JP2005142507A - レーザアニール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被処理物のレーザアニール領域全体でレーザアニール処理を安定して行えるレーザアニール装置を提供すること。
【解決手段】 テーブル上の基板のレーザアニール処理開始位置および終了位置の前後に速度不安定部分の移動距離を加えて、レーザアニール処理開始位置の前からテーブルおよび基板の移動を開始させ、レーザアニール処理終了位置の後でテーブルおよび基板の移動を停止させる。レーザアニール処理開始位置、終了位置およびレーザアニール処理時の移動速度を入力すると、入力された移動速度に基づいて前記移動距離が自動的に演算され、レーザアニール処理開始位置および終了位置の前後に加えられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザアニール装置に関する。

例えば低温ポリシリコンフラットパネルディスプレイの製造工程においては、ポリシリコン生成のためにレーザアニール処理が行われている。その場合は、被処理物である基板をテーブル上に載せてテーブルと一体に水平に移動させながら、所定位置でレーザを照射することにより、基板全体をレーザアニール処理できる。

従来、テーブルおよび基板を水平に移動させるには、サーボシステムを用いている。したがって、テーブルおよび基板の移動速度は図３に示すように台形状になり、移動（駆動）を開始すると、まず加速部分ａとなり、その後速度安定域となり、その後、移動終了まで減速部分ｂとなる。このテーブルおよび基板の移動速度は、アニール品質に大きな影響を与える。

しかし、従来は、上記のように加速部分ａおよび減速部分ｂで基板の移動速度が不安定となるから、この部分でレーザアニール処理が不安定となる問題点があった。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、被処理物のレーザアニール領域全体でレーザアニール処理を安定して行えるレーザアニール装置を提供することを目的とする。

本発明のレーザアニール装置は、テーブル上の被処理物のレーザアニール処理開始位置、終了位置およびレーザアニール処理時の移動速度を入力する入力手段と、この入力手段で入力された移動速度に基づいて演算を行って、テーブルおよび被処理物の移動開始時および移動終了時の速度不安定部分の移動距離を算出する第１の演算手段と、この第１の演算手段で算出された速度不安定部分の移動距離を前記レーザアニール処理開始位置および終了位置の前後に加えて、移動開始位置および移動終了位置を求める第２の演算手段と、この第２の演算手段により求められた前記移動開始位置またはそれより前の位置がレーザ照射位置に位置する状態からテーブルおよび被処理物の移動を開始させて、レーザアニール処理開始位置がレーザ照射位置に達したならばレーザ照射によるレーザアニール処理を開始させ、レーザアニール処理終了位置がレーザ照射位置に達したならばレーザ照射を停止させてレーザアニール処理を終了させ、移動終了位置またはそれより後の位置がレーザ照射位置に達した状態でテーブルおよび被処理物の移動を停止させる移動制御手段とを具備することを特徴とする。

第１の演算手段は、具体的には、
ｆｔ＝（ｉｓ／ｍｓ）×ａｔ
ただし、ｆｔは不安定時間、ｍｓは最高速度設定、ｉｓはアニール処理時移動速度、ａｔは最高速度設定に対する加減速時間
ｆｌ＝ｆｔ×ｉｓ
の演算を行って、速度不安定部分の移動距離ｆｌを算出する。

上記のような本発明のレーザアニール装置によれば、移動開始時および移動終了時の速度が不安定な部分が被処理物のレーザアニール領域の前および後に位置することになるので、レーザアニール領域全体を安定した移動速度で安定してアニール処理できる。また、このように、速度が不安定な部分をレーザアニール領域の前および後に設けるようにしても、そしてこの不安定部分の移動距離がレーザアニール処理時の移動速度により変るが、不安定部分の移動距離は装置内で自動的に演算されるから、操作者は従来と同様に被処理物上のレーザアニール処理開始位置、終了位置およびレーザアニール処理時の移動速度を入力するだけでよく、操作が面倒にならず、良好な作業性を維持できる。

次に添付図面を参照して本発明によるレーザアニール装置の実施の形態を詳細に説明する。図２は本発明のレーザアニール装置の実施の形態を示す構成図である。この装置は、数値入力、演算、指令を行うオペレーション機器１０と、Ｘ−Ｙテーブル２７上の被処理物である基板４０に対してレーザアニール処理を施すアニール装置部２０と、このアニール装置部２０とオペレーション機器１０とを接続するシステムインタフェース３０とからなる。

アニール装置部２０は、レーザを発振し、オペレーション機器１０からシステムインタフェース３０を介して供給されるシャッタオン、オフ信号によりレーザの出力、遮断が制御されるレーザ発振器２１と、このレーザ発振器２１から出力されたレーザの出力レベルを調整するレーザアッテネータ２２と、このレーザアッテネータ２２をオペレーション機器１０からのアッテネータ制御信号ｂにより制御するコントローラ２３と、前記レーザアッテネータ２２出力のレーザが反射鏡２４を介して入射され、Ｘ−Ｙテーブル２７上の基板４０に対してレーザの焦点を結ばせる（レーザを照射する）フォーカスレンズ２５と、オペレーション機器１０からのフォーカス制御信号ａにより前記フォーカスレンズ２５を制御して、基板４０上のレーザの焦点位置を制御するフォーカスシステム２６と、前記Ｘ−Ｙテーブル２７を有するＸ−Ｙテーブルシステム２８とからなる。Ｘ−Ｙテーブルシステム２８は、サーボシステムで構成され、駆動源としてのサーボモータ、Ｘ−Ｙテーブル移動機構および制御機構を有し、前記オペレーション機器１０から位置指令（Ｘ，Ｙ座標データｘ，ｙ）、開始指令、移動速度情報などを受信し、かつテーブル２７の位置情報を前記オペレーション機器１０に送出する。

前記オペレーション機器１０では、基板４０上のレーザアニール処理開始位置、終了位置およびレーザアニール処理時のテーブル２７および基板４０の移動速度を入力できる。また、オペレーション機器１０では、前記移動速度が入力されると、この移動速度に基づいて演算を行って、テーブル２７および基板４０の移動開始時および移動終了時の速度不安定部分の移動距離を算出する。

この速度不安定部分の移動距離は次のようにして算出される。台形制御の加減速度は最高速度設定に対する加減速時間で与えられることから、ｆｔ＝（ｉｓ／ｍｓ）×ａｔで不安定時間が求められる。ここで、ｆｔが不安定時間、ｍｓは最高速度設定、ｉｓはアニール処理時移動速度、ａｔは最高速度設定に対する加減速時間である。計算を厳密にすると更に収束し速度到達の時点が限定されるが、実際にはそれより長ければ問題無いことから簡単に速度不安定部分の移動距離ｆｌはｆｌ＝ｆｔ×ｉｓと算出することができる。

そして、このようにして速度不安定部分の移動距離が算出されると、オペレーション機器１０は、さらにこの速度不安定部分の移動距離を前記レーザアニール処理開始位置および終了位置の前後に加えて、移動開始位置および移動終了位置を算出する。

そして、レーザアニール処理工程が開始されると、オペレーション機器１０は、まず
算出された前記移動開始位置（またはそれより前の位置でもよい）がレーザ照射位置に位置するようにテーブル２７の位置を設定し、その位置からテーブル２７および基板４０の移動を開始させる。そして、その移動に伴い基板４０上のレーザアニール処理開始位置がレーザ照射位置に達したならば、シャッタオン信号を供給して基板４０に対するレーザ照射を開始させ、基板４０に対するレーザアニール処理を開始させる。その後、テーブル２７と一体に基板４０を移動させながら、基板４０上のレーザアニール処理終了位置がレーザ照射位置に達するまでレーザ照射およびレーザアニール処理を続け、基板４０上のレーザアニール処理終了位置がレーザ照射位置に達したならば、シャッタオフ信号を供給してレーザ照射およびレーザアニール処理を停止させる。さらに、テーブル２７と基板４０の移動速度を減速させて、移動終了位置（またはそれより後の位置でもよい）がレーザ照射位置に達した状態でテーブル２７および基板４０の移動を停止させる。

上記のようなテーブル２７および基板４０の移動制御によれば、基板４０上のレーザアニール処理開始位置および終了位置の前後に速度不安定部分の移動距離を加えて、レーザアニール処理開始位置の前から移動を開始させ、レーザアニール処理終了位置の後で移動を停止させたので、図１に示すように、レーザアニール処理開始位置とレーザアニール処理終了位置間のレーザアニール領域全体の前後で加速部分ａおよび減速部分ｂとなり、レーザアニール領域全体は速度安定域となる。したがって、レーザアニール領域全体を安定した移動速度で安定してアニール処理できる。

また、このように、レーザアニール処理開始位置および終了位置の前後に速度不安定部分の移動距離を加えたが、上記の装置によれば、不安定部分の移動距離が装置内で自動的に演算されるから、操作者は従来と同様に基板上のレーザアニール処理開始位置、終了位置およびレーザアニール処理時の移動速度を入力するだけでよく、操作が面倒にならず、良好な作業性を維持できる。特に、前記移動距離はレーザアニール処理時の移動速度により変るが、この移動距離の演算が装置内で自動的に行われて意識しないですむということは作業性に関して大きな利点である。

なお、本発明の装置は、上記の実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形、変更が可能である。

本発明の実施の形態における速度制御を示す波形図。 本発明によるレーザアニール装置の実施の形態を示す構成図。 従来の速度制御を示す波形図。

符号の説明

１０ オペレーション機器
２０ アニール装置部
２１ レーザ発振器
２２ レーザアッテネータ
２３ コントローラ
２４ 反射鏡
２５ フォーカスレンズ
２６ フォーカスシステム
２７ Ｘ−Ｙテーブル
２８ Ｘ−Ｙテーブルシステム
３０ システムインタフェイス
４０ 基板

Claims (2)

1. テーブル上の被処理物のレーザアニール処理開始位置、終了位置およびレーザアニール処理時の移動速度を入力する入力手段と、
   この入力手段で入力された移動速度に基づいて演算を行って、テーブルおよび被処理物の移動開始時および移動終了時の速度不安定部分の移動距離を算出する第１の演算手段と、
   この第１の演算手段で算出された速度不安定部分の移動距離を前記レーザアニール処理開始位置および終了位置の前後に加えて、移動開始位置および移動終了位置を求める第２の演算手段と、
   この第２の演算手段により求められた前記移動開始位置またはそれより前の位置がレーザ照射位置に位置する状態からテーブルおよび被処理物の移動を開始させて、レーザアニール処理開始位置がレーザ照射位置に達したならばレーザ照射によるレーザアニール処理を開始させ、レーザアニール処理終了位置がレーザ照射位置に達したならばレーザ照射を停止させてレーザアニール処理を終了させ、移動終了位置またはそれより後の位置がレーザ照射位置に達した状態でテーブルおよび被処理物の移動を停止させる移動制御手段と
   を具備することを特徴とするレーザアニール装置。
2. 第１の演算手段は、
   ｆｔ＝（ｉｓ／ｍｓ）×ａｔ
   ただし、ｆｔは不安定時間、ｍｓは最高速度設定、ｉｓはアニール処理時移動速度、ａｔは最高速度設定に対する加減速時間
   ｆｌ＝ｆｔ×ｉｓ
   の演算を行って、速度不安定部分の移動距離ｆｌを算出することを特徴とする請求項１に記載のレーザアニール装置。

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