JP4834790B1 - 光照射装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光照射装置100は、複数の光源部14と、複数の光源部14から出射された光を集光して被照射物に向けて線状に照射するための板状のプリズム20とを備えている。複数の光源部14は、それぞれ、発光部10及び発光部10から発せられる光を反射する楕円鏡12によって構成されている。楕円鏡12の第1焦点もしくはその近傍に発光部10が配置されており、楕円鏡12の第2焦点もしくはその近傍にプリズム20の光の入射面22が配置されている。
【選択図】図1
Description
図10は、従来のアモルファスシリコンの結晶化方法を示している。エキシマレーザ発生装置によって発生したエキシマレーザ光は、ホモジナイズ光学系によって数ミクロン×40cmほどの線状の照射領域とされる。この線状のエキシマレーザ光を基板上のアモルファスシリコンに照射しつつ、基板を図中のX方向に一定の速度で移動させる(1回目のスキャン)。これにより、図中の帯状の領域A1を加熱して結晶化させることができる。
以降、同様なスキャンを必要な回数だけ繰り返すことによって、アモルファスシリコンの膜全体にエキシマレーザ光を照射することができる。これにより、アモルファスシリコンの膜全体を加熱して結晶化させることができる。
(1)エキシマレーザ光の照射領域の長さLに限界があり、1回のスキャンによってアモルファスシリコンの膜にエキシマレーザ光を照射することのできる面積に限界がある。このため、大型の基板上に形成されたアモルファスシリコンの膜を結晶化させるのに非常に時間がかかる。
(2)隣接する領域A1と領域A2との間に重複した領域A3が生じてしまう。この重複した領域A3では、アモルファスシリコンの膜に対してエキシマレーザ光が2回照射されるために、アモルファスシリコンの結晶化の程度にバラツキが生じてしまう。
(3)エキシマレーザ光の波形のコントロールが難しい。このため、アモルファスシリコンを結晶化させたときにスジムラが発生しやすい。
(4)エキシマレーザ発生装置が高価であり、ランニングコストが高い。
また、本発明の光照射装置は、複数の光源部と、前記複数の光源部から出射された光を集光して被照射物に向けて線状に照射するための2枚の反射ミラーとを備えることを特徴とする。
(1)前記複数の光源部は、それぞれ、発光部及び前記発光部から発せられる光を反射する楕円鏡によって構成されており、
前記楕円鏡の第1焦点もしくはその近傍に前記発光部が配置されており、前記楕円鏡の第2焦点もしくはその近傍に前記プリズムの光の入射面が配置されている。
(2)前記複数の光源部は、前記入射面の長手方向に沿って等間隔に配置されている。
(3)前記複数の光源部は、それぞれ、発光部及び前記発光部から発せられる光を反射する楕円鏡によって構成されており、
前記楕円鏡の第1焦点もしくはその近傍に前記発光部が配置されており、前記楕円鏡の第2焦点もしくはその近傍に前記2枚の反射ミラーの間に光を入射させるための光の入射口が配置されている。
(4)前記複数の光源部は、前記入射口の長手方向に沿って等間隔に配置されている。
(5)前記被照射物がアモルファスシリコンである。
(6)前記発光部が超高圧水銀ランプである。
以下、本発明の第1実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、第1実施形態に係る光照射装置100の正面図である。図2は、光照射装置100の側面図である。図1、図2に示すように、光照射装置100は、発光部10と発光部10から発せられた光を反射する楕円鏡12とからなる複数の光源部14と、複数の光源部14から出射された光を集光して被照射物に向けて線状に照射するための板状のプリズム20とを備えている。
図3(a)は、プリズム20の出射面24から出射される光の照度分布を1個の光源部14毎に上下方向に分離して示したものである。図3(b)は、実際にプリズム20の出射面24から出射される光の照度分布を示したものである。
以下、本発明の第2実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。第2実施形態の光照射装置200は、プリズム20が2枚の反射ミラー30a、30bに置き換わっている以外は第1実施形態の光照射装置100と同様な構成を有している。したがって、第1実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の光照射装置200においては、複数個の光源部14を入射口32の長手方向に沿って等間隔に配置している。これにより、図3(b)に示すように、隣り合う光源部14から出射される光が、2枚の反射ミラー30a、30bの長手方向(2000mm幅の方向)において互いに重なり合うため、2枚の反射ミラー30a、30bの長手方向においても光の照度が均一化される。これにより、複数の光源部14から出射される光をアモルファスシリコンの膜Wに均一に照射することが可能となっている。
以下、本発明の第3実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。第3実施形態の光照射装置300は、33個の光源部14からなる列が1列から3列に増加している以外は、第1実施形態の光照射装置100と同様な構成を有している。したがって、第1実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
以下、本発明の第4実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。第4実施形態の光照射装置400は、33個の光源部14からなる列が1列から3列に増加している以外は、第1実施形態の光照射装置100と同様な構成を有している。したがって、第1実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
以下、本発明の第5実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。第5実施形態の光照射装置500は、第4実施形態の光照射装置400を2つ備えて構成されている。
右側に配置された光照射装置400bは、そのプリズム20の表面が中心線Zに対して右方向に8度傾斜するようにして設置されている。
また、2つの光照射装置400a、400bの各プリズム20は、その出射面24から出射される光の照射領域が互いに重なり合うように配置されている。
図9は、本発明の第6実施形態に係る光照射装置600の側面図である。
図9(a)に示すように、プリズム20の出射面24の短辺の長さを、入射面22の短辺の長さの1/2としてもよい。この場合、出射面24から出射される光の照射密度が約2倍になる。しかし、出射面24から出射される光の出射角度は図中の左右方向において約2倍に広がるために、被照射面の設定位置が制約を受ける。
図9(b)に示すように、プリズム20の出射面24の短辺の長さを、入射面22の短辺の長さの2倍としてもよい。この場合、出射面24から出射される光の照射密度が1/2となる。しかし、出射面24から出射される光の出射角度は図中の左右方向において約1/2に狭まるために、被照射面の設定位置の制約がゆるくなる。
このように、板状のプリズム20の入射面22及び出射面24のそれぞれの大きさを変化させることによって、出射面24から出射される光の照射密度や出射角度を調整することが可能である。これにより、例えば、得ようとするポリシリコンの結晶化条件等に合わせて、アモルファスシリコンの膜Wの結晶化の程度を自在にコントロールすることが可能である。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)上記実施形態では、発光部10として超高圧水銀ランプを用いた例を示したが、被照射物であるアモルファスシリコンを結晶化させることのできる波長の光を照射できるのであれば、これ以外のランプを用いることもできる。
(2)上記実施形態では、アモルファスシリコンの膜Wを結晶化させてポリシリコンを得る例を示したが、アモルファスシリコンの膜Wを結晶化させて単結晶シリコンを得ることもできる。例えば、アモルファスシリコンの膜Wを結晶化させて太陽電池パネル用の単結晶シリコンを得ることもできる。
(3)上記実施形態では、プリズム20もしくは2枚の反射ミラー30a、30bの長手方向に沿って33個の光源部14を設置した例を示したが、これ以外の個数の光源部14を設置してもよい。
12 楕円鏡
14 光源部
16 ガラス板
20 プリズム
22 入射面
24 出射面
30a、30b 反射ミラー
32 入射口
34 出射口
40a 第1の光源部ユニット
40b 第2の光源部ユニット
40c 第3の光源部ユニット
50a 第1の光源部ユニット
50b 第2の光源部ユニット
50c 第3の光源部ユニット
100、200、300、400、500、600 光照射装置
Claims (1)
- 複数の光源部と、前記複数の光源部から出射された光を集光して被照射物に向けて線状に照射するための板状のプリズムとを備える光照射装置であって、
前記複数の光源部は、それぞれ、発光部及び前記発光部から発せられる光を反射する楕円鏡によって構成されており、前記楕円鏡の第1焦点もしくは第1焦点を中心として前記楕円鏡の焦点距離の1/10以内の範囲に前記発光部が配置されており、前記楕円鏡の第2焦点もしくは第2焦点を中心として前記楕円鏡の焦点距離の1/10以内の範囲に前記プリズムの光の入射面が配置されており、
前記複数の光源部は、前記プリズムの光の入射面の長手方向に沿って等間隔に配置されており、
前記被照射物はアモルファスシリコンであり、
前記発光部は超高圧水銀ランプであり、
前記複数の光源部からなる列によって構成された第1〜第3の光源部ユニットを備えており、
前記第1〜第3の光源部ユニットは、その列方向に互いに1/3ピッチずつずらして配置されており、
前記第2の光源部ユニットは、前記第1の光源部ユニットを90度だけ第1の方向に回転させた位置に配置されており、
前記第3の光源部ユニットは、前記第1の光源部ユニットを90度だけ前記第1の方向とは反対側の第2の方向に回転させた位置に配置されており、
前記第2の光源部ユニットの前方側には、前記第2の光源部ユニットから出射される光の進行方向を前記プリズムの入射面に向かって90度回転させることのできる反射ミラーが配置されており、
前記第3の光源部ユニットの前方側には、前記第3の光源部ユニットから出射される光の進行方向を前記プリズムの入射面に向かって90度回転させることのできる反射ミラーが配置されていることを特徴とする、光照射装置。
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