JP2009176934A - レーザアニール装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】新たなビーム整形器を追加することなく、しかも光共振器内のビーム伝搬特性に影響を与えることなく、ビーム短軸方向に生じるドリフトに起因する照射ムラを低減する。
【解決手段】ビーム整形光学系５を通過する前のレーザビームＢの位置ずれを検出する位置ずれ検出器１２と、ビーム整形光学系５を通過する前のレーザビームＢの角度ずれを検出する角度ずれ検出器１６と、レーザ発振器１と被照射物（基板７）の間の光路上に配置されレーザビームＢを偏向させる偏向ミラー８ｂと、位置ずれ検出器１２及び角度ずれ検出器１６で検出した検出データに基づいて、被照射面での線状ビームＬＢの短軸方向の基準照射位置からの位置ずれをなくすように、偏向ミラー８ｂの向きを制御するミラー制御手段（２１，２２）と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、線状ビームを被照射物に照射して被照射物をアニール処理するレーザアニール装置及び方法に関する。

液晶・半導体装置用の薄膜トランジスタの製造工程において、基板（半導体基板またはガラス基板）にレーザビームを照射し基板を改質するためにレーザアニール装置が用いられる。基板の改質には、アモルファスシリコンのような非晶質半導体薄膜の結晶化や、半導体膜に注入した不純物の活性化がある。

図５に、従来のレーザアニール装置３０の概略図を示す。レーザアニール装置３０は、レーザ発振器３１から発振されたレーザビーム３２をビーム整形光学系３３により線状の断面形状をもつビームに整形し、この線状ビームを被照射物である基板３４に対してビーム短軸方向（図でＸ方向）に走査することにより、基板３４上の所望の領域にレーザビームを照射する（例えば、下記特許文献１を参照）。これにより、基板３４を改質する。

このようなレーザアニール装置３０では、通常、ビーム位置を固定し、基板３４を基板ステージ上に載せ、線状ビームの短軸方向に基板を移動させることによりビームの走査が行われる。ここで、レーザビーム３２の指向度安定性、位置度安定性はゼロではなく、基準光線に対して出射位置や出射角度がずれる。図５では、角度ずれ光線３５及び位置ずれ光線３６が模式的に示されている。このような位置ずれ、角度ずれが線状ビームの短軸方向に生じると、被照射面でのビーム位置がビーム短軸方向（Ｘ方向）に時間的に往復移動することになる（以下、この現象を「ドリフト」という）。ビーム短軸方向にドリフトが起きると、基板３４上の照射領域において、レーザビーム３２の照射時間が相対的に長い領域と短い領域とが発生する。

この結果、図６に示すように、目視でも観測できるビーム短軸方向（基板移動方向）に沿った照射ムラが生じる。このムラは数ミリメートル程度の領域で観測されるため、ビームは数秒間というオーダで角度ずれあるいは位置ずれが起きていると考えられる。このようなムラが生じた基板を使って製作される薄膜トランジスタはムラに応じて結晶の品質が異なるため、トランジスタ性能がばらついてしまうという問題がある。

このような問題に対し、下記特許文献２では、ドリフトを最小限に抑えるための技術が提案されている。

図７に、特許文献２で提案されているレーザ加工装置４０のドリフト補正装置４１の構成を示す。図７において、ドリフト補正装置４１は、光共振器を形成する一対の反射鏡４３，４４を備えたレーザ発振器４２と、レーザ発振器４２からのレーザビームを細長い断面形状のビームに変換するビーム整形器５１と、ビーム整形器５１を通ったビームの幅方向の中心位置を検出するビーム中心位置検出装置（ラインセンサ４５，プロファイル位置演算装置４６）と、ビームのドリフトにより検出中心位置Ｐがずれた場合、該ズレΔＰをなくすように、光共振器の少なくとも一方の反射鏡の配向θｆ，θｒを変える配向制御機構（ドリフト量演算装置４７，ミラー角度演算装置４８，リアミラー回転駆動装置４９，フロントミラー回転駆動装置５０）とを有する。また、図７においてレーザ加工装置４０は、レーザビームを整形して基板５３の表面に細長い断面形状の線状ビームを集光するためのビームホモジナイザ５２を有する。

このように構成されたドリフト補正装置４１により、ラインセンサ４５で検出されたビーム中心位置に基づいて、ズレΔＰを演算し、このズレΔＰをなくすように光共振器の少なくとも一方の反射鏡の配向θｆ，θｒを変える。これにより、基板５３の表面におけるレーザビームのドリフトが抑制される。

特開２００６−２８７１８３号公報 特開２０００−４２７７７号公報

上記特許文献２のドリフト補正装置４１では、ビームの中心位置を測定するために、基板照射用のビームホモジナイザ５２とは別系統のビーム整形器５１を備える必要がある。このため、レーザアニール装置の大型化や製造コストの大幅な増大が避けられない。
また、上記特許文献２のドリフト補正装置４１では、光共振器の少なくとも一方の反射鏡の配向を変えるが、このような操作では光共振器内のビームの伝搬特性が変化し、例えばレーザ出力に大きな影響を与えるため、実現性に乏しい。

本発明は上記の諸問題に鑑みてなされたものであり、新たなビーム整形器を追加することなく、しかも光共振器内のビーム伝搬特性に影響を与えることなく、ビーム短軸方向に生じるドリフトに起因する照射ムラを低減することができるレーザアニール装置及び方法を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明のレーザアニール装置及び方法は、以下の技術的手段を採用する。

本発明は、レーザ発振器から発振されたレーザビームをビーム整形光学系により線状の断面形状をもつビームに整形し、この線状ビームを被照射物に照射して被照射物をアニール処理するレーザアニール装置において、前記ビーム整形光学系を通過する前のレーザビームについて、線状ビームの短軸方向に対応する方向に関しての基準位置からの位置ずれを検出する位置ずれ検出器と、前記ビーム整形光学系を通過する前のレーザビームについて、線状ビームの短軸方向に対応する方向に関しての基準角度からの角度ずれを検出する角度ずれ検出器と、前記レーザ発振器と前記被照射物の間の光路上に配置されレーザビームを偏向させる偏向ミラーと、前記位置ずれ検出器及び前記角度ずれ検出器で検出した検出データに基づいて、被照射面での線状ビームの短軸方向の基準照射位置からの位置ずれをなくすように、前記偏向ミラーの向きを制御するミラー制御手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明は、レーザビームをビーム整形光学系により線状の断面形状をもつビームに整形し、この線状ビームを被照射物に照射して被照射物をアニール処理するレーザアニール方法において、前記ビーム整形光学系を通過する前のレーザビームについて、線状ビームの短軸方向に対応する方向に関しての基準位置からの位置ずれと、線状ビームの短軸方向に対応する方向に関しての基準角度からの角度ずれを検出し、検出した位置ずれ及び角度ずれの各ずれ量に基づいて、被照射面での線状ビームの短軸方向の基準照射位置からの位置ずれをなくすように、レーザ発振器と被照射物の間の光路上に配置された偏向ミラーの向きを制御する、ことを特徴とする。

上記のレーザアニール装置及び方法によれば、レーザビームの位置ずれ及び角度ずれを検出し、検出した位置ずれ及び角度ズレの各データに基づいて被照射面での位置ずれをなくすように偏向ミラーの向きを制御する。すなわち、位置ずれ及び角度ずれの各ずれ量に応じて偏向ミラーの向きを変化させ、光線の方向を制御する。これにより、被照射面での位置ずれ（ドリフト）の発生を抑制することができるため、ビーム短軸方向に生じるドリフトに起因する照射ムラを大幅に低減することができる。
また、上記特許文献２の手段と異なり、ビーム整形光学系を通過する前のレーザビームについて位置ずれと角度ずれを検出するので、基板照射用のビームホモジナイザとは別系統のビーム整形器を備える必要がなく、比較的簡単な機器構成で位置ずれと角度ずれを検出することができる。
また、上記特許文献２の手段と異なり、レーザ発振器と被照射物の間の光路上に配置された偏向ミラーを動作させてドリフトを補正するので、光共振器内のビーム伝搬特性に影響を与えることがない。

上記のレーザアニール装置において、好ましくは、前記ミラー制御手段は、前記偏向ミラーを揺動させるミラー駆動装置と、該ミラー駆動装置の動作を制御するミラー角度制御装置とを備え、該ミラー角度制御装置は、前記レーザビームの位置ずれに対する被照射面での基準照射位置からの位置ずれを示す位置用補正テーブル、前記レーザビームの角度ずれに対する被照射面での基準照射位置からの位置ずれを示す角度用補正テーブル及び前記偏向ミラーの配向角度に対する被照射面でのビーム移動量を示すミラー用補正テーブルを記憶しており、前記位置用補正テーブル、前記角度用補正テーブル及び前記ミラー用補正テーブルを用いて、被照射面での線状ビームの短軸方向の位置ずれをなくすための前記偏向ミラーの配向角度を算出する。

上記構成によれば、ミラー角度制御装置により、位置用補正テーブル、角度用補正テーブル及びミラー用補正テーブルを用いて、被照射面での位置ずれをなくすための偏向ミラーの配向角度が算出されるので、高精度のドリフト補正を行うことができる。

上記のレーザアニール装置において、好ましくは、前記偏向ミラーは、前記ビーム整形光学系よりも上流側の光路上に配置されている。

ビーム整形光学系よりも上流側の位置では、レーザビームのビーム径は小さいため、当該位置に配置される偏向ミラーは、ビーム整形光学系よりも下流側に配置されるものよりも小型のもので済む。このため、上記の位置に配置された偏向ミラーの配向角度を変える機構を比較的小さく構成することができる。

本発明によれば、新たなビーム整形器を追加することなく、しかも光共振器内のビーム伝搬特性に影響を与えることなく、ビーム短軸方向に生じるドリフトに起因する照射ムラを低減することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態にかかるレーザアニール装置１０の全体概略構成を示す図である。
図１において、レーザアニール装置１０は、レーザ発振器１と、導入ミラー８と、ビーム整形光学系５と、落射ミラー９と、基板ステージ６とを備える。

レーザ発振器１は、レーザ媒質２と、光共振器３とを有する。
レーザ媒質２としては、固体レーザ媒質、ガスレーザ媒質、レーザダイオードが例示される。固体レーザ媒質としては、ＹＡＧ、ＹＬＦ、ＹＶＯ_４等が例示される。ガスレーザ媒質としては、エキシマ、ＣＯ_２等が例示される。
光共振器３は、レーザ媒質２の両側に配置された一対の反射鏡３ａ，３ｂからなる。後側の反射鏡３ａは全反射ミラーであり、出射側の反射鏡３ｂはハーフミラーである。
上記構成のレーザ発振器１により、一対の反射鏡３ａ，３ｂの間で光が増幅されレーザビームＢが発振される。レーザビームＢは、連続発振ビーム、パルス発振ビームのいずれでもよい。

導入ミラー８は、レーザビームＢを偏向する偏向ミラー８ａ，８ｂからなり、レーザ発振器１から発振されたレーザビームＢをビーム整形光学系５まで導く。

ビーム整形光学系５は、レーザ発振器１から発振されたレーザビームＢを、被照射面において線状の断面形状をもつビーム（以下、「線状ビームＬＢ」という）に整形する。図１において、線状ビームＬＢの長軸方向は、紙面に垂直な方向と一致する。
このような線状ビームＬＢを整形するビーム整形光学系５としては、従来周知の構成を採用することができる。ビーム整形光学系５は、例えば、ビームエキスパンダ、シリンドリカルレンズ、シリンドリカルレンズアレイ等で構成することができる。

また、ビーム整形光学系５は、線状ビームＬＢの長軸方向のエネルギー分布（光強度分布）を均一化するための長軸用ビームホモジナイザと、線状ビームＬＢの短軸方向のエネルギー分布を均一化するための短軸用ビームホモジナイザの両方又は一方の機能を備えることが好ましい。この場合、長軸用、短軸用の各ホモジナイザは、シリンドリカルレンズアレイを用いたレンズアレイ方式、導波路を用いた導波路方式、回折光学素子を用いた方式など、各種の形態を採用できる。なお、レンズアレイ方式、導波路方式については例えば特開２００７−２１４５２７号公報に、回折光学素子については例えば特開２００５−２１７２０９号公報に開示されている。

落射ミラー９は、レーザビームＢを被照射物である基板７の方向へ反射させる。
基板ステージ６は、基板７を載せる上面を有し、線状ビームＬＢの短軸方向と一致する図中の矢印Ｘ方向に移動可能に構成されている。したがって、基板７を基板ステージ６上に載せて、Ｘ方向に移動させることにより、所望の領域に線状ビームＬＢを走査することができる。

レーザビームＢの被照射物である基板７は、半導体基板又はガラス基板である。半導体基板の場合、イオンが注入された表層部を有し、レーザ照射によって表層部のイオンが活性化される。ガラス基板の場合、表面に非晶質半導体膜（例えばアモルファスシリコン膜）が形成され、レーザ照射によって非晶質半導体膜が結晶性半導体膜に改質される。

レーザ発振器１によるレーザビームＢの発振や、基板ステージ６の動作は、図示しない制御装置によって制御される。これにより、基板７に対するレーザ照射時間（パルスレーザの場合、照射される単位領域あたりの総照射回数及び総照射時間）が制御される。

図１において、レーザアニール装置１０は、さらに、位置ずれ検出器１２と、角度ずれ検出器１６と、ミラー制御手段（２１，２２）とを備える。

位置ずれ検出器１２は、ビーム整形光学系５を通過する前のレーザビームＢについて、線状ビームＬＢの短軸方向に対応する方向に関しての基準位置からの位置ずれを検出する。
角度ずれ検出器１６は、ビーム整形光学系５を通過する前のレーザビームＢについて、線状ビームＬＢの短軸方向に対応する方向に関しての基準角度からの角度ずれを検出する。
ミラー制御手段（２１，２２）は、位置ずれ検出器１２及び角度ずれ検出器１６で検出した検出データに基づいて、被照射面での線状ビームＬＢの短軸方向の基準照射位置からの位置ずれをなくすように、偏向ミラー８ｂの向きを制御する。

図２を参照して、位置ずれ検出器１２の一構成例を説明する。ビーム整形光学系５の上流側には、レーザ発振器１から発振されたレーザビームＢの一部を分岐するビームスプリッタ１９ａが設置されており、ビームスプリッタ１９ａで分岐されたレーザビームＢが位置ずれ検出器１２に入射する。図２において、ビームスプリッタ１９ａで分岐されたレーザビームＢは偏向ミラー２０ａで偏向されているが、偏向ミラー２０ａは位置ずれ検出器１２の設置位置によっては省略可能である。

図２において、破線で示されたＢｐは実線で示されたレーザビームＢを基準光線とした場合の位置ずれ光線のイメージであり、一点鎖線で示されたＢａはレーザビームＢを基準光線とした場合の角度ずれ光線のイメージである。

図２において、位置ずれ検出器１２は、第１焦点距離ｆ１をもつ第１レンズ１３と、第２焦点距離ｆ２をもつ第２レンズ１４と、位置ずれ検出用の第１撮像装置１５とを有する。第１レンズ１３は、その主点と物体面（この例では、レーザ発振器１の出射端面）との距離がｆ１となる位置に配置されている。第２レンズ１４は、その主点と第１レンズ１３の主点との距離がｆ１＋ｆ２となる位置に配置されている。第１撮像装置１５は、その撮像面と第２レンズ１４の主点との距離がｆ２となる位置に配置されている。第１撮像装置１５としては、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサが例示される。

これにより、第１レンズ１３と第２レンズ１４が像転写光学系を形成し、物体面における像が、第２レンズ１４の主点からｆ２だけ離れた位置の結像面に拡大転写される。このときの拡大倍率は、ｄ１／ｄ２＝ｆ１／ｆ２である。第１撮像装置１５の撮像面は上記の結像面の位置と一致するので、第１撮像装置１５により結像面での転写像を観察することができる。この転写像を観察することで、位置ずれ量は検出されるが、角度ずれ量は検出されない。位置ずれ検出器１２で取得した検出データは、ミラー角度制御装置２２に送信される。

図３を参照して、角度ずれ検出器１６の一構成例を説明する。ビームスプリッタ１９ａにより分岐されたレーザビームＢは、第２レンズ１４の出側に設置されたビームスプリッタ１９ｂにより更に分岐されて、角度ずれ検出器１６に入射する。図３において、ビームスプリッタ１９ｂにより分岐されたレーザビームＢは偏向ミラー２０ｂで偏向されているが、偏向ミラー２０ｂは角度ずれ検出器１６の設置位置によっては省略可能である。

図３において、角度ずれ検出器１６は、第１焦点距離ｆ１をもつ第１レンズ１３と、第２焦点距離ｆ２をもつ第２レンズ１４と、第３焦点距離をもつ第３レンズ１７と、角度ずれ検出用の第２撮像装置１８とを有する。図３において、角度ずれ検出器１６は、第１レンズ１３と第２レンズ１４を位置ずれ検出器１２と共有しているが、位置ずれ検出器１２とは独立した第１レンズ１３と第２レンズ１４を備えても良い。第２撮像装置１８は、その撮像面と第３レンズ１７の主点との距離が、第３レンズ１７の焦点距離であるｆ３となる位置に配置されている。第２撮像装置１８としては、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサが例示される。

このような構成において、θを角度ずれ量、Ｄａを角度ずれ量θに基づく撮像面での位置ずれ量とした場合、Ｄａ＝ｆ３・ｔａｎθという関係が成立する。したがって、第２撮像装置１８により撮像面での位置ずれ量Ｄａを観察することにより、物体面での角度ずれ量θを検出することができる。このとき、位置ずれ量は検出されない。角度ずれ検出器１６で取得した検出データは、ミラー角度制御装置２２に送信される。

なお、像転写の対象となる物体面の位置は、ビーム整形光学系５より上流側であれば、レーザ発振器１の出射端面に限られない。したがって、上記の物体面の位置は、レーザ発振器１の内部（ただし、出射側の反射鏡３ｂの外側）でもよいし、偏向ミラー８ｂの下流側であってもよい。また、上記の物体面の位置をレーザ発振器１の内部に設定する場合、可能であれば、位置ずれ検出器１２と角度ずれ検出器１６をレーザ発振器１の内部に設置してもよい。

図１において、ミラー制御手段（２１，２２）は、偏向ミラーを揺動させるミラー駆動装置２１と、ミラー駆動装置２１の動作を制御するミラー角度制御装置２２とを備える。
偏向ミラー８ｂは、線状ビームＬＢの長軸方向と一致する軸心ａまわりに揺動自在に支持されている。ミラー駆動装置２１は、この偏向ミラー８ｂに作用してその配向角度を変化させる。ミラー駆動装置２１は、例えばＡＣサーボモータで構成することができる。

なお、ミラー駆動装置２１により揺動させる偏向ミラーは、レーザ発振器１と被照射物である基板７の間の光路上に配置されたものであれば、図１において駆動対象として示されている偏向ミラー８ｂに限定されない。したがって、別の偏向ミラー８ａを揺動させてもよいし、落射ミラー９も偏向ミラーとしての機能を有するから落射ミラー９を揺動させてもよい。

ミラー角度制御装置２２は、位置ずれ検出器１２と角度ずれ検出器１６で検出された検出データに基づいて、被照射面での線状ビームＬＢの短軸方向の位置ずれをなくすための偏向ミラー８ｂの配向角度を算出し、算出した配向角度に対応する制御信号をミラー駆動装置２１に送信する。

図４において、（Ａ）はレーザビームＢの位置ずれに対する被照射面での基準照射位置からの位置ずれを示し、（Ｂ）はレーザビームＢの角度ずれに対する被照射面での基準照射位置からの位置ずれを示し、（Ｃ）は偏向ミラーの配向角度に対する被照射面でのビーム移動量を示している。（Ａ）〜（Ｃ）は計算あるいは実験により求めることができ、これをテーブル化することで、被照射面での位置ずれをなくすための偏向ミラー８ｂの配向角度を算出することができる。

具体的には、ミラー角度制御装置２２は、レーザビームＢの位置ずれに対する被照射面での基準照射位置からの位置ずれを示す位置用補正テーブル、レーザビームＢの角度ずれに対する被照射面での基準照射位置からの位置ずれを示す角度用補正テーブル及び偏向ミラーの配向角度に対する被照射面でのビーム移動量を示すミラー用補正テーブルを記憶しており、位置用補正テーブル、角度用補正テーブル及びミラー用補正テーブルを用いて、被照射面での線状ビームＬＢの短軸方向の位置ずれをなくすための偏向ミラー８ｂの配向角度を算出する。さらに、ミラー角度制御装置２２は、算出した配向角度に対応する制御信号をミラー駆動装置２１に送信する。

ミラー駆動装置２１は、ミラー角度制御装置２２からの制御信号に従って偏向ミラー８ｂの配向角度を変化させる。
上記の構成により、レーザビームＢの位置ずれ及び角度ずれをリアルタイムで検出し、偏向ミラー８ｂの配向角度を自動制御するので、被照射面でのドリフト補正をリアルタイムで実行することができる。

上述した本発明のレーザアニール装置１０及び方法によれば、位置ずれ及び角度ずれの各ずれ量に応じて偏向ミラー８ｂの向きを変化させ、偏向ミラー８ｂ以降のレーザビームＢの方向を制御する。これにより、被照射面での位置ずれ（ドリフト）の発生を抑制することができるため、ビーム短軸方向に生じるドリフトに起因する照射ムラを大幅に低減することができる。

また、上記特許文献２の手段と異なり、ビーム整形光学系５を通過する前のレーザビームＢについて位置ずれと角度ずれを検出するので、基板照射用のビームホモジナイザ（実施形態ではビーム整形光学系５）とは別系統のビーム整形器を備える必要がなく、比較的簡単な機器構成で位置ずれと角度ずれを検出することができる。

また、上記特許文献２の手段と異なり、レーザ発振器１と被照射物である基板７の間の光路上に配置された偏向ミラー８ｂを動作させてドリフトを補正するので、光共振器３内のビーム伝搬特性に影響を与えることがない。

また、本実施形態によれば、ミラー角度制御装置２２により、位置用補正テーブル、角度用補正テーブル及びミラー用補正テーブルを用いて、被照射面での位置ずれをなくすための偏向ミラー８ｂの配向角度が算出されるので、高精度のドリフト補正を行うことができる。

また、本実施形態によれば、ビーム整形光学系５よりも上流側の光路上に配置された偏向ミラー８ｂを揺動させる構成を採用している。ビーム整形光学系５よりも上流側の位置では、レーザビームＢのビーム径は小さいため、この位置に配置される偏向ミラーは、ビーム整形光学系５よりも下流側に配置されるミラー（本実施形態では落射ミラー９）よりも小型である。したがって、ミラー駆動装置２１を比較的小さく構成することができる。

なお、上述した実施形態では、ビーム照射位置を固定し、基板７をビーム短軸方向に移動させることにより、ビーム走査を行う構成であったが、このような構成に代えて、基板位置を固定し、ビームを短軸方向に振ることにより、ビーム走査を行う構成を採用していてもよい。この場合、例えば特開２００３−４５８２０に開示されているように、ガルバノスキャナまたはポリゴンミラーと、ｆθレンズとの組み合わせによってビーム短軸方向にビームを振る手段を構成することができる。

上記において、本発明の実施形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

本発明の実施形態にかかるレーザアニール装置の全体概略構成を示す図である。 位置ずれ検出器の一構成例を説明する図である。 角度ずれ検出器の一構成例を説明する図である。 （Ａ）はレーザビームの位置ずれに対する被照射面での基準照射位置からの位置ずれを示す図である。（Ｂ）はレーザビームの角度ずれに対する被照射面での基準照射位置からの位置ずれを示す図である。（Ｃ）は偏向ミラーの配向角度に対する被照射面でのビーム移動量を示す図である。 従来のレーザアニール装置の概略図を示す図である。 ドリフトに起因する照射ムラを説明する図である。 特許文献２で提案されているレーザ加工装置のドリフト補正装置の全体構成を示す図である。

符号の説明

Ｂ レーザビーム
ＬＢ 線状ビーム
１ レーザ発振器
２ レーザ媒質
３ 光共振器
３ａ，３ｂ 反射鏡
５ ビーム整形光学系
６ 基板ステージ
７ 基板（被照射物）
８ 導入ミラー
８ａ，８ｂ 偏向ミラー
９ 落射ミラー
１０ レーザアニール装置
１２ 位置ずれ検出器
１３ 第１レンズ
１４ 第２レンズ
１５ 第１撮像装置
１６ 角度ずれ検出器
１７ 第３レンズ
１８ 第２撮像装置
１９ａ，１９ｂ ビームスプリッタ
２０ａ，２０ｂ 偏向ミラー
２１ ミラー駆動装置
２２ ミラー角度制御装置

Claims (4)

1. レーザ発振器から発振されたレーザビームをビーム整形光学系により線状の断面形状をもつビームに整形し、この線状ビームを被照射物に照射して被照射物をアニール処理するレーザアニール装置において、
   前記ビーム整形光学系を通過する前のレーザビームについて、線状ビームの短軸方向に対応する方向に関しての基準位置からの位置ずれを検出する位置ずれ検出器と、
   前記ビーム整形光学系を通過する前のレーザビームについて、線状ビームの短軸方向に対応する方向に関しての基準角度からの角度ずれを検出する角度ずれ検出器と、
   前記レーザ発振器と前記被照射物の間の光路上に配置されレーザビームを偏向させる偏向ミラーと、
   前記位置ずれ検出器及び前記角度ずれ検出器で検出した検出データに基づいて、被照射面での線状ビームの短軸方向の基準照射位置からの位置ずれをなくすように、前記偏向ミラーの向きを制御するミラー制御手段と、
   を備えることを特徴とするレーザアニール装置。
2. 前記ミラー制御手段は、前記偏向ミラーを揺動させるミラー駆動装置と、該ミラー駆動装置の動作を制御するミラー角度制御装置とを備え、
   該ミラー角度制御装置は、前記レーザビームの位置ずれに対する被照射面での基準照射位置からの位置ずれを示す位置用補正テーブル、前記レーザビームの角度ずれに対する被照射面での基準照射位置からの位置ずれを示す角度用補正テーブル及び前記偏向ミラーの配向角度に対する被照射面でのビーム移動量を示すミラー用補正テーブルを記憶しており、前記位置用補正テーブル、前記角度用補正テーブル及び前記ミラー用補正テーブルを用いて、被照射面での線状ビームの短軸方向の位置ずれをなくすための前記偏向ミラーの配向角度を算出する請求項１記載のレーザアニール装置。
3. 前記偏向ミラーは、前記ビーム整形光学系よりも上流側の光路上に配置されている請求項１又は２記載のレーザアニール装置。
4. レーザビームをビーム整形光学系により線状の断面形状をもつビームに整形し、この線状ビームを被照射物に照射して被照射物をアニール処理するレーザアニール方法において、
   前記ビーム整形光学系を通過する前のレーザビームについて、線状ビームの短軸方向に対応する方向に関しての基準位置からの位置ずれと、線状ビームの短軸方向に対応する方向に関しての基準角度からの角度ずれを検出し、
   検出した位置ずれ及び角度ずれの各ずれ量に基づいて、被照射面での線状ビームの短軸方向の基準照射位置からの位置ずれをなくすように、レーザ発振器と被照射物の間の光路上に配置された偏向ミラーの向きを制御する、ことを特徴とするレーザアニール方法。

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