JP2004158803A - レーザ加工装置および表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工に用いるレーザ光の均一化、利用効率の向上およびテレセントリック条件の確保という３つの条件を満たす光学系を有するレーザ加工装置と、それを用いた表示装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】レーザアニール工程における照射光学装置２によるレーザ光の照射を、柱状光学素子５によりレーザ光の均一化と利用効率の向上が図られ、かつ、テレセントリック条件が満たされたリレーレンズ系６を用いる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ光を用いて被加工体に対して加工を行うレーザ加工装置と、それを用いた表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ加工装置による加工は、溶接、切断、孔あけ、マーキングおよびアニール等の各種加工領域に広く適用されている。一般的にそれらのレーザ加工装置では、図６に示したレーザマーカの光学系のように、レーザ発振器７１からの出射したレーザ光をレンズ７２を介して、レンズ系からなるビーム整形光学系（ホモジナイザ）７３でビームサイズを整えてからマスク７４に照射するとともに、マスクでパターン以外のレーザ光を遮断し、パターン内部の必要な部分だけレーザ光を透過させ、結像レンズ７５や反射ミラー７６を介して被加工体７７に照射している。
【０００３】
また、発明者は、図７に示すように、かって、柱状光学素子であるカライドスコープ８１を用いた高効率な光学系を提案している（例えば、特許文献１参照）。この場合はマスク８２をカライドスコープ８１の出射面に設置するとともに、入射面にもピンホール８３を設置したものである。マスク８２から反射されたレーザ光はカライドスコープの側壁８４と入射端面で再反射され、マスク８２方向へと戻っていく。この作用によって、伝送効率向上と強度分布の均一化を両立させたものである。
【０００４】
これらのレーザ加工装置による加工の際の一つの課題は、「光学系の伝送効率を向上する」ことである。つまり、これらの加工には比較的高価なレーザ加工装置を用いるので、発生したエネルギを効率良く加工に使用することはコストメリットの面からも強い要請がある。これらについては、通常、レーザ光を伝達する光学系を形成しているレンズやミラーの各面での反射損失や吸収損失を、出来る限り低減するために、レンズやミラーの各面にコーティングを施す等の工夫により、エネルギ効率の改善を図っている。
【０００５】
一方、加工点からみれば、加工に必要なレーザ光の強度分布の制御が重要になることが多い。そのひとつは、レーザ光の強度分布の均一化である。例えば、被加工物にレーザ光を照射して表面処理加工等を施す場合は、レーザ光の強度分布を均一化し、被加工物の均一な処理温度を実現することが必要となる。
【０００６】
なお、被加工体にマーキング加工を施す、マスクタイプのレーザマーカ等も表面処理加工の一種であるが、この場合はマスクでレーザ光を必要な形状にパターニングし、かつその強度がパターン全体で均一なことが望ましい。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３−１９２５８４号公報 （第２頁−第３頁 図４−図５）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の図６に示したようなホモジナイザとマスクを用いた光学系では、光学的にマスクでパターン以外の不要なレーザ光を遮断し、加工点に到達しないようにしている。したがって、レーザ光の利用効率からみるとあまり好ましくない。例えば、図８に示すようなパターンのマスクを用いた場合は、透過部分９１が１０％で、遮断部分９２が９０％になるので、レーザ光の面積利用効率は１０％でしかない。この場合、もし、遮断部分９２のレーザ光のエネルギを加工点に振り向けて利用することが可能になれば、レーザ加工装置の出力規模を低減することができるので、設備コストやランニングコストの低減化を図ることができる。
【０００９】
また、上述の図７に示されているようなカライドスコープ（柱状光学素子）を用いた光学系の場合は、レーザ光の利用効率の向上と均一化の観点では満足するものの、テレセントリック条件については満足するものではない。
【００１０】
なお、テレセントリック条件とは、加工点側で主光線が被加工体に対して垂直に入射することを意味しており、テレセントリック条件を満足している場合は、多少はフォーカスが狂った場合に、ボケは発生するものの、パターンのサイズが変化しないという特性に通じている。このテレセントリック条件を満足するためには、物体側あるいは像側、又は、その両側の主光線が無限遠まで光軸と交われないような光学系を用いる必要がある。
【００１１】
本発明はこれらの事情にもとづいてなされたもので、加工に用いるレーザ光の均一化、利用効率の向上およびテレセントリック条件の確保という３つの条件を満たす光学系を有するレーザ加工装置と、それを用いた液晶等の表示装置の製造方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明による手段によれば、レーザ発振器と、このレーザ発振器から出射されるレーザビームの光路上に配置され前記レーザビームの整形をおこなうビーム整形光学系と、前記ビーム整形光学系により整形されたレーザビームを入射面側に設けられたアパーチャから入射させ出射側に設けられたマスクを介して出射させる柱状光学素子と、この柱状光学素子を通過したレーザビームの光路上に順次設けられたリレーレンズ系、２次マスク、投影レンズ及びテーブルとを備えたレーザ加工装置であって、
前記リレーレンズ系は、前記柱状光学素子の出射面の像を前記２次マスクに結像し、かつ、前記柱状光学素子の入射面の像を前記投影レンズの入射瞳に結像する位置に配置されていることを特徴とするレーザ加工装置である。
【００１３】
また請求項２の発明による手段によれば、前記リレーレンズ系を構成する２枚のレンズにおいて、前記柱状光学素子側のレンズ（ｆ１レンズ）と、その光軸上の前方のレンズ（ｆ２レンズ）との結像式が
ｆ１レンズでは、（１／ｙ１）＋１／（ｆ２＋Ｌ）＝１／ｆ２
ｆ２レンズでは、（１／ｙ２）＋１／（ｆ１＋Ｌ）＝１／ｆ１
ただし、ｆ１：柱状光学素子の出射側とｆ１レンズ（柱状光学素子側のレンズ）との距離
ｄ：ｆ１レンズとｆ２レンズとの距離
ｆ２：ｆ２レンズ２次マスクとの距離
Ｌ：２次マスクと投影レンズの入射瞳面との距離
ｙ１：リレーレンズ系の焦点とｆ１レンズとの距離
ｙ２：リレーレンズ系の焦点とｆ２レンズとの距離
であることを特徴とするレーザ加工装置である。
【００１４】
また請求項３の発明による手段によれば、前記柱状光学素子は、断面が正多角形あるいは円形であることを特徴とするレーザ加工装置である。
【００１５】
また請求項４の発明による手段によれば、前記被処理体は基板の表面に形成されたアモルファスシリコンであることを特徴とするレーザ加工装置である。
【００１６】
また請求項５の発明による手段によれば、アモルファスシリコンを多結晶化するために、基板の表面に形成されたアモルファスシリコンに対して、レーザ発振器から出射されたレーザ光を照射光学系を介して照射するレーザアニール工程を具えた表示装置の製造方法であって、
前記レーザアニール工程における照射光学装置によるレーザ光の照射は、前記柱状光学素子によりレーザ光の均一化と利用効率の向上が図られ、かつ、テレセントリック条件が満たされていることを特徴とする表示装置の製造方法である。
【００１７】
また請求項６の発明による手段によれば、前記レーザアニール工程における照射光学装置によるレーザ光の照射は、スリットが形成されたマスクを介してラインビームを照射していることを特徴とする表示装置の製造方法である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明のレーザ加工装置の概略を示した模式図である。レーザ発振器１の光軸上の前方には、照射光学装置２が形成されレーザ光の進行方向に従って、ビーム整形光学系３、ビーム入射光学系を形成する入射レンズ４、柱状光学素子５、リレーレンズ系６、２次マスク７、ミラー８および投影レンズ９が配置されている。また、投影レンズ９の結像位置には被処理体Ｗを載置するテーブル１０が配置されている。
【００２０】
レーザ発振器１は、例えば、波長が約３０８ｎｍのエキシマレーザ光を出射し、パルス幅が約２０ｎｓｅｃ、周波数が約３００Ｈｚで平均出力が約２００Ｗの特性を備えている。なお、レーザ媒質として波長３０８ｎｍの光を発振するＸｅＣｌを使用しているが、ＡｒＦ、ＫｒＦなどの他のレーザ媒質を用いても差し支えない。
【００２１】
柱状光学素子５としては、多角形断面を有した代表的なものは、四角形断面を有するカライドスコープである。図２に示すようにカライドスコープ１１は、筒状の光学部品で、この筒の内部には一様な反射膜が形成され、側面１１ａと入射面１１ｂおよび出射面１１ｃの内面が反射面であるとともに、入射面１１ｂにはビーム径制限用のアパーチャ１２、出射面１１ｃには加工点に投影するためのスリットのパターンが透過面として形成されているマスク１３が形成されている。
【００２２】
カライドスコープ１１に入射する光は、内面に形成されている反射膜によって幾度かの反射を繰り返しつつ進行する。それによって光強度の均一化が成されて他端から出射される。このとき出射される光束の光強度分布は均一化されている。この光束を投影レンズ９によって任意の倍率で被加工物上に結像させることによって被加工物上に形成されるレーザ光の光強度分布が均一となり品質の良い加工を行うことができる。また、被加工物上に結像されるレーザ光の形状は、カライドスコープ１１の光束が出射されるマスク１３の開口パターン（スリット）の形状によって決定される。したがって、カライドスコープ１１の出射端面に設けられたマスク１３は、被加工物の加工に応じたパターンのスリットが形成されている。
【００２３】
なお、柱状光学素子５は、光学的機能を満足するものであれば、その断面形状が円形や多角形等のものを適宜選択できることはもちろん、柱状光学素子５の中身についても、光学ガラス等の透光性部材による中実構造や、内部を空間とした中空構造を用いることができる。
【００２４】
マスク１３は、カライドスコープ１１の出射面１１ｃを形成して、カライドスコープ１１と一体になった構成にしてもよいし、あるいは、カライドスコープ１１と若干の隙間を伴って分離して近接させて配置することもできる。また、マスク１３はレーザ光を透過させたい部分以外は反射面で構成されている反射型マスクである。それによって、マスク１３で反射されたレーザ光はカライドスコープ１１側に戻っていくが、カライドスコープ１１の入射端の内部面は中央にアパーチャ１２が形成され、それ以外の面は全て反射面に形成されているため、マスク１３面へと折り返すことになり、この反射を何度か繰り返すことにより、カライドスコープ１１の内部のレーザ光の大部分は、最終的にはカライドスコープ１１の出射端のマスク１３を通り抜ける光線となる。その結果、カライドスコープ１１の部分でのレーザ光の伝送効率は、マスク１３上での分布均一性を失うことなく、向上させることが出来る。
【００２５】
リレーレンズ系６は、例えば、２枚の凸レンズによる物体側テレセントリック光学系を形成している。テレセントリック光学系は、物体側あるいは像側、又は、その両側の主光線が無限遠まで光軸と交われないような光学系である。主光線と光軸とが交わらないといることは、ディフォーカス（物体側あるいは像側とレンズ系の間隔変動）が生じても、像側の倍率変動が発生しない。
【００２６】
つまり、このリレーレンズ系６を用いて、マスク１３パターンから透過したレーザ光は、リレーレンズ系６により次の２次マスク７面へと再結像される。この２次マスク７面ではパターンの回折光や不要なパターンのカット、強度の変調等を行うことができる。柱状光学素子５の出射面１１ｃのパターンを２次マスク７面上に結像し、かつ、柱状光学素子５の入射面１１ｂを投影レンズ９の入射瞳上に結像することで、加工点側に対してテレセントリックな条件を満足させることができる。
【００２７】
図３は、２枚のレンズ（ｆ１レンズ、ｆ２レンズ）により構成されたリレーレンズ系６により、よる物体側テレセントリック光学系を構成した場合の、カライドスコープ１１、リレーレンズ系６、２次マスク７および投影レンズ９の配置の、相互の光学的位置関係の説明図である。
【００２８】
すなわち、
Ｘ：カライドスコープ１１の入射側と出射側との距離
ｆ１：カライドスコープ１１の出射側とｆ１レンズとの距離
ｄ：ｆ１レンズとｆ２レンズとの距離
ｆ２：ｆ２レンズ２次マスク７との距離
Ｌ：２次マスク７と投影レンズ９の入射瞳面との距離
ｙ１：リレーレンズ系６の焦点とｆ１レンズとの距離
ｙ２：リレーレンズ系６の焦点とｆ２レンズとの距離
Ｍは、結像倍率
とすると、
ｆ１レンズでの結像式は、（１／ｙ１）＋１／（ｆ２＋Ｌ）＝１／ｆ２
ｆ２レンズでの結像式は、（１／ｙ２）＋１／（ｆ１＋Ｌ）＝１／ｆ１
また、ｙ１＋ｙ２＝ｄであり、
ｆ１レンズでの結像倍率は、Ｍｆ１＝ｙ２／（ｆ１＋Ｘ）
ｆ２レンズでの結像倍率は、Ｍｆ２＝（Ｌ＋ｆ２）／ｙ１
投影レンズ９の入射瞳面上にカライドスコープ１１の入射面１１ｂが結像される倍率は、
ＭＬ＝Ｍｆ１＊Ｍｆ２
となる。
【００２９】
なお、再結像面上へのマスク１３投射倍率をＭｍとすると、
Ｍｍ＝ｆ２／ｆ１になる。
【００３０】
また、２次マスク７はマスク１３と同様なパターンが形成されている。
【００３１】
これらの光学的な配置により、レーザ発振器１から出力されたレーザ光は、ビーム整形光学系３に入射し、このビーム整形光学系３でビーム入射光学系（入射レンズ４）に適合するようにビームのサイズを調整してビーム入射光学系に伝送される。ビーム入射光学系はレーザ光を集光する作用を有し、次に配置される多角形断面等のカライドスコープ１１の入射端面へと集光される。この場合、光学的にカライドスコープ１１の入射端面と投影レンズ９の瞳面が共役関係に設定されているので、入射端面のアパーチャ１２の像は像側テレセントリック光学系を形成しているリレーレンズ系６等を介して投影レンズ９の瞳面に結像する。
【００３２】
また、カライドスコープ１１の出射端面（マスク１３）と２次マスク７についても光学的に共役関係が成立しているので、マスク１３の像はリレーレンズ系６を介して２次マスク７に結像し、ミラー８と投影レンズ９を介して被処理体に照射される。
【００３３】
したがって、リレーレンズ系６等により加工点側に対してテレセントリックな条件を満足させることができると共に、柱状光学素子５（カライドスコープ１１）により加工に用いるレーザ光の均一化、利用効率の向上が図ることができる。
【００３４】
次に、上述のレーザ加工装置をレーザアニール装置に適用し、そのレーザアニール装置により処理したことにより製造されるポリシリコンによる薄膜トランジスタの製造方法と、それを用いた液晶ディスプレイについて説明する。
【００３５】
まず、レーザアニール装置により処理したことにより製造されるポリシリコンによる薄膜トランジスタの構成を図４を参照して説明する。
【００３６】
略透明な絶縁性を有するガラス基板３１の一主面上に、このガラス基板３１からの不純物の拡散を防止する絶縁性のアンダーコート層３２が成膜されている。このアンダーコート層３２は、ＳｉＮｘからなる層５０ｎｍと、ＳｉＯｘからなる層１００ｎｍとをプラズマＣＶＤ法で成膜することにより形成されている。
【００３７】
そして、このアンダーコート層３２上には、島状のポリシリコン３３が成膜されている。このポリシリコン３３は、ガラス基板３１上に堆積させたアモルファスシリコン（不図示）に向けてエキシマレーザビームを照射して、このアモルファスシリコンをレーザアニールすることにより形成されている。また、このポリシリコン３３の膜厚は、約５０ｎｍである。
【００３８】
また、このポリシリコン３３を含むアンダーコート層３２上には、絶縁性を有するシリコン酸化膜などでゲート酸化膜３４が成膜されている。
【００３９】
そして、このゲート酸化膜３４上には、モリブデン−タングステン合金（ＭｏＷ）などが成膜されて、ゲート電極３５が形成されている。
【００４０】
また、ポリシリコン３３の両側域には、ソース領域３６とドレイン領域３７とが形成されている。さらに、ドーピングされていないゲート電極３５の下方に位置するポリシリコン３３がチャネル領域３８となる。
【００４１】
そして、ゲート酸化膜３４およびゲート電極３５上には、シリコン酸化膜などで形成された層間絶縁膜３９が成膜されている。また、この層間絶縁膜３９とゲート酸化膜３４とには、これら層間絶縁膜３９およびゲート酸化膜３４を貫通し、ソース領域３６およびドレイン領域３７に連通する第１のコンタクトホール４１ａ，４１ｂが開口されている。
【００４２】
さらに、層間絶縁膜３９上には、第２の配線層として成膜されたソース電極４２と、ドレイン電極４３と、信号を供給する図示しない信号線とが形成されている。これらソース電極４２、ドレイン電極４３および信号線は、アルミニウム（Ａｌ）などの低抵抗金属などで成膜形成されている。そして、ソース電極４２は、第１のコンタクトホール４１ａを介してソース領域３６に導電接続されている。同様に、ドレイン電極４３は、第１のコンタクトホール４１ｂを介してドレイン領域３７に導電接続されている。
【００４３】
次に、このポリシリコンを用いた薄膜トランジスタについて、レーザアニール装置を用いた製造方法について説明する。
【００４４】
まず、ガラス基板（例えば、コーニング社製の＃７０５９ガラス又は＃１４２７ガラスに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、または、アルミホウケイ酸ガラス等）３１の一主面に、シリコン酸化膜などをプラズマＣＶＤ法などで成膜形成してアンダーコート層３２を形成する。このアンダーコート層３２の上に連続して、非晶質構造を有する半導体層である第１配線層をスパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法あるいはプラズマＣＶＤ法により５０ｎｍの膜厚でアモルファスシリコン（不図示）を成膜する。
【００４５】
そして、このアモルファスシリコンを窒素雰囲気中において５００℃で１０分熱処理し、このアモルファスシリコン中の水素濃度を低下させる。
【００４６】
この後、ガラス基板３１をレーザアニール装置に移す。
【００４７】
レーザアニール装置では、図３に照射光学装置２の構成図を示したように、アモルファスシリコンの水素濃度が低下されたガラス基板３１をテーブル１０上に設置し、このテーブル１０を走査してガラス基板３１を移動させながらレーザ発振器１からエネルギ密度であるフルエンス（ｆｌｕｅｎｃｅ）を、例えば、３５０ｍＪ／ｃｍ^２としたエキシマレーザビームＢを発振させて、このエキシマレーザビームをガラス基板３１上のアモルファスシリコンに向けて照射する。
【００４８】
レーザ発振器１から出力されたレーザ光は、ビーム整形光学系３に入射し、このビーム整形光学系３でビーム入射光学系（入射レンズ４）に適合するようにビームのサイズを調整してビーム入射光学系に伝送される。ビーム入射光学系はレーザ光を集光する作用を有し、次に配置される多角形断面等の柱状光学素子５の入射端面へと集光される。この場合、光学的に柱状光学素子５の入射端面と投影レンズ９の瞳面が共役関係に設定されているので、入射端面のアパーチャ１２の像は像側テレセントリック光学系を形成しているリレーレンズ等を介して投影レンズ９の瞳面に結像する。また、柱状光学素子５の出射端面（マスク１３）と２次マスク７についても光学的に共役関係が成立しているので、マスク１３の像はリレーレンズを介して２次マスク７に結像し、ミラー８と投影レンズ９を介して被処理体に照射され、被処理体にアニール処理を施す。なお、その際、マスク１３像は被加工体の表面で、幅が２〜３μｍ程度のスリットが平行に、約１０μｍピッチで形成されたパターンとして照射され、各スリット間でラテラル成長が進行する。それにより、例えば０．３μｍ程度の結晶粒径を有するポリシリコン３３を形成する。
【００４９】
次に、このポリシリコン３３をパターニングした後、このポリシリコン３３を含むガラス基板３１上に、プラズマＣＶＤ法あるいはスパッタ法によりゲート酸化膜３４を形成する。このゲート酸化膜３４は、膜厚が４０〜１５０ｎｍ程度でシリコンを含む絶縁膜である。
【００５０】
次いで、このゲート酸化膜３４上に、第１配線層をスパッタリング法で成膜し、この第１配線層をエッチング加工して、ゲート電極３５を形成する。このゲート電極３５は、Ｔａ、Ｗ，Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または、これらの元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料を用いることができる。
【００５１】
この後、ポリシリコン３３の両側域にソース領域３６およびドレイン領域３７を形成する。これらソース領域３６およびドレイン領域３７は、ゲート電極３５をエッチング加工する際におけるレジストをマスクとして、ボロン（Ｂ）やリン（Ｐ）などの不純物をイオンドーピング法などで、ポリシリコン３３の両側域をドーピングすることにより形成されている。
【００５２】
このとき、ゲート電極３５の下方に位置するドーピングされていないポリシリコン３３がチャネル領域３８となる。
【００５３】
次いで、ゲート酸化膜３４およびゲート電極３５上に層間絶縁膜３９を形成し、この層間絶縁膜３９およびゲート酸化膜３４に第１のコンタクトホール４１ａ，４１ｂを形成した後、この層間絶縁膜３９上に低抵抗金属をスパッタリング法などで成膜し、パターニングしてソース電極４２、ドレイン電極４３および信号線（不図示）を形成する。
【００５４】
液晶ディスプレイ装置は、さらに、全体を例えば、プラズマＣＶＤ法により窒化シリコンなどの絶縁保護膜で被覆し、周辺電極とが素電極上をエッチング除去し、配向膜を成膜して薄膜トランジスタを含むアレイ基板を形成する。このアレイ基板を予め製造されている対向基板（基板上に対向電極と配向膜が形成されている）とを、それぞれの配向膜面を対向させ、その間隙に液晶が封入され、さらに、アレイ基板と対向基板とのそれぞれの外側の面に、偏向板が形成されて液晶表示装置が構成される。
【００５５】
すなわち、液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、図５に示す透視斜視図を示すように、２枚の基板（ガラス基板）５１ａ、５１ｂを対向させ、その間隙に液晶５２を封入して形成されている。下側のガラス基板５１ａの上には、駆動用ＩＣにより表示信号を画素電極５３に書き込む際に用いる信号線５４と走査線５５がマトリックス状に配置されており、それらにより区画された内側の交点にＴＦＴ５６と画素電極５３が配置されている。一方、上側のガラス基板５１ｂ上には共通電極５７やカラー表示のための各画素電極３に対応したＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラーフィルタ８が配置されている。このようなＴＦＴ−ＬＣＤを２枚の偏光板５９で挟み、白色光を入射させると透過形の表示装置として形成されている。
【００５６】
以上に説明したように、上述の実施の形態によれば、レーザ加工装置の光学系で、リレーレンズ系等の構成により加工点側に対してテレセントリックな条件を満足させると共に、柱状光学素子（カライドスコープ）により加工に用いるレーザ光の均一化、利用効率の向上が図ることができ、高効率で量産に適したレーザ加工装置を実現することができる。
【００５７】
また、そのレーザ加工装置を用いてアニーリング処理を施すことにより、生産性の優れた液晶表示装置の製造方法が可能になる。
【００５８】
なお、上述の場合は、表示装置として液晶表示装置について説明したが、表示装置としては液晶表示装置のほかに、上述のレーザ加工装置は有機ＥＬ表示装置等の表示装置の製造の場合にも適用することができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、加工に用いるレーザ光の均一化、利用効率の向上およびテレセントリック条件の確保という３つの条件を満たす光学系を有する生産性の高いレーザ加工装置を提供できる。
【００６０】
また、そのレーザ加工装置を表示装置の製造の際のアニール工程に適用することにより、生産効率の高い表示装置の製造方法が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザ加工装置の概略を示した模式図。
【図２】カライドスコープの説明図。
【図３】本発明のレーザ加工装置の光学的位置関係の説明図。
【図４】薄膜トランジスタの構成図。
【図５】液晶表示装置の透視斜視図。
【図６】従来のレーザ加工装置の概略を示した模式図。
【図７】従来のレーザ加工装置の光学系の説明図。
【図８】マスクの説明図。
【符号の説明】
１…レーザ発振器、２…照明光学装置、５…柱状光学素子、６…リレーレンズ系、７…２次マスク、９…投影レンズ、１０…テーブル、１１…カライドスコープ、１２…アパーチャ、１３…マスク

Claims (6)

1. レーザ発振器と、このレーザ発振器から出射されるレーザビームの光路上に配置され前記レーザビームの整形をおこなうビーム整形光学系と、前記ビーム整形光学系により整形されたレーザビームを入射面側に設けられたアパーチャから入射させ出射側に設けられたマスクを介して出射させる柱状光学素子と、この柱状光学素子を通過したレーザビームの光路上に順次設けられたリレーレンズ系、２次マスク、投影レンズ及びテーブルとを備えたレーザ加工装置であって、
   前記リレーレンズ系は、前記柱状光学素子の出射面の像を前記２次マスクに結像し、かつ、前記柱状光学素子の入射面の像を前記投影レンズの入射瞳に結像する位置に配置されていることを特徴とするレーザ加工装置。
2. 前記リレーレンズ系を構成する２枚のレンズにおいて、前記柱状光学素子側のレンズ（ｆ１レンズ）と、その光軸上の前方のレンズ（ｆ２レンズ）との結像式が
   ｆ１レンズでは、（１／ｙ１）＋１／（ｆ２＋Ｌ）＝１／ｆ２
   ｆ２レンズでは、（１／ｙ２）＋１／（ｆ１＋Ｌ）＝１／ｆ１
   ただし、ｆ１：柱状光学素子の出射側とｆ１レンズ（柱状光学素子側のレンズ）との距離
   ｄ：ｆ１レンズとｆ２レンズとの距離
   ｆ２：ｆ２レンズ２次マスクとの距離
   Ｌ：２次マスクと投影レンズの入射瞳面との距離
   ｙ１：リレーレンズ系の焦点とｆ１レンズとの距離
   ｙ２：リレーレンズ系の焦点とｆ２レンズとの距離
   であることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
3. 前記柱状光学素子は、断面が正多角形あるいは円形であることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
4. 前記被処理体は基板の表面に形成されたアモルファスシリコンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のレーザ加工装置。
5. アモルファスシリコンを多結晶化するために、基板の表面に形成されたアモルファスシリコンに対して、レーザ発振器から出射されたレーザ光を照射光学系を介して照射するレーザアニール工程を具えた表示装置の製造方法であって、
   前記レーザアニール工程における照射光学装置によるレーザ光の照射は、前記柱状光学素子によりレーザ光の均一化と利用効率の向上が図られ、かつ、テレセントリック条件が満たされていることを特徴とする表示装置の製造方法。
6. 前記レーザアニール工程における照射光学装置によるレーザ光の照射は、スリットが形成されたマスクを介してラインビームを照射していることを特徴とする請求項５記載の表示装置の製造方法。

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