JP2007096328A - Laser radiation apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure for reducing light loss in an optical apparatus (homogenizer) that homogenizes the intensity distribution of laser light. <P>SOLUTION: A laser radiation apparatus comprises: an excimer laser oscillator; a homogenizer that laser light emitted from the excimer laser oscillator enters; and a convergence lens that the laser light passing through the homogenizer enters. The homogenizer comprises a multi-cylindrical lens made of quartz, in which convex cylindrical lenses and concave cylindrical lenses are arranged alternately. A concave cylindrical lens and a convex cylindrical lens that are adjacent to each other have the same curvature, and are connected through a boundary having a smooth structure. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本明細書で開示する発明は、例えば、レーザー光の照射によるアニール処理を行う装置(レーザーアニール装置)等のレーザーを用いた光学装置に関する。特に、大面積ビームを照射するレーザーアニール装置等において、均一な照射効果が得られるような装置に関する。このようなレーザーーニール装置は、半導体製造工程等に使用される。   The invention disclosed in the present specification relates to an optical apparatus using a laser such as an apparatus (laser annealing apparatus) that performs an annealing process by laser light irradiation. In particular, the present invention relates to an apparatus capable of obtaining a uniform irradiation effect in a laser annealing apparatus that irradiates a large area beam. Such a laser-neil device is used in a semiconductor manufacturing process or the like.

また、大面積レーザービームは半導体回路等の微細な回路パターンを形成するための露光装置等にも使用される。特に、サブミクロンのデザインルールの回路を形成するには、紫外線レーザー光が用いられる。   The large area laser beam is also used for an exposure apparatus for forming a fine circuit pattern such as a semiconductor circuit. In particular, ultraviolet laser light is used to form a circuit with a sub-micron design rule.

従来より、非晶質珪素膜に対するレーザー光の照射による結晶化の技術が知られている。また、不純物イオンの注入によって損傷した珪素膜の結晶性の回復や注入された不純物イオンの活性化のためにレーザー光を照射する技術が知られている。これらはレーザーアニール技術と称される。   Conventionally, a technique of crystallization by irradiating laser light to an amorphous silicon film is known. In addition, a technique for irradiating a laser beam to recover the crystallinity of a silicon film damaged by implantation of impurity ions or to activate the implanted impurity ions is known. These are called laser annealing techniques.

後者の技術の代表的な例として、薄膜トランジスタのソース及びドレイン領域に対するアニールの例を挙げることができる。これは、当該領域に対するリンやボロンで代表される不純物イオンの注入の後に、当該領域のアニールをレーザー光の照射で行うものである。   As a typical example of the latter technique, an example of annealing the source and drain regions of a thin film transistor can be given. In this method, after the impurity ions represented by phosphorus or boron are implanted into the region, the region is annealed by laser light irradiation.

このようなレーザー光の照射によるプロセスは、基板に対する熱ダメージがほとんど無いという特徴を有している。
基板に対する熱ダメージの問題がないという特徴は、処理すべき材料の制約を低減し、例えば、ガラス等の耐熱性の低い基板上に半導体素子を形成する際に有利である。特に、近年その利用範囲が拡大しているアクティブマトリスク型の液晶表示装置を作製する場合に重要となる。
Such a process by irradiation with laser light has a feature that there is almost no thermal damage to the substrate.
The feature that there is no problem of thermal damage to the substrate is advantageous in reducing restrictions on materials to be processed and forming a semiconductor element on a substrate having low heat resistance such as glass. In particular, it is important when manufacturing an active matrix type liquid crystal display device whose use range has been expanded in recent years.

アクティブマトリクス型の液晶表示装置においては、コストの問題及び大面積化の要求から基板としてガラス基板を利用することが望まれている。
ガラス基板は600℃以上、あるいは700℃以上というような高温度での加熱処理には耐えることができない。この問題を回避する技術としては、上述の珪素膜の結晶化や不純物イオンの後のアニールをレーザー光の照射で行う技術が有効である。
In an active matrix liquid crystal display device, it is desired to use a glass substrate as a substrate because of cost problems and a demand for a large area.
The glass substrate cannot withstand heat treatment at a high temperature of 600 ° C. or higher, or 700 ° C. or higher. As a technique for avoiding this problem, a technique in which the above-described crystallization of the silicon film and annealing after impurity ions are performed by laser light irradiation is effective.

レーザー光の照射による方法においては、基板としてガラス基板を用いた場合でも、ガラス基板への熱ダメージはほとんどない。従って、ガラス基板を用いても結晶性珪素膜を用いた薄膜トランジスタを作製することができる。
また、レーザー光がコヒーレント光であることを利用して、微細な回路パターンを形成するための光源として用いることも提案されている。特に紫外線レーザーを用いることにより、サブミクロン以下の微細なパターンが得られる。
In the method using laser light irradiation, even when a glass substrate is used as the substrate, there is almost no thermal damage to the glass substrate. Accordingly, a thin film transistor using a crystalline silicon film can be manufactured using a glass substrate.
It has also been proposed to use the laser light as a light source for forming a fine circuit pattern by utilizing the fact that the laser light is coherent light. In particular, by using an ultraviolet laser, a fine pattern of submicron or less can be obtained.

しかしながら、一般に、レーザー光はレーザー装置から発生した状態(以下、原ビーム、と言う)では、ビーム面積が小さいため、大面積に対してはレーザー光を走査することにより処理する方法が一般的であるが、この場合、処理効果の面内均一性が低い、処理に時間がかかる、等の問題を有する。特に、一般的な原ビームは、光強度分布が一様でないので、そのまま用いると、処理効果の均一性の点で著しく問題がある。   However, in general, laser light is generated from a laser device (hereinafter referred to as an original beam), and the beam area is small. Therefore, a method of processing a laser beam with a large area is generally used. However, in this case, there are problems such as low in-plane uniformity of the processing effect and time-consuming processing. In particular, since a general original beam has a non-uniform light intensity distribution, there is a significant problem in terms of uniformity of processing effects if it is used as it is.

そこで、原ビームを加工して、可能な限り均一なビームとし、さらには、処理面積の形状等にあわせてビームの大きさも変更する技術が提唱されている。ビームの形状としては、方形状や線状が一般的である。かくすることにより、大面積にわたり均一なレーザーアニールを施すことができる。   Therefore, a technique has been proposed in which the original beam is processed to make it as uniform as possible, and further, the beam size is changed in accordance with the shape of the processing area. The beam shape is generally rectangular or linear. Thus, uniform laser annealing can be performed over a large area.

原ビームの加工をおこなうレーザー照射装置の一例を図1(A)に示す。レーザー発振器は、例えば、エキシマレーザー等が用いられる。これは、所定のガスを高周波放電によって分解し、エキシマ状態と呼ばれる励起状態を作りだすことにより、レーザー光を発振させる。   An example of a laser irradiation apparatus for processing an original beam is shown in FIG. For example, an excimer laser or the like is used as the laser oscillator. This oscillates a laser beam by decomposing a predetermined gas by high-frequency discharge and creating an excited state called an excimer state.

例えばKrFエキシマレーザーは、KrとFを原料ガスとして、高圧放電により、KrF* という励起状態を得る。この励起状態は、寿命が数nsec〜数μsecというように安定なものではないが、これに対する基底状態、KrFは、さらに不安定な状態であり、励起状態の密度の方が基底状態の密度よりも高いという逆転分布が生じる。この結果、誘導放射が発生し、比較的高効率のレーザー光を得ることができる。 For example, a KrF excimer laser obtains an excited state of KrF * by high-pressure discharge using Kr and F as source gases. This excited state is not as stable as a lifetime of several nsec to several μsec, but the ground state and KrF for this are more unstable states, and the density of the excited state is higher than the density of the ground state. The reversal distribution is also high. As a result, stimulated radiation is generated, and relatively high-efficiency laser light can be obtained.

もちろん、レーザー発振器は、エキシマレーザーに限らず、その他のパルスレーザー、連続レーザーでもよい。一般に高エネルギー密度を得るという目的ではパルスレーザーが適している。
図1(A)に示されるようにレーザー発振器から放射された原ビームは、凹レーズや凸レンズによって構成されたビームエキスパンダーにより、適当な大きさに加工される。
Of course, the laser oscillator is not limited to the excimer laser, but may be another pulse laser or a continuous laser. In general, a pulsed laser is suitable for the purpose of obtaining a high energy density.
As shown in FIG. 1A, the original beam emitted from the laser oscillator is processed into an appropriate size by a beam expander constituted by a concave laser or a convex lens.

次に、ビームは、ホモジナイザーと称される光学装置に入る。これは、多数のシリンドリカルレンズ(一般に放物面形状を有している)を有する少なくとも1枚のレンズ装置(マルチシリンドリカルレンズ)を有する。従来のマルチシリンドリカルレンズは、図1(B)に示すように、複数のシリンドリカルレンズ1〜5(いずれも凸レンズ)を1枚のガラス上に形成したものである。   The beam then enters an optical device called a homogenizer. It has at least one lens device (multi-cylindrical lens) with a large number of cylindrical lenses (generally having a paraboloid shape). As shown in FIG. 1B, a conventional multi-cylindrical lens is formed by forming a plurality of cylindrical lenses 1 to 5 (all convex lenses) on one glass.

一般には、マルチシリンドリカルレンズを2枚使用し、互いに直交するように配置される。もちろん、マルチシリンドリカルレンズは、1つでも、3つ以上でもよい。マルチシリンドリカルレンズが1つの場合は、原ビームの1つの方向の不均一性が分散される。また、マルチシリンドリカルレンズを同じ向きに2枚以上形成すると、シリンドリカルレンズの数を増加させたのと同じ効果を得ることもできる。   Generally, two multi-cylindrical lenses are used and arranged so as to be orthogonal to each other. Of course, the number of multi-cylindrical lenses may be one, or three or more. In the case of a single multi-cylindrical lens, the non-uniformity in one direction of the original beam is dispersed. Further, when two or more multi-cylindrical lenses are formed in the same direction, the same effect as that obtained by increasing the number of cylindrical lenses can be obtained.

マルチシリンドリカルレンズを通過することにより、ビームはエネルギー密度の分散した均一性の高いビームを得ることができる。この原理は後述する。その後、ビームは、収束レンズにより目的とする形状に加工され、あるいは、必要によってミラーによって方向が変えられ、試料に照射される。(図1(A))   By passing through the multi-cylindrical lens, it is possible to obtain a highly uniform beam in which the energy density is dispersed. This principle will be described later. Thereafter, the beam is processed into a target shape by a converging lens, or the direction is changed by a mirror as necessary, and the sample is irradiated. (Fig. 1 (A))

次に、従来のホモジナイザー(マルチシリンドリカルレンズ)の原理と、問題点について述べる。この問題点こそ、本発明の解決すべき課題である。以下では、煩雑さを避けるため、1つの面における光学的な考察をおこなう。マルチシリンドリカルレンズを透過したレーザー光は、図2(A)のようになる。   Next, the principle and problems of a conventional homogenizer (multi-cylindrical lens) will be described. This is the problem to be solved by the present invention. In the following, in order to avoid complexity, optical considerations on one surface will be made. The laser light transmitted through the multi-cylindrical lens is as shown in FIG.

ここでは、マルチシリンドリカルレンズLは5つの凸シリンドリカルレンズlを有し、それぞれのシリンドリカルレンズに入射した光は、各シリンドリカルレンズで屈折する。焦点で収束した後、ビームは拡散する。その際、各シリンドリカルレンズを透過した光が、全て混合する部分(混合領域)が得られる。   Here, the multi-cylindrical lens L has five convex cylindrical lenses l, and light incident on each cylindrical lens is refracted by each cylindrical lens. After converging at the focal point, the beam diffuses. At that time, a portion (mixed region) where all the light transmitted through each cylindrical lens is mixed is obtained.

ところで、ビームに光強度の分布に偏りがあり、各シリンドリカルレンズに入射する光の強度がそれぞれ異なっていたとする。しかし、混合領域では、各シリンドリカルレンズを透過した光が混合されるので、その偏りは分散してしまう。すなわち、光強度の均一化が図られる。このようにして光強度の分布の少ないビームを得ることができる。(図2(A))   By the way, it is assumed that the light intensity distribution of the beam is biased and the intensity of light incident on each cylindrical lens is different. However, since the light transmitted through each cylindrical lens is mixed in the mixed region, the deviation is dispersed. That is, the light intensity is made uniform. In this way, a beam with a small light intensity distribution can be obtained. (Fig. 2 (A))

ところで、マルチシリンドリカルレンズを透過した光路に着目すると、これは、等間隔(距離a)に配列した点光源F(すなわち、焦点)から放射される光である。(図2(B))   When attention is paid to the optical path transmitted through the multi-cylindrical lens, this is light emitted from the point light sources F (that is, the focal points) arranged at equal intervals (distance a). (Fig. 2 (B))

同様な効果は、ガラス基板の両面に間隔aだけ離して、一方の面に凸シリンドリカルレンズl1 、他方の面に凸シリンドリカルレンズl2 を配置した場合にも得られる。図3(A)では、シリンドリカルレンズl1 を通過した光路を実線で、シリンドリカルレンズl2 を通過した光路を破線で示す。この場合も、図2の場合と同様に、混合領域が得られる。(図3(A)) A similar effect on both surfaces of the glass substrates apart by a distance a, the convex cylindrical lens l 1 on one side, also obtained in the case of arranging the convex cylindrical lens l 2 on the other surface. In FIG. 3 (A), showing an optical path passing through the cylindrical lens l 1 with a solid line, an optical path passing through the cylindrical lens l 2 in broken lines. In this case as well, a mixed region is obtained as in the case of FIG. (Fig. 3 (A))

さらに、マルチシリンドリカルレンズを透過した光路に着目すると、図3(B)に示すように、2種類の点光源F1 、F2 (すなわち、焦点)から放射される光である。(図3(B)) Furthermore, focusing on the optical path transmitted through the multi-cylindrical lens, as shown in FIG. 3B, the light is emitted from two types of point light sources F 1 and F 2 (that is, the focal point). (Fig. 3 (B))

上記に示した従来のマルチシリンドリカルレンズにおいては、各シリンドリカルレンズの端部(他のシリンドリカルレンズとの境界)が屈折しているので、該部分において、光が散乱し、光の損失が発生した。このことは、レーザー光を有効に利用できないことを意味し、ビーム強度の低下を招く。   In the conventional multi-cylindrical lens described above, the end portion of each cylindrical lens (boundary with other cylindrical lenses) is refracted, so that light is scattered and loss of light occurs in the portion. This means that the laser beam cannot be used effectively, leading to a reduction in beam intensity.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものである。本発明においては、マルチシリンドリカルレンズにおいて、凸シリンドリカルレンズだけでなく、凹シリンドリカルレンズをも使用し、凸シリンドリカルレンズと凹シリンドリカルレンズとを交互に配置し、かつ、各シリンドリカルレンズ間を滑らかに連続せしめることを特徴とする。   The present invention has been made in view of the above problems. In the present invention, in the multi-cylindrical lens, not only the convex cylindrical lens but also the concave cylindrical lens is used, the convex cylindrical lens and the concave cylindrical lens are alternately arranged, and the respective cylindrical lenses are smoothly continuous. It is characterized by that.

本発明の第1は、線状もしくは方形状のビーム形状を有するレーザー光を形成する装置において、レーザー発振装置と被照射物の間に挿入して用いられるホモジナイザーにおいて、上記の構成のマルチシリンドリカルレンズを用いるものである。   A first aspect of the present invention is a multi-cylindrical lens having the above-described configuration in a homogenizer that is used by being inserted between a laser oscillation device and an irradiated object in an apparatus for forming a laser beam having a linear or rectangular beam shape. Is used.

また、本発明の第2は、レーザー発振装置と、レーザー発振装置より発せられたレーザー光が入力されるホモジナイザーとを有するレーザー光学装置において、ホモジナイザーにおいて用いられるマルチシリンドリカルレンズを上記の構成のものとするものである。   According to a second aspect of the present invention, in the laser optical device having a laser oscillation device and a homogenizer to which laser light emitted from the laser oscillation device is input, the multi-cylindrical lens used in the homogenizer has the above configuration. To do.

上記のマルチシリンドリカルレンズにおいては、凸シリンドリカルレンズの曲面状態と凹シリンドリカルレンズの曲面状態とが同じとしてもよい。また、ホモジナイザーにおいてマルチシリンドリカルレンズは少なくとも2つ配置し、前記2つのマルチシリンドリカルレンズの方向を直交して配置してもよい。   In the above multi-cylindrical lens, the curved state of the convex cylindrical lens and the curved state of the concave cylindrical lens may be the same. In the homogenizer, at least two multi-cylindrical lenses may be arranged, and the directions of the two multi-cylindrical lenses may be arranged orthogonally.

本発明のマルチシリンドリカルレンズの形態は、図1(C)に示されるようになる。これは、従来のマルチシリンドリカルレンズが、いずれも凸シリンドリカルレンズ1〜5から構成されていた(図1(B))のに対し、凸シリンドリカルレンズ1と3、3と5の間に凹シリンドリカルレンズ2と4を有することであり、かつ、これらのシリンドリカルレンズの境界が滑らかに連続していることである。(図1(C))   The form of the multi-cylindrical lens of the present invention is as shown in FIG. This is because conventional multi-cylindrical lenses are all composed of convex cylindrical lenses 1 to 5 (FIG. 1B), whereas concave cylindrical lenses between convex cylindrical lenses 1, 3, 3, and 5 are used. 2 and 4, and the boundary of these cylindrical lenses is smoothly continuous. (Figure 1 (C))

各シリンドリカルレンズを相互に滑らかに接続させるには、隣接する凹シリンドリカルレンズの曲率と凸シリンドルカルレンズの曲率(曲面形状)を同じとすればよい。シリンドリカルレンズが放物面レンズの場合には、向きの異なる放物面を組み合わせた構造となる。このようなマルチシリンドリカルレンズにおけるレーザー光の光路を、図2および図3に示したのと同様に示すと、図4のようになる。   In order to smoothly connect the cylindrical lenses to each other, the curvature of the adjacent concave cylindrical lens and the curvature (curved surface shape) of the convex cylindrical lens may be the same. When the cylindrical lens is a parabolic lens, it has a structure in which parabolic surfaces having different directions are combined. FIG. 4 shows the optical path of laser light in such a multi-cylindrical lens in the same manner as shown in FIGS.

ここでは、マルチシリンドリカルレンズLは、図1(C)に示されるように、3つの凸シリンドリカルレンズl1 と2つの凹シリンドリカルレンズl2 を有する。凸シリンドリカルレンズに入射した光は、焦点で収束した後、拡散する。一方、凹シリンドリカルレンズに入射した光は、ある点から拡散するように、一方的に拡散する。この結果、各シリンドリカルレンズを透過した光が、全て混合する部分(混合領域)が得られる。 Here, the multi-cylindrical lens L has three convex cylindrical lenses l 1 and two concave cylindrical lenses l 2 as shown in FIG. The light incident on the convex cylindrical lens is diffused after being converged at the focal point. On the other hand, the light incident on the concave cylindrical lens diffuses unilaterally so as to diffuse from a certain point. As a result, a portion (mixed region) where all the light transmitted through each cylindrical lens is mixed is obtained.

上記の効果は、凸シリンドリカルレンズと凹シリンドリカルレンズの曲率(焦点距離を決定する要素、またはレンズの曲面形状)が異なる場合でも同様に得られる。しかも、このような構成のマルチシリンドリカルレンズにおいては、光が散乱するような構造(突起等の滑らかでない部分)がないので、光の損失は低減できる。(図4(A))   The above effect can be obtained in the same manner even when the curvatures of the convex cylindrical lens and the concave cylindrical lens are different from each other (the element that determines the focal length or the curved surface shape of the lens). In addition, since the multi-cylindrical lens having such a configuration does not have a structure that scatters light (non-smooth portions such as protrusions), light loss can be reduced. (Fig. 4 (A))

マルチシリンドリカルレンズを透過した光路に着目すると、これは図3(B)に示されたものと同様に、2種類の点光源F1 、F2 (すなわち、焦点)から放射される光と見なせる。(図4(B)) When attention is paid to the optical path transmitted through the multi-cylindrical lens, this can be regarded as light emitted from two types of point light sources F 1 and F 2 (that is, a focal point), similar to that shown in FIG. (Fig. 4 (B))

ところで、凸シリンドリカルレンズと凹シリンドリカルレンズの曲率が同じ場合には、凹シリンドリカルレンズを透過する光の光路の境界は、隣接する凸シンドリカルレンズの焦点F1 を透過する。以下、そのことを説明する。凸シリンドリカルレンズと凹シリンドリカルレンズの曲率が同じということは、平行光線が入射した場合の、前者における収束角度(焦点通過後の拡がり角度)と後者における拡がり角度が同じということである。 By the way, when the curvatures of the convex cylindrical lens and the concave cylindrical lens are the same, the boundary of the optical path of the light passing through the concave cylindrical lens is transmitted through the focal point F 1 of the adjacent convex cylindrical lens. This will be described below. The same curvature of the convex cylindrical lens and the concave cylindrical lens means that the convergence angle in the former (expansion angle after passing through the focal point) and the expansion angle in the latter when the parallel rays are incident are the same.

すなわち、図5(A)に示すように、凸シリンドリカルレンズl1 の焦点距離をxとすると、凹シリンドリカルレンズl2 と透過する平行光線は、図5(B)に示すように、入射側に距離xだけ離れた点F2 から放射された光と見なせる。ここで、凸シリンドリカルレンズl1 の下端を通過する光の光路F1 Aと、凹シリンドリカルレンズl2 の上端を通過する光の光路F2 Aとに着目すると、両レンズを透過する光の拡がり角度・収束角度は同じであるので、直線F2 Aは直線F1 Aと重なる。すなわち、凹シリンドリカルレンズを透過する光の光路の境界は、隣接する凸シンドリカルレンズの焦点F1 を透過する。(図5) That is, as shown in FIG. 5 (A), the focal length of the convex cylindrical lens l 1 When x, parallel light transmitted through the concave cylindrical lens l 2, as shown in FIG. 5 (B), on the incident side It can be regarded as light emitted from a point F 2 separated by a distance x. Here, focusing on the optical path F 1 A of light passing through the lower end of the convex cylindrical lens l 1 and the optical path F 2 A of light passing through the upper end of the concave cylindrical lens l 2 , the spread of the light transmitted through both lenses Since the angle and the convergence angle are the same, the straight line F 2 A overlaps the straight line F 1 A. That is, the boundary of the optical path of the light passing through the concave cylindrical lens transmits the focal point F 1 of the adjacent convex cylindrical lens. (Fig. 5)

本明細書で開示する発明を利用することにより、半導体装置の作製等に利用されるレーザープロセスにおいて必要な、大面積・均一レーザー光を得ることができる。   By utilizing the invention disclosed in this specification, a large-area, uniform laser beam necessary for a laser process used for manufacturing a semiconductor device or the like can be obtained.

本実施例の光学系について説明する。本実施例のレーザー照射装置の基本構成は図1(A)と同様である。ホモジナイザー入射前のレーザー光の形状は、6cm×5cmである。本実施例では、ホモジナイザーには、1枚のマルチシリンドリカルレンズを用いた。以下では、マルチシリンドリカルレンズについてのみ説明する。   The optical system of the present embodiment will be described. The basic structure of the laser irradiation apparatus of this embodiment is the same as that shown in FIG. The shape of the laser beam before entering the homogenizer is 6 cm × 5 cm. In this example, a single multi-cylindrical lens was used as the homogenizer. Only the multi-cylindrical lens will be described below.

本実施例に示す構成においては、マルチシリンドリカルレンズは6個の凹シリンドリカルレンズ(幅5mm)と、5個の凸シリンドリカルレンズ(幅5mm)を交互に配置して構成し、入射するレーザー光をおよそ10分割するものとしている。シリンドリカルレンズの長尺方向の長さは7cmとした。マルチシリンドリカルレンズは石英製である。   In the configuration shown in the present embodiment, the multi-cylindrical lens is configured by alternately arranging six concave cylindrical lenses (5 mm in width) and five convex cylindrical lenses (5 mm in width). It shall be divided into 10 parts. The length of the cylindrical lens in the longitudinal direction was 7 cm. The multi-cylindrical lens is made of quartz.

本実施例においては、最終的に照射される線状のレーザー光の長尺方向の長さは12cm、幅0.5mmである。このため、ホモジナイザーを通過した後に、レーザー光を長尺方向に2倍拡大し、それに垂直な方向に1/100に縮小した。凸シリンドリカルレンズと凹シリンドリカルレンズは、いずれも球面レンズとし、その曲率は同じとした。そして、凸シリンドリカルレンズの焦点距離は5cmとした。(図1(A)参照)   In this embodiment, the length of the linear laser beam finally irradiated is 12 cm in length and 0.5 mm in width. For this reason, after passing through the homogenizer, the laser beam was enlarged twice in the longitudinal direction and reduced to 1/100 in the direction perpendicular thereto. Both the convex cylindrical lens and the concave cylindrical lens are spherical lenses, and their curvatures are the same. The focal length of the convex cylindrical lens was 5 cm. (See Fig. 1 (A))

レーザー照射装置の光学系の概略および従来および本発明のマルチシリンドリカルレンズの概要を示す図。The figure which shows the outline of the optical system of a laser irradiation apparatus, and the outline of the conventional and multi-cylindrical lens of this invention. 従来のマルチシリンドリカルレンズの光路を示す概略図。Schematic which shows the optical path of the conventional multi cylindrical lens. 従来のマルチシリンドリカルレンズの光路を示す概略図。Schematic which shows the optical path of the conventional multi cylindrical lens. 本発明のマルチシリンドリカルレンズの光路を示す概略図。Schematic which shows the optical path of the multi-cylindrical lens of this invention. 凸レンズの光路と凹レンズの光路を示す図。The figure which shows the optical path of a convex lens, and the optical path of a concave lens.

Claims (8)

エキシマレーザー発振器と、
前記エキシマレーザー発振器から発せられたレーザー光が入射されるホモジナイザーと、
前記ホモジナイザーを通過したレーザー光が入射される収束レンズとを有し、
前記ホモジナイザーは、凸シリンドリカルレンズと凹シリンドリカルレンズが交互に配置された石英製のマルチシリンドリカルレンズを有し、
隣接する前記凸シリンドリカルレンズの曲率と前記凹シリンドリカルレンズの曲率が同じであり、
前記凸シリンドリカルレンズと前記凹シリンドリカルレンズとの境界は滑らかに連続していることを特徴とするレーザー照射装置。
Excimer laser oscillator,
A homogenizer to which the laser beam emitted from the excimer laser oscillator is incident;
A converging lens on which the laser beam that has passed through the homogenizer is incident;
The homogenizer has a multi-cylindrical lens made of quartz in which convex cylindrical lenses and concave cylindrical lenses are alternately arranged,
The curvature of the adjacent convex cylindrical lens and the curvature of the concave cylindrical lens are the same,
The laser irradiation apparatus, wherein a boundary between the convex cylindrical lens and the concave cylindrical lens is smoothly continuous.
請求項1において、
前記レーザー発振器と前記ホモジナイザーとの間に挿入され、且つ、前記レーザー発振器から発振されたレーザー光が入射されるビームエキスパンダーを有することを特徴とするをレーザー照射装置。
In claim 1,
A laser irradiation apparatus comprising: a beam expander that is inserted between the laser oscillator and the homogenizer and into which laser light oscillated from the laser oscillator is incident.
エキシマレーザー発振器と、
前記エキシマレーザー発振器から発せられたレーザー光が入射される2つのホモジナイザーと、
前記2つのホモジナイザーを通過したレーザー光が入射される収束レンズとを有し、
前記2つのホモジナイザーは、それぞれ凸シリンドリカルレンズと凹シリンドリカルレンズが交互に配置された石英製のマルチシリンドリカルレンズを有し、
隣接する前記凸シリンドリカルレンズの曲率と前記凹シリンドリカルレンズの曲率が同じであり、
前記凸シリンドリカルレンズと前記凹シリンドリカルレンズとの境界は滑らかに連続しており、
前記2つのホモジナイザーにそれぞれ設けられたマルチシリンドリカルレンズは、互いに直交することを特徴とするレーザー照射装置。
Excimer laser oscillator,
Two homogenizers to which the laser light emitted from the excimer laser oscillator is incident;
A converging lens on which the laser light that has passed through the two homogenizers is incident;
The two homogenizers each have a quartz multi-cylindrical lens in which convex cylindrical lenses and concave cylindrical lenses are alternately arranged,
The curvature of the adjacent convex cylindrical lens and the curvature of the concave cylindrical lens are the same,
The boundary between the convex cylindrical lens and the concave cylindrical lens is smoothly continuous,
The multi-cylindrical lens provided in each of the two homogenizers is orthogonal to each other.
請求項3において、
前記レーザー発振器と前記2つのホモジナイザーとの間に挿入され、且つ、前記レーザー発振器から発振されたレーザー光が入射されるビームエキスパンダーを有することを特徴とするをレーザー照射装置。
In claim 3,
A laser irradiation apparatus comprising: a beam expander that is inserted between the laser oscillator and the two homogenizers and into which laser light oscillated from the laser oscillator is incident.
請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
前記レーザー光が照射される被照射物において、前記レーザー光は方形状または線状のビーム形状を有することを特徴とするレーザー照射装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
In the irradiation object irradiated with the laser beam, the laser beam has a square shape or a linear beam shape.
請求項1乃至請求項5のいずれか一において、
前記マルチシリドリカルレンズの前記凸シリンドリカルレンズと前記凹シリンドリカルレンズが形成された面が、前記レーザー光が照明される被照射物側に配置されることを特徴とするレーザー照射装置。
In any one of Claims 1 thru | or 5,
The laser irradiation apparatus, wherein a surface of the multi-cylindrical lens on which the convex cylindrical lens and the concave cylindrical lens are formed is disposed on an irradiation object side on which the laser light is illuminated.
請求項1乃至請求項6のいずれか一において、
前記凸シリンドリカルレンズと前記凹シリンドリカルレンズはいずれも球面レンズであることを特徴とするレーザー照射装置。
In any one of Claims 1 thru | or 6,
The laser irradiation apparatus, wherein both the convex cylindrical lens and the concave cylindrical lens are spherical lenses.
請求項1乃至請求項7のいずれか一において、
前記凸シリンドリカルレンズの幅と前記凹シリンドリカルレンズの幅が等しいことを特徴とするレーザー照射装置。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
The laser irradiation apparatus, wherein a width of the convex cylindrical lens is equal to a width of the concave cylindrical lens.
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