JP2006049635A - Method and apparatus for laser irradiation and method for laser annealing - Google Patents

Method and apparatus for laser irradiation and method for laser annealing Download PDF

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Inventor
Toshiyasu Mitsunari
Kazunori Yamazaki
俊泰 光成
和則 山崎
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Sumitomo Heavy Ind Ltd
住友重機械工業株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser irradiation method capable of bringing the distribution of exposure quantity in a light irradiation area in which interference stripes are generated near to uniform distribution during the irradiation period of one shot of a pulse laser.
SOLUTION: One shot of a pulse laser beam is made incident on an optical system for irradiating a common light irradiation area with components passed through mutually different areas in the cross section of the incident laser beam. In the period of incidence, the components passed through the mutually different areas in the cross section of the pulse laser beam made incident on the optical system interfere with each other in the light irradiation area, generating interference stripes. In the repeated direction of the interference stripes, the interference stripes are moved only by a distance corresponding to the period of the interference stripes or more to perform laser irradiation.
COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、レーザ照射方法及びレーザ照射装置並びにレーザアニール方法に関し、特に、レーザビームの断面内の相異なる領域を通過する成分を、共通の光照射領域に重ね合わせて、レーザ被照射物にレーザビームを照射するレーザ照射方法及びレーザ照射装置並びにレーザアニール方法に関する。 The present invention relates to a laser irradiation method and a laser irradiation apparatus and a laser annealing method, in particular, a component passing through different areas of the cross section of the laser beam, superimposed on a common light irradiation area, the laser in the laser irradiation object beam to a laser irradiation method and a laser irradiation apparatus and a laser annealing method for irradiating.

レーザビームは、様々な加工に用いられている。 Laser beam is used in various processing. 光照射領域内の光強度分布を均一化すれば、光照射領域内における加工の均一性を高めることができる。 If uniform the light intensity distribution of the light irradiation region, it is possible to improve the uniformity of processing in a light irradiation region. 光強度分布を均一に近づけるため、例えば、アレイレンズを有するホモジナイザが用いられる。 To approximate a light intensity distribution uniform, for example, a homogenizer is used with an array lens. このホモジナイザは、アレイレンズによりレーザビームを断面内で複数の成分に分割し、複数に分割された成分を集光レンズにより共通の光照射領域に重ね合わせる。 This homogenizer, a laser beam is divided into a plurality of components in a section by the array lens, superposing several divided component to the common light irradiation area by the condenser lens. この光照射領域内において、光強度分布が均一に近づけられる。 In this light irradiation area, the light intensity distribution can be uniformly closer.

特許文献1には、このようなホモジナイザを用いた露光装置が開示されている。 Patent Document 1, an exposure apparatus is disclosed using such homogenizer. この露光装置は、半導体装置の製造に用いられるものである。 This exposure apparatus is used for manufacturing a semiconductor device. 以下、この露光装置について詳しく説明する。 The following describes the exposure device in detail. エキシマレーザであるレーザ光源から出射されたパルスレーザビームが、エキスパンダ等を通過し、揺動可能な走査ミラーで反射された後、アレイレンズに入射して、ビーム断面内で複数の成分に分割される。 Pulsed laser beam from the laser light source is emitted is an excimer laser passes through the expander and the like, after being reflected by the swingable scanning mirror, is incident on the array lens, divided into a plurality of components in the beam cross-section It is. アレイレンズから出射した各成分が、2つの集光レンズを透過し、回路パタンが形成されたレチクルの表面上において共通の領域に重ね合わされる。 Each component emitted from the array lens, passes through the two condenser lenses are superimposed on a common region on the surface of the reticle circuit pattern is formed. レチクルを透過したレーザビームが、投影レンズを透過して、ウェハに照射される。 The laser beam transmitted through the reticle, passes through the projection lens, and is irradiated to the wafer. このようにして、ウェハに回路パタンが転写される。 In this way, the circuit pattern is transferred to the wafer. ウェハに回路パタンを転写するために、複数ショットのパルスレーザビームがレチクルに照射される。 To transfer the circuit patterns on the wafer, a pulse laser beam of the plurality shot is irradiated on the reticle.

レチクルの表面上の光照射領域において、アレイレンズで分割された成分同士が重なる。 In the light irradiation region on the surface of the reticle, overlap components together divided by the array lens. エキシマレーザビームが可干渉性を有するため、アレイレンズで分割された成分同士が干渉して、光照射領域内で干渉縞が生じる。 Since the excimer laser beam has a coherent, component together divided by the array lens may interfere, the interference fringes occur in the light irradiation area. 干渉縞が生じると、光照射領域内における光強度分布の均一性が低下する。 When the interference fringes occur, the uniformity of the light intensity distribution in the light irradiation area is reduced.

特許文献1には、以下に説明するように、干渉縞に起因する光強度分布の均一性の低下を補償することができる方法が開示されている。 Patent Document 1, as described below, a method that can compensate for lowering of the uniformity of the light intensity distribution due to interference fringes is disclosed. レーザビームの断面内の一方向について、アレイレンズがレーザビームをn分割するとし、n分割された成分同士が重なり合って干渉縞が発生しているとする。 In one direction of the laser beam in cross-section, the array lens the laser beam to n divided, and the interference fringes overlap n divided component with each other is generated. レチクルの表面上の干渉縞を、干渉縞の周期の1/nずつ、干渉縞の繰り返し方向に移動させながら、nショットのパルスレーザを照射する。 The interference fringes on the surface of the reticle, by 1 / n of the period of the interference fringes, while moving in the repeating direction of the interference fringes, irradiating a pulsed laser of n shots. つまり、各ショットの照射時の干渉縞の位置が、干渉縞の繰り返し方向に、干渉縞の周期の1/nずつずれるように、nショットのパルスレーザを照射する。 That is, the position of the interference fringes during irradiation of each shot, the repetitive direction of the interference fringes, as shifted by 1 / n of the period of the interference fringes, irradiating a pulsed laser of n shots. レチクル表面において、nショットの照射期間内に、1ショットの光強度分布がnショット分累積されることにより、露光量の分布が均一になる。 In the reticle surface, within the irradiation period n shot by one shot of the light intensity distribution is accumulated n shot, the exposure amount distribution is uniform. 干渉縞の移動は、走査ミラーを揺動させて行う。 Movement of the interference fringes, performs scanning mirror is swung.

レーザビームは、ウェハの露光処理以外にも、例えば、シリコン結晶粒を成長させるレーザアニール処理に用いられる。 Laser beam, in addition to the exposure processing of wafers, for example, used in the laser annealing process of growing a silicon crystal grain. 例えば特許文献2に、レーザアニール処理を行うことができるレーザ照射装置が記載されている。 For example in Patent Document 2, a laser irradiation apparatus capable of performing a laser annealing process is described.

特開平8−330225号公報 JP-8-330225 discloses 特開2003−59859号公報 JP 2003-59859 JP

アレイレンズを用いたホモジナイザは、レーザアニール処理においても用いられる。 Homogenizer with array lens is also used in the laser annealing process. レーザアニール処理に用いるとき、ホモジナイザは、レーザビームの断面を一方向に長い形状に整形し、少なくとも、断面内の長尺方向に関する光強度分布を均一に近づける。 When used in the laser annealing process, homogenizer, shapes the laser beam cross section elongated in one direction, at least, uniformly closer to the light intensity distribution for the longitudinal direction of the cross section. 表面に非晶質または多結晶シリコン膜が形成された基板に対して、例えば以下に説明するようにしてレーザアニール処理が行われる。 The substrate having an amorphous or polycrystalline silicon film is formed on the surface, the laser annealing process is performed, for example, as described below.

基板表面上の光照射領域を、基板の表面内で、光照射領域の長尺方向に直交する方向へ移動させながら、パルスレーザビームの照射を繰り返す。 The light irradiation region on the substrate surface, the surface of the substrate, while moving in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the light irradiation region, repeated irradiation of the pulsed laser beam. 基板に対する光照射領域の移動速度は、パルスレーザのある1ショットにより照射される光照射領域とその次の1ショットにより照射される光照射領域とが、一部分において重なる程度とする。 The moving speed of the light irradiation area relative to the substrate, a light irradiation area irradiated by the light irradiation area and the next 1 shot irradiated by one shot of pulse laser, the extent to which overlap in part. このようにして、被加工面全面にレーザアニール処理が行われる。 Thus, the laser annealing process is performed on the processed entire surface.

レーザアニール処理に用いるレーザ光源として、固体レーザが用いられる場合がある。 As a laser light source used for laser annealing, there is a case where the solid-state laser is used. 固体レーザはエキシマレーザ等に比べて干渉性が高い。 Solid-state laser has a higher coherence as compared with the excimer laser. このため、固体レーザから出射したレーザビームをホモジナイザに入射させたとき、光照射領域内の光強度分布を均一に近づけることが難しい。 Therefore, when a laser beam emitted from the solid-state laser is incident on the homogenizer, it is difficult to bring the light intensity distribution of the light irradiation area uniformly.

ホモジナイザから出射したレーザビームが照射する光照射領域に干渉縞が生じているとき、レーザアニール処理では、ウェハの露光処理とは異なる課題が生じる。 When the laser beam emitted from the homogenizer interference fringe in the light irradiation area has occurred for irradiating, with a laser annealing process, different problems arise from the exposure process of the wafer. 上述したように、露光処理では、レチクルに複数ショットが照射される期間内に、レチクル表面における露光量の分布を均一化すればよい。 As described above, in the exposure process, within the time multiple shots is irradiated onto a reticle, it may be uniform exposure amount distribution on the reticle surface. しかし、レーザアニール処理では、1ショットごとにシリコン膜の溶融及び結晶化が行われる。 However, in the laser annealing process, melting and crystallization of the silicon film is carried out for each shot. このため、パルスレーザの1ショットの照射期間中に、光照射領域内の露光量の分布を均一に近づける必要がある。 Thus, in one shot irradiation period of the pulsed laser, it is necessary to bring the exposure amount distribution of the light irradiation area uniformly. 光照射領域内の露光量の分布の均一性が低いと、レーザ照射で結晶粒が成長したシリコン膜の品質の均一性を高められない。 When the uniformity of the exposure amount distribution of the light irradiation region is low, not increase the uniformity of quality of the silicon film crystal grains are grown by the laser irradiation.

本発明の一目的は、干渉縞が生じている光照射領域内の、露光量の分布を、パルスレーザの1ショットの照射期間中に、均一に近づけることができるレーザ照射方法及びその方法に用いることができるレーザ照射装置を提供することである。 One object of the present invention, the light irradiation area where interference fringes occurs, the distribution of exposure, during the irradiation period of one shot of the pulsed laser used in the laser irradiation method and method can be made more uniform it is to provide a laser irradiation apparatus capable.

本発明の他の目的は、断面内に干渉縞が生じているレーザビームを照射しても、シリコン膜の品質の均一性を低下させないレーザアニール方法を提供することである。 Another object of the present invention, even when irradiated with a laser beam interference fringe in its cross-section has occurred, it is to provide a laser annealing method does not reduce the uniformity of the quality of the silicon film.

本発明の一観点によれば、入射するレーザビームの断面内の相異なる領域を通過する成分を、共通の光照射領域に照射する光学系へ、パルスレーザビームの1ショットが入射している期間中に、該光学系へ入射したパルスレーザビームの断面内の相異なる領域を通過した成分同士が該光照射領域において干渉して生じる干渉縞を、該干渉縞の繰り返し方向に関して該干渉縞の周期以上の距離だけ移動させるレーザ照射方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, the component passing through different areas of the cross section of the laser beam incident, the optical system for irradiating a common optical irradiation region, the period in which one shot of pulse laser beam is incident during the interference fringes component having passed through different regions of the cross section of the pulse laser beam incident to the optical system is caused by interference in the light irradiation region, the period of the interference fringes with respect to the repeating direction of the interference fringes laser irradiation method of moving a distance above is provided.

本発明の他の観点によれば、レーザビームをビーム断面内で分割するアレイレンズと、該アレイレンズで分割されたレーザビームの各成分を共通の領域に照射する集光レンズとを含んで構成されるホモジナイザへ、パルスレーザビームの1ショットが入射している期間中に、該アレイレンズで分割されたレーザビームの各成分が、該ホモジナイザのホモジナイズ面上で干渉して生じる干渉縞を、該ホモジナイザに入射するパルスレーザビームの入射方向を振ることにより、該干渉縞の繰り返し方向に関して移動させるレーザ照射方法であって、該ホモジナイザが有するアレイレンズを構成する複数のレンズが、第1の方向に並ぶように配置されており、該レンズの各々の該第1の方向に関する幅をhとし、該パルスレーザビームのパルス幅を According to another aspect of the present invention, configured to include a lens array for dividing the laser beam in the beam cross-section, and a condenser lens for irradiating the components of the laser beams split by the array lens in a common area to homogenizer is, during the one-shot pulse laser beam is incident, each of the components of the laser beams split by the array lens, the interference fringes produced by interference on homogenization surface of the homogenizer, the by shaking the incident direction of the pulsed laser beam incident on the homogenizer, a laser irradiation method of moving with respect to the repeating direction of the interference fringes, a plurality of lenses constituting the lens array of the homogenizer has found the first direction are arranged side by side, the width for each of the first direction of the lens is h, the pulse width of the pulse laser beam とし、該パルスレーザビームの波長をλとしたとき、該ホモジナイザに入射する該パルスレーザビームの入射方向が振られる角速度の、該第1の方向に関する成分がλ/(th)以上になるように、該ホモジナイザに入射するパルスレーザビームの入射方向を振るレーザ照射方法が提供される。 And then, when the wavelength of the pulsed laser beam lambda, the angular velocity direction of incidence of the pulsed laser beam incident on the homogenizer is swung, as components related to the first direction is lambda / (th) or higher a laser irradiation method of swinging the incidence direction of the pulsed laser beam incident on the homogenizer are provided.

パルスレーザの1ショットの照射期間中に光照射領域内に照射される露光量の分布が均一に近づく。 Is the amount of exposure distribution irradiating the light irradiation region in one shot irradiation period of the pulsed laser approaches uniform. 本発明の一観点または他の観点によるレーザ照射方法を、例えば、シリコン結晶粒を成長させるレーザアニール処理に用いれば、パルスレーザビームの照射で結晶粒が成長したシリコン膜の品質を均一に近づけられる。 The laser irradiation method according to an aspect or another aspect of the present invention, for example, be used in the laser annealing process of growing a silicon crystal grains are uniformly close to the quality of the silicon film crystal grains are grown with the irradiation of the pulsed laser beam .

図1は、本発明の実施例によるレーザ照射装置を概略的に示す。 1, the laser irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention is shown schematically. 以下、このレーザ照射装置を、基板表面に形成されたシリコン膜の結晶粒を成長させるレーザアニール処理に用いる場合を例に説明を進める。 Hereinafter, the laser irradiation device, advances the described example the case of using the laser annealing to grow crystal grains of the silicon film formed on the substrate surface.

レーザ光源1が、パルスレーザビームを出射する。 Laser light source 1 emits a pulsed laser beam. レーザアニール処理を行う場合、レーザビームの波長は340nm〜900nmの範囲内にあることが好ましい。 When performing laser annealing process, it is preferred wavelength of the laser beam is within the range of 340Nm~900nm. レーザ光源1は、例えば、高調波発生ユニットを含む固体レーザである。 The laser light source 1 is, for example, a solid-state laser including a harmonic generation unit. 制御装置3が、所望のパルス周期でパルスレーザビームが出射されるように、レーザ光源1を制御する。 Control unit 3, the pulse laser beam at a desired pulse period as is emitted, controls the laser light source 1. レーザ光源1から出射したレーザビームが、レーザビームの進行方向を少なくとも1次元方向に振るビーム走査器2に入射する。 The laser beam emitted from the laser light source 1 is incident on the beam scanner 2 swinging the traveling direction of the laser beam in at least one-dimensional direction. ビーム走査器2として、例えば、電気光学偏向器やポリゴンミラーを用いることができる。 As beam scanner 2, for example, it may be used an electro-optical deflector, a polygon mirror. 制御装置3が、所望のタイミングで所望の方向にレーザビームの進行方向が振られるように、ビーム走査器2を制御する。 Control unit 3, as the traveling direction of the laser beam is deflected in a desired direction at a desired timing, controlling the beam scanner 2.

ビーム走査器2から出射したレーザビームが、ホモジナイザ4に入射する。 The laser beam emitted from the beam scanner 2 is incident on the homogenizer 4. ホモジナイザ4は、入射したレーザビームをそのビーム断面内で複数の成分に分割するアレイレンズ4aと、アレイレンズ4aで分割された成分を共通の領域に照射する集光レンズ4bとを含んで構成される。 Homogenizer 4 is configured to include a lens array 4a for dividing the laser beam incident on a plurality of components within the beam cross section, and a condenser lens 4b for irradiating the split components in array lens 4a in the common area that. ホモジナイザ4が、そのホモジナイズ面において、レーザビームの断面形状を一方向に長い形状に整形する。 Homogenizer 4 is in its homogenization plane, for shaping the laser beam cross-sectional shape elongated in one direction.

ホモジナイザ4から出射したレーザビームが、折り返しミラー5で反射され、表面に非晶質または多結晶のシリコン膜が形成された基板6に照射される。 The laser beam emitted from the homogenizer 4 is reflected by the folding mirror 5, amorphous or polycrystalline silicon film is irradiated to a substrate 6 formed on the surface. 基板6の表面が、ホモジナイザ4のホモジナイズ面に配置される。 The surface of the substrate 6 is placed in homogenization surface of the homogenizer 4. XYステージ7が、基板6を保持する。 XY stage 7 holds the substrate 6. XYステージ7は、基板6の表面に平行な2次元方向に、基板6を移動させることができる。 XY stage 7, a two-dimensional direction parallel to the surface of the substrate 6, it is possible to move the substrate 6.

パルスレーザの1ショットで照射される光照射領域が、その長尺方向に直交する方向に基板上を移動するように、基板6を移動させながら、パルスレーザビームの照射を繰り返す。 Light irradiation area irradiated by one shot of pulse laser so as to move on the substrate in the direction perpendicular to the longitudinal direction, while moving the substrate 6, repeated irradiation of the pulsed laser beam. 基板6の移動速度は、パルスレーザのある1ショットにより照射される光照射領域とその次の1ショットにより照射される光照射領域とが、一部分において重なる程度とする。 Moving speed of the substrate 6, a light irradiation area irradiated by the light irradiation area and the next 1 shot irradiated by one shot of pulse laser, the extent to which overlap in part. このようにして、被加工面全面にレーザアニール処理が行われる。 Thus, the laser annealing process is performed on the processed entire surface.

基板6にパルスレーザの各ショットが照射される期間中、ビーム走査器2がレーザビームの進行方向を振ることにより、基板上の光照射領域が、その長尺方向に微小距離(例えば数十μm)だけ移動する。 During each shot of the pulsed laser to the substrate 6 is irradiated by the beam scanner 2 swings the traveling direction of the laser beam, the light irradiation region on the substrate, the longitudinal direction in a small distance (e.g. several tens of μm ) only to move.

次に、図2(A)及び図2(B)を参照して、ホモジナイザ4についてさらに説明する。 Next, referring to FIG. 2 (A) and FIG. 2 (B), the further described homogenizer 4. ビーム走査器がレーザビームの進行方向を振らないとき(レーザビームを偏向させないとき)にホモジナイザ4に入射するレーザビームの進行方向をZ軸正方向とし、ビーム走査器がレーザビームの進行方向を振る方向をY軸方向とするXYZ直交座標系を考える(ビーム走査器により、レーザビームの進行方向がYZ面内に平行な方向に振られる)。 The traveling direction of the laser beam the beam scanner is incident on the homogenizer 4 when not shake the traveling direction of the laser beam (when not to deflect the laser beam) and Z-axis positive direction, the beam scanner shakes the traveling direction of the laser beam Given the XYZ orthogonal coordinate system with the direction and Y-axis direction (the beam scanner, the traveling direction of the laser beam is deflected in a direction parallel to the YZ plane). 図2(A)及び図2(B)は、それぞれ、ホモジナイザ4を通過するレーザビームの経路を、X軸に平行な視線で見た概略図及びY軸に平行な視線で見た概略図である。 FIG. 2 (A) and FIG. 2 (B), respectively, the path of the laser beam passing through the homogenizer 4, a schematic view seen in a parallel line of sight in the schematic diagram and the Y-axis as viewed in a parallel line of sight to the X-axis is there.

図2(A)に示すように、アレイレンズ4aが、7つの等価なレンズ4aa〜4agから構成される。 As shown in FIG. 2 (A), array lens 4a is comprised of seven equivalent lens 4Aa~4ag. 各レンズ4aa〜4agはX軸方向に細長い柱状で、レンズ4aa〜4agはY軸方向に配列している。 Each lens 4aa~4ag is an elongated columnar in the X-axis direction, the lens 4aa~4ag are arranged in the Y-axis direction. レンズ4aa〜4agのY軸方向に関する幅がそれぞれhである。 Width in the Y-axis direction of the lens 4aa~4ag is h, respectively.

アレイレンズ4aに、Z軸の負側(図の左方)からレーザビームが入射する。 The array lens 4a, the laser beam is incident from the negative side of the Z-axis (leftward in the drawing). 入射するレーザビームの断面内の光強度分布は、例えばガウス分布で近似される。 Light intensity distribution in the cross section of the laser beam incident is approximated, for example, a Gaussian distribution. ビーム断面の中心部分が、アレイレンズ4aの中央に配置されたレンズ4adを透過するように、レーザビームとアレイレンズ4aの相対位置が調節されている。 Central part of the beam cross-section, so as to transmit a lens disposed 4ad the center of the array lens 4a, the relative position of the laser beam and the array lens 4a is adjusted.

図には、アレイレンズ4aの中央に配置されたレンズ4adと、両端に配置されたレンズ4aa及び4agに入射する成分の経路のみを代表して示す。 Figure A shows a representative lens 4ad disposed in the center of the array lens 4a, only the path component incident on the lens 4aa and 4ag arranged at both ends. ビーム走査器がレーザビームを偏向させないときの経路を実線で示し、ビーム走査器がレーザビームをZ軸に対して角度θだけ偏向させたときの経路を点線で示す。 Shows the path of the beam scanner is not deflect the laser beam in a solid line indicates the path of the beam scanner is to deflect the laser beam by an angle θ with respect to the Z-axis by a dotted line.

各レンズ4aa〜4agが、入射した成分をYZ面内において収束させる。 Each lens 4aa~4ag is to converge the incident component in the YZ plane. これにより、アレイレンズ4aに入射したレーザビームが、レンズ4aa〜4agに対応した7つの収束光線束に分割される。 Thus, the laser beam incident on the array lens 4a is divided into seven converging light beams corresponding to the lens 4Aa~4ag. なお、XZ面内においては、レンズ4aa〜4agは、入射した成分の収束及び発散に影響を与えない。 In the XZ plane, the lens 4aa~4ag does not affect the convergence and divergence of the incident component.

アレイレンズ4aから出射した7つの収束光線束は、それぞれ集光レンズ4bの前方でY軸方向に関する幅を最小にする。 Seven converging light beams emitted from the array lens 4a is in front of each condensing lens 4b to minimize the width in the Y axis direction. この位置は、集光レンズ4bの入射側焦点よりもレンズに近い。 This position is closer to the lens than the incident-side focal point of the condenser lens 4b. このため、集光レンズ4bを透過した7つの光線束は、YZ面内に関してそれぞれ発散光線束となる。 Therefore, seven light flux transmitted through the condensing lens 4b is a respective divergent light beam with respect to the YZ plane. 集光レンズ4bを透過した7つの発散光線束が、ホモジナイズ面4cにおいて重なる。 Seven divergent light flux transmitted through the condensing lens 4b overlaps the homogenized face 4c. ホモジナイズ面4cは、集光レンズ4bの後側焦点の位置に画定される。 Homogenization surface 4c is defined at the position of the rear focal point of the condenser lens 4b. なお、図1に示すレーザ照射装置では、ホモジナイザ4の集光レンズ4bから折り返しミラー5を経て基板6の表面に至る光路の長さが、集光レンズ4bの後側の(像空間側の)焦点距離fとなるように調節されている。 In the laser irradiation apparatus shown in FIG. 1, the length of the optical path on the surface of the substrate 6 via the folding mirror 5 from the condenser lens 4b of the homogenizer 4, on the rear side of the condenser lens 4b (the image space side) It is adjusted such that the focal length f. これにより、基板表面がホモジナイズ面上に配置される。 Thus, the substrate surface is disposed on a homogenization plane.

なお、ホモジナイザ4は、XZ面内においてレーザビームを収束させるアレイレンズ4dも有する。 Incidentally, the homogenizer 4 also has an array lens 4d to focus the laser beam in the XZ plane. アレイレンズ4dは、YZ面内においては、レーザビームの収束及び発散に影響を与えない。 Array lens 4d, in the YZ plane, does not affect the convergence and divergence of the laser beam.

図2(B)に示すように、アレイレンズ4dは、Y軸方向に細長い柱状のレンズが、X軸方向に7つ配列して構成され、集光レンズ4bの前方(レーザ光源側)に配置される。 As shown in FIG. 2 (B), array lens 4d is elongated columnar lens in the Y-axis direction, it is constructed by seven sequences in the X-axis direction, disposed in front (the laser light source side) of the converging lens 4b It is. ホモジナイザ4に入射したレーザビームが、アレイレンズ4dを構成する各レンズに対応した7つの収束光線束に分割される。 The laser beam incident on the homogenizer 4 is divided into seven converging light beams corresponding to the lenses constituting the lens array 4d. なお図には、中央と両端の光線束のみを代表して示す。 Note in the figure, shown as a representative only of the light beams of the center and both ends. これらの収束光線束は、それぞれ、集光レンズ4bの入射側焦点より前方でX軸方向に関する幅を最小にした後、発散光線束となって、集光レンズ4bに入射する。 These convergent light beams, respectively, after the width in the X-axis direction to a minimum in front of the entrance side focal point of the condenser lens 4b, become divergent light beams, incident on the condenser lens 4b. 集光レンズ4bを透過した光線束が、それぞれ収束光線束となる。 Light flux transmitted through the condensing lens 4b becomes respectively converging light beam. 集光レンズ4bを透過したこれらの収束光線束が、ホモジナイズ面4cにおいて重なる。 These converging light flux transmitted through the condensing lens 4b overlaps the homogenized face 4c.

ホモジナイズ面4c上の光照射領域のY軸方向の長さLyは、アレイレンズ4aの各レンズのY軸方向に関する幅h、アレイレンズ4aの各レンズの焦点距離fa、集光レンズ4bの焦点距離fを用いて、 The length Ly of the Y-axis direction of the light irradiation region on homogenization surface 4c, the width h in the Y-axis directions of the lenses of the lens array 4a, the focal length fa of the lens array lens 4a, the focal length of the condenser lens 4b by using the f,

と表され、ホモジナイズ面4c上の光照射領域のX軸方向の長さLxは、アレイレンズ4dの各レンズのX軸方向に関する幅hd、アレイレンズ4dの各レンズの焦点距離fd、集光レンズ4bの焦点距離fを用いて、 Is expressed as the length Lx of the X-axis direction of the light irradiation region on homogenization surface 4c has a width hd X-axis directions of the lenses of the array lens 4d, the focal length fd, the condenser lens of the lenses in the array lens 4d using focal length f of 4b,

と表される。 Denoted.

ホモジナイズ面4cの光照射領域がY軸方向に広く(Lyが長く)、X軸方向に狭い(Lxが短い)細長い形状となるように、h、fa、hd、fdが設定される。 Light irradiation area of ​​the homogenization surface 4c is wide in the Y-axis direction (Ly is long), so that a narrow (Lx is shorter) elongated in the X-axis direction, h, fa, hd, fd is set. このようにして、ホモジナイザ4が、ビーム断面を一方向に長い形状に整形する。 In this way, the homogenizer 4, shaped into a long shape beam cross-section in one direction.

ホモジナイズ面4c上の光照射領域内の、Y軸方向に関する光強度分布は、レンズ4aa〜4agに各々入射する成分の光強度分布を、それぞれ光照射領域に対応するように、Y軸方向に引き伸ばして重ねた分布になる。 On homogenization surface 4c of the light irradiation area, the light intensity distribution in the Y-axis direction, the light intensity distribution of the components of each incident on the lens 4Aa~4ag, so that each correspond to the light irradiation region, stretching in the Y-axis direction It becomes distribution of extensive Te.

レンズ4aaと4ag、レンズ4abと4af、レンズ4acと4aeは、それぞれ、入射光の断面の中心部分が透過するレンズ4adから等しい距離に配置されている。 Lens 4aa and 4ag, lens 4ab and 4af, lens 4ac and 4ae, respectively, the central portion of the cross-section of the incident light are arranged at equal distances from the lens 4ad that transmits. これにより、レンズ4aaと4agにそれぞれ入射する光線束の光強度分布が、互いにY軸方向に関して反転した関係を有し、レンズ4abと4afにそれぞれ入射する光線束の光強度分布が、互いにY軸方向に関して反転した関係を有し、レンズ4acと4aeにそれぞれ入射する光線束の光強度分布が、互いにY軸方向に関して反転した関係を有する。 Thus, the light intensity distribution of the light beam entering each of the lens 4aa and 4ag has an inverted relationship with respect to the Y-axis directions, the light intensity distribution of the light beam entering each of the lens 4ab and 4af is, Y-axis with each other has an inverted relationship with respect to the direction, the light intensity distribution of the light beam entering each of the lens 4ac and 4ae has an inverted relationship with respect to the Y-axis direction. これらの光線束の光強度分布が重なることにより、ホモジナイズ面4c上の光照射領域内のY軸方向に関する光強度分布が、均一に近づく。 By light intensity distribution of these light beams overlap, the light intensity distribution in the Y-axis direction of the light irradiation area on the homogenization surfaces 4c, approaches uniform.

なお、レーザビームをXZ面で収束させるアレイレンズ4d及び集光レンズ4bの作用により、ホモジナイズ面4c上の光照射領域内のX軸方向に関する光強度分布も、均一に近づく。 Incidentally, by the action of the array lens 4d and the condenser lens 4b for converging the laser beam in the XZ plane, also the light intensity distribution in the X-axis direction of the light irradiation area on the homogenization surfaces 4c, approaches uniform.

このように、ホモジナイザ4は、光照射領域内の光強度分布を均一化するが、レーザビームの可干渉性により、以下に説明するように、光強度分布の均一性が低下する。 Thus, the homogenizer 4 is to equalize the light intensity distribution of the light irradiation region, the coherence of the laser beam, as described below, uniformity of the light intensity distribution is reduced. ホモジナイズ面4c上の光照射領域内では、ホモジナイザ4に入射するレーザビームの断面内の相異なる領域を通過した成分同士が重なる。 The light irradiation area on the homogenization surfaces 4c, components having passed through different regions of the cross section of the laser beam incident on the homogenizer 4 overlap. レーザビームの可干渉性により、レーザビームの断面内の相異なる領域を通過した成分同士が干渉すると、光照射領域内に干渉縞が発生する。 The coherence of the laser beam, the components having passed through different regions in the laser beam cross section is interference, the interference fringes in the light irradiation area. 干渉縞が発生すると、光照射領域内の強度が振動的に変動する。 When the interference fringes, the intensity of the light irradiation region fluctuates vibratingly.

図3は、特に高い干渉性を有するレーザビーム(例えば、固体レーザの中でも特に干渉性が高いYAGレーザから出射されるレーザビーム(例えば、YAGレーザの第2高調波))をホモジナイザ4に入射させた場合に、ホモジナイズ面上において光照射領域の長尺方向(図2(A)のY軸方向)に生じた干渉縞(繰り返し方向が長尺方向に一致する干渉縞)を示す光強度分布のグラフである。 3, are incident laser beam (e.g., laser beam, particularly coherent among the solid-state laser is emitted from the high YAG laser (e.g., second harmonic) of YAG laser) to the homogenizer 4, which have a particularly high coherence when the elongated direction of the light irradiation region on the homogenized plane (Fig. 2 Y-axis direction (a)) in the resulting interference fringes of light intensity distribution indicating a (repeat direction interference pattern that matches the longitudinal direction) it is a graph. グラフの横軸が、μm単位で表した光照射領域内の長尺方向に関する(相対)位置を示し、縦軸が任意単位で表した強度を示す。 The horizontal axis of the graph indicates a (relative) position with respect to the longitudinal direction of the light irradiation area, expressed in μm units, indicating the intensity of the vertical axis is expressed in arbitrary units. 20μmの周期で、強度が増減している。 In a cycle of 20 [mu] m, the strength is increased or decreased.

レーザビームの断面内のある領域を通過する成分は、その領域と相対的に近い領域を通過する成分とは干渉しやすく、その領域と相対的に遠い領域を通過する成分とは干渉しにくい。 Component passing through the region of the laser beam cross-section, tends to interfere with component passing through the relatively close region and the region, it is difficult to interfere with a component passing through the relatively far region and that region. 例えば、図2(A)に示すレンズ4aaを透過する成分は、レンズ4aaに最近接するレンズであるレンズ4abを透過する成分と最も干渉しやすい。 For example, components transmitted through the lens 4aa shown in FIG. 2 (A), the most likely interfere with the component transmitted through the lens 4ab, a recently contact lenses to the lens 4aa. それに比べると、レンズ4aaとレンズ4abを隔てて隣り合うレンズ4acを透過する成分とは干渉しにくい。 Compared to it, component and hardly interfere passing through the lens 4ac adjacent separating the lens 4aa and lens 4ab.

ホモジナイズ面4c上の光照射領域内では、レンズ4aa〜4agのうち互いに最近接するレンズを透過した成分同士が形成する干渉縞や、レンズ4aa〜4agのうちレンズ1つを隔てて隣り合うレンズを透過した成分同士が形成する干渉縞等が重なり合う。 The light irradiation area on the homogenization plane 4c, and the interference fringes components with each other to form transmitted through the lens closest to each other among the lenses 4Aa~4ag, the adjacent lenses at a single lens 1 of the lens 4Aa~4ag transmission interference fringes or the like overlap the components each other and form. 個々の干渉縞の強度の振幅について考えると、レンズ4aa〜4agのうち互いに最近接するレンズを透過した成分同士が形成する干渉縞の振幅が最も大きい。 Considering the amplitude of the intensity of the individual interference fringes, it is the largest amplitude of the interference fringes components with each other to form transmitted by the recent contact lens to each other among the lenses 4Aa~4ag.

互いに最近接するレンズを透過した成分同士が形成する干渉縞の周期p(つまり、強度がピークとなる位置の間隔)は、各レンズ4aa〜4agのY軸方向に関する幅をhとし、集光レンズ4bの後側(像空間側)の焦点距離をfとし、レーザビームの波長をλとしたとき、 Period p of the interference pattern (i.e., distance between the position where the intensity reaches a peak) to form the component with each other transmitted through the lens closest to each other, the width in the Y-axis direction of the lens 4aa~4ag and is h, the condenser lens 4b after the focal length of the side (image space side) is f, when the wavelength of the laser beam was λ of,

と表される。 Denoted.

なお、式(1)の右辺の分母は、隣り合うレンズ同士の、Y軸方向に関する中心間の距離を示す。 Note that the denominator of the right side of the equation (1) indicates a distance between centers between adjacent lenses, the Y-axis directions. 例えば、レンズ1つを隔てて隣り合うレンズを透過した成分同士が形成する干渉縞の周期は、式(1)の右辺の分母にhの2倍である2hを代入して求めることができる。 For example, the period of the interference fringe component among transmitted through the adjacent lens at a single lens 1 is formed, can be obtained by substituting 2h is twice the h in the denominator of the right side of the equation (1). この周期は、最近接するレンズを透過した成分同士が形成する干渉縞の周期の半分となる。 This period is half the period of the interference fringe component among transmitted through the recently contact lenses are formed. このように、互いに干渉する成分がそれぞれ透過するレンズ同士の距離が離れるほど、干渉縞の周期が短くなる。 Thus, the farther the distance between lenses of interfering components from each other is transmitted each period of the interference fringes is reduced.

ホモジナイズ面上の光照射領域内の干渉縞は、互いに異なる周期と互いに異なるピーク強度を持つ複数の干渉縞が重ね合わされて形成される。 Interference fringes of light irradiation area on the homogenization surface is formed by superimposed plurality of interference fringes having different peak intensities and different periods from each other. このため、図3に示すように、光照射領域内の干渉縞の強度分布は複雑な形状となる。 Therefore, as shown in FIG. 3, the intensity distribution of the interference fringes of the irradiation region becomes complicated shape. 重ね合わされる個々の干渉縞のうち、最も周期が長く最もピーク強度が高いのが、互いに最近接するレンズを透過した成分同士が形成する干渉縞である。 Of the individual interference fringes are superimposed, the most period longer highest peak intensity is high, the interference fringes formed by the components with each other transmitted through the lens closest to each other. 他の干渉縞は、それに比べると、周期が短く、ピーク強度が低い。 Other fringe, compared to, period is short, the peak intensity is low. 光照射領域内の(個々の干渉縞が重ね合わされた)干渉縞の周期は、互いに最近接するレンズを透過した成分同士が形成する干渉縞の周期pと一致する。 Period of (individual interference fringes are superimposed) interference fringes of light irradiation region is consistent with the period p of the interference fringes formed by the components with each other transmitted through the lens closest to each other.

図3のグラフにおいて、強度が450〜500程度であるピークの位置が、レンズ4aa〜4agのうち互いに最近接するレンズを透過した成分同士が形成する干渉縞の強度のピークの位置に対応する。 In the graph of FIG. 3, the intensity peak positions is approximately 450 to 500 corresponds to the position of the peak of the intensity of the interference fringes components transmitted through each other to form a recent contact lens to each other among the lenses 4Aa~4ag. 式(1)から、図3に示す干渉縞の周期pを求めることができる。 From equation (1) it is possible to find the period p of the interference fringes shown in Fig. 図3に示す干渉縞は、レンズの幅hが5mm、焦点距離fが188mm、波長λが532nmの場合に対応し、周期pは、(1)式より20μmと求められる。 Interference fringes shown in FIG. 3, the width h is 5mm lens, the focal length f 188 mm, the wavelength λ corresponds to the case of 532 nm, the period p can be determined and 20μm equation (1).

パルスレーザの1ショットが照射されている期間中に、ホモジナイズ面上の光照射領域内に生じている干渉縞を、干渉縞の繰り返し方向へ、干渉縞の1周期だけ移動させたときの露光量について考察する。 During the one-shot pulse laser is irradiated, the exposure amount when the interference fringes occurring in the light irradiation area on the homogenization plane, the repeat direction of the interference fringes, is moved by one period of the interference fringes It will be considered. このとき、ホモジナイズ面上のある光照射位置に照射される光の強度が、干渉縞の1周期分の光強度分布にしたがって変化する。 At this time, the intensity of the light irradiated to the light irradiation position on the homogenization surface changes according to the light intensity distribution of one period of the interference fringes. これにより、この位置に照射される光の強度を時間的に平均した値が、干渉縞の1周期分の強度を空間的に平均した値とほぼ等しくなる。 Thus, the value of the intensity of light averaged temporally emitted in this position is approximately equal to the spatially averaged values ​​the intensity of one period of the interference fringes. ホモジナイズ面上の他の光照射位置についても、同様に、そこに照射される光の強度を時間的に平均した値が、干渉縞の1周期分の強度を空間的に平均した値とほぼ等しくなる。 For even other light irradiation position on homogenization surface, Similarly, the value of the intensity of light averaged temporally irradiated thereto is substantially equal to the average value of the intensity of one cycle spatially fringe Become.

このようにして、1ショットの照射期間中に干渉縞を移動させることにより、ホモジナイズ面上の光照射領域内の各位置に照射される光の、時間に関する平均的な強度が、一定の値に近づく。 In this way, by moving the interference fringes during the irradiation period of one shot, the light applied to the positions of the light irradiation area on the homogenization plane, an average intensity with respect to time, a constant value approaches. つまり、1ショットの照射期間中に、光照射領域内の露光量の分布が均一に近づく(均一化される)。 In other words, during the irradiation period of one shot, the exposure amount distribution of the light irradiation area approaches uniform (made uniform). なお、1ショットの照射期間中に干渉縞を移動させる距離は、干渉縞の1周期と一致させなくてもよく、干渉縞の1周期以上であれば、露光量の分布の均一化が良好に行われる。 The distance to move the interference fringes during the irradiation period of one shot may not match the one period of the interference fringes, if more than one period of the interference fringes, better uniformity of the exposure amount distribution It takes place.

なお、上述したように、光照射領域内には複数の干渉縞が重ね合わせられているが、光照射領域内に重ね合わされる個々の干渉縞の周期は、個々の干渉縞が重ね合わされた干渉縞の周期以下であるので、個々の干渉縞が重ね合わされた干渉縞の1周期以上の距離だけ干渉縞を移動させれば、個々の干渉縞の各々について、露光量の分布が均一に近づく。 As described above, although the light irradiation area are superimposed a plurality of interference fringes, the period of the individual interference fringes superimposed on the light irradiation area, superimposed individual fringe interference since the following period of the fringes, it is moved only interference fringes least one cycle of distances of interference fringes individual interference fringes superimposed, for each individual interference fringe, the exposure amount distribution approaches uniform.

ホモジナイザに入射するレーザビームの進行方向が微小な角度だけ振られたとき、ホモジナイズ面上の光照射領域が移動するとともに、光照射領域内の干渉縞も、形を変えずに移動する。 When the traveling direction of the laser beam entering the homogenizer is swung by a small angle, with the light irradiation region on homogenization surface moves, the interference fringes of the irradiation region is also moved without changing its shape. 図2(A)に示すように、レーザビームの進行方向がYZ面内でZ軸に対して微小な角度θだけ振られたとき、ホモジナイズ面4c上の光照射領域及びその内部に生じた干渉縞が、Y軸方向にftanθだけ移動する。 As shown in FIG. 2 (A), interference traveling direction of the laser beam when swung by a minute angle θ to the Z axis in the YZ plane, generated in the light irradiation area and the interior thereof on the homogenized face 4c stripes, moved by ftanθ in the Y-axis direction.

パルスレーザの1ショットの照射期間中に、光照射領域の長尺方向(Y軸方向)に生じている干渉縞を、その周期p以上の距離だけ、Y軸方向へ移動させれば、ホモジナイズ面4c上におけるY軸方向の露光量の分布を均一化できる。 During the irradiation period of one-shot pulse laser, the interference fringes occurring in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the light irradiation area, by a distance of more than the period p, is moved in the Y-axis direction, homogenized surface It can be made uniform distribution of the Y-axis direction of the exposure amount on 4c. 以下、このようにできる条件を考察する。 Hereinafter, consider the conditions that can in this way.

レーザビームの進行方向がθだけ振られたときの、干渉縞の移動距離はftanθである。 When the traveling direction of the laser beam is swung by theta, the movement distance of the interference fringe is Ftanshita. ここで、θが微小であると仮定すると、干渉縞の移動距離はfθと近似される。 Here, θ is assumed to be small, the moving distance of the interference fringe is approximated as f [theta].

干渉縞の移動速度vは、θの時間微分を角速度ωとして、 Moving velocity v of the interference fringes, as an angular velocity ω the time derivative of θ,

と表される。 Denoted.

露光量の分布が均一化される条件は、パルスレーザビームのパルス幅をtとして、 Conditions exposure amount distribution is uniform, the pulse width of the pulse laser beam as t,

と表される。 Denoted. 式(3)に式(1)と式(2)とを代入して整理すると、露光量の分布が均一化される条件として、 Rearranging the equation (3) by substituting the equations (1) and formula (2), as a condition for exposure distribution is made uniform,

が導かれる。 It is derived. パルス幅tの間に、式(4)を満たす角速度ωでレーザビームの進行方向を振れば、干渉縞をその周期p以上の距離だけ移動させることができる。 During the pulse width t, if shake the traveling direction of the laser beam at an angular velocity ω satisfying the equation (4), the interference fringes can be moved by a distance of more than the period p.

例えば、レーザビームの波長λが500nmであり、パルス幅が100nsであり、レンズの幅hが5mmであるとき、これらを式(4)に代入して、 For example, the wavelength λ is 500nm laser beam, a pulse width of 100 ns, when the width h of the lens is 5 mm, are substituted into these formulas (4),

という条件が得られる。 Conditions is obtained that. なお、式(5)の両辺の単位はrad/sである。 The unit of both sides of the equation (5) is a rad / s. パルス幅100nsの間に1000rad/sの角速度でレーザビームの進行方向を振れば、干渉縞が1周期(距離p)だけ移動する。 If shake the traveling direction of the laser beam at an angular velocity of 1000 rad / s during the pulse width 100 ns, the interference fringe moves by one period (distance p). このとき、レーザビームの進行方向は100μradだけ振られる。 At this time, the traveling direction of the laser beam is deflected by 100Myurad. なお、レーザビームの進行方向が振られる角度が微小であるので、tanθをθと近似しても構わない。 Since the angle at which the traveling direction of the laser beam is deflected is small, it may be approximated to θ a tan .theta.

以下、さらに具体的に、ビーム走査器として電気光学偏向器またはポリゴンミラーを用いて、干渉縞を移動させ、露光量の分布を均一化する方法について説明する。 Hereinafter, More specifically, by using an electro-optical deflector or a polygonal mirror as a beam scanner, the interference fringes are moved, a method for equalizing the distribution of the exposure amount. なお、式(5)を導いたときと同様に、レーザビームの波長λが500nmであり、パルス幅が100nsであり、レンズの幅hが5mmであるとする。 Incidentally, similarly to the case that led to Equation (5), the wavelength of the laser beam λ is 500 nm, the pulse width is 100 ns, the width h of the lens is assumed to be 5 mm. また、パルス周期が1ms(パルス周波数が1kHz)であるとする。 Further, the pulse period is assumed to be 1 ms (the pulse frequency 1 kHz).

まず、ビーム走査器として電気光学偏向器を用いる場合について説明する。 First, a description will be given of a case of using the electro-optical deflector as the beam scanner. 電気光学偏向器は、電圧印加により屈折率が変化する電気光学結晶を含んで構成され、電気光学結晶に印加する電圧に比例する角度だけ、入射したレーザビームの進行方向を振る。 Electro-optical deflector is configured to include an electro-optical crystal whose refractive index changes by applying voltage, by an angle proportional to the voltage applied to the electro-optical crystal, shake the traveling direction of the laser beam incident. 電気光学偏向器に、ドライバを介して電圧が印加される。 The electro-optical deflector, a voltage is applied through the driver.

例えば、電気光学偏向器としてCONOPTICS社のModel311Aを用い、ドライバとして同社のModel301を用いる。 For example, using the CONOPTICS's Model311A as an electro-optical deflector, using its Model301 as a driver. この電気光学偏向器は、単位電圧(1V)を印加されるごとに、レーザビームの進行方向を3.0μradだけ振る。 The electro-optic deflectors, each time it is applied to the unit voltage (1V), shake the traveling direction of the laser beam only 3.0Myurad. また、このドライバを用いると、最短で80nsの間に、最大で−200Vから200Vまで(最大の電圧差として400Vまで)電気光学偏向器の印加電圧を変化させることができる。 Moreover, the use of this driver can be between 80ns shortest, most from -200 V (to 400V as the maximum voltage difference) until 200V changing the applied voltage of the electro-optical deflector. これらの電気光学偏向器とドライバを用いた場合、レーザビームの進行方向が振られる最大の角速度ω MAXは、 When using these electro-optical deflector and the driver, the maximum angular velocity omega MAX traveling direction of the laser beam is swung in,

となる。 To become.

干渉縞を1周期だけ移動させるには、式(5)からわかるように、パルス幅100nsの間に、レーザビームの進行方向を100μradだけ振ればよい(角速度は1000rad/s)。 The interference fringes move by one period of the formula As can be seen from (5), between the pulse width 100 ns, the traveling direction of the laser beam may shake only 100Myurad (angular velocity 1000 rad / s). よって、パルス幅100nsの間に、電気光学偏向器の印加電圧を33.3Vだけ変化させれば、レーザビームの進行方向が100μradだけ振れ、干渉縞を1周期(距離p)だけ移動させることができる。 Thus, during the pulse width 100 ns, if by changing the voltage applied to the electro-optical deflectors only 33.3V, shake traveling direction of the laser beam only 100Myurad, the interference fringes to move by one period (distance p) it can.

なお、パルス幅100nsの間に、電気光学偏向器の印加電圧を33.3×N(Nは自然数)Vだけ変化させれば、レーザビームの進行方向が100×Nμradだけ振れ、干渉縞をN周期(距離p×N)だけ移動させることができる。 Between the pulse width 100 ns, if (N is a natural number) 33.3 × N the applied voltage of the electro-optical deflector by changing only V, shake traveling direction of the laser beam is only 100 × Nμrad, the interference fringe N it can be moved by the period (distance p × N). ただし、ドライバが発生できる最大電圧と最小電圧との差は400V(=33.3×12V)であるので、Nの最大値は12となる。 However, since the difference between the maximum voltage and the minimum voltage driver can generate a 400V (= 33.3 × 12V), the maximum value of N is 12. つまり、上述のような電気光学偏向器とドライバを用いた場合、パルス幅100nsの間に、最大で12周期まで干渉縞を移動させることができる。 That is, when using the electro-optical deflector and the driver as described above, during the pulse width 100 ns, it is possible to move the interference fringes maximum of 12 cycles. なお、1ショットの照射期間中の干渉縞の移動距離は、周期pの整数倍としなくてもよい。 The movement distance of the interference fringe in the irradiation period of one shot may not be an integer multiple of the period p.

パルスレーザビームは、1msごとに電気光学偏向器に入射する。 Pulse laser beam is incident on the electro-optical deflector for each 1 ms. このパルス周期に同期して、レーザビームの進行方向が振られるように、図1に示す制御装置3が、ドライバを制御する。 In synchronism with this pulse period, as the traveling direction of the laser beam is swung, the control device 3 shown in FIG. 1, for controlling the driver. ドライバは、例えば、100ns当たり33.3V増加する割合で所定期間だけ電圧が増加した後、100ns当たり33.3V減少する割合で所定期間だけ電圧が減少するような三角波を、電気光学偏向器に印加する。 Driver applied, for example, by increasing the voltage by a predetermined period at a rate that increases 33.3V per 100 ns, a triangular wave as only voltage decreases a predetermined period at a rate that decreases 33.3V per 100 ns, the electro-optical deflector to.

例えば、印加電圧が増加している期間中に、パルスレーザビームの第1のショットが照射され、印加電圧が減少している期間中に、第1のショットの次のショットである第2のショットが照射されるように、三角波の周期を設定する。 For example, during periods when the applied voltage is increased, it is irradiated first shot of the pulsed laser beam, during a period when the applied voltage is reduced, the second shot is a next shot of the first shot so they are irradiated, is set the period of the triangular wave. このとき、第1のショットの照射期間中に、印加電圧が33.3Vだけ増加する。 In this case, during the irradiation period of the first shot, the applied voltage is increased by 33.3V. これにより、干渉縞が、例えば図2(A)のY軸正方向に干渉縞の1周期だけ移動する。 Accordingly, the interference fringe moves by one cycle of the Y axis positive direction to the interference fringe of example FIG. 2 (A). また、第2のショットの照射期間中に、印加電圧が33.3Vだけ減少する。 Further, during the irradiation period of the second shot, the applied voltage is reduced by 33.3V. これにより、干渉縞が、例えば図2(A)のY軸負方向に干渉縞の1周期だけ移動する。 Thus, the interference fringes are moved by the Y-axis 1 cycle of negative interference fringes, for example FIG. 2 (A).

また例えば、印加電圧が増加している期間中に、第1及び第2のショットが照射されるように、三角波の周期を設定する。 Further, for example, during the period when the applied voltage is increased, so that the first and second shot is illuminated, sets the period of the triangular wave. このとき、第1及び第2のショットのそれぞれの照射期間中に、印加電圧が33.3Vだけ増加する。 In this case, during each irradiation period of the first and second shot, the applied voltage is increased by 33.3V. これにより、第1及び第2のショットのそれぞれの照射期間中に、干渉縞が、例えば図2(A)のY軸正方向に干渉縞の1周期だけ移動する。 Thus, during each irradiation period of the first and second shot, the interference fringes move by one period of the Y axis positive direction to the interference fringe of example FIG. 2 (A).

次に、ビーム走査器としてポリゴンミラーを用いる場合について説明する。 Next, the case where using a polygon mirror as a beam scanner. ポリゴンミラーは、側面がミラーである正多角柱状の構造体である。 Polygon mirror is a regular polygonal prism-shaped structure side is a mirror. ポリゴンミラーが、正多角柱の中心軸の周りに回転することにより、ポリゴンミラーの側面で反射されるレーザビームの進行方向が変化する。 Polygon mirror, by rotating about a central axis of the regular polygonal prism, the traveling direction of the laser beam reflected by the side surfaces of the polygon mirror is changed.

ポリゴンミラーが角度θ だけ回転したとき、ポリゴンミラーの側面で反射されるレーザビームの進行方向が、角度2×θ だけ振られる。 When the polygon mirror is rotated by an angle theta p, the traveling direction of the laser beam reflected by the side surfaces of the polygon mirror is swung by an angle 2 × θ p. ポリゴンミラーの角速度をω としたとき、レーザビームの進行方向が角速度2×ω で振られる。 When the angular velocity of the polygon mirror and the omega p, the traveling direction of the laser beam is deflected at an angular velocity 2 × ω p. 露光量の分布を均一化するためには、式(5)より、 To equalize the distribution of the exposure amount, the equation (5),

が満たされる必要がある。 There is a need to be met. ポリゴンミラーの回転速度Rは、 Rotation speed R of the polygon mirror,

と表されるので、(8)式に(7)式を代入し、回転速度Rに対して、 Because represented as substitutes (8) to (7), with respect to the rotational speed R,

という条件が導かれる。 Conditions is derived that. 回転速度79.6round/s以上(角速度500rad/s以上)でポリゴンミラーを回転させて、レーザビームの進行方向を振ることにより、パルスレーザの1ショットの照射期間中に、干渉縞を1周期以上の距離だけ移動させることができる。 Speed ​​79.6round / s or more by rotating the polygon mirror at (angular velocity 500 rad / s or higher), by shaking the traveling direction of the laser beam during the irradiation period of one-shot pulse laser, the interference fringes least one cycle it can be moved by a distance of.

パルスレーザビームは、1msごとにポリゴンミラーに入射する。 Pulse laser beam is incident on the polygon mirror for each 1 ms. ポリゴンミラーの動作がパルス周期に同期していないと、ポリゴンミラーで反射された各ショットの進行方向がばらつき、全ショットをホモジナイザに入射させることができない(一部のショットがホモジナイザに入射しない)。 When the operation of the polygon mirror is not synchronized with the pulse cycle, variations traveling direction of each shot reflected by the polygon mirror can not be incident on the homogenizer all shots (part of the shot is not incident on the homogenizer). 以下のように設定すれば、ポリゴンミラーの動作をパルス周期に同期できる。 If set as follows, it can synchronize the operation of the polygon mirror to the pulse period.

ポリゴンミラーの側面の面数(反射面の数)をMとすると、回転速度がRなので、ポリゴンミラーが単位時間にレーザビームの進行方向を振れる回数(周波数)f は、 If the number of faces of the side surface of the polygon mirror (the number of reflection surfaces) is M, since the rotational speed R, the number of times the polygon mirror deflects the traveling direction of the laser beam per unit time (frequency) f p is

と表される。 Denoted. 周波数f が、パルス周波数である1kHzと一致するように、ポリゴンミラーの面数Mと回転速度Rを設定することにより、ポリゴンミラーの動作がパルス周期に同期する。 Frequency f p is, to match the 1kHz a pulse frequency, by setting the rotational speed R and the surface number M of the polygon mirror, the operation of the polygon mirror is synchronized with the pulse period. このようにすれば、ポリゴンミラーの反射面がそれぞれ、パルスレーザのショットの進行方向を振る範囲が、互いに一致する。 In this way, the reflecting surface of the polygon mirror are each in the range of swinging the traveling direction of the shot of the pulsed laser, to coincide with each other. 式(10)を満たす回転速度Rでポリゴンミラーが回転するように、図1に示す制御装置3が、ポリゴンミラーの駆動機構を制御する。 As the polygon mirror rotates at a rotational speed R that satisfies Equation (10), the control device 3 shown in FIG. 1, for controlling the drive mechanism of the polygon mirror. なお、周波数f は、パルス周波数と一致しなくとも、パルス周波数の整数倍となるように設定されていればよい。 The frequency f p is not necessary to match the pulse frequency, it may be set to be an integral multiple of the pulse frequency. このように周波数f を設定すれば、反射された各ショットの進行方向がばらつかないようにできる。 Thus setting the frequency f p, it can be so does not vary the traveling direction of each shot that is reflected.

式(10)に式(8)を代入すると、ポリゴンミラーの面数Mについて、 Substituting equation (8) into equation (10), the surface number M of the polygon mirror,

という式が得られる。 Formula is obtained that. 周波数f を1kHzとし、ポリゴンミラーの角速度ω を500rad/s(1ショットの照射期間中に干渉縞がちょうど1周期移動する角速度)としたとき、式(11)より When the frequency f p and 1 kHz, 500 rad / s angular velocity omega p of the polygon mirror set to (interference fringes during the irradiation period of one shot exactly one period moving velocity), the equation (11)

が得られる。 It is obtained. 式(12)の最右辺の12.6は非整数であるので、ポリゴンミラーの面数としては不適当である。 Since 12.6 rightmost side of equation (12) is a non-integer, it is unsuitable as the number of faces of the polygon mirror. そこで例えば、ポリゴンミラーの面数Mを12に設定し、それに対応するように(式(11)を満たすように)角速度ω を約524rad/sに設定する。 Thus, for example, set the number of faces M of the polygon mirror 12, (so as to satisfy the equation (11)) to correspond thereto to set the angular velocity omega p about 524rad / s. このように設定すれば、各ショットの照射期間中に干渉縞を約1.05周期だけ移動させることができる。 With this setting, it can be moved by approximately 1.05 periods of the interference fringes during the irradiation period of each shot.

なお、1ショットの照射期間中に干渉縞を2周期程度移動させたければ、以下のようにすればよい。 Incidentally, if you want to move about two periods of interference fringes during the irradiation period of one shot, it may be performed as follows. 1ショットの照射期間中に干渉縞がちょうど2周期移動する角速度ω は、500rad/sの2倍の1000rad/sである。 Angular velocity omega p of interference fringes is moved exactly two periods in one shot irradiation period is twice of 1000 rad / s of 500 rad / s. 角速度ω の仮の値を1000rad/sとして、 The value of the temporary angular velocity ω p as 1000rad / s,

という値を求め、この式より例えば、ポリゴンミラーの面数を6に設定し、それに対応するように角速度ω を約1047rad/sに設定すればよい。 Obtains a value of, from the equation for example, set the number of faces of the polygon mirror 6 may be set to the angular velocity omega p about 1047rad / s so as to correspond thereto. このように設定すれば、各ショットの照射期間中に干渉縞を約2.09周期だけ移動させることができる。 With this setting, it can be moved by approximately 2.09 periods of the interference fringes during the irradiation period of each shot.

以上、光照射領域の長尺方向に干渉縞が生じている場合に、干渉縞を長尺方向に移動させて、露光量の分布を均一化する方法について説明した。 Above, when the longitudinal direction of the interference fringes of the irradiation region has occurred, the interference fringes are moved in the longitudinal direction, and how to equalize the distribution of the exposure amount. なお、光照射領域内に生じている干渉縞の繰り返し方向と、干渉縞を移動させる方向とは、一致させることが好ましいが、干渉縞の繰り返し方向と移動方向とがややずれていても構わない。 Note that the repeat direction of the interference fringes occurring in the light irradiation region, and the direction of moving the interference fringes, it is preferable to match, a repeat direction of the interference fringes and the moving direction may also be slightly deviated . 移動方向が、干渉縞の繰り返し方向に平行な成分を含んでいれば、干渉縞を繰り返し方向に関して移動させられる。 Moving direction, as long as it contains a component parallel to the repeating direction of the interference fringes are moved repeatedly in the direction of the interference fringes. 例えば図2(A)において、レーザビームの進行方向を振る方向が、アレイレンズ4aのレンズ4aa〜4agが並んでいる方向(Y軸方向)に平行な成分を含んでいれば、光照射領域の長尺方向に生じている干渉縞を長尺方向に関して移動できる。 In example FIG. 2 (A), the laser beam direction swinging the traveling direction of, as long as it contains a component parallel to the direction (Y axis direction) in which the lens 4aa~4ag are arranged array lens 4a, the light irradiation area the interference fringes are generated in the longitudinal direction can be moved with respect to the longitudinal direction. レーザビームの進行方向を振る角速度の、レンズ4aa〜4agが並んでいる方向に平行な成分が、式(4)に示すλ/(th)以上であれば、パルスレーザの1ショットの照射期間内に、干渉縞を長尺方向に関して1周期以上移動させることができる。 Angular velocity shake traveling direction of the laser beam, the component parallel to the direction in which the lens 4aa~4ag are lined up, if the equation (4) shows lambda / (th) or higher, the irradiation period of one-shot pulse laser , the interference fringes can be moved at least one cycle with respect to the longitudinal direction. なお、干渉縞の繰り返し方向と干渉縞の移動方向が一致しているとき、干渉縞の繰り返し方向に関する干渉縞の移動速度を最も速くできる。 Incidentally, when the moving direction of the repeating direction and interference fringes of the interference fringes are the same, the moving speed of the interference fringes on Iterative direction of the interference fringes can be fastest.

なお、光照射領域の短尺方向にも干渉縞は生じ得る。 Note that the interference fringes in the short direction of the light irradiation area may occur. このような場合、光照射領域の短尺方向に干渉縞が移動するように、レーザビームの進行方向を振るビーム走査器を配置すれば、短尺方向に関する露光量の分布を均一に近づけることができる。 In such a case, so that the interference in the short direction of the light irradiation region stripes is moved, by arranging a beam scanner which swings the traveling direction of the laser beam, it is possible to make the exposure amount distribution related short direction uniform.

以上説明したように、パルスレーザの1ショットの照射期間中に、ホモジナイザに入射するレーザビームの進行方向を振ることにより、干渉性の高いレーザビームをホモジナイザに入射させる場合であっても、光照射領域内の露光量の分布を均一に近づけることができる。 As described above, in one shot irradiation period of the pulsed laser, by shaking the traveling direction of the laser beam incident on the homogenizer, even a highly coherent laser beam in a case to be incident on the homogenizer, the light irradiation it can be brought closer to uniform the distribution of the exposure amount in the region. これを、レーザアニール処理に用いれば、パルスレーザの照射で結晶粒が成長したシリコン膜の品質を均一に近づけることができる。 This, by using the laser annealing process, it is possible to make the quality of the silicon film by irradiation of pulsed laser crystal grains grew uniformly.

なお、レーザアニール処理では、基板上の光照射領域をその短尺方向に移動させ、パルスレーザのある1ショットにより照射される光照射領域とその次の1ショットにより照射される光照射領域とを部分的に重ねる。 In the laser annealing process, partial light irradiation area on the substrate is moved in the short direction, and a light irradiation area irradiated by one shot irradiation region and the next to be irradiated by one shot of pulse laser to overlap. 光照射領域の短尺方向に干渉縞が生じている場合であっても、光照射領域同士が重なる幅を調節することにより、光照射領域の短尺方向に関するシリコン膜の品質の均一化を図ることができる。 Even if the interference short direction of the light irradiation region stripes is generated, by adjusting the width of the light irradiation region overlap each other, making it possible to uniform the quality of the silicon film about the short direction of the light irradiation area it can. このようにするとき、ビーム走査器で干渉縞を短尺方向に関して移動させなくても構わない。 When doing so, it may be not necessary to move the interference fringes with respect to the short direction in the beam scanner.

なお、上述の説明では、ビーム走査器として電気光学偏向器またはポリゴンミラーを用いたが、ビーム走査器として他の装置を用いても構わない。 In the above description, but using the electro-optical deflector or a polygonal mirror as a beam scanner, it may be used other devices as a beam scanner. 例えば、音響光学偏向器を用いても構わない。 For example, it may be used an acousto-optic deflector. ガルバノスキャナを用いることも可能であろう。 It would be possible to use a galvano scanner. また、ミラーが取り付けられた音叉を、例えば圧電素子により微小振動させることにより、ミラーに入射するレーザビームの進行方向を振るような装置であっても構わない。 Further, the tuning fork mirror is attached, for example by micro-vibration by a piezoelectric element, it may be a device such as shaking the traveling direction of the laser beam incident on the mirror.

以上説明した露光量の分布を均一化する方法を用いて、レーザアニール処理以外の加工を行っても構わない。 Using the method of equalizing the described exposure amount distribution above, it may be subjected to processing other than the laser annealing. なお、ホモジナイザ以外の光学系であっても、レーザビームの断面内の相異なる領域を通過する成分を共通の光照射領域に照射するような光学系であれば、レーザビームの可干渉性により、光照射領域内に干渉縞が生じ得る。 Even in an optical system other than the homogenizer, if the optical system so as to irradiate the component passing through different areas of the cross section of the laser beam to a common light irradiation region, the coherence of the laser beam, interference fringes may occur in the light irradiation area. パルスレーザの1ショットで照射される光照射領域内の露光量分布の均一性を高めたいとき、1ショットの照射期間中に、光照射領域内の干渉縞を、その繰り返し方向に関して、その周期以上の距離だけ移動させればよい。 If you want to increase the uniformity of the exposure amount distribution of the light irradiation area which is irradiated by one shot of pulse laser, during the irradiation period of one shot, the interference fringes of the light irradiation region with respect to the repetition direction, the period over distance of may be moved.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。 The present invention has been described in connection with the preferred embodiments, but the invention is not limited thereto. 例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 For example, various modifications, improvements, combinations and the like can be obvious to those skilled in the art.

実施例によるレーザ照射装置を概略的に示す図である。 The laser irradiation apparatus according to the embodiment schematically illustrates. 図2(A)及び図2(B)は、ホモジナイザの構成を概略的に示す図である。 FIG. 2 (A) and FIG. 2 (B) is a diagram schematically showing a configuration of a homogenizer. 光照射領域内に生じた干渉縞の光強度分布を示すグラフである。 It is a graph showing the light intensity distribution of the interference fringes generated in the light irradiation area.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 レーザ光源2 ビーム走査器3 制御装置4 ホモジナイザ4a アレイレンズ4b 集光レンズ5 折り返しミラー6 基板7 XYステージ 1 the laser light source two-beam scanning device 3 control unit 4 homogenizer 4a array lens 4b condenser lens 5 folding mirror 6 substrate 7 XY stage

Claims (8)

  1. 入射するレーザビームの断面内の相異なる領域を通過する成分を、共通の光照射領域に照射する光学系へ、パルスレーザビームの1ショットが入射している期間中に、該光学系へ入射したパルスレーザビームの断面内の相異なる領域を通過した成分同士が該光照射領域において干渉して生じる干渉縞を、該干渉縞の繰り返し方向に関して該干渉縞の周期以上の距離だけ移動させるレーザ照射方法。 The component passing through different areas of the cross section of the laser beam incident, the optical system for irradiating a common optical irradiation region, during the one-shot pulse laser beam is incident, and enters the optical system laser irradiation method component having passed through different regions of the pulsed laser beam in cross-section to move the interference fringes generated by interference in the light irradiation region with respect to repetitive direction of the interference fringes by the period or distance of the interference fringe .
  2. 前記光学系が、レーザビームをビーム断面内で分割するアレイレンズと、該アレイレンズで分割されたレーザビームの各成分を共通の領域に照射する集光レンズとを含んで構成されるホモジナイザであり、 The optical system comprises a lens array for dividing the laser beam in the beam cross section, it is a homogenizer configured to include a condensing lens to irradiate the components of the laser beams split by the array lens in a common area ,
    該アレイレンズで分割されたレーザビームの各成分が、該ホモジナイザのホモジナイズ面上で干渉して生じる干渉縞を、該ホモジナイザに入射するパルスレーザビームの入射方向を振ることにより移動させる請求項1に記載のレーザ照射方法。 Each component of the split laser beams in the array lens, the interference fringes produced by interference on homogenization surface of the homogenizer to claim 1 that moves by shaking the incident direction of the pulsed laser beam incident on the homogenizer laser irradiation method according.
  3. レーザビームをビーム断面内で分割するアレイレンズと、該アレイレンズで分割されたレーザビームの各成分を共通の領域に照射する集光レンズとを含んで構成されるホモジナイザへ、パルスレーザビームの1ショットが入射している期間中に、該アレイレンズで分割されたレーザビームの各成分が、該ホモジナイザのホモジナイズ面上で干渉して生じる干渉縞を、該ホモジナイザに入射する該パルスレーザビームの入射方向を振ることにより、該干渉縞の繰り返し方向に関して移動させるレーザ照射方法であって、 An array lens for dividing the laser beam in the beam cross-section, the homogenizer configured to include a condensing lens to irradiate the components of the laser beams split by the array lens in a common area, the pulsed laser beam 1 during the period in which the shot is incident, each of the components of the laser beams split by the array lens, incidence of the pulsed laser beam interference fringes produced by interference on homogenization surface of the homogenizer, is incident on the homogenizer by swinging the direction, a laser irradiation method of moving with respect to the repeating direction of the interference fringes,
    該ホモジナイザが有するアレイレンズを構成する複数のレンズが、第1の方向に並ぶように配置されており、該レンズの各々の該第1の方向に関する幅をhとし、該パルスレーザビームのパルス幅をtとし、該パルスレーザビームの波長をλとしたとき、該ホモジナイザに入射する該パルスレーザビームの入射方向が振られる角速度の、該第1の方向に関する成分がλ/(th)以上になるように、該ホモジナイザに入射するパルスレーザビームの入射方向を振るレーザ照射方法。 A plurality of lenses constituting the lens array having the said homogenizer, are arranged side by side in a first direction, the width for each of the first direction of the lens is h, the pulse laser beam having a pulse width was a t, when the wavelength of the pulsed laser beam lambda, the angular velocity direction of incidence of the pulsed laser beam incident on the homogenizer is swung, components relating to the first direction is lambda / (th) or higher as such, the laser irradiation method of swinging the incidence direction of the pulsed laser beam incident on the homogenizer.
  4. パルスレーザビームを出射するレーザ光源と、 A laser light source for emitting a pulsed laser beam,
    外部から入力される制御信号に基づいて、前記レーザ光源から出射したパルスレーザビームの進行方向を振るビーム走査器と、 Based on the control signal inputted from outside, and a beam scanner which swings the traveling direction of the pulsed laser beam emitted from the laser light source,
    前記ビーム走査器から出射したパルスレーザビームが入射するように配置され、入射するパルスレーザビームをビーム断面内で分割するアレイレンズ及び該アレイレンズで分割された各成分を、ホモジナイズ面上の共通の領域に照射する集光レンズを有するホモジナイザと、 The beam pulse laser beam emitted from the scanner is arranged to be incident, a pulsed laser beam entering the respective component divided by the array lens and the array lens splits in the beam cross-section, of a common on homogenization surface a homogenizer having a condenser lens for irradiating the region,
    前記ホモジナイザにパルスレーザビームの1ショットが入射している期間中に、前記ビーム走査器が該ホモジナイザに入射するパルスレーザビームの入射方向を振ることにより、該ホモジナイザが有するアレイレンズで分割されたパルスレーザビームの成分同士が干渉して該ホモジナイザのホモジナイズ面において生じる干渉縞を、該干渉縞の繰り返し方向に関して、該干渉縞の周期以上の距離だけ移動させるように、該ビーム走査器を制御する制御装置とを有するレーザ照射装置。 During the one-shot pulse laser beam to the homogenizer is incident, by shaking the incident direction of the pulsed laser beam in which the beam scanner is incident on the homogenizer, divided by the array lens which said homogenizer has a pulse an interference fringe component between the laser beam occurs in homogenization surface of interfering the homogenizer, for repeated direction of the interference fringes, so as to move only the period or distance of the interference fringe, control for controlling the beam scanner the laser irradiation apparatus and a device.
  5. 前記ビーム走査器が、駆動機構により回転するポリゴンミラーであり、該ポリゴンミラーの反射面の数をMとし、該ポリゴンミラーの単位時間当たりの回転数をRとしたとき、M×Rが、前記レーザ光源が出射するパルスレーザビームのパルス周波数と一致するよう、該ポリゴンミラーが回転するように、前記制御装置が該駆動機構を制御する請求項4に記載のレーザ照射装置。 Wherein the beam scanner is a polygon mirror which is rotated by the drive mechanism, the number of the reflecting surfaces of the polygon mirror is M, when the number of revolutions per unit time of the polygon mirror set to R, M × R is the as the laser light source coincides with the pulse frequency of the pulsed laser beam emitted, as the polygon mirror rotates, the laser irradiation apparatus according to claim 4, wherein the control device controls the drive mechanism.
  6. パルスレーザビームを出射するレーザ光源と、 A laser light source for emitting a pulsed laser beam,
    外部から入力される制御信号に基づいて、前記レーザ光源から出射したパルスレーザビームの進行方向を振るビーム走査器と、 Based on the control signal inputted from outside, and a beam scanner which swings the traveling direction of the pulsed laser beam emitted from the laser light source,
    前記ビーム走査器から出射したパルスレーザビームが入射するように配置され、入射するパルスレーザビームをビーム断面内で分割するアレイレンズ及び該アレイレンズで分割された各成分を、ホモジナイズ面上の共通の領域に照射する集光レンズを有するホモジナイザであって、該アレイレンズを構成する複数のレンズが、第1の方向に並ぶように配置され、該レンズの各々の該第1の方向に関する幅がhである該ホモジナイザと、 The beam pulse laser beam emitted from the scanner is arranged to be incident, a pulsed laser beam entering the respective component divided by the array lens and the array lens splits in the beam cross-section, of a common on homogenization surface a homogenizer having a condenser lens for irradiating the region, a plurality of lenses constituting the lens array is arranged so as to be aligned in a first direction, the width for each of the first direction of the lens h and the homogenizer is,
    前記レーザ光源から出射されるパルスレーザビームのパルス幅をtとし、該パルスレーザビームの波長をλとしたとき、前記ホモジナイザに入射する該パルスレーザビームの入射方向が振られる角速度の、前記第1の方向に関する成分がλ/(th)以上となるように、前記ビーム走査器に該パルスレーザビームの進行方向を振らせる制御装置とを有するレーザ照射装置。 The pulse width of the pulse laser beam emitted from the laser light source and t, when the wavelength of the pulsed laser beam was set to lambda, the angular velocity direction of incidence of the pulsed laser beam incident on the homogenizer is swung, the first as component about direction is lambda / (th) or higher, the laser irradiation device and a control device that shake the traveling direction of the pulse laser beam to the beam scanner.
  7. 前記ビーム走査器が、駆動機構により回転するポリゴンミラーであり、該ポリゴンミラーの反射面の数をMとし、該ポリゴンミラーの単位時間当たりの回転数をRとしたとき、M×Rが、前記レーザ光源が出射するパルスレーザビームのパルス周波数と一致するよう、該ポリゴンミラーが回転するように、前記制御装置が該駆動機構を制御する請求項6に記載のレーザ照射装置。 Wherein the beam scanner is a polygon mirror which is rotated by the drive mechanism, the number of the reflecting surfaces of the polygon mirror is M, when the number of revolutions per unit time of the polygon mirror set to R, M × R is the as the laser light source coincides with the pulse frequency of the pulsed laser beam emitted, as the polygon mirror rotates, the laser irradiation apparatus of claim 6, wherein the control device controls the drive mechanism.
  8. 表面に非晶質または多結晶のシリコン膜が形成された基板に、断面を一方向に長い形状に整形したパルスレーザビームを照射し、1ショットのパルスレーザビームが照射されている期間中に、該基板の表面上のビーム断面を、該ビーム断面の長尺方向へ第1の長さ以上の距離だけ移動させる工程を含むレーザアニール方法であって、該第1の長さは、該ビーム断面の内部に生じ、繰り返し方向が該長尺方向と一致する干渉縞の周期であるレーザアニール方法。 Amorphous or polycrystalline substrate having a silicon film is formed on the surface, irradiated with a pulsed laser beam shaped into a long shape in the sectional view of one direction, during the period in which one shot of pulse laser beam is irradiated, the beam cross section on the surface of the substrate, a laser annealing method comprising the step of moving only the first length or distance to the longitudinal direction of the beam cross-section, the length of said first, said beam cross-section generated inside the laser annealing method is the period of the interference fringes repeating direction coincides with the long length direction.
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