光学元件、光学系统、激光器装置、曝光设备、掩模检测装置和高分子晶体加工设备

技术领域

本发明涉及一种具有主要针对紫外区域的光的透镜效果的光学元件和光学系统，还涉及一种具有该光学元件和光学系统的激光器装置、曝光设备、掩模检测装置和高分子晶体加工设备。

背景技术

近年来，激光被用于各种用途；例如，这种光用于切割和加工金属，用作半导体制作设备中光刻装置的光源，还用在各种测量装置中以及在外科、眼科、牙科等中使用的过程与治疗装置中。特别是，激光近来开始用于对角膜的辐射，以便进行对角膜表面的烧蚀(PRK)或对外科切开的角膜内部的烧蚀(LASIK)，而通过矫正角膜的曲率和不规则凹凸进行对近视、远视和散光的治疗已引起关注，并且已经开始在一些情况下适于实际应用。通过用ArF准分子激光(波长：193nm)辐射角膜而对角膜表面进行烧蚀的装置被公认为这样的角膜治疗装置。

但是，ArF准分子激光振荡器由密封在腔室内部的氩气、氟气、氖气等构成，因而需要紧密密封这些气体。另外，还必须进行对各气体的填充和回收，以致于遇到设备的尺寸及复杂性增大的问题。而且在ArF准分子激光振荡器的情形中，还出现如下问题：即，需要周期性地更换内部气体或设备的检修，以便维持特定激光的产生性能。

因此，希望使用固体激光器代替这种气体激光器作为激光源。但是，从固体激光器发出的激光波长通常长于上述的波长，以致于这种固体激光器不适于用在(例如)角膜治疗装置中。因此开发了一种方法，即，从这种固体激光器发出的长波光在利用非线性光学晶体转变成短波长的紫外光(如，八倍波)后被利用。例如，在日本专利申请JP2001-353176中描述了这一技术。LBO晶体、SBBO晶体等被公认为用于这些目的的非线性光学元件。

在这样的波长转换光学系统中，利用聚焦透镜聚焦来自激光源的构成基波的激光，并且使激光入射到非线性光学元件上。在满足相位匹配条件的情况下，通过波长转换产生的激光强度正比于基波强度的平方；因此，特别重要的是通过利用聚焦透镜聚焦光束而增大输出光的强度。根据预定的用途，通过透镜把利用非线性光学元件的波长转换产生的激光成形为理想的光束形状。

同时，合成的石英玻璃被广泛地用作紫外区域中使用的透镜的材料，其原因在于这样的事实：这种玻璃在紫外区域具有优良的透射性，而且这种玻璃的热膨胀系数极小，以致于该玻璃具有优良的温度稳定性。

合成石英玻璃在紫外区域具有上述的这些优良特性；但是也已经断言，这种玻璃会被如波长在248nm或193nm的紫外激光辐射所损坏。

因此，已经遇到下列问题：即必须以特定的使用间隔更换由合成石英玻璃制成的透镜。作为这种情况的一个对策，可以设想通过平移透镜以重新使用未用的部分来延长使用寿命，由此避开已经受到损坏的部分。但在此情况下会出现如下问题，即光轴移位。

考虑这样的情形而设计了本发明；本发明的目的在于提供一种甚至在光学元件和光学系统由性能被使用的光减弱的材料形成的情况下也可以在很长的时间周期中使用的光学元件和光学系统，还提供一种利用该光学元件和光学系统的激光器装置、曝光设备、掩模检测装置和高分子晶体加工设备。

发明内容

用于实现上述目的的第一发明是一种包括多个柱状透镜的光学元件，其特征在于这些柱状透镜设置成使得这些透镜的母线方向彼此交叉，并且使得各个透镜可在各自的母线方向上移动。

在此发明中，多个柱状透镜组合使用，使得这些柱状透镜的母线方向彼此交叉。具体地说，通过多个柱状透镜实现与单透镜相同的操作。使得这些柱状透镜可在这些透镜各自的母线方向上移动。

即使柱状透镜在母线方向上移动，这些透镜的特性也保持不变。因此，在这种透镜的接收使用的光的部分衰退的情况下，通过在母线方向移动透镜可以使得柱状透镜在不同的位置接收光。如果柱状透镜形成有很长的长度，则可以通过继续利用透镜的未用部分延长使用寿命。尤其是在采用易于受使用的光造成衰退的材料作为透镜材料的情况下，本发明的效果显著。

用于实现上述目的的第二发明基于第一发明，其特征在于有两个柱状透镜，并且这两个透镜的母线方向彼此垂直。

通过使两个柱状透镜的母线方向彼此垂直，可以提供具有类似于普通透镜的特性的透镜。特别是，如果这两个柱状透镜形成为相同材料和相同形状的透镜，则可以提供类似于普通球面凸透镜或球面凹透镜的功能。

用于实现上述目的的第三发明基于第一发明或第二发明，其特征在于形成柱状透镜的材料是合成石英玻璃或氟石。

如上所述，用在紫外光区域的合成石英玻璃具有易于被紫外光损坏的特点。因为此弱点通过上述第一和第二发明克服，所以即使合成石英玻璃用在紫外光区域也可以获得较长的使用寿命，以致于可以很好地利用合成石英玻璃的优点。在由氟石制成柱状透镜的情形中也是一样。

用于实现上述目的的第四发明是一种光学系统，包括控制装置，该控制装置探测透过上述第一至第三发明中任何发明所述的光学元件的光，并且当探测值等于或小于特定值时将所述柱状透镜在各自的母线方向上移动特定的距离。

在此发明中，该系统设计成使得测量透过光学元件的光的强度，并当该光的强度等于或小于特定值时，所述柱状透镜在这些透镜的各自的母线方向移动特定的距离；因此，透过光学元件的光的强度总是能够维持在特定值或更大。另外，光强度、光功率等可以引用作为光的探测值的例子；但本发明不限于此。

用于实现上述目的的第五发明是一种光学系统，包括控制装置，该控制装置在每次使用如第一至第三发明中任何发明所述光学元件的时间经过特定时间时将所述柱状透镜在各自的母线方向上移动特定的距离。

在本发明中，该系统设计成使得每次使用所述光学元件的时间经过特定时间时将所述柱状透镜在各自的母线方向上移动特定的距离。因此，如同在第四发明中一样，透过光学元件的光的强度总是可以维持在特定值或更大。

用于实现上述目的的第六发明是一种光学系统，包括控制装置，该控制装置根据使用如第一至第三发明中任何发明所述光学元件的时间将所述柱状透镜在各自的母线方向上连续移动。

在本发明中，因为该系统设计成使得柱状透镜根据使用光学元件的时间在各自的母线方向上连续移动，所以透过光学元件的光的强度总是可以维持在特定值或更大，如同第五发明一样。

用于实现上述目的的第七发明是一种激光器装置，包括激光源和对从该激光源输出的激光的波长进行转换的波长转换元件，其特征在于该激光器装置具有通过如第一至第三发明中任何发明所述的光学元件或通过如第四至第六发明中任何发明所述的光学系统将激光聚焦在该波长转换元件上的功能。

如上所述，在利用波长转换元件对例如从固体激光器发出的激光的波长进行转换的激光器装置中，必须通过收缩此光来增大入射到波长转换元件上的光的强度。因此，在这种激光器装置中，经过波长转换的激光强度可以通过利用如第一至第三发明中任何发明所述的光学元件或通过如第四至第六发明中任何发明所述的光学系统将激光聚焦到波长转换元件上而增大。

用于实现上述目的的第八发明是一种曝光设备，包括：根据第七发明的激光器装置；保持光掩模的掩模支撑部分，在光掩模上形成有特定曝光图案；保持曝光对象的对象保持部分；用激光器装置发出的紫外光对由掩模支撑部分保持的光掩模进行照射的照明光学系统；和投影光学系统，在通过照明光学系统照射该光掩模之后，该投影光学系统用已经通过光掩模的照明光对由对象保持部分保持的曝光对象进行照射。

用于实现上述目的的第九发明是一种掩模缺陷探测装置，包括：根据第七发明的激光器装置；保持光掩模的掩模支撑部分，在光掩模上形成有特定图案；探测图案的投影图像的探测器；用激光器装置发出的紫外光对由掩模支撑部分保持的光掩模进行照射的照明光学系统；和投影光学系统，在通过照明光学系统照射该光掩模之后，该投影光学系统把已经通过光掩模的照明光投影到探测器上。

用于实现上述目的的第十发明是一种加工高分子晶体的高分子晶体加工设备，其特征在于该设备包括：根据第七发明的激光器装置；光学系统，该光学系统把从该激光器装置发出的激光导向作为加工对象的高分子晶体，并将该激光聚焦到该高分子晶体的加工部位；和改变光学系统与高分子晶体的相对位置的机构。

用于实现上述目的的第十一发明基于第十发明，其特征在于该设备还包括同时对激光聚焦的位置和高分子晶体进行观察的观察装置或同时对激光聚焦的位置和高分子晶体进行测量的测量装置。

用于实现上述目的的第十二发明基于第十一发明，其特征在于观察装置或测量装置是一种利用可见光的光学观察装置或光学测量装置，该观察装置或测量装置与光学系统处于固定的机械关系中，观察装置或测量装置的参考点与激光聚焦的位置重合，并且该设备具有通过观察或测量观察装置或测量装置的参考点位置而间接观察或测量激光聚焦的位置的功能。

附图说明

图1是构成本发明第一加工结构的激光器装置的整体结构图，该激光器装置是一种将固体激光器发出的激光经过波长转换之后输出的装置；

图2是表示基波产生部分的结构简图；

图3是表示波长转换部分的结构简图；

图4是柱状透镜的设置实例简图；

图5是构成本发明第二加工结构的激光器装置的整体结构图；

图6是控制装置的基本操作流程图；

图7是图6中处理1的算法流程图；

图8是图6中处理2的算法流程图；

图9是图6中处理3的算法流程图；

图10是构成本发明加工结构的曝光设备的轮廓图；

图11是构成本发明加工结构的掩模检测装置的轮廓图；

图12是构成本发明加工结构的高分子晶体加工设备的轮廓简图；

图13是构成本发明加工结构的高分子晶体加工设备与光学显微镜组合的状态简图。

本发明的最佳执行模式

下面将参考附图描述本发明的加工结构。图1表示构成本发明第一加工结构的激光器装置；该简图表示一种将固体激光器发出的激光经过波长转换之后输出的装置。具体地说，该激光器装置由基波产生部分1和波长转换部分2构成。

图2是基波产生部分1的结构简图。

产生基波的激光源利用附加Er³⁺的光纤放大器，并且主要由参考光源部分3、EDF部分4和激励光源部分5构成。波长为1547nm的脉冲光从构成参考光源部分3的参考光源的DFB输出，并被EDF部分4放大。EDF部分4由三级即EDF1、EDF2和EDF3的EDF构成。激励光分别从激励光源5a、5b和5c供给这三级。来自EDF3的输出光输入到波长转换部分(后叙)。

图3是表示波长转换部分2的结构简图。波长转换部分2对从基波产生部分1输出的波长为1547nm的激光进行波长转换。波长转换部分2设有多个波长转换装置，即后面的各个高阶谐波产生部分：即二倍波产生部分6、三倍波产生部分7、四倍波产生部分8、七倍波产生部分9和八倍波产生部分10。在各个高阶谐波产生部分之间设置用于向下一个高阶谐波产生部分传播高阶谐波的光学元件。

在此加工结构中，所有的各个高阶谐波产生部分采用非线性光学晶体。具体而言，用LiB₃O₅(LBO)晶体作为二倍波产生部分6、三倍波产生部分7和四倍波产生部分8，用β-BaB₂O₄(BBO)晶体作为七倍波产生部分9，用CsLiB₆O₁₀(CLBO)晶体作为八倍波产生部分10。二倍波产生部分6、三倍波产生部分7、四倍波产生部分8、七倍波产生部分9和八倍波产生部分10分别产生波长为773nm、516nm、387nm、221nm和193nm的光。

具体地说，波长为1547nm的入射激光被透镜L1聚焦并导致入射到二倍波产生部分6上。倍频光(二倍波)从二倍波产生部分6与所述基波一起输出。这些光束被透镜L2聚焦，进入三倍波产生部分7并在那儿合成。然后频率为基波三倍的光(即，三倍波)与基波和二倍波一起输出。这些波中，三倍波被二向色镜M1反射，然后通过透镜L3和L4并被反射镜M2反射，再通过二向色镜M3，然后与频率为基波四倍的光(四倍波；后叙)合成。该系统布置成使得透镜L3和L4将三倍波聚焦到七倍波产生部分9上。

关于通过二向色镜M1的基波和二倍波，二倍波被二向色镜M4反射并再被透镜L5聚焦，以致于该波入射到四倍波产生部分8。然后，四倍波从四倍波产生部分8与二倍波一起输出。

如上所述，四倍波的波长为387nm，以致于该光为紫外光。因此，用合成石英玻璃作为透镜。但是，如同现有技术中所述，此玻璃易于受损；因此采用一种通过组合两个构成本发明加工结构的柱状透镜11a和11b构成的光学元件，该元件具有单透镜的效果。此光学元件设计成把从四倍波产生部分8输出的四倍波聚焦到七倍波产生部分9上。具体地说，四倍波被二向色镜M3反射，与上述的三倍波合成并输入到七倍波产生部分9中。因此，频率是基波七倍的光(即，七倍波)从七倍波产生部分9与三倍波和四倍波一起输出。

这些光束通过一种通过组合两个(构成本发明加工结构)的柱状透镜12a和12b构成的具有单透镜的效果的光学元件，并且输入到二向色镜M5中；该处只有七倍波被反射并输入到八倍波产生部分10中。组合两个柱状透镜12a和12b的光学元件设计成将该七倍波聚焦到八倍波产生部分10。

透过二向色镜M4的基波通过由反射镜M6、M7、M8和透镜L6和L7组成的光学系统，并且还通过二向色镜M5；此波通过透镜L6和L7的作用聚焦到八倍波产生部分10上。因此，基波和七倍波输入到八倍波产生部分10中，并且输出频率为基波八倍的光(即，八倍波)以及基波和七倍波。

因而，在图2所示的波长转换部分2中，用普通透镜聚焦基波、二倍波和三倍波，并且用组合两个柱状透镜的光学元件聚焦四倍波和七倍波。

这些柱状透镜11a、11b、12a和12b分别由保持装置13a、13b、14a和14b保持；这些保持装置具有如下结构，即允许在这些透镜的各个母线方向驱动各个柱状透镜11a、11b、12a和12b。另外，各个柱状透镜11a、11b、12a和12b的母线方向垂直于光轴，而柱状透镜11a和11b的母线方向与柱状透镜12a和12b的母线方向彼此垂直。结果，组合柱状透镜11a和11b的光学系统和组合柱状透镜12a和12b的光学系统分别具有与球面透镜相同的光学效果。

图4是柱状透镜11a和11b的设置实例简图。因为各个透镜都是柱状透镜，所以这些透镜的特征在于如下事实：即使透镜在母线方向移动，光轴也不移位。例如，在透镜的划伤变得显著的情况下，可以通过图中未示的移动机构例如配备有测微仪的平台将透镜在母线方向(箭头所示的方向)上移动并利用透镜的未使用部分而延长激光器装置的使用寿命。柱状透镜12a和12b也有类似的设置。

另外，在上述加工结构中，用合成石英玻璃作为各个柱状透镜的材料；但这种设置也可以应用到在除合成石英玻璃以外的材料(如氟石)中类似的划伤成为问题的情形中。另外，在上述加工结构中，采用组合两个柱状透镜的光学元件；但也可以采用组合三个或更多个柱状透镜的光学元件。

图5是表示本发明第二加工结构的波长转换部分2的简图。波长转换部分2中的波长转换方法和光学系统的结构及其自身效果与图3中所示的波长转换部分完全相同；因此，相同的构件标有相同的符号，并且省去对这些构件的描述。此加工结构与图3所示加工结构的不同之处在于增加了控制机构，该控制机构探测柱状透镜11a、11b、12a和12b衰退、以致于光透射率下降这一事实，并定位光轴区中各个柱状透镜的未使用部分。

具体地说，光学探测器15探测透过二向色镜M3的二倍波的强度。另外，光学探测器16探测透过二向色镜M5的三倍波和四倍波的强度。这些探测值输入到控制装置17中并与特定值比较。然后，当光学探测器15的输出落至特定值之下时，控制装置17向驱动器18发送指令，以致于保持装置13a和13b被驱动特定的距离，由此造成柱状透镜11a和11b的到目前为止还未被使用的部分开始被使用。类似地，当光学探测器16的输出落至特定值之下时，控制装置17向驱动器18发送指令，以致于保持装置14a和14b被驱动特定的距离，由此造成柱状透镜12a和12b的到目前为止还未被使用的部分开始被使用。可以用公知的方法如在电驱动台上承载各个保持装置来移动各个保持装置。

另外，在此加工结构中，光探测器15探测的不是四倍波，光探测器16探测的不是七倍波。但是，应该想到因为当柱状透镜衰退时各个高阶波的光强以同样的方式减弱，所以这不是一个特别的问题。具体地说，在希望直接测量四倍波和七倍波的各自强度的情况下，也可以采用例如将棱镜设置在二向色镜M3和M5之后而将四倍波和七倍波分开并测量的方法。

图6至图9是控制装置基本操作的流程图。将参考图6描述主算法，并参考图7～9描述此主算法中的各个具体处理算法。

在图6所示的主算法中，执行根据各个电驱动台的可能驱动范围内外的处理。首先，在步骤S1，执行对各个信号Sig1和Sig2以及各个标志Flag1和Flag2的初始化，信号Sig1和Sig2来自光探测器15和光探测器16，标志Flag1和Flag2用于探查四倍波透镜保持装置13a和13b和七倍波透镜保持装置14a和14b的可能驱动范围。这里，在Flag1和Flag2分别为0的情况下，表示保持装置处于可能的驱动范围之内。当这些标志为1时，表示保持装置处于驱动范围之外。

接下来，在步骤S2，获得Flag1和Flag2的值。接下来，在步骤S3，探查所获Flag1和Flag2的条件。在Flag1和Flag2都为0的情况下，执行完处理1之后处理返回到S2。在只有Flag1为1的情况下，执行完处理2之后处理返回到S2。在只有Flag2为1的情况下，执行完处理3之后处理返回到S2。在Flag1和Flag2都为1的情况下，执行完处理4之后结束处理。

在图6所示处理1的算法中(图7所示)，对来自各个探测器15和16的信号值Sig1和Sig2与预先储存的值Ref1和Ref2进行比较；另外，探查这些值是否处于可能的驱动范围之内或之外，并且根据获得的结果执行各个电驱动台的驱动或非驱动。

首先，在步骤S11，获得Sig1和Sig2的值。接下来，在步骤S12，比较Sig1与预先储存的设置值Ref1。在Sig1＜Ref1的情况下，探查在步骤S13中是否该值处于可能的驱动范围之内或之外。如果该值处于可能的驱动范围之内，则在步骤S14中将四倍波透镜保持装置13a和13b移动特定的距离；移动透镜之后，结束处理。如果该值处于可能的驱动范围之外，则在步骤S15中设置Flag1＝1并结束处理。

在步骤S12中Sig1不小于Ref1的情况下，在步骤S16中比较Sig2与预先储存的设置值Ref2。在Sig2＜Ref2的情况下，在步骤S17中探查该值是否在可能的驱动范围内。如果该值处于可能的驱动范围内，则在步骤S18中七倍波透镜保持装置14a和14b移动特定的距离；透镜移动之后，结束处理。在该值处于可能的驱动范围之外的情况下，在步骤S19中设置Flag2＝1，并且结束处理。在步骤S16中Sig2不小于Ref2的情况下，同样结束处理。

在图8所示处理2的算法中，比较来自光探测器16的信号值与预先储存的值，并且探查该值是否处于可能的驱动范围之内或之外。根据结果执行七倍波透镜保持装置14a和14b的驱动或非驱动。

首先，在步骤S21中获得Sig2的值。接下来，在步骤S22中比较Sig2与预先储存的设置值Ref2。在Sig2＜Ref2的情况下，在步骤S23中探查该值是否处于可能的驱动范围之内。如果该值处于可能的驱动范围之内，则在步骤S24中将七倍波透镜保持装置14a和14b移动特定的距离；在移动透镜之后，结束处理。在该值处于可能的驱动范围之外的情况下，在步骤S25中设置Flag2＝1，并且结束处理。在步骤S22中Sig2不小于Ref2的情况下，同样结束处理。

在图9所示的处理3的算法中，比较来自光探测器15的信号值与预先储存的值，并且探查该值是否处于可能的驱动范围之内或之外。根据所得的结果执行四倍波透镜保持装置13a和13b的驱动或非驱动。

首先，在步骤S31中，获得Sig1的值。接下来，在步骤S32中，比较Sig1与预先储存的设置值Ref1。在Sig1＜Ref1的情况下，在步骤S33中探查该值是否在可能的驱动范围内。如果该值处于可能的驱动范围内，则在步骤S34中驱动四倍波透镜保持装置13a和13b；透镜移动之后，结束处理。在该值处于可能的驱动范围之外的情况下，在步骤S35中设置Flag1＝1，并且结束处理。在步骤S32中Sig1不小于Ref1的情况下，同样结束处理。

在处理4中，因为四倍波透镜保持装置13a和13b以及七倍波透镜保持装置14a和14b均在此时处于可能的驱动范围之外，则通知该信息并结束主算法。

在上述加工结构中，该系统布置成使得当来自光探测器15和16的输出落至约定值之下时移动柱状透镜。但是，也可以将该系统布置成使得柱状透镜根据设备使用的时间来移动。例如，可以把该系统设计成使得控制装置17通过探测来自光探测器15和16的输出来探查正被使用的设备，并且使柱状透镜在每次累计使用时间达到特定时间时移动特定的距离。另外，该系统也可以设计成使得以柱状透镜的移动量正比于设备的累计使用时间的方式实施位置控制。

接下来，参考图10描述曝光设备100，该曝光设备100利用激光器装置20(以下也称作“激光器装置”)构成并用在组成一个半导体制作过程的光刻过程中，其中激光器装置20由上述基波产生部分1和波长转换部分2构成。就操作原理来说，用在光刻过程中的曝光设备与用在照相底板制作中的设备一样；在此设备中，精确描绘在光掩模(分划板)上的器件图案通过光学投影转印到涂覆有光致抗蚀剂的半导体晶片、玻璃衬底等上。此曝光设备100构造成使得此设备包括上述的激光器装置20、照明光学系统102、支撑光掩模(分划板)110的掩模支撑台103、投影光学系统104、承载并保持构成曝光对象的半导体晶片115的承载台105、和促使承载台105在水平方向移动的驱动设备106。

在此曝光设备100中，从上述激光器装置20输出的激光输入到由多个透镜构成的照明光学系统102中，并且支撑在掩模支撑台103上的光掩模110的整个表面通过该照明光学系统照明。作为此照明的结果，透过光掩模110的光含有描绘在光掩模110上的器件图案的图像；此光对承载在承载台105上的半导体晶片115上的特定位置进行照明(该照明通过投影光学系统104完成)。在此情况下，投影光学系统104将光掩模110上器件图案的图像缩小并聚焦为在半导体晶片115上的图像，从而使晶片曝光。

另外，曝光设备中照明光量的控制例如可以很容易地通过控制参考光源部分3中的脉冲频率或控制激励光源部分5中激励光的输出来实现。而且，激光的开关控制可以通过参考光源部分3中DFB半导体激光器的开关控制来实现；或者，这种控制可以很容易地通过在光路上安装调制元件如电光调制元件和声光调制元件或安装机械开关来实现。因此，在上述曝光设备中，可以利用具有较高设置自由度的紫外光源的袖珍、质轻等特点获得具有良好的维护特性和操作特性的袖珍曝光设备。

在本发明的紫外光源中，如上所述，单模光纤激光器用作光纤放大器的激励光源；因此，可以利用简单的设备结构提供一种实现高峰值功率和高平均输出的紫外光源。

接下来，下面将参考图11描述利用上述本发明激光器装置20构成的掩模缺陷检测装置。此掩模检测装置把精确描绘在光掩模上的器件图案光学投影到TDI传感器(时间延迟和积分)上，比较传感器图像与特定的参考图像，并且从差异中提取图案缺陷。掩模缺陷检测装置120构造成使得该装置包括上述的激光器装置20、照明光学系统112、支撑光掩模110的掩模支撑台113、在水平方向上驱动掩模支撑台的驱动设备116、投影光学系统114和TDI传感器125。在此掩模缺陷检测装置120中，从上述激光器装置20输出的激光入射到由多个透镜构成的照明光学系统112中，并穿过该系统，从而使得该光对支撑在掩模支撑台113上的光掩模110上的特定区域进行照明。作为此照明的结果，穿过光掩模110的光具有描绘在光掩模110上的器件图案的图像；此光通过投影光学系统114聚焦为在TDI传感器125上的特定位置上的图像。另外，掩模支撑台113的水平移动速度与TDI 125的平移时钟同步。

图12是利用本发明的激光器装置20构成的高分子晶体加工设备的简图。此处，从激光器装置20发出的紫外短脉冲激光139经过快门132、强度调节元件133、照明位置控制机构134和聚焦光学系统135聚焦并指向到放置在样品容器136内部的高分子晶体138上。样品容器136安置在平台137上，并布置成使得可以沿x-y-z正交坐标系中的x轴、y轴和z轴三维移动，其中光轴的方向取作z轴，并且使得还可以绕z轴转动。高分子晶体的加工通过聚焦并指向到高分子晶体138表面上的激光执行。

顺便说一下，在加工由高分子晶体组成的加工对象的情况下，需要确认加工对象上由激光照明的位置。但是，因为激光通常不是可见光，所以视觉检测不可能；因此，希望与光学显微镜组合使用。

图13表示此例。在图13(a)所示的光学系统中，来自紫外短脉冲激光器系统141的激光(对应于图12中的符号20和132～134)经聚焦光学系统135聚焦到特定点。平台137具有图12所示的功能；容纳高分子晶体138的样品容器136放置在平台137上。来自照明光源142的可见光被反射光143反射，并对样品容器136进行科勒照明。高分子晶体138由人眼146通过光学显微镜的物镜144和目镜145视觉检测。

在光学显微镜的光轴位置上形成十字形标记，以致于可以通过视觉检测来检测光轴的位置。另外，光学显微镜的焦点位置(聚焦位置，即视觉检测期间形成焦点的对象平面)固定。该系统设计成使得被聚焦光学系统135聚焦的激光聚焦在光学显微镜的光轴位置上，并且也在光学显微镜的焦点位置上。因此，在加工对象放置在平台137上的情况下，用光学显微镜观察此加工对象的图像，图像处于焦点处，并且该系统布置成使得来自激光器系统141的激光聚焦在十字形标记的中心位置处。另外，激光器系统141、聚焦光学系统135和光学显微镜的相对位置关系固定；使得只有平台137可相对于这些固定系统移动。

因此，可以通过在移动平台137的同时进行加工、使得进行加工比较理想的位置处于光学显微镜的光轴位置以及焦点位置，从而加工该理想位置并实现理想形状的加工。如果希望进行自动加工，这可以通过把自动焦点调节装置连接到光学显微镜、根据该自动焦点调节装置的指令驱动平台137、并执行平台137的驱动使得平台137的预定的特定部分位于光学显微镜的光轴上来实现。或者，也可以首先对齐参考位置，再通过伺服机构在二维方向或三维方向上驱动平台137。