメータ13およびカメラ14が退避位置に戻されるとともに、被処理体10が載置されたステージ9が退避位置からレーザ光4の照射位置に移動される。ステージ9が照射位置に移動された後、ステージ9上の被処理体10に対して、調整された照射条件でレーザ光4の照射が実施され、所望の処理が行われる。これにより、安定した状態で処理を行うことが可能になり、レーザ光4の照射条件を適宜時機に調整することで、安定した状態を長期に亘り維持することができる。
After performing the process of adjusting the irradiation condition of the
次に、他の形態の調整処理の手順を図4のフローチャートを参照しつつ説明する。
図3のフローで示される処理では、レーザ光の照射条件と焦点位置とが同時に所定の条件を満たすことを調整の条件としたが、これに合わせてビームサイズが同時に所定条件を満たすことを条件にして調整を行うようにしてもよい。以下、説明する。
Next, the procedure of other forms of adjustment processing will be described with reference to the flowchart of FIG.
In the processing shown in the flow of FIG. 3, the adjustment condition is that the irradiation condition of the laser beam and the focus position satisfy the predetermined condition at the same time. The adjustment may be performed as described above. This will be described below.
なお、この形態のステップs1〜s8では、図3の手順のステップs1〜s8と同じ内容であり、その説明を簡略にして、以下、順に説明する。
先ず、レーザ光照射装置1では、可変減衰器5とレーザ光照射出力との関係を示す較正データを収集しておく(ステップs1)。
次いで、照射出力基準値(P0)を設定する(ステップs2)。
続いて、レーザ光4の照射出力Pが設定した基準値P0になるように、制御部3により可変減衰器5の減衰率を調整し(ステップs3)、レーザ光4の照射出力Pが調整される。 なお、可変減衰器5の減衰率の調整に代えて、またはこれともに、制御部3によりレーザ発振器2の出力の調整を行うことにより、レーザ光4の照射出力Pの調整を行うようにしてもよい。
Note that the steps s1 to s8 of this embodiment have the same contents as the steps s1 to s8 of the procedure of FIG. 3, and the description thereof will be simplified and will be described in order below.
First, in the laser
Next, an irradiation output reference value (P 0 ) is set (step s2).
Subsequently, the attenuation rate of the
次いで、パワーメータ13によりレーザ光4の照射出力Pが測定され(ステップs4)、該測定結果が制御部3に送信される。制御部3では、パワーメータ13により測定された照射出力Pが基準値P0になっているかを判定する(ステップs5)。照射出力Pが基準値P0になっていなければ(ステップs5、No)、ステップs1に戻り、上記手順が繰り返し行われる。
Next, the irradiation output P of the
一方、ステップs5の判定で、照射出力Pが基準値P0になっていると判定されると(ステップs5、Yes)、ビームスプリッタ7で取り出され、ミラー11で反射されたレーザ光4aのビームプロファイルがカメラ4により撮影され、制御部3に送信されてビームプロファイルが観察される(ステップs6)。
カメラ14は、パワーメータ13を駆動部15で移動させた際に上記測定位置に位置しており、パワーメータ13による照射出力の測定とともに、または測定後直ちに、ビームプロファイルを取得することができる。
On the other hand, it is determined in step s5, when the irradiation power P is determined to have become the reference value P 0 (step s5, Yes), taken out by the
The
制御部3は、ビームプロファイルの観察に基づいてレーザ光4の焦点位置を測定する(ステップs7)。次いで、焦点位置が基準値(Z0)であるかを判定する(ステップs8)。焦点位置が基準値(Z0)である場合(ステップs8、Yes)、さらに、ビームサイズ(S)を測定する(ステップs10)。ビームサイズの測定は、カメラ14で取得したビームプロファイルを利用して制御部3により判定することができる。すなわち、同じ構成で、レーザ光の焦点位置の測定とビームサイズの測定とを行うことができる。
次いで、ビームサイズSが基準値(S0)であるかを判定する(ステップs11)。
例えば、ビームサイズの所定条件は、予め記憶部などに格納されており、これを読み出して測定結果と比較することで上記判定を行うことができる
ビームサイズが基準値(S0)を満たす場合(ステップs11、Yes)、レーザ光の照射出力と焦点位置とビームサイズが同時に所定条件を満たすため、処理を終了する。
The
Next, it is determined whether the beam size S is the reference value (S 0 ) (step s11).
For example, the predetermined condition of the beam size is stored in advance in a storage unit or the like, and can be determined by reading this and comparing it with the measurement result. When the beam size satisfies the reference value (S 0 ) ( In step s11, Yes), since the irradiation output of the laser beam, the focal position, and the beam size satisfy the predetermined conditions at the same time, the processing is terminated.
一方、ステップs8で、焦点位置が基準値(Z0)でない場合(ステップs8、No)、カメラ14と制御部3でビームプロファイルを観察しつつ、駆動部64によって集光レンズ62を光路上に沿って移動させ、焦点位置が基準値(Z0)となるように集光レンズ62の位置を調整する(ステップs9からステップs7、8へ)。
On the other hand, if the focal position is not the reference value (Z 0 ) in step s8 (No in step s8), the condensing
一方、ステップs11でビームサイズが基準値(S0)でない場合(ステップs11、No)、カメラ14と制御部3でビームプロファイルを観察しつつ、駆動部63によってテレスコープ61を光路上に沿って移動させ、ビームサイズが基準値(S0)となるようにテレスコープ61の位置を調整する(ステップs12)。この際の移動量は、予めビームサイズのズレ量との相関関係を得ておき、この相関関係に基づいて調整することもできる。また、ステップs10〜s12のループにおいて、ビームサイズが基準値(S0)となった後、ステップs5に移行するようにしてもよい。
On the other hand, when the beam size is not the reference value (S 0 ) in step s11 (No in step s11), the
次いで、パワーメータ13による測定に基づいて、照射出力が基準値(P0)であるかを判定する(ステップs5)。ここで、照射出力が基準値(P0)であれば(ステップs5、Yes)、ビームプロファイル観察(ステップs6)、焦点位置測定(ステップs7)、焦点位置判定(ステップs8)、ビームサイズ測定(ステップs10)、ビームサイズ判定(ステップs11)を経て、焦点位置が基準値(Z0)を満たし、ビームサイズが基準値(S0)を満たしていることから処理を終了する。
Next, based on the measurement by the
焦点位置調整、ビームサイズ調整後、照射出力が基準値(P0)でないと判定されると(ステップs5、No)、照射出力の較正(ステップs1)に戻り、照射出力調整、焦点の調整、ビームサイズの調整の手順が繰り返され、レーザ光の照射出力と焦点位置とビームサイズが同時に所定条件を満たすことで処理を終了する。 If it is determined that the irradiation output is not the reference value (P 0 ) after the focus position adjustment and the beam size adjustment (No in step s5), the process returns to the irradiation output calibration (step s1), and the irradiation output adjustment, the focus adjustment, The procedure for adjusting the beam size is repeated, and the processing ends when the irradiation output of the laser beam, the focal position, and the beam size satisfy predetermined conditions at the same time.
このレーザ光4の照射条件を調整する処理を行った後、パワーメータ13およびカメラ14が退避位置に戻されるとともに、被処理体10が載置されたステージ9が退避位置からレーザ光4の照射位置に移動される。ステージ9が照射位置に移動された後、ステージ9上の被処理体10に対して、調整された照射条件でレーザ光4の照射が実施され、所望の処理が行われる。これにより行うことで、安定した状態で処理を行うことが可能になり、レーザ光4の照射条件を適宜時機に調整することで、安定した状態を長期に亘り維持することができる。
After performing the process of adjusting the irradiation condition of the
本実施形態では、レーザ光の照射出力および焦点位置ならびにビームサイズを所定の条件に短時間で設定して照射条件をさらに最適化することができ、また、さらに最適化された照射条件を維持して被処理体に対するレーザ光の照射を実施することができる。 In the present embodiment, it is possible to further optimize the irradiation condition by setting the irradiation output and focal position of the laser beam and the beam size to predetermined conditions in a short time, and to maintain the further optimized irradiation condition. Thus, the laser beam can be irradiated to the object to be processed.
各実施形態では、被処理体10としてドーパントが導入された半導体ウエハに対して、レーザ光4を照射してドーパントの活性化を行う場合には、上記のようにして照射出力を一定に維持してレーザ光を半導体ウエハに照射することで、半導体ウエハのシート抵抗値を基準値に維持することができる。また、上記のようにしてビーズサイズをも一定に維持してレーザ光をウエハに照射することで、半導体ウエハのシート抵抗値をさらに確実に基準値に維持することができる。また、上記のようにして焦点位置を一定に維持してレーザ光を照射することで、ドーパントを活性化した半導体ウエハのシート抵抗値の均一性を向上することができる。
In each embodiment, when the dopant is activated by irradiating the semiconductor wafer into which the dopant is introduced as the
以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記説明の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りは適宜の変更が可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this invention is not limited to the content of the said description, As long as it does not deviate from the range of this invention, an appropriate change is possible.
1 レーザ光照射装置
2 レーザ発振器
3 制御部
4 レーザ光
4a レーザ光
5 可変減衰器
6 レーザ光学系
60 レンズ
61 テレスコープ
62 集光レンズ
63 駆動部
64 駆動部
7 ビームスプリッタ
8 開口部
9 ステージ
10 被処理体
11 ミラー
12 シャッター
13 パワーメータ
14 カメラ
15 駆動部
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記被処理体に照射される前記レーザ光の照射出力と前記被処理体に照射される前記レーザ光の焦点位置とをそれぞれ検出し、
前記レーザ光の照射出力および前記レーザ光の焦点位置の前記検出結果に基づき、前記レーザ光の照射出力と、前記レーザ光の焦点位置とがそれぞれ同時に所定条件を満たすように調整することを特徴とするレーザ光照射方法。 A laser irradiation method for condensing laser light through a laser optical system and irradiating the object to be processed,
Detecting an irradiation output of the laser light irradiated to the object to be processed and a focal position of the laser light irradiated to the object to be processed;
Based on the detection result of the laser beam irradiation output and the focal position of the laser beam, the laser beam irradiation output and the focal position of the laser beam are adjusted so as to satisfy a predetermined condition simultaneously. Laser beam irradiation method.
前記レーザ光出力源により出力された前記レーザ光を集光して被処理体に導くレーザ光学系と、
前記被処理体に照射される前記レーザ光の照射出力を検出する照射出力検出部と、
前記被処理体に照射される前記レーザ光の焦点位置を検出する焦点位置検出部と、
前記照射出力検出部による前記レーザ光の照射出力の検出結果と、前記焦点位置検出部による前記レーザ光の焦点位置の検出結果とを受け、前記各検出結果に基づき、前記レーザ光の照射出力と、前記レーザ光の焦点位置とがそれぞれ同時に所定条件を満たすように調整する制御を行う制御部と、を有することを特徴とするレーザ光照射装置。 A laser beam output source for outputting a laser beam;
A laser optical system that focuses the laser light output from the laser light output source and guides the laser light to an object to be processed;
An irradiation output detection unit for detecting an irradiation output of the laser beam irradiated to the object to be processed;
A focal position detection unit for detecting a focal position of the laser beam irradiated to the object to be processed;
Upon receiving the detection result of the laser beam irradiation output by the irradiation output detection unit and the detection result of the focal position of the laser beam by the focal position detection unit, and based on each detection result, And a control unit that performs control to adjust the focal position of the laser beam so as to satisfy a predetermined condition at the same time.
前記制御部は、前記照射出力検出部による前記レーザ光の照射出力の前記検出結果と、前記焦点位置検出部による前記レーザ光の焦点位置の前記検出結果と、前記ビームサイズ検出部による前記レーザ光のビームサイズの検出結果とを受け、前記各検出結果に基づき、前記レーザ光の照射出力と、前記レーザ光の焦点位置と、前記レーザ光のビームサイズとがそれぞれ同時に所定条件を満たすように調整する制御を行うものであることを特徴とする請求項6記載のレーザ光照射装置。 A beam size detection unit for detecting a beam size of the laser light irradiated on the object to be processed;
The control unit includes the detection result of the irradiation output of the laser beam by the irradiation output detection unit, the detection result of the focal position of the laser beam by the focal position detection unit, and the laser beam by the beam size detection unit. The laser beam irradiation output, the laser beam focal position, and the laser beam beam size are adjusted to satisfy the predetermined conditions at the same time based on the respective detection results. The laser beam irradiation apparatus according to claim 6, wherein the control is performed.
前記制御部は、前記集光部材の位置変更により前記調整を制御することを特徴とする請求項10記載のレーザ光照射装置。 The laser optical system has a condensing member at the exit end,
The laser light irradiation apparatus according to claim 10, wherein the control unit controls the adjustment by changing a position of the light collecting member.
前記制御部は、前記テレスコープの位置変更により前記調整を制御することを特徴とする請求項11記載のレーザ光照射装置。 The laser optical system has a telescope on the incident side front side of the light collecting member,
The laser beam irradiation apparatus according to claim 11, wherein the control unit controls the adjustment by changing a position of the telescope.
前記制御部は、前記レーザ光出力源の出力調整および前記可変減衰器による前記レーザ光の減衰率調整の一方または両方を制御することにより、前記レーザ光の照射出力調整を行うことを特徴とする請求項6〜12のいずれかに記載のレーザ光照射装置。 A variable attenuator capable of adjusting the attenuation rate of the laser beam output from the laser beam output source;
The control unit adjusts the irradiation output of the laser light by controlling one or both of output adjustment of the laser light output source and adjustment of the attenuation factor of the laser light by the variable attenuator. The laser beam irradiation apparatus according to claim 6.
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