JPH05185264A - レーザーマスクリペア装置 - Google Patents

レーザーマスクリペア装置

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JPH05185264A
JPH05185264A JP320692A JP320692A JPH05185264A JP H05185264 A JPH05185264 A JP H05185264A JP 320692 A JP320692 A JP 320692A JP 320692 A JP320692 A JP 320692A JP H05185264 A JPH05185264 A JP H05185264A
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JP
Japan
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light
repair
laser light
aiming
laser
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Application number
JP320692A
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English (en)
Inventor
Tomio Nakajima
富夫 中嶋
Hitoshi Nakamura
均 中村
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Topcon Corp
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Topcon Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】特殊な軸上色収差補正がなされた高価なレンズ
を用いることなく軸上色収差を補正できるレーザーマス
クリペア装置を提供すること。 【構成】1つの絞り15を通過した異なる波長の照準光
とレーザー光とを第1波長分離ミラー27で分離して、
この分離した照準光とレーザー光をレーザー照射光学系
10,照準光学系20の光路長が補正された各光路を介
してそれぞれ案内した後に、この照準光とレーザー光を
第2波長合成ミラー18で合成して1つの対物レンズ1
9からリペア対象面2aに投影するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、出力の高いレーザービ
ームを利用して金属薄膜や透明導電膜などの薄膜の微細
パターンの欠陥除去に用いるレーザーマスクリペア装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のレーザーマスクリペア装置とし
ては、既製のレーザー発振器を既製の顕微鏡にリペアレ
ーザー光発生用として搭載した形態が主流を占めてい
る。
【0003】この顕微鏡の光学系は無限遠補正型であ
り、既製のレーザー発振器の絞り部が結像レンズ側の共
役点と一致するように配置されている。しかも、レーザ
ー発振器から発生したリペア用のレーザー光と照準用の
照準光の2つは、絞り部を通過した後、結像レンズ,対
物レンズ等の光学部品を介してリペア対象物面に投影さ
れる。
【0004】ところで、この様な光学系においては、レ
ーザー光と照準光の波長が同じか或は略近似していれ
ば、アクロマートやアポクロマートなどの赤外域で軸上
色収差の補正がなされていない対物レンズを顕微鏡に使
用した場合でも、2つの光による絞り部の像が絞り部と
共役であるリペア対象物面に焦点位置を一致して結像す
ることになる。
【0005】しかし、この対物レンズを用いる一方、レ
ーザー光に赤外光を用いると共に照準光に可視光を用い
て、レーザー光の波長と照準光の波長が大きく異なる状
態とした場合、レーザー光と照準光の2つの光が軸上色
収差のために焦点位置がずれた状態でリペア対象物面に
投影される。即ち、レーザー光と照準光の2つの光によ
り絞り部の像が軸上色収差のために焦点位置がずれた状
態でリペア対象物面に結像されることになる。
【0006】これは、軸上色収差のために、即ち波長に
よって絞り部のリペア対象物面に対する共役点位置(物
点位置)が異るために、波長の大きく異なるレーザー光
と照準光の一方、例えば照準光を用いて絞り部をリペア
対象物面に対して共役とした場合、照準光による絞り部
の像はリペア対象物面にピントが合った状態で結像され
るが、レーザー光よる絞り部の像はリペア対象物面にボ
ケた状態で結像されるからである。
【0007】尚、このずれによりボケた像は、倍率が高
く(焦点距離が短く)焦点深度が浅い対物レンズほど顕
著に現れる。
【0008】この軸上色収差による焦点位置のずれをな
くすために、照準光である可視光の波長とリペア用レー
ザー光である赤外光の波長とで軸上色収差の補正をされ
たレンズを対物レンズに使用し、対物レンズの軸上色収
差による焦点位置のずれが生じるのを防止することが考
えられる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、アクロマート
やアポクロマートなどで補正可能な波長域以外の波長の
照準光やレーザー光を用いる場合には、特殊な軸上色収
差補正がなされた高価なレンズが用いられており、この
レンズを対物レンズに用いたレーザーマスクリペア装置
は高価になるという問題があった。
【0010】そこで、この発明は、この様な特殊で高価
なレンズを用いることなく軸上色収差を補正できるレー
ザーマスクリペア装置を提供することを目的とするもの
である。
【0011】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項1の発明は、リペア用レーザー光を発生する
レーザー光源と、上記リペア用レーザー光の波長とは異
なる波長の照準のための照準光を発する照準用光源部
と、上記レーザー光源部からのリペア用レーザー光と上
記照準光を同じ光軸上に向わせる第1合成光学部材と、
該第1合成光学部材からのリペア用レーザー光及び照準
光の光束を制限する光学系の共役点に配置された絞り部
と、上記絞り部を通過したリペア用レーザー光及び照準
光をリペア用レーザー光光路及び照準光光路にそれぞれ
に分離する光束分離部と、平行光束を射出する様に上記
リペア用レーザー光光路に配置された第1結像レンズ
と、平行光束を射出する様に上記照準光光路中に配置さ
れた第2結像レンズと、上記光束分離部で分離されたリ
ペア用レーザー光光路と照準光光路とを再び合成する第
2合成光学部材と、上記第2合成光学部材からの光束を
共役点であるリペア対象物に結像させる対物レンズ部と
から構成されるレーザーマスクリペア装置としたことを
特徴とする。
【0012】また、請求項2の発明は、リペア用レーザ
ー光を発生するレーザー光源と、上記リペア用レーザー
光の波長とは異なる波長の照準のための照準光を発する
照準用光源部と、上記レーザー光源部からのリペア用レ
ーザー光と上記照準光を同じ光軸上に向わせる第1合成
光学部材と、該第1合成光学部材からのリペア用レーザ
ー光及び照準光の光束を制限する光学系の共役点に配置
された絞り部と、上記絞り部を通過したリペア用レーザ
ー光及び照準光をリペア用レーザー光光路及び照準光光
路にそれぞれに分離する光束分離部と、上記リペア用レ
ーザー光光路及び照準光光路のいずれか一方に配置され
た対物レンズによる軸上色収差を相殺するための波長補
正レンズと、上記光束分離部で分離されたリペア用レー
ザー光光路と照準光光路とを再び合成する第2合成光学
部材と、上記第2合成光学部材からの光束を共役点であ
るリペア対象物に結像させる対物レンズ部とから構成さ
れるレーザーマスクリペア装置としたことを特徴とす
る。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
【0014】[第1実施例]図1は、この発明にかかるレ
ーザーマスクリペア装置の第1実施例を示したものであ
る。
【0015】図1において、1はリペア用のレーザー光
源,2はリペア対象物である。このリペア対象物2は図
示しないX−Yテーブル上に配置される金属薄膜や透明
導電膜等で、このリペア対象物2の表面がリペア対象面
2aとなる。
【0016】図1に示したレーザーマスクリペア装置
は、レーザー光源1からのレーザー光をリペア対象面2
に案内するレーザー照射光学系10,リペア対象面2に
照準光源からの照準光を案内する照準光学系20,リペ
ア対象面に反射照明光を案内する落射照明光学系30
(反射照明光学系),リペア対象面に透過照明光をを案
内する透過照明光学系40,観察光学系50,電子撮像
光学系60を有する。
【0017】レーザー照射光学系10は、レーザー用シ
ャッター11,第2高調波発生器12,ビームエキスパ
ンダー13,出力フィルター14,絞り15,光路折曲
ミラー16,第1結像レンズ17,第2波長合成ミラー
18(第2合成光学部材),対物レンズ19等の光学部
品をこの順に有する。
【0018】一例として、レーザー光源1には、YAG
レーザーを用い、そのYGAレーザー(1064nm)
を第2高調波発生器に緑色の光(波長λ=532nm)
に変換される。次に、レーザー光を所定の透過率の出力
フィルター14を通過させることにより、所定の出力が
得られる。
【0019】また、レーザー照射光学系10では、出力
波長(ここでは、λ=532nm)に対して、絞り15
の開口部(絞り部)が光路折曲ミラー16,第1結像レ
ンズ17,第2波長合成ミラー18,対物レンズ19等
を介してリペア対象面2aと共役になるように設けられ
ている。
【0020】この絞り15は、開口(絞り部)の形状が
複数のナイフエッジにより矩形状に且つツマミの操作に
より可変できる様に構成されている。また、第2波長合
成ミラー18にはダイクロイックミラーが用いられてい
る。
【0021】照準光学系20は、照準光源(図示せず)に
臨む光ファイバー等のライトガイド21,赤色フィルタ
ー22,レンズ23,光路折曲ミラー24,レンズ2
5,出力フィルター14と絞り15との間に配設された
第1波長合成ミラー26(第1合成光学部材),絞り1
5と光路折曲ミラー16との間に配置された波長分離ミ
ラー27,第1ビームスプリッター28,第2結像レン
ズ29,対物レンズ19等の光学部品をこの順に有す
る。
【0022】第1波長合成ミラー26,波長分離フィル
ター27は、出力フィルター14の射出光(ここでは、
λ=532nmの光)を透過し、赤色フィルター22を
透過する波長の光を反射する。この照準光学系20で
は、赤色フィルター22の透過波長光により、絞り15
の開口部(絞り部)が波長分離ミラー27,第1ビーム
スプリッター28,第2結像レンズ29,対物レンズ1
9等の光学部品を介してリペア対象面2aと共役になる
ように設けられている。
【0023】落射照明光学系30は、落射照明光源(図
示せず)に臨む光ファイバー等のライトガイド31,緑
色フィルター32,落射照明レンズ33,第2波長合成
ミラー18と対物レンズ19との間に配設されたハーフ
ミラー34,対物レンズ19等の光学部品をこの順に有
する。
【0024】透過照明光学系40は、透過照明光源(図
示せず)に臨む光ファイバー等のライトガイド41,緑
色フィルター42,透過用レンズ43,44,光路折曲
ミラー45,レンズ46等の光学部品をこの順に有す
る。緑色フィルター42は、緑色フィルター32と同一
波長の光を透過可能に設けられている。
【0025】観察光学系50は、対物レンズ19,第2
結像レンズ29,第2ビームスプリッター51,接眼用
シャッター52,正立プリズム53,第3ビームスプリ
ッター54,平行プリズム55,右眼用の接眼レンズ5
6等の光学部品をこの順に有する。また、観測光学系5
0は、第3ビームスプリッター54に続いて配設され且
つ平行プリズム55に対して並設された補正プリズム5
7,左眼用の接眼レンズ58等の光学部品を有する。
【0026】電子撮像光学系60は、対物レンズ19,
第2結像レンズ29,テレビカメラ(図示せず)等の光学
部品を有する。このテレビカメラの固体撮像素子61に
はモニターテレビに接続されている。
【0027】次に、この様な光学系の作用を説明する。
【0028】落射照明光源(図示せず)及び透過照明光源
(図示せず)を点灯させてリペア対象面2aを観察する際
には、観察光学系50の接眼用シャッター52により観
察光路の途中を開いておくと共に、レーザー照射光学系
10のレーザー用シャッター11によりレーザー光光路
の途中を遮断しておく。
【0029】この状態で、落射照明光源(図示せず)を点
灯すると、この落射照明光源からの落射照明光の内の緑
色波長光が落射照明光学系30を介してリペア対象面2
aに照射され、この照射によるリペア対象面2aからの
反射光が対物レンズ19に入射する。
【0030】一方、透過照明光源(図示せず)を点灯する
と、透過照明光源からの透過照明光の内の緑色波長光が
透過照明光学系40を介してリペア対象物2の裏面2b
に照射され、この照射によりリペア対象面2a側に透過
する透過光が対物レンズ19に入射する。
【0031】これらの緑色波長光の反射光及び透過光に
よるリペア対象面2aの像は、観察光学系50を介して
直接観察することが出来ると共に、撮像光学系60を介
してテレビカメラの固体撮像素子61に結像されて、固
体撮像素子61に結像されたリペア対象面2aの像がモ
ニターテレビ(図示せず)に映し出される。
【0032】また、照準光源(図示せず)を点灯して、赤
色フィルター22による赤色の照準光を照準光学系20
を介してリペア対象面2aに投影することにより、絞り
15の開口部(絞り部)がリペア対象面2aに結像され
る。この絞り部の像からの反射光も、上述したように観
察光学系50を介して、或はモニターテレビを介してリ
ペア対象面2aに重ねた状態で観察される。この絞り部
の像は観察面の中央に位置している。
【0033】この様な観察状態で、図示しないX−Yテ
ーブルを操作することにより、このX−Yテーブル上の
リペア対象物2を対物レンズ19の光軸Zに直交するX
−Y方向に移動操作して、リペア対象面2a上における
絞り部の像の相対位置を移動させ、リペア部を捜し出
す。
【0034】この操作によってリペア部上に絞り部の像
が重なった後、絞り部の開口面積を図示しないツマミの
操作により可変させて、リペア部が絞り部内に入るよう
に照射範囲を決定する。
【0035】このリペア部への照射範囲が決定された後
は、レーザー用シャッター11を開くと共にレーザー光
源1を作動させて、レーザー光源1からのレーザー光を
レーザー照射光学系10を介してリペア対象面2aに照
射する。ここで、接眼用シャッター52にはリペア対象
面2aからの反射光が観察者の目に入らないようにする
ため閉じられる。この際、リペア対象面2aには緑色の
レーザ光による絞り15の絞り部の像が光路折曲ミラー
16,第1結像レンズ17,第2波長合成ミラー18,
対物レンズ19等を介して結像され、リペア部の不要物
がレーザー光により蒸発発散して除去される。
【0036】[第2実施例]図2はこの発明の第2実施例
を示したものである。
【0037】本実施例では、第1実施例におけるレーザ
ー照射光学系10の第2高調波発生器12を省略すると
共に、赤外光(例えば、波長λ=1064nmの光)が
透過可能なフィルターを出力フィルター14に用いてい
る。尚、出力フィルター14の光学特性を変えたこと
で、第1実施例と同様に、各波長による絞り15の開口
(絞り部)がリペア対象面2aと共役になるように、第
1波長合成ミラー26から対物レンズ19までの光学部
品の光学特性も変えられている。
【0038】尚、対物レンズ19による軸上色収差を相
殺するための波長補正レンズを、レーザー照射光学系1
0のリペア用レーザー光光路と照準光学系20の照準光
光路のいずれか一方に配置して、波長の相違による光路
長を補正するようにしても良い。
【0039】
【効果】この発明は、以上説明したように、1つの絞り
を通過した異なる波長の照準光とレーザー光とを分離し
て、この分離した照準光とレーザー光を光路長が補正さ
れた各光路を介してそれぞれ案内した後に合成して1つ
の対物レンズからリペア対象面に投影するように構成し
たので、特殊な軸上色収差補正がなされた高価なレンズ
を用いることなく軸上色収差を補正できるレーザーマス
クリペア装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかるレーザーマスクリペア装置の
光学系の第1実施例を示す説明図である。
【図2】この発明にかかるレーザーマスクリペア装置の
光学系の第2実施例を示す説明図である。
【符号の説明】 1…光源 15…絞り部 17…第1結像レンズ 18…第2波長合成ミラー(第2合成光学部材) 19…対物レンズ 26…第2波長合成ミラー(第1合成光学部材) 27…波長分離ミラー(光束分離部材)
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01S 3/10 Z 8934−4M

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リペア用レーザー光を発生するレーザー
    光源と、 上記リペア用レーザー光の波長とは異なる波長の照準の
    ための照準光を発する照準用光源部と、 上記レーザー光源部からのリペア用レーザー光と上記照
    準光を同じ光軸上に向わせる第1合成光学部材と、 該第1合成光学部材からのリペア用レーザー光及び照準
    光の光束を制限する光学系の共役点に配置された絞り部
    と、 上記絞り部を通過したリペア用レーザー光及び照準光を
    リペア用レーザー光光路及び照準光光路にそれぞれに分
    離する光束分離部と、 平行光束を射出する様に上記リペア用レーザー光光路に
    配置された第1結像レンズと、 平行光束を射出する様に上記照準光光路中に配置された
    第2結像レンズと、 上記光束分離部で分離されたリペア用レーザー光光路と
    照準光光路とを再び合成する第2合成光学部材と、 上記第2合成光学部材からの光束を共役点であるリペア
    対象物に結像させる対物レンズ部とから構成されること
    を特徴とするレーザーマスクリペア装置。
  2. 【請求項2】 リペア用レーザー光を発生するレーザー
    光源と、 上記リペア用レーザー光の波長とは異なる波長の照準の
    ための照準光を発する照準用光源部と、 上記レーザー光源部からのリペア用レーザー光と上記照
    準光を同じ光軸上に向わせる第1合成光学部材と、 該第1合成光学部材からのリペア用レーザー光及び照準
    光の光束を制限する光学系の共役点に配置された絞り部
    と、 上記絞り部を通過したリペア用レーザー光及び照準光を
    リペア用レーザー光光路及び照準光光路にそれぞれに分
    離する光束分離部と、 上記リペア用レーザー光光路及び照準光光路のいずれか
    一方に配置された対物レンズによる軸上色収差を相殺す
    るための波長補正レンズと、 上記光束分離部で分離されたリペア用レーザー光光路と
    照準光光路とを再び合成する第2合成光学部材と、 上記第2合成光学部材からの光束を共役点であるリペア
    対象物に結像させる対物レンズ部とから構成されること
    を特徴とするレーザーマスクリペア装置。
JP320692A 1992-01-10 1992-01-10 レーザーマスクリペア装置 Pending JPH05185264A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007194605A (ja) * 2005-12-20 2007-08-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザ照射装置、及び半導体装置の作製方法
US8525070B2 (en) 2005-12-20 2013-09-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method for manufacturing semiconductor device

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JP2007194605A (ja) * 2005-12-20 2007-08-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザ照射装置、及び半導体装置の作製方法
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