(57)【要約】【課題】  加工対象物が大型化しても、被加工面上でレーザビームが焦点を結ぶ状態を保つことが容易な焦点位置調整装置を提供する。【解決手段】  焦点位置調整装置は、収束または発散する光が入射し、入射する光の進行する方向に関する厚さが可変である光透過部材と、前記光透過部材の厚さを変化させる駆動機構とを有する。【選択図】  図１
2006119210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収束または発散する光が入射し、入射する光の進行する第１の方向に関する厚さが可変である光透過部材と、
前記光透過部材の厚さを変化させる駆動機構と
を有する焦点位置調整装置。
【請求項２】
前記光透過部材は、前記第１の方向と交差する第１の表面、及び該第１の表面に対して傾斜した第２の表面を有する第１のウェッジ基板と、前記第２の表面に接触するかまたは間隔を隔てて平行に対向する第３の表面、及び前記第１の表面と平行な第４の表面を有する第２のウェッジ基板とを含み、
前記駆動機構は、前記第１及び第２のウェッジ基板の少なくとも一方を、光透過部分の厚さが変化するように移動させる請求項１に記載の焦点位置調整装置。
【請求項３】
前記駆動機構は、前記第１及び第２のウェッジ基板の少なくとも一方を、前記第２の表面に平行な方向に移動させる請求項２に記載の焦点位置調整装置。
【請求項４】
前記光透過部材を透過した光が照射される光照射対象物の、該光透過部材を透過した光の進行方向に関する位置情報に基づいて、前記駆動機構が該光透過部材の厚さを変化させる請求項１〜３のいずれかに記載の焦点位置調整装置。
【請求項５】
光照射対象物を保持する保持台と、
レーザビームを出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射したレーザビームを収束または発散させるレンズと、
前記レンズと、前記保持台に保持された光照射対象物との間のレーザビームの経路上に配置され、入射するレーザビームの進行する第１の方向に関する厚さが可変である光透過部材、及び該光透過部材の厚さを変化させる駆動機構を有する焦点位置調整装置と
を有するレーザ照射装置。
【請求項６】
前記焦点位置調整装置が有する前記光透過部材は、前記第１の方向と交差する第１の表面、及び該第１の表面に対して傾斜した第２の表面を有する第１のウェッジ基板と、前記第２の表面に接触するかまたは間隔を隔てて平行に対向する第３の表面、及び前記第１の表面と平行な第４の表面を有する第２のウェッジ基板とを含み、
前記焦点位置調整装置が有する前記駆動機構は、前記第１及び第２のウェッジ基板の少なくとも一方を、光透過部分の厚さが変化するように移動させる請求項５に記載のレーザ照射装置。
【請求項７】
さらに、前記保持台に保持された光照射対象物の、該光照射対象物に入射するレーザビームの進行方向に関する位置情報を計測するセンサと、
前記センサで計測された位置情報に基づき、前記焦点位置調整装置が有する前記駆動機構を制御して、前記光透過部材の前記第１の方向に関する厚さを変化させる制御装置と
を有する請求項５または６に記載のレーザ照射装置。
【請求項８】
前記保持台は、該保持台が保持している光照射対象物を、該光照射対象物に入射するレーザビームの進行方向と交差する平面に平行な方向に移動させ、
前記制御装置は、前記保持台が光照射対象物を移動させたとき、レーザビーム入射位置における該光照射対象物の表面がレーザビームの進行方向に変位しても、該光照射対象物の表面のビーム断面の大きさが変化しないように、前記駆動機構を制御して前記光透過部材の厚さを変化させる請求項７に記載のレーザ照射装置。
【請求項９】
前記保持台は、該保持台が保持している光照射対象物を、該光照射対象物に入射するレーザビームの進行方向と交差する平面に平行な方向に移動させ、
前記保持台が光照射対象物をある位置に保持しているとき、前記レーザ光源と前記レンズとの間のレーザビームの経路中の第１の位置が物点となり、光照射対象物の表面に像点が位置するように、前記レンズの焦点距離、前記光透過部材の厚さ、及び前記レンズから光照射対象物の表面までの光路長が設定されており、
前記制御装置は、前記保持台が光照射対象物を移動させたとき、レーザビーム入射位置における該光照射対象物の表面がレーザビームの進行方向に変位しても、前記第１の位置の像点が該光照射対象物の表面に位置する状態が保たれるように、前記駆動機構を制御して前記光透過部材の厚さを変化させる請求項７に記載のレーザ照射装置。
【請求項１０】
（ａ）レンズで収束された光が、第１の媒質を透過し、さらに該第１の媒質の屈折率と異なる屈折率を有する第２の媒質を透過して、光照射対象物に入射する工程と、
（ｂ）前記第１の媒質の、前記レンズで収束された光が進行する方向に関する厚さを変化させて、該レンズで収束された光の断面が最小になる位置を変化させる工程と
を含む光照射方法。
【請求項１１】
さらに、
（ｃ１）前記光照射対象物を、該光照射対象物に入射する光の進行方向と交差する平面に平行な方向に移動させる工程
を有し、前記光照射対象物を移動させたとき、光の入射位置における該光照射対象物の表面が入射光の進行方向に変位しても、該光照射対象物の表面の光照射領域の大きさが変化しないように、前記工程（ｂ）において、前記第１の媒質の厚さを変化させる請求項１０に記載の光照射方法。
【請求項１２】
さらに、
（ｃ２）前記光照射対象物を、該光照射対象物に入射する光の進行方向と交差する平面に平行な方向に移動させる工程
を有し、前記光照射対象物を移動させたとき、光の入射位置における該光照射対象物の表面が入射光の進行方向に変位しても、前記レンズに入射する光の経路中の第１の位置が物点となり、該光照射対象物の表面に像点が位置する状態が保たれるように、前記工程（ｂ）において、前記第１の媒質の厚さを変化させる請求項１０に記載の光照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点位置調整装置、レーザ照射装置及び光照射方法に関し、特に、光照射対象物に照射される収束または発散光の、光照射対象物の表面における断面の大きさを調整することができる焦点位置調整装置、レーザ照射装置及び光照射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームは、様々な加工に用いられている。例えば、被加工面においてビーム断面が最小となるように（焦点を結ぶように）収束させたレーザビームを、加工対象物に照射する加工が行われている。また例えば、マスクで整形されたビーム断面が、レンズにより被加工面上に結像するようにして、加工対象物にレーザビームを照射する加工も行われている。ＸＹステージ上に保持した加工対象物を、被加工面と平行な方向に移動させて、被加工面上のレーザビーム入射位置を移動させる（被加工面上でレーザビームを走査する）技術が知られている。
【０００３】
レーザビームが照射される加工対象物として、例えば、フラットパネルディスプレイの主要部品となるガラス基板がある。レーザ照射前のガラス基板の表面に、非晶質シリコン膜が形成されている。非晶質シリコン膜にレーザ照射を行うことにより、非晶質シリコン膜が多結晶化される。例えばこのような加工対象物は、近年大型化する傾向にある。
【０００４】
加工対象物が大型化すると、平坦な被加工面を得ることが困難となる。被加工面上でレーザビームを走査するとき、被加工面が完全な平面でなくうねりを有すると、加工対象物の表面が、うねりの形状に対応して高さ方向（入射するレーザビームの進行方向）に変位する。
【０００５】
これに伴い、例えば、マスクで整形されたビーム断面を被加工面に結像させるためのレンズから、加工対象物の表面までの光路長が変動する。上述のようにビーム断面が被加工面に結像する状態を保ったまま、被加工面上でレーザビームを走査することができない。
【０００６】
例えば特許文献１に、上述のような変位を補償するように、加工対象物をレーザビームの進行方向に移動させる昇降駆動装置を備えたレーザ照射装置が開示されている。このレーザ照射装置を用いれば、マスクで整形されたビーム断面が被加工面に結像する状態を、レーザビームの走査中に保つことができる。また、被加工面上でレーザビームが焦点を結ぶ状態を保つようにして、レーザビームを走査することもできる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２８２４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された文献に開示された技術では、加工対象物が大型化するほど、レーザビームの進行方向に関して加工対象物の高速な位置決めを行うことが容易でなくなる。このため、被加工面上でレーザビームが焦点を結ぶ状態を保つことが容易でなくなる。
【０００９】
本発明の一目的は、加工対象物が大型化しても、被加工面上でレーザビームが焦点を結ぶ状態を保つことが容易な焦点位置調整装置、レーザ照射装置及び光照射方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一観点によれば、収束または発散する光が入射し、入射する光の進行する第１の方向に関する厚さが可変である光透過部材と、前記光透過部材の厚さを変化させる駆動機構とを有する焦点位置調整装置が提供される。
【００１１】
本発明の他の観点によれば、光照射対象物を保持する保持台と、レーザビームを出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射したレーザビームを収束または発散させるレンズと、前記レンズと、前記保持台に保持された光照射対象物との間のレーザビームの経路上に配置され、入射するレーザビームの進行する第１の方向に関する厚さが可変である光透過部材、及び該光透過部材の厚さを変化させる駆動機構を有する焦点位置調整装置とを有するレーザ照射装置が提供される。
【００１２】
本発明の他の観点によれば、（ａ）レンズで収束された光が、第１の媒質を透過し、さらに該第１の媒質の屈折率と異なる屈折率を有する第２の媒質を透過して、光照射対象物に入射する工程と、（ｂ）前記第１の媒質の、前記レンズで収束された光が進行する方向に関する厚さを変化させて、該レンズで収束された光の断面が最小になる位置を変化させる工程とを含む光照射方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
例えば収束光が光透過部材に入射する場合、光透過部材の厚さが変化すると、光透過部材を透過した収束光が焦点を結ぶ位置（収束光の断面が最小になる位置）が、光の進行方向に関して移動する。これにより、光照射対象物の表面に照射される光の断面の大きさを変化させることができる。例えば、照射される光が光照射対象物の表面で焦点を結ぶようにできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施例によるレーザ照射装置の概略図である。レーザ光源１が、レーザビームを出射する。レーザ光源１から出射されたレーザビームは、折り返しミラー２で反射され、レーザビームを収束させる集光レンズ３に入射する。集光レンズ３から出射したレーザビームが、焦点位置調整装置４に入射する。
【００１５】
焦点位置調整装置４は、ウェッジ基板４ａ１、ウェッジ基板４ａ２及び駆動機構４ｂを含んで構成される。ウェッジ基板４ａ１及び４ａ２は、例えば合成石英（ＳｉＯ２）等のレーザビームを透過及び屈折させる素材からなる。例えば、波長３０８ｎｍの光に対する合成石英の屈折率は１．４８５である。ウェッジ基板４ａ１は、集光レンズ３から出射したレーザビームの進行方向に直交する入射表面ｐ１と、入射表面ｐ１に対して傾いた（平行でも垂直でもない）出射表面ｐ２とを有する。ウェッジ基板４ａ２は、ウェッジ基板４ａ１の出射表面ｐ２に平行な入射表面ｐ３と、ウェッジ基板４ａ１の入射表面ｐ１に平行な出射表面ｐ４とを有する。ウェッジ基板４ａ１とウェッジ基板４ａ２とは、出射表面ｐ２と入射表面ｐ３とを相互に接するように配置されており、光透過部材４ａを構成する。集光レンズ３から出射したレーザビームが、ウェッジ基板４ａ１の入射表面ｐ１に入射し、出射表面ｐ２と入射表面ｐ３とが相互に接する界面を透過し、ウェッジ基板４ａ２の出射表面ｐ４から出射する。
【００１６】
ウェッジ基板４ａ１及び４ａ２の各々の、レーザビームの進行方向に関する厚さは均一ではないが、両者をまとめた光透過部材４ａの、入射表面ｐ１と出射表面ｐ４とに挟まれた部分の厚さは均一となる。光透過部材４ａの、入射表面ｐ１と出射表面ｐ４とに挟まれた部分の厚さを、光透過部材４ａの厚さと呼ぶ。
【００１７】
駆動機構４ｂが、ウェッジ基板４ａ２を移動可能に保持する。駆動機構４ｂは、ウェッジ基板４ａ２を、出射表面ｐ２と平行な方向で、かつ入射表面ｐ１に対する傾斜角が最大になる方向に移動させる。このとき、ウェッジ基板４ａ１の出射表面ｐ２とウェッジ基板４ａ２の入射表面ｐ３とが相互に接したまま、ウェッジ基板４ａ１に対するウェッジ基板４ａ２の相対位置が移動する。制御装置８が、駆動機構４ｂを制御する。
【００１８】
ウェッジ基板４ａ１の中で厚さが相対的に厚い部分と、ウェッジ基板４ａ２の中で厚さが相対的に厚い部分とが近づくように、ウェッジ基板４ａ２を移動させれば、光透過部材４ａの厚さが厚くなる。ウェッジ基板４ａ１の中で厚さが相対的に薄い部分と、ウェッジ基板４ａ２の中で厚さが相対的に薄い部分とが近づくように、ウェッジ基板４ａ２を移動させれば、光透過部材４ａの厚さが薄くなる。
【００１９】
集光レンズ３から出射したレーザビームが、光透過部材４ａの、厚さが均一な部分を透過するように、集光レンズ３に対するウェッジ基板４ａ１の相対位置、ウェッジ基板４ａ２の移動範囲、両ウェッジ基板の大きさが設定されている。
【００２０】
集光レンズ３に入射したレーザビームは、収束され、ある位置でビーム断面が最小となる（焦点を結ぶ）。集光レンズ３から出射したレーザビームの断面が最小となる位置を、焦点位置と呼ぶ。光透過部材４ａは、それがなかったとしたときの焦点位置と、集光レンズ３との間の光路上に配置される。
【００２１】
図２を参照して、光透過部材４ａの作用について説明する。図２は、集光レンズ３で収束され、光透過部材４ａを透過して焦点を結ぶレーザビームの経路を概略的に示す。左方の図は、光透過部材４ａの厚さが相対的に薄い場合（この場合の厚さをｔ１とする）を示し、右方の図は、光透過部材４ａの厚さが相対的に厚い場合（この場合の厚さをｔ２とする）を示す。ここで、集光レンズ３及び光透過部材４ａ以外の、レーザビームが透過する媒質の屈折率は、光透過部材４ａの屈折率より小さいとする。
【００２２】
光透過部材４ａに入射するレーザビームの断面内の成分うち、入射表面ｐ１に垂直入射しない成分が、入射表面ｐ１で屈折する。入射表面ｐ１で屈折した成分は、出射表面ｐ４で再び屈折して光透過部材４ａから出射し、入射表面ｐ１への入射時の進行方向と平行な方向に進行する。光透過部材４ａがレーザビームを屈折させることにより、レーザビームの焦点位置が、光透過部材４ａが配置されなかったとした場合の焦点位置に対して、レーザ光源から遠ざかるようにずれる。
【００２３】
左方の図において、光透過部材４ａが配置されなかったとした場合の焦点位置ｆ０から、厚さｔ１の光透過部材４ａが配置された場合の焦点位置ｆ１までの距離（焦点位置の移動量）ｄ０は、光透過部材４ａの厚さｔ１と、光透過部材４ａの屈折率ｎとを用いて、近似的に、
【００２４】
【数１】
2006119210.tif 000003
【００２５】
と表される。ここで、入射表面ｐ１で屈折する成分が入射表面ｐ１に入射する角度（入射表面ｐ１に入射する該成分の進行方向と、入射表面ｐ１の法線方向とがなす角度）をθと表したとき、角度θが、ｓｉｎθをθと近似し、ｃｏｓθを１−θ２と近似できる程度に小さいとした。また、光透過部材４ａの周囲の媒質の屈折率を１とした。
【００２６】
右方の図に示すように、光透過部材４ａの厚さが厚くなると、入射表面ｐ１で屈折した光が、出射表面ｐ４に到達するまでに進行する距離が長くなる。これにより、光透過部材４ａの厚さが厚いほど、焦点位置がレーザ光源から遠ざかる。焦点位置ｆ１から、光透過部材４ａの厚さがｔ２の場合の焦点位置ｆ２までの距離（焦点位置の移動量）ｄ１は、光透過部材４ａの厚さの差（ｔ２−ｔ１）と、光透過部材４ａの屈折率ｎとを用いて、近似的に、
【００２７】
【数２】
2006119210.tif 000004
【００２８】
と表される。なお、近似の条件は、距離ｄ０を求めた場合と同様である。
【００２９】
以上説明したように、光透過部材４ａの光透過部分の厚さを変化させることにより、レーザビームの進行方向に関して、焦点位置を移動させることができる。
【００３０】
なお、入射表面ｐ１と出射表面ｐ２とのなす角、及び入射表面ｐ３と出射表面ｐ４とのなす角をαとし、ウェッジ基板４ａ２の移動距離をＬとしたとき、ウェッジ基板４ａ２が距離Ｌだけ移動したことに伴う光透過部材４ａの厚さの変化Δｔは、
【００３１】
【数３】
2006119210.tif 000005
【００３２】
と表される。
【００３３】
（３）式及び（２）式より、
【００３４】
【数４】
2006119210.tif 000006
【００３５】
と表される。ｓｉｎα及び（１−１／ｎ）の大きさはともに１より小さくなるので、焦点位置の移動距離ｄ１は、ウェッジ基板４ａ２の移動距離Ｌより小さい。これにより、ウェッジ基板４ａ２の移動方向の位置精度よりも、焦点位置の精度を高くすることができる。角度α及び屈折率ｎの少なくとも一方を適当に設定することにより、ウェッジ基板４ａ２の移動方向の位置精度に対して、焦点位置の精度を充分に高めることができる。
【００３６】
なお、集光レンズ３を、レーザビームの進行方向に移動させることにより、焦点位置を移動させる方法も考えられる。この方法では集光レンズ３の移動距離が、焦点位置の移動距離と等しくなる。よって、焦点位置の精度を高めるためには、それと同程度に集光レンズ３の位置精度を高める必要がある。
【００３７】
図１に戻って説明を続ける。光透過部材４ａから出射したレーザビームが、加工対象物５の表面に照射される。ＸＹステージ６が加工対象物５を保持し、被加工面に入射するレーザビームの進行方向と交差する平面と平行な方向に、加工対象物５を移動させる。ＸＹステージ６が加工対象物５を移動させることにより、被加工面上のレーザビーム入射位置が移動する。制御装置８が、所望の被加工点にレーザビームが照射されるように、ＸＹステージ６を制御する。
【００３８】
以下、加工対象物５の表面が、完全に平坦ではでなく、うねりを有する場合について考える。ＸＹステージ６が加工対象物５を移動させると、レーザビーム入射位置における加工対象物５の表面が、うねりの形状に対応して、高さ方向（レーザビームの進行方向）に変位する。
【００３９】
高さ方向に関する基準位置に配置された被加工点に、レーザビームが照射されたとき、この被加工点上でレーザビームが焦点を結ぶように、集光レンズ３の焦点距離と、光透過部材４の基準の厚さとが設定されている。
【００４０】
変位センサ７が、加工対象物５の表面の上方の空間に配置されている。変位センサ７は、例えばレーザ変位計である。変位センサ７は、被計測位置に配置された被加工点が、高さ方向に関して、基準位置からどの程度変位しているかを計測する。計測された被加工点の変位量に対応する信号が、変位センサ７から制御装置８に送出される。
【００４１】
変位センサ７で変位量が計測された被加工点を、レーザビームが入射する位置へ移動させる。該被加工点の変位量に基づき、該被加工点上でレーザビームが焦点を結ぶように、制御装置８が、焦点距離調整装置４の駆動機構４ｂを制御して、光透過部材４の厚さを変化させる。
【００４２】
例えば以下のようにして、線状の被加工領域にレーザビームを照射することができる。図３に示すように、レーザビーム入射位置Ａと、加工対象物５の表面上に配置された、変位センサ７の被計測位置Ｂとを結ぶ直線に沿うように、かつ被加工領域Ｃの一端が変位センサ７の被計測位置Ｂ上にあり、他端がレーザビーム入射位置Ａと反対側にあるように、被加工領域Ｃが配置される。
【００４３】
被加工領域Ｃの一端から他端に向けて、各被加工点の変位量が計測されるように、加工対象物５を、被加工領域Ｃの長さ方向に平行に移動させる。変位センサ７で変位量が計測された被加工点は、所定距離を移動した後、レーザビーム入射位置Ａに到達する。各被加工点の変位量に応じて焦点位置を調整し、被加工面上でレーザビームが焦点を結ぶ状態が保たれるようにして、被加工領域Ｃの一端から他端に向けてレーザ照射を行う。なお、被加工領域Ｃ内のみにレーザ照射が行われるように、レーザ光源からのレーザビームの出射が制御される。
【００４４】
このように、変位センサ７を、加工対象物５の移動方向に関して、レーザビーム入射位置Ａの手前に被計測位置Ｂが配置されるように、配置することができる。なお、加工対象物５を複数の方向に移動させてレーザ照射を行いたい場合には、加工対象物５の移動方向に対応して、複数の変位センサを配置しても構わない。
【００４５】
以上説明したように、焦点位置調整装置４が、光透過部材４ａの厚さを変化させることにより、レーザビームの焦点位置を調整することができる。レーザビームの焦点位置を調整するために、加工対象物５を、レーザビームの進行方向に移動させる必要はない。変位センサ７を用いて、被加工点のレーザビームの進行方向に関する位置を計測し、それに基づいて、被加工点でレーザビームが焦点を結ぶようにできる。被加工面が完全な平面ではなく、うねりを有する形状であっても、各被加工点へのレーザ照射の条件を揃えられるので、被加工面内で加工品質がばらつく不具合を抑制できる。
【００４６】
なお、上記実施例では、レーザビームが被加工面上で焦点を結ぶように焦点位置を調整したが、焦点位置調整装置４を用い、被加工面上のレーザビーム入射位置におけるビーム断面の大きさが所望の大きさとなるように、焦点位置を調整しても構わない。例えば、焦点位置を被加工面から遠ざけることにより、被加工面上のビーム断面を大きくすることができる。被加工面上のビーム断面の大きさを一定にすれば、例えば、被加工面に照射される光のパワー密度を一定にできる利点がある。なお、レーザビームが被加工面上で常に焦点を結ぶようにした場合は、被加工面上のビーム断面の大きさは一定に保たれる。
【００４７】
次に、図４を参照して、第２の実施例によるレーザ照射装置について説明する。図４に示すレーザ照射装置は、図１に示したレーザ照射装置のレーザ光源１と折り返しミラー２との間の光路上に、ホモジナイザ９とマスク１０とが挿入された構成を有する。
【００４８】
ホモジナイザ９が、レーザ光源１から出射されたレーザビームの断面内の光強度分布を、ホモジナイズ面において均一に近づける。ホモジナイザ９から出射したレーザビームが、所定形状（例えば、正方形や長方形）の貫通孔を有するマスク１０に入射する。マスク１０が、ビーム断面の貫通孔に対応する部分の光を透過させ、他の部分の光を遮蔽する。マスク１０の貫通孔が、ホモジナイザ９のホモジナイズ面上に位置するように、マスク１０が配置される。
【００４９】
高さ方向に関する基準位置に配置された被加工面上で、マスク１０の貫通孔が結像するように、マスク１０から集光レンズ３までの光路長、集光レンズ３の焦点距離、光透過部材４ａの基準の厚さ、及び集光レンズ３から被加工面までの光路長が定められている。マスク１０の貫通孔を通過する位置におけるレーザビームの断面内の光強度分布は、ホモジナイザ９で均一化されているので、被加工面上のビーム断面内の光強度分布も均一化されている。
【００５０】
このレーザ照射装置では、被加工面が、高さ方向に関して基準位置から変位しても、被加工面上でマスク１０の貫通孔が結像する状態が保たれるように、焦点位置調整装置４が、焦点位置を調整する。
【００５１】
第２の実施例のレーザ照射装置を用いれば、被加工面に照射されるレーザビームの断面形状を、マスク１０の貫通孔に対応する所望の形状に保ったまま、加工を行うことができる。また、ビーム断面内の光強度分布が均一化されたレーザビームを、被加工面に照射することができる。
【００５２】
第２の実施例のレーザ照射装置は、例えば、表面に非晶質シリコン膜が形成されたガラス基板にレーザ照射を行うアニールに用いることができる。被加工面上のビーム断面内の光強度分布が均一化されているので、ビーム断面内における品質のばらつきが少ない多結晶シリコン膜を形成することができる。
【００５３】
なお、以上の実施例では、光透過部材４ａが有する２つのウェッジ基板４ａ１及び４ａ２を相互に接触させたが、両ウェッジ基板を、出射表面ｐ２と入射表面ｐ３とが間隔を隔てるように配置しても構わない。ただし、出射表面ｐ２及び入射表面ｐ３は互いに平行となるように配置することが好ましい。
【００５４】
なお、以上の実施例では、光透過部材４ａの厚さを変化させるために、ウェッジ基板４ａ２を、出射表面ｐ２と平行な方向で、かつ入射表面ｐ１に対する傾斜角が最大の方向（入射表面ｐ１と出射表面ｐ２の仮想的な交線と直交する方向）に移動させたが、ウェッジ基板４ａ２の移動方向はこの方向に限らない。ウェッジ基板４ａ２を、光透過部材４ａを透過するレーザビームの進行方向と交差し、かつ入射表面ｐ１と出射表面ｐ２の仮想的な交線と平行でない方向に移動させれば、光透過部材４ａの光が透過する部分の厚さを変化させることができる。
【００５５】
なお、以上の実施例では、ウェッジ基板４ａ２を移動させたが、ウェッジ基板４ａ１及び４ａ２の少なくとも一方を移動させれば、光透過部材４ａの厚さを変化させることができる。
【００５６】
なお、以上の実施例では、光透過部材４ａとして２つのウェッジ基板を重ねたものを用い、両ウェッジ基板の相対位置を変化させることにより、光透過部材４ａの厚さを変化させた。その他、厚さが可変な光透過部材として、例えば、光を透過させる素材からなり、互いに対向する２枚の平板の間に、光を透過及び屈折させる流体を充填した構造のものを用いても構わない。この流体として、光透過部材の周囲の媒質の屈折率と異なる屈折率を有するものが選ばれる。２枚の平板の間隔を変化させることにより、上記実施例の光透過部材４ａの厚さを変化させて焦点位置を調整したのと同様の原理で、焦点位置を調整することができる。
【００５７】
なお、以上の実施例では、レーザビームを収束させる集光レンズ３を用いたが、レーザビームを発散させるレンズを用い、該レンズから出射した発散光が光透過部材４ａを透過して加工対象物５に入射するようにしても構わない。焦点位置調整装置４を用いれば、例えば、被加工面上のビーム断面の大きさを調整できる。
【００５８】
なお、以上の実施例では、変位センサの被計測位置とレーザビーム入射位置とが離れている場合を説明したが、被計測位置とレーザビーム入射位置とを一致させても構わない。
【００５９】
なお、以上の実施例では、加工対象物５の表面の高さ方向の変位量を計測する変位センサを用いたが、変位センサの代わりに、加工対象物５の表面までの距離を計測する距離計を用いても構わない。
【００６０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施例によるレーザ照射装置の概略図である。
【図２】光透過部材を透過する光の経路を概略的に示す図である。
【図３】レーザ照射方法を説明するための加工対象物の平面図である。
【図４】第２の実施例によるレーザ照射装置の概略図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  レーザ光源
２  折り返しミラー
３  集光レンズ
４  焦点位置調整装置
４ａ  光透過部材
４ａ１、４ａ２  ウェッジ基板
４ｂ  駆動機構
５  加工対象物
６  ＸＹステージ
７  変位センサ
８  制御装置
９  ホモジナイザ
１０  マスク
【図１】
2006119210.tif 000007
【図２】
2006119210.tif 000008
【図３】
2006119210.tif 000009
【図４】
2006119210.tif 000010