(57)【要約】    【課題】  コヒーレンス性が強いレーザ光又は短波長レーザ光を使用しても、レーザ光の強度分布を均一化することができる結像光学装置、及びこの結像光学装置が組み込まれたレーザリペア装置を提供する。    【解決手段】  レーザＣＶＤリペア装置１において、レーザ発振器２から出射されるレーザ光の光路に沿って、ビームエキスパンダ４、正四角錐形プリズム５、可変スリット部６、結像用リレーレンズ７及び対物レンズ８をこの順に設け、対物レンズ８の焦点位置にワーク５０を配置する。正四角錐形プリズム５の中心軸はレーザ光２１ｂの光軸と一致させる。そして、回転用駆動モータ９及び回転用機構部１０を設け、正四角錐形プリズム５をその中心軸を回転軸として自転させる。【選択図】  図１
2006154595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を照射することにより被修正対象物をリペアするレーザリペア装置に組み込まれ前記レーザ光をリペア形状に整形して前記被修正対象物に導く結像光学装置において、その中心軸が前記レーザ光の光軸と一致するように配置された角錐形プリズムと、この角錐形プリズムにより集光された前記レーザ光をリペア形状に整形するスリットと、このスリットの像を前記被修正対象物において結像させる光学素子と、前記角錐形プリズムをその中心軸を回転軸として回転させる回転手段と、を有することを特徴とする結像光学装置。
【請求項２】
前記角錐形プリズムが正四角錐形プリズムであることを特徴とする請求項１に記載の結像光学装置。
【請求項３】
レーザ光を照射することにより被修正対象物をリペアするレーザリペア装置に組み込まれ前記レーザ光をリペア形状に整形して前記被修正対象物に導く結像光学装置において、その中心軸が前記レーザ光の光軸に対して傾斜し且つその頂点を前記レーザ光が通過するように配置された錐形プリズムと、この錐形プリズムにより集光された前記レーザ光をリペア形状に整形するスリットと、このスリットの像を前記被修正対象物において結像させる光学素子と、前記錐形プリズムを前記レーザ光の光軸を回転軸として回転させる回転手段と、を有することを特徴とする結像光学装置。
【請求項４】
前記錐形プリズムが円錐形プリズムであることを特徴とする請求項３に記載の結像光学装置。
【請求項５】
レーザ光を照射することにより被修正対象物をリペアするレーザリペア装置において、レーザ発振器と、このレーザ発振器から出射されたレーザ光をリペア形状に整形して前記被修正対象物に導く結像光学装置と、を有し、前記結像光学装置が請求項１乃至４のいずれか１項に記載の結像光学装置であることを特徴とするレーザリペア装置。
【請求項６】
前記被修正対象物における前記レーザ光が照射される位置にＣＶＤの原料ガスを供給する原料ガス供給手段を有し、レーザＣＶＤにより前記リペアを行うことを特徴とする請求項５に記載のレーザリペア装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を照射することにより被修正対象物をリペアするレーザリペア装置に組み込まれ、入射されたレーザ光をリペア形状に整形して被修正対象物に導く結像光学装置、及びこの結像光学装置が組み込まれたレーザリペア装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体デバイス及び液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）の画素回路等の集積回路、並びにこれらの集積回路を製造するためのフォトマスクを修正（リペア）するために、レーザＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）リペア装置が使用されている。このレーザＣＶＤリペア装置には、レーザ発振器、このレーザ発振器から出射されたレーザ光をリペア形状に整形して被修正対象物に導く結像光学装置、被修正対象物に対してＣＶＤ原料ガスを供給する原料ガス供給手段が設けられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、上述の結像光学装置として、レーザ光の光路に沿って、九面体プリズム、結像レンズ、マスク及び投射レンズがこの順に配置されており、投射レンズの焦点位置に被加工対象物が配置されるレーザ加工用光学装置が開示されている。このレーザ加工用光学装置においては、レーザ光が九面体プリズムによって９個の部分に分割され、九面体プリズムと結像レンズとの間の位置においてこの９個の部分が１つに重ねられ、結像レンズによってこの１つに重ねられた位置の像がマスクの位置で結像され、このマスクによってレーザ光の光束が加工形状に整形され、投射レンズによってこの加工形状が被加工対象物において結像されるようになっている。特許文献１には、九面体プリズムにより、結像レンズ及び投射レンズの内部及び近傍ではレーザ光が９個の部分に分割されているため、結像レンズ及び投射レンズが損傷を受けることを防止できると記載されている。
【０００４】
しかしながら、近時、集積回路装置の微細化に伴い、これらの集積回路装置及びそのフォトマスクの修正に使用されるレーザＣＶＤリペア装置には、高精度な加工性能が求められるようになっている。レーザＣＶＤリペア装置の加工性能を高精度化するためには、加工部分の均一性の向上が極めて重要な要素である。レーザＣＶＤによる加工部分の均一性を確保にするためには、加工部分に照射されるレーザ光の強度分布を均一化することと、加工部分に対するＣＶＤの原料ガスを均一化することが考えられる。
【０００５】
特許文献２には、四角錐形プリズムを使用することにより、レーザ光の強度分布を均一化する技術が開示されている。図１０（ａ）乃至（ｄ）は、特許文献２に記載された光学装置を示す図であり、（ａ）は光学モデル図、（ｂ）は四角錐形プリズムを通過する前のレーザ光の光軸に垂直な面における形状（以下、光軸垂直形状という）を示す図、（ｃ）は四角錐形プリズムを光軸方向から見た平面図、（ｄ）は被加工物に照射されたレーザ光の光軸垂直形状を示す図である。
【０００６】
図１０（ａ）に示すように、光学装置１０１には四角錐形プリズム１０２が設けられており、この四角錐形プリズム１０２にレーザ光１０３ａが入射するようになっている。四角錐形プリズム１０２の中心軸は、レーザ光１０３ａの光軸と一致している。そして、四角錐形プリズム１０２から出射したレーザ光１０３ｂが、被加工物の加工面１０４に照射されるようになっている。図１０（ａ）に示す線１０５はレーザ光１０３ａの光軸垂直面における強度分布を表し、線１０６はレーザ光１０３ｂの加工面１０４における強度分布を表す。
【０００７】
図１０（ａ）乃至（ｄ）に示すように、四角錐形プリズム１０２に入射する前のレーザ光１０３ａの光軸垂直形状は円形であり、その強度分布は、中央部が周辺部よりも強いガウシアン分布となっている。そして、このレーザ光１０３ａが四角錐形プリズム１０２に入射すると、レーザ光１０３ａは４つの部分に分割される共に各部分が相互に異なる方向に屈折し、レーザ光１０３ｂとして出射する。そして、被加工物の加工面１０４においてレーザ光１０３ｂの各部分が重なり、レーザ光１０３ａの中心部分がレーザ光１０３ｂの周辺部分になり、レーザ光１０３ａの周辺部分がレーザ光１０３ｂの中心部分になることにより、レーザ光１０３ｂの光軸垂直形状が正方形になる。そして、特許文献２には、図１０（ａ）の線１０６に示すように、加工面１０４におけるレーザ光１０３ｂの強度分布が均一になると記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−１８８３１８号公報（図１）
【特許文献２】実開昭６３−８２２１６号公報（第４図、第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の従来の技術には以下に示すような問題点がある。近時、リペア対象である集積回路が微細化しているため、レーザＣＶＤリペア装置においてコヒーレンス性（指向性）が強いレーザ光を使用することが必要となっており、また、リペアの作業効率を向上させるために、波長が短くエネルギーが高い短波長レーザ光を使用することが求められている。ところが、図１０（ａ）に示す光学装置１０１において、コヒーレンス性が強いレーザ光、又はその波長が紫外線領域にある紫外レーザ光等の波長が短いレーザ光を使用すると、四角錐形プリズム１０２を通過した後のレーザ光１０３ｂに一定のピッチで干渉縞が現れてしまい、レーザ光の強度分布の均一性を大きく損なってしまう。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、コヒーレンス性が強いレーザ光又は短波長レーザ光を使用しても、レーザ光の強度分布を均一化することができる結像光学装置、及びこの結像光学装置が組み込まれたレーザリペア装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る結像光学装置は、レーザ光を照射することにより被修正対象物をリペアするレーザリペア装置に組み込まれ前記レーザ光をリペア形状に整形して前記被修正対象物に導く結像光学装置において、その中心軸が前記レーザ光の光軸と一致するように配置された角錐形プリズムと、この角錐形プリズムにより集光された前記レーザ光をリペア形状に整形するスリットと、このスリットの像を前記被修正対象物において結像させる光学素子と、前記角錐形プリズムをその中心軸を回転軸として回転させる回転手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、回転手段が角錐形プリズムを回転させることにより、干渉縞による強度分布の不均一性を時間的に平均化し、被修正対象物に照射されるレーザ光の強度分布を均一化することができる。
【００１３】
本発明に係る他の結像光学装置は、レーザ光を照射することにより被修正対象物をリペアするレーザリペア装置に組み込まれ前記レーザ光をリペア形状に整形して前記被修正対象物に導く結像光学装置において、その中心軸が前記レーザ光の光軸に対して傾斜し且つその頂点を前記レーザ光が通過するように配置された錐形プリズムと、この錐形プリズムにより集光された前記レーザ光をリペア形状に整形するスリットと、このスリットの像を前記被修正対象物において結像させる光学素子と、前記錐形プリズムを前記レーザ光の光軸を回転軸として回転させる回転手段と、を有することを特徴とする。また、前記錐形プリズムが円錐形プリズムであってもよい。
【００１４】
本発明においては、錐形プリズムを、その中心軸がレーザ光の光軸に対して傾斜し且つその頂点をレーザ光が通過するように配置し、回転手段がこの錐形プリズムをレーザ光の光軸を中心として回転させることにより、錐形プリズムが偏芯して回転する。これにより、錐形プリズムとして円錐形プリズムを使用する場合においても、干渉縞の影響を解消し、被修正対象物に照射されるレーザ光の強度分布を均一化することができる。
【００１５】
本発明に係るレーザリペア装置は、レーザ光を照射することにより被修正対象物をリペアするレーザリペア装置において、レーザ発振器と、このレーザ発振器から出射されたレーザ光をリペア形状に整形して前記被修正対象物に導く結像光学装置と、を有し、この結像光学装置が上述の本発明に係る結像光学装置であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係るレーザリペア装置は、前記被修正対象物における前記レーザ光が照射される位置にＣＶＤの原料ガスを供給する原料ガス供給手段を有し、レーザＣＶＤにより前記リペアを行うレーザＣＶＤリペア装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、回転手段が角錐形プリズムを回転させることにより、コヒーレンス性が強いレーザ光又は短波長レーザ光を使用しても、干渉縞の影響を解消し、被修正対象物に照射されるレーザ光の強度分布を均一化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るレーザＣＶＤリペア装置を示す光学モデル図であり、図２は図１に示す正四角錐形プリズムを示す正面図及び側面図であり、図３は図１に示す可変スリット部を示す斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態に係るレーザＣＶＤリペア装置１においては、レーザ発振器２が設けられており、このレーザ発振器２とレーザＣＶＤリペア装置１の被修正対象物であるワーク５０との間に、結像光学装置３が設けられている。結像光学装置３は、レーザ発振器２から出射されたレーザ光をリペア形状に整形してワーク５０に導くものである。ワーク５０は、例えば半導体デバイス又はＬＣＤの画素回路等の集積回路である。また、レーザＣＶＤリペア装置１には、ワーク５０におけるレーザ光が照射される位置にＣＶＤの原料ガスを供給する原料ガス供給手段（図示せず）が設けられている。
【００２０】
結像光学装置３においては、レーザ発振器２から出射されるレーザ光の光路に沿って、ビームエキスパンダ４、正四角錐形プリズム５、可変スリット部６、結像用リレーレンズ７及び対物レンズ８がこの順に設けられており、対物レンズ８の焦点位置にワーク５０が配置されるようになっている。ビームエキスパンダ４は、レーザ発振器２から出射したレーザ光２１ａのビーム径を拡大すると共にコリメート化（平行化）し、レーザ光２１ｂとして出射するものである。正四角錐形プリズム５は、その頂点がビームエキスパンダ４側に向き、その中心軸がレーザ光２１ｂの光軸と一致するように配置されている。可変スリット部６は正四角錐形プリズム５から出射されたレーザ光２１ｃのビーム径が最小となる位置に配置されている。
【００２１】
また、結像光学装置３においては、回転用駆動モータ９と、この回転用駆動モータ９の回転運動を正四角錐形プリズム５に伝達し、正四角錐形プリズム５をその中心軸を回転軸として自転させる回転用機構部１０とが設けられている。回転用機構部１０は、例えば歯車又はベルト等により構成された機械部品である。回転用駆動モータ９及び回転用機構部１０により回転手段が構成され、正四角錐形プリズム５を任意の速度で回転させることができるようになっている。
【００２２】
図２に示すように、正四角錐形プリズム５はその中心軸方向から見ると円形であり、その頂点側には屋根状の４つの面５ａ乃至５ｄが形成されている。面５ａ乃至５ｄの形状は相互に等しくなっている。正四角錐形プリズム５にレーザ光２１ｂが入射されると、このレーザ光２１ｂは面５ａ乃至５ｄによって４つの部分に分割され、各部分が相互に異なる方向に屈折し、レーザ光２１ｃとして出射される。レーザ光２１ｃは正四角錐形プリズム５を出射した後、４つに分割された各部分が相互に重なるように集光する。
【００２３】
図３に示すように、可変スリット部６においては、４個のスリット部材１１ａ乃至１１ｄが設けられており、スリット部材１１ａ乃至１１ｄにより、開口部１２の外縁が構成されている。スリット部材１１ａ及び１１ｂは対をなしており、レーザ光の光軸を中心として、この光軸に直交する一方向（Ｘ方向）に同量ずつ移動可能になっている。また、スリット部材１１ｃ及び１１ｄは対をなしており、レーザ光の光軸を中心として、この光軸及びＸ方向に直交する方向（Ｙ方向）に同量ずつ移動可能になっている。更に、２個の電気モータ（図示せず）が設けられており、１個の電気モータはスリット部材１１ａ及び１１ｂの移動を制御し、他の１個の電気モータはスリット部材１１ｃ及び１１ｄの移動を制御するようになっている。これにより、２個の電気モータを独立して制御することにより、スリット部材１１ａ及び１１ｂと、スリット部材１１ｃ及び１１ｄとを相互に独立して制御できるようになっており、開口部１２の形状を、任意の大きさ及び縦横比の正方形又は長方形とすることができる。
【００２４】
可変スリット部６は、ビーム径が最小となったレーザ光２１ｃが照射され、このレーザ光２１ｃに開口部１２を通過させることによってレーザ光２１ｃを所望のリペア形状に整形し、拡がり角度を持ったレーザ光２１ｄとして出射させるものである。そして、このレーザ光２１ｄがリレーレンズ７及び対物レンズ８を通過することにより、ワーク５０の加工面において可変スリット部６の像が結像されるようになっている。
【００２５】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係るレーザＣＶＤリペア装置の動作について説明する。図４は、図１に示すＡ−Ａ’面におけるレーザ光の光軸垂直形状及びその強度分布を示す図であり、図５は、図１に示すＢ−Ｂ’面におけるレーザ光の光軸垂直形状及びその強度分布を示す図であり、図６は、図１に示すＣ−Ｃ’面、即ち、可変スリット部６の正四角錐形プリズム５側におけるレーザ光の光軸垂直形状及びその強度分布を示す図であり、図７は、図１に示すＤ−Ｄ’面、即ち、ワーク５０の加工面におけるレーザ光の光軸垂直形状及びその強度分布を示す図である。図４乃至図７は、レーザ光として波長が比較的長いレーザ光、例えば赤外レーザ光を使用し、正四角錐形プリズム５を回転させない場合を示している。
【００２６】
また、図８は、図１に示すＣ−Ｃ’面、即ち、可変スリット部６の正四角錐形プリズム５側におけるレーザ光の光軸垂直形状及びその強度分布を示す図であり、レーザ光として、コヒーレンス性が強く波長が短いレーザ光、例えば紫外レーザ光を使用し、正四角錐形プリズム５を回転させない場合を示し、図９は、図１に示すＣ−Ｃ’面、即ち、可変スリット部６の正四角錐形プリズム５側におけるレーザ光の光軸垂直形状及びその強度分布を示す図であり、レーザ光として、コヒーレンス性が強く波長が短いレーザ光、例えば紫外レーザ光を使用し、正四角錐形プリズム５を回転させた場合を示す。なお、図４乃至図９に示すＸ方向とは、図３に示す可変スリット部６においてスリット部材１１ａ及び１１ｂが移動する方向であり、Ｙ方向とは、図３に示す可変スリット部６においてスリット部材１１ｃ及び１１ｄが移動する方向である。
【００２７】
先ず、理解を容易にするために、レーザ光として波長が比較的長いレーザ光、例えば赤外レーザ光を使用し、正四角錐形プリズム５を回転させない場合の動作について説明する。先ず、図１に示すように、ワーク５０のリペア部分を対物レンズ８の焦点位置に配置する。そして、原料ガス供給手段により、リペア部分にＣＶＤの原料ガスを供給する。また、可変スリット部６の２個の電気モータを夫々制御することにより、スリット部材１１ａ乃至１１ｄを移動させてその位置を調整し、開口部１２の形状をワーク５０のリペア形状に相当する形状とする。
【００２８】
この状態で、レーザ発振器２にシングルモードレーザ発振によりレーザ光２１ａを発振させる。このレーザ光２１ａは拡がり角度を持ってビームエキスパンダ４に入射する。そして、ビームエキスパンダ４を通過することにより、レーザ光２１ａの拡がり角度はビームエキスパンダ４の倍率の逆数分だけ減少して平行化されると共に、ビーム径はビームエキスパンダ４に入射する前と比較してビームエキスパンダ４の倍率の乗算分だけ拡大され、レーザ光２１ａはコリメートされたレーザ光２１ｂとなる。
【００２９】
Ａ−Ａ’面においては、図４に示すように、ビームエキスパンダ４を通過した後のレーザ光２１ｂは、その光軸垂直形状が円形であり、その強度分布は、光軸に直交する方向、例えば図４に示すＸ方向及びＹ方向において、中心部が周辺部よりも強いガウシアン分布となる。
【００３０】
また、レーザ光２１ｂが正四角錐形プリズム５を通過することにより、正四角錐形プリズム５に形成された屋根状の４つの面５ａ乃至５ｄによって、レーザ光２１ｂが４つの部分に分割され、各部分が正四角錐形プリズム５の対角方向に屈折し、レーザ光２１ｂの強度が弱い周囲部は中心部に向かって屈折し、逆にレーザ光２１ｂの強度が強い中心部は周囲部に向かって屈折していくレーザ光２１ｃとなる。屈折する角度は正四角錐形プリズム５の面５ａ乃至５ｄの傾斜角により決定される。
【００３１】
このとき、正四角錐形プリズム５と可変スリット部６との間のＢ−Ｂ’面においては、図５に示すように、レーザ光２１ｃの光軸垂直形状は正方形になり、その強度分布は、周辺部が中央部よりも強い分布となる。また、可変スリット部６、即ちＣ−Ｃ’面においては、図６に示すように、レーザ光２１ｃの４分割された１つの部分において正四角錐形プリズム５の中心に相当する位置が、この部分に隣接する部分の周辺部に一致する。このため、レーザ光２１ａにおける強度が弱い周辺部がＣ−Ｃ’面においては中央部に集中し、逆にレーザ光２１ａにおける強度が強い中心部がＣ−Ｃ’面において周囲部に屈折することで、強度分布はその頂上部分が平坦な矩形状の分布、即ちフラットトップ型の分布となる。これにより、レーザ光２１ｃの光軸垂直形状は正方形のまま、その面積は最小になり、レーザ光２１ｃの強度分布は、中央部の強度と周辺部の強度とが相互に等しい均一な分布となる。
【００３２】
そして、レーザ光２１ｃが可変スリット部６の開口部１２を通過することより、リペア形状に整形され、レーザ光２１ｄとなって出射する。レーザ光２１ｄは、光軸垂直形状がリペア形状であり、強度分布が均一であり、一定の拡がり角度持ったレーザ光である。
【００３３】
このレーザ光２１ｄがリレーレンズ７を通過することにより集光するレーザ光２１ｅとなり、このレーザ光２１ｅが対物レンズ８を通過することにより更に集光するレーザ光２１ｆとなって、ワーク５０のリペア部分に照射される。このとき、可変スリット部６の開口部１２の像が、ワーク５０の加工面において縮小結像する。このときの縮小倍率は、リレーレンズ７の焦点距離、対物レンズ８の焦点距離、並びに可変スリット部６、リレーレンズ７及び対物レンズ８の相互間の距離によって決定される。図７に示すように、ワーク５０の加工面におけるレーザ光２１ｆの光軸垂直形状は、開口部１２によって規定されるリペア形状であり、その強度分布は均一である。
【００３４】
以上の説明は、レーザ光として波長が比較的長いレーザ光、例えば赤外レーザ光を使用し、正四角錐形プリズム５を回転させない場合の動作であるが、次に、正四角錐形プリズム５を回転させないまま、レーザ光として波長が比較的短くコヒーレンス性が強いレーザ光、例えば紫外レーザ光を使用する場合の動作について説明する。
【００３５】
図８に示すように、レーザ光として波長が短いか又はコヒーレンス性が強いレーザ光を使用すると、レーザ光が正四角錐形プリズム５を通過した後に、正四角錐形プリズム５によって４分割された各部分が相互に干渉し、可変スリット部６において一定のピッチの干渉縞が現れてしまう。この干渉縞はワーク５０の加工面上においても現れる。このため、レーザ光の強度分布の均一性が著しく低下する。
【００３６】
この問題を解決するために、本実施形態においては、正四角錐形プリズム５を高速で回転させる。即ち、回転用駆動モータ９を駆動させてその回転軸部を回転させ、回転用機構部１０がこの回転用駆動モータ９の回転軸部の回転を正四角錐形プリズム５に伝達して、正四角錐形プリズム５をその中心軸、即ち、レーザ光２１ｂの光軸を中心として自転させる。これにより、図９に示すように、干渉縞による強度分布の乱れが時間的に平均化され均一化される。図９に示す強度分布は、可変スリット部６におけるレーザ光の強度分布を、正四角錐形プリズム５の回転周期以上の時間において平均化したものである。これにより、可変スリット部６におけるレーザ光の光軸垂直形状は円形となり、その強度分布は均一化される。そして、このレーザ光が可変スリット部６の開口部１２を通過することにより、周辺部が遮光されてリペア形状に整形される。このとき、回転により生じた周辺部は可変スリット部６によって遮光されるため、レーザ光の強度分布がより均一な中心部分のみを利用することができる。
【００３７】
この結果、ワーク５０のリペア部分には強度が均一なレーザ光２１ｆが照射される。一方、リペア部分には原料供給手段によってＣＶＤ原料ガスが供給されているため、レーザＣＶＤにより所望の膜が成膜され、リペアが行われる。これにより、加工ムラがない良好な加工を行うことができる。
【００３８】
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態においては、回転用駆動モータ９及び回転用機構部１０により正四角錐形プリズム５をその中心軸を中心として自転させているため、レーザ光としてコヒーレンス性が強いレーザ光、又は波長が短いレーザ光を使用しても、干渉縞による強度分布のムラを解消することができ、均一なリペアを行うことができる。
【００３９】
また、レーザ光の光路に正四角錐形プリズム５を介在させることにより、レーザ発振器２から出射したレーザ光の強度分布がガウシアン分布となっている場合でも、強度分布を均一化することができる。また、正四角錐形プリズムによりレーザ光の均一化を行っているため、カライドスコープ又はフライアイ型ホモジナイザ等のビーム成型器を使用してレーザ光の均一化を行う場合と比較して、コストを低く抑えることができる。カライドスコープ及びフライアイ型ホモジナイザは極めて高価であるが、正四角錐形プリズムを使用すれば、これらのビーム成型器を使用する場合と比較して、装置コストを数分の１乃至数十分の１に抑えることができる。更に、カライドスコープ又はフライアイ型ホモジナイザ等のビーム成型器を使用すると、レーザ光の透過損失が３０乃至７０％になるが、正四角錐形プリズムを使用すれば、レーザ光の透過損失を数％に抑えることができる。このため、レーザ光の利用効率が向上する。
【００４０】
更に、正四角錐形プリズム５の屈折率を、正四角錐形プリズム５と可変スリット部６との間の距離が長くなるように設定すれば、可変スリット部６の配置可能位置に冗長性が生じ、可変スリット部６の光軸方向における位置決めを厳密に行う必要がなくなると共に、ワーク５０の光軸方向における位置決めを厳密に行う必要がなくなり、可変スリット部６及びワーク５０の光軸方向における位置についてマージンを確保することができる。このため、結像光学装置３の組み立てが容易になると共に、リペア作業の作業性が向上する。
【００４１】
なお、本実施形態においては、角錐形プリズムとして正四角錐形プリズムを使用する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば三角錐形又は五角錐形以上の多角錐形プリズムを使用してもよい。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、正四角錐形プリズム５（図１参照）の替わりに、円錐形プリズムであるアキシオンが設けられている点、この円錐形プリズムが、その中心軸がレーザ光の光軸に対し僅かに傾斜し、且つその頂点をレーザ光が通過するように配置されている点、及び回転用駆動モータ及び回転用機構部により、円錐形プリズムがレーザ光の光軸を中心として自転するようになっている点が異なっている。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００４３】
本実施形態においては、回転用駆動モータ及び回転用機構部が、円錐形プリズム（アキシオン）をレーザ光の光軸を回転軸として回転させる。このとき、この回転軸は円錐形プリズムの中心軸に対して僅かに傾斜しているため、円錐形プリズムは微量偏芯して回転する。これにより、レーザ光が円錐形プリズムを通過することによって発生する干渉縞を時間的に平均化し、干渉縞によるレーザ光の均一性の乱れを平滑化することができる。本実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００４４】
なお、本実施形態においては、錐形プリズムとして円錐形プリズムであるアキシオンを使用する例を示したが、本発明はこれに限定されず、角錐形プリズムを使用してもよく、例えば、正四角錐形プリズムを使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、例えば、半導体デバイス及び液晶ディスプレイの画素回路等の集積回路、並びにこれらの集積回路を製造するためのフォトマスクをリペアするレーザＣＶＤリペア装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーザＣＶＤリペア装置を示す光学モデル図である。
【図２】図１に示す正四角錐形プリズムを示す正面図及び側面図である。
【図３】図１に示す可変スリット部を示す斜視図である。
【図４】図１に示すＡ−Ａ’面におけるレーザ光の光軸垂直形状及びその強度分布を示す図である。
【図５】図１に示すＢ−Ｂ’面におけるレーザ光の光軸垂直形状及びその強度分布を示す図である。
【図６】図１に示すＣ−Ｃ’面、即ち、可変スリット部６の正四角錐形プリズム５側におけるレーザ光の光軸垂直形状及びその強度分布を示す図である。
【図７】図１に示すＤ−Ｄ’面、即ち、ワーク５０の加工面におけるレーザ光の光軸垂直形状及びその強度分布を示す図である。
【図８】図１に示すＣ−Ｃ’面、即ち、可変スリット部６の正四角錐形プリズム５側におけるレーザ光の光軸垂直形状及びその強度分布を示す図であり、レーザ光として、コヒーレンス性が強く波長が短いレーザ光、例えば紫外レーザ光を使用し、正四角錐形プリズム５を回転させない場合を示す。
【図９】図１に示すＣ−Ｃ’面、即ち、可変スリット部６の正四角錐形プリズム５側におけるレーザ光の光軸垂直形状及びその強度分布を示す図であり、レーザ光として、コヒーレンス性が強く波長が短いレーザ光、例えば紫外レーザ光を使用し、正四角錐形プリズム５を回転させた場合を示す。
【図１０】（ａ）乃至（ｄ）は、特許文献２に記載の光学装置を示す図であり、（ａ）は光学モデル図、（ｂ）は四角錐型プリズムを通過する前のレーザ光の光軸垂直形状を示す図、（ｃ）は四角錐型プリズムを光軸方向から見た平面図、（ｄ）は被加工物に照射されたレーザ光の光軸垂直形状を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１；レーザＣＶＤリペア装置
２；レーザ発振器
３；結像光学装置
４；ビームエキスパンダ
５；正四角錐形プリズム
５ａ〜５ｄ；面
６；可変スリット部
７；結像用リレーレンズ
８；対物レンズ
９；回転用駆動モータ
１０；回転用機構部
１１ａ〜１１ｄ；スリット部材
１２；開口部
２１ａ〜２１ｆ；レーザ光
５０；ワーク
１０１；光学装置
１０２；四角錐形プリズム
１０３ａ、１０３ｂ；レーザ光
１０４；加工面
１０５；レーザ光１０３ａの光軸垂直面における強度分布を表す線
１０６；レーザ光１０３ｂの加工面１０４における強度分布を表す線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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