JP2010092916A - Laser annealing method and laser annealing apparatus - Google Patents

Laser annealing method and laser annealing apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2010092916A
JP2010092916A JP2008258574A JP2008258574A JP2010092916A JP 2010092916 A JP2010092916 A JP 2010092916A JP 2008258574 A JP2008258574 A JP 2008258574A JP 2008258574 A JP2008258574 A JP 2008258574A JP 2010092916 A JP2010092916 A JP 2010092916A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor laser
light intensity
light
profile
laser elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008258574A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromi Masuda
宏美 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Information and Telecommunication Engineering Ltd
Original Assignee
Hitachi Computer Peripherals Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Computer Peripherals Co Ltd filed Critical Hitachi Computer Peripherals Co Ltd
Priority to JP2008258574A priority Critical patent/JP2010092916A/en
Publication of JP2010092916A publication Critical patent/JP2010092916A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser annealing apparatus and a laser annealing method, having a uniformed optical intensity distribution. <P>SOLUTION: Light emission of an arbitrary semiconductor laser element of a plurality of semiconductor laser elements 10 as a laser light source is stopped, a plurality of partially stopped profiles by the light emission of the other semiconductor laser elements are obtained, a plurality of light intensity deviations by the plurality of partially stopped profiles are obtained, a group of semiconductor laser elements emitting a light when the minimum optical intensity deviation is calculated are selected, and only the group of selected laser elements are allowed to emit a light. Thus, even in a semiconductor laser anneal using an optical waveguide 11 to guide a laser light, the optical intensity distribution of a beam spot can be preferably uniformed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を用いて非単結晶半導体膜を改質するレーザアニール方法及びレーザアニール装置に係り、特に非単結晶半導体膜に照射するビームスポットの光強度分布を均一化することができるレーザアニール方法及びレーザアニール装置に関する。   The present invention relates to a laser annealing method and a laser annealing apparatus for modifying a non-single crystal semiconductor film using laser light emitted from a semiconductor laser element, and in particular, a light intensity distribution of a beam spot irradiated to the non-single crystal semiconductor film. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laser annealing method and a laser annealing apparatus that can make the temperature uniform.

近年のディスプレイ装置は、表示素子として液晶素子を使用し、この液晶素子や該液晶素子のドライバ回路は薄膜トランジスター（ＴＦＴ［Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ］、以下、ＴＦＴと呼ぶ）により構成されている。このＴＦＴは、製造過程においてガラス基板上に形成した非単結晶半導体膜（アモルファスシリコン）をビームスポットの照射によってポリシリコンに改質する工程が必要である。   In recent years, a display device uses a liquid crystal element as a display element, and the liquid crystal element and a driver circuit of the liquid crystal element are configured by a thin film transistor (TFT). This TFT requires a step of modifying a non-single crystal semiconductor film (amorphous silicon) formed on a glass substrate into polysilicon by beam spot irradiation in the manufacturing process.

このビームスポット照射によるシリコン膜の改質工程において、ポリシリコンの結晶粒径が大きいほどＴＦＴの性能が向上し、ＴＦＴ性能の指標である電界効果移動度が大きくなる。レーザ照射技術としては、いかに大きな粒径をもつポリシリコン結晶を安定にかつ均一に生成するため、前述したビームスポットの光強度を均一化することが必要である。   In the silicon film modification process by irradiation with the beam spot, the larger the polysilicon crystal grain size, the better the TFT performance, and the higher the field effect mobility, which is an indicator of TFT performance. As a laser irradiation technique, it is necessary to equalize the light intensity of the beam spot described above in order to stably and uniformly generate a polysilicon crystal having a large particle size.

このビームスポットの光強度分布を測定する従来技術としは、下記特許文献１が挙げられ、この特許文献１には、固体レーザ光源を基に生成したビームスポットの光強度分布を、可視光透光性基板の裏面側で撮像光学系を用いて二次元的に撮像して測定し、該測定した光強度分布から被処理面でのレーザ光の光強度分布を求める技術が記載されている。   As a conventional technique for measuring the light intensity distribution of this beam spot, the following Patent Document 1 can be cited. In this Patent Document 1, the light intensity distribution of a beam spot generated on the basis of a solid-state laser light source is expressed by visible light transmission. Describes a technique in which a back surface side of a conductive substrate is imaged and measured two-dimensionally using an imaging optical system, and the light intensity distribution of laser light on the surface to be processed is determined from the measured light intensity distribution.

他方、下記特許文献２には、非単結晶半導体膜への光吸収率が高い青色等の短波半導体レーザ光を照射する複数の半導体レーザ素子と、該複数の半導体レーザ素子から照射されたレーザ光を光ファイバに入射し、内部で乱反射を行って出射する光導波路と、該光導波路から出射したレーザ光を平行光に偏光した後に集光する光学系とを用いるレーザアニール技術が記載されている。
特開２００６−９３６３４号公報 特開２００７−１１５７２９号公報 On the other hand, the following Patent Document 2 discloses a plurality of semiconductor laser elements that irradiate a short-wave semiconductor laser beam such as blue having a high light absorption rate to a non-single-crystal semiconductor film, and a laser beam emitted from the plurality of semiconductor laser elements. Laser annealing technology is described that uses an optical waveguide that enters the optical fiber and diffuses and emits light internally, and an optical system that condenses the laser light emitted from the optical waveguide after being polarized into parallel light .
JP 2006-93634 A JP 2007-115729 A

しかしながら、前述の特許文献１に記載された技術は、ガスレーザ光源であるエキシマレーザから照射されたレーザ光を所定の強度と位相に変調するために環状段差を有する位相シフタ（空間強度変調光学素子）を用いて強度分布を調整するものであって、微細な光強度の調整を行うことが困難であると言う不具合があった。   However, the technique described in Patent Document 1 described above is a phase shifter (spatial intensity modulation optical element) having an annular step for modulating laser light emitted from an excimer laser, which is a gas laser light source, to a predetermined intensity and phase. However, there is a problem that it is difficult to finely adjust the light intensity.

また前述の特許文献２記載の技術は、短波長のビームスポットを生成することができるものの、光導波路が入射したレーザ光をランダムに内部を乱反射させて出射する特性を有するが、光導波路内部の屈折率が異なるコア部及びクラッド部の高精度生成が困難なため、出射するレーザビームの光強度分布を均等にすることができないと言う不具合があった。   Moreover, although the technique of the above-mentioned patent document 2 can produce | generate the beam spot of a short wavelength, it has the characteristic to radiate | emit the inside of an optical waveguide, and the laser beam which the optical waveguide injected randomly. There is a problem that the light intensity distribution of the emitted laser beam cannot be made uniform because it is difficult to generate the core part and the clad part with different refractive indexes with high accuracy.

本発明の目的は、光導波路を用いてレーザ光を案内する半導体レーザアニールであってもビームスポットの光強度分布を好適に調整することができるレーザアニール方法及びレーザアニール装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a laser annealing method and a laser annealing apparatus capable of suitably adjusting the light intensity distribution of a beam spot even in the case of semiconductor laser annealing for guiding laser light using an optical waveguide. .

前記目的を達成するために本発明は、レーザ光を照射する複数の半導体レーザ素子と、該複数の半導体レーザ素子から照射された複数のレーザ光を一端の所定座標位置に入射し、該入射した複数のレーザ光を内部で乱反射しながら他端より出射する光導波路と、該光導波路から出射されたレーザ光を細長形状に集光したビームスポットを生成する光学系と、前記ビームスポットを受光してビームスポットの細長方向の光強度値の分布をプロファイルとして検出するビームプロファイル検出部と、該ビームプロファイル検出部が検出したプロファイルを入力として前記複数の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光出力を制御する制御部とを備えるレーザアニール装置であって、
前記制御部が、
前記複数の半導体レーザ素子の全てを発光して生成されるビームスポットの基本プロファイルをビームプロファイル検出部により検出する第１工程と、
該第１工程により検出した基本プロファイルのビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得する第２工程と、
該第２工程により取得した複数位置の光強度値を基に光強度偏差を算出する第３工程と、
前記複数の半導体レーザ素子の内、任意数の半導体レーザ素子からの発光を停止し、他の半導体レーザ素子を発光して生成されるビームスポットの一部停止プロファイルをビームプロファイル検出部により検出する第４工程と、
該第４工程により検出した一部停止プロファイルのビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得する第５工程と、
該第５工程により取得した複数位置の光強度値を基に光強度偏差を算出する第６工程と、
前記発光を停止する半導体レーザ素子を変化させ、前記第４工程から第６工程を複数回実行し、複数の一部停止プロファイルの光強度偏差を取得する第７工程と、
前記第３工程により算出した光強度偏差及び前記第６工程により算出した光強度偏差の内、最小の光強度偏差を算出したときに発光した複数の半導体レーザ素子を選択する第８工程と、
該第８工程により選択した半導体レーザ素子のみを発光する第９工程とを実行することを第１の特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention includes a plurality of semiconductor laser elements that irradiate a laser beam and a plurality of laser beams that are emitted from the plurality of semiconductor laser elements at a predetermined coordinate position at one end, and the incident An optical waveguide that emits a plurality of laser beams from the other end while irregularly reflecting them, an optical system that generates a beam spot by condensing the laser beams emitted from the optical waveguide into an elongated shape, and receiving the beam spot A beam profile detector that detects the distribution of light intensity values in the elongate direction of the beam spot as a profile, and controls the output of laser light emitted from the plurality of semiconductor laser elements with the profile detected by the beam profile detector as an input A laser annealing apparatus comprising a control unit for performing,
The control unit is
A first step of detecting a basic profile of a beam spot generated by emitting all of the plurality of semiconductor laser elements by a beam profile detector;
A second step of acquiring light intensity values at a plurality of positions in the elongated direction of the beam spot of the basic profile detected in the first step;
A third step of calculating a light intensity deviation based on the light intensity values at a plurality of positions acquired in the second step;
A beam profile detector detects a partial stop profile of a beam spot generated by stopping light emission from an arbitrary number of semiconductor laser elements among the plurality of semiconductor laser elements and emitting light from other semiconductor laser elements. 4 steps,
A fifth step of acquiring light intensity values at a plurality of positions in the beam spot elongated direction of the partial stop profile detected by the fourth step;
A sixth step of calculating a light intensity deviation based on the light intensity values at a plurality of positions acquired in the fifth step;
A seventh step of changing the semiconductor laser element that stops the light emission, performing the fourth to sixth steps a plurality of times, and obtaining a light intensity deviation of a plurality of partial stop profiles;
An eighth step of selecting a plurality of semiconductor laser elements that emit light when calculating the minimum light intensity deviation among the light intensity deviation calculated in the third step and the light intensity deviation calculated in the sixth step;
The first feature is to execute the ninth step of emitting only the semiconductor laser element selected in the eighth step.

また本発明は、該第１の特徴のレーザアニール装置において、前記制御部が、前記第４工程において発光を停止する半導体レーザ素子の数を単数とすることを第２の特徴とする。   According to the second aspect of the present invention, in the laser annealing apparatus of the first feature, the control unit sets the number of semiconductor laser elements that stop emitting light in the fourth step to be singular.

また本発明は、該第１の特徴のレーザアニール装置において、前記制御部が、前記第４工程において発光を停止する半導体レーザ素子の数を複数とすることを第３の特徴とする。   According to the third aspect of the present invention, in the laser annealing apparatus of the first feature, the control unit sets a plurality of semiconductor laser elements that stop emitting light in the fourth step.

また本発明は、前記何れかの特徴のレーザアニール装置において、前記制御部が、前記第８工程において、前記選択した複数半導体レーザ素子を用いて発光した発光プロファイルの総光量が所定の総光量以上か否かを判定し、所定の総光量以上と判定したとき、該総光量以上の発光プロファイルを発光した複数半導体レーザ素子を選択することを第４の特徴とする。   According to the present invention, in the laser annealing apparatus according to any one of the above features, the control unit has a total light amount of a light emission profile emitted from the selected plurality of semiconductor laser elements in the eighth step greater than or equal to a predetermined total light amount. A fourth feature is to select a plurality of semiconductor laser elements that emit a light emission profile that is equal to or greater than the total light amount.

また本発明は、前記何れかの特徴のレーザアニール装置において、前記制御部が、前記第８工程において、前記選択した複数半導体レーザ素子を用いて発光した発光プロファイルの光強度偏差が、所定の閾値以下か否かを判定し、所定の閾値以下と判定したときに前記第９工程を実行し、所定の閾値以下でないと判定したとき、エラー処理を実行することを第５の特徴とする。   In the laser annealing apparatus of any one of the above characteristics, the light intensity deviation of the emission profile emitted from the plurality of semiconductor laser elements selected by the control unit in the eighth step is a predetermined threshold value. The fifth feature is that the ninth step is executed when it is determined whether or not it is equal to or less than the predetermined threshold value, and the error process is executed when it is determined that the threshold value is not equal to or less than the predetermined threshold value.

また本発明は、前記何れかの特徴のレーザアニール装置において、前記制御部が、第２工程及び第５工程における前記光強度偏差の算出を、複数位置の光強度値の平均値の絶対値を算出し、該算出した絶対平均値と複数の位置の光強度値との差の値として算出することを第６の特徴とする。   According to the present invention, in the laser annealing apparatus of any one of the above characteristics, the control unit calculates the light intensity deviation in the second step and the fifth step, and calculates an absolute value of an average value of the light intensity values at a plurality of positions. A sixth feature is to calculate and calculate a difference value between the calculated absolute average value and the light intensity values at a plurality of positions.

更に本発明は、レーザ光を照射する複数の半導体レーザ素子と、該複数の半導体レーザ素子から照射された複数のレーザ光を一端の所定座標位置に入射し、該入射した複数のレーザ光を内部で乱反射しながら他端より出射する光導波路と、該光導波路から出射されたレーザ光を細長形状に集光したビームスポットを生成する光学系と、前記ビームスポットを受光してビームスポットの細長方向の光強度値の分布をプロファイルとして検出するビームプロファイル検出部と、該ビームプロファイル検出部が検出したプロファイルを入力として前記複数の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光出力を制御する制御部とを備えるレーザアニール装置のレーザアニール方法であって、
前記制御部に、
前記複数の半導体レーザ素子の全てを発光して生成されるビームスポットの基本プロファイルをビームプロファイル検出部により検出する第１工程と、
該第１工程により検出した基本プロファイルのビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得する第２工程と、
該第２工程により取得した複数位置の光強度値を基に光強度偏差を算出する第３工程と、
前記複数の半導体レーザ素子の内、任意数の半導体レーザ素子からの発光を停止し、他の半導体レーザ素子を発光して生成されるビームスポットの一部停止プロファイルをビームプロファイル検出部により検出する第４工程と、
該第４工程により検出した一部停止プロファイルのビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得する第５工程と、
該第５工程により取得した複数位置の光強度値を基に光強度偏差を算出する第６工程と、
前記発光を停止する半導体レーザ素子を変化させ、前記第４工程から第６工程を複数回実行し、複数の一部停止プロファイルの光強度偏差を取得する第７工程と、
前記第３工程により算出した光強度偏差及び前記第６工程により算出した光強度偏差の内、最小の光強度偏差を算出したときに発光した複数の半導体レーザ素子を選択する第８工程と、
該第８工程により選択した半導体レーザ素子のみを発光する第９工程とを実行させることを第７の特徴とする。 Further, the present invention provides a plurality of semiconductor laser elements that irradiate laser light and a plurality of laser lights emitted from the plurality of semiconductor laser elements at a predetermined coordinate position at one end, and the incident laser lights are internally contained. An optical waveguide that is emitted from the other end while being irregularly reflected by the optical system, an optical system that generates a beam spot obtained by condensing the laser light emitted from the optical waveguide into an elongated shape, and an elongated direction of the beam spot by receiving the beam spot A beam profile detection unit that detects the distribution of the light intensity values of the laser beam as a profile, and a control unit that controls the output of the laser light emitted from the plurality of semiconductor laser elements with the profile detected by the beam profile detection unit as an input A laser annealing method of a laser annealing apparatus,
In the control unit,
A first step of detecting a basic profile of a beam spot generated by emitting all of the plurality of semiconductor laser elements by a beam profile detector;
A second step of acquiring light intensity values at a plurality of positions in the elongated direction of the beam spot of the basic profile detected in the first step;
A third step of calculating a light intensity deviation based on the light intensity values at a plurality of positions acquired in the second step;
A beam profile detector detects a partial stop profile of a beam spot generated by stopping light emission from an arbitrary number of semiconductor laser elements among the plurality of semiconductor laser elements and emitting light from other semiconductor laser elements. 4 steps,
A fifth step of acquiring light intensity values at a plurality of positions in the beam spot elongated direction of the partial stop profile detected by the fourth step;
A sixth step of calculating a light intensity deviation based on the light intensity values at a plurality of positions acquired in the fifth step;
A seventh step of changing the semiconductor laser element that stops the light emission, performing the fourth to sixth steps a plurality of times, and obtaining a light intensity deviation of a plurality of partial stop profiles;
An eighth step of selecting a plurality of semiconductor laser elements that emit light when calculating the minimum light intensity deviation among the light intensity deviation calculated in the third step and the light intensity deviation calculated in the sixth step;
The seventh feature is that the ninth step of emitting only the semiconductor laser element selected in the eighth step is executed.

また本発明は、該第７の特徴のレーザアニール方法において、前記制御部に、前記第４工程において発光を停止する半導体レーザ素子の数を単数とさせることを第８の特徴とする。   According to the eighth aspect of the present invention, in the laser annealing method of the seventh feature, the control unit causes the number of semiconductor laser elements that stop emitting light in the fourth step to be singular.

また本発明は、前記第７の特徴のレーザアニール方法において、前記制御部に、前記第４工程において発光を停止する半導体レーザ素子の数を複数とさせることを第９の特徴とする。   According to the ninth aspect of the present invention, in the laser annealing method of the seventh feature, the control unit causes the number of semiconductor laser elements that stop emitting light in the fourth step to be plural.

また本発明は、前記何れかの特徴のレーザアニール方法において、前記制御部に、前記第８工程において、前記選択した複数半導体レーザ素子を用いて発光した発光プロファイルの総光量が所定の総光量以上か否かを判定させ、所定の総光量以上と判定したとき、該総光量以上の発光プロファイルを発光した複数半導体レーザ素子を選択させることを第１０の特徴とする。   According to the present invention, in the laser annealing method of any one of the above characteristics, the control unit causes the total light amount of the light emission profile emitted using the selected semiconductor laser elements in the eighth step to be equal to or greater than a predetermined total light amount. A tenth feature is that, when it is determined whether or not the light intensity is equal to or greater than a predetermined total light amount, a plurality of semiconductor laser elements that emit light emission profiles equal to or greater than the total light amount are selected.

また本発明は、前記何れかの特徴のレーザアニール方法において、前記制御部に、前記第８工程において、前記選択した複数半導体レーザ素子を用いて発光した発光プロファイルの光強度偏差が、所定の閾値以下か否かを判定させ、所定の閾値以下と判定したときに前記第９工程を実行させ、所定の閾値以下でないと判定したとき、エラー処理を実行させることを第１１の特徴とする。   According to the present invention, in the laser annealing method according to any one of the above characteristics, the control unit causes the light intensity deviation of a light emission profile emitted using the selected plurality of semiconductor laser elements in the eighth step to be a predetermined threshold value. The eleventh feature is that the ninth step is executed when it is determined whether or not the threshold value is equal to or less than the predetermined threshold value, and the error process is executed when it is determined that the threshold value is not equal to or less than the predetermined threshold value.

また本発明は、前記何れかの特徴のレーザアニール方法において、前記制御部に、第２工程及び第５工程における前記光強度偏差の算出を、複数位置の光強度値の平均値の絶対値を算出し、該算出した絶対平均値と複数の位置の光強度値との差の値として算出させることを第１２の特徴とする。   In the laser annealing method of any one of the above characteristics, the control unit may calculate the light intensity deviation in the second step and the fifth step, and calculate an absolute value of an average value of the light intensity values at a plurality of positions. A twelfth feature is to calculate and calculate the difference between the calculated absolute average value and the light intensity values at a plurality of positions.

本発明によるレーザアニール方法及びレーザアニール装置は、レーザ光源となる複数の半導体レーザ素子の任意の半導体レーザ素子による発光を順次停止させた半導体レーザ素子群による発光による一部停止プロファイルを複数取得し、この複数の一部停止プロファイルによる複数の光強度偏差を取得し、最小の光強度偏差を算出した複数半導体レーザ素子を選択し、該選択した半導体レーザ素子のみを発光することによって、光導波路を用いてレーザ光を案内する半導体レーザアニールにおいてビームスポットの光強度分布を好適に調整することができる。   A laser annealing method and a laser annealing apparatus according to the present invention obtain a plurality of partial stop profiles due to light emission by a semiconductor laser element group in which light emission by an arbitrary semiconductor laser element of a plurality of semiconductor laser elements serving as a laser light source is sequentially stopped, Using the optical waveguide by acquiring a plurality of light intensity deviations based on the plurality of partial stop profiles, selecting a plurality of semiconductor laser elements for which the minimum light intensity deviation is calculated, and emitting only the selected semiconductor laser elements Thus, in the semiconductor laser annealing for guiding the laser beam, the light intensity distribution of the beam spot can be suitably adjusted.

以下、本発明による半導体レーザアニール方法を採用した半導体レーザアニール装置の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態による半導体レーザアニール装置の概略構成を示す図、図２は本実施形態によるビームスポットの光強度分布の推移を示す図、図３は本実施形態による半導体レーザアニール装置の動作フロー図、図４は本実施形態によるビームスポットの光強度分布調整手法を説明するための図である。   Hereinafter, an embodiment of a semiconductor laser annealing apparatus employing a semiconductor laser annealing method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the semiconductor laser annealing apparatus according to the present embodiment, FIG. 2 is a diagram showing a transition of the light intensity distribution of the beam spot according to the present embodiment, and FIG. 3 is an operation of the semiconductor laser annealing apparatus according to the present embodiment. FIG. 4 is a flowchart for explaining the beam spot light intensity distribution adjusting method according to the present embodiment.

［構成］
本実施形態による半導体レーザアニール装置の基本的構成は、図１に示す如く、レーザ光を照射する複数の半導体レーザ素子１０と、該複数の半導体レーザ素子１０を個々に駆動する複数のドライバ２０と、前記半導体レーザ素子１０から出射されたレーザ光を一端に入力して他端に導く複数の光ファイバ２３と、該複数の光ファイバ２３の他端が一側面に光接続され、他端側面から出射する光導波路１１と、該光導波路１１から出射されたレーザ光を平行光に偏光するコリメータレンズ１２と、該コリメータレンズ１２から出射したレーザ光の一部を反射し且つ一部を透過するハーフビームスプリッタ１９と、該ハーフビームスプリッタ１９を透過したレーザ光（符号Ａ）を集光して透明基板２７上に長楕円形状のビームスポット２２を形成する集光レンズ１３と、該集光レンズ１３を移動させることによって焦点合わせを制御するフォーカスアクチュエータ１５と、前記透明基板２７上に焦点合わせされたビームスポット２２の形状を光学的に検出するビームプロファイル検出部１６と、非単結晶半導体膜を結晶化する際に該非単結晶半導体膜からの反射光をハーフビームスプリッタ１９を介して受光乃至集光するレンズ１８と、該レンズ１８で集光されたレーザ光（符号Ｂ）のビームスポットを受光するフォーカス信号検出部１７と、前記コリメータレンズ１２から出射されてハーフビームスプリッタ１９により反射されたレーザ光（符号Ｃ）受光して集光するレンズ２６と、該レンズ２６により集光されたビームスポットを受光するビームプロファイル検出部２５と、前記フォーカス信号検出部１７から出力されるフォーカスエラー信号とビームプロファイル検出部１６及び２５から出力されるビームプロファイル信号とを入力とし、後述する制御を行うＣＰＵ３０とから構成される。尚、前記透明基板２７は説明の簡便上説明するが必ずしも必要なものではなく、ＣＰＵ３０は後述する変数等を一時的に格納するメモリを含むものとする。 [Constitution]
As shown in FIG. 1, the basic configuration of the semiconductor laser annealing apparatus according to the present embodiment includes a plurality of semiconductor laser elements 10 that irradiate laser light, and a plurality of drivers 20 that individually drive the plurality of semiconductor laser elements 10. A plurality of optical fibers 23 that input laser light emitted from the semiconductor laser element 10 to one end and guide it to the other end, and the other ends of the plurality of optical fibers 23 are optically connected to one side surface, and from the other side surface An outgoing optical waveguide 11, a collimator lens 12 that polarizes the laser light emitted from the optical waveguide 11 into parallel light, and a half that reflects a part of the laser light emitted from the collimator lens 12 and transmits a part thereof. The beam splitter 19 and the laser beam (symbol A) transmitted through the half beam splitter 19 are collected to form an elliptical beam spot 22 on the transparent substrate 27. The focusing lens 13, the focusing actuator 15 for controlling the focusing by moving the focusing lens 13, and the beam profile for optically detecting the shape of the beam spot 22 focused on the transparent substrate 27. The detection unit 16, a lens 18 that receives or condenses the reflected light from the non-single crystal semiconductor film through the half beam splitter 19 when the non-single crystal semiconductor film is crystallized, and is condensed by the lens 18. A focus signal detector 17 that receives a beam spot of a laser beam (symbol B), a lens 26 that receives and focuses the laser beam (symbol C) emitted from the collimator lens 12 and reflected by the half beam splitter 19; A beam profile detector 25 for receiving the beam spot collected by the lens 26; As input and the beam profile signal output from the focus error signal and a beam profile detector 16 and 25 output from Okasu signal detection unit 17, and a CPU30 Metropolitan performing control described later. Although the transparent substrate 27 is described for simplicity of description, it is not always necessary, and the CPU 30 includes a memory for temporarily storing variables and the like described later.

この様に構成された半導体レーザアニール装置は、レーザアニール時、複数のドライバ２０により駆動される複数の半導体レーザ素子１０から出射されるレーザ光を光ファイバ２３を介して光導波路１１に入射し、光導波路１１から出射されたレーザ光をコリメータレンズ１２により平行光に変換して集光レンズ１３に照射し、該集光レンズ１３がフォーカスアクチュエータ１５により焦点合わせしたビームスポット２２を非単結晶半導体膜に照射することによって、レーザアニールを行う様に構成されている。   In the semiconductor laser annealing apparatus configured as described above, at the time of laser annealing, laser light emitted from a plurality of semiconductor laser elements 10 driven by a plurality of drivers 20 enters the optical waveguide 11 through an optical fiber 23, The laser beam emitted from the optical waveguide 11 is converted into parallel light by the collimator lens 12 and irradiated to the condenser lens 13, and the beam spot 22 focused by the condenser lens 13 by the focus actuator 15 is a non-single crystal semiconductor film. Is configured to perform laser annealing.

このように構成された半導体レーザアニール装置は、ビームプロファイル検出部１６により検出した長楕円形状のビームプロファイルが、ビームスポット２２の長手方向をＸ軸、光強度値［ｍＷ／ｕｍ］の出力値をＹ軸として表した図２（ａ）に示す如く、光導波路１１が物理的に間隔をもって複数入射されることや個々の半導体レーザ素子の特性のばらつきによってレーザ光を内部で乱反射させる光学特性を有するため、光強度分布を均一にすることが困難であり、図２（ｂ）に示す如く、光強度分布を均一に調整することが必要である。   In the semiconductor laser annealing apparatus configured as described above, the elliptical beam profile detected by the beam profile detector 16 has the longitudinal direction of the beam spot 22 as the X axis and the output value of the light intensity value [mW / um]. As shown in FIG. 2A represented as the Y-axis, the optical waveguide 11 has an optical characteristic that diffusely reflects laser light internally due to a plurality of incident optical waveguides 11 being physically spaced and variations in characteristics of individual semiconductor laser elements. Therefore, it is difficult to make the light intensity distribution uniform, and it is necessary to adjust the light intensity distribution uniformly as shown in FIG.

［動作］
本実施形態による半導体レーザアニール装置は、ＣＰＵ３０が図３に示したフロー処理を実行することによって、ビームスポット２２の光強度分布を均一に調整するものであり、この処理フローを次に説明する。 [Operation]
In the semiconductor laser annealing apparatus according to the present embodiment, the CPU 30 executes the flow process shown in FIG. 3 to uniformly adjust the light intensity distribution of the beam spot 22, and this process flow will be described next.

本実施形態による半導体レーザアニール装置のＣＰＵ３０は、１つの半導体レーザ素子（ＬＤ：Laser Diode）の定格出力値をＷＬＤ、全半導体レーザ素子の個数をＭＴ、複数の半導体レーザ素子の総出力値をＷＴ、アニールに必要なシステム必要出力値をＷＮ、ＬＤ停止番号をＬ、ＬＤ総数をＬＴ、停止するＬＤの配列（複数の半導体レーザ素子中の複数の停止素子の配列）をＨ［Ｆ］としたとき、図３に示す如く、前記定格出力値ＷＬＤとレーザ素子の数ＭＴと総出力値ＷＴとシステム必要出力値ＷＮをメモリ等のワークエリアに登録するステップ３０１と、全ドライバ２０を駆動して全ての半導体レーザ素子１０を発光するステップＳ３０２と、生成したビームスポット２２の一括発光したときの光強度の分布をプロファイルとしてビームプロファイル検出部１６により検出するステップＳ３０３とを実行する。 The CPU 30 of the semiconductor laser annealing apparatus according to the present embodiment uses W LD as the rated output value of one semiconductor laser element (LD), M T as the number of all semiconductor laser elements, and the total output value of a plurality of semiconductor laser elements. the W T, the system requires an output value required annealing W N, the LD stop number L, and LD total number L T, the sequence of the LD to stop (arrangement of a plurality of stop elements in the plurality of semiconductor laser elements) H when the [F], as shown in FIG. 3, step 301 of registering the number M T and the total output value W T and system requires an output value W N of the rated output value W LD and the laser device in the work area of the memory, Step S302 in which all the drivers 20 are driven to emit light from all the semiconductor laser elements 10, and the distribution of the light intensity when the generated beam spot 22 is collectively emitted is used as a profile. Step S303 detected by the beam profile detection unit 16 is then executed.

このステップＳ３０３により検出した発光プロファイルは、ビームスポットの長手方向の所定間隔（例えば光導波路１１の光ファイバ２３の接続間隔）毎の光強度値をサンプリングし、図４（ａ）に示す如く形成される。   The light emission profile detected in step S303 is formed as shown in FIG. 4A by sampling the light intensity value at predetermined intervals in the longitudinal direction of the beam spot (for example, the connection interval of the optical fiber 23 of the optical waveguide 11). The

次いでＣＰＵ３０は、前記取得した複数の光強度値を基に、光強度偏差を算出するステップＳ３０４を実行する。この光強度偏差は、全ての光強度値αの平均値｜α｜を算出し、該算出した全光強度値平均値｜α｜と個々の光強度値αとの差をプラス値及びマイナス値として算出したものであるが、これに限られるものではなく、例えば平均値から所定率の範囲としても良い。   Next, the CPU 30 executes Step S304 for calculating a light intensity deviation based on the acquired plurality of light intensity values. For this light intensity deviation, an average value | α | of all the light intensity values α is calculated, and a difference between the calculated total light intensity value average value | α | and each light intensity value α is a plus value and a minus value. However, the present invention is not limited to this. For example, a range from an average value to a predetermined rate may be used.

更にＣＰＵ３０は、前記算出した偏差αの絶対値｜α｜が予め定めた閾値以下か否かを判定し、閾値以下であると判定したときに（閾値以下の良好なプロファイル発光として）処理を終了するステップＳ３０５と、該ステップＳ３０５において閾値以下でないと判定したとき、以下に述べるドライバ２０を個別駆動して半導体レーザ素子１０の発光を個別に制御する処理を実行する。   Further, the CPU 30 determines whether or not the absolute value | α | of the calculated deviation α is equal to or less than a predetermined threshold value. When it is determined that the absolute value | α | Step S305, and when it is determined in step S305 that it is not below the threshold value, the driver 20 described below is individually driven to individually control the light emission of the semiconductor laser element 10.

この発光制御の概略は、発光のループ回数Ｆ（変数）に値「１」を代入すると共に該ループ回数の最大総数（変数）に値「ＦＴ」（任意の整数値）を代入するステップＳ３０６を行った後、半導体レーザ素子１０の１個を順に停止させ、光強度を算出して偏差を求めるステップＳ３１１〜Ｓ３１６と、半導体レーザ素子１０のステップＳ３１１〜Ｓ３１６における停止個数を１個から複数個まで順次遷移させ、偏差が最小のものをＣＰＵ３０のメモリに格納するステップＳ３０７〜Ｓ３１０とに大別され、以下、詳細を説明する。 The outline of the light emission control is as follows. A value “1” is substituted for the light emission loop count F (variable) and a value “F T ” (an arbitrary integer value) is substituted for the maximum total number (variable) of the loop count. After performing the above steps, one of the semiconductor laser elements 10 is stopped in order, the light intensity is calculated to obtain the deviation, and steps S311 to S316 and the number of stops of the semiconductor laser element 10 in steps S311 to S316 are increased from one to a plurality. Steps S307 to S310 are stored in the memory of the CPU 30, and the details will be described below.

［個別停止による偏差絶対値の取得動作］
前記半導体レーザ素子１０を順に停止させ、光強度を算出して偏差を求める処理は、前記ループ回数Ｆが最大総数ＦＴより大きいか否かを判定するステップＳ３０７と、ここではループ回数Ｆが値「１」のため該ステップＳ３０７においてループ回数Ｆが最大総数ＦＴより大きくないと判定し、ＬＤ停止番号Ｌに値「１」を代入するステップＳ３０８と、ＬＤ停止番号Ｌ（ここでは値「１」）が半導体レーザ素子総数ＬＴより大きいか否かを判定するステップＳ３１１と、ここではＬＤ停止番号Ｌが半導体レーザ素子総数ＬＴより大きくないと判定し、前記番号Ｌの半導体レーザ素子を停止させて他の半導体レーザ素子全てを発光させるステップＳ３１２と、該ステップＳ３１２により発光された発光プロファイルを取得するステップＳ３１３を実行する。 [Acquisition of absolute deviation by individual stop]
The semiconductor laser device 10 is stopped in the order, the process of obtaining the deviation by calculating the light intensity, the loop count F determines step S307 as to whether or not greater than the maximum total number F T, the number of loops F value here It determines that the number of loops F in the step S307 for "1" is not greater than the maximum total number F T, and step S308 to assign a value "1" to the LD stop number L, LD stop number L (where a value "1 ") and the step S311 is equal to or semiconductor laser element total number L T greater than, here is determined that the LD stop number L is not greater than the semiconductor laser element total number L T, stopped semiconductor laser element of the number L Step S312 to emit all of the other semiconductor laser elements, and step S3 to obtain the light emission profile emitted in step S312. 13 is executed.

このステップＳ３１３により取得した発光プロファイルは、ビームスポットの長手方向の所定間隔（例えば光導波路１１の光ファイバ２３の接続間隔）毎の光強度値をサンプリングし、図４（ｂ）に示す如く形成される。   The light emission profile acquired in step S313 is formed as shown in FIG. 4B by sampling the light intensity value at predetermined intervals in the longitudinal direction of the beam spot (for example, the connection interval of the optical fiber 23 of the optical waveguide 11). The

次いで本実施形態によるＣＰＵ３０は、ステップＳ３１３により取得したプロファイルから光強度偏差αを前記ステップＳ３０４同様に算出するステップＳ３１４と、該ステップＳ３１４により算出した最小の光強度偏差を得た半導体レーザ素子番号を記憶するステップＳ３１５と、前記ステップＳ３０８により設定したＬＤ停止番号Ｌをカウントアップし、前記ステップＳ３１１においてＬＤ停止番号Ｌが半導体レーザ素子総数ＬＴより大きいと判定される迄、前述のステップＳ３１２〜３１６を繰り返すことによって、半導体レーザ素子を順に個別に発光停止した際の発光プロファイル毎の最小の光強度偏差を得た半導体レーザ素子番号を記憶するように動作する。 Next, the CPU 30 according to the present embodiment calculates the light intensity deviation α from the profile acquired in step S313 in the same manner as in step S304, and the semiconductor laser element number that has obtained the minimum light intensity deviation calculated in step S314. a step S315 of storing counts up the LD stop number L which is set in the step S308, in step S311 until the LD stop number L is determined to be larger than the semiconductor laser element total number L T, the above-described step S312~316 By repeating the above, the semiconductor laser element number that obtains the minimum light intensity deviation for each light emission profile when the light emission of the semiconductor laser elements is stopped individually in order is stored.

これら処理によって得られる発光プロファイルは、例えば、ＬＤ１を停止したときに図４（ｂ）、ＬＤ２を停止したときに図４（ｃ）、ＬＤ３を停止したときに図４（ｄ）の如く表される。尚、図４に示した例においては、図４（ｃ）に示したＬＤ２を停止した際のプラスマイナス偏差の値（幅）が最小となることが判る。   The light emission profile obtained by these processes is represented, for example, as shown in FIG. 4B when LD1 is stopped, as shown in FIG. 4C when LD2 is stopped, and as shown in FIG. 4D when LD3 is stopped. The In the example shown in FIG. 4, it can be seen that the value (width) of the plus / minus deviation when the LD 2 shown in FIG.

［停止個数を遷移させる処理］
ＣＰＵ３０は、前記ステップＳ３１１においてＬＤ停止番号Ｌが半導体レーザ素子総数ＬＴより大きいと判定されたとき、停止させる半導体レーザ素子の配列Ｈ［Ｆ］に光強度偏差が最小のＬＤ停止番号とその値（光強度偏差）とＬＤ停止個数を保存するステップＳ３０９と、前記ステップＳ３０６において設定したループ回数Ｆをカウントアップし、前記ステップＳ３０７に戻るステップＳ３１０とを実行する。該ステップＳ３０９において保存するＬＤ停止番号は、既に停止としているＬＤの番号も含むものとする。 [Process to change the number of stops]
CPU30, the when the LD stop number L is determined to be greater than the semiconductor laser element total number L T in step S311, the sequence H [F] to the light intensity deviation and minimum LD stop number the value of the semiconductor laser device to stop Step S309 for storing (light intensity deviation) and the number of LD stops and step S310 for counting up the number of loops F set in step S306 and returning to step S307 are executed. The LD stop number stored in step S309 includes the number of the LD that has already been stopped.

これらステップＳ３０９及び３１０によってＣＰＵ３０は、半導体レーザ素子の発光を順に停止した際の最小光強度偏差のＬＤ停止番号と光強度偏差とＬＤ停止個数を保存する様に動作する。   By these steps S309 and 310, the CPU 30 operates so as to store the LD stop number, the light intensity deviation, and the LD stop number of the minimum light intensity deviation when the light emission of the semiconductor laser element is sequentially stopped.

［システム必要出力の確保処理］
次いで本実施形態によるＣＰＵ３０は、ステップＳ３０７においてループ回数Ｆが予め設定した総ループ回数ＦＴを超えたと判定したとき、システム必要出力ＷＮの発光を満たし、且つステップＳ３０９で保存した光強度偏差が最小のＬＤ停止の組み合わせを算出するステップＳ３１７と、該ステップＳ３１７により算出した偏差が前記偏差αの絶対値｜α｜以下か否かを判定し、光強度偏差の絶対値｜α｜以下であると判定したときに処理を終了し、絶対値｜α｜以下でないと判定したときにエラーとするステップＳ３１８を実行する。 [Securing required system output]
CPU30 according to this embodiment Then, when the loop count F is determined to have exceeded the total number of loops F T a preset at step S307, meet the emission system required output W N, the light intensity deviation was and stored at step S309 Step S317 for calculating the minimum LD stop combination, and determining whether or not the deviation calculated in step S317 is less than or equal to the absolute value | α | of the deviation α, and is less than or equal to the absolute value | α | If it is determined that the absolute value | α | is not less than the absolute value | α |, step S318 is executed.

これら一連の処理によって本実施形態による半導体レーザアニール装置は、全ての半導体レーザ素子を発光して生成されるビームスポットの発光プロファイルに大きな凹凸がある場合、光強度偏差を大きくする要因の半導体レーザ素子を間引いて照射することができ、ビームスポットの光強度分布を均一化することができる。これを具体的に説明すると、本実施形態においては、図４（ａ）〜（ｄ）に示したプロファイルの内、図４（ｃ）に示したＬＤ２のみを停止させた際の発光プロファイルが、偏差αのプラスマイナス値の範囲が最も少ないため、このＬＤ２を停止させた際の発光条件がステップＳ３１７により抽出され、この発行条件による半導体レーザ素子群を選択することによって、ビームスポットの光強度分布を均一化することができる。   Through the series of processes, the semiconductor laser annealing apparatus according to the present embodiment causes the light intensity deviation to increase when the light emission profile of the beam spot generated by emitting light from all the semiconductor laser elements has large irregularities. , And the light intensity distribution of the beam spot can be made uniform. Specifically, in the present embodiment, among the profiles shown in FIGS. 4A to 4D, the light emission profile when only the LD 2 shown in FIG. Since the range of the plus and minus values of the deviation α is the smallest, the light emission condition when the LD 2 is stopped is extracted in step S317, and the light intensity distribution of the beam spot is selected by selecting the semiconductor laser element group according to the issuing condition. Can be made uniform.

また、出願人は、発光プロファイル内の偏差を大きくする原因となっている半導体レーザ素子を検出し、この半導体レーザ素子の発光を停止させる発明による半導体レーザアニール方法を特願２００８−１０９１９１として別出願しているが、この半導体レーザアニール方法に比べて本発明による半導体レーザアニール方法は、停止させる半導体レーザ素子を探す処理を簡素にしたことによってＣＰＵ３０の処理プログラムを簡素化することができ、これによって高速に発光プロファイルを調整することができる。   The applicant has also filed another application as Japanese Patent Application No. 2008-109191 for a semiconductor laser annealing method according to the invention that detects a semiconductor laser element that causes a large deviation in the emission profile and stops the emission of the semiconductor laser element. However, compared with this semiconductor laser annealing method, the semiconductor laser annealing method according to the present invention can simplify the processing program of the CPU 30 by simplifying the process of searching for the semiconductor laser element to be stopped. The light emission profile can be adjusted at high speed.

尚、前記実施形態においては半導体レーザ素子のオンオフにより最適な発光プロファイルを得る例を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば単純なＬＤ停止ではプロファイルの微調整が効かない場合、ドライバ２０で駆動電流値を階段状に変えて、光強度偏差を小さくするようにしても良い。   In the above-described embodiment, an example in which an optimum light emission profile is obtained by turning on and off the semiconductor laser element has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, when a simple LD stop does not allow fine adjustment of the profile. The drive current value may be changed stepwise by the driver 20 to reduce the light intensity deviation.

本発明の一実施形態による半導体レーザアニール装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a semiconductor laser annealing apparatus according to an embodiment of the present invention. 本実施形態によるビームスポットの光強度分布の推移を示す図。The figure which shows transition of the light intensity distribution of the beam spot by this embodiment. 本実施形態による半導体レーザアニール装置の動作フロー図。The operation | movement flowchart of the semiconductor laser annealing apparatus by this embodiment. 本実施形態によるビームスポットの光強度分布調整手法の説明図。Explanatory drawing of the light intensity distribution adjustment method of the beam spot by this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１０：半導体レーザ素子、１１：光導波路、１２：コリメータレンズ、１３：集光レンズ、１５：フォーカスアクチュエータ、１６：ビームプロファイル検出部、１７：フォーカス信号検出部、１８：レンズ、１９：ハーフビームスプリッタ、２０：ドライバ、２２：ビームスポット、２３：光ファイバ、２５：ビームプロファイル検出部、２６：集光レンズ、２７：透明基板。   10: Semiconductor laser device, 11: Optical waveguide, 12: Collimator lens, 13: Condensing lens, 15: Focus actuator, 16: Beam profile detector, 17: Focus signal detector, 18: Lens, 19: Half beam splitter , 20: driver, 22: beam spot, 23: optical fiber, 25: beam profile detector, 26: condenser lens, 27: transparent substrate.

Claims (12)

レーザ光を照射する複数の半導体レーザ素子と、該複数の半導体レーザ素子から照射された複数のレーザ光を一端の所定座標位置に入射し、該入射した複数のレーザ光を内部で乱反射しながら他端より出射する光導波路と、該光導波路から出射されたレーザ光を細長形状に集光したビームスポットを生成する光学系と、前記ビームスポットを受光してビームスポットの細長方向の光強度値の分布をプロファイルとして検出するビームプロファイル検出部と、該ビームプロファイル検出部が検出したプロファイルを入力として前記複数の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光出力を制御する制御部とを備えるレーザアニール装置であって、
前記制御部が、
前記複数の半導体レーザ素子の全てを発光して生成されるビームスポットの基本プロファイルをビームプロファイル検出部により検出する第１工程と、
該第１工程により検出した基本プロファイルのビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得する第２工程と、
該第２工程により取得した複数位置の光強度値を基に光強度偏差を算出する第３工程と、
前記複数の半導体レーザ素子の内、任意数の半導体レーザ素子からの発光を停止し、他の半導体レーザ素子を発光して生成されるビームスポットの一部停止プロファイルをビームプロファイル検出部により検出する第４工程と、
該第４工程により検出した一部停止プロファイルのビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得する第５工程と、
該第５工程により取得した複数位置の光強度値を基に光強度偏差を算出する第６工程と、
前記発光を停止する半導体レーザ素子を変化させ、前記第４工程から第６工程を複数回実行し、複数の一部停止プロファイルの光強度偏差を取得する第７工程と、
前記第３工程により算出した光強度偏差及び前記第６工程により算出した光強度偏差の内、最小の光強度偏差を算出したときに発光した複数の半導体レーザ素子を選択する第８工程と、
該第８工程により選択した半導体レーザ素子のみを発光する第９工程とを実行するレーザアニール装置。 A plurality of semiconductor laser elements for irradiating laser light, and a plurality of laser lights irradiated from the plurality of semiconductor laser elements are incident on a predetermined coordinate position at one end, and the other is reflected while the reflected laser lights are diffusely reflected inside. An optical waveguide emitted from the end, an optical system for generating a beam spot obtained by condensing the laser light emitted from the optical waveguide into an elongated shape, and a light intensity value in the elongated direction of the beam spot by receiving the beam spot. A laser annealing apparatus comprising: a beam profile detection unit that detects a distribution as a profile; and a control unit that controls the output of laser light emitted from the plurality of semiconductor laser elements with the profile detected by the beam profile detection unit as an input. And
The control unit is
A first step of detecting a basic profile of a beam spot generated by emitting all of the plurality of semiconductor laser elements by a beam profile detector;
A second step of acquiring light intensity values at a plurality of positions in the elongated direction of the beam spot of the basic profile detected in the first step;
A third step of calculating a light intensity deviation based on the light intensity values at a plurality of positions acquired in the second step;
A beam profile detector detects a partial stop profile of a beam spot generated by stopping light emission from an arbitrary number of semiconductor laser elements among the plurality of semiconductor laser elements and emitting light from other semiconductor laser elements. 4 steps,
A fifth step of acquiring light intensity values at a plurality of positions in the beam spot elongated direction of the partial stop profile detected by the fourth step;
A sixth step of calculating a light intensity deviation based on the light intensity values at a plurality of positions acquired in the fifth step;
A seventh step of changing the semiconductor laser element that stops the light emission, performing the fourth to sixth steps a plurality of times, and obtaining a light intensity deviation of a plurality of partial stop profiles;
An eighth step of selecting a plurality of semiconductor laser elements that emit light when calculating the minimum light intensity deviation among the light intensity deviation calculated in the third step and the light intensity deviation calculated in the sixth step;
A laser annealing apparatus for executing the ninth step of emitting only the semiconductor laser element selected in the eighth step. 前記制御部が、前記第４工程において発光を停止する半導体レーザ素子の数を単数とする請求項１記載のレーザアニール装置。   The laser annealing apparatus according to claim 1, wherein the control unit sets the number of semiconductor laser elements that stop emitting light in the fourth step to be singular. 前記制御部が、前記第４工程において発光を停止する半導体レーザ素子の数を複数とする請求項１記載のレーザアニール装置。   The laser annealing apparatus according to claim 1, wherein the control unit sets a plurality of semiconductor laser elements that stop emitting light in the fourth step. 前記制御部が、前記第８工程において、前記選択した複数半導体レーザ素子を用いて発光した発光プロファイルの総光量が所定の総光量以上か否かを判定し、所定の総光量以上と判定したとき、該総光量以上の発光プロファイルを発光した複数半導体レーザ素子を選択する請求項１から３何れかに記載のレーザアニール装置。   When the control unit determines in the eighth step whether the total light amount of the light emission profile emitted using the selected plurality of semiconductor laser elements is equal to or greater than a predetermined total light amount, and determines that the total light amount is equal to or greater than the predetermined total light amount 4. A laser annealing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of semiconductor laser elements emitting light emission profiles equal to or greater than the total light amount are selected. 前記制御部が、前記第８工程において、前記選択した複数半導体レーザ素子を用いて発光した発光プロファイルの光強度偏差が、所定の閾値以下か否かを判定し、所定の閾値以下と判定したときに前記第９工程を実行し、所定の閾値以下でないと判定したとき、エラー処理を実行する請求項１から４何れかに記載のレーザアニール装置。   When the control unit determines whether or not the light intensity deviation of the light emission profile emitted using the selected plurality of semiconductor laser elements is equal to or less than a predetermined threshold in the eighth step, and is determined to be equal to or less than the predetermined threshold 5. The laser annealing apparatus according to claim 1, wherein error processing is executed when it is determined that the ninth step is executed and the value is not equal to or less than a predetermined threshold value. 前記制御部が、第２工程及び第５工程における前記光強度偏差の算出を、複数位置の光強度値の平均値の絶対値を算出し、該算出した絶対平均値と複数の位置の光強度値との差の値として算出する請求項１から５何れかに記載のレーザアニール装置。   The control unit calculates the light intensity deviation in the second step and the fifth step, calculates an absolute value of an average value of light intensity values at a plurality of positions, and calculates the calculated absolute average value and light intensity at a plurality of positions. The laser annealing apparatus according to claim 1, wherein the laser annealing apparatus is calculated as a difference value from the value. レーザ光を照射する複数の半導体レーザ素子と、該複数の半導体レーザ素子から照射された複数のレーザ光を一端の所定座標位置に入射し、該入射した複数のレーザ光を内部で乱反射しながら他端より出射する光導波路と、該光導波路から出射されたレーザ光を細長形状に集光したビームスポットを生成する光学系と、前記ビームスポットを受光してビームスポットの細長方向の光強度値の分布をプロファイルとして検出するビームプロファイル検出部と、該ビームプロファイル検出部が検出したプロファイルを入力として前記複数の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光出力を制御する制御部とを備えるレーザアニール装置のレーザアニール方法であって、
前記制御部に、
前記複数の半導体レーザ素子の全てを発光して生成されるビームスポットの基本プロファイルをビームプロファイル検出部により検出する第１工程と、
該第１工程により検出した基本プロファイルのビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得する第２工程と、
該第２工程により取得した複数位置の光強度値を基に光強度偏差を算出する第３工程と、
前記複数の半導体レーザ素子の内、任意数の半導体レーザ素子からの発光を停止し、他の半導体レーザ素子を発光して生成されるビームスポットの一部停止プロファイルをビームプロファイル検出部により検出する第４工程と、
該第４工程により検出した一部停止プロファイルのビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得する第５工程と、
該第５工程により取得した複数位置の光強度値を基に光強度偏差を算出する第６工程と、
前記発光を停止する半導体レーザ素子を変化させ、前記第４工程から第６工程を複数回実行し、複数の一部停止プロファイルの光強度偏差を取得する第７工程と、
前記第３工程により算出した光強度偏差及び前記第６工程により算出した光強度偏差の内、最小の光強度偏差を算出したときに発光した複数の半導体レーザ素子を選択する第８工程と、
該第８工程により選択した半導体レーザ素子のみを発光する第９工程とを実行させるレーザアニール方法。 A plurality of semiconductor laser elements for irradiating laser light, and a plurality of laser lights irradiated from the plurality of semiconductor laser elements are incident on a predetermined coordinate position at one end, and the other is reflected while the reflected laser lights are diffusely reflected inside. An optical waveguide emitted from the end, an optical system for generating a beam spot obtained by condensing the laser light emitted from the optical waveguide into an elongated shape, and a light intensity value in the elongated direction of the beam spot by receiving the beam spot. A laser of a laser annealing apparatus comprising: a beam profile detection unit that detects a distribution as a profile; and a control unit that controls the output of laser light emitted from the plurality of semiconductor laser elements by using the profile detected by the beam profile detection unit as an input An annealing method,
In the control unit,
A first step of detecting a basic profile of a beam spot generated by emitting all of the plurality of semiconductor laser elements by a beam profile detector;
A second step of acquiring light intensity values at a plurality of positions in the elongated direction of the beam spot of the basic profile detected in the first step;
A third step of calculating a light intensity deviation based on the light intensity values at a plurality of positions acquired in the second step;
A beam profile detector detects a partial stop profile of a beam spot generated by stopping light emission from an arbitrary number of semiconductor laser elements among the plurality of semiconductor laser elements and emitting light from other semiconductor laser elements. 4 steps,
A fifth step of acquiring light intensity values at a plurality of positions in the beam spot elongated direction of the partial stop profile detected by the fourth step;
A sixth step of calculating a light intensity deviation based on the light intensity values at a plurality of positions acquired in the fifth step;
A seventh step of changing the semiconductor laser element that stops the light emission, performing the fourth to sixth steps a plurality of times, and obtaining a light intensity deviation of a plurality of partial stop profiles;
An eighth step of selecting a plurality of semiconductor laser elements that emit light when calculating the minimum light intensity deviation among the light intensity deviation calculated in the third step and the light intensity deviation calculated in the sixth step;
A laser annealing method for executing the ninth step of emitting only the semiconductor laser element selected in the eighth step. 前記制御部に、前記第４工程において発光を停止する半導体レーザ素子の数を単数とさせる請求項７記載のレーザアニール方法。   The laser annealing method according to claim 7, wherein the control unit causes the number of semiconductor laser elements that stop emitting light in the fourth step to be singular. 前記制御部に、前記第４工程において発光を停止する半導体レーザ素子の数を複数とさせる請求項７記載のレーザアニール方法。   The laser annealing method according to claim 7, wherein the control unit causes a plurality of semiconductor laser elements to stop emitting light in the fourth step. 前記制御部に、前記第８工程において、前記選択した複数半導体レーザ素子を用いて発光した発光プロファイルの総光量が所定の総光量以上か否かを判定させ、所定の総光量以上と判定したとき、該総光量以上の発光プロファイルを発光した複数半導体レーザ素子を選択させる請求項７から９何れかに記載のレーザアニール方法。   When the control unit determines in the eighth step whether or not the total light amount of the light emission profile emitted using the selected plurality of semiconductor laser elements is equal to or greater than a predetermined total light amount, and is determined to be equal to or greater than the predetermined total light amount The laser annealing method according to any one of claims 7 to 9, wherein a plurality of semiconductor laser elements emitting light emission profiles equal to or greater than the total light amount are selected. 前記制御部に、前記第８工程において、前記選択した複数半導体レーザ素子を用いて発光した発光プロファイルの光強度偏差が、所定の閾値以下か否かを判定させ、所定の閾値以下と判定したときに前記第９工程を実行させ、所定の閾値以下でないと判定したとき、エラー処理を実行させる請求項７から１０何れかに記載のレーザアニール方法。   In the eighth step, when the light intensity deviation of the light emission profile emitted using the selected plurality of semiconductor laser elements is determined to be less than or equal to a predetermined threshold in the eighth step, The laser annealing method according to any one of claims 7 to 10, wherein the ninth step is executed and error processing is executed when it is determined that the value is not equal to or less than a predetermined threshold value. 前記制御部に、第２工程及び第５工程における前記光強度偏差の算出を、複数位置の光強度値の平均値の絶対値を算出し、該算出した絶対平均値と複数の位置の光強度値との差の値として算出させる請求項７から１１記載のレーザアニール方法。   The controller calculates the light intensity deviation in the second step and the fifth step, calculates the absolute value of the average value of the light intensity values at a plurality of positions, and calculates the calculated absolute average value and the light intensity at the plurality of positions. The laser annealing method according to claim 7, wherein the laser annealing method is calculated as a difference value.
JP2008258574A 2008-10-03 2008-10-03 Laser annealing method and laser annealing apparatus Withdrawn JP2010092916A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008258574A JP2010092916A (en) 2008-10-03 2008-10-03 Laser annealing method and laser annealing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008258574A JP2010092916A (en) 2008-10-03 2008-10-03 Laser annealing method and laser annealing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010092916A true JP2010092916A (en) 2010-04-22

Family

ID=42255389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008258574A Withdrawn JP2010092916A (en) 2008-10-03 2008-10-03 Laser annealing method and laser annealing apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010092916A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6202355B1 (en) Position detection device and laser processing device
US20160372349A1 (en) Laser dicing device and dicing method
TWI481136B (en) Illuminating apparatus and method for controlling energy of a laser source
KR101738155B1 (en) Device for forming line beam
JP2011510820A5 (en)
US20120033234A1 (en) Making method of sample for evaluation of laser irradiation position and making apparatus thereof and evaluation method of stability of laser irradiation position and evaluation apparatus thereof
JP2004295066A (en) Method for manufacturing optical waveguide
JP5286512B2 (en) Laser annealing method and laser annealing apparatus
JP6505009B2 (en) Laser device for illumination
KR101188417B1 (en) Semiconductor manufacturing apparatus
JP2010092916A (en) Laser annealing method and laser annealing apparatus
JP6327525B2 (en) Laser dicing equipment
JP5286482B2 (en) Semiconductor manufacturing equipment
KR20150060743A (en) Method for manufacturing crystalline semiconductor and device for manufacturing crystalline semiconductor
KR101451972B1 (en) Laser direct patterning system using in field on the fly function and method for controlling the same
JP2014155932A (en) Laser irradiation device and laser irradiation method
JP6183544B2 (en) Laser diode drive circuit and laser device
US20110123934A1 (en) Scanning exposure apparatus
JP6569187B2 (en) Position detection device
KR20220062357A (en) Laser processing device and laser light monitor method
JP2006237486A (en) Method and device for controlling combined frequency light volume
US11801570B2 (en) Laser processing machine
KR101424601B1 (en) Apparatus for transforming laser beam using optical waveguide film
JP2012216733A (en) Temperature measuring device and method for laser treatment process
US20220386417A1 (en) Optical heating device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20111206