JP3191702B2 - ビームホモジナイザ - Google Patents
ビームホモジナイザInfo
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- JP3191702B2 JP3191702B2 JP31404096A JP31404096A JP3191702B2 JP 3191702 B2 JP3191702 B2 JP 3191702B2 JP 31404096 A JP31404096 A JP 31404096A JP 31404096 A JP31404096 A JP 31404096A JP 3191702 B2 JP3191702 B2 JP 3191702B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光線束の断面内強
度分布の均一化を行うビームホモジナイザに関する。
度分布の均一化を行うビームホモジナイザに関する。
【０００２】
【従来の技術】シリンダアレイ型のビームホモジナイザ
は、前段のシリンダアレイと後段のシリンダアレイ、及
びフォーカスレンズにより構成される。各シリンダアレ
イは、複数の等価なシリンドリカルレンズをその光軸面
に垂直な方向に配列して構成される。前段のシリンダア
レイの各シリンドリカルレンズの光軸面が、後段のシリ
ンダアレイの対応するシリンドリカルレンズの光軸面に
一致するように配置される。ここで、光軸面は、シリン
ドリカルレンズの面対称な結像系の対称面を意味する。
は、前段のシリンダアレイと後段のシリンダアレイ、及
びフォーカスレンズにより構成される。各シリンダアレ
イは、複数の等価なシリンドリカルレンズをその光軸面
に垂直な方向に配列して構成される。前段のシリンダア
レイの各シリンドリカルレンズの光軸面が、後段のシリ
ンダアレイの対応するシリンドリカルレンズの光軸面に
一致するように配置される。ここで、光軸面は、シリン
ドリカルレンズの面対称な結像系の対称面を意味する。
【０００３】前段のシリンダアレイに光線束が入射し、
各シリンドリカルレンズにより収束される。収束された
各光線束が、後段のシリンダアレイの各シリンドリカル
レンズにより再度収束される。このようにして、２つの
シリンダアレイにより、入射光線束がシリンドリカルレ
ンズの個数分の小光線束に分割される。
各シリンドリカルレンズにより収束される。収束された
各光線束が、後段のシリンダアレイの各シリンドリカル
レンズにより再度収束される。このようにして、２つの
シリンダアレイにより、入射光線束がシリンドリカルレ
ンズの個数分の小光線束に分割される。
【０００４】得られた小光線束は、２つのシリンダアレ
イの相対位置によって、発散光、平行光、または収束光
になる。各小光線束をフォーカスレンズ群を用いてある
面上に重ね合わせることにより、シリンドリカルレンズ
の光軸面に垂直な方向に関して、照射領域の光強度分布
を均一に近づけることができる。
イの相対位置によって、発散光、平行光、または収束光
になる。各小光線束をフォーカスレンズ群を用いてある
面上に重ね合わせることにより、シリンドリカルレンズ
の光軸面に垂直な方向に関して、照射領域の光強度分布
を均一に近づけることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ビームホモジナイザ
は、例えばレーザアニールにおけるレーザ光の光強度分
布を均一化するために用いられる。液晶表示パネルの製
造において、ガラス基板上に成膜したアモルファスシリ
コン膜をレーザアニールして多結晶化する技術が注目さ
れている。液晶表示パネルの大型化に伴い、レーザ光の
照射領域の長尺化が望まれている。
は、例えばレーザアニールにおけるレーザ光の光強度分
布を均一化するために用いられる。液晶表示パネルの製
造において、ガラス基板上に成膜したアモルファスシリ
コン膜をレーザアニールして多結晶化する技術が注目さ
れている。液晶表示パネルの大型化に伴い、レーザ光の
照射領域の長尺化が望まれている。
【０００６】レーザ光の強度を変えることなく、その照
射領域の長尺方向の長さを長くすると、エネルギ密度が
低下する。アモルファスシリコンを多結晶化するために
は、一定値以上のエネルギ密度が必要である。照射領域
を長尺化したときのレーザ光のエネルギ密度の低下を抑
制するためには、照射領域の幅を細くする必要がある。
射領域の長尺方向の長さを長くすると、エネルギ密度が
低下する。アモルファスシリコンを多結晶化するために
は、一定値以上のエネルギ密度が必要である。照射領域
を長尺化したときのレーザ光のエネルギ密度の低下を抑
制するためには、照射領域の幅を細くする必要がある。
【０００７】小光線束が重ね合わされた（ホモジナイズ
された）照射領域の光強度の均一性は、トップフラット
率で評価される。ここで、トップフラット率ＲTFは、光
強度分布の最高値の９０％以上の強度を有する部分の幅
をＷ0.9 、半値幅をＷ0.5 としたとき、
された）照射領域の光強度の均一性は、トップフラット
率で評価される。ここで、トップフラット率ＲTFは、光
強度分布の最高値の９０％以上の強度を有する部分の幅
をＷ0.9 、半値幅をＷ0.5 としたとき、
【０００８】
【数１】ＲTF＝Ｗ0.9 ／Ｗ0.5 で定義される。高品質なレーザアニールを行うために
は、照射領域の長尺方向及び短軸方向に関する光強度分
布のトップフラット率を高くすることが好ましい。ホモ
ジナイズされた照射領域の幅が１ｍｍ以上であれば、比
較的高いトップフラット率が得られるが、１ｍｍ以下に
なると、高いトップフラット率を得ることが困難にな
る。
は、照射領域の長尺方向及び短軸方向に関する光強度分
布のトップフラット率を高くすることが好ましい。ホモ
ジナイズされた照射領域の幅が１ｍｍ以上であれば、比
較的高いトップフラット率が得られるが、１ｍｍ以下に
なると、高いトップフラット率を得ることが困難にな
る。
【０００９】本発明の目的は、光線束の照射領域を長尺
化かつ細線化しても光強度分布のトップフラット率の低
下を抑制できるビームホモジナイザを提供することであ
る。
化かつ細線化しても光強度分布のトップフラット率の低
下を抑制できるビームホモジナイザを提供することであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、複数の第１のシリンドリカルレンズが、各々の円柱
面の母線同士及び光軸面同士を相互に平行にし、かつ光
軸面に対して垂直な第１の仮想平面に沿って配列した第
１のシリンダアレイと、複数の第２のシリンドリカルレ
ンズが、各々の円柱面の母線同士及び光軸面同士を相互
に平行にし、かつ前記第１の仮想平面に平行な第２の仮
想平面に沿って配列した第２のシリンダアレイであっ
て、各第２のシリンドリカルレンズが、対応する前記第
１のシリンドリカルレンズと光軸面を共通にし、前記第
１のシリンドリカルレンズを透過した光線束が、対応す
る第２のシリンドリカルレンズに入射する前記第２のシ
リンダアレイと、複数の第３のシリンドリカルレンズ
が、各々の円柱面の母線同士及び光軸面同士を相互に平
行にし、かつ前記第１の仮想平面に平行な第３の仮想平
面に沿って配列した第３のシリンダアレイであって、第
３のシリンドリカルレンズの各々の光軸面が、前記第１
及び第２のシリンダアレイの光軸面と直交する前記第３
のシリンダアレイと、前記第３のシリンダアレイの出射
側に配置され、複数の第４のシリンドリカルレンズが、
各々の円柱面の母線同士及び光軸面同士を相互に平行に
し、かつ前記第１の仮想平面に平行な第４の仮想平面に
沿って配列した第４のシリンダアレイであって、各第４
のシリンドリカルレンズが、対応する前記第３のシリン
ドリカルレンズと光軸面を共通にする前記第４のシリン
ダアレイと、前記第１〜第４のシリンダアレイを透過し
た光線束を、仮想的なホモジナイズ面上にホモジナイズ
させる収束光学系であって、前記第１及び第２のシリン
ダアレイにより分割された複数のビームの各々が、該収
束光学系により、前記第１のシリンドリカルレンズの母
線に垂直な面内に関して収束するビームとなり、前記第
３及び第４のシリンダアレイにより分割された複数のビ
ームの各々が、該収束光学系により、前記第３のシリン
ドリカルレンズの母線に垂直な面内に関して発散するビ
ームとなるように配置されている前記収束光学系と、前
記収束光学系の出射側に配置された第１のイメージング
シリンドリカルレンズ系であって、その円柱面の母線及
び光軸面が、それぞれ前記第１のシリンドリカルレンズ
の円柱面の母線及び光軸面に平行であり、前記収束光学
系によりホモジナイズされた光照射領域を前記第３のシ
リンドリカルレンズの母線方向に関して縮小し、被照射
体の表面上に再度ホモジナイズさせる前記第１のイメー
ジングシリンドリカルレンズ系と、前記収束光学系の出
射側に配置された第２のイメージングシリンドリカルレ
ンズ系であって、その円柱面の母線及び光軸面が、それ
ぞれ前記第３のシリンドリカルレンズの円柱面の母線及
び光軸面に平行であり、前記収束光学系によりホモジナ
イズされた光照射領域を前記第１のシリンドリカルレン
ズの母線方向に関して拡大し、前記被照射体の表面上に
再度ホモジナイズさせる前記第２のイメージングシリン
ドリカルレンズ系とを有するビームホモジナイザが提供
される。
と、複数の第１のシリンドリカルレンズが、各々の円柱
面の母線同士及び光軸面同士を相互に平行にし、かつ光
軸面に対して垂直な第１の仮想平面に沿って配列した第
１のシリンダアレイと、複数の第２のシリンドリカルレ
ンズが、各々の円柱面の母線同士及び光軸面同士を相互
に平行にし、かつ前記第１の仮想平面に平行な第２の仮
想平面に沿って配列した第２のシリンダアレイであっ
て、各第２のシリンドリカルレンズが、対応する前記第
１のシリンドリカルレンズと光軸面を共通にし、前記第
１のシリンドリカルレンズを透過した光線束が、対応す
る第２のシリンドリカルレンズに入射する前記第２のシ
リンダアレイと、複数の第３のシリンドリカルレンズ
が、各々の円柱面の母線同士及び光軸面同士を相互に平
行にし、かつ前記第１の仮想平面に平行な第３の仮想平
面に沿って配列した第３のシリンダアレイであって、第
３のシリンドリカルレンズの各々の光軸面が、前記第１
及び第２のシリンダアレイの光軸面と直交する前記第３
のシリンダアレイと、前記第３のシリンダアレイの出射
側に配置され、複数の第４のシリンドリカルレンズが、
各々の円柱面の母線同士及び光軸面同士を相互に平行に
し、かつ前記第１の仮想平面に平行な第４の仮想平面に
沿って配列した第４のシリンダアレイであって、各第４
のシリンドリカルレンズが、対応する前記第３のシリン
ドリカルレンズと光軸面を共通にする前記第４のシリン
ダアレイと、前記第１〜第４のシリンダアレイを透過し
た光線束を、仮想的なホモジナイズ面上にホモジナイズ
させる収束光学系であって、前記第１及び第２のシリン
ダアレイにより分割された複数のビームの各々が、該収
束光学系により、前記第１のシリンドリカルレンズの母
線に垂直な面内に関して収束するビームとなり、前記第
３及び第４のシリンダアレイにより分割された複数のビ
ームの各々が、該収束光学系により、前記第３のシリン
ドリカルレンズの母線に垂直な面内に関して発散するビ
ームとなるように配置されている前記収束光学系と、前
記収束光学系の出射側に配置された第１のイメージング
シリンドリカルレンズ系であって、その円柱面の母線及
び光軸面が、それぞれ前記第１のシリンドリカルレンズ
の円柱面の母線及び光軸面に平行であり、前記収束光学
系によりホモジナイズされた光照射領域を前記第３のシ
リンドリカルレンズの母線方向に関して縮小し、被照射
体の表面上に再度ホモジナイズさせる前記第１のイメー
ジングシリンドリカルレンズ系と、前記収束光学系の出
射側に配置された第２のイメージングシリンドリカルレ
ンズ系であって、その円柱面の母線及び光軸面が、それ
ぞれ前記第３のシリンドリカルレンズの円柱面の母線及
び光軸面に平行であり、前記収束光学系によりホモジナ
イズされた光照射領域を前記第１のシリンドリカルレン
ズの母線方向に関して拡大し、前記被照射体の表面上に
再度ホモジナイズさせる前記第２のイメージングシリン
ドリカルレンズ系とを有するビームホモジナイザが提供
される。
【００１１】第１〜第４のシリンダアレイにより、１つ
の平行光線束が複数の光線束に分割される。分割された
複数の光線束が、収束光学系によりホモジナイズ面上で
重ね合わされる。種々の光強度分布を有する光線束が重
ね合わされるため、ホモジナイズ面上における光照射領
域の光強度分布を均一に近づけることができる。第１及
び第２のイメージングシリンドリカルレンズ系により、
ホモジナイズされた照射領域を、一方向に関して長尺化
し、他方向に関して細線化することができる。
の平行光線束が複数の光線束に分割される。分割された
複数の光線束が、収束光学系によりホモジナイズ面上で
重ね合わされる。種々の光強度分布を有する光線束が重
ね合わされるため、ホモジナイズ面上における光照射領
域の光強度分布を均一に近づけることができる。第１及
び第２のイメージングシリンドリカルレンズ系により、
ホモジナイズされた照射領域を、一方向に関して長尺化
し、他方向に関して細線化することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施例によるビ
ームホモジナイザの断面図を示す。ビームホモジナイザ
に入射する光線束の光軸に平行なｚ軸を有するｘｙｚ直
交座標系を考える。図１（Ａ）は、ｙｚ面に平行な断面
図、図１（Ｂ）は、ｘｚ面に平行な断面図を示す。
ームホモジナイザの断面図を示す。ビームホモジナイザ
に入射する光線束の光軸に平行なｚ軸を有するｘｙｚ直
交座標系を考える。図１（Ａ）は、ｙｚ面に平行な断面
図、図１（Ｂ）は、ｘｚ面に平行な断面図を示す。
【００１３】図１（Ａ）に示すように、シリンダアレイ
１Ａ及び１Ｂの各々は、等価な７本のシリンドリカルレ
ンズにより構成される。各シリンドリカルレンズの光軸
面はｘｚ面に平行であり、円柱面の母線はｘ軸に平行で
ある。ここで、光軸面とは、シリンドリカルレンズの面
対称な結像系の対称面のことを意味する。このように配
置されたシリンドリカルレンズが、コバ面同士を密着さ
せてｘ軸に平行に向いてｙ軸方向に並んで（ｘｙ面に沿
って）配列している。シリンダアレイ１Ａは光の入射側
（図の左方）に配置され、シリンダアレイ１Ｂは出射側
（図の右方）に配置されている。また、シリンダアレイ
１Ａの各シリンドリカルレンズは、シリンダアレイ１Ｂ
の対応するシリンドリカルレンズと光軸面を共有するよ
うに配置されている。
１Ａ及び１Ｂの各々は、等価な７本のシリンドリカルレ
ンズにより構成される。各シリンドリカルレンズの光軸
面はｘｚ面に平行であり、円柱面の母線はｘ軸に平行で
ある。ここで、光軸面とは、シリンドリカルレンズの面
対称な結像系の対称面のことを意味する。このように配
置されたシリンドリカルレンズが、コバ面同士を密着さ
せてｘ軸に平行に向いてｙ軸方向に並んで（ｘｙ面に沿
って）配列している。シリンダアレイ１Ａは光の入射側
（図の左方）に配置され、シリンダアレイ１Ｂは出射側
（図の右方）に配置されている。また、シリンダアレイ
１Ａの各シリンドリカルレンズは、シリンダアレイ１Ｂ
の対応するシリンドリカルレンズと光軸面を共有するよ
うに配置されている。
【００１４】図１（Ｂ）に示すように、シリンダアレイ
２Ａ及び２Ｂの各々は、等価な７本のシリンドリカルレ
ンズにより構成される。各シリンドリカルレンズの光軸
面はｙｚ面に平行であり、円柱面の母線はｙ軸に平行で
ある。このように配置されたシリンドリカルレンズが、
コバ面同士を密着させてｙ軸に平行に向いてｘ軸方向に
並んで（ｘｙ面に沿って）配列している。シリンダアレ
イ２Ａはシリンダアレイ１Ａの入射側（図の左方）に配
置され、シリンダアレイ２Ｂはシリンダアレイ１Ａと１
Ｂとの間に配置されている。また、シリンダアレイ２Ａ
の各シリンドリカルレンズは、シリンダアレイ２Ｂの対
応するシリンドリカルレンズと光軸面を共有するように
配置されている。
２Ａ及び２Ｂの各々は、等価な７本のシリンドリカルレ
ンズにより構成される。各シリンドリカルレンズの光軸
面はｙｚ面に平行であり、円柱面の母線はｙ軸に平行で
ある。このように配置されたシリンドリカルレンズが、
コバ面同士を密着させてｙ軸に平行に向いてｘ軸方向に
並んで（ｘｙ面に沿って）配列している。シリンダアレ
イ２Ａはシリンダアレイ１Ａの入射側（図の左方）に配
置され、シリンダアレイ２Ｂはシリンダアレイ１Ａと１
Ｂとの間に配置されている。また、シリンダアレイ２Ａ
の各シリンドリカルレンズは、シリンダアレイ２Ｂの対
応するシリンドリカルレンズと光軸面を共有するように
配置されている。
【００１５】シリンダアレイ１Ｂの出射側に、収束レン
ズ３が配置されている。収束レンズ３の光軸は、ｚ軸に
平行である。
ズ３が配置されている。収束レンズ３の光軸は、ｚ軸に
平行である。
【００１６】収束レンズ３の出射側にイメージングシリ
ンドリカルレンズ５が配置されている。イメージングシ
リンドリカルレンズ５は、その光軸面に関してシリンダ
アレイ１Ａが対称な構成になる位置に配置され、その円
柱面の母線はｘ軸に平行である。イメージングシリンド
リカルレンズ５の出射側にイメージングシリンドリカル
レンズ６が配置されている。イメージングシリンドリカ
ルレンズ６は、その光軸面に関してシリンダアレイ２Ａ
が対称な構成になる位置に配置され、その円柱面の母線
はｙ軸に平行である。
ンドリカルレンズ５が配置されている。イメージングシ
リンドリカルレンズ５は、その光軸面に関してシリンダ
アレイ１Ａが対称な構成になる位置に配置され、その円
柱面の母線はｘ軸に平行である。イメージングシリンド
リカルレンズ５の出射側にイメージングシリンドリカル
レンズ６が配置されている。イメージングシリンドリカ
ルレンズ６は、その光軸面に関してシリンダアレイ２Ａ
が対称な構成になる位置に配置され、その円柱面の母線
はｙ軸に平行である。
【００１７】図１（Ａ）を参照して、ｙｚ面内に関する
光線束の伝搬の様子を説明する。ｙｚ面内においては、
シリンダアレイ２Ａ、２Ｂ、及びイメージングシリンド
リカルレンズ６は単なる平板と等価であるため、光線束
の収束、発散に影響を与えない。ｚ軸に平行な光軸を有
する平行光線束１１がシリンダアレイ２Ａを透過し、シ
リンダアレイ１Ａに入射する。入射光線束は、シリンダ
アレイ１Ａにより各シリンドリカルレンズに対応した７
つの収束光線束に分割される。図１（Ａ）では、中央と
両端の光線束のみを代表して示している。シリンダアレ
イ１Ａによって収束された各光線束は、シリンダアレイ
１Ｂにより再度収束される。
光線束の伝搬の様子を説明する。ｙｚ面内においては、
シリンダアレイ２Ａ、２Ｂ、及びイメージングシリンド
リカルレンズ６は単なる平板と等価であるため、光線束
の収束、発散に影響を与えない。ｚ軸に平行な光軸を有
する平行光線束１１がシリンダアレイ２Ａを透過し、シ
リンダアレイ１Ａに入射する。入射光線束は、シリンダ
アレイ１Ａにより各シリンドリカルレンズに対応した７
つの収束光線束に分割される。図１（Ａ）では、中央と
両端の光線束のみを代表して示している。シリンダアレ
イ１Ａによって収束された各光線束は、シリンダアレイ
１Ｂにより再度収束される。
【００１８】シリンダアレイ１Ｂにより収束した７つの
収束光線束１２は、それぞれ収束レンズ３の前方で集光
する。この結像位置は、収束レンズ３の入射側焦点より
もレンズに近い。このため、収束レンズ３を透過した７
つの光線束はそれぞれ発散光線束１３となり、ホモジナ
イズ面４上において重なる。７つの光線束により照射さ
れたホモジナイズ面４における照射領域のｙ軸方向の光
強度分布は、シリンダアレイ１Ａにより分割された７つ
の各光線束のｙ軸方向の強度分布の和に相似する。
収束光線束１２は、それぞれ収束レンズ３の前方で集光
する。この結像位置は、収束レンズ３の入射側焦点より
もレンズに近い。このため、収束レンズ３を透過した７
つの光線束はそれぞれ発散光線束１３となり、ホモジナ
イズ面４上において重なる。７つの光線束により照射さ
れたホモジナイズ面４における照射領域のｙ軸方向の光
強度分布は、シリンダアレイ１Ａにより分割された７つ
の各光線束のｙ軸方向の強度分布の和に相似する。
【００１９】入射光線束１１のｙ軸方向の光強度分布
は、一般的に対称性を有する。従って、７つの光線束の
各々のｙ軸方向の光強度分布は、シリンダアレイ１Ａの
中央のシリンドリカルレンズの光軸面に関して対称の位
置にある光線束の光強度分布をｙ軸方向に関して反転さ
せた分布にほぼ等しい。これらの光線束の光強度分布を
足し合わせて得られたホモジナイズ面４における照射領
域の光強度分布は、ｙ軸方向に関して均一な分布に近づ
く。
は、一般的に対称性を有する。従って、７つの光線束の
各々のｙ軸方向の光強度分布は、シリンダアレイ１Ａの
中央のシリンドリカルレンズの光軸面に関して対称の位
置にある光線束の光強度分布をｙ軸方向に関して反転さ
せた分布にほぼ等しい。これらの光線束の光強度分布を
足し合わせて得られたホモジナイズ面４における照射領
域の光強度分布は、ｙ軸方向に関して均一な分布に近づ
く。
【００２０】ホモジナイズ面４の後方に配置されたイメ
ージングシリンドリカルレンズ５により、各発散光線束
１３が収束され、それぞれ収束光線束１４になる。各収
束光線束１４は、ホモジナイズ面４の後方のホモジナイ
ズ面７において再度ホモジナイズする。ホモジナイズ面
４とイメージングシリンドリカルレンズ５との距離が、
イメージングシリンドリカルレンズ５の焦点距離の２倍
未満であるとき、ホモジナイズ面７における照射領域の
ｙ軸方向の長さが、ホモジナイズ面４における照射領域
のｙ軸方向の長さよりも長くなる。すなわち、照射領域
をより長尺化することができる。
ージングシリンドリカルレンズ５により、各発散光線束
１３が収束され、それぞれ収束光線束１４になる。各収
束光線束１４は、ホモジナイズ面４の後方のホモジナイ
ズ面７において再度ホモジナイズする。ホモジナイズ面
４とイメージングシリンドリカルレンズ５との距離が、
イメージングシリンドリカルレンズ５の焦点距離の２倍
未満であるとき、ホモジナイズ面７における照射領域の
ｙ軸方向の長さが、ホモジナイズ面４における照射領域
のｙ軸方向の長さよりも長くなる。すなわち、照射領域
をより長尺化することができる。
【００２１】図１（Ｂ）を参照して、ｘｚ面内に関する
光線束の伝搬の様子を説明する。入射光線束１１がシリ
ンダアレイ２Ａに入射し、各シリンドリカルレンズに対
応した７つの収束光線束に分割される。図１（Ｂ）で
は、中央と両端の光線束のみを代表して示している。ｘ
ｚ面内においては、シリンダアレイ１Ａ、１Ｂ及びイメ
ージングシリンドリカルレンズ５は単なる平板と等価で
あるため、光線束の収束、発散に影響を与えない。
光線束の伝搬の様子を説明する。入射光線束１１がシリ
ンダアレイ２Ａに入射し、各シリンドリカルレンズに対
応した７つの収束光線束に分割される。図１（Ｂ）で
は、中央と両端の光線束のみを代表して示している。ｘ
ｚ面内においては、シリンダアレイ１Ａ、１Ｂ及びイメ
ージングシリンドリカルレンズ５は単なる平板と等価で
あるため、光線束の収束、発散に影響を与えない。
【００２２】各光線束は、シリンダアレイ２Ｂの前方で
結像し、発散光線束となってシリンダアレイ２Ｂに入射
する。シリンダアレイ２Ｂに入射した各光線束は、それ
ぞれ相互に等しいある広がり角を持った光線束１２にな
り、収束レンズ３に入射する。
結像し、発散光線束となってシリンダアレイ２Ｂに入射
する。シリンダアレイ２Ｂに入射した各光線束は、それ
ぞれ相互に等しいある広がり角を持った光線束１２にな
り、収束レンズ３に入射する。
【００２３】収束レンズ３を透過した７つの光線束１３
はそれぞれ収束光線束となり、ホモジナイズ面４上にお
いて重なる。７つの光線束１３により照射されたホモジ
ナイズ面４における光照射領域のｘ軸方向の光強度分布
は、図１（Ａ）の場合と同様に、均一な分布に近づく。
はそれぞれ収束光線束となり、ホモジナイズ面４上にお
いて重なる。７つの光線束１３により照射されたホモジ
ナイズ面４における光照射領域のｘ軸方向の光強度分布
は、図１（Ａ）の場合と同様に、均一な分布に近づく。
【００２４】光線束１２のｘｚ断面での広がり角がｙｚ
断面でのそれよりも小さいので、ｘ軸方向の長さはｙ軸
方向の長さよりも短くなる。
断面でのそれよりも小さいので、ｘ軸方向の長さはｙ軸
方向の長さよりも短くなる。
【００２５】各光線束１３は、ホモジナイズ面４の後方
で集光した後、それぞれ発散光線束となってイメージン
グシリンドリカルレンズ６に入射する。イメージングシ
リンドリカルレンズ６によって収束された各光線束１５
は、ホモジナイズ面７上にホモジナイズする。ホモジナ
イズ面４とイメージングシリンドリカルレンズ６との距
離が、イメージングシリンドリカルレンズ６の焦点距離
の２倍よりも長いとき、ホモジナイズ面７における照射
領域のｘ軸方向の幅は、ホモジナイズ面４におけるそれ
よも細くなる。
で集光した後、それぞれ発散光線束となってイメージン
グシリンドリカルレンズ６に入射する。イメージングシ
リンドリカルレンズ６によって収束された各光線束１５
は、ホモジナイズ面７上にホモジナイズする。ホモジナ
イズ面４とイメージングシリンドリカルレンズ６との距
離が、イメージングシリンドリカルレンズ６の焦点距離
の２倍よりも長いとき、ホモジナイズ面７における照射
領域のｘ軸方向の幅は、ホモジナイズ面４におけるそれ
よも細くなる。
【００２６】また、ホモジナイズ面４とイメージングシ
リンドリカルレンズ５との距離をＳ 5 、ホモジナイズ面
４とイメージングシリンドリカルレンズ６との距離をＳ
6 、イメージングシリンドリカルレンズ５及び６の焦点
距離を、それぞれｆ5 及びｆ 6 としたとき、Ｓ5 2 ／
（Ｓ5 −ｆ5 ）＝Ｓ6 2 ／（Ｓ6 −ｆ6 ）の関係を有す
るとき、ｙｚ面内及びｘｚ面内に関するホモジナイズ面
の位置が一致する。
リンドリカルレンズ５との距離をＳ 5 、ホモジナイズ面
４とイメージングシリンドリカルレンズ６との距離をＳ
6 、イメージングシリンドリカルレンズ５及び６の焦点
距離を、それぞれｆ5 及びｆ 6 としたとき、Ｓ5 2 ／
（Ｓ5 −ｆ5 ）＝Ｓ6 2 ／（Ｓ6 −ｆ6 ）の関係を有す
るとき、ｙｚ面内及びｘｚ面内に関するホモジナイズ面
の位置が一致する。
【００２７】このように、ホモジナイズ面４の後方にイ
メージングシリンドリカルレンズ５及び６を配置するこ
とにより、ホモジナイズ面４における照射領域をホモジ
ナイズ面７において長尺化し、かつ細線化することがで
きる。
メージングシリンドリカルレンズ５及び６を配置するこ
とにより、ホモジナイズ面４における照射領域をホモジ
ナイズ面７において長尺化し、かつ細線化することがで
きる。
【００２８】また、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すよう
に、長さと幅が可変のスリットを有する遮光板２０を、
ホモジナイズ面４の位置に配置してもよい。ホモジナイ
ズ面４における照射領域の外周近傍では、内部から離れ
るに従ってある傾きをもって光強度が減少する。光強度
が変化している外周近傍の領域を遮光板２０で遮光する
ことにより、ホモジナイズ面７における照射領域の外周
近傍における光強度の変化を急峻にすることができる。
また、遮光板２０のスリットの幅または長さをホモジナ
イズ面４に形成されるビームサイズに連動させて変化さ
せることにより、ホモジナイズ面７における照射領域の
長さ及び幅を変化させることができる。
に、長さと幅が可変のスリットを有する遮光板２０を、
ホモジナイズ面４の位置に配置してもよい。ホモジナイ
ズ面４における照射領域の外周近傍では、内部から離れ
るに従ってある傾きをもって光強度が減少する。光強度
が変化している外周近傍の領域を遮光板２０で遮光する
ことにより、ホモジナイズ面７における照射領域の外周
近傍における光強度の変化を急峻にすることができる。
また、遮光板２０のスリットの幅または長さをホモジナ
イズ面４に形成されるビームサイズに連動させて変化さ
せることにより、ホモジナイズ面７における照射領域の
長さ及び幅を変化させることができる。
【００２９】次に、図２を参照して、図１に示す実施例
の効果について説明する。なお、図２（Ａ）〜２（Ｃ）
の横軸のスケールは任意である。図２（Ａ）は、ホモジ
ナイズ面４上の照射領域の幅（光強度分布の半値幅）を
０．５８ｍｍとしたときの、ホモジナイズ面４における
ｘ軸（短軸）方向の光強度分布を示す。トップフラット
率は、０．４３であった。
の効果について説明する。なお、図２（Ａ）〜２（Ｃ）
の横軸のスケールは任意である。図２（Ａ）は、ホモジ
ナイズ面４上の照射領域の幅（光強度分布の半値幅）を
０．５８ｍｍとしたときの、ホモジナイズ面４における
ｘ軸（短軸）方向の光強度分布を示す。トップフラット
率は、０．４３であった。
【００３０】図２（Ｂ）は、ホモジナイズ面４上の照射
領域の幅を０．９０ｍｍとしたときの、ホモジナイズ面
４におけるｘ軸（短軸）方向の光強度分布を示す。トッ
プフラット率は、０．７２であった。
領域の幅を０．９０ｍｍとしたときの、ホモジナイズ面
４におけるｘ軸（短軸）方向の光強度分布を示す。トッ
プフラット率は、０．７２であった。
【００３１】図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）に示すホモジナ
イズ面４における照射領域を、図１のイメージングシリ
ンドリカルレンズ６によりホモジナイズ面７上に再度ホ
モジナイズさせ、照射領域の幅を０．４４ｍｍとした場
合のホモジナイズ面７におけるｘ軸方向の光強度分布を
示す。トップフラット率は、図２（Ｂ）の場合と同じ
０．７２であった。なお、用いたイメージングシリンド
リカルレンズ６の円柱面の曲率は６９ｍｍ、焦点距離は
１４２ｍｍである。
イズ面４における照射領域を、図１のイメージングシリ
ンドリカルレンズ６によりホモジナイズ面７上に再度ホ
モジナイズさせ、照射領域の幅を０．４４ｍｍとした場
合のホモジナイズ面７におけるｘ軸方向の光強度分布を
示す。トップフラット率は、図２（Ｂ）の場合と同じ
０．７２であった。なお、用いたイメージングシリンド
リカルレンズ６の円柱面の曲率は６９ｍｍ、焦点距離は
１４２ｍｍである。
【００３２】図２（Ｂ）に示すように、ホモジナイズ面
における照射領域の幅を０．９０ｍｍとするときは、図
１（Ｂ）のイメージングシリンドリカルレンズ６を使用
しなくても、トップフラット率０．７２程度を確保する
ことができる。しかし、照射領域の幅を０．５８ｍｍま
で細くすると、図２（Ａ）に示すように、トップフラッ
ト率が０．４３程度まで低下してしまう。
における照射領域の幅を０．９０ｍｍとするときは、図
１（Ｂ）のイメージングシリンドリカルレンズ６を使用
しなくても、トップフラット率０．７２程度を確保する
ことができる。しかし、照射領域の幅を０．５８ｍｍま
で細くすると、図２（Ａ）に示すように、トップフラッ
ト率が０．４３程度まで低下してしまう。
【００３３】これに対し、本発明の実施例の場合には、
図２（Ｃ）に示すように、照射領域の幅を０．４４ｍｍ
程度まで細くしても、トップフラット率０．７２を得る
ことができ、トップフラット率の低下を抑制することが
可能になる。
図２（Ｃ）に示すように、照射領域の幅を０．４４ｍｍ
程度まで細くしても、トップフラット率０．７２を得る
ことができ、トップフラット率の低下を抑制することが
可能になる。
【００３４】次に、図１に示すビームホモジナイザを使
用したレーザアニーリング装置について説明する。
用したレーザアニーリング装置について説明する。
【００３５】図３は、レーザアニーリング装置の概略平
面図を示す。筐体５０に、処理チャンバ５１、搬送チャ
ンバ５２、搬入チャンバ５３、搬出チャンバ５４、ホモ
ジナイザ４２、ＣＣＤカメラ５８、及びビデオモニタ５
９が取り付けられている。
面図を示す。筐体５０に、処理チャンバ５１、搬送チャ
ンバ５２、搬入チャンバ５３、搬出チャンバ５４、ホモ
ジナイザ４２、ＣＣＤカメラ５８、及びビデオモニタ５
９が取り付けられている。
【００３６】処理チャンバ５１と搬送チャンバ５２がゲ
ートバルブ５５を介して結合され、搬送チャンバ５２と
搬入チャンバ５３、及び搬送チャンバ５２と搬出チャン
バ５４が、それぞれゲートバルブ５６及び５７を介して
結合されている。処理チャンバ５１、搬入チャンバ５３
及び搬出チャンバ５４には、それぞれ真空ポンプ６１、
６２及び６３が取り付けられ、各チャンバの内部を真空
排気することができる。
ートバルブ５５を介して結合され、搬送チャンバ５２と
搬入チャンバ５３、及び搬送チャンバ５２と搬出チャン
バ５４が、それぞれゲートバルブ５６及び５７を介して
結合されている。処理チャンバ５１、搬入チャンバ５３
及び搬出チャンバ５４には、それぞれ真空ポンプ６１、
６２及び６３が取り付けられ、各チャンバの内部を真空
排気することができる。
【００３７】搬送チャンバ５２内には、搬送用ロボット
６４が収容されている。搬送用ロボット６４は、処理チ
ャンバ５１、搬入チャンバ５３及び搬出チャンバ５４の
相互間で処理基板を移送する。
６４が収容されている。搬送用ロボット６４は、処理チ
ャンバ５１、搬入チャンバ５３及び搬出チャンバ５４の
相互間で処理基板を移送する。
【００３８】処理チャンバ５１の上面に、レーザ光透過
用の窓６０が設けられている。パルス発振したエキシマ
レーザ装置４１から出力されたレーザビームがアッテネ
ータ４６を通って図１で説明したビームホモジナイザ４
２に入射する。ホモジナイザ４２は、レーザビームの断
面形状を細長い形状にする。ホモジナイザ４２を通過し
たレーザビームは、レーザ光の断面形状に対応した細長
い窓６０を透過して処理チャンバ５１内の処理基板を照
射する。処理基板の表面がホモジナイズ面に一致するよ
うに、ホモジナイザ４２と処理基板との相対位置が調節
されている。
用の窓６０が設けられている。パルス発振したエキシマ
レーザ装置４１から出力されたレーザビームがアッテネ
ータ４６を通って図１で説明したビームホモジナイザ４
２に入射する。ホモジナイザ４２は、レーザビームの断
面形状を細長い形状にする。ホモジナイザ４２を通過し
たレーザビームは、レーザ光の断面形状に対応した細長
い窓６０を透過して処理チャンバ５１内の処理基板を照
射する。処理基板の表面がホモジナイズ面に一致するよ
うに、ホモジナイザ４２と処理基板との相対位置が調節
されている。
【００３９】処理基板は、窓６０の長軸方向に直交する
向きに平行移動する。１ショット分の照射領域の一部が
前回のショットにおける照射領域の一部と重なるような
速さで処理基板を移動することにより、処理基板表面の
広い領域を照射することができる。処理基板表面はＣＣ
Ｄカメラ５８により撮影され、処理中の基板表面をビデ
オモニタ５９で観察することができる。
向きに平行移動する。１ショット分の照射領域の一部が
前回のショットにおける照射領域の一部と重なるような
速さで処理基板を移動することにより、処理基板表面の
広い領域を照射することができる。処理基板表面はＣＣ
Ｄカメラ５８により撮影され、処理中の基板表面をビデ
オモニタ５９で観察することができる。
【００４０】エキシマレーザ装置４１、ホモジナイザ４
２、搬送用ロボット６４、ゲートバルブ５５〜５７の動
作は、制御装置６５によって制御される。
２、搬送用ロボット６４、ゲートバルブ５５〜５７の動
作は、制御装置６５によって制御される。
【００４１】図４は、図３のレーザアニーリング装置の
光学系の概略図を示す。エキシマレーザ装置４１から出
力したレーザビームは、アッテネータ４６を通過し、タ
ーンミラー４７及び４８で反射し、ホモジナイザ４２に
入射する。ホモジナイザ４２を通過したレーザビーム
は、ターンミラー４９で反射し、ガラス窓６０を透過し
て処理チャンバ５１内に導入される。
光学系の概略図を示す。エキシマレーザ装置４１から出
力したレーザビームは、アッテネータ４６を通過し、タ
ーンミラー４７及び４８で反射し、ホモジナイザ４２に
入射する。ホモジナイザ４２を通過したレーザビーム
は、ターンミラー４９で反射し、ガラス窓６０を透過し
て処理チャンバ５１内に導入される。
【００４２】ホモジナイザ４２とターンミラー４９は、
相互の相対位置関係を保った状態で、入射レーザ光の光
軸に沿って平行移動することができる。ターンミラー４
９で反射した後のレーザビームが図中の位置ｃにあると
き、処理チャンバ５１内の処理基板上にレーザ光が照射
される。
相互の相対位置関係を保った状態で、入射レーザ光の光
軸に沿って平行移動することができる。ターンミラー４
９で反射した後のレーザビームが図中の位置ｃにあると
き、処理チャンバ５１内の処理基板上にレーザ光が照射
される。
【００４３】処理チャンバ５１内には、パワーメータ７
２が配置されている。レーザビームを位置ｄに移動させ
たとき、レーザ光がパワーメータ７２に照射され、レー
ザ光の強度を測定することができる。また、処理チャン
バ５１の外にもパワーメータ７３が配置されており、レ
ーザビームを位置ｂに移動させることにより、処理チャ
ンバ５１内に導入される前のレーザ光の強度を測定する
ことができる。
２が配置されている。レーザビームを位置ｄに移動させ
たとき、レーザ光がパワーメータ７２に照射され、レー
ザ光の強度を測定することができる。また、処理チャン
バ５１の外にもパワーメータ７３が配置されており、レ
ーザビームを位置ｂに移動させることにより、処理チャ
ンバ５１内に導入される前のレーザ光の強度を測定する
ことができる。
【００４４】また、処理チャンバ５１の外に、光センサ
を直線状に配列したビームプロファイラ７４が配置され
ている。レーザビームを位置ａに移動させてビームプロ
ファイラ７４にレーザ光を照射することにより、線状の
断面形状を有するレーザビームの断面内の長軸方向に関
する強度分布を測定することができる。
を直線状に配列したビームプロファイラ７４が配置され
ている。レーザビームを位置ａに移動させてビームプロ
ファイラ７４にレーザ光を照射することにより、線状の
断面形状を有するレーザビームの断面内の長軸方向に関
する強度分布を測定することができる。
【００４５】アッテネータ４６とターンミラー４７との
間にパワーメータ７０が配置され、ターンミラー４８と
ホモジナイザ４２との間にパワーメータ７１が配置され
ている。パワーメータ７０及び７１により、その位置に
おけるレーザ光の強度を測定することができる。
間にパワーメータ７０が配置され、ターンミラー４８と
ホモジナイザ４２との間にパワーメータ７１が配置され
ている。パワーメータ７０及び７１により、その位置に
おけるレーザ光の強度を測定することができる。
【００４６】パワーメータ７０〜７３で検出されたレー
ザ光の強度をそれぞれの位置における正常値と比較する
ことにより、各光学部品の劣化状態を知ることができ
る。また、ビームプロファイラ７４からの検出信号を解
析することにより、レーザビームの断面の長軸方向に関
する強度分布の正常性を確認することができる。
ザ光の強度をそれぞれの位置における正常値と比較する
ことにより、各光学部品の劣化状態を知ることができ
る。また、ビームプロファイラ７４からの検出信号を解
析することにより、レーザビームの断面の長軸方向に関
する強度分布の正常性を確認することができる。
【００４７】図１の実施例で説明したように、ホモジナ
イザ４２にイメージングシリンドリカルレンズ５及び６
を設けることにより、線状の光照射領域の幅を細くして
も、光強度分布のトップフラット率を比較的高く維持す
ることができる。トップフラット率を高くすることによ
り、基板全面に、より均一にレーザ光を照射することが
できる。
イザ４２にイメージングシリンドリカルレンズ５及び６
を設けることにより、線状の光照射領域の幅を細くして
も、光強度分布のトップフラット率を比較的高く維持す
ることができる。トップフラット率を高くすることによ
り、基板全面に、より均一にレーザ光を照射することが
できる。
【００４８】また、線状の光照射領域を長尺化すること
ができる。長尺化することにより、レーザ光の照射領域
をその短軸方向に移動して、より広い領域にレーザ光を
照射することができる。
ができる。長尺化することにより、レーザ光の照射領域
をその短軸方向に移動して、より広い領域にレーザ光を
照射することができる。
【００４９】次に、図５を参照して、本発明の他の実施
例によるビームホモジナイザについて説明する。
例によるビームホモジナイザについて説明する。
【００５０】図１では、ｘｚ面及びｙｚ面の双方に関し
て、ホモジナイズ面４で一度ホモジナイズさせ、イメー
ジングシリンドリカルレンズでさらにホモジナイズ面７
にホモジナイズさせる場合を説明した。図５に示すビー
ムホモジナイザにおいては、図１に示すビームホモジナ
イザのイメージングシリンドリカルレンズ５を取り除
き、代わりに収束レンズ３とホモジナイズ面４との間に
ｙｚ面内に関して光線束を発散させる発散シリンドリカ
ルレンズ８が配置されている。その他の構成は、図１に
示すビームホモジナイザの構成と同様である。
て、ホモジナイズ面４で一度ホモジナイズさせ、イメー
ジングシリンドリカルレンズでさらにホモジナイズ面７
にホモジナイズさせる場合を説明した。図５に示すビー
ムホモジナイザにおいては、図１に示すビームホモジナ
イザのイメージングシリンドリカルレンズ５を取り除
き、代わりに収束レンズ３とホモジナイズ面４との間に
ｙｚ面内に関して光線束を発散させる発散シリンドリカ
ルレンズ８が配置されている。その他の構成は、図１に
示すビームホモジナイザの構成と同様である。
【００５１】図５（Ａ）はｙｚ面に平行な断面図、図５
（Ｂ）はｘｚ面に平行な断面図を示す。図５（Ｂ）に示
すように、ｘｚ面に平行な断面に関する光線束の伝搬の
様子は、図１（Ｂ）の場合と同様である。
（Ｂ）はｘｚ面に平行な断面図を示す。図５（Ｂ）に示
すように、ｘｚ面に平行な断面に関する光線束の伝搬の
様子は、図１（Ｂ）の場合と同様である。
【００５２】図５（Ａ）に示すように、ｙｚ面に平行な
断面に関しては、発散シリンドリカルレンズ８のため
に、収束レンズ３と発散シリンドリカルレンズ８との合
成焦点距離が、収束レンズ３単体の焦点距離より長くな
る。収束レンズ３と発散シリンドリカルレンズ８との後
ろ側合成焦点位置が、ｘｚ面内におけるホモジナイズ面
７に一致するように、発散シリンドリカルレンズ８の焦
点距離を選択する。
断面に関しては、発散シリンドリカルレンズ８のため
に、収束レンズ３と発散シリンドリカルレンズ８との合
成焦点距離が、収束レンズ３単体の焦点距離より長くな
る。収束レンズ３と発散シリンドリカルレンズ８との後
ろ側合成焦点位置が、ｘｚ面内におけるホモジナイズ面
７に一致するように、発散シリンドリカルレンズ８の焦
点距離を選択する。
【００５３】このとき、ｙｚ面内に関して、収束レンズ
３及び発散シリンドリカルレンズ８を通過した光線束
は、ホモジナイズ面７上でホモジナイズする。このよう
に、シリンダアレイ１Ａ、１Ｂ、２Ａ及び２Ｂの後方に
配置する収束レンズのｙｚ面内に関する焦点距離とｘｚ
面内に関する焦点距離とを実質的に異ならせてもよい。
このような構成としても、図１の実施例の場合と同様
に、ホモジナイズ領域を細くかつ長尺化することができ
る。
３及び発散シリンドリカルレンズ８を通過した光線束
は、ホモジナイズ面７上でホモジナイズする。このよう
に、シリンダアレイ１Ａ、１Ｂ、２Ａ及び２Ｂの後方に
配置する収束レンズのｙｚ面内に関する焦点距離とｘｚ
面内に関する焦点距離とを実質的に異ならせてもよい。
このような構成としても、図１の実施例の場合と同様
に、ホモジナイズ領域を細くかつ長尺化することができ
る。
【００５４】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ビームホモジナイザを透過した光線束のホモジナイズ面
における照射領域を長尺化かつ細線化することができ
る。また、細線化した場合の光強度分布のトップフラッ
ト率の低下を抑制することができる。
ビームホモジナイザを透過した光線束のホモジナイズ面
における照射領域を長尺化かつ細線化することができ
る。また、細線化した場合の光強度分布のトップフラッ
ト率の低下を抑制することができる。
【図１】本発明の実施例によるビームホモジナイザの断
面図である。
面図である。
【図２】図２（Ａ）及び２（Ｂ）は、従来のビームホモ
ジナイザによりホモジナイズされた光照射領域の光強度
分布を示すグラフであり、図２（Ｃ）は、図１に示すビ
ームホモジナイザによりホモジナイズされた光照射領域
の光強度分布を示すグラフである。
ジナイザによりホモジナイズされた光照射領域の光強度
分布を示すグラフであり、図２（Ｃ）は、図１に示すビ
ームホモジナイザによりホモジナイズされた光照射領域
の光強度分布を示すグラフである。
【図３】図１に示すビームホモジナイザを使用したレー
ザアニーリング装置の概略を示す平面図である。
ザアニーリング装置の概略を示す平面図である。
【図４】図３に示すレーザアニーリング装置の光学系を
示す図である。
示す図である。
【図５】本発明の他の実施例によるビームホモジナイザ
の断面図である。
の断面図である。
１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ シリンダアレイ ３ 収束レンズ ４、７ ホモジナイズ面 ５、６ イメージングシリンドリカルレンズ ８ 発散シリンドリカルレンズ １１、１２、１３、１４、１５ 光線束 ２０ 遮光板 ４１ エキシマレーザ装置 ４２ ホモジナイザ ４６ アッテネータ ４７、４８、４９ ターンミラー ５０ 筐体 ５１ 処理チャンバ ５２ 搬送チャンバ ５３、５４ 搬出入チャンバ ５５〜５７ ゲートバルブ ５８ ＣＣＤカメラ ５９ ビデオモニタ ６０ 窓 ６１、６２、６３ 真空ポンプ ６４ 搬送ロボット ６５ 制御装置 ７０、７１、７２、７３ パワーメータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 27/00 H01L 21/30
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の第１のシリンドリカルレンズが、
各々の円柱面の母線同士及び光軸面同士を相互に平行に
し、かつ光軸面に対して垂直な第１の仮想平面に沿って
配列した第１のシリンダアレイと、 複数の第２のシリンドリカルレンズが、各々の円柱面の
母線同士及び光軸面同士を相互に平行にし、かつ前記第
１の仮想平面に平行な第２の仮想平面に沿って配列した
第２のシリンダアレイであって、各第２のシリンドリカ
ルレンズが、対応する前記第１のシリンドリカルレンズ
と光軸面を共通にし、前記第１のシリンドリカルレンズ
を透過した光線束が、対応する第２のシリンドリカルレ
ンズに入射する前記第２のシリンダアレイと、 複数の第３のシリンドリカルレンズが、各々の円柱面の
母線同士及び光軸面同士を相互に平行にし、かつ前記第
１の仮想平面に平行な第３の仮想平面に沿って配列した
第３のシリンダアレイであって、第３のシリンドリカル
レンズの各々の光軸面が、前記第１及び第２のシリンダ
アレイの光軸面と直交する前記第３のシリンダアレイ
と、 前記第３のシリンダアレイの出射側に配置され、複数の
第４のシリンドリカルレンズが、各々の円柱面の母線同
士及び光軸面同士を相互に平行にし、かつ前記第１の仮
想平面に平行な第４の仮想平面に沿って配列した第４の
シリンダアレイであって、各第４のシリンドリカルレン
ズが、対応する前記第３のシリンドリカルレンズと光軸
面を共通にする前記第４のシリンダアレイと、 前記第１〜第４のシリンダアレイを透過した光線束を、
仮想的なホモジナイズ面上にホモジナイズさせる収束光
学系であって、前記第１及び第２のシリンダアレイによ
り分割された複数のビームの各々が、該収束光学系によ
り、前記第１のシリンドリカルレンズの母線に垂直な面
内に関して収束するビームとなり、前記第３及び第４の
シリンダアレイにより分割された複数のビームの各々
が、該収束光学系により、前記第３のシリンドリカルレ
ンズの母線に垂直な面内に関して発散するビームとなる
ように配置されている前記収束光学系と、 前記収束光学系の出射側に配置された第１のイメージン
グシリンドリカルレンズ系であって、その円柱面の母線
及び光軸面が、それぞれ前記第１のシリンドリカルレン
ズの円柱面の母線及び光軸面に平行であり、前記収束光
学系によりホモジナイズされた光照射領域を前記第３の
シリンドリカルレンズの母線方向に関して縮小し、被照
射体の表面上に再度ホモジナイズさせる前記第１のイメ
ージングシリンドリカルレンズ系と、 前記収束光学系の出射側に配置された第２のイメージン
グシリンドリカルレンズ系であって、その円柱面の母線
及び光軸面が、それぞれ前記第３のシリンドリカルレン
ズの円柱面の母線及び光軸面に平行であり、前記収束光
学系によりホモジナイズされた光照射領域を前記第１の
シリンドリカルレンズの母線方向に関して拡大し、前記
被照射体の表面上に再度ホモジナイズさせる前記第２の
イメージングシリンドリカルレンズ系とを有するビーム
ホモジナイザ。 - 【請求項２】 さらに、前記収束光学系によって、入射
光線束がホモジナイズされる面に沿って配置され、前記
第１及び第３のシリンドリカルレンズの各々の円柱面の
母線に平行な辺により画定された矩形状の光透過孔が設
けられた遮光板を有する請求項１に記載のビームホモジ
ナイザ。 - 【請求項３】 前記遮光板の光透過孔の辺の長さが可変
である請求項２に記載のビームホモジナイザ。 - 【請求項４】 複数の第１のシリンドリカルレンズが、
各々の円柱面の母線同士及び光軸面同士を相互に平行に
し、かつ光軸面に対して垂直な第１の仮想平面に沿って
配列した第１のシリンダアレイと、 複数の第２のシリンドリカルレンズが、各々の円柱面の
母線同士及び光軸面同士を相互に平行にし、かつ前記第
１の仮想平面に平行な第２の仮想平面に沿って配列した
第２のシリンダアレイであって、各第２のシリンドリカ
ルレンズが、対応する前記第１のシリンドリカルレンズ
と光軸面を共通にし、前記第１のシリンドリカルレンズ
を透過した光線束が、対応する第２のシリンドリカルレ
ンズに入射する前記第２のシリンダアレイと、 複数の第３のシリンドリカルレンズが、各々の円柱面の
母線同士及び光軸面同士を相互に平行にし、かつ前記第
１の仮想平面に平行な第３の仮想平面に沿って配列した
第３のシリンダアレイであって、第３のシリンドリカル
レンズの各々の光軸面が、前記第１及び第２のシリンダ
アレイの光軸面と直交する前記第３のシリンダアレイ
と、 前記第３のシリンダアレイの出射側に配置され、複数の
第４のシリンドリカルレンズが、各々の円柱面の母線同
士及び光軸面同士を相互に平行にし、かつ前記第１の仮
想平面に平行な第４の仮想平面に沿って配列した第４の
シリンダアレイであって、各第４のシリンドリカルレン
ズが、対応する前記第３のシリンドリカルレンズと光軸
面を共通にする前記第４のシリンダアレイと、 前記第１〜第４のシリンダアレイで分割された複数の光
線束を収束させる収束光学系であって、前記第１及び第
２のシリンダアレイにより分割された複数のビームの各
々が、該収束光学系により、前記第１のシリンドリカル
レンズの母線に垂直な面内に関して収束するビームとな
り、前記第３及び第４のシリンダアレイにより分割され
た複数のビームの各々が、該収束光学系により、前記第
３のシリンドリカルレンズの母線に垂直な面内に関して
発散するビームとなるように配置されている前記収束光
学系と、 前記収束光学系の出射側に配置された第１のイメージン
グシリンドリカルレンズ系であって、その円柱面の母線
及び光軸面が、それぞれ前記第１のシリンドリカルレン
ズの円柱面の母線及び光軸面に平行であり、前記第１〜
第４のシリンダアレイで分割された複数の光線束が、前
記収束光学系により前記第３のシリンドリカルレンズの
円柱面の母線に平行な方向に関してホモジナイズされた
光照射領域を、前記第１のシリンドリカルレンズの母線
方向に関して縮小し、被照射体の表面上に再度ホモジナ
イズさせる前記第１のイメージングシリンドリカルレン
ズ系と、 前記収束光学系とその出射側焦点位置との間に配置され
た発散シリンドリカルレンズであって、該発散シリンド
リカルレンズの光軸面及び円柱面の母線が、それぞれ前
記第３のシリンドリカルレンズの光軸面及び円柱面の母
線に平行であり、前記第１〜第４のシリンダアレイで分
割された複数の光線束を、前記第１のシリンドリカルレ
ンズの円柱面の母線に平行な方向に関して前記被照射体
の表面上にホモジナイズさせる前記発散シリドリカルレ
ンズとを有するビームホモジナイザ。
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|---|---|---|---|
| JP31404096A JP3191702B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | ビームホモジナイザ |
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|---|---|---|---|
| JP31404096A JP3191702B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | ビームホモジナイザ |
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| JPH10153746A JPH10153746A (ja) | 1998-06-09 |
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1996
- 1996-11-25 JP JP31404096A patent/JP3191702B2/ja not_active Expired - Fee Related
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