JPH063620A - レーザー照射方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光点径を小さく保ったまま、焦点深度を増大
することができるレーザー照射方法を提供する。 【構成】 レーザーダイオード１から射出されるレーザ
ービームＬを、特殊プリズム２によりＰ偏光ビームとＳ
偏光ビームに分離し、両ビーム間に所定の光路差を生ぜ
しめてからｆθレンズ５に同軸上に入射させることによ
り、像面上に配置される感光材料６において結像する両
ビームのビームウエストの位置をビームの進む方向に所
定量だけずらす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光点径を小さく維持し
ながら焦点深度を増大させるためのレーザー照射方法お
よびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば製版分野においては、感光材料
（感光フィルム）に画像を記録するために、画像信号に
よって変調されたレーザービームを集光し、このレーザ
ービームを被照射面としての感光材料に照射するレーザ
ー記録装置が用いられている。

【０００３】また、半導体製造の分野においては、フォ
トマスクを作成する一工程において、マスク部材の表面
に塗布された感光材料（フォトレジスト）にマスクパタ
ーンに応じて変調されたレーザービームを集光して照射
するマスク描画装置が用いられている。

【０００４】レーザー記録装置及びマスク描画装置は、
レーザービームと感光材料とを主走査方向及び副走査方
向に相対的に移動することにより、２次元的画像及びマ
スクパターンを得ている。感光材料の移動に関しては、
感光材料を回転ドラム上に貼付して等速回転する方式、
感光材料を搬送機構により等速搬送またはステップ搬送
する方式、あるいは感光材料をステージ上に載置して１
軸または２軸の位置制御する方式等が行われている。

【０００５】感光材料に記録されている画像や描画され
るマスクパターンの解像力を向上するためには、感光材
料に照射されるレーザービームのビーム径をできるだけ
絞って小さな光点にすることが望ましいが、レーザービ
ームの特性により、光点径を小さくしようとすれば、焦
点深度はその二乗に比例して浅くなる。

【０００６】このことを具体的に図と数式により示すと
次のようになる。

【０００７】図１０は、レーザービームＢの集光部にお
ける様子を示す図である同図（ａ）は、レーザービーム
Ｂの光点径を小さく絞った場合の図であり、その一番絞
られた位置のビームウエストＢＷにおけるビーム半径
（以下「ビームウエスト半径」という）ω0 とビーム発
散角θの関係は、レーザービームＢの波長をλとしたと
きに、一般に次式で表される。

【０００８】

【数２】

【０００９】また、焦点深度は、通常、ビームウエスト
ＢＷの位置から、ビーム半径ωが、ビームウエスト半径
ω0 の一定倍率（約１．１倍）になるまでの光路方向の
距離で定義されており、この焦点深度をｄとすると、次
式で表される。

【００１０】

【数３】

【００１１】数２の式と数３の式から次式が導かれる。

【００１２】

【数４】

【００１３】数４の式から、ビームウエスト半径ω0 す
なわち光点径が小さくなればなるほど、その二乗に比例
してレーザービームＢの焦点深度が浅くなることが分か
る。

【００１４】このことは、図１０（ｂ）のようにビーム
ウエスト半径ω1 が大きな場合における焦点深度ｄ1 と
比較しても明らかである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、解像力
を向上させるためにレーザービームの光点径を小さくす
ると、焦点深度はその光点径の２乗に比例して浅くな
る。

【００１６】このことは、解像力を向上させるために
は、レーザービームの光点径を小さくすることはもとよ
り、レーザービームのビームウエスト位置に被照射面を
正確にしかも継続して配置する必要がある、ということ
である。換言すれば、ビームウエスト位置と被照射面と
が照射方向に相対的にずれた場合には、図１０（ａ）か
ら明らかなように、被照射面に照射されるレーザービー
ムの光点径が容易に変動してしまい、解像力がむしろ低
下することになる。

【００１７】しかしながら、レーザービームのビームウ
エスト位置は、温度変化に対して変動し易く、特定の位
置に維持させることは困難であり、また感光材料を移動
する手段についても照射方向に対する変動があるので、
同方向に対して特定位置に維持しながら感光材料を移動
することも困難である。従って、光点径は小さくても焦
点深度が浅いレーザービームを用いたのでは、画像やマ
スクパターンの解像力を実際的に向上させることは容易
ではない。

【００１８】同様な問題は、上述のようなレーザー記録
装置やマスク描画装置のみならず、レーザーによる精密
加工装置やレーザープリンターなど、レーザービームを
集光して被照射面に照射する装置において共通の課題と
なっている。

【００１９】本発明は、上述のような問題点を解消し、
光点径を小さく保ったまま、焦点深度を増大することが
できるレーザー照射方法およびその装置を提供すること
を目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明にかかるレーザー照射方法は、レー
ザービームを集光させて被照射面に照射する方法におい
て、相互に干渉しない複数のレーザービームを各レーザ
ービームの中心軸を一致させ、かつ集光部における各レ
ーザービームのビームウエスト位置を前記中心軸方向に
相互に若干ずらして前記被照射面に照射することを特徴
とする。

【００２１】また、請求項２の発明は、請求項１のレー
ザー照射方法において、被照射面に照射される複数のレ
ーザービームが、全エネルギーとビームウエスト半径が
それぞれ等しい２本の第１及び第２レーザービームであ
り、各ビームウエストの離間距離ｘが次式によって規定
されることを特徴とする。

【００２２】

【数５】

【００２３】また、請求項３の発明は、請求項２のレー
ザー照射方法において、第１レーザービームは基本レー
ザービームから分離されたＰ偏光ビーム、第２レーザー
ビームは前記基本レーザービームから分離されたＳ偏光
ビームであり、前記第１及び第２レーザービームの光路
長を前記離間距離ｘに対応する長さだけ異ならせること
を特徴とする。

【００２４】また、請求項４の発明は、レーザービーム
照射装置に関するものであって、レーザー光源から出射
されるレーザービームを集光光学系によって集光させて
被照射面に照射する装置において、前記レーザー光源か
ら出射されるレーザービームをＰ偏光ビームとＳ偏光ビ
ームとに分離するビーム分離手段と、前記Ｐ偏光ビーム
の光路長と前記Ｓ偏光ビームの光路長とを若干異なら
せ、かつ両ビームの中心軸を一致した合成レーザービー
ムを出射する光路差発生手段とを設け、前記合成レーザ
ービームを前記集光光学系を介して前記被照射面に照射
することを特徴とする。

【００２５】

【作用】請求項１記載のレーザー照射方法では、各レー
ザービームのビームウエスト位置が中心軸方向に相互に
若干ずれているので、集光部におけるエネルギー密度分
布は、各レーザービームが合成されたものとなり、両端
のビームウエスト間で中心軸方向に拡大される。

【００２６】請求項２記載のレーザー照射方法では、第
１及び第２レーザービームを用い、各ビームウエストの
離間距離ｘについて数５の式を満足すると、その離間距
離ｘの範囲全域で特定エネルギー密度（ｔ）以上のエネ
ルギー密度が得られる。

【００２７】請求項３記載のレーザー照射方法では、基
本レーザービームから分離したＰ偏光ビーム及びＳ偏光
ビームを用いることにより、互いに干渉せず、しかも全
エネルギーとビームウエスト半径が等しい第１及び第２
レーザービームを得ている。そして第１及び第２レーザ
ービームの光路長を異ならせることにより、各ビームウ
エストの位置を離間距離ｘだけずらしている。

【００２８】請求項４記載のレーザー照射装置では、レ
ーザー光源から出射されるレーザービームはビーム分離
手段によりＰ偏光ビームとＳ偏光ビームとに分離され、
これらＰ偏光ビームとＳ偏光ビームとは、光路差発生手
段により、若干光路長を異ならせ、かつ両ビームの中心
軸が一致した合成レーザービームとされる。そして合成
レーザービームは集光光学系を介して被照射面に照射さ
れる。

【００２９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００３０】まず始めに、本発明における焦点深度の考
え方を説明する。

【００３１】通常使用されるレーザービームは、その主
光線と一致する中心軸に垂直な平面における中心軸から
の距離ｒとエネルギー密度Ｉとの関係が、図６に示すよ
うにガウス分布を構成するため、ガウスビームと呼ばれ
る。

【００３２】一般に、中心軸から距離ｒの位置のエネル
ギー密度Ｉは、ｒの関数で表すことができ、この関数Ｉ
（ｒ）は、次式で示される。

【００３３】

【数６】

【００３４】但し、Ｐは、レーザービームの全エネルギ
ーであり、また、ωは、所定位置におけるビーム半径で
あって、このビーム半径ωは、ビームウエストでのビー
ム半径ω0 、レーザービームの波長λ、中心軸上でのビ
ームウエストからの距離（デフォーカス量）Ｚによっ
て、次式によって表される。

【００３５】

【数７】

【００３６】たとえば、レーザービームで感光フィルム
などの感光材料を感光させる場合について考えてみる。

【００３７】一般に感光材料を露光していくときに、露
光量が次第に増加し、ある一定の露光量に達すると黒化
を開始する。このときの露光量と黒化量の特性曲線にお
ける傾きをガンマといい、このガンマが大きいほど、黒
化が急激に生じる。

【００３８】一般に、レーザー記録装置は２値画像を出
力するので、ガンマの大きな感光材料が好適であり、照
射されるレーザービームのエネルギー密度が一定値ｔ以
上になると一気に黒化する（このエネルギー密度ｔを、
黒化に必要な最低限のエネルギー密度という意味で、以
下、「感光限界値」という。）。

【００３９】仮に図６のエネルギー分布において感光限
界値ｔの値が、Ｉ(0) ／２であるとすれば、中心軸から
±ｒ1 の距離まで黒化できることになる。このときのｒ
1 を感光半径といい、ρで示される。

【００４０】一般に、感光半径ρは、数６の式をｒにつ
いて展開し、Ｉ（ｒ）をｔとおくことにより次式で示さ
れる。

【００４１】

【数８】

【００４２】たとえば、ω0 ＝１５μｍ、λ＝７８０ｎ
ｍの場合、数７の式を数８の式に代入し、ρをＺの関数
として、各ｔの値についてグラフに示すと図７のように
なる。

【００４３】感光材料に対する焦点深度ｄは、感光材料
がレーザービームによって感光しなくなるまで、すなわ
ち感光半径ρが“０”になるまでのデフォーカス量Ｚに
よって決定される。図７のグラフにおいて、たとえば、
感光限界値ｔが、Ｉ(0) ／２の場合、感光半径ρが
“０”になるデフォーカス量Ｚは０．９mmとなり、実際
は−Ｚの方向にも焦点深度が伸びているから、焦点深度
ｄの値は、±０．９mmとなる。

【００４４】図９（ａ）は、上述の単一ビームについ
て、デフォーカス量Ｚとエネルギー密度分布の関係を示
す図である。

【００４５】同図から容易に分かるように単一ビームの
場合は、デフォーカス量Ｚが微少量変化するだけでＩ
(0) 値が極端に減少し、すぐに感光限界値ｔ以下にな
る。このことは焦点深度ｄが小さいことを示している。

【００４６】しかし、図５に示すように２本のレーザー
ビームを合成し、各ビームのビームウエスト位置の間隔
を所定の条件を満たす量に設定することにより、その焦
点深度を増大することができる。

【００４７】図５は、合成された２本のレーザービーム
Ｂ1 ，Ｂ2 の集光部における重なりの様子を示す図であ
る。同図において第１のレーザービームＢ1 の中心軸と
第２のレーザビームＢ2 の中心軸とは一致しており、そ
の中心軸をＣＡ軸にとって、各ビームウエストＢＷ1 、
ＢＷ2 の離間距離をｘとし、その中点がＣＡ軸の“０”
になるように座標をとる。また例えば、第１のレーザー
ビームＢ1 はＰ偏光ビーム、第２のレーザービームＢ2
はＳ偏光ビームとなっており、両ビームＢ1 ，Ｂ2 は互
いに干渉しない。

【００４８】第１のレーザービームＢ1 と第２のレーザ
ービームＢ2 が合成されて合成レーザービームが形成さ
れるが、この合成レーザービームのＣＡ軸に垂直なある
平面におけるエネルギー密度Ｉ（ｒ）は、数６の式に基
づいて次式によって与えられる。

【００４９】

【数９】

【００５０】上述の単一ビームの場合との比較を容易に
するため、ω0 ＝ω0 ´＝１５μｍ、λ＝７８０ｎｍ、
Ｐ1 ＝Ｐ2 、ｔ＝Ｉ(0) ／２とし、第１のレーザービー
ムＢ1 のビームウエスト位置がＣＡ＝−１．２５ｍｍ、
第２のレーザービームＢ2 のビームウエスト位置がＣＡ
＝１．２５ｍｍにある場合について、デフォーカス量Ｚ
とエネルギー密度分布の関係を示すと図９（ｂ）に示す
ようになる。

【００５１】同図における点線ｂ1 は、第１のレーザー
ビームＢ1 のエネルギー密度曲線、一点鎖線ｂ2 は第２
のレーザービームＢ2 のエネルギー密度曲線、実線ｂ3
は合成レーザービームのエネルギー密度曲線を示してお
り、この合成レーザービームのエネルギー密度曲線ｂ3
と図９（ａ）の単一ビームの場合のエネルギー密度曲線
の変化を比較すると、デフォーカス量Ｚの変化に対して
Ｉ(0）の減少が小さく、焦点深度が増大しているのが容
易に理解できる。

【００５２】図８は、合成レーザービームにおける感光
限界値ｔ＝Ｉ(0) ／２の場合の感光半径ρとデフォーカ
ス量Ｚの関係を示すグラフである。

【００５３】実線８１、実線８２は、合成レーザービー
ムにおいてビームウエスト間の距離ｘをそれぞれ１．５
ｍｍ、２．５ｍｍに設定した場合のグラフである。上述
のように焦点深度ｄは、ρ＝０のときのデフォーカス量
Ｚで決定するから、ビームウエスト間の距離ｘが１．５
ｍｍのときの焦点深度ｄ＝±１．６ｍｍ，同じくｘが
２．５ｍｍのときの焦点深度ｄ＝±２．２ｍｍを得るこ
とができ、単一ビーム（点線８３）のときの焦点深度ｄ
＝±０．９ｍｍに比較して２倍以上増大している。

【００５４】この結果から同じ合成レーザービーム同士
であっても、ビームウエスト間の距離ｘが大きければ大
きいほど焦点深度ｄを大きくなることがいえるが、ビー
ムウエスト間距離ｘが所定以上になると、実線８２の凹
部８２ａに示されるようにビームウエスト間の中央部の
合成エネルギー密度が低下しだす。この中央部における
合成エネルギー密度の最低値は、デフォーカス量Ｚ＝０
のときのエネルギー密度Ｉ(0) で与えられ、この値をＭ
ｉｎ（Ｉ）と表わすとすると、感光限界値ｔに対し、ｔ
＜Ｍｉｎ（Ｉ）となる範囲でビームウエスト間の距離ｘ
が規定される。

【００５５】このようなｘの範囲を、第１と第２のレー
ザービームＢ1 、Ｂ2 について、両ビームのパワーおよ
びビームウエスト径が等しい場合について求めると次の
ようになる。

【００５６】すなわち、数９の式において、ｒ＝０，Ｚ
＝０，Ｐ1 ＝Ｐ2 ＝Ｐ、およびω0＝ω0 ´として、ま
ず次式を得る。

【００５７】

【数１０】

【００５８】一方、感光限界値ｔは、数６の式でｒ＝０
とおいて得られる各ビームの最大エネルギー密度Ｉ(0)
に対するＳ倍として次式で定義されうる。

【００５９】

【数１１】

【００６０】ただし、感光限界値ｔが、２本のレーザー
ビームの最大エネルギー密度の和より大きければ感光し
ないので、係数Ｓの大きさは、０＜Ｓ＜２の範囲内で決
定されることになる。

【００６１】上述のようにビームウエスト間において感
光するための条件は、ｔ＜Ｍｉｎ（Ｉ）であったから、
この条件式に数１０の式および数１１の式を代入して、

【００６２】

【数１２】

【００６３】の式を得、これをｘについて解けば、

【００６４】

【数１３】

【００６５】を得る。

【００６６】但し、係数Ｓは、数１１の式より、

【００６７】

【数１４】

【００６８】で与えられる。

【００６９】従って、数１３の式による範囲内でビーム
ウエスト離間距離ｘが設定されることによりビームウエ
スト間におけるエネルギー密度の最大値を常に、感光限
界値ｔ以上に保ちながら焦点深度ｄを増大することがで
きる。

【００７０】なお、上述の実施例においては、２本のレ
ーザービームの場合について述べたが、理論上３本以上
のレーザービームについても、これらのレーザービーム
を合成して得られた合成レーザービームの中心軸と垂直
な平面におけるエネルギー密度の最大値が、各ビームウ
エスト間において所定値以下にならないように、各ビー
ムウエスト間の距離を規定することによって焦点深度を
益々増大させることができる。この場合、各ビームの干
渉によってエネルギー密度が減殺される可能性が２本の
場合よりも大きくなるが、各ビームの波長、使用する集
光光学系の焦点距離、および各ビームウエストの離間距
離を適切に調整することによって結像部分における干渉
の影響を避け得るものである。

【００７１】次に、合成レーザービームを用いて感光材
料に画像を記録するレーザー記録装置の実施例について
説明する。

【００７２】図１は、レーザー記録装置１００の構成を
示す図である。

【００７３】レーザーダイオード１から出射されたレー
ザービームＬは、ビーム分離手段と光路差発生手段を一
体として形成した偏光ビームスプリッター付き特殊プリ
ズム２に入射されて、Ｐ偏光ビームとＳ偏光ビームに分
離され、所定量の光路差を設けられた後に、中心軸が一
致された合成レーザービームＬ´として特殊プリズム２
から出射される。

【００７４】図２（ａ）は、当該特殊プリズム２の構成
を示す平面図であり、同図（ｂ）は、その斜視図であ
る。

【００７５】特殊プリズム２は、２個のプリズム部材２
１と２２を透明接着剤により接合することにより形成さ
れるが、プリズム部材２１と２２の接合面には蒸着によ
って偏光ビームスプリット面２３が形成されている。こ
の偏光ビームスプリット面２３は、レーザービームＬの
Ｐ成分を透過させ、Ｓ成分を反射させることにより、レ
ーザービームＬを２本のビームＬｐ，Ｌｓに分離する。

【００７６】ビームＬｐは、プリズム部材２１の内側面
２１ａのＢ点で全反射し、ビームＬｓは、プリズム部材
２２の内側面２２ａのＤ点で全反射し、それぞれ偏光ビ
ームスプリット面２３のＣ点で合一して同軸となって特
殊プリズム２からレーザービームＬ´として出射され
る。

【００７７】今、プリズム部材２１、２２の屈折率をと
もにｎとすると、ビームＬｐとＬｓの光路差Δｌは、

【００７８】

【数１５】

【００７９】と表される。

【００８０】レーザービームＬ´は、図１において、コ
リメートレンズ３を通過して平行光線に変えられ、等角
速度で回転するポリゴンミラー４のミラー面４ａで偏向
され、ｆθレンズ５に入射される。

【００８１】このｆθレンズ５は、入射角が異なったビ
ームを常に同一平面上に結像させるように形成されたレ
ンズであって、これを通過したレーザービームＬ´は、
結像面上に配置される感光材料６の表面に結像され、レ
ーザービームＬ´のビームスポットは、ポリゴンミラー
４の回転に応じて感光材料６の表面を等速移動する。

【００８２】今、仮にコリメートレンズ３とｆθレンズ
５の焦点距離の比を１対４とすれば、レーザーダイオー
ド１と感光材料６の間の光学的な縦倍率は、その２乗比
の１対１６になる。

【００８３】また、特殊プリズム２におけるＡＢＣの光
路長とＡＤＣの光路長の差を０．２４ｍｍとし、プリズ
ム部材２１、２２に屈折率ｎが１．５１のものを用い、
その光路差Δｌを数１５の式より求めて１６倍すれば、
レーザービームＬ´に含まれる各ビームＬｐ，Ｌｓの結
像位置すなわちビームウエストの位置は、約２．５ｍｍ
ずれることになる。

【００８４】レーザダイオード１のチップのへき開面を
図１の紙面に対して４５°傾くように設定すると、特殊
プリズム２で分離されるビームＬｐ，Ｌｓのビーム強度
比が１対１になってその全エネルギーが等しくなるか
ら、各ビームウエスト半径ω0が１５μｍになるように
設定すれば、図８のグラフの実線８２により、焦点深度
ｄは±２．２ｍｍとなり、従来の単一ビームの場合にお
ける±０．９ｍｍに比べて２倍以上増加することにな
る。

【００８５】なお、感光材料６の表面は、レーザービー
ムＬ´に含まれるビームＬｐとビームＬｓのそれぞれの
ビームウエストの中間の位置に設定するのが望ましい。

【００８６】上述の実施例においては、ビーム分離手段
と光路差発生手段が一体として形成された偏光ビームス
プリッター付きの特殊プリズム２を用いて、ビームＬｐ
とビームＬｓ間に光路差を設けるようにしているので、
当該光路差が異なる特殊プリズムを数種用意し簡単に交
換できるようにしておけば、レーザービームの波長や、
結像面における感光材料の種類などに応じて容易にビー
ムウエスト離間距離ｘを変更できて便利である。

【００８７】また、特殊プリズム２と同じ作用は、図
３、図４に示すような変形実施例においても得ることが
できる。

【００８８】すなわち、図３においては、２つの偏光ビ
ームスプリッターを７ａ，７ｂを対角に配し、偏光ビー
ムスプリッター７ａのＥ点を通過したＰ偏光ビームＬｐ
は、ミラー８ａのＦ点で反射して偏光ビームスプリッタ
ー７ｂのＧ点に入射し、一方、偏光ビームスプリッター
７ａのＥ点で反射したＳ偏光ビームＬｓは、ミラー８ｂ
のＨ点で反射して偏光ビームスプリッター７ｂのＧ点で
反射し、Ｐ偏光ビームＬｐと同軸上になって出射され、
三角形ＥＦＧと三角形ＥＨＧを非対称にすることによっ
て所定の光路差を得ることができる。

【００８９】また、図４に示すように、三角形ＥＦＧと
三角形ＥＨＧを対称にして光路長を等しくしておき、一
方の光路の途中に、幅Ｗ、屈折率ｎの透明な平行平面部
材９を挿入するようにしてもよい。

【００９０】同図の場合、Ｓ偏光ビームＬｓの光路長を
Ｐ偏光ビームＬｐより、Ｗ／ｎだけ短くすることができ
ることになる。この挿入する平行平面部材９の幅Ｗ、屈
折率ｎの値を適当に設定することにより容易に光路差を
変更することができて便利である。

【００９１】上述のように、レーザービームをＰ偏光ビ
ームとＳ偏光ビームに分離し、それらの間に所定の光路
差を設けてから集光光学系に入射させる方式によれば、
両ビームの干渉のおそれがなく、また、各ビームウエス
トの離間距離を容易に調整することができる。

【００９２】なお、図１の実施例におけるポリゴンミラ
ー４やｆθレンズ５は、必要に応じて、他の集光光学系
を用いてもよく、例えばレーザービームを偏向せずに固
定させておいて、感光材料６の方を移動させるようにし
てもよい。

【００９３】また、分離されるＰ偏光ビームとＳ偏光ビ
ームの強度比は必ずしも１対１である必要はなく、レー
ザーダイオード１と所定のビーム分離手段との間にλ／
２板を挿入し、当該λ／２板を回転させることにより、
必要に応じて両者の強度比を変更するようにしてもよ
い。

【００９４】さらに本実施例においては、レーザー記録
装置について説明しているが、本発明の用途はこれに限
定されるものではなく、レーザーを用いた加工装置や異
物検査装置、またはマスク描画装置など、およそレーザ
ービームを用い、その光点径とエネルギー密度を維持し
ながら一定限度の焦点深度が必要な装置の全てについて
適用できるものである。

【００９５】

【発明の効果】上述のように、請求項１記載のレーザー
照射方法によれば、複数のレーザービームの集光部にお
けるエネルギー密度分布を両端のビームウエスト間で中
心軸方向に拡大できるので、レーザービームの光点径を
小さくしても焦点深度を増大することができる。従っ
て、解像力の向上も容易に達成することができる。

【００９６】また請求項２記載のレーザー照射方法によ
れば、第１及び第２レーザービームのビームウエストの
離間距離ｘの範囲全域で特定エネルギー密度（ｔ）以上
のエネルギー密度が得られるので、確実に焦点深度を増
大することができる。

【００９７】また請求項３記載のレーザー照射方法によ
れば、基本レーザービームからＰ偏光ビーム及びＳ偏光
ビームを分離しているので、互いに干渉せず、しかも全
エネルギーとビームウエスト半径が等しい第１及び第２
レーザービームを容易に得ることができる。そして第１
及び第２レーザービームの光路長を異ならせることによ
り、各ビームウエストの位置を容易に設定することがで
きる。

【００９８】請求項４記載のレーザー照射装置によれ
ば、ビーム分離手段と光路差発生手段とを設けるのみで
焦点深度を増大できるので、従来の装置に対して簡単な
構成を付加するのみで実際的に解像力の高いレーザー照
射装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかるレーザー記録装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】図１のレーザー記録装置における特殊プリズム
の構成を示す図である。

【図３】光路差発生手段の別の実施例を示す図である。

【図４】光路差発生手段のさらに別の実施例を示す図で
ある。

【図５】合成レーザービームの集光部における重なりの
様子を示す図である。

【図６】単一ビームにおける中心軸からの距離とエネル
ギー密度の関係を示す図である。

【図７】単一ビームにおける感光半径とデフォーカス量
の関係を示す図である。

【図８】合成レーザービームにおける感光半径とデフォ
ーカス量の関係を示す図である。

【図９】単一ビームと合成レーザービームにおける、デ
フォーカス量と、エネルギー密度の分布の関係を示す図
である。

【図１０】光点径が異なる２種類の単一ビームのビーム
ウエスト部分の様子を示す図である。

【符号の説明】

１ レーザーダイオード ２ 特殊プリズム ３ コリメートレンズ ４ ポリゴンミラー ５ ｆθレンズ ６ 感光材料 ７ａ，７ｂ 偏光ビームスプリッター ８ａ，８ｂ ミラー ９ 平行平面部材 ２１、２２ プリズム部材 ２３ 偏光ビームスプリット面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザービームを集光させて被照射面に
   照射する方法において、 相互に干渉しない複数のレーザービームを各レーザービ
   ームの中心軸を一致させ、かつ集光部における各レーザ
   ービームのビームウエスト位置を前記中心軸方向に相互
   に若干ずらして前記被照射面に照射することを特徴とす
   るレーザー照射方法。
2. 【請求項２】 前記被照射面に照射される複数のレーザ
   ービームは、全エネルギーとビームウエスト半径がそれ
   ぞれ等しい２本の第１及び第２レーザービームであり、
   各ビームウエストの離間距離ｘが次式によって規定され
   ることを特徴とする請求項１記載のレーザー照射方法。 【数１】
3. 【請求項３】 前記第１レーザービームは基本レーザー
   ビームから分離されたＰ偏光ビーム、前記第２レーザー
   ビームは前記基本レーザービームから分離されたＳ偏光
   ビームであり、前記第１及び第２レーザービームの光路
   長を前記離間距離ｘに対応する長さだけ異ならせること
   を特徴とする請求項２記載のレーザー照射方法。
4. 【請求項４】 レーザー光源から出射されるレーザービ
   ームを集光光学系によって集光させて被照射面に照射す
   る装置において、 前記レーザー光源から出射されるレーザービームをＰ偏
   光ビームとＳ偏光ビームとに分離するビーム分離手段
   と、 前記Ｐ偏光ビームの光路長と前記Ｓ偏光ビームの光路長
   とを若干異ならせ、かつ両ビームの中心軸を一致した合
   成レーザービームを出射する光路差発生手段と、を設
   け、前記合成レーザービームを前記集光光学系を介して
   前記被照射面に照射することを特徴とするレーザー照射
   装置。