JP2002280322A - レーザ照射装置及びレーザ照射方法 - Google Patents

レーザ照射装置及びレーザ照射方法

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JP2002280322A
JP2002280322A JP2001074159A JP2001074159A JP2002280322A JP 2002280322 A JP2002280322 A JP 2002280322A JP 2001074159 A JP2001074159 A JP 2001074159A JP 2001074159 A JP2001074159 A JP 2001074159A JP 2002280322 A JP2002280322 A JP 2002280322A
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laser light
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laser
irradiation
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JP2001074159A
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Mikito Ishii
幹人 石井
Kenichiro Nishida
健一郎 西田
Norihito Kawaguchi
紀仁 河口
Miyuki Masaki
みゆき 正木
Taketo Yagi
武人 八木
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IHI Corp
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IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が簡単で調整が容易なダブルパルスビー
ムが得られるレーザ照射装置及びレーザ照射方法を提供
する。 【解決手段】 発振器1から出射したP偏光のレーザ光
をλ/4板4で右円偏光の第一パルスビームとして照射
対象物3に照射し、照射対象物3で反射した左円偏光の
反射レーザ光をλ/4板4でS偏光の反射レーザ光とし
て偏光分離素子2で反射させ、偏光分離素子2で反射し
た反射レーザ光を0度ミラー5で偏光分離素子2に反射
させλ/4板4を透過させて円偏光の第二パルスビーム
として照射対象物3に照射する。したがって照射対象物
3に第一パルスビームが照射された後、連続して第二パ
ルスビームが照射される。主要機構は、三つの光学部品
2、4、5だけで構成されており、遅延光路によるダブ
ルパルス法と比べて少ない部品で構成でき、0度ミラー
5の調整だけで簡単に光軸合わせができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ照射装置及
びレーザ照射方法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶ディスプレイのガラス基板は低温ポ
リSiにTFT(薄膜トランジスタ)を実装したものが
主流である。低温ポリシリコンはレーザ照射により非晶
質(アモルファス)Siに熱を加えて溶かして固めるこ
とにより生成できる。
【0003】TFTの特性は電子移動度(単位cm2
V・sec)が大きいほど良く、ポリシリコン粒径の大
きさに依存する。高い電子移動度を得るためには粒内欠
陥が少なく、径の大きい粒径を生成することが必要であ
る。
【0004】そこでアモルファスSiにレーザアニール
を施して粒径を大きくすることが試みられた。
【0005】粒径は溶融時間が長いほど大きくなること
が分かっている。ここで、YAGレーザのようにパルス
幅の短いレーザでは、1パルスのレーザビームを照射す
るだけでは溶融時間が短く、生成される粒径は小さい。
そこで、1パルスのビームでアモルファスSiを溶融さ
せ、固化する前にもう一度パルスビームを照射すると溶
融時間が長くなり、結晶粒径が大きくなる。このため、
アモルファスSiのレーザアニールには1パルス照射よ
りもダブルパルス法の方が有利である。
【0006】このダブルパルス法は、2台のYAG第二
高調波レーザを用いてパルスビームの出射タイミングに
差を設けることにより二つのパルス状のレーザビームを
連続して照射対象物に照射する方法である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術は、基本的にはレーザ光源から水平方向に出射さ
れるパルスビームを鉛直下向きに振り下ろす方法である
が、パルスビームが照射対象物で反射し、反射光(戻り
光)がレーザ光源に入射してレーザ光源を破損するおそ
れがある。また、照射対象物からの反射光が入射エネル
ギー(レーザ光源のエネルギー)の40%もあり、ワン
ショット当たりのエネルギー効率が悪い。さらに、照射
対象物からの戻り光のエネルギーが大きいので、光学系
やレーザ光源の破損を防止するため、戻り光を光軸から
ずらす作業が必要である。
【0008】そこで、本発明者らは、1台のレーザ光源
を用いたメンテナンスの容易な「レーザ照射装置および
レーザ照射方法」を出願した(特願2000−3963
17号)。
【0009】図2は本発明の前提となったレーザ照射装
置の構成の例を示す図である。
【0010】このレーザ照射装置は、固体レーザ発振器
101、反射ミラー102、103、108、109、
111〜114、λ/2板105、TFP(Thin
Film Polarizer:薄膜偏光素子、垂直偏
光及び水平偏光のうちいずれか一方の偏光を反射し他方
の偏光を透過する素子)板106、107、レーザ光を
線状に加工する光学系110とを有している。尚、10
4はエネルギーモニタ系であり、115はシャッター系
である。
【0011】このレーザ照射装置は、固体レーザ発振器
101からのレーザビームを偏光分離素子106を用い
て二つのビームに分け、一方のビームの光路長を遅延光
路により他方のビームの光路長より長くし、TFP板1
07を用いて二つのビームを合成して図には示されてい
ない照射対象物に連続して照射するようになっている。
【0012】しかしながら、このレーザ照射装置は、遅
延光路を形成するため、光学部品が多数必要であり、最
初のパルスビームと最後のパルスビームとの光軸を合わ
せる必要があるという問題があった。
【0013】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、構成が簡単で調整が容易なダブルパルスビームが得
られるレーザ照射装置及びレーザ照射方法を提供するこ
とにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のレーザ照射装置は、直線偏光のレーザ光を出
射するレーザ光源と、レーザ光の光軸上に所定の角度で
配置された偏光分離素子と、偏光分離素子と照射対象物
との間の光軸上に配置されたλ/4板と、照射対象物の
照射面で反射した後、光軸を通ってλ/4板を透過し、
偏光分離素子で反射した反射レーザ光を偏光分離素子に
反射させ、光軸を通ってλ/4板を透過させ照射対象物
に再度照射させる0度ミラーとを備えたものである。
【0015】本発明のレーザ照射装置は、レーザ光源か
ら出射した直線偏光のレーザ光をレーザ光の光軸に対し
て所定の角度で配置された偏光分離素子に透過させ、透
過したレーザ光をλ/4板で速波軸と遅延軸との位相差
を90°与えることにより円偏光にした後で照射対象物
に照射させ、照射対象物の照射面で反射した反射レーザ
光を光軸を通ってλ/4板に透過させて直線偏光にして
偏光分離素子で反射させ、偏光分離素子で反射した反射
レーザ光を0度ミラーに照射させ、0度ミラーで反射レ
ーザ光を偏光分離素子に反射させ、光軸を通ってλ/4
板を透過させて速波軸と遅延軸との位相差を90°与え
ることにより円偏光にした後で反射レーザ光を照射対象
物の照射面に照射させるものである。
【0016】本発明によれば、レーザ光源から出射した
直線偏光のレーザ光はレーザ光の光軸上に配置された偏
光分離素子を透過し、λ/4板で速波軸と遅延軸との位
相差を90°与えることにより円偏光に変換されて照射
対象物に照射される。照射対象物に照射された円偏光の
レーザ光の一部は照射対象物の照射面で反射して逆回転
の円偏光の反射レーザ光として光軸を通ってλ/4板に
入射する。円偏光の反射レーザ光はλ/4板を透過する
とレーザ光源から出射された直後の直線偏光のレーザ光
と直交する直線偏光となる。この直線偏光の反射レーザ
光は偏光分離素子で反射して0度ミラーに入射する。0
度ミラーに入射した直線偏光の反射レーザ光は全反射し
て偏光分離素子に再度入射する。偏光分離素子に入射し
た反射レーザ光は偏光分離素子で反射し、λ/4板に再
度入射する。λ/4板に入射した直線偏光のレーザ光は
円偏光になり再度照射対象物に照射される。この結果、
照射対象物にはレーザ光と反射レーザ光とが時間をずら
して連続して照射される。レーザ照射装置は1台の光源
と、一つの偏光分離素子と、1枚のλ/4板と、1枚の
0度ミラーという簡単な構成で実現することができる。
また、光軸等の調整は0度ミラーの距離と角度を合わせ
ればよいため調整が容易である。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
【0018】図1は本発明のレーザ照射方法を適用した
レーザ照射装置の一実施の形態を示す概念図である。
【0019】本レーザ照射装置は、主に直線偏光(例え
ばP偏光)のYAG第二高調波レーザ光を出射するレー
ザ光源としての発振器1と、レーザ光の光軸L1上に所
定の角度θで配置された偏光分離素子(例えばTFP
板)2と、TFP板2と照射対象物(例えばアモルファ
スSi基板)3との間の光軸L1上に配置されたλ/4
板4と、照射対象物3の照射面3aで反射した後、光軸
L2を通ってλ/4板4を透過し、TFP板2で反射し
て光軸L3を通る反射レーザ光をTFP板2に再度反射
させ、光軸L2を通ってλ/4板4を透過させ照射対象
物3に再度照射させる0度ミラー(法線に対して0度で
入射した光を全反射するミラー)5とで構成されてい
る。尚、光軸L1と光軸L2は図では離れているが、同
一線上に存在する。
【0020】このレーザ照射装置が作動すると、発振器
1からP偏光のレーザ光がTFP板2に入射する。TF
P板2に入射したレーザ光はP偏光のまま透過してλ/
4板4に入射する。λ/4板4に入射したレーザ光は円
偏光(例えば右円偏光)になる。右円偏光となったレー
ザ光(以下「第一パルスビーム」という。)は照射対象
物3の照射面3aに入射する。
【0021】照射対象物3の照射面3aにした第一パル
スビームの一部は反射し、その反射レーザ光は左円偏光
となって光軸L1を逆に辿ってλ/4板4に入射する。
λ/4板4に入射した反射レーザ光はS偏光の反射レー
ザ光となってTFP板2に入射する。TFP板2に入射
した反射レーザ光はTFP板2によりブリュースター角
方向に全反射する。TFP板2で全反射された反射レー
ザ光は0度ミラー5に入射する。0度ミラー5に入射し
た反射レーザ光は0度ミラー5で全反射してTFP板2
に入射する。TFP板2に入射した反射レーザ光はTF
P板2で全反射して光軸L1を通ってS偏光の反射レー
ザ光として再度λ/4板4に入射する。λ/4板4に入
射したS偏光の反射レーザ光はλ/4板4を透過して左
円偏光の反射レーザ光(以下「第二パルスビーム」)と
して照射対象物3の照射面3aに入射する。第二パルス
ビームの出力は発振器1から出射されるレーザ光(以下
「元ビーム」という。)の出力の40%程度である。
【0022】したがって、本レーザ光照射装置によれ
ば、照射対象物3の照射面3aに第一パルスビームが照
射された後、連続して第二パルスビームが照射されるこ
とになる。
【0023】以上において本発明によれば、 (1) 主要機構は、三つの光学部品だけで構成されてお
り、遅延光路によるダブルパルス法と比べて少ない部品
で構成できる。 (2) 照射面に垂直にレーザ光を入射させれば0度ミラー
の調整だけで簡単に光軸合わせができる。 (3) 戻り光のエネルギーを有効に利用することができ
る。 (4) 最終的に発振器に戻ると予想される戻り光は、元ビ
ームの16%となり、戻り光による発振器の損傷の危険
性が少なくなる。 (5) 第一パルスビームと第二パルスビームとのパルス間
隔は、反射光の光路長で制御することができるので、T
FP板の反射位置を変化させるだけで容易にパルス間隔
を変化させることができる。
【0024】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
【0025】構成が簡単で調整が容易なダブルパルスビ
ームが得られるレーザ照射装置及びレーザ照射方法の提
供を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレーザ照射方法を適用したレーザ照射
装置の一実施の形態を示す概念図である。
【図2】本発明の前提となったレーザ照射装置の構成の
例を示す図である。
【符号の説明】
1 発振器(レーザ光源) 2 TFP板(偏光分離素子) 3 照射対象物 4 λ/4板 5 0度ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河口 紀仁 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 (72)発明者 正木 みゆき 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 (72)発明者 八木 武人 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 Fターム(参考) 2H099 AA17 BA09 CA05 CA07 4E068 CB08 CD11 5F052 AA02 BA14 BB02 DA02 JA01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直線偏光のレーザ光を出射するレーザ光
    源と、該レーザ光の光軸上に所定の角度で配置された偏
    光分離素子と、該偏光分離素子と照射対象物との間の光
    軸上に配置されたλ/4板と、上記照射対象物の照射面
    で反射した後、上記光軸を通って上記λ/4板を透過
    し、上記偏光分離素子で反射した反射レーザ光を上記偏
    光分離素子に反射させ、上記光軸を通って上記λ/4板
    を透過させ上記照射対象物に再度照射させる0度ミラー
    とを備えたことを特徴とするレーザ照射装置。
  2. 【請求項2】 レーザ光源から出射した直線偏光のレー
    ザ光を該レーザ光の光軸に対して所定の角度で配置され
    た偏光分離素子に透過させ、透過したレーザ光をλ/4
    板で速波軸と遅延軸との位相差を90°与えることによ
    り円偏光にした後で照射対象物に照射させ、該照射対象
    物の照射面で反射した反射レーザ光を上記光軸を通って
    上記λ/4板に透過させて直線偏光にして上記偏光分離
    素子で反射させ、上記偏光分離素子で反射した反射レー
    ザ光を0度ミラーに照射させ、該0度ミラーで反射レー
    ザ光を上記偏光分離素子に反射させ、上記光軸を通って
    上記λ/4板を透過させて速波軸と遅延軸との位相差を
    90°与えることにより円偏光にした後で反射レーザ光
    を上記照射対象物の照射面に照射させることを特徴とす
    るレーザ照射方法。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004349635A (ja) * 2003-05-26 2004-12-09 Fuji Photo Film Co Ltd レーザアニール方法及び装置
JP2007080894A (ja) * 2005-09-12 2007-03-29 Mitsubishi Electric Corp レーザ結晶化方法
JP2008283107A (ja) * 2007-05-14 2008-11-20 Komatsu Ltd 極端紫外光源装置
JP2009060041A (ja) * 2007-09-03 2009-03-19 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd 結晶化方法および結晶化装置
JP2010263063A (ja) * 2009-05-07 2010-11-18 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ照射装置
JP2011014914A (ja) * 2010-07-20 2011-01-20 Emd:Kk 不純物活性化方法、半導体装置の製造方法
JP2011204912A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Japan Steel Works Ltd:The レーザアニール処理体の製造方法およびレーザアニール装置
JP2012104861A (ja) * 2012-02-15 2012-05-31 Komatsu Ltd 極端紫外光源装置
US20200156187A1 (en) * 2018-11-15 2020-05-21 Samsung Display Co., Ltd. Laser apparatus and substrate etching method using the same

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004349635A (ja) * 2003-05-26 2004-12-09 Fuji Photo Film Co Ltd レーザアニール方法及び装置
JP4660074B2 (ja) * 2003-05-26 2011-03-30 富士フイルム株式会社 レーザアニール装置
JP2007080894A (ja) * 2005-09-12 2007-03-29 Mitsubishi Electric Corp レーザ結晶化方法
JP2008283107A (ja) * 2007-05-14 2008-11-20 Komatsu Ltd 極端紫外光源装置
JP2009060041A (ja) * 2007-09-03 2009-03-19 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd 結晶化方法および結晶化装置
JP2010263063A (ja) * 2009-05-07 2010-11-18 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ照射装置
JP2011204912A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Japan Steel Works Ltd:The レーザアニール処理体の製造方法およびレーザアニール装置
JP2011014914A (ja) * 2010-07-20 2011-01-20 Emd:Kk 不純物活性化方法、半導体装置の製造方法
JP2012104861A (ja) * 2012-02-15 2012-05-31 Komatsu Ltd 極端紫外光源装置
US20200156187A1 (en) * 2018-11-15 2020-05-21 Samsung Display Co., Ltd. Laser apparatus and substrate etching method using the same
US11752577B2 (en) * 2018-11-15 2023-09-12 Samsung Display Co., Ltd. Laser apparatus and substrate etching method using the same

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