JP2005072334A - Laser annealer - Google Patents

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JP2005072334A JP2003301257A JP2003301257A JP2005072334A JP 2005072334 A JP2005072334 A JP 2005072334A JP 2003301257 A JP2003301257 A JP 2003301257A JP 2003301257 A JP2003301257 A JP 2003301257A JP 2005072334 A JP2005072334 A JP 2005072334A
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linear
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Takeomi Suzuki
剛臣 鈴木
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To set the light intensity of a linear laser beam irradiated on a work to be maximum. <P>SOLUTION: This laser annealer 10 has a laser oscillator 12, a variable attenuator 14, a laser beam adjusting mechanism 16, a homogenizer 18, and a laser beam detecting mechanism 20. A controller 46 drives and controls a stepping motor 30, stores the intensity of optical energy detected by a photo detector 36 in a memory 48, extracts the position of a first moving mirror 28 where the light intensity is maximum from its stepwise moving positions, and drives the stepping motor 30 to automatically adjust the position of the first moving mirror 28 for maximum light intensity. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明はレーザアニール装置に係り、特に線状レーザビームをワーク表面に照射してアニールを行うよう構成されたレーザアニール装置に関する。   The present invention relates to a laser annealing apparatus, and more particularly to a laser annealing apparatus configured to perform annealing by irradiating a workpiece surface with a linear laser beam.

例えば、非晶質シリコン半導体であるアモルファスシリコン(ａ-Ｓｉ)により形成される絶縁ゲート型の薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor：ＴＦＴ)を画素スイッチに用いた液晶ディスプレイ(Liquid
Crystal Display：ＬＣＤ)の開発が進められている。 For example, a liquid crystal display (Liquid) using an insulated gate thin film transistor (TFT) formed of amorphous silicon (a-Si), which is an amorphous silicon semiconductor, as a pixel switch.
Crystal Display (LCD) is being developed.

アモルファスシリコンにエキシマレーザを照射するレーザアニール法で作成した多結晶シリコンでは、実験段階で電界移動度が１００ｃｍ２/Ｖｓ〜２００ｃｍ２/Ｖｓ程度のものが得られる。 The polycrystalline silicon made by a laser annealing method of irradiating an excimer laser to an amorphous silicon, those field mobility of about 100cm 2 / Vs~200cm 2 / Vs is obtained in an experimental stage.

さらに、このレーザアニール法は、透光性基板であるガラス基板上のアモルファスシリコンにエキシマレーザを照射してポリシリコンとする方法である。具体的には、アモルファスシリコンの表面でのビームサイズを、例えば長さ２５０ｍｍ、幅０．４ｍｍにし、このパルスビームを３００Ｈｚで発振させて、各パルスの照射される領域を徐々に移動させることにより、ガラス基板上のアモルファスシリコンをポリシリコンにする。   Further, this laser annealing method is a method for forming polysilicon by irradiating an excimer laser on amorphous silicon on a glass substrate which is a light transmitting substrate. Specifically, the beam size on the surface of amorphous silicon is set to, for example, a length of 250 mm and a width of 0.4 mm, and this pulse beam is oscillated at 300 Hz to gradually move the region irradiated with each pulse. The amorphous silicon on the glass substrate is changed to polysilicon.

従来のレーザアニール方法では、条件出し用の非晶質シリコン半導体に向けて、異なる大きさのエネルギ密度を持つレーザビームそれぞれでこの非晶質シリコン半導体をレーザアニールして多結晶シリコンとし、この異なる大きさのエネルギ密度でレーザアニールされた多結晶シリコン半導体の表面中の散乱度の最も高い位置を検出し、この散乱度の最も高い位置に照射されたレーザビームのエネルギ密度に所定のエネルギ密度を加えて設定値とし、この設定値に基づいて、製品用の透光性基板に形成された非晶質シリコン半導体をレーザアニールし、この非晶質シリコン半導体を多結晶シリコン半導体にするものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２１７１０３号公報 In the conventional laser annealing method, this amorphous silicon semiconductor is laser-annealed into polycrystalline silicon by laser beams having different energy densities toward the amorphous silicon semiconductor for condition determination. The position of the highest scattering degree in the surface of the polycrystalline silicon semiconductor laser-annealed with a large energy density is detected, and a predetermined energy density is applied to the energy density of the laser beam irradiated to the highest scattering degree position. In addition, there is a set value, and based on the set value, there is a laser annealing of an amorphous silicon semiconductor formed on a translucent substrate for a product to make this amorphous silicon semiconductor a polycrystalline silicon semiconductor. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2002-217103 A

しかしながら、上記レーザアニール装置では、実際にレーザ照射条件を変えて何回もガラス基板上に線状レーザビームを照射してアニールを行うことにより、ガラス基板に照射された線状レーザビームのエネルギ強度分布を比較し、最もアニール処理の結果が良いレーザ照射条件を選択する必要がある。   However, in the above laser annealing apparatus, the energy intensity of the linear laser beam irradiated on the glass substrate is changed by actually irradiating the glass substrate with the linear laser beam many times under different laser irradiation conditions. It is necessary to compare the distributions and select a laser irradiation condition with the best annealing treatment result.

そのため、従来は、上記テスト結果により選択された条件を設定してアニール処理を行うため、多くの手間と時間がかかるという問題があった。   For this reason, conventionally, since annealing is performed under the conditions selected based on the test results, there is a problem that much time and effort are required.

そこで、本発明は上記課題を解決したレーザアニール装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a laser annealing apparatus that solves the above-described problems.

請求項１記載の発明は、レーザ発振器と、レーザ発振器からのレーザビームを線状レーザビームに変換する光学ユニットと、光学ユニットからの線状レーザビームをワーク表面に照射してアニールを行うレーザアニール装置において、ワークに照射される線状レーザビームの光強度を検出する光強度検出手段と、光強度検出手段により検出された線状レーザビームの光強度が最大値になるように光学ユニットの光学系の位置調整を行う調整手段と、を備えたことを特徴とする。   The invention described in claim 1 includes a laser oscillator, an optical unit that converts a laser beam from the laser oscillator into a linear laser beam, and laser annealing that performs annealing by irradiating the surface of the workpiece with the linear laser beam from the optical unit. In the apparatus, light intensity detecting means for detecting the light intensity of the linear laser beam irradiated to the workpiece, and the optical unit optical so that the light intensity of the linear laser beam detected by the light intensity detecting means becomes a maximum value. And adjusting means for adjusting the position of the system.

請求項２記載の発明は、光学ユニットが線状レーザビームを生成するホジナイザを有し、調整手段がホジナイザの直前に設けられた第１ミラーの位置を調整して線状レーザビームの光強度を調整することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, the optical unit has a homogenizer for generating a linear laser beam, and the adjusting means adjusts the position of the first mirror provided immediately before the hodinizer to thereby adjust the light intensity of the linear laser beam. It is characterized by adjusting.

請求項３記載の発明は、光強度検出手段が線状レーザビームの長軸方向の中心付近の光強度を検出することを特徴とする。   The invention described in claim 3 is characterized in that the light intensity detecting means detects the light intensity in the vicinity of the center in the major axis direction of the linear laser beam.

請求項４記載の発明の光強度検出手段は、ワークの直前に設けられた第２ミラーと、第２ミラーで反射した線状レーザビームを受光し、受光した線状レーザビームの光強度に応じた検出信号を出力する受光素子と、を備えたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, the light intensity detecting means receives the second mirror provided immediately before the workpiece and the linear laser beam reflected by the second mirror, and according to the light intensity of the received linear laser beam. And a light receiving element that outputs the detected signal.

請求項５記載の発明は、線状レーザビームの光強度を測定するときに第２ミラーを光路に移動させ、線状レーザビームの光強度測定が終了すると第２ミラーを光路から退避させる移動手段を設けたことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, the second mirror is moved to the optical path when measuring the light intensity of the linear laser beam, and the second mirror is retracted from the optical path when the light intensity measurement of the linear laser beam is completed. Is provided.

請求項１記載の発明によれば、光強度検出手段により検出された線状レーザビームの光強度が最大値になるように光学ユニットの光学系の位置調整を行うことにより、ワークに照射される線状レーザビームの光強度バランスが最適となるように自動的に調整することができ、従来のように実際に条件の異なるアニールを行って最適条件を求めるよりも手間がかからず、短時間で線状レーザビームの光強度バランスを最適にできる。   According to the first aspect of the invention, the work is irradiated by adjusting the position of the optical system of the optical unit so that the light intensity of the linear laser beam detected by the light intensity detecting means becomes the maximum value. It can be adjusted automatically so that the light intensity balance of the linear laser beam is optimized, and it takes less time than the conventional annealing to find the optimum conditions, and it takes less time. Thus, the light intensity balance of the linear laser beam can be optimized.

請求項２記載の発明によれば、ホジナイザの直前に設けられた第１ミラーの位置を調整して線状レーザビームの光強度を調整するため、線状レーザビームの光強度を正確に調整することができる。   According to the second aspect of the present invention, the light intensity of the linear laser beam is accurately adjusted in order to adjust the light intensity of the linear laser beam by adjusting the position of the first mirror provided in front of the homogenizer. be able to.

請求項３記載の発明によれば、線状レーザビームの長軸方向の中心付近の光強度を検出するため、線状レーザビーム全体の光強度を検出する光強度検出手段の小型化及び省スペース化を図ることができる。   According to the invention described in claim 3, in order to detect the light intensity near the center of the long axis direction of the linear laser beam, the light intensity detecting means for detecting the light intensity of the entire linear laser beam can be reduced in size and space. Can be achieved.

請求項４記載の発明によれば、受光素子に線状レーザビームを直接受光させて線状レーザビームの光強度を高精度に測定することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the linear laser beam can be directly received by the light receiving element, and the light intensity of the linear laser beam can be measured with high accuracy.

請求項５記載の発明によれば、線状レーザビームの光強度測定が終了すると第２ミラーを光路から退避させるため、線状レーザビームをワークに照射させる際に第２ミラーが邪魔にならず、効率良くワーク表面をアニールすることができる。   According to the fifth aspect of the present invention, when the light intensity measurement of the linear laser beam is completed, the second mirror is retracted from the optical path. Therefore, the second mirror does not get in the way when the linear laser beam is irradiated onto the workpiece. The work surface can be efficiently annealed.

以下、図面と共に本発明の一実施例について説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明になるレーザアニール装置の一実施例を示す概略構成図である。
図１に示されるように、レーザアニール装置１０は、レーザ発振器１２と、バリアブルアッテネータ１４と、レーザビーム調整機構（調整手段）１６と、ホモジナイザ１８と、レーザビーム検出機構（光強度検出手段）２０とを有する。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a laser annealing apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the laser annealing apparatus 10 includes a laser oscillator 12, a variable attenuator 14, a laser beam adjustment mechanism (adjustment means) 16, a homogenizer 18, and a laser beam detection mechanism (light intensity detection means) 20. And have.

レーザ発振器１２は、所定周波数で発振されたエキシマレーザビームを出射する。レーザ発振器１２から出射されたレーザビームは、固定ミラー２２，２４で反射してバリアブルアッテネータ１４に入射される。   The laser oscillator 12 emits an excimer laser beam oscillated at a predetermined frequency. The laser beam emitted from the laser oscillator 12 is reflected by the fixed mirrors 22 and 24 and enters the variable attenuator 14.

バリアブルアッテネータ１４は、電圧可変型の減衰器であり、予め設定された任意の透過率でレーザビームを出射する。バリアブルアッテネータ１４から出射されたレーザビームは、固定ミラー２６，第１移動ミラー２８で反射してホモジナイザ１８に入射される。   The variable attenuator 14 is a voltage variable type attenuator, and emits a laser beam with a preset arbitrary transmittance. The laser beam emitted from the variable attenuator 14 is reflected by the fixed mirror 26 and the first moving mirror 28 and is incident on the homogenizer 18.

ホモジナイザ１８は、入射されたレーザビームの長軸を調整するロングアクシスホモジナイザと、入射されたレーザビームの短軸を調整するショートアクシスホモジナイザとを有する。そして、ホモジナイザ１８から出射された線状レーザビームは、任意の長軸、短軸に調整される。   The homogenizer 18 includes a long axis homogenizer that adjusts the long axis of the incident laser beam and a short axis homogenizer that adjusts the short axis of the incident laser beam. The linear laser beam emitted from the homogenizer 18 is adjusted to an arbitrary major axis and minor axis.

ホモジナイザ１８の直前（入射側）に設けられた移動ミラー２８は、ホモジナイザ１８に対して移動可能に設けられており、レーザビーム調整機構１６を構成している。レーザビーム調整機構１６は、第１移動ミラー２８と、第１移動ミラー２８を矢印Ｚ方向に移動させる駆動手段としてのステッピングモータ３０とを有する。第１移動ミラー２８は、ステッピングモータ３０により高さ方向に昇降移動してホモジナイザ１８に入射されるレーザビームの高さ位置を調整する。   The moving mirror 28 provided immediately before (on the incident side) of the homogenizer 18 is provided so as to be movable with respect to the homogenizer 18 and constitutes the laser beam adjusting mechanism 16. The laser beam adjusting mechanism 16 includes a first moving mirror 28 and a stepping motor 30 as driving means for moving the first moving mirror 28 in the arrow Z direction. The first moving mirror 28 moves up and down in the height direction by the stepping motor 30 and adjusts the height position of the laser beam incident on the homogenizer 18.

そのため、レーザビーム調整機構１６は、ホジナイザ１８の直前に設けられた第１移動ミラー２８の位置を調整して線状レーザビームの光強度を調整するため、線状レーザビームの光強度を正確に調整することができる。   For this reason, the laser beam adjusting mechanism 16 adjusts the light intensity of the linear laser beam by adjusting the position of the first moving mirror 28 provided immediately before the homogenizer 18, so that the light intensity of the linear laser beam is accurately adjusted. Can be adjusted.

これにより、ホモジナイザ１８に入射されるレーザビームの光強度が変化する。ホモジナイザ１８は、不均一な強度分布を有するレーザビームが入射されると、均一な強度分布となるように変換して線状レーザビームを出射する。   As a result, the light intensity of the laser beam incident on the homogenizer 18 changes. When a laser beam having a non-uniform intensity distribution is incident, the homogenizer 18 converts the laser beam to a uniform intensity distribution and emits a linear laser beam.

ホモジナイザ１８から出射された線状レーザビームは、固定ミラー３２，第２移動ミラー３４で反射してレーザビーム検出機構２０の受光素子３６に入射される。受光素子３６は、線状レーザビームの長軸方向の中心付近の光を受光するように設けられており、受光した光強度に応じた検出信号を出力する。このように、レーザビーム検出機構２０は、線状レーザビームの長軸方向の中心付近の光強度を検出するため、線状レーザビーム全体の光強度を検出する場合よりも小型化及び省スペース化を図れる。   The linear laser beam emitted from the homogenizer 18 is reflected by the fixed mirror 32 and the second moving mirror 34 and is incident on the light receiving element 36 of the laser beam detection mechanism 20. The light receiving element 36 is provided to receive light near the center of the linear laser beam in the long axis direction, and outputs a detection signal corresponding to the received light intensity. As described above, since the laser beam detection mechanism 20 detects the light intensity near the center of the linear laser beam in the major axis direction, the laser beam detection mechanism 20 can be reduced in size and space compared to the case where the light intensity of the entire linear laser beam is detected. Can be planned.

尚、線状レーザビームは、長軸方向の中心付近の光エネルギが大きいので、全体の光エネルギを検出せずとも長軸方向の中心付近の光強度を計測できれば全体の光エネルギの大きさがほぼ分かる。   Since the linear laser beam has a large light energy near the center in the long axis direction, if the light intensity near the center in the long axis direction can be measured without detecting the entire light energy, the magnitude of the total light energy is reduced. Almost understand.

線状レーザビームの強度を調整する場合は、ステッピングモータ３０を駆動させて第１移動ミラー２８を段階的に昇降移動させる。例えば、最も低い位置を初期位置とし、１０段階に分けて徐々に第１移動ミラー２８を上昇させ、受光素子３６からの検出レベルが最大となる第１移動ミラー２８の位置に調べ、その結果、第１移動ミラー２８を受光検出レベルが最大となる位置に移動させる。   When adjusting the intensity of the linear laser beam, the stepping motor 30 is driven to move the first moving mirror 28 up and down stepwise. For example, with the lowest position as the initial position, the first moving mirror 28 is gradually raised in 10 steps, and the position of the first moving mirror 28 at which the detection level from the light receiving element 36 is maximized is investigated. The first moving mirror 28 is moved to a position where the light reception detection level is maximized.

第２移動ミラー３４は、線状レーザビームを受光素子３６に反射させる検出位置と、線状レーザビームの光路から退避する退避位置とに移動可能に設けられている。また、第２移動ミラー３４を水平方向に移動させる移動手段としては、空気シリンダ３８が設けられており、エア切替弁４０の切り替えにより空気シリンダ３８に対する圧縮空気の供給を切り替える。   The second moving mirror 34 is provided so as to be movable between a detection position where the linear laser beam is reflected by the light receiving element 36 and a retract position where the linear laser beam is retracted from the optical path of the linear laser beam. An air cylinder 38 is provided as a moving means for moving the second moving mirror 34 in the horizontal direction, and the supply of compressed air to the air cylinder 38 is switched by switching the air switching valve 40.

従って、線状レーザビームの調整時は、受光素子３６に線状レーザビームを直接受光させて線状レーザビームの光強度を高精度に測定することができる。また、線状レーザビームの光強度測定が終了すると、空気シリンダ３８が作動して第２移動ミラー３４を光路から退避させるため、線状レーザビームをワーク４４に照射させる際に第２移動ミラー３４が邪魔にならず、効率良くワーク表面をアニールすることができる。   Accordingly, when adjusting the linear laser beam, the light receiving element 36 can directly receive the linear laser beam, and the light intensity of the linear laser beam can be measured with high accuracy. When the measurement of the light intensity of the linear laser beam is completed, the air cylinder 38 is operated to retract the second moving mirror 34 from the optical path, so that the second moving mirror 34 is irradiated when the workpiece 44 is irradiated with the linear laser beam. Can efficiently anneal the work surface.

空気シリンダ３８は、エア切替弁４０からの圧縮空気により駆動され、線状レーザビームのエネルギ測定時は、図１に示すように第２移動ミラー３４を線状レーザビームの光路を遮る測定位置に移動させ、アニール処理時は、図２示すように第２移動ミラー３４を線状レーザビームの光路から退避させた退避位置に移動させる。   The air cylinder 38 is driven by compressed air from the air switching valve 40, and when measuring the energy of the linear laser beam, the second moving mirror 34 is placed at a measurement position that blocks the optical path of the linear laser beam as shown in FIG. During the annealing process, the second moving mirror 34 is moved to the retracted position retracted from the optical path of the linear laser beam as shown in FIG.

アニール処理時は、第２移動ミラー３４が光路から退避しているので、固定ミラー３２で反射した線状レーザビームは、XYステージ４２に載置されたワーク（ガラス基板）４４に照射されてアニールを行う。   During the annealing process, since the second moving mirror 34 is retracted from the optical path, the linear laser beam reflected by the fixed mirror 32 is irradiated onto the workpiece (glass substrate) 44 placed on the XY stage 42 and annealed. I do.

制御装置４６は、アニールを行う前に上記ステッピングモータ３０を駆動制御すると共に、受光素子３６で検出された光エネルギの強度を記憶部４８に記憶し、第１移動ミラー２８の段階的な移動位置の中で光強度が最大となる位置を抽出し、ステッピングモータ３０を駆動して第１移動ミラー２８の位置を光強度が最大となる位置に自動的に調整する。   The controller 46 controls the driving of the stepping motor 30 before annealing, stores the intensity of light energy detected by the light receiving element 36 in the storage unit 48, and moves the first moving mirror 28 in stages. The position where the light intensity becomes maximum is extracted, and the stepping motor 30 is driven to automatically adjust the position of the first moving mirror 28 to the position where the light intensity becomes maximum.

従って、レーザアニール装置１０は、アニールを行う前に制御装置４６によって第１移動ミラー２８を受光エネルギが最大となる位置に移動させることができるので、ワーク４４表面をアニール処理する際にはアニールを効率良く行える。   Therefore, the laser annealing apparatus 10 can move the first moving mirror 28 to a position where the received light energy is maximized by the control device 46 before performing the annealing. It can be done efficiently.

ここで、アニールを行う前に制御装置４６が実行する制御処理を図３に示すフローチャートを参照して説明する。
図３に示されるように、制御装置４６は、Ｓ１１でステッピングモータ３０を駆動して第１移動ミラー２８を初期位置に移動させる。続いて、Ｓ１２では、空気シリンダ３８を駆動して第２移動ミラー３４を光路へ移動させる（図１参照）。 Here, a control process executed by the control device 46 before annealing is described with reference to a flowchart shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the controller 46 drives the stepping motor 30 in S11 to move the first moving mirror 28 to the initial position. Subsequently, in S12, the air cylinder 38 is driven to move the second moving mirror 34 to the optical path (see FIG. 1).

レーザ発振器１２から出射されたレーザビームは、バリアブルアッテネータ１４及びホモジナイザ１８を通過して線状レーザビームに変換され、第２移動ミラー３４で反射して受光素子３６に受光される。次のＳ１３では、初期位置の第１移動ミラー２８からホモジナイザ１８に入射されたレーザビームを線状レーザビームに変換した場合の光強度を受光素子３６から読み込み、記憶部４８に記憶させる。   The laser beam emitted from the laser oscillator 12 passes through the variable attenuator 14 and the homogenizer 18, is converted into a linear laser beam, is reflected by the second moving mirror 34, and is received by the light receiving element 36. In the next S13, the light intensity when the laser beam incident on the homogenizer 18 from the first moving mirror 28 at the initial position is converted into a linear laser beam is read from the light receiving element 36 and stored in the storage unit 48.

続いて、Ｓ１４に進み、ステッピングモータ３０を駆動して第１移動ミラー２８を初期位置から所定の微小距離Ｈ１上昇させて第２段階位置に移動させる。次のＳ１５では、第２段階位置の第１移動ミラー２８から反射した線状レーザビームの光強度の検出信号を受光素子３６から読み込み、記憶部４８に記憶させる。 Then, the process proceeds to S14, moves the first moving mirror 28 from the initial position by driving the stepping motor 30 to the second-stage position by a predetermined increase small distance H 1. In the next S15, the detection signal of the light intensity of the linear laser beam reflected from the first moving mirror 28 at the second stage position is read from the light receiving element 36 and stored in the storage unit 48.

Ｓ１６では、第１移動ミラー２８が移動可能範囲の最上段位置（Ｈmax）に達したかどうかを確認する。Ｓ１６において、第１移動ミラー２８が最上段位置（Ｈmax）に達していないときは、上記Ｓ１４に戻り、ステッピングモータ３０を駆動して第１移動ミラー２８を第２段階位置から所定の微小距離Ｈ１上昇させて第３段階位置に移動させる。 In S16, it is confirmed whether or not the first moving mirror 28 has reached the uppermost position (Hmax) of the movable range. In S16, when the first moving mirror 28 has not reached the uppermost position (Hmax), the process returns to S14, and the stepping motor 30 is driven to move the first moving mirror 28 from the second stage position to a predetermined minute distance H. Raise by 1 and move to the third stage position.

次のＳ１５では、第３段階位置の第１移動ミラー２８から反射した線状レーザビームの光強度を受光素子３６から読み込み、記憶部４８に記憶させる。このようにして、第１移動ミラー２８が初期位置から最上段階位置に移動するまで上記Ｓ１４〜Ｓ１６を繰り返す。   In the next S15, the light intensity of the linear laser beam reflected from the first moving mirror 28 at the third stage position is read from the light receiving element 36 and stored in the storage unit 48. In this way, S14 to S16 are repeated until the first moving mirror 28 moves from the initial position to the uppermost position.

そして、Ｓ１６において、第１移動ミラー２８が最上段階位置に移動した場合には、Ｓ１７に進み、記憶部４８に記憶された各位置での検出データ（光強度測定値）の中から最大値となるミラー位置を検索する。続いて、Ｓ１８では、ステッピングモータ３０を駆動して第１移動ミラー２８をＳ１７で検索された受光エネルギが最大となる位置に移動させる。   If the first moving mirror 28 has moved to the uppermost position in S16, the process proceeds to S17, where the maximum value is detected from the detection data (light intensity measurement values) at each position stored in the storage unit 48. Search for the mirror position. Subsequently, in S18, the stepping motor 30 is driven to move the first moving mirror 28 to a position where the received light energy searched in S17 is maximized.

次のＳ１９では、第１移動ミラー２８が上記検索位置に移動したかどうかを確認する。そして、Ｓ１９において、第１移動ミラー２８が上記検索位置に移動したことが確認されると、Ｓ２０に進み、空気シリンダ３８を駆動して第２移動ミラー３４を光路から離間した退避位置へ移動させる（図２参照）。これで、第２移動ミラー３４が光路から退避したため、固定ミラー３２で反射した線状レーザビームは、XYステージ４２に載置されたワーク４４に照射されてアニールを行う。   In the next S19, it is confirmed whether or not the first moving mirror 28 has moved to the search position. In S19, when it is confirmed that the first moving mirror 28 has moved to the search position, the process proceeds to S20, and the air cylinder 38 is driven to move the second moving mirror 34 to the retracted position separated from the optical path. (See FIG. 2). Thus, since the second moving mirror 34 has been retracted from the optical path, the linear laser beam reflected by the fixed mirror 32 is irradiated onto the workpiece 44 placed on the XY stage 42 for annealing.

このように、レーザアニール装置１０は、制御装置４６によって第１移動ミラー２８を受光エネルギが最大となる位置に移動させることができるので、ワーク４４に照射される線状レーザビームの光強度バランスが最適となるように自動的に調整することができ、ワーク４４表面のアニールを効率良く行える。   As described above, the laser annealing apparatus 10 can move the first moving mirror 28 to the position where the received light energy is maximized by the control device 46, so that the light intensity balance of the linear laser beam applied to the workpiece 44 is balanced. It can be automatically adjusted to be optimal, and the surface of the workpiece 44 can be efficiently annealed.

上記実施例では、第１移動ミラー２８を矢印Ｚ方向に移動させる駆動手段としては上記ステッピングモータ３０を用いたが、これに限らず、他の駆動手段を用いても良いのは勿論である。   In the above embodiment, the stepping motor 30 is used as the driving means for moving the first moving mirror 28 in the arrow Z direction. However, the present invention is not limited to this, and other driving means may be used.

また、上記実施例では、第２移動ミラー３４を空気シリンダ３８で移動させる構成のものを一例として挙げたが、これに限らず、例えば、第２移動ミラー３４の代わりにビームスプリッタを用いて線状レーザビームを受光素子３６とワーク４４に分配することも可能である。この場合、空気シリンダ３８のような移動手段が不要になる。   In the above embodiment, the second moving mirror 34 is moved by the air cylinder 38 as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, a beam splitter is used in place of the second moving mirror 34. It is also possible to distribute the laser beam to the light receiving element 36 and the work 44. In this case, a moving means such as the air cylinder 38 is not necessary.

本発明になるレーザアニール装置の一実施例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows one Example of the laser annealing apparatus which becomes this invention. アニール時の動作状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the operation state at the time of annealing. 制御装置４６が実行する制御処理を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining control processing executed by a control device 46;

符号の説明Explanation of symbols

１０ レーザアニール装置
１２ レーザ発振器
１４ バリアブルアッテネータ
１６ レーザビーム調整機構
１８ ホモジナイザ
２０ レーザビーム検出機構
２８ 第１移動ミラー
３４ 第２移動ミラー
３６ 受光素子
３８ 空気シリンダ
４４ ワーク
４６ 制御装置
４８ 記憶部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laser annealing apparatus 12 Laser oscillator 14 Variable attenuator 16 Laser beam adjustment mechanism 18 Homogenizer 20 Laser beam detection mechanism 28 1st moving mirror 34 2nd moving mirror 36 Light receiving element 38 Air cylinder 44 Work 46 Control apparatus 48 Memory | storage part

Claims (5)

レーザ発振器と、
該レーザ発振器からのレーザビームを線状レーザビームに変換する光学ユニットと、
該光学ユニットからの線状レーザビームをワーク表面に照射してアニールを行うレーザアニール装置において、
前記ワークに照射される線状レーザビームの光強度を検出する光強度検出手段と、
該光強度検出手段により検出された線状レーザビームの光強度が最大値になるように前記光学ユニットの光学系の位置調整を行う調整手段と、
を備えたことを特徴とするレーザアニール装置。 A laser oscillator;
An optical unit for converting a laser beam from the laser oscillator into a linear laser beam;
In a laser annealing apparatus that performs annealing by irradiating a workpiece surface with a linear laser beam from the optical unit,
A light intensity detecting means for detecting the light intensity of the linear laser beam applied to the workpiece;
Adjusting means for adjusting the position of the optical system of the optical unit so that the light intensity of the linear laser beam detected by the light intensity detecting means becomes a maximum value;
A laser annealing apparatus comprising: 前記光学ユニットは、前記線状レーザビームを生成するホジナイザを有し、
前記調整手段は、ホジナイザの直前に設けられた第１ミラーの位置を調整して前記線状レーザビームの光強度を調整することを特徴とする請求項１記載のレーザアニール装置。 The optical unit has a hosizer for generating the linear laser beam;
The laser annealing apparatus according to claim 1, wherein the adjusting unit adjusts the light intensity of the linear laser beam by adjusting a position of a first mirror provided immediately before the homogenizer. 前記光強度検出手段は、前記線状レーザビームの長軸方向の中心付近の光強度を検出することを特徴とする請求項１記載のレーザアニール装置。   2. The laser annealing apparatus according to claim 1, wherein the light intensity detecting means detects light intensity in the vicinity of the center in the major axis direction of the linear laser beam. 前記光強度検出手段は、
前記ワークの直前に設けられた第２ミラーと、
該第２ミラーで反射した線状レーザビームを受光し、受光した線状レーザビームの光強度に応じた検出信号を出力する受光素子と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載のレーザアニール装置。 The light intensity detecting means is
A second mirror provided immediately before the workpiece;
A light receiving element that receives the linear laser beam reflected by the second mirror and outputs a detection signal corresponding to the light intensity of the received linear laser beam;
The laser annealing apparatus according to claim 1, further comprising: 前記線状レーザビームの光強度を測定するときに前記第２ミラーを光路に移動させ、前記線状レーザビームの光強度測定が終了すると前記第２ミラーを光路から退避させる移動手段を設けたことを特徴とする請求項４記載のレーザアニール装置。   Moving means for moving the second mirror to the optical path when measuring the light intensity of the linear laser beam and retracting the second mirror from the optical path when the measurement of the light intensity of the linear laser beam is completed. The laser annealing apparatus according to claim 4.
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