JP2018195675A - Laser annealing apparatus and laser annealing method - Google Patents

Laser annealing apparatus and laser annealing method Download PDF

Info

Publication number
JP2018195675A
JP2018195675A JP2017097558A JP2017097558A JP2018195675A JP 2018195675 A JP2018195675 A JP 2018195675A JP 2017097558 A JP2017097558 A JP 2017097558A JP 2017097558 A JP2017097558 A JP 2017097558A JP 2018195675 A JP2018195675 A JP 2018195675A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
homogenizer
interference
laser light
line beam
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.)
Pending
Application number
JP2017097558A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
良勝 柳川
Yoshikatsu Yanagawa
良勝 柳川
裕也 藤森
Yuya Fujimori
裕也 藤森
梶山 康一
Koichi Kajiyama
康一 梶山
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.)
V Technology Co Ltd
Original Assignee
V Technology 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 V Technology Co Ltd filed Critical V Technology Co Ltd
Priority to JP2017097558A priority Critical patent/JP2018195675A/en
Publication of JP2018195675A publication Critical patent/JP2018195675A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

To reduce, by a homogenizer, the unevenness of interference in a laser annealing apparatus.SOLUTION: A laser annealing apparatus comprises: a light source for generating laser light; a homogenizer for substantially uniformizing an intensity distribution of laser light launched from the light source; a condenser lens for collecting the laser light uniformized by the homogenizer in intensity distribution; and a cylindrical lens for converting the laser light collected by the condenser lens into a line beam. The line beam is applied to a target for exposure to light in a state in which a scan direction is inclined at a given angle to interference fringes which can be formed on the target for exposure to light by interference of laser light having passed through the homogenizer.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、レーザにより基板をアニールするレーザアニール装置に関する。   The present invention relates to a laser annealing apparatus for annealing a substrate with a laser.

従来、シリコン基板のアモルファスシリコンをポリシリコン化する技術として、レーザアニール技術が知られている。レーザアニールは、一般に、シリコン膜を、レーザを照射して低温で加熱し、ポリシリコン化する技術であり、液晶パネル等の基板の生成技術として知られている。特許文献1には、そのようなレーザアニール技術の一例が開示されている。   Conventionally, a laser annealing technique is known as a technique for converting amorphous silicon of a silicon substrate into polysilicon. Laser annealing is generally a technique for forming a polysilicon film by heating a silicon film at a low temperature by irradiation with a laser, and is known as a technique for producing a substrate such as a liquid crystal panel. Patent Document 1 discloses an example of such a laser annealing technique.

特開2012−182348号公報JP 2012-182348 A

ところで、このようなレーザアニールにおいては、レーザを発信する光源から発振されたレーザの強度分布を、ホモジナイザにより均一化したうえで、ビームを形成して、アニールを行うことが知られている。当該ホモジナイザは、例えば、フライアイレンズにより構成されているが、このフライアイレンズを構成する複数のレンズ各々を通過した干渉性の高いレーザが互いに干渉しあうため、結果的に基板に干渉ムラを生成するという問題がある。基板上にこのような干渉ムラが形成されることが、好ましくないことは言うまでもない。   By the way, in such laser annealing, it is known that the intensity distribution of a laser oscillated from a light source that emits a laser is made uniform by a homogenizer, and then a beam is formed to perform annealing. The homogenizer is composed of, for example, a fly-eye lens, but highly coherent lasers that have passed through each of the plurality of lenses constituting the fly-eye lens interfere with each other, resulting in interference unevenness on the substrate. There is a problem of generating. Needless to say, it is not preferable that such interference unevenness is formed on the substrate.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、ホモジナイザを通したレーザの干渉による干渉ムラを低減することができるレーザアニール装置及びその方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a laser annealing apparatus and method that can reduce interference unevenness due to laser interference through a homogenizer.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るレーザアニール装置は、レーザ光を発生させる光源と、光源から照射されたレーザ光の強度分布を略均一にするホモジナイザと、ホモジナイザにより強度分布が均一にされたレーザ光を集光するコンデンサレンズと、コンデンサレンズにより集光されたレーザ光をラインビームに変換するシリンドリカルレンズと、を備え、ホモジナイザを通過したレーザ光の干渉により照射対象に形成され得る干渉縞に対して、スキャン方向が所定角度傾いた状態で照射対象にラインビームを照射する。   In order to solve the above problems, a laser annealing apparatus according to an aspect of the present invention includes a light source that generates laser light, a homogenizer that makes the intensity distribution of laser light emitted from the light source substantially uniform, and an intensity distribution using the homogenizer. A condenser lens that condenses the laser light that has been made uniform and a cylindrical lens that converts the laser light condensed by the condenser lens into a line beam, and is formed on the object to be irradiated by the interference of the laser light that has passed through the homogenizer The irradiation target is irradiated with the line beam in a state where the scanning direction is inclined by a predetermined angle with respect to the interference fringes that can be performed.

また、上記レーザアニール装置において、所定角度が形成されるように、ホモジナイザを所定角度だけ回転させた状態で、光源からのレーザ光を集光して、強度分布を略均一にすることとしてもよい。   In the laser annealing apparatus, the intensity distribution may be made substantially uniform by condensing the laser light from the light source with the homogenizer rotated by a predetermined angle so that a predetermined angle is formed. .

また、上記レーザアニール装置において、さらに、照射対象を載置するための載置台と、載置台をスキャン方向に駆動させる駆動部とを備え、所定角度傾けた状態で照射対象を載置台に載置してラインビームを照射することとしてもよい。   The laser annealing apparatus further includes a mounting table for mounting the irradiation target and a drive unit that drives the mounting table in the scanning direction, and the irradiation target is mounted on the mounting table in a state inclined at a predetermined angle. Then, the line beam may be irradiated.

また、上記レーザアニール装置において、所定角度は、ラインビームの干渉縞において、第1の縞の開始端と、第1の縞に隣接する第2の縞の終端とが、スキャン方向において一致する角度であることとしてもよい。   In the laser annealing apparatus, the predetermined angle is an angle at which the start end of the first stripe and the end of the second stripe adjacent to the first stripe coincide with each other in the scanning direction in the interference fringe of the line beam. It is good also as being.

また、本発明の一態様に係るレーザアニール方法は、光源からレーザ光を照射する照射ステップと、光源から照射されたレーザ光の強度分布をホモジナイザにより略均一にする均一化ステップと、ホモジナイザにより強度分布が均一にされたレーザ光をコンデンサレンズにより集光する集光ステップと、コンデンサレンズにより集光されたレーザ光をシリンドリカルレンズによりラインビームに変換する変換ステップと、ホモジナイザを通過したレーザ光の干渉により照射対象に形成され得る干渉縞に対して、スキャン方向が所定角度傾いた状態で照射対象にラインビームを照射するアニールステップとを含む。   The laser annealing method according to one embodiment of the present invention includes an irradiation step of irradiating a laser beam from a light source, a uniformizing step of making the intensity distribution of the laser beam irradiated from the light source substantially uniform by a homogenizer, and an intensity by the homogenizer. Condensing step of condensing laser light with uniform distribution by condenser lens, conversion step of converting laser light condensed by condenser lens into line beam by cylindrical lens, and interference of laser light passing through homogenizer An annealing step of irradiating the irradiation target with a line beam in a state where the scanning direction is inclined by a predetermined angle with respect to the interference fringes that can be formed on the irradiation target.

本発明の一態様に係るレーザアニール装置は、ホモジナイザを通過したレーザ光の干渉により発生し得る干渉ムラを、ラインビームにより発生する干渉縞をスキャン方向に対して傾けることにより、ラインビームのエネルギーの積算値が略均一になるようにすることができる。したがって、レーザアニール装置は、ホモジナイザによるレーザ光の干渉による干渉ムラの発生を抑制することができる。   In the laser annealing apparatus according to one embodiment of the present invention, interference unevenness that may be generated by interference of laser light that has passed through a homogenizer is tilted with respect to the scanning direction, so that interference fringes generated by the line beam are tilted. The integrated value can be made substantially uniform. Therefore, the laser annealing apparatus can suppress the occurrence of interference unevenness due to the interference of laser light by the homogenizer.

(a)は、レーザアニール装置の平面図であり、(b)は、レーザアニール装置の側面図である。(A) is a top view of a laser annealing apparatus, (b) is a side view of a laser annealing apparatus. パネルに形成される干渉ムラを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the interference nonuniformity formed in a panel. (a)は、ホモジナイザと、形成される干渉ムラと、ラインビームのエネルギー分布の関係を示す図である。(b)は、ホモジナイザを所定角度傾けた状態において、形成される干渉ムラと、ラインビームのエネルギー分布の関係を示す図である。(A) is a figure which shows the relationship between the homogenizer, the interference nonuniformity formed, and the energy distribution of a line beam. (B) is a figure which shows the relationship between the interference nonuniformity formed and the energy distribution of a line beam in the state which inclined the homogenizer by the predetermined angle. レーザアニール装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a laser annealing apparatus. 干渉ムラの発生方向と、スキャン方向に対する角度と、干渉ムラの抑制効果を示す図である。It is a figure which shows the generation | occurrence | production direction of an interference nonuniformity, the angle with respect to a scanning direction, and the suppression effect of an interference nonuniformity. アニール方法の別例を示す図である。It is a figure which shows another example of the annealing method.

本発明に係るレーザアニール装置について、図面を参照しながら、詳細に説明する。   The laser annealing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<実施の形態>
<構成>
図1は、レーザアニール装置100の構成を示す図であり、(a)は、レーザアニール装置100を上面から見た平面図であり、(b)は、レーザアニール装置100を側面から見た側面図である。
<Embodiment>
<Configuration>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser annealing apparatus 100, (a) is a plan view of the laser annealing apparatus 100 viewed from the top, and (b) is a side view of the laser annealing apparatus 100 viewed from the side. FIG.

レーザアニール装置100は、レーザ光を発生させる光源101と、光源から照射されたレーザ光の強度分布を略均一にするホモジナイザ111と、ホモジナイザ111により強度分布が均一にされたレーザ光を集光するコンデンサレンズ112と、コンデンサレンズにより集光されたレーザ光をラインビームに変換するシリンドリカルレンズ113と、を備え、ホモジナイザ111を通過したレーザ光の干渉により照射対象に形成され得る干渉縞に対して、スキャン方向が所定角度傾いた状態で照射対象(パネル)200にラインビームを照射する。   The laser annealing apparatus 100 condenses the light source 101 that generates laser light, the homogenizer 111 that makes the intensity distribution of the laser light emitted from the light source substantially uniform, and the laser light whose intensity distribution is made uniform by the homogenizer 111. A condenser lens 112 and a cylindrical lens 113 that converts the laser light collected by the condenser lens into a line beam, and for interference fringes that can be formed on the irradiation target by the interference of the laser light that has passed through the homogenizer 111, The irradiation target (panel) 200 is irradiated with a line beam in a state where the scanning direction is inclined by a predetermined angle.

光源101は、レーザアニールのためのレーザ光を照射するための光源であり、例えば、UVパルスレーザを発振するレーザ発振器である。   The light source 101 is a light source for irradiating laser light for laser annealing, and is, for example, a laser oscillator that oscillates a UV pulse laser.

ホモジナイザ111は、光源101から発振されたレーザ光201の強度分布を略均一にする。ホモジナイザ111は、例えば、互いに対向した2枚のフライアイレンズにより実現することができる。ホモジナイザ111を通過したレーザ光202は、ホモジナイザを構成する複数のレンズを通過した各レーザ光が互いに干渉しあうため、完全には、その強度分布が均一にはならない。ホモジナイザ111は、他には、非球面レンズや回析光学素子を用いることもある。本実施の形態においては、ホモジナイザ111は、フライアイレンズを通したレーザ光202の干渉性により発生する干渉縞が、対象のパネル200に対して、所定角度傾いた状態となるように、当該所定角度だけ回転させた状態でアニールを行う。ホモジナイザ111の更なる詳細については、後述する。   The homogenizer 111 makes the intensity distribution of the laser beam 201 oscillated from the light source 101 substantially uniform. The homogenizer 111 can be realized by, for example, two fly-eye lenses facing each other. The intensity distribution of the laser beam 202 that has passed through the homogenizer 111 is not completely uniform because the laser beams that have passed through a plurality of lenses constituting the homogenizer interfere with each other. In addition, the homogenizer 111 may use an aspherical lens or a diffraction optical element. In the present embodiment, the homogenizer 111 is configured so that the interference fringes generated by the coherence of the laser light 202 that has passed through the fly-eye lens are inclined at a predetermined angle with respect to the target panel 200. Annealing is performed with the angle rotated. Further details of the homogenizer 111 will be described later.

コンデンサレンズ112は、ホモジナイザ111を通過して、強度分布が略均一になったレーザ光202を、集光する。   The condenser lens 112 condenses the laser light 202 that has passed through the homogenizer 111 and has a substantially uniform intensity distribution.

シリンドリカルレンズ113は、コンデンサレンズ112により集光されたレーザ光203を、ラインビームに変換する。   The cylindrical lens 113 converts the laser beam 203 collected by the condenser lens 112 into a line beam.

ミラー115は、シリンドリカルレンズ113を通過したラインビーム204を、照射対象のパネル200に向けて反射する鏡体である。   The mirror 115 is a mirror that reflects the line beam 204 that has passed through the cylindrical lens 113 toward the panel 200 to be irradiated.

シリンドリカルレンズ116は、ミラー115により反射されたラインビーム204を、照射対象であるパネル200に照射するのに適した幅のラインビームに変換する。   The cylindrical lens 116 converts the line beam 204 reflected by the mirror 115 into a line beam having a width suitable for irradiating the panel 200 to be irradiated.

照射対象であるパネル200は、シリコン膜が形成された基板であり、ステージ300の上に載置される。   The panel 200 to be irradiated is a substrate on which a silicon film is formed, and is placed on the stage 300.

ステージ300は、レーザアニールの対象となるパネル200を載置するための載置台である。ステージ300は、図示しない駆動装置により駆動する。これにより、パネル200が移動し、パネル200の表面がポリシリコン化される。図1(b)の例では、ステージ300は、光源101の方に向かって移動する。当該移動方向をスキャン方向と呼称することもある。   The stage 300 is a mounting table for mounting the panel 200 to be laser annealed. The stage 300 is driven by a driving device (not shown). Thereby, the panel 200 moves and the surface of the panel 200 is made into polysilicon. In the example of FIG. 1B, the stage 300 moves toward the light source 101. The moving direction may be referred to as a scanning direction.

また、ホモジナイザ111、コンデンサレンズ112、シリンドリカルレンズ113、ミラー115、シリンドリカルレンズ116と、を併せて、均一ラインビーム光学系110とする。   Further, the homogenizer 111, the condenser lens 112, the cylindrical lens 113, the mirror 115, and the cylindrical lens 116 are combined to form a uniform line beam optical system 110.

ここで、ホモジナイザ111を通過させたレーザ光をそのままパネル200に照射した場合に、パネル200に発生し得る干渉ムラについて説明する。   Here, interference unevenness that may occur in the panel 200 when the laser beam that has passed through the homogenizer 111 is directly irradiated onto the panel 200 will be described.

光源101から発振されたレーザ光201は、ホモジナイザ111により、その強度分布が略均一にされる。しかしながら、レーザ光201は、ホモジナイザ111を構成する複数のレンズ各々を通過したレーザが互いに干渉しあい、レーザ光202は、完全には強度分布が均一にならない。そのため、このレーザ光202をそのままラインビームに変換して、レーザアニールを行った場合、図2のパネル200に示すように、干渉ムラ(干渉縞)のあるポリシリコン膜が形成されることになる。   The intensity distribution of the laser light 201 oscillated from the light source 101 is made substantially uniform by the homogenizer 111. However, in the laser beam 201, the laser beams that have passed through the plurality of lenses constituting the homogenizer 111 interfere with each other, and the intensity distribution of the laser beam 202 is not completely uniform. Therefore, when this laser beam 202 is converted into a line beam as it is and laser annealing is performed, as shown in the panel 200 of FIG. 2, a polysilicon film having interference unevenness (interference fringes) is formed. .

図2の上段には、干渉縞が形成されたパネル200の一例を示しており、下段には、そのときのラインビームのエネルギー強度分布を示している。図2下段のグラフに示されるように、ラインビームは略周期的なエネルギー強度分布を有する。レーザアニール装置100は、ラインビームを、図2上段に示すy方向に20μm幅の単位でショットすることでアニールを行うが、図2下段に示すラインビームのx方向におけるエネルギー分布の強弱のため、パネル200には、干渉縞が形成されることになる。なお、図2のx方向、y方向は、図1に示すx方向とy方向と同じ方向を示している。即ち、パネル200には、スキャン方向と同方向の干渉縞が形成される。   The upper part of FIG. 2 shows an example of the panel 200 on which interference fringes are formed, and the lower part shows the energy intensity distribution of the line beam at that time. As shown in the lower graph of FIG. 2, the line beam has a substantially periodic energy intensity distribution. The laser annealing apparatus 100 performs annealing by shooting the line beam in units of 20 μm width in the y direction shown in the upper part of FIG. 2, but because of the strength of the energy distribution in the x direction of the line beam shown in the lower part of FIG. Interference fringes are formed on the panel 200. 2 indicate the same direction as the x direction and the y direction shown in FIG. That is, interference fringes in the same direction as the scanning direction are formed on the panel 200.

そこで、本実施の形態においては、図3(b)に示すように、ホモジナイザ111を所定角度だけ回転させた状態で固定し、光源101からのレーザ光201を入射させる。以下、図3(a)と比較しながら説明する。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 3B, the homogenizer 111 is fixed while being rotated by a predetermined angle, and the laser beam 201 from the light source 101 is made incident. Hereinafter, a description will be given in comparison with FIG.

図3(a)は、左から、ホモジナイザ111の光源101に対向しているときの状態と(左段)、ホモジナイザ111を回転させない状態でレーザアニールを実行した場合に発生するパネル200における干渉ムラの状態(中段)と、その時のラインビームのエネルギー分布(右段)を示している。   FIG. 3A shows from the left the state when facing the light source 101 of the homogenizer 111 (left), and the interference unevenness in the panel 200 that occurs when laser annealing is performed without rotating the homogenizer 111. The state (middle stage) and the energy distribution of the line beam at that time (right stage) are shown.

図3(a)の左段に示すように、ホモジナイザ111をスキャン方向に対して傾けずにアニールを行った場合には、図3(a)の中段に示すように、パネル200には、スキャン方向に対して干渉縞が発生する。これは、図3(a)の右段に示すように、同じ状態のエネルギー分布のラインビームが、スキャン方向に沿って一様に照射されるためである。   When annealing is performed without tilting the homogenizer 111 with respect to the scanning direction as shown in the left part of FIG. 3A, the panel 200 has a scan as shown in the middle part of FIG. Interference fringes occur in the direction. This is because the line beam having the same energy distribution is uniformly irradiated along the scanning direction as shown in the right side of FIG.

そこで、本実施の形態に係るレーザアニール装置100においては、図3(b)に示すように、ホモジナイザ111を所定角度(n°)だけ回転させた状態で、均一ラインビーム光学系110に設ける。そうすると、図3(b)の中段に示すように、パネル200には、干渉縞が斜めになるような感じでスキャンが実行されることになる。その結果、図3(b)の右段のエネルギー分布のグラフに示すように、パネルの一ラインあたりのエネルギーが積算されて、波線310に示すように、エネルギー分布がほぼ均一になるようにレーザアニールを実行できる。その結果、レーザアニール装置100は、ホモジナイザ111を通過したレーザ光による干渉縞の発生を抑制しながら、レーザアニールを実行することができる。   Therefore, in the laser annealing apparatus 100 according to the present embodiment, as shown in FIG. 3B, the homogenizer 111 is provided in the uniform line beam optical system 110 while being rotated by a predetermined angle (n °). Then, as shown in the middle part of FIG. 3B, the panel 200 is scanned with a feeling that the interference fringes are inclined. As a result, as shown in the graph of energy distribution on the right side of FIG. 3B, the energy per line of the panel is integrated, and the laser has a substantially uniform energy distribution as shown by a broken line 310. Annealing can be performed. As a result, the laser annealing apparatus 100 can perform laser annealing while suppressing the generation of interference fringes due to the laser light that has passed through the homogenizer 111.

<動作>
ここから、レーザアニール装置100によるアニールの動作について説明する。図4は、その動作を示すフローチャートである。
<Operation>
From here, the annealing operation by the laser annealing apparatus 100 will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the operation.

まず、オペレータは、光源101、均一ラインビーム光学系の条件をシミュレータに入力して、パネル200上において、干渉ムラが発生する発生分布を算出する(ステップS401)。当該特定は、ラインビームのエネルギー分布を特定することと同義である。なお、光源101、均一ラインビーム光学系の条件とは、光源101から発振されるレーザの周波数や強度、光学系を構成する各種レンズの配置位置や曲率、特性などのことをいう。なお、ここでは、シミュレータにより、干渉ムラが発生する箇所を特定することとしているが、実際にアニールを行った、干渉ムラが発生する箇所を特定することとしてもよい。   First, the operator inputs the conditions of the light source 101 and the uniform line beam optical system to the simulator, and calculates a generation distribution in which interference unevenness occurs on the panel 200 (step S401). The specification is synonymous with specifying the energy distribution of the line beam. The conditions of the light source 101 and the uniform line beam optical system refer to the frequency and intensity of the laser oscillated from the light source 101, the arrangement position, curvature, and characteristics of various lenses constituting the optical system. Here, the location where the interference unevenness is generated is specified by the simulator, but the location where the interference unevenness is actually generated may be specified.

オペレータは、算出した発生分布に応じて、ホモジナイザ111を所定角度(n°)だけ回転させる(ステップS402)。当該所定角度の詳細については、後述する。   The operator rotates the homogenizer 111 by a predetermined angle (n °) according to the calculated occurrence distribution (step S402). Details of the predetermined angle will be described later.

そして、オペレータは、レーザアニール装置100を駆動して、光源101からレーザを照射させる。レーザアニール装置100は、駆動装置を駆動して、ステージ300を移動させながら、レーザアニールを実行する(ステップS403)。   Then, the operator drives the laser annealing apparatus 100 to irradiate the laser from the light source 101. The laser annealing device 100 drives the driving device to perform laser annealing while moving the stage 300 (step S403).

これにより、レーザアニール装置100は、干渉ムラのないアモルファスシリコンがポリシリコン化されたパネル200を提供することができる。   Thereby, the laser annealing apparatus 100 can provide the panel 200 in which amorphous silicon having no interference unevenness is made into polysilicon.

なお、ステップS401、S402の処理は、レーザアニール装置100の動作ではなく、レーザアニールのための準備処理であり、レーザアニール装置100を利用するオペレータ及びオペレータが利用するシミュレータ、投影マスク114を生成する生成装置による処理である。   Note that the processing in steps S401 and S402 is not an operation of the laser annealing apparatus 100 but a preparation process for laser annealing, and an operator using the laser annealing apparatus 100, a simulator used by the operator, and a projection mask 114 are generated. This is processing by the generation device.

<ホモジナイザの回転角>
パネル200上に干渉ムラが発生しないようにするためには、パネル200に対して照射されるラインビームによるエネルギーの積算値は、なるべく一様になることが好ましい。したがって、ホモジナイザ111を回転させる所定角度は、斜めになっている干渉縞の一つが、隣接する他の干渉縞の一つと、端部が互いに重複しあうようになっていることが好ましい。
<Rotation angle of homogenizer>
In order to prevent interference unevenness from occurring on the panel 200, it is preferable that the integrated value of energy by the line beam irradiated to the panel 200 be as uniform as possible. Therefore, it is preferable that the predetermined angle at which the homogenizer 111 is rotated is such that one of the oblique interference fringes is overlapped with one of the other adjacent interference fringes.

図5は、干渉縞の傾きとその傾きに応じたレーザアニールを行った場合に発生する干渉ムラの抑制効果の高低を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating the inclination of interference fringes and the level of the effect of suppressing interference unevenness that occurs when laser annealing is performed according to the inclination.

図5の上段には、ホモジナイザ111を回転させない状態でレーザアニールを行う例を示しており、この場合には、図3(a)のエネルギー分布に示すように、パネル200に対しては、エネルギー分布の変動が一様なラインビームが照射されるため、図5の上段にしめすような干渉縞が発生する。   The upper part of FIG. 5 shows an example in which laser annealing is performed without rotating the homogenizer 111. In this case, as shown in the energy distribution of FIG. Since a line beam having a uniform distribution is irradiated, interference fringes as shown in the upper part of FIG. 5 are generated.

しかし、図5の中段や下段に示すように、ホモジナイザ111を回転させた状態でレーザアニールを行う場合には、図3(b)に示すように、エネルギー分布が積算されることになるので、パネル200全体に対して照射されるラインビームのエネルギーは結果的に一様になる。その結果、干渉ムラの発生を抑制することができる。   However, as shown in the middle and lower stages of FIG. 5, when laser annealing is performed with the homogenizer 111 rotated, the energy distribution is integrated as shown in FIG. As a result, the energy of the line beam irradiated to the entire panel 200 becomes uniform. As a result, the occurrence of uneven interference can be suppressed.

なお、図5の中段に示すように、斜めにした干渉縞と干渉縞との間の距離h1やh2が0になるようにすることが好ましい。すなわち、第1の干渉縞のスキャン方向における始端側であって、第2の干渉縞に近い方の端部と、第2の干渉縞のスキャン方向における終端側であって、第1の干渉縞に近い方の端部とがスキャン方向と並行な同一直線状に位置するようにホモジナイザ111を回転させることが望ましい。これにより、パネル200全体に対して結果的に照射されるラインビームのエネルギー分布を一様にすることができ、干渉ムラの発生を抑制することができる。なお、このとき、エネルギーが所定以上高い領域の端部間の距離が0になるようにしてもよい。   As shown in the middle part of FIG. 5, it is preferable that the distances h1 and h2 between the oblique interference fringes are set to zero. That is, the first interference fringe is at the start end side in the scanning direction of the first interference fringe and at the end portion closer to the second interference fringe and at the end side in the scanning direction of the second interference fringe. It is desirable to rotate the homogenizer 111 so that the end portion closer to is located on the same straight line parallel to the scanning direction. As a result, the energy distribution of the line beam that is eventually irradiated to the entire panel 200 can be made uniform, and the occurrence of uneven interference can be suppressed. At this time, the distance between the end portions of the region where the energy is higher than a predetermined value may be zero.

なお、ここでは、ホモジナイザ111を所定角度だけ回転させることで、干渉縞をスキャン方向に対して所定角度傾けた状態にする構成を実現しているが、これは、パネル200をラインビームに対して傾けた状態でスキャンすることによっても同様の効果を得ることができる。即ち、図6に示すように、ステージ300上にパネル200を斜めに載置して、レーザアニール装置100が、同図に示すスキャン方向にステージ300を駆動することとしてもよい。   In this case, the configuration in which the interference fringes are tilted by a predetermined angle with respect to the scanning direction is realized by rotating the homogenizer 111 by a predetermined angle. A similar effect can be obtained by scanning in an inclined state. That is, as shown in FIG. 6, the panel 200 may be obliquely placed on the stage 300, and the laser annealing apparatus 100 may drive the stage 300 in the scan direction shown in the figure.

<まとめ>
上述したように、本発明に係るレーザアニール装置100によれば、ホモジナイザ111を所定以上回転、あるいは、パネル200をステージ300に載置する際に斜めにすることで、パネル200に照射されるラインビームを斜めにすることができる。その結果、ラインビームのエネルギーの積算値が、パネル200に照射されてアニールが行われることになるので、干渉ムラを抑制して、アモルファスシリコンをポリシリコン化することができる。
<Summary>
As described above, according to the laser annealing apparatus 100 according to the present invention, the line irradiated to the panel 200 can be obtained by rotating the homogenizer 111 more than a predetermined value or by tilting the panel 200 when placing it on the stage 300. The beam can be tilted. As a result, the integrated value of the energy of the line beam is applied to the panel 200 for annealing, so that interference unevenness can be suppressed and amorphous silicon can be made into polysilicon.

レーザアニールにおいて、従来では、低速のレーザ(例えば、600Hz程度)を用いてホモジナイザを含む光学系を移動させることで、上述の干渉縞を抑制するようにしていた。しかしながら、今後より高速のラインビームをショット(例えば、6kHz程度)してアニールする場合には、光学系を移動させることによる干渉縞の抑制は限界があることを発明者らは知見した。そこで、発明者らは、上記実施形態に示すように、干渉縞が発生しないように、ラインビームをパネル200に対して斜めにする(発生し得る干渉縞を斜めにする)ことで、ラインビームのエネルギーを積算させて、パネル200全体に照射されるエネルギーを一様にして、干渉ムラを抑制するという発明をするに至った。   Conventionally, in laser annealing, the above-described interference fringes are suppressed by moving an optical system including a homogenizer using a low-speed laser (for example, about 600 Hz). However, the inventors have found that there is a limit to the suppression of interference fringes by moving the optical system when annealing is performed by shooting a higher-speed line beam (for example, about 6 kHz). Therefore, as shown in the above-described embodiment, the inventors make the line beam oblique with respect to the panel 200 so that the interference fringes are not generated (the interference fringes that can be generated are oblique). In other words, the present invention has been made so that the energy applied to the entire panel 200 is made uniform to suppress interference unevenness.

なお、本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、均一ラインビーム光学系110において、結果的に干渉縞がパネル200に対して斜めになるようにラインビームが照射されていれば、光学系を構成する部品の配置は前後することとしてもよい。   Although the present invention has been described based on the drawings and embodiments, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, in the uniform line beam optical system 110, if the line beam is irradiated so that the interference fringes are oblique with respect to the panel 200 as a result, the arrangement of the components constituting the optical system may be moved back and forth. .

100 レーザアニール装置
101 UVパルスレーザ照射装置
110 均一ラインビーム光学系
111 ホモジナイザ
112 コンデンサレンズ
113 シリンドリカルレンズ
115 ミラー
116 シリンドリカルレンズ
200 パネル
300 ステージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Laser annealing apparatus 101 UV pulse laser irradiation apparatus 110 Uniform line beam optical system 111 Homogenizer 112 Condenser lens 113 Cylindrical lens 115 Mirror 116 Cylindrical lens 200 Panel 300 Stage

Claims (5)

レーザ光を発生させる光源と、
前記光源から照射されたレーザ光の強度分布を略均一にするホモジナイザと、
前記ホモジナイザにより強度分布が均一にされたレーザ光を集光するコンデンサレンズと、
前記コンデンサレンズにより集光されたレーザ光をラインビームに変換するシリンドリカルレンズと、を備え、
前記ホモジナイザを通過したレーザ光の干渉により照射対象に形成され得る干渉縞に対して、スキャン方向が所定角度傾いた状態で前記照射対象に前記ラインビームを照射するレーザアニール装置。
A light source for generating laser light;
A homogenizer that makes the intensity distribution of the laser light emitted from the light source substantially uniform;
A condenser lens for condensing the laser light whose intensity distribution is made uniform by the homogenizer;
A cylindrical lens that converts the laser beam condensed by the condenser lens into a line beam,
A laser annealing apparatus that irradiates the irradiation target with the line beam in a state where a scanning direction is inclined by a predetermined angle with respect to an interference fringe that can be formed on the irradiation target by interference of laser light that has passed through the homogenizer.
前記所定角度が形成されるように、前記ホモジナイザを所定角度だけ回転させた状態で、前記光源からのレーザ光を集光して、強度分布を略均一にする
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザアニール装置。
The intensity distribution is substantially uniform by condensing the laser light from the light source in a state where the homogenizer is rotated by a predetermined angle so that the predetermined angle is formed. The laser annealing apparatus as described.
前記レーザアニール装置は、さらに、
前記照射対象を載置するための載置台と、
前記載置台を前記スキャン方向に駆動させる駆動部とを備え、
前記所定角度傾けた状態で前記照射対象を前記載置台に載置して前記ラインビームを照射する
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザアニール装置。
The laser annealing apparatus further includes:
A mounting table for mounting the irradiation object;
A driving unit that drives the mounting table in the scanning direction;
2. The laser annealing apparatus according to claim 1, wherein the irradiation target is placed on the mounting table while being tilted at the predetermined angle, and the line beam is irradiated.
前記所定角度は、前記ラインビームの干渉縞において、第1の縞の開始端と、前記第1の縞に隣接する第2の縞の終端とが、前記スキャン方向において一致する角度である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。
In the line beam interference fringes, the predetermined angle is an angle at which a first fringe start end and a second fringe end adjacent to the first fringe coincide in the scan direction. The laser annealing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the apparatus is a laser annealing apparatus.
光源からレーザ光を照射する照射ステップと、
前記光源から照射されたレーザ光の強度分布をホモジナイザにより略均一にする均一化ステップと、
前記ホモジナイザにより強度分布が均一にされたレーザ光をコンデンサレンズにより集光する集光ステップと、
前記コンデンサレンズにより集光されたレーザ光をシリンドリカルレンズによりラインビームに変換する変換ステップと、
前記ホモジナイザを通過したレーザ光の干渉により照射対象に形成され得る干渉縞に対して、スキャン方向が所定角度傾いた状態で前記照射対象に前記ラインビームを照射するアニールステップと
を含むレーザアニール方法。
An irradiation step of irradiating a laser beam from a light source;
A homogenizing step of making the intensity distribution of the laser light emitted from the light source substantially uniform by a homogenizer;
A condensing step of condensing the laser light having a uniform intensity distribution by the homogenizer with a condenser lens;
A conversion step of converting the laser light collected by the condenser lens into a line beam by a cylindrical lens;
An annealing step of irradiating the irradiation target with the line beam in a state where a scanning direction is inclined by a predetermined angle with respect to interference fringes that can be formed on the irradiation target by interference of laser light that has passed through the homogenizer.
JP2017097558A 2017-05-16 2017-05-16 Laser annealing apparatus and laser annealing method Pending JP2018195675A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017097558A JP2018195675A (en) 2017-05-16 2017-05-16 Laser annealing apparatus and laser annealing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017097558A JP2018195675A (en) 2017-05-16 2017-05-16 Laser annealing apparatus and laser annealing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018195675A true JP2018195675A (en) 2018-12-06

Family

ID=64570632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017097558A Pending JP2018195675A (en) 2017-05-16 2017-05-16 Laser annealing apparatus and laser annealing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018195675A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5094996B2 (en) Laser processing equipment
JP5305442B2 (en) Laser beam microsmoothing
TW200408486A (en) Laser material processing method and processing device
CN104882370A (en) Laser spike annealing using fiber lasers
JP6632203B2 (en) Laser processing apparatus and laser processing method
KR101026356B1 (en) Laser scanning device
JP6721439B2 (en) Laser processing equipment
JP4610201B2 (en) Laser irradiation device
US20200171602A1 (en) Laser annealing device and laser annealing method
TW201350237A (en) Laser processing apparatus and laser processing method
JP2019096908A (en) Laser processing equipment
JP6648399B1 (en) Laser processing apparatus, aberration adjustment method for laser processing apparatus, aberration control method for laser processing apparatus, and laser processing method
JP2018195675A (en) Laser annealing apparatus and laser annealing method
JP2006049635A (en) Method and apparatus for laser irradiation and method for laser annealing
JP2007029959A (en) Laser beam machining apparatus
JP3736791B2 (en) Laser processing method
JP6780544B2 (en) Laser welding equipment
WO2018211928A1 (en) Laser anneal device and laser anneal method
JP5021258B2 (en) Laser groove processing method
US20160079065A1 (en) Laser annealing device and method
JP2020001081A (en) Laser processing method of substrate, and laser processing device
JP2010210919A (en) Method and device for forming cvd thin film
JP3524855B2 (en) Laser irradiation apparatus and laser processing method
JP2006013227A (en) Irradiation equipment and irradiation method
JP2020059047A (en) Laser processing apparatus and laser processing method