JP2023135899A - 光検出装置、光照射装置および光検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光をカメラで撮像する際に、カバーガラスにおける裏面反射による干渉縞の発生を軽減することができる技術を提供する。
【解決手段】光検出部６０ａは、レーザ光を検出可能である。光検出部６０ａは、拡散板６１と、カメラ６３とを備える。拡散板６１は、入射するレーザ光Ｌ１の強度分布の形状を維持しつつレーザ光Ｌ１を拡散させる。カメラ６３は、イメージセンサ６３１と、カバーガラス６３３とを有する。イメージセンサ６３１は、拡散光６１において拡散されたレーザ光を撮像する。カバーガラス６３３は、拡散板６１とイメージセンサ６３１との間に位置する。
【選択図】図４

Description

本明細書で開示される主題は、光検出装置、光照射装置および光検出方法に関する。

従来、レーザ光をカメラで撮像し、そのレーザ光の像からビーム径や平行度を測定し、レーザ光を調整する光照射装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０２１－０８９３８３号公報

しかしながら、レーザ光をカメラで撮像した場合、ＣＭＯＳまたはＣＣＤ等のイメージセンサを封止するためのカバーガラスで裏面反射したレーザ光と、元のレーザ光とが干渉し、干渉縞が発生する場合があった。このような干渉縞が発生すると、レーザ光の中心を精度良く検出することが困難となる。

本発明の目的は、レーザ光をカメラで撮像する際に、カバーガラスにおける裏面反射による干渉縞の発生を軽減することができる技術を提供することにある。

上記課題を解決するため、第１態様は、レーザ光を検出する光検出装置であって、入射するレーザ光の強度分布の形状を維持しつつ前記レーザ光を拡散させる拡散部と、前記拡散部において拡散された前記レーザ光を撮像するイメージセンサ、および、前記拡散部と前記イメージセンサとの間に位置するカバーガラスを有するカメラとを備える。

第２態様は、第１態様の光検出装置であって、前記イメージセンサが、二次元イメージセンサである。

第３態様は、第２態様の光検出装置であって、前記イメージセンサによって取得される画像に基づいて、前記レーザ光の中心位置を算出する中心位置算出部をさらに備える。

第４態様は、第１態様から第３態様のいずれか１つの光検出装置であって、前記カメラは、前記レーザ光が通過する開口が設けられた筐体をさらに有し、前記イメージセンサは前記筐体内に位置し、前記カバーガラスは、前記開口を塞ぐ。

第５態様は、第４態様の光検出装置であって、前記拡散部が、前記筐体に取り付けられている。

第６態様は、第１態様から第５態様のいずれか１つの光検出装置であって、前記拡散部は、すりガラスを含む。

第７態様は、第１態様から第５態様のいずれか１つの光検出装置であって、前記拡散部は、マイクロレンズアレイを含む。

第８態様は、光照射装置であって、基材を保持する保持部と、レーザ光を出力するレーザ光源と、前記レーザ光源から出力された前記レーザ光を前記基材に保持された前記基材に導く光学系と、前記レーザ光を検出する少なくとも１つの光検出部と、を備え、前記少なくとも１つの光検出部は、入射するレーザ光の強度分布の形状を維持しつつ前記レーザ光を拡散させる拡散部と、前記拡散部において拡散された前記レーザ光を撮像するイメージセンサ、および、前記拡散部と前記イメージセンサとの間に位置するカバーガラスを有するカメラとを有する。

第９態様は、第８態様の光照射装置であって、前記光学系は、前記レーザ光源から出力された前記レーザ光を分岐させる第１ビームスプリッタと、前記第１ビームスプリッタによって分岐された前記レーザ光を分岐させる第２ビームスプリッタと、を含み、前記少なくとも１つの光検出部は、前記第１ビームスプリッタで分岐された前記レーザ光を検出する第１の光検出部と、前記第２ビームスプリッタで分岐された前記レーザ光を検出する第２の光検出部と、を含む。

第１０態様は、レーザ光を検出する光検出方法であって、ａ）レーザ光の強度分布の形状を維持しつつ前記レーザ光を拡散させる工程と、ｂ）前記工程ａ）によって拡散された後、カバーガラスを透過したレーザ光をイメージセンサで撮像する工程と、を含む。

第１態様から第７態様の光検出装置によると、レーザ光を拡散させることにより、カバーガラスで裏面反射が起きても、干渉縞の発生を軽減できる。また、拡散前の強度分布の形状が保たれるため、強度分布からレーザ光の位置を精度良く特定できる。

第２態様の光検出装置によれば、レーザ光の強度分布を二次元で検出できる。

第３態様の光検出装置によれば、レーザ光の光軸の位置を検出できる。

第６態様の光検出装置によれば、すりガラスによって、容易に光を均一に拡散させることができる。

第７態様の光検出装置によると、マイクロレンズアレイによりレーザ光の広がり角および形状を制御できる。

第８態様の光照射装置によると、レーザ光を拡散させることにより、カバーガラスで裏面反射が起きても、干渉縞の発生を軽減できる。また、拡散前の強度分布の形状が保たれるため、強度分布からレーザ光の位置を精度良く特定できる。

第９態様の光照射装置によれば、第１の光検出部および第２の光検出部によって検出されるレーザ光の位置に基づいて、レーザ光の平行度を測定できる。

第１０態様の光検出方法によれば、レーザ光を拡散させることにより、カバーガラスで裏面反射が起きても、干渉縞の発生を軽減できる。また、拡散前の強度分布の形状が保たれるため、強度分布からレーザ光の位置を精度良く特定できる。

実施形態に係る光照射装置の構成を概略的に示す斜視図である。 図１に示される光照射装置が備える真空チャンバの内部構成および周辺構成を示す断面図である。 図１および図２に示される光照射部の構成を概略的に示す斜視図である。 光検出部の構成を概略的に示す断面図である。 光検出部によって取得されるレーザ光の画像と、当該画像の破線で示される位置における輝度分布を示す図である。 比較例に係る光検出部を示す図である。 比較例に係る光検出部によって取得されるレーザ光の画像と、当該画像の破線で示される位置における輝度分布を示す図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張又は簡略化して図示されている場合がある。

図１および以降の各図には、互いに交差するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸をそれぞれ示す矢印が図示されている場合がある。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、好ましくは直交する。また、各矢印の先端が向く方を＋（プラス）側とし、＋側の反対側を－（マイナス）側とする。

以下の説明では、Ｚ軸に沿う方向を鉛直方向とし、Ｘ軸およびＹ軸に沿う各方向を、水平面と平行な水平方向とする。また、＋Ｚ側を「上側」とし、－Ｚ側を「下側」として説明する。ただし、これらの各方向は、装置構成の位置関係を限定するものではない。

＜１． 実施形態＞
図１は、実施形態に係る光照射装置１の構成を概略的に示す斜視図である。図１においては、真空チャンバ１２を支持するチャンバフレーム、または、実際に接続される配線などは、便宜のため図示が省略されている。

図１に示されるように、光照射装置１は、真空チャンバ１２と、外部固定部１４と、ベローズ１６Ａと、光照射部１８と、真空ポンプ２１と、制御部２２とを備える。

真空チャンバ１２は、内部に基材Ｗが収容される空間を有する。基材Ｗは、例えば、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置などのＦＰＤ（Flat Panel Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用ガラス基板、セラミック基板、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Field Emission Display）用基板、または、太陽電池用基板である。なお、当該基材Ｗは、例えば、上面に薄膜が形成された状態の基板である。

また、真空チャンバ１２の側面は、基材Ｗを搬入および搬出する際に基材Ｗが通過するための開口部１２Ａを有する。開口部１２Ａは、真空チャンバ１２内が真空状態とされる際に適宜閉じられる。

外部固定部１４は、例えば石定盤である。ベローズ１６Ａは、真空チャンバ１２と外部固定部１４とを接続する。ベローズ１６Ａは、例えばステンレスなどで形成された伸縮性部材である。伸縮性部材としてのベローズ１６Ａは、ステンレス以外の金属または樹脂で形成されていてもよい。また、伸縮性部材は、蛇腹形状であることは必須ではない。

光照射部１８は、真空チャンバ１２内にレーザ光を照射する。光照射部１８は、真空チャンバ１２内に収容された基材Ｗの上面に向けてレーザ光を照射する。光照射部１８は、たとえばレーザ光を照射することによって基材Ｗのアブレーション加工を行う。

光照射部１８は、図示しない照射窓（例えば、石英などで形成される透明板）を介して、真空チャンバ１２の外部から真空チャンバ１２内に収容された基材Ｗの上面に光を照射する。また、真空チャンバ１２内の基材Ｗが光照射部１８に対して相対的に移動することによって、または、光照射部１８における光学系の制御によって、光が基材Ｗの上面を走査する。光照射部１８は、外部固定部１４に取り付けられた架台２４の上面に位置する。

真空ポンプ２１は、真空チャンバ１２内を真空状態にする。本開示において、「真空」とは、基材Ｗの特性劣化を防止するために高真空（たとえば、０．００００１Ｐａ）であることが望ましいが、当該高真空に達しない程度の真空度も含むものとする。例えば、真空チャンバ１２内の真空度は、真空チャンバ１２外の大気圧よりも低い程度の真空度であってもよい。

制御部２２は、記憶装置と、処理回路と、入力装置と、出力装置とを有する。記憶装置は、たとえば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、揮発性または不揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスクまたはＤＶＤなどを含むメモリ（記憶媒体）で構成される。処理回路は、例えば、記憶装置に格納されたプログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）で構成される。入力装置は、たとえば、マウス、キーボード、タッチパネルまたは各種スイッチなどの、情報を入力可能な装置で構成される。出力装置は、たとえばディスプレイ、液晶表示装置またはランプなどの、情報を出力可能な装置で構成される。

制御部２２は、光照射装置１が備える各駆動部を制御する。制御部２２は、例えば、光照射部１８の駆動制御、真空ポンプ２１の駆動制御、後述するリニアモータ機構５０の駆動制御などを行う。また、制御部２２は、後述するように、光検出部６０ａ，６０ｂによって取得される画像に基づいて、レーザ光の中心位置を算出する処理を行う。

図２は、図１に示される光照射装置１が備える真空チャンバ１２の内部構成および周辺構成を示す断面図である。図２に示されるように、真空チャンバ１２内には、ステージ４２と、スライダー４４と、ベース４６と、リニアガイド４８と、リニアモータ機構５０と、リフトピン機構５２とが配置される。

ステージ４２は、基材Ｗが配置される上面を有する。スライダー４４は、Ｙ軸方向に移動可能であり、かつ、ステージ４２を下方から支持する。ベース４６は、真空チャンバ１２とは独立して外部固定部１４に取り付けられている。リニアガイド４８は、ベース４６に取り付けられており、かつ、Ｙ軸方向に延びる。リニアモータ機構５０は、スライダー４４をリニアガイド４８に沿ってＹ軸方向に移動させる。リフトピン機構５２は、ステージ４２に形成された貫通孔（不図示）を貫通して基材Ｗを支持するリフトピン５２Ａを有する。リフトピン機構５２は、例えばベース４６に取り付けられる。

ステージ４２は、基材Ｗの加工面を上方に向けつつ、基材Ｗを略水平に保持する。スライダー４４がリニアモータ機構５０によってＹ軸方向に移動し、かつ、光照射部１８からの光がＸ軸方向に移動することによって、平面視において基材Ｗの加工領域の全面が光で走査される。

リニアモータ機構５０は、真空チャンバ１２の－Ｘ側面に形成された開口部１２Ｂを介して、真空チャンバ１２の＋Ｘ側および－Ｘ側に位置する外部固定部１４に取り付けられる。具体的には、リニアモータ機構５０は、開口部１２Ｂに溶接されるベローズ１６Ａの中を通る中空の柱状部材１４Ａの端部に取り付けられる。リニアモータ機構５０に接続される配線などは、柱状部材１４Ａの内部を通って真空チャンバ１２の外部に適宜導出される。柱状部材１４Ａは、ベローズ１６Ａから離れて位置する。

ベース４６は、真空チャンバ１２の底面に形成された開口部１２Ｃを介して、真空チャンバ１２の－Ｚ側に位置する外部固定部１４に固定される。具体的には、ベース４６は、開口部１２Ｃに溶接されるベローズ１６Ｂの中を通る柱状部材１４Ｃの端部に取り付けられる。柱状部材１４Ｃは、外部固定部１４に含まれる外部部材１４Ｂに取り付けられる。柱状部材１４Ｃは、真空チャンバ１２の底面に接続されたベローズ１６Ｂから離れて位置する。

なお、図２に示される例では、外部固定部１４が、真空チャンバ１２の＋Ｘ側、－Ｘ側および－Ｚ側の各位置にわたって位置するが、これらの位置において外部固定部１４が連続していることは必須ではなく、これらの位置に分散して配置されていてもよい。また、外部固定部１４は、真空チャンバ１２の＋Ｘ側、－Ｘ側および－Ｚ側の各位置のうち、一部に配置されていてもよい。また、真空チャンバ１２は、ベローズ１６Ｂとは別にチャンバフレーム（不図示）によって鉛直方向下方から支持されて固定されるが、当該チャンバフレームは、外部固定部１４とは独立して配置されていてもよい。

図３は、図１および図２に示される光照射部１８の構成を概略的に示す斜視図である。光照射部１８は、レーザ光源３１と、光学系３５と、２つの光検出部６０ａ，６０ｂ（光検出装置）を有する。

レーザ光源３１は、レーザ光を出力する。レーザ光源３１が出力するレーザ光は、連続光であってもよいしパルス光であってもよい。光学系３５は、レーザ光源から出力された光をステージ４２に保持された基材Wに導く。光学系３５は、２つのビームスプリッタ３５０ａ，３５０ｂと、ウェッジ板３５１と、音響光学素子３５３と、ビームエクスパンダ３５５と、ガルバノスキャナ３５７と、ｆθレンズ３５９とを有する。

ビームスプリッタ３５０ａ（第１ビームスプリッタ）は、レーザ光源３１から出力されたレーザ光を２つに分岐させる。ビームスプリッタ３５０ａで分岐された２つのレーザ光のうち、一方は光検出部６０ａ（第１の光検出部）に入射し、他方はビームスプリッタ３５０ｂに入射する。すなわち、光検出部６０ａは、ビームスプリッタ３５０ａによって分岐されたレーザ光を検出する。ビームスプリッタ３５０ｂに入射したレーザ光は、さらに２つに分岐され、一方は光検出部６０ｂ（第２の光検出部）に入射し、他方はウェッジ板３５１に入射する。すなわち、光検出部６０ｂは、ビームスプリッタ３５０ｂで分岐されたレーザ光を検出する。

ウェッジ板３５１は、音響光学素子３５３の手前（レーザ光源３１側）に位置する。ウェッジ板３５１は、音響光学素子３５３における１次光の光路が、音響光学素子３５３に入射する光と平行となるように、レーザ光を偏向する。

光学系３５に入力されたレーザ光は、ウェッジ板３５１を通過した後、音響光学素子３５３に入力される。音響光学素子３５３は、回折型偏向素子の一例である。音響光学素子３５３は、レーザ光が透過可能な結晶を圧電素子で振動させることによって、結晶内に屈折率の周期的変動（疎密波）を形成し、当該疎密波を回折格子として利用する光学素子である。

音響光学素子３５３における回折格子の格子幅は、結晶に印加される振動周波数によって調整される。この格子幅の調整によって、レーザ光の回折角（回折方向）がブラッグの法則に従って任意の角度に変更される。結晶に形成される回折格子の格子面に対する角度（すなわち、ブラッグ角）がθである場合、回折角は２θとなる。音響光学素子３５３の結晶に付与される振動周波数は、制御部２２の制御信号に基づいて変更される。すなわち、音響光学素子３５３の回折角は、制御部２２の指令に基づいて変更される。

ビームエクスパンダ３５５は、音響光学素子３５３から出力されたレーザ光のビーム径を、必要な径に拡大する。ビームエクスパンダ３５５は、複数のレンズで構成される。

ガルバノスキャナ３５７は、ビームエクスパンダ３５５から出力されるレーザ光をＸ軸方向およびＹ軸方向に振る機構である。ガルバノスキャナ３５７は、第１ガルバノミラー３５７ａと第２ガルバノミラー３５７ｂとを有する。第１ガルバノミラー３５７ａは、Ｙ軸と平行な反射面を有するとともに、Ｙ軸方向に延びる軸を中心に所定角度の範囲内で回転駆動される。第２ガルバノミラー３５７ｂは、Ｚ軸と平行な反射面を有しており、Ｚ軸方向に延びる軸を中心に所定角度の範囲内で回転駆動される。ビームエクスパンダ３５５から出力されたレーザ光は、まず、第２ガルバノミラー３５７ｂで反射した後、第１ガルバノミラー３５７ａで反射する。第１ガルバノミラー３５７ａおよび第２ガルバノミラー３５７ｂの駆動は、制御部２２によって制御される。

制御部２２は、第１ガルバノミラー３５７ａを駆動することによって、レーザ光で基材Ｗ上をＸ軸方向に走査する。また、制御部２２は、第２ガルバノミラー３５７ｂを駆動することによって、基材Ｗ上におけるレーザ光の位置をＹ軸方向に移動させることができる。ガルバノスキャナ３５７は、走査部の一例である。なお、走査部はガルバノスキャナ３５７の代わりに、ポリゴンミラーを備えていてもよい。また、レーザ光に対して基材ＷをＸ軸方向に移動させることによって、Ｘ軸方向の走査が行われてもよい。

ｆθレンズ３５９は、レーザ光の光路上において、ガルバノスキャナ３５７と基材Ｗとの間に位置する。ｆθレンズ３５９は、ガルバノスキャナ３５７から出力されるレーザ光のビーム径を、所望のビーム径に絞る。また、ｆθレンズ３５９は、ガルバノスキャナ３５７の等角速度運動を、基材Ｗの平面上におけるレーザ光の等速走査に変換する。

図４は、光検出部６０ａ，６０ｂの構成を概略的に示す断面図である。光検出部６０ａ，６０ｂは、拡散板６１（拡散部）と、拡散板６１によって拡散されたレーザ光Ｌ１を撮像するカメラ６３とをそれぞれ有する。

拡散板６１は、レーザ光Ｌ１の強度分布の形状を維持しつつ、レーザ光Ｌ１を拡散させる。拡散板６１は、例えばサンドブラスト加工によって表面に均一な凹凸が形成されたすりガラスで構成される。拡散板６１をすりガラスで構成することによって、レーザ光Ｌ１を均一に拡散させることを容易にできる。なお、拡散板６１は、拡散剤が配合された透光板であってもよい。また、拡散板６１は、レーザ光Ｌ１の広がり角および形状を制御できるように、マイクロレンズアレイを有していてもよい。

カメラ６３は、イメージセンサ６３１と、カバーガラス６３３とを有する。イメージセンサ６３１は、拡散板６１において拡散されたレーザ光Ｌ１を撮像する。イメージセンサ６３１は、好ましくは、ＣＭＯＳセンサまたはＣＣＤセンサなどで構成される二次元イメージセンサである。ただし、イメージセンサ６３１は、一次元イメージセンサであってもよい。カバーガラス６３３は、イメージセンサ６３１の手前に位置する。すなわち、カバーガラス６３３は、拡散板６１とイメージセンサ６３１との間に位置する。

カメラ６３は、筐体６３５を有する。筐体６３５は、レーザ光Ｌ１が通過する開口６３６を有する。イメージセンサ６３１は、筐体６３５内に位置する。カバーガラス６３３は、筐体６３５の開口６３６を塞いでいる。カバーガラス６３３は、開口６３６を塞ぐことによって、イメージセンサ６３１を筐体６３５内に封止する。

筐体６３５は、筒部６３７を有する。筒部６３７は、レーザ光Ｌ１が通過する筒状である。拡散板６１は、筒部６３７内に取り付けられている。すなわち、拡散板６１は、カメラ６３の筐体６３５に取り付けられている。これにより、拡散板６１とカメラ６３とを一体に取り扱うことができる。

図４に示されるように、拡散板６１に入射したレーザ光Ｌ１は、拡散板６１によって拡散された後、筒部６３７内を通過して、カバーガラス６３３を透過し、イメージセンサ６３１に入射する。すなわち、イメージセンサ６３１は、カバーガラス６３３を透過したレーザ光Ｌ１を撮像する。

図５は、光検出部６０ａによって取得されるレーザ光の画像ＩＭ１と、当該画像ＩＭ１の破線で示される位置における輝度分布を示す図である。図５に示されるように、レーザ光Ｌ１は、拡散板６１によって拡散されるため、拡散前に対し、広がりを持つ。制御部２２は、この画像ＩＭ１における輝度分布から、レーザ光Ｌ１の中心位置を算出する。具体的には、輝度のピークの位置、位置輝度の重心位置、または、画像ＩＭ１におけるレーザ光Ｌ１の広がりの中心位置が、レーザ光Ｌ１の中心位置として算出されてもよい。

本実施形態では、図３に示されるように、レーザ光源３１から出力されたレーザ光は、２つの光検出部６０ａ、６０ｂによって検出される。このように、２カ所の光検出部６０ａ，６０ｂで検出されるレーザ光の位置に基づいて、レーザ光の平行度を測定できる。

図６は、比較例に係る光検出部６０ｃを示す図である。図７は、比較例に係る光検出部６０ｃによって取得されるレーザ光の画像ＩＭ２と、当該画像ＩＭ２の破線で示される位置における輝度分布を示す図である。光検出部６０ｃは、光検出部６０ａ，６０ｂと同様に、カメラ６３を備えているが、拡散板６１が省略されている。光検出部６０ｃでレーザ光Ｌ１を検出した場合、レーザ光Ｌ１がカバーガラス６３３における裏面反射で生じた反射レーザ光Ｌ２が、元のレーザ光Ｌ１と干渉することによって、画像ＩＭ２に示される干渉縞が発生する場合がある。干渉縞が発生した場合、画像ＩＭ２における輝度分布では、干渉縞の明暗に伴った複数のピークが現れる。この干渉縞の形態は、レーザ光Ｌ１の入射位置や入射角度によって変動し得る。このため、レーザ光Ｌ１の中心位置を精度良く求めることが困難である。

本実施形態の光検出部６０ａ，６０ｂでは、拡散板６１によってレーザ光Ｌ１が均一に拡散される。このため、拡散板６１が無い場合よりも、干渉縞の原因となり得る反射レーザ光Ｌ２の強度が低下する。このため、図５に示されるように、干渉縞の発生が抑制される。また、図５と図７の比較から明らかなように、拡散板６１によって、ガウシアンのピークは低下するものの、ガウシアンの形状を保った分布になる。このため、ピークの検出が容易であるため、レーザ光の中心位置を精度良く求めることができる。

また、拡散板６１によるレーザ光Ｌ１の広がりに応じて、イメージセンサ６３１に照射されるレーザ光Ｌ１のパワー密度も低下する。このため、イメージセンサ６３１が損傷するおそれのある閾値Ｔｈ１を越えることを抑制できるため、より高強度なレーザの調整も可能となる。

なお、レーザ光の強度を減衰させるための他の方法として、ＮＤフィルタを用いることが考えられる。しかしながら、ＮＤフィルタを用いたことによって干渉縞または光軸シフトが発生するおそれがある。このため、拡散板６１を用いることによって、ＮＤフィルタを用いたときよりも、レーザ光の位置を精度良く特定できる。

＜２． 変形例＞
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

上記実施形態では、光検出部６０ａ，６０ｂは、光学系３５内において、レーザ光を検出している。しかしながら、光検出部は、光学系３５から出力されたレーザ光を検出するようにしてもよい。例えば、光検出部が、ステージ４２上やその付近に配置されていてもい。

制御部２２は、画像ＩＭ１から拡散前のレーザ光Ｌ１のビーム径を算出するようにしてもよい。例えば、拡散板６１による広がり率が既知である場合、その広がり率と、画像ＩＭ１から取得されるビーム径とに基づいて、拡散前のビーム径が求められてもよい。

光照射装置１は、レーザ光源３１から出力されるレーザ光の光軸位置、光軸の向きまたはビーム径などを調整する調整部を備えていてもよい。調整部は、例えば複数のレンズまたはミラー等で構成され得る。制御部２２は、光検出部６０ａ，６０ｂによる検出結果に基づいて調整部を制御することによって、レーザ光が自動で調整されるようにしてもよい。

この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

１ 光照射装置
１８ 光照射部
２２ 制御部（中心位置算出部）
３１ レーザ光源
３５ 光学系
４２ ステージ（保持部）
６０ａ 光検出部（第１の光検出部）
６０ｂ 光検出部（第２の光検出部）
６１ 拡散板（拡散部）
６３ カメラ
３５０ａ ビームスプリッタ（第１ビームスプリッタ）
３５０ｂ ビームスプリッタ（第２ビームスプリッタ）
６３１ イメージセンサ
６３３ カバーガラス
６３５ 筐体
６３６ 開口

Claims (10)

1. レーザ光を検出する光検出装置であって、
   入射するレーザ光の強度分布の形状を維持しつつ前記レーザ光を拡散させる拡散部と、
   前記拡散部において拡散された前記レーザ光を撮像するイメージセンサ、および、前記拡散部と前記イメージセンサとの間に位置するカバーガラスを有するカメラと、
   を備える、光検出装置。
2. 請求項１に記載の光検出装置であって、
   前記イメージセンサが、二次元イメージセンサである、光検出装置。
3. 請求項２に記載の光検出装置であって、
   前記イメージセンサによって取得される画像に基づいて、前記レーザ光の中心位置を算出する中心位置算出部、
   をさらに備える、光検出装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光検出装置であって、
   前記カメラは、前記レーザ光が通過する開口が設けられた筐体をさらに有し、
   前記イメージセンサは前記筐体内に位置し、
   前記カバーガラスは、前記開口を塞ぐ、光検出装置。
5. 請求項４に記載の光検出装置であって、
   前記拡散部が、前記筐体に取り付けられている、光検出装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光検出装置であって、
   前記拡散部は、すりガラスを含む、光検出装置。
7. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光検出装置であって、
   前記拡散部は、マイクロレンズアレイを含む、光検出装置。
8. 光照射装置であって、
   基材を保持する保持部と、
   レーザ光を出力するレーザ光源と、
   前記レーザ光源から出力された前記レーザ光を前記基材に保持された前記基材に導く光学系と、
   前記レーザ光を検出する少なくとも１つの光検出部と、
   を備え、
   前記少なくとも１つの光検出部は、
   入射するレーザ光の強度分布の形状を維持しつつ前記レーザ光を拡散させる拡散部と、
   前記拡散部において拡散された前記レーザ光を撮像するイメージセンサ、および、前記拡散部と前記イメージセンサとの間に位置するカバーガラスを有するカメラと、
   を有する、光照射装置。
9. 請求項８に記載の光照射装置であって、
   前記光学系は、
   前記レーザ光源から出力された前記レーザ光を分岐させる第１ビームスプリッタと、
   前記第１ビームスプリッタによって分岐された前記レーザ光を分岐させる第２ビームスプリッタと
   を含み、
   前記少なくとも１つの光検出部は、
   前記第１ビームスプリッタで分岐された前記レーザ光を検出する第１の光検出部と、
   前記第２ビームスプリッタで分岐された前記レーザ光を検出する第２の光検出部と、
   を含む、光照射装置。
10. レーザ光を検出する光検出方法であって、
    ａ） レーザ光の強度分布の形状を維持しつつ前記レーザ光を拡散させる工程と、
    ｂ） 前記工程ａ）によって拡散されたあと、カバーガラスを透過したレーザ光をイメージセンサで撮像する工程と、
    を含む、光検出方法。

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