JP2012248551A - Laser irradiation apparatus - Google Patents

Laser irradiation apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2012248551A
JP2012248551A JP2011116419A JP2011116419A JP2012248551A JP 2012248551 A JP2012248551 A JP 2012248551A JP 2011116419 A JP2011116419 A JP 2011116419A JP 2011116419 A JP2011116419 A JP 2011116419A JP 2012248551 A JP2012248551 A JP 2012248551A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
slit
laser
short
long
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Withdrawn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
JP2011116419A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaki Kondo
昌樹 近藤
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.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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 Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2011116419A priority Critical patent/JP2012248551A/en
Publication of JP2012248551A publication Critical patent/JP2012248551A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

【課題】基板の変位に対応して、高精度に焦点の調整およびビーム形状やサイズの調整を行うことを目的とする。
【解決手段】長軸スリット8,短軸スリット9を長軸用と短軸用に区別し、それぞれを個別に可変とすることで、基板の変位に対応して、高精度に焦点の調整およびビーム形状やサイズの調整を行うことができる。
【選択図】図3
An object of the present invention is to perform focus adjustment and beam shape and size adjustment with high accuracy in accordance with displacement of a substrate.
A long-axis slit and a short-axis slit are distinguished for a long-axis and a short-axis, and each is individually variable, so that the focus can be adjusted with high accuracy corresponding to the displacement of the substrate. The beam shape and size can be adjusted.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、照射対象に照射するレーザ光の形状やサイズを調整可能なレーザ照射装置に関するものである。   The present invention relates to a laser irradiation apparatus capable of adjusting the shape and size of laser light applied to an irradiation target.

現在、液晶表示装置や有機EL表示装置などの表示装置は、縦横同一又は異なるピッチに配列された画素トランジスタ(薄膜トランジスタ)のスイッチングにより画像を映し出している。また、画素トランジスタは、ガラスや溶融石英などの基板上に形成されたアモルファスシリコン膜をポリシリコン膜に結晶化して形成している。   Currently, a display device such as a liquid crystal display device or an organic EL display device displays an image by switching pixel transistors (thin film transistors) arranged at the same vertical or horizontal pitch or different pitches. The pixel transistor is formed by crystallizing an amorphous silicon film formed on a substrate such as glass or fused quartz into a polysilicon film.

以下、図6(a),(b)を用いて、従来のレーザ照射装置について説明する。
図6(a),(b)は従来のレーザ照射装置における光学系の構成を示す模式図である。図6(a)は長軸方向でのビーム整形のための構造を示す模式図であり、図6(b)は短軸方向でのビーム整形のための構造を示す模式図である。
Hereinafter, a conventional laser irradiation apparatus will be described with reference to FIGS.
6A and 6B are schematic views showing the configuration of an optical system in a conventional laser irradiation apparatus. FIG. 6A is a schematic diagram showing a structure for beam shaping in the major axis direction, and FIG. 6B is a schematic diagram showing a structure for beam shaping in the minor axis direction.

図6(a),(b)に示す結晶化装置100は、従来の結晶化装置である(例えば、特許文献1参照)。
結晶化装置100は、均一化レンズ103と、シリンドリカルレンズ108と、投影レンズ105とを備える。均一化レンズ103は、レーザ発振器101より発したレーザ光102の強度を長軸(Y)方向に均一化する。シリンドリカルレンズ108は、均一化レンズ103を透過するレーザ光102をスリット104面に短軸(X)方向に集光し、短軸方向に均一な強度分布を有するレーザ強度分布を得る。投影レンズ105は、シリンドリカルレンズ108を透過するレーザ光102を透過させてスリット104面に形成されるマスクパターンを薄膜シリコン106上に投影し、アモルファス−Si(シリコン)からなる薄膜シリコン106を結晶化してp−Si(ポリシリコン)にする。また、107は、レーザ発振器101と均一化レンズ103との間に設ける短軸方向のコリメータレンズである。
A crystallization apparatus 100 shown in FIGS. 6A and 6B is a conventional crystallization apparatus (see, for example, Patent Document 1).
The crystallization apparatus 100 includes a homogenizing lens 103, a cylindrical lens 108, and a projection lens 105. The homogenizing lens 103 equalizes the intensity of the laser beam 102 emitted from the laser oscillator 101 in the major axis (Y) direction. The cylindrical lens 108 condenses the laser light 102 transmitted through the homogenizing lens 103 on the surface of the slit 104 in the minor axis (X) direction to obtain a laser intensity distribution having a uniform intensity distribution in the minor axis direction. The projection lens 105 transmits the laser beam 102 that passes through the cylindrical lens 108 and projects a mask pattern formed on the surface of the slit 104 onto the thin film silicon 106 to crystallize the thin film silicon 106 made of amorphous-Si (silicon). P-Si (polysilicon). Reference numeral 107 denotes a short axis collimator lens provided between the laser oscillator 101 and the homogenizing lens 103.

ここで、スリット104の開口距離をL、スリット104と投影レンズ105間距離をA、投影レンズ105と薄膜シリコン106上との距離をBとした場合、薄膜シリコン106上での長軸ビームサイズはL*B/Aとなる。また、レーザ光照射の際には、薄膜シリコン106等の基板を保持した状態でレーザ光102を照射するため、基板の撓みや反り等により基板表面位置が変位することがある。この様な基板の変位に対応して、基板上でのビームサイズを変えずに焦点を調整するために、従来では、投影レンズ105、薄膜シリコン106等の位置を移動させて、距離AおよびBを変化させていた。   Here, when the opening distance of the slit 104 is L, the distance between the slit 104 and the projection lens 105 is A, and the distance between the projection lens 105 and the thin film silicon 106 is B, the long-axis beam size on the thin film silicon 106 is L * B / A. Further, when the laser beam is irradiated, the laser beam 102 is irradiated in a state where the substrate such as the thin film silicon 106 is held. Therefore, the substrate surface position may be displaced due to bending or warping of the substrate. In order to adjust the focal point without changing the beam size on the substrate in response to such a displacement of the substrate, conventionally, the positions of the projection lens 105, the thin film silicon 106, etc. are moved, and the distances A and B are changed. Was changing.

特開2007−115841号公報JP 2007-115841 A 特開2007−48794号公報JP 2007-48794 A 特開2006−32843号公報JP 2006-32843 A

しかしながら、近年の表示装置の大型化と画素の微細化に伴い、基板表面の変位の影響が大きくなり、レーザ光102の焦点の調整のみならず、基板表面に投影されるビームの形状や輪郭,サイズのばらつきの影響が顕著になってきている。   However, with the recent increase in the size of display devices and the miniaturization of pixels, the influence of the displacement of the substrate surface increases, and not only the focus of the laser beam 102 is adjusted, but also the shape and contour of the beam projected on the substrate surface, The effect of size variation is becoming prominent.

そこで、本発明のレーザ照射装置は、基板の変位に対応して、高精度に焦点の調整およびビーム形状やサイズの調整を可能とすることを目的とする。   Accordingly, the laser irradiation apparatus of the present invention aims to enable the focus adjustment and the beam shape and size adjustment with high accuracy in accordance with the displacement of the substrate.

上記目的を達成するために、本発明のレーザ照射装置は、レーザ光を照射するレーザ発振器と、前記レーザ光を短軸方向において平行光とする短軸方向コリメータレンズと、前記レーザ光を長軸方向において平行光とする長軸方向コリメータレンズと、前記レーザ光を短軸方向に集光する集光レンズと、前記集光レンズと照射対象との間に配置され、前記レーザ光の長軸方向のビーム形状を調整する長軸スリットと、前記集光レンズと前記照射対象との間に配置され、前記レーザ光の短軸方向のビーム形状を調整する短軸スリットと、前記レーザ光を照射対象に照射する投影レンズと、を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a laser irradiation apparatus of the present invention includes a laser oscillator that irradiates laser light, a short-axis collimator lens that makes the laser light parallel in the short-axis direction, and a long-axis laser beam. A long-axis collimator lens that is parallel light in the direction, a condensing lens that condenses the laser light in the short-axis direction, and a long-axis direction of the laser light that is disposed between the condensing lens and the irradiation target A long-axis slit for adjusting the beam shape of the laser beam, a short-axis slit for adjusting a beam shape in the short-axis direction of the laser light, which is disposed between the condenser lens and the irradiation target, and the irradiation target of the laser light And a projection lens for irradiating the lens.

以上のように、本発明のレーザ照射装置によれば、スリットを長軸用と短軸用に区別し、それぞれを個別に可変とすることで、高精度に焦点の調整およびビーム形状やサイズの調整を行うことができる。   As described above, according to the laser irradiation apparatus of the present invention, the slit is distinguished for the long axis and the short axis, and each is individually variable, so that the focus adjustment and the beam shape and size can be adjusted with high accuracy. Adjustments can be made.

一般的な照射方法をパネルに照射する様子を例示する図The figure which illustrates a mode that a panel is irradiated with a general irradiation method レーザの照射領域であるビーム形状を示す模式図Schematic diagram showing the beam shape, which is the laser irradiation area (a)、(b)本発明のレーザ照射装置を示す概念図(A), (b) The conceptual diagram which shows the laser irradiation apparatus of this invention 本発明の長軸スリットおよび短軸スリットの形状を説明する図The figure explaining the shape of the long axis slit of this invention, and a short axis slit (a)、(b)本発明の可変スリットの構造を例示する図(A), (b) The figure which illustrates the structure of the variable slit of this invention (a)、(b)従来のレーザ照射装置における光学系の構成を示す模式図(A), (b) The schematic diagram which shows the structure of the optical system in the conventional laser irradiation apparatus.

まず、一般的なレーザ照射方法を、図1,図2を用いて説明する。
図1は一般的な照射方法をパネルに照射する様子を例示する図であり、図2はレーザの照射領域であるビーム形状を示す模式図である。
First, a general laser irradiation method will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which a general irradiation method is applied to a panel, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a beam shape that is an irradiation region of a laser.

図1、図2に示すように、長軸、短軸方向からなる細長いビーム32に整形したレーザ光を用いて、アモルファスシリコンからなる画素31を形成した基板の一例であるパネル30を順次走査する。ビーム32は、例えば、長軸方向1mm、短軸方向30μmに整形される。このような形状のビーム32をパネル30端部から長軸方向に走査し、パネル30終端まで走査すると短軸方向に移動し、再び長軸方向に走査を行う。この走査をパネル30全域にわたって行うことで、パネル30全面の画素31にレーザ照射して結晶化する。   As shown in FIGS. 1 and 2, a panel 30 which is an example of a substrate on which pixels 31 made of amorphous silicon are formed is sequentially scanned using laser light shaped into a long and narrow beam 32 having a major axis and a minor axis. . The beam 32 is shaped, for example, into a major axis direction of 1 mm and a minor axis direction of 30 μm. When the beam 32 having such a shape is scanned from the end of the panel 30 in the major axis direction and scanned to the end of the panel 30, the beam 32 moves in the minor axis direction and scans in the major axis direction again. By performing this scanning over the entire panel 30, the pixels 31 on the entire surface of the panel 30 are crystallized by laser irradiation.

次に、結晶化のために照射するレーザの照射方法および照射装置について、図3(a),(b)、図4、図5(a),(b)を用いて説明する。
図3(a),(b)は本発明のレーザ照射装置を示す概念図である。図3(a)はレーザの長軸方向におけるビーム整形の構成を示し、図3(b)はレーザの短軸方向におけるビーム整形の構成を示す。図3(a),(b)に示すように、本発明のレーザ照射装置は、1本のレーザを長軸方向および短軸方向にそれぞれ整形し、ビームの照射断面が長方形のレーザに整形する構造である。
Next, a laser irradiation method and an irradiation apparatus for irradiation for crystallization will be described with reference to FIGS. 3A, 3B, 4, 5A, and 5B.
3A and 3B are conceptual diagrams showing a laser irradiation apparatus of the present invention. FIG. 3A shows a beam shaping configuration in the long axis direction of the laser, and FIG. 3B shows a beam shaping configuration in the short axis direction of the laser. As shown in FIGS. 3A and 3B, the laser irradiation apparatus of the present invention shapes one laser in the major axis direction and the minor axis direction, respectively, and shapes the beam irradiation cross section into a rectangular laser. Structure.

図4は本発明の長軸スリットおよび短軸スリットの形状を説明する図である。
図5(a),(b)は本発明の可変スリットの構造を例示する図である。図5(a)は長軸可変スリットを示し、図5(b)は短軸可変スリットを示す。
FIG. 4 is a diagram illustrating the shapes of the long axis slit and the short axis slit of the present invention.
5A and 5B are diagrams illustrating the structure of the variable slit of the present invention. FIG. 5A shows a long axis variable slit, and FIG. 5B shows a short axis variable slit.

図3(a),(b)に示す本発明のレーザ照射装置において、まず、レーザ発振器1から照射されたレーザ光20は、短軸方向に平行光線にする短軸方向コリメータレンズ2と、長軸方向に平行光線にする長軸方向コリメータレンズ3を順次通過し、長軸方向および短軸方向に平行なレーザ光に整形される。   In the laser irradiation apparatus of the present invention shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), first, the laser light 20 emitted from the laser oscillator 1 has a short-axis direction collimator lens 2 that is parallel to the short-axis direction, and a long length. The light passes through the long-axis collimator lens 3 which is parallel to the axial direction, and is shaped into laser light parallel to the long-axis direction and the short-axis direction.

次に、レーザ光20は、1対のシリンドリカルレンズからなる均一化レンズ4を通過して長軸方向に分割されることで線状の点光源に配列して、コンデンサーレンズ5を通過する。ここで、シリンドリカルレンズとは、長軸方向の断面形状がシリンドリカルレンズ形状(図3(a)参照)で、短軸方向の断面形状が平板形状(図3(b)参照)のシリンドリカルレンズである。なお、本実施の形態では、均一化レンズ4で長軸方向におけるレーザパワーの均一化を図っているが、レーザ光20の特性等に応じて均一化レンズ4およびコンデンサーレンズ5を省略することも可能である。   Next, the laser light 20 passes through the homogenization lens 4 made up of a pair of cylindrical lenses and is divided in the long axis direction so as to be arranged in a linear point light source and passes through the condenser lens 5. Here, the cylindrical lens is a cylindrical lens having a cross-sectional shape in the long axis direction that is a cylindrical lens shape (see FIG. 3A) and a cross-sectional shape in the short axis direction that is a flat plate shape (see FIG. 3B). . In the present embodiment, the homogenizing lens 4 uniformizes the laser power in the long axis direction, but the homogenizing lens 4 and the condenser lens 5 may be omitted depending on the characteristics of the laser light 20 and the like. Is possible.

次に、コンデンサーレンズ5を通過したレーザ光20は、短軸方向集光レンズ6により短軸方向にのみ集光される。
次に、集光されたレーザ光20は、フィールドレンズ7に入射する。従来のフィールドレンズ7を用いない光学系では、フィールドレンズ7を用いずに長軸スリット8のみでビームサイズを決定している。この場合、レーザ光20はスリット位置で像を結ぶが、その後のレーザ光20には、厳密には平行光ではなく発散した光も存在している。
Next, the laser light 20 that has passed through the condenser lens 5 is condensed only in the short axis direction by the short axis condensing lens 6.
Next, the condensed laser beam 20 enters the field lens 7. In a conventional optical system that does not use the field lens 7, the beam size is determined only by the long-axis slit 8 without using the field lens 7. In this case, the laser beam 20 forms an image at the slit position. However, strictly speaking, the laser beam 20 after that also includes divergent light instead of parallel light.

本実施の形態で用いているフィールドレンズ7は、長軸スリット8位置の近傍に配置されるレンズで、レーザ光20の結像にはほとんど寄与しないが、レーザ光20の進行方向を変える働きがあり、発散光を少なくし指向性を向上させる働きがある。   The field lens 7 used in the present embodiment is a lens disposed in the vicinity of the position of the long-axis slit 8 and contributes little to the image formation of the laser light 20, but functions to change the traveling direction of the laser light 20. Yes, it works to reduce divergent light and improve directivity.

長軸方向に平行光線にされたレーザ光20は、コンデンサーレンズ5によりフィールドレンズ7に隣接して設けられた長軸スリット8位置に結像されている。長軸スリット8に入射したレーザ光は、長軸方向のビーム形状および長さが所定のサイズに整形される。長軸スリット8の通過後、短軸スリット9を通過することにより、短軸方向のビーム形状および長さが所定のサイズに整形される。   The laser beam 20 converted into parallel rays in the long axis direction is imaged by the condenser lens 5 at the position of the long axis slit 8 provided adjacent to the field lens 7. The laser beam incident on the long-axis slit 8 is shaped into a predetermined size in the beam shape and length in the long-axis direction. By passing through the short axis slit 9 after passing through the long axis slit 8, the beam shape and length in the short axis direction are shaped to a predetermined size.

すなわち、図4に示すように、長軸スリット8は、長軸方向の長さが所望するビームの長軸方向長さに一致するスリットを備え、スリット全面を覆うレーザ光20を入射してスリットと同じ形状にレーザ光20を整形するものである。また、短軸スリット9は、短軸方向の長さが所望するビームの短軸方向長さに一致するスリットを備え、スリット全面を覆い、長軸方向に整形されたレーザ光20を入射してスリットと同じ形状にレーザ光20を整形することにより、長軸スリット8と合わせて照射対象の一例である基板11に照射するビーム形状に整形するものである。   That is, as shown in FIG. 4, the long-axis slit 8 includes a slit whose length in the long-axis direction matches the desired length in the long-axis direction of the beam. The laser beam 20 is shaped into the same shape as in FIG. The short-axis slit 9 includes a slit whose length in the short-axis direction matches the desired length of the short-axis direction of the beam, covers the entire surface of the slit, and receives laser light 20 shaped in the long-axis direction. By shaping the laser beam 20 into the same shape as the slit, the laser beam 20 is shaped into a beam shape to be irradiated onto the substrate 11 which is an example of the irradiation target together with the long-axis slit 8.

最後に、長軸スリット8および短軸スリット9で形状を整えられたレーザ光20は投影レンズ10により基板11上に結像される。本実施の形態では、短軸方向はクリティカル照明系を形成しており、この照明系により短軸スリット9上に投影された像を、投影レンズ10で形成する結像光学系で基板11に投影する。   Finally, the laser light 20 whose shape is adjusted by the long-axis slit 8 and the short-axis slit 9 is imaged on the substrate 11 by the projection lens 10. In this embodiment, a critical illumination system is formed in the short axis direction, and an image projected on the short axis slit 9 by this illumination system is projected onto the substrate 11 by an imaging optical system formed by the projection lens 10. To do.

本発明の特徴は、レーザ光を集光する途中の位置に、長軸スリット8および短軸スリット9を分割配置していることである。さらに、本実施の形態では、レーザ光20の焦点調節のために、投影レンズ10をレーザ光20の照射方向に平行な方向に移動可能とすると共に、長軸スリット8および短軸スリット9もそれぞれ独立して移動可能としている。   The feature of the present invention is that the long-axis slit 8 and the short-axis slit 9 are dividedly arranged at a position in the middle of condensing the laser beam. Further, in the present embodiment, in order to adjust the focus of the laser light 20, the projection lens 10 can be moved in a direction parallel to the irradiation direction of the laser light 20, and the long-axis slit 8 and the short-axis slit 9 are also provided. It can be moved independently.

本発明のレーザ照射装置では、投影レンズ10のみならず、長軸スリット8および短軸スリット9の位置をレーザ照射方向に可変とすることにより、基板11の反りや撓みによる焦点距離の変位に対応して焦点調整を行うと同時に、ビーム形状や長軸方向および短軸方向のビーム幅を所定のものに調整することができる。   In the laser irradiation apparatus of the present invention, not only the projection lens 10 but also the positions of the long-axis slit 8 and the short-axis slit 9 are made variable in the laser irradiation direction, thereby responding to the displacement of the focal length due to warping or bending of the substrate 11. At the same time as the focus adjustment, the beam shape and the beam width in the major axis direction and the minor axis direction can be adjusted to predetermined values.

つまり、長軸スリット8または短軸スリット9から投影レンズ10までの距離Aと、投影レンズ10から基板11までの距離Bを、長軸方向および短軸方向について個別に調整することにより、高精度に焦点調整を行うと共に、ビームの形状や幅,輪郭等の少なくとも1つの調整を個別に行うことができるものである。   That is, by adjusting the distance A from the long-axis slit 8 or the short-axis slit 9 to the projection lens 10 and the distance B from the projection lens 10 to the substrate 11 individually in the long-axis direction and the short-axis direction, high accuracy is achieved. In addition to performing focus adjustment, at least one adjustment of the shape, width, contour, etc. of the beam can be made individually.

さらに、短軸方向集光レンズ6の位置を可変とすることにより、特に短軸方向にて、より高精度に焦点調整および、ビーム形状や幅の調整を行うことができる。この時、投影レンズ10と基板11との相対位置の測定は、レーザ照射の前、あるいはレーザ照射時に変位センサー13にて行い、実際の基板11の変位量に応じて調整を行うこともできる。   Further, by making the position of the short-axis direction condensing lens 6 variable, it is possible to perform focus adjustment and beam shape and width adjustment with higher accuracy, particularly in the short-axis direction. At this time, the relative position between the projection lens 10 and the substrate 11 can be measured by the displacement sensor 13 before the laser irradiation or at the time of laser irradiation, and can be adjusted according to the actual displacement amount of the substrate 11.

以下、本実施の形態の別の形態について、図5(a),(b)を参照しながら説明する。
本実施の形態の別の形態としては、図3(a),(b)に示す長軸スリット8を、スリットの長軸方向の幅を調整できるように、図5(a)に示すような長軸可変スリット14に置き換えることもできる。例えば、長軸可変スリット14にジョイント部分を設け、ジョイント部分でスリットの長軸方向の幅が伸縮可能なように構成することができる。長軸可変スリット14はレーザ照射方向に固定されていても良いが、図3(a)の長軸スリット8のようにレーザ照射方向に移動可能な構成とすることにより、基板の変位に対してより高精度に対応することができる。
Hereinafter, another embodiment of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b).
As another form of the present embodiment, as shown in FIG. 5 (a), the long-axis slit 8 shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) can be adjusted in the width of the slit in the long-axis direction. The long axis variable slit 14 can be replaced. For example, a joint portion can be provided in the long axis variable slit 14 so that the width of the slit in the long axis direction can be expanded and contracted at the joint portion. The long axis variable slit 14 may be fixed in the laser irradiation direction. However, the long axis variable slit 14 can be moved in the laser irradiation direction like the long axis slit 8 in FIG. It is possible to cope with higher accuracy.

さらに、図3(a),(b)に示す短軸スリット9についても、スリットの短軸方向の幅を調整できるように、図5(b)に示すような短軸可変スリット15に置き換えることもできる。これは、短軸方向集光レンズ6でレーザ光20を短軸方向に集光した焦点が短軸スリットの位置からずれた場合に、短軸可変スリット15の短軸方向のスリット幅を調整してレーザ光20の焦点位置ずれに対応する場合等に用いることができる。短軸可変スリット15は長軸可変スリット14と共に用いても良いし、単独で用いても良い。また、短軸可変スリット15もレーザ照射方向に固定されていても良いが、図3(b)の短軸スリット9のようにレーザ照射方向に移動可能な構成とすることにより、基板の変位に対してより高精度に対応することができる。   Further, the short-axis slit 9 shown in FIGS. 3A and 3B is also replaced with a short-axis variable slit 15 as shown in FIG. 5B so that the width in the short-axis direction of the slit can be adjusted. You can also. This is because the slit width in the minor axis direction of the minor axis variable slit 15 is adjusted when the focal point where the laser beam 20 is condensed in the minor axis direction by the minor axis direction condenser lens 6 is deviated from the position of the minor axis slit. For example, it can be used when dealing with a focal position shift of the laser beam 20. The short axis variable slit 15 may be used together with the long axis variable slit 14 or may be used alone. The short axis variable slit 15 may also be fixed in the laser irradiation direction. However, the short axis slit 9 in FIG. 3B can be moved in the laser irradiation direction to reduce the displacement of the substrate. On the other hand, it is possible to cope with higher accuracy.

長軸スリット8または長軸可変スリット14と投影レンズ10の距離をAとし、投影レンズ10と基板11との距離をBとし、スリット間長さをLとした場合、本発明では、基板11上での長軸方向ビームサイズは、L*B/Aとなる。本発明では、長軸スリット8または長軸可変スリット14,短軸スリット9または短軸可変スリット15、投影レンズ10、場合によっては短軸方向集光レンズ6を、焦点調整時に同時に前後させることにより、L*B/Aは常に一定となるように調整している。   When the distance between the long-axis slit 8 or the long-axis variable slit 14 and the projection lens 10 is A, the distance between the projection lens 10 and the substrate 11 is B, and the length between the slits is L, in the present invention, on the substrate 11 The beam size in the long axis direction is L * B / A. In the present invention, the long-axis slit 8 or the long-axis variable slit 14, the short-axis slit 9 or the short-axis variable slit 15, the projection lens 10, and in some cases, the short-axis direction condenser lens 6 are moved back and forth simultaneously during focus adjustment. , L * B / A is adjusted so as to be always constant.

また、例えば、レーザ光20による熱レンズ効果が投影レンズ10に起こり、レンズ焦点位置が変化する場合(距離Aが距離A’に変化したとする)がある。この場合、基板11上の長軸方向ビームサイズがL*B/A=L’*B/A’となるように長軸可変スリット14のスリット幅L’を変化させ、基板11上でビームの幅を一定にすることが可能である。   Further, for example, there is a case where the thermal lens effect due to the laser beam 20 occurs in the projection lens 10 and the lens focal point position changes (assuming that the distance A changes to the distance A ′). In this case, the slit width L ′ of the long axis variable slit 14 is changed so that the long axis direction beam size on the substrate 11 becomes L * B / A = L ′ * B / A ′, and the beam on the substrate 11 is changed. It is possible to make the width constant.

以上のように、長軸スリットおよび短軸スリットをレーザ照射方向に移動可能としたり、スリットの幅を伸縮可能とすることにより、基板の変位に対応してビーム形状等を調整することができる。   As described above, by making it possible to move the long-axis slit and the short-axis slit in the laser irradiation direction and to expand and contract the width of the slit, the beam shape and the like can be adjusted in accordance with the displacement of the substrate.

これまで説明してきた実施の形態において、レーザ発振器1の発振形態はパルス波でも連続波であっても良い。また発振波長も限定するものはない。図2においてはビーム幅を1mmとしているが、レーザ発振器1のパワーが許す限り長くすることができる。逆に、ビーム幅は、1画素に存在するトランジスタ部分のみを照射できる長さであってもよい。   In the embodiments described so far, the oscillation form of the laser oscillator 1 may be a pulse wave or a continuous wave. There is also no limitation on the oscillation wavelength. Although the beam width is 1 mm in FIG. 2, it can be made as long as the power of the laser oscillator 1 permits. Conversely, the beam width may be long enough to irradiate only the transistor portion existing in one pixel.

また、以上の説明では、表示装置の画素トランジスタの結晶化に用いるレーザ光の生成装置を例に説明したが、その他の用途に用いるレーザ光の焦点調整およびビーム形状やサイズの調整に用いることも可能である。   In the above description, the laser light generation device used for crystallization of the pixel transistor of the display device has been described as an example. However, it may be used for laser beam focus adjustment and beam shape and size adjustment used for other purposes. Is possible.

本発明は、高精度に焦点の調整およびビーム形状やサイズの調整を行うことができ、照射対象に照射するレーザ光の形状やサイズを調整可能なレーザ照射装置等に有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for a laser irradiation apparatus and the like that can adjust the focus and the beam shape and size with high accuracy and can adjust the shape and size of the laser light irradiated to the irradiation target.

1 レーザ発振器
2 短軸方向コリメータレンズ
3 長軸方向コリメータレンズ
4 均一化レンズ
5 コンデンサーレンズ
6 短軸方向集光レンズ
7 フィールドレンズ
8 長軸スリット
9 短軸スリット
10 投影レンズ
11 基板
13 変位センサー
14 長軸可変スリット
15 短軸可変スリット
20 レーザ光
30 パネル
31 画素
32 ビーム
100 結晶化装置
101 レーザ発振器
102 レーザ光
103 均一化レンズ
104 スリット
105 投影レンズ
106 薄膜シリコン
107 コリメータレンズ
108 シリンドリカルレンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser oscillator 2 Short axis direction collimator lens 3 Long axis direction collimator lens 4 Uniform lens 5 Condenser lens 6 Short axis direction condensing lens 7 Field lens 8 Long axis slit 9 Short axis slit 10 Projection lens 11 Substrate 13 Displacement sensor 14 Long Axis variable slit 15 Short axis variable slit 20 Laser beam 30 Panel 31 Pixel 32 Beam 100 Crystallizer 101 Laser oscillator 102 Laser beam 103 Uniform lens 104 Slit 105 Projection lens 106 Thin film silicon 107 Collimator lens 108 Cylindrical lens

Claims (7)

レーザ光を照射するレーザ発振器と、
前記レーザ光を短軸方向において平行光とする短軸方向コリメータレンズと、
前記レーザ光を長軸方向において平行光とする長軸方向コリメータレンズと、
前記レーザ光を短軸方向に集光する集光レンズと、
前記集光レンズと照射対象との間に配置され、前記レーザ光の長軸方向のビーム形状を調整する長軸スリットと、
前記集光レンズと前記照射対象との間に配置され、前記レーザ光の短軸方向のビーム形状を調整する短軸スリットと、
前記レーザ光を前記照射対象に照射する投影レンズと、を有することを特徴とする
レーザ照射装置。
A laser oscillator for irradiating laser light;
A short-axis collimator lens that converts the laser light into parallel light in the short-axis direction;
A long-axis collimator lens that makes the laser beam parallel light in the long-axis direction;
A condensing lens that condenses the laser light in the minor axis direction;
A long-axis slit that is arranged between the condenser lens and the irradiation target and adjusts the beam shape in the long-axis direction of the laser beam;
A short-axis slit that is arranged between the condenser lens and the irradiation target and adjusts the beam shape in the short-axis direction of the laser light;
And a projection lens that irradiates the irradiation target with the laser light.
前記集光レンズと前記長軸スリットおよび前記短軸スリットとの間に、前記レーザ光の指向性を向上させるフィールドレンズを有することを特徴とする
請求項1に記載のレーザ照射装置。
2. The laser irradiation apparatus according to claim 1, further comprising a field lens that improves directivity of the laser light between the condenser lens and the long-axis slit and the short-axis slit.
前記投影レンズ、前記長軸スリットおよび前記短軸スリットは、それぞれ前記レーザ光の照射方向に移動可能であることを特徴とする
請求項1または2に記載のレーザ照射装置。
The laser irradiation apparatus according to claim 1, wherein the projection lens, the long-axis slit, and the short-axis slit are each movable in an irradiation direction of the laser light.
前記投影レンズ,前記長軸スリットおよび前記短軸スリットをそれぞれ個別に移動させることにより、レーザ光の長軸方向および短軸方向の幅,輪郭,形状,ならびに焦点の少なくとも1つの調整を行うことを特徴とする
請求項1〜3のいずれかに記載のレーザ照射装置。
The projection lens, the long-axis slit, and the short-axis slit are individually moved to adjust at least one of the width, contour, shape, and focus of the laser beam in the long-axis direction and the short-axis direction. The laser irradiation apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記長軸スリットの長軸方向のスリット幅が可変であることを特徴とする
請求項1〜4のいずれかに記載のレーザ照射装置。
The laser irradiation apparatus according to claim 1, wherein a slit width in a major axis direction of the major axis slit is variable.
前記短軸スリットの短軸方向のスリット幅が可変であることを特徴とする
請求項1〜5のいずれかに記載のレーザ照射装置。
The laser irradiation apparatus according to claim 1, wherein a slit width in a short axis direction of the short axis slit is variable.
前記照射対象が表示装置であり、前記レーザ光の照射により、前記表示装置に形成されたアモルファスシリコン膜をポリシリコン膜に結晶化させることを特徴とする
請求項1〜6のいずれかに記載のレーザ照射装置。
The said irradiation object is a display apparatus, The amorphous silicon film formed in the said display apparatus is crystallized to a polysilicon film by irradiation of the said laser beam, The one in any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. Laser irradiation device.
JP2011116419A 2011-05-25 2011-05-25 Laser irradiation apparatus Withdrawn JP2012248551A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011116419A JP2012248551A (en) 2011-05-25 2011-05-25 Laser irradiation apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011116419A JP2012248551A (en) 2011-05-25 2011-05-25 Laser irradiation apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012248551A true JP2012248551A (en) 2012-12-13

Family

ID=47468781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011116419A Withdrawn JP2012248551A (en) 2011-05-25 2011-05-25 Laser irradiation apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012248551A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021034693A (en) * 2019-08-29 2021-03-01 株式会社ブイ・テクノロジー Laser annealing device and method for forming a crystallized film

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021034693A (en) * 2019-08-29 2021-03-01 株式会社ブイ・テクノロジー Laser annealing device and method for forming a crystallized film
WO2021039365A1 (en) * 2019-08-29 2021-03-04 株式会社ブイ・テクノロジー Laser annealing device and method for forming crystallized film

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7642482B2 (en) Laser crystallization apparatus and crystallization method
US7847214B2 (en) Laser crystallization apparatus and crystallization method
JP5789011B2 (en) Linear scanning continuous transverse solidification of thin films.
US7964035B2 (en) Crystallization apparatus and crystallization method
US20090017642A1 (en) Laser crystallization apparatus and laser crystallization method
US7964036B2 (en) Crystallization apparatus and crystallization method
JP2017224708A (en) Polycrystalline semiconductor film manufacturing method, laser annealing apparatus, thin film transistor, and display
JP2007214388A (en) Crystallizing device and positioning stage
JP5120685B2 (en) Laser annealing method and laser annealing apparatus
WO2006075568A1 (en) Production method and production device for polycrystalline semiconductor thin film
JP2012248551A (en) Laser irradiation apparatus
CN109952630A (en) Laser irradiation device and method for manufacturing thin film transistor
JPWO2018092218A1 (en) Laser irradiation apparatus, thin film transistor, and method of manufacturing thin film transistor
JP6139870B2 (en) Exposure method, exposure apparatus, and article manufacturing method
US7180671B2 (en) Laser optical system for liquid crystal display device
US20200266062A1 (en) Laser irradiation device and laser irradiation method
WO2020184153A1 (en) Laser annealing device
JP2005235811A (en) Semiconductor thin film deposition apparatus
JP2007304196A (en) Optical element, focus adjustment device using the same, focus adjustment method, laser annealer, and laser annealing method
JP2006295068A (en) Irradiator
JP2005007427A (en) Laser marking method
JP5454911B2 (en) Method of manufacturing annealed body and laser annealing apparatus
US20200194260A1 (en) Laser irradiation device, laser irradiation method and projection mask
JP4177205B2 (en) Laser heat treatment equipment
WO2018101154A1 (en) Laser irradiation device and method for manufacturing thin film transistor

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: 20140805