JP3410989B2 - 精密レーザ照射装置及び制御方法 - Google Patents
精密レーザ照射装置及び制御方法Info
- Publication number
- JP3410989B2 JP3410989B2 JP21887299A JP21887299A JP3410989B2 JP 3410989 B2 JP3410989 B2 JP 3410989B2 JP 21887299 A JP21887299 A JP 21887299A JP 21887299 A JP21887299 A JP 21887299A JP 3410989 B2 JP3410989 B2 JP 3410989B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mask
- processed
- process stage
- work
- laser
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は、レーザアニーリ
ング等に用いられるレーザ加工装置及び方法に関し、特
に精密かつ効率良くレーザビームを照射するための制御
機構に関するものである。
ング等に用いられるレーザ加工装置及び方法に関し、特
に精密かつ効率良くレーザビームを照射するための制御
機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザ加工装置として、例えば精密に整
形されたレーザビームをアモルファスＳｉ膜を形成した
基板上に照射し、このアモルファスＳｉ膜を多結晶化す
るレーザアニーリング装置がある。
形されたレーザビームをアモルファスＳｉ膜を形成した
基板上に照射し、このアモルファスＳｉ膜を多結晶化す
るレーザアニーリング装置がある。
【０００３】このような、レーザアニーリング装置で
は、まずアライメント機能を用いて基板を載置したプロ
セスステージをレーザビームの照射位置まで移動させ
る。次に、焦点合わせ、傾き補正機能を用いて、上記照
射位置における基板の高さ方向の位置を合せ、基板の傾
きを補正する。その後、例えばプロセスステージを静止
させたままとし、マスクステージのみを精密に駆動する
ことによってレーザビームを走査し、その後再度プロセ
スステージを移動・静止する。以降マスクステージの走
査とプロセスステージの移動とを繰り返すことによって
基板全面にレーザビームを照射している。
は、まずアライメント機能を用いて基板を載置したプロ
セスステージをレーザビームの照射位置まで移動させ
る。次に、焦点合わせ、傾き補正機能を用いて、上記照
射位置における基板の高さ方向の位置を合せ、基板の傾
きを補正する。その後、例えばプロセスステージを静止
させたままとし、マスクステージのみを精密に駆動する
ことによってレーザビームを走査し、その後再度プロセ
スステージを移動・静止する。以降マスクステージの走
査とプロセスステージの移動とを繰り返すことによって
基板全面にレーザビームを照射している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の装置は、高精度
で基板上にレーザビームを照射することが可能ではある
が、プロセスステージ、マスクステージの駆動を交互に
行うため、プロセスステージ移動のたびにアライメント
作業が必要となり、そのため基板面の全面を照射するの
に時間がかかり、プロセス効率が悪い。
で基板上にレーザビームを照射することが可能ではある
が、プロセスステージ、マスクステージの駆動を交互に
行うため、プロセスステージ移動のたびにアライメント
作業が必要となり、そのため基板面の全面を照射するの
に時間がかかり、プロセス効率が悪い。
【０００５】そこで、本発明は、高精度でかつプロセス
効率のよいレーザ加工装置及び方法を提供することを目
的とする。
効率のよいレーザ加工装置及び方法を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のレーザ加工装置は、レーザ光によって照明
されたマスクの像を被加工体に投影する照射光学系と、
被加工体を載置するとともに、照射光学系に対して被加
工体を移動させるプロセスステージ装置と、プロセスス
テージ装置によって被加工体を移動させた場合の目標位
置からのずれに対応する誤差量を予め記憶する記憶装置
と、記憶装置に記憶した誤差量に基づいてマスクを変位
させるマスク駆動装置とを備える。
め、本発明のレーザ加工装置は、レーザ光によって照明
されたマスクの像を被加工体に投影する照射光学系と、
被加工体を載置するとともに、照射光学系に対して被加
工体を移動させるプロセスステージ装置と、プロセスス
テージ装置によって被加工体を移動させた場合の目標位
置からのずれに対応する誤差量を予め記憶する記憶装置
と、記憶装置に記憶した誤差量に基づいてマスクを変位
させるマスク駆動装置とを備える。
【０００７】この場合、プロセスステージ装置によって
被加工体を移動させるので、迅速なレーザ加工が可能と
なり、プロセス効率を高めることができる。また、マス
ク駆動装置が記憶装置に記憶した誤差量に基づいてマス
クを変位させるので、被加工体をプロセスステージによ
って移動させた場合の誤差量を補正して、目標位置に正
確にマスク像を投影することができ、レーザ加工を精密
なものとすることができる。
被加工体を移動させるので、迅速なレーザ加工が可能と
なり、プロセス効率を高めることができる。また、マス
ク駆動装置が記憶装置に記憶した誤差量に基づいてマス
クを変位させるので、被加工体をプロセスステージによ
って移動させた場合の誤差量を補正して、目標位置に正
確にマスク像を投影することができ、レーザ加工を精密
なものとすることができる。
【０００８】また、上記装置の好ましい態様によれば、
レーザ光の照射時における被加工体の傾き及び焦点位置
を検出する位置センサをさらに備え、マスク駆動装置
は、位置センサの出力に基づいて被加工体の傾き及び焦
点位置をリアルタイムで補正することを特徴とする。
レーザ光の照射時における被加工体の傾き及び焦点位置
を検出する位置センサをさらに備え、マスク駆動装置
は、位置センサの出力に基づいて被加工体の傾き及び焦
点位置をリアルタイムで補正することを特徴とする。
【０００９】この場合、マスク駆動装置は、位置センサ
の出力に基づいて被加工体の傾き及び焦点位置をリアル
タイムで補正するので、より高精度のレーザ加工が可能
になる。
の出力に基づいて被加工体の傾き及び焦点位置をリアル
タイムで補正するので、より高精度のレーザ加工が可能
になる。
【００１０】また、本発明のレーザ加工方法は、レーザ
光によって照明されたマスクの像を照射光学系によって
被加工体に投影する前に、被加工体を載置するプロセス
ステージ装置を照射光学系に対して移動させつつ目標位
置からのずれに対応する誤差量を測定するとともに、こ
の誤差量を記憶する工程と、レーザ光の照射時に、前記
プロセスステージ装置による被加工体の移動に同期し
て、記憶した誤差量に基づいてマスクを変位させる工程
とを備える。
光によって照明されたマスクの像を照射光学系によって
被加工体に投影する前に、被加工体を載置するプロセス
ステージ装置を照射光学系に対して移動させつつ目標位
置からのずれに対応する誤差量を測定するとともに、こ
の誤差量を記憶する工程と、レーザ光の照射時に、前記
プロセスステージ装置による被加工体の移動に同期し
て、記憶した誤差量に基づいてマスクを変位させる工程
とを備える。
【００１１】この場合、プロセスステージ装置によって
被加工体を移動させるので、迅速なレーザ加工が可能と
なり、プロセス効率を高めることができ、記憶装置に記
憶した誤差量に基づいてマスクを変位させるので、目標
位置に正確にマスク像を投影することができ、レーザ加
工を精密なものとすることができる。
被加工体を移動させるので、迅速なレーザ加工が可能と
なり、プロセス効率を高めることができ、記憶装置に記
憶した誤差量に基づいてマスクを変位させるので、目標
位置に正確にマスク像を投影することができ、レーザ加
工を精密なものとすることができる。
【００１２】また、上記装置の好ましい態様によれば、
レーザ光の照射時に、被加工体の照射位置に応じてリア
ルタイムで被加工体の傾き及び焦点位置を補正すること
を特徴とする。
レーザ光の照射時に、被加工体の照射位置に応じてリア
ルタイムで被加工体の傾き及び焦点位置を補正すること
を特徴とする。
【００１３】この場合、レーザ光の照射時に、被加工体
の照射位置に応じてリアルタイムで被加工体の傾き及び
焦点位置を補正するので、より高精度のレーザ加工が可
能になる。
の照射位置に応じてリアルタイムで被加工体の傾き及び
焦点位置を補正するので、より高精度のレーザ加工が可
能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るレーザ加工装
置及び方法の一実施形態について、図面を参照しつつ具
体的に説明する。
置及び方法の一実施形態について、図面を参照しつつ具
体的に説明する。
【００１５】図１は、実施形態のレーザ加工装置である
レーザアニーリング装置の全体構造を説明する図であ
る。このレーザアニーリング装置は、ガラス板上にアモ
ルファス状Ｓｉ等の半導体薄膜を形成した被加工体であ
るワークＷを熱処理するためのもので、かかる半導体薄
膜を加熱するためのパルス状のレーザ光ＡＬを発生する
エキシマレーザその他のレーザ光源１０と、このレーザ
光ＡＬを矩形状にして所定の照度でワークＷ上に入射さ
せる照射光学系２０と、ワークＷを載置してＸＹ面内で
滑らかに並進移動可能であるとともにＸ軸及びＹ軸の回
りに傾斜可能なプロセスステージ３０と、ワークＷを載
置したプロセスステージ３０を照射光学系２０等に対し
て必要量だけ移動若しくは傾斜させるステージ駆動装置
４０と、レーザアニーリング装置の各部の動作を統括的
に制御する主制御装置１００とを備える。ここで、プロ
セスステージ３０及びステージ駆動装置４０は、プロセ
スステージ装置を構成し、ワークＷ周辺を減圧したりそ
の雰囲気を調節するチャンバ９０中に収容される。な
お、プロセスステージ３０は、ワークＷをＸＹ面内で適
宜移動させて、比較的広域なワークＷ全面を高速に走査
することができるようになっている。また、プロセスス
テージ３０は、上部にチルトステージ３１を備えてお
り、ワークＷの高さや傾きを調節できるようになってい
る。
レーザアニーリング装置の全体構造を説明する図であ
る。このレーザアニーリング装置は、ガラス板上にアモ
ルファス状Ｓｉ等の半導体薄膜を形成した被加工体であ
るワークＷを熱処理するためのもので、かかる半導体薄
膜を加熱するためのパルス状のレーザ光ＡＬを発生する
エキシマレーザその他のレーザ光源１０と、このレーザ
光ＡＬを矩形状にして所定の照度でワークＷ上に入射さ
せる照射光学系２０と、ワークＷを載置してＸＹ面内で
滑らかに並進移動可能であるとともにＸ軸及びＹ軸の回
りに傾斜可能なプロセスステージ３０と、ワークＷを載
置したプロセスステージ３０を照射光学系２０等に対し
て必要量だけ移動若しくは傾斜させるステージ駆動装置
４０と、レーザアニーリング装置の各部の動作を統括的
に制御する主制御装置１００とを備える。ここで、プロ
セスステージ３０及びステージ駆動装置４０は、プロセ
スステージ装置を構成し、ワークＷ周辺を減圧したりそ
の雰囲気を調節するチャンバ９０中に収容される。な
お、プロセスステージ３０は、ワークＷをＸＹ面内で適
宜移動させて、比較的広域なワークＷ全面を高速に走査
することができるようになっている。また、プロセスス
テージ３０は、上部にチルトステージ３１を備えてお
り、ワークＷの高さや傾きを調節できるようになってい
る。
【００１６】さらに、このレーザアニーリング装置は、
プロセスステージ３０の位置や移動量を光学的な情報や
電気的な情報として検出する位置計測装置５０と、ワー
クＷの照射光学系２０に対する高さや傾斜量に対応する
信号を検出する非接触変位計６０とを備える。
プロセスステージ３０の位置や移動量を光学的な情報や
電気的な情報として検出する位置計測装置５０と、ワー
クＷの照射光学系２０に対する高さや傾斜量に対応する
信号を検出する非接触変位計６０とを備える。
【００１７】前者の位置計測装置５０は、プロセスステ
ージ３０が移動した際におけるＸＹ面内での位置を精密
に計測できるようになっており、主制御装置１００は、
プロセスステージ３０（すなわちワークＷ）をアニール
の前に予め移動させた場合における位置計測装置５０か
らの位置検出情報に基づいて、目標位置からのずれに対
応する誤差量をデータとして記憶する記憶装置として機
能する。さらに、位置計測装置５０は、プロセスステー
ジ３０上のワークＷの高さや傾きを精密に検出すること
ができ、ワークＷの高さや傾きを高精度に位置決めする
ことができる。
ージ３０が移動した際におけるＸＹ面内での位置を精密
に計測できるようになっており、主制御装置１００は、
プロセスステージ３０（すなわちワークＷ）をアニール
の前に予め移動させた場合における位置計測装置５０か
らの位置検出情報に基づいて、目標位置からのずれに対
応する誤差量をデータとして記憶する記憶装置として機
能する。さらに、位置計測装置５０は、プロセスステー
ジ３０上のワークＷの高さや傾きを精密に検出すること
ができ、ワークＷの高さや傾きを高精度に位置決めする
ことができる。
【００１８】後者の非接触変位計６０は、レーザ変位計
であり、ワークＷ上の平坦な領域を計測ターゲットとし
て検査光ＤＬを入射させる投光部６１と、計測ターゲッ
トからの正反射光ＲＬを受けてこの正反射光ＲＬの入射
位置に関する情報を出力する受光部６２とを備える。投
光部６１と受光部６２とは、照射光学系２０を挟んで対
向して配置され、ワークＷ上のレーザ光ＡＬの照射位置
近傍におけるワークＷの高さや傾斜量を検出することが
できる。なお、ワークＷ上のレーザ光ＡＬの照射位置
は、ワークＷの平坦度やプロセスステージ３０の案内精
度に起因して、高さや傾きが照射光学系２０に対して変
動する。この非接触変位計６０により、照射光学系２０
から対向するワークＷ表面の照射位置までのＺ方向の距
離や傾きの変動を高精度に測定することができる。
であり、ワークＷ上の平坦な領域を計測ターゲットとし
て検査光ＤＬを入射させる投光部６１と、計測ターゲッ
トからの正反射光ＲＬを受けてこの正反射光ＲＬの入射
位置に関する情報を出力する受光部６２とを備える。投
光部６１と受光部６２とは、照射光学系２０を挟んで対
向して配置され、ワークＷ上のレーザ光ＡＬの照射位置
近傍におけるワークＷの高さや傾斜量を検出することが
できる。なお、ワークＷ上のレーザ光ＡＬの照射位置
は、ワークＷの平坦度やプロセスステージ３０の案内精
度に起因して、高さや傾きが照射光学系２０に対して変
動する。この非接触変位計６０により、照射光学系２０
から対向するワークＷ表面の照射位置までのＺ方向の距
離や傾きの変動を高精度に測定することができる。
【００１９】ここで、照射光学系２０は、レーザ光源１
０からミラー１５を経て入射するレーザ光ＡＬを均一な
分布とするホモジナイザ２０ａと、ホモジナイザ２０ａ
を経たレーザ光ＡＬを矩形に絞るための照射パターン形
成用スリットを有するマスク２０ｂと、マスク２０ｂの
スリット像をワークＷ上に縮小投影する投影レンズ２０
ｃとからなる。なお、照射光学系２０は、チャンバ９０
に設けた透過窓９０ａを介してワークＷに対向するよう
に配置されており、チャンバ９０から延びる架台９０ｂ
によってチャンバ９０側に固定されている。
０からミラー１５を経て入射するレーザ光ＡＬを均一な
分布とするホモジナイザ２０ａと、ホモジナイザ２０ａ
を経たレーザ光ＡＬを矩形に絞るための照射パターン形
成用スリットを有するマスク２０ｂと、マスク２０ｂの
スリット像をワークＷ上に縮小投影する投影レンズ２０
ｃとからなる。なお、照射光学系２０は、チャンバ９０
に設けた透過窓９０ａを介してワークＷに対向するよう
に配置されており、チャンバ９０から延びる架台９０ｂ
によってチャンバ９０側に固定されている。
【００２０】照射光学系２０を構成するマスク２０ｂ
は、マスクステージ７０上に載置されて、Ｘ−Ｙ面内で
滑らかに並進移動可能であるとともに、Ｚ軸の回りに回
転可能で、マスク２０ｂとプロセスステージ３０の平行
を確保するため、Ｘ軸及びＹ軸の回りにも傾斜可能とな
っており、マスク駆動装置であるステージ駆動装置８０
は、主制御装置１００からの制御信号に基づいて、マス
ク２０ｂを載置したマスクステージ７０を投影レンズ２
０ｃ等に対して必要量だけ移動若しくは回転させる。
は、マスクステージ７０上に載置されて、Ｘ−Ｙ面内で
滑らかに並進移動可能であるとともに、Ｚ軸の回りに回
転可能で、マスク２０ｂとプロセスステージ３０の平行
を確保するため、Ｘ軸及びＹ軸の回りにも傾斜可能とな
っており、マスク駆動装置であるステージ駆動装置８０
は、主制御装置１００からの制御信号に基づいて、マス
ク２０ｂを載置したマスクステージ７０を投影レンズ２
０ｃ等に対して必要量だけ移動若しくは回転させる。
【００２１】図２は、照射光学系２０によるマスク像の
投影と、プロセスステージ３０によるマスク像の走査を
説明する図である。図２（ａ）は、マスク２０ｂを示す
平面図であり、図２（ｂ）は、ワークＷを示す平面図で
ある。マスク２０ｂ表面に形成された反射層に形成した
開口であるスリット２０ｆを通過したレーザ光は、ワー
クＷ上の所定の照射領域ＩＡ1、ＩＡ2、ＩＡ3、…のい
ずれかに縮小投影される。各照射領域ＩＡ1、ＩＡ2、Ｉ
Ａ3、…は、スリット２０ｆと相似になっており、Ｙ方
向に延びる矩形となっている。マスク２０ｂを固定した
ままでワークＷを例えば−Ｘ方向に定速で移動させれ
ば、レーザ光は一定の周期でパルス状に発振することか
ら、レーザ光源１０の発光周期と、プロセスステージ３
０の移動速度とを同期させれば、ワークＷ上に隙間や重
なりなく照射領域ＩＡ1、ＩＡ2、ＩＡ3、…を投影で
き、ワークＷ上のアモルファスＳｉを広い領域に亘って
一様にポリＳｉ化することができる。
投影と、プロセスステージ３０によるマスク像の走査を
説明する図である。図２（ａ）は、マスク２０ｂを示す
平面図であり、図２（ｂ）は、ワークＷを示す平面図で
ある。マスク２０ｂ表面に形成された反射層に形成した
開口であるスリット２０ｆを通過したレーザ光は、ワー
クＷ上の所定の照射領域ＩＡ1、ＩＡ2、ＩＡ3、…のい
ずれかに縮小投影される。各照射領域ＩＡ1、ＩＡ2、Ｉ
Ａ3、…は、スリット２０ｆと相似になっており、Ｙ方
向に延びる矩形となっている。マスク２０ｂを固定した
ままでワークＷを例えば−Ｘ方向に定速で移動させれ
ば、レーザ光は一定の周期でパルス状に発振することか
ら、レーザ光源１０の発光周期と、プロセスステージ３
０の移動速度とを同期させれば、ワークＷ上に隙間や重
なりなく照射領域ＩＡ1、ＩＡ2、ＩＡ3、…を投影で
き、ワークＷ上のアモルファスＳｉを広い領域に亘って
一様にポリＳｉ化することができる。
【００２２】図３は、プロセスステージ３０のＸＹ面内
での案内誤差とその補正を概念的に説明するグラフであ
る。
での案内誤差とその補正を概念的に説明するグラフであ
る。
【００２３】プロセスステージ３０を照射領域の走査の
ために移動させると、プロセスステージ３０の案内精度
に起因して、ＸＹ面内での位置が照射光学系２０を基準
として理想的な走査位置から変動する。この変動による
誤差量をプロセスステージ３０の走査誤差として実線で
示す。このような走査誤差は、プロセスステージ３０の
機械的機構に起因するものが主であり、繰り返し再現性
がある。したがって、走査誤差を補償、相殺するよう
に、マスク２０ｂをＸＹ面内で移動させれば、照射領域
を正確に目標位置に配置することができる。この際の補
償量をマスクステージ７０の走査入力として点線で示
す。なお、実際のマスクステージ７０の移動量は、投影
レンズ２０ｃによるスリット像の投影の縮小倍率を考慮
して、縮小倍率の逆数を掛けた量だけ移動させることに
なる。さらに、マスク２０ｂをＸ方向に変位させること
は、実際には、プロセスステージ３０の移動速度の変動
を補償することになる。
ために移動させると、プロセスステージ３０の案内精度
に起因して、ＸＹ面内での位置が照射光学系２０を基準
として理想的な走査位置から変動する。この変動による
誤差量をプロセスステージ３０の走査誤差として実線で
示す。このような走査誤差は、プロセスステージ３０の
機械的機構に起因するものが主であり、繰り返し再現性
がある。したがって、走査誤差を補償、相殺するよう
に、マスク２０ｂをＸＹ面内で移動させれば、照射領域
を正確に目標位置に配置することができる。この際の補
償量をマスクステージ７０の走査入力として点線で示
す。なお、実際のマスクステージ７０の移動量は、投影
レンズ２０ｃによるスリット像の投影の縮小倍率を考慮
して、縮小倍率の逆数を掛けた量だけ移動させることに
なる。さらに、マスク２０ｂをＸ方向に変位させること
は、実際には、プロセスステージ３０の移動速度の変動
を補償することになる。
【００２４】図４は、走査中におけるワークＷのＺ方向
の変位と回転との補正を概念的に説明する図である。図
４（ａ）は、位置ズレが生じた場合を示し、図４（ｂ）
は、位置ズレの補正を示す。
の変位と回転との補正を概念的に説明する図である。図
４（ａ）は、位置ズレが生じた場合を示し、図４（ｂ）
は、位置ズレの補正を示す。
【００２５】図４（ａ）に示す場合、ワークＷの表面Ｗ
Ｓが、投影レンズ２０ｃの焦点位置Ｆから下方に距離ｄ
だけ位置ズレし、投影レンズ２０ｃの光軸に垂直な面に
対して角度θだけ傾斜している。ワークＷの表面ＷＳの
位置ズレや傾斜は、ワークＷの表面ＷＳに投光部６１か
らの検査光ＤＬを入射させるとともに表面ＷＳからの正
反射光ＲＬの入射位置を受光部６２によって検出するこ
とにより求められる。図面では、Ｙ軸の回りの回転のみ
示すが、Ｘ軸の回りの回転も、図示の投光部６１及び受
光部６２と同様の非接触変位計６０をＹＺ面内に配置す
ることにより求めることができる。
Ｓが、投影レンズ２０ｃの焦点位置Ｆから下方に距離ｄ
だけ位置ズレし、投影レンズ２０ｃの光軸に垂直な面に
対して角度θだけ傾斜している。ワークＷの表面ＷＳの
位置ズレや傾斜は、ワークＷの表面ＷＳに投光部６１か
らの検査光ＤＬを入射させるとともに表面ＷＳからの正
反射光ＲＬの入射位置を受光部６２によって検出するこ
とにより求められる。図面では、Ｙ軸の回りの回転のみ
示すが、Ｘ軸の回りの回転も、図示の投光部６１及び受
光部６２と同様の非接触変位計６０をＹＺ面内に配置す
ることにより求めることができる。
【００２６】図４（ｂ）は、図４（ａ）で検出した結果
に基づいて、プロセスステージ３０上部のチルトステー
ジ３１を制御してワークＷの高さ位置や傾きを補正した
状態を示す。つまり、ワークＷは上方に距離ｄだけ移動
し、反時計回りに角度θだけ回転している。
に基づいて、プロセスステージ３０上部のチルトステー
ジ３１を制御してワークＷの高さ位置や傾きを補正した
状態を示す。つまり、ワークＷは上方に距離ｄだけ移動
し、反時計回りに角度θだけ回転している。
【００２７】以下、図１に示す装置の全体的動作につい
て説明する。アニーリングのためのレーザ照射を開始す
る前に、予めプロセスステージ３０をアニーリングする
ときと同じ動作で走査させる。この際、プロセスステー
ジ３０のＸＹ面内での移動の誤差量を位置計測装置５０
で計測し、主制御装置１００内のメモリに例えば時間の
関数として記憶する。
て説明する。アニーリングのためのレーザ照射を開始す
る前に、予めプロセスステージ３０をアニーリングする
ときと同じ動作で走査させる。この際、プロセスステー
ジ３０のＸＹ面内での移動の誤差量を位置計測装置５０
で計測し、主制御装置１００内のメモリに例えば時間の
関数として記憶する。
【００２８】次に、上記誤差量を補正しつつアニーリン
グのためのレーザ照射を行う。具体的には、まず、プロ
セスステージ３０上にワークＷを搬送して載置する。次
に、アニール用のレーザ光ＡＬを導く照射光学系２０に
対してプロセスステージ３０上のワークＷをアライメン
トする。次に、照射光学系２０に対してプロセスステー
ジ３０をＸ軸方向に高速で移動させながら、レーザ光源
１０からのレーザ光ＡＬをワークＷ上に入射させる。こ
のようなワークＷの移動に際しては、主制御装置１００
に記憶したワークＷのＹ方向の位置の誤差量に相当する
量だけマスクステージ７０を高精度で同期させて移動さ
せてＹ方向の変位を補償する。また、主制御装置１００
に記憶したワークＷのＸ方向の位置の誤差量に相当する
量だけマスクステージ７０を高精度で同期させて移動さ
せてＸ方向の速度変動を補償する。以上の動作は、ワー
クＷをＹ方向に照射領域の長さだけステップ移動させて
繰り返され、或いはワークＷをＸ方向若しくはＹ方向に
所定量だけステップ移動させて繰り返される。ワークＷ
にはアモルファスＳｉ等の非晶質半導体の薄膜が形成さ
れており、レーザ光ＡＬの上記のような照射及び走査に
よって半導体の所望領域がアニール、再結晶化され、電
気的特性の優れた半導体薄膜を提供することができる。
グのためのレーザ照射を行う。具体的には、まず、プロ
セスステージ３０上にワークＷを搬送して載置する。次
に、アニール用のレーザ光ＡＬを導く照射光学系２０に
対してプロセスステージ３０上のワークＷをアライメン
トする。次に、照射光学系２０に対してプロセスステー
ジ３０をＸ軸方向に高速で移動させながら、レーザ光源
１０からのレーザ光ＡＬをワークＷ上に入射させる。こ
のようなワークＷの移動に際しては、主制御装置１００
に記憶したワークＷのＹ方向の位置の誤差量に相当する
量だけマスクステージ７０を高精度で同期させて移動さ
せてＹ方向の変位を補償する。また、主制御装置１００
に記憶したワークＷのＸ方向の位置の誤差量に相当する
量だけマスクステージ７０を高精度で同期させて移動さ
せてＸ方向の速度変動を補償する。以上の動作は、ワー
クＷをＹ方向に照射領域の長さだけステップ移動させて
繰り返され、或いはワークＷをＸ方向若しくはＹ方向に
所定量だけステップ移動させて繰り返される。ワークＷ
にはアモルファスＳｉ等の非晶質半導体の薄膜が形成さ
れており、レーザ光ＡＬの上記のような照射及び走査に
よって半導体の所望領域がアニール、再結晶化され、電
気的特性の優れた半導体薄膜を提供することができる。
【００２９】走査に際して移動するワークＷは、ガラス
基板の平坦度、プロセスステージ３０に組み込まれてい
る案内装置の精度等により、高さや傾きが変動する。つ
まり、プロセスステージ３０のチルトステージ３１によ
ってワークＷの高さや傾きを調節しなければ、ワークＷ
表面のＺ方向の位置が投影レンズ２０ｃの焦点位置外へ
逸脱してしまい、或いはワークＷ表面が光軸に対して正
確に垂直でなくなり、マスク２０ｂに形成された照射パ
ターンがワークＷ表面に正確に投影されなくなる。その
ため、レーザ照射時にプロセスステージ３０のＸ方向走
査のみならず、ＸＹ面内のレーザビーム照射位置におけ
るワークＷ表面と投影レンズ２０ｃとのＺ方向の距離及
び傾きが、非接触変位計６０によってオンラインで計測
され、傾き補正機構であるチルトステージ３１にフィー
ドバックされてリアルタイムで制御されるため、ワーク
Ｗ表面のＺ方向の位置が常に投影レンズ２０ｃの焦点位
置に一致し、ワークＷ表面が投影レンズ２０ｃの光軸に
垂直に保たれる。なお、ワークＷ表面の傾斜が投影レン
ズ２０ｃの結像特性にあまり影響しない場合は、ワーク
Ｗ表面の傾斜を補正する制御は必ずしも必要ではない。
基板の平坦度、プロセスステージ３０に組み込まれてい
る案内装置の精度等により、高さや傾きが変動する。つ
まり、プロセスステージ３０のチルトステージ３１によ
ってワークＷの高さや傾きを調節しなければ、ワークＷ
表面のＺ方向の位置が投影レンズ２０ｃの焦点位置外へ
逸脱してしまい、或いはワークＷ表面が光軸に対して正
確に垂直でなくなり、マスク２０ｂに形成された照射パ
ターンがワークＷ表面に正確に投影されなくなる。その
ため、レーザ照射時にプロセスステージ３０のＸ方向走
査のみならず、ＸＹ面内のレーザビーム照射位置におけ
るワークＷ表面と投影レンズ２０ｃとのＺ方向の距離及
び傾きが、非接触変位計６０によってオンラインで計測
され、傾き補正機構であるチルトステージ３１にフィー
ドバックされてリアルタイムで制御されるため、ワーク
Ｗ表面のＺ方向の位置が常に投影レンズ２０ｃの焦点位
置に一致し、ワークＷ表面が投影レンズ２０ｃの光軸に
垂直に保たれる。なお、ワークＷ表面の傾斜が投影レン
ズ２０ｃの結像特性にあまり影響しない場合は、ワーク
Ｗ表面の傾斜を補正する制御は必ずしも必要ではない。
【００３０】以上説明した実施形態のレーザアニーリン
グ装置によれば、ワークＷ上の大面積を一度に高速、か
つ、高精度にレーザ照射して熱処理することができる。
なお、プロセスステージ３０の位置誤差は、ワークＷ個
々の形状特性等には影響されず、プロセスステージ３０
にのみ依存する特性であるため、経年変化の影響を考慮
した程度の頻度で誤差量の計測を行って主制御装置１０
０に保存したデータを更新すれば足る。また、ワークＷ
上を小面積の局所領域に分割してレーザ照射する場合の
ようにダイバイダイでアライメントを行う必要がないの
で、ワークＷ全面を一回の走査でレーザ照射することが
でき、精度を落とすことなくプロセスを高速化できる。
グ装置によれば、ワークＷ上の大面積を一度に高速、か
つ、高精度にレーザ照射して熱処理することができる。
なお、プロセスステージ３０の位置誤差は、ワークＷ個
々の形状特性等には影響されず、プロセスステージ３０
にのみ依存する特性であるため、経年変化の影響を考慮
した程度の頻度で誤差量の計測を行って主制御装置１０
０に保存したデータを更新すれば足る。また、ワークＷ
上を小面積の局所領域に分割してレーザ照射する場合の
ようにダイバイダイでアライメントを行う必要がないの
で、ワークＷ全面を一回の走査でレーザ照射することが
でき、精度を落とすことなくプロセスを高速化できる。
【００３１】また、本実施形態では、レーザ光ＡＬを用
いてワークＷ上の半導体層をアニーリングするレーザア
ニーリング装置としたが、レーザ光源１０や照射光学系
２０等の構造を適宜変更すれば、液晶表示器や半導体デ
バイス用の半導体材料のアニールのみならず各種材料の
改質、切断、溶着等を可能にするパルスレーザ加工装置
等とすることもできる。
いてワークＷ上の半導体層をアニーリングするレーザア
ニーリング装置としたが、レーザ光源１０や照射光学系
２０等の構造を適宜変更すれば、液晶表示器や半導体デ
バイス用の半導体材料のアニールのみならず各種材料の
改質、切断、溶着等を可能にするパルスレーザ加工装置
等とすることもできる。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のレーザ加工装置によれば、プロセスステージ装置によ
って被加工体を移動させるので、迅速なレーザ加工が可
能となり、プロセス効率を高めることができる。また、
マスク駆動装置が記憶装置に記憶した誤差量に基づいて
マスクを変位させるので、被加工体を移動させた場合の
誤差量を補正して、目標位置に正確にマスク像を投影す
ることができ、レーザ加工を精密なものとすることがで
る。
のレーザ加工装置によれば、プロセスステージ装置によ
って被加工体を移動させるので、迅速なレーザ加工が可
能となり、プロセス効率を高めることができる。また、
マスク駆動装置が記憶装置に記憶した誤差量に基づいて
マスクを変位させるので、被加工体を移動させた場合の
誤差量を補正して、目標位置に正確にマスク像を投影す
ることができ、レーザ加工を精密なものとすることがで
る。
【００３３】また、本発明のレーザ加工方法によれば、
プロセスステージ装置によって被加工体を移動させるの
で、迅速なレーザ加工が可能となり、プロセス効率を高
めることができ、記憶装置に記憶した誤差量に基づいて
マスクを変位させるので、目標位置に正確にマスク像を
投影することができ、レーザ加工を精密なものとするこ
とができる。
プロセスステージ装置によって被加工体を移動させるの
で、迅速なレーザ加工が可能となり、プロセス効率を高
めることができ、記憶装置に記憶した誤差量に基づいて
マスクを変位させるので、目標位置に正確にマスク像を
投影することができ、レーザ加工を精密なものとするこ
とができる。
【図１】実施形態のレーザアニーリング装置の構造を説
明する図である。
明する図である。
【図２】図１の装置におけるレーザ照射を説明する図で
ある。
ある。
【図３】図１の装置におけるＸＹ面内での走査誤差の補
正を説明する図である。
正を説明する図である。
【図４】図１の装置におけるＸＹ面内での変位誤差の補
正を説明する図である。
正を説明する図である。
１０ レーザ光源
２０ 照射光学系
２０ａ ホモジナイザ
２０ｂ マスク
２０ｃ 投影レンズ
２０ｆ スリット
３０ プロセスステージ
４０ ステージ駆動装置
５０ 位置計測装置
６０ 非接触変位計
７０ マスクステージ
８０ ステージ駆動装置
９０ チャンバ
９０ａ 透過窓
１００ 主制御装置
ＡＬ レーザ光
Ｗ ワーク
ＷＳ 表面
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
// Ｂ２３Ｋ 101:40 Ｂ２３Ｋ 101:40
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/268
H01L 21/20
B23K 26/00
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザ光によって照明されたマスクの像
を被加工体に投影する照射光学系と、 前記被加工体を載置するとともに、前記照射光学系に対
して前記被加工体を移動させるプロセスステージ装置
と、 前記プロセスステージ装置によって前記被加工体を移動
させた場合の目標位置からのずれに対応する誤差量を予
め記憶する記憶装置と、 前記記憶装置に記憶した誤差量に基づいて前記マスクを
変位させるマスク駆動装置とを備えるレーザ加工装置。 - 【請求項２】 レーザ光の照射時における前記被加工体
の傾き及び焦点位置を検出する位置センサをさらに備
え、前記マスク駆動装置は、前記位置センサの出力に基
づいて前記被加工体の傾き及び焦点位置をリアルタイム
で補正することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工
装置。 - 【請求項３】 レーザ光によって照明されたマスクの像
を照射光学系によって被加工体に投影する前に、前記被
加工体を載置するプロセスステージ装置を照射光学系に
対して移動させつつ目標位置からのずれに対応する誤差
量を測定するとともに、当該誤差量を記憶する工程と、 レーザ光の照射時に、前記プロセスステージ装置による
前記被加工体の移動に同期して、記憶した前記誤差量に
基づいてマスクを変位させる工程とを備えるレーザ加工
方法。 - 【請求項４】 レーザ光の照射時に、前記被加工体の照
射位置に応じてリアルタイムで前記被加工体の傾き及び
焦点位置を補正することを特徴とする請求項３記載のレ
ーザ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21887299A JP3410989B2 (ja) | 1999-08-02 | 1999-08-02 | 精密レーザ照射装置及び制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21887299A JP3410989B2 (ja) | 1999-08-02 | 1999-08-02 | 精密レーザ照射装置及び制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001044136A JP2001044136A (ja) | 2001-02-16 |
| JP3410989B2 true JP3410989B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=16726635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21887299A Expired - Fee Related JP3410989B2 (ja) | 1999-08-02 | 1999-08-02 | 精密レーザ照射装置及び制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3410989B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6733931B2 (en) * | 2002-03-13 | 2004-05-11 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Symmetrical mask system and method for laser irradiation |
| KR101010492B1 (ko) * | 2002-04-18 | 2011-01-21 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 전자기 방사선의 스캐닝에 의한 열 플럭스 프로세싱 |
| US7277188B2 (en) * | 2003-04-29 | 2007-10-02 | Cymer, Inc. | Systems and methods for implementing an interaction between a laser shaped as a line beam and a film deposited on a substrate |
| JP4503328B2 (ja) * | 2004-03-29 | 2010-07-14 | 株式会社日本製鋼所 | 照射距離自動調整方法及びその装置 |
| US7547866B2 (en) | 2004-04-28 | 2009-06-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation method and method for manufacturing semiconductor device including an autofocusing mechanism using the same |
| JP2005340788A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-12-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レーザ照射方法およびそれを用いた半導体装置の作製方法 |
| JP2007229785A (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-13 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ加工装置及び制御方法 |
| JP6348101B2 (ja) | 2015-12-17 | 2018-06-27 | ファナック株式会社 | ワークの傾きを考慮したギャップ制御軸の落下防止機能を備えた制御装置 |
| JP7106447B2 (ja) * | 2018-12-28 | 2022-07-26 | 株式会社キーエンス | レーザ加工装置 |
| WO2022244837A1 (ja) * | 2021-05-21 | 2022-11-24 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法およびレーザアニール装置 |
-
1999
- 1999-08-02 JP JP21887299A patent/JP3410989B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001044136A (ja) | 2001-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3410989B2 (ja) | 精密レーザ照射装置及び制御方法 | |
| JP2000338432A (ja) | レーザー露光装置及びその方法 | |
| JP2000343257A (ja) | 戻り光除去方法と装置 | |
| US5523574A (en) | Exposure apparatus | |
| JP2009074849A (ja) | 線幅測定装置の検査方法 | |
| JP4405241B2 (ja) | 液晶ディスプレイ用ガラス基板の露光方法および露光装置ならびに処理装置 | |
| TW202241623A (zh) | 雷射加工裝置的調整方法以及雷射加工裝置 | |
| JP3754743B2 (ja) | 表面位置設定方法、ウエハ高さ設定方法、面位置設定方法、ウエハ面位置検出方法および露光装置 | |
| JP2000012422A (ja) | 露光装置 | |
| JP4533874B2 (ja) | レーザビーム露光装置 | |
| JP2000349043A (ja) | 矩形ビーム用精密焦点合せ方法 | |
| JP2011007974A (ja) | 露光装置、露光方法、及び表示用パネル基板の製造方法 | |
| JP3258194B2 (ja) | 露光装置および露光方法 | |
| JP2001313241A (ja) | 露光装置および露光方法 | |
| JPH09219357A (ja) | 露光装置 | |
| JP2001007043A (ja) | 矩形ビーム用マスクアライメント方法 | |
| JP2001351876A (ja) | レーザ加工装置及び方法 | |
| KR20040044159A (ko) | 박막 기판 상에 패턴을 노광 또는 형성하기 위한 장치 및방법 | |
| JP3378076B2 (ja) | 露光装置と露光方法 | |
| JPH06152036A (ja) | レーザー処理装置および処理方法 | |
| JPH11204394A (ja) | プロキシミティ露光方法及び装置 | |
| JPH07201710A (ja) | 近接露光装置 | |
| JPH03198319A (ja) | 露光装置 | |
| JPH10242248A (ja) | 移動ステージの位置測定方法と装置 | |
| JPS625646Y2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030304 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080320 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090320 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090320 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100320 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100320 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110320 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110320 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |