CN112313487A - 激光能量测定装置及激光能量测定方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够准确地评价向基板照射的激光的激光能量测定装置。本发明的激光能量测定装置具备：第一分束器，其在照明光学系统的内部或外部，将激光通过P偏振反射及S偏振反射中的一方进行反射；第二分束器，其针对由第一分束器反射了的第一反射光实施P偏振反射及S偏振反射中的另一方；第一测定部，其测定由第二分束器反射了的第二反射光的能量；以及第二测定部，其测定透过了第二分束器的透射光的能量。

Description

激光能量测定装置及激光能量测定方法
技术领域
本发明涉及激光能量测定装置及激光能量测定方法。
背景技术
以往，已知有将从光源照射的激光通过照明光学系统扩大并向基板照射而在基板上形成薄膜的激光照射装置。
作为这样的激光照射装置，在下述专利文献1中已知有使激光偏振地照射的结构。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-101202号公报
发明内容
发明的概要
发明要解决的课题
在这样的激光照射装置中，在照明光学系统的内部使进行了例如P偏振反射的反射光再进行S偏振反射，对输出进行评价。然而，在该情况下，虽然通过消除偏振分量而能够根据反射光的输出的变化来评价来自光源的输出的变化，但是存在无法评价照明光学系统的内部的偏振特性的问题。
因此，本发明目的在于提供一种通过同时评价来自光源的输出和照明光学系统的内部的偏振特性而能够准确地评价向基板照射的激光的激光能量测定装置。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的激光能量测定装置具备：第一分束器，其在照明光学系统的内部或外部，将激光通过P偏振反射及S偏振反射中的一方进行反射；第二分束器，其针对由所述第一分束器反射了的第一反射光实施P偏振反射及S偏振反射中的另一方；第一测定部，其测定由所述第二分束器反射了的第二反射光的能量；以及第二测定部，其测定透过了所述第二分束器的透射光的能量。
另外，第二分束器可以对第一反射光进行P偏振反射及S偏振反射中的P偏振反射。
为了解决上述课题，本发明的激光能量测定方法包括：在照明光学系统的内部或外部，将激光通过P偏振反射及S偏振反射中的一方进行反射的第一偏振工序；针对在所述第一偏振工序中反射了的第一反射光实施P偏振反射及S偏振反射中的另一方的第二偏振工序；测定在所述第二偏振工序中反射了的第二反射光的能量的第一测定工序；以及测定在所述第二偏振工序中透过了的透射光的能量的第二测定工序。
发明效果
根据本发明，激光能量测定装置具备第一测定部和第二测定部。因此，在第一测定部中，能够评价偏振分量被消除的来自光源的输出，并且在第二测定部中，能够评价照明光学系统的内部的偏振特性。使用上述的结果，能够准确地评价向基板照射的激光。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的激光照射装置及激光能量测定装置的框图。
图2是说明激光的偏振的状态的图。
具体实施方式
以下，关于本发明的实施方式，参照附图进行说明。
图1是本发明的一实施方式的激光照射装置1及激光能量测定装置40的框图。需要说明的是，在图1中，关于照明光学系统12的内部的结构，设想各种结构，因此省略图示。
如图1所示，激光照射装置1具备产生激光L的光源10、照明光学系统12、投影透镜20和投影掩模30。
激光照射装置1是如下的装置：在薄膜晶体管(TFT)那样的半导体装置的制造工序中，例如向基板15上的沟道区域形成预定区域照射激光来进行退火处理，用于实现该沟道区域形成预定区域的多晶化。
激光照射装置1例如在形成液晶显示装置的周边电路等像素的薄膜晶体管时使用。在形成这样的薄膜晶体管的情况下，首先，通过溅射在基板15上图案形成由Al等的金属膜构成的栅电极。
并且，通过低温等离子体CVD法，在基板15上的整面形成由SiN膜构成的栅极绝缘膜。
然后，在栅极绝缘膜上，例如通过等离子体CVD法形成非晶硅薄膜。即，在基板15的整面形成(覆盖)非晶硅薄膜。最后，在非晶硅薄膜上形成二氧化硅(SiO2)膜。
并且，通过图1例示的激光照射装置1，向非晶硅薄膜的栅电极上的规定的区域(在薄膜晶体管中成为沟道区域的区域)照射激光来进行退火处理，将该规定的区域多晶化以进行多晶硅化。需要说明的是，基板15可以采用例如玻璃基板等，但未必一定是玻璃原料，也可以采用由树脂等原料形成的树脂基板等任意的原料。
如图1所示，在激光照射装置1中，从光源10射出的激光L通过照明光学系统12来扩大射束直径并将亮度分布均匀化。
在照明光学系统12的内部设有第一分束器13。第一分束器13利用P偏振反射及S偏振反射中的任一方来使激光L反射及透射。由此，生成第一反射光L1。在本实施方式中，第一分束器13进行P偏振反射。需要说明的是，第一分束器13也可以设置在照明光学系统12的外部。
另外，激光L中的透过了第一分束器13的分量作为照射光L4通过投影透镜20而向基板15照射。
光源10是例如将波长为308nm或248nm等的激光L以规定的反复周期放射的受激准分子激光器。需要说明的是，波长并不局限于上述的例子，可以为任意的波长。
然后，照射光L4透过在投影透镜(微透镜阵列)20上设置的投影掩模30，被分离成多个激光，向基板15上覆盖的非晶硅薄膜的规定的区域照射。
当将照射光L4向基板15上覆盖的非晶硅薄膜的规定的区域照射时，该非晶硅薄膜被瞬间加热而熔融，成为多晶硅薄膜。
需要说明的是，作为投影透镜20，说明了使用微透镜阵列的例子，但是未必非要使用微透镜阵列，可以使用单透镜作为投影透镜20。
在投影透镜20配置使激光L透过的投影掩模30。
接下来，说明对前述的激光照射装置1的输出进行评价的本发明的激光能量测定装置40。
如图1所示，激光能量测定装置40具备第二分束器41、第一测定部42及第二测定部43。
第二分束器41对于第一反射光L1实施P偏振反射及S偏振反射中的与第一分束器13不同的偏振反射，生成第二反射光L2和透射光L3。在本实施方式中，第二分束器41进行S偏振反射。
在此，在本实施方式中，第一分束器13及第二分束器41为玻璃板，在将激光L及第一反射光L1分离的过程中，必然具有偏振特性。
第一测定部42测定第二反射光L2的能量，第二测定部43测定透射光L3的能量。
另外，激光能量测定装置40具备反射镜44。反射镜44对透射光L3进行反射而将其向第二测定部43照射。需要说明的是，激光能量测定装置40也可以不具备反射镜44。
即，在本实施方式的激光能量测定方法中，包括通过第二分束器41使第一反射光L1偏振的偏振工序、通过第一测定部42测定第二反射光L2的第一测定工序、通过第二测定部43测定透射光L3的第二测定工序。
接下来，说明使用了本发明的激光能量测定装置40的测定结果。
在该测定中，将来自P偏振的状态下的输出的目标值为100[mJ]的光源10的激光L由于激光内部或照明光学系统12中的折射率的畸变而出现P偏振紊乱的情况假定为图2所示的各偏振状态。
并且，在各自的状态下，利用第一测定部42及第二测定部43评价了能量。进而，以由第一测定部42及第二测定部43分别得到的测定结果为基础，按照已知的下述式(1)，算出了向基板15照射的照射光L4的输出值P。其结果如表1所示。
P＝a×A-(A+0.9A+B)
P：照射光L4的输出值[mJ]，a：系数＝455.4202[-]
A：由第一测定部42测定出的第二反射光L2的输出值[mJ]
B：由第二测定部43测定出的透射光L3的输出值[mJ]
[表1]
Figure BDA0002843624560000051
如表1所示，无论偏振的程度如何，由第一测定部42测定出的第二反射光L2的输出值A都被测定为固定的值。这也就是说来自光源10的输出固定。
另一方面，由第二测定部43测定出的透射光L3的输出值B根据偏振的程度而变化。这也就是说将通过第一分束器13进行了P偏振的第一反射光L1不再通过第二分束器41进行S偏振而是作为透射光L3进行测定，由此能够评价照明光学系统12内的偏振紊乱引起的能量变动分量。
因此，通过确认以上述的值A、B为基础算出的照射光L4的输出值P，由此能够评价光源10的输出及照明光学系统12内的偏振紊乱这两方。
即，例如表1的偏振7下的照射光L4的输出值P为84.455[mJ]，因此通过调整光源10的输出，能够使该值接近于没有偏振的状态下的目标值即100[mJ]。
如以上说明所述，本实施方式的激光能量测定装置40具备第一测定部42和第二测定部43。因此，在第一测定部42中，能够评价偏振分量被消除了的激光的输出，并且在第二测定部43中，能够评价偏振分量残存的激光的输出。使用上述的结果，能够准确地评价激光的输出。
需要说明的是，上述实施方式只不过例示了本发明的代表性的实施方式。因此，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以对上述实施方式进行各种变形。
例如，在上述实施方式中，示出了第一分束器13进行P偏振反射，第二分束器41进行S偏振反射的结构，但是并不局限于这样的形态。即，只要第一分束器13与第二分束器41的偏振反射的种类不同即可，可以是第一分束器13进行S偏振反射，第二分束器41进行P偏振反射。
另外，并不局限于前述的变形例，可以选择上述的变形例而适当组合，也可以实施其他的变形。
符号说明
1 激光照射装置
10 光源
13 第一分束器
15 基板
40 激光能量测定装置
41 第二分束器
42 第一测定部
43 第二测定部

Claims (3)

1.一种激光能量测定装置，其具备：
第一分束器，其在照明光学系统的内部或外部，将激光通过P偏振反射及S偏振反射中的一方进行反射；
第二分束器，其针对由所述第一分束器反射了的第一反射光实施P偏振反射及S偏振反射中的另一方；
第一测定部，其测定由所述第二分束器反射了的第二反射光的能量；以及
第二测定部，其测定透过了所述第二分束器的透射光的能量。
2.根据权利要求1所述的激光能量测定装置，其特征在于，
所述第一分束器针对所述第一反射光进行P偏振反射及S偏振反射中的P偏振反射。
3.一种激光能量测定方法，其包括：
在照明光学系统的内部或外部，将激光通过P偏振反射及S偏振反射中的一方进行反射的第一偏振工序；
针对在所述第一偏振工序中反射了的第一反射光实施P偏振反射及S偏振反射中的另一方的第二偏振工序；
测定在所述第二偏振工序中反射了的第二反射光的能量的第一测定工序；以及
测定在所述第二偏振工序中透过了的透射光的能量的第二测定工序。
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