JP5725518B2 - Laser light shielding member, laser processing apparatus, and laser light irradiation method - Google Patents

Laser light shielding member, laser processing apparatus, and laser light irradiation method Download PDF

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Description

この発明は、ラインビーム形状のレーザ光を分断して複数のラインビームを得るレーザ光遮蔽部材、ラインビームを分断して被処理体を処理するレーザ処理装置およびレーザ光照射方法に関するものである。   The present invention relates to a laser beam shielding member that divides a line beam-shaped laser beam to obtain a plurality of line beams, a laser processing apparatus that divides a line beam and processes an object to be processed, and a laser beam irradiation method.

液晶ディスプレイや有機ELディスプレイに用いられる加工対象物に対して、ラインビームを用いてレーザ加工を行う方法が知られている。
このようなレーザ加工では、例えば、所望の位置のみに形成した安定かつ高品質な半導体膜(シリコン膜)に、線状あるいは矩形状(帯状)に集光された連続発振レーザ光をオン/オフしながら走査してアニールし、帯状多結晶シリコン膜に改質するものが知られている(特許文献1参照)。
また、システム・オン・ガラス等への適用に際し、TFTのトランジスタ特性を高レベルで均質化し、特に周辺回路領域において移動度に優れ高速駆動が可能なTFTを実現するために、ガラス基板上でa−Si膜2を線状(リボン状)、又は島状(アイランド状)にパターニングし、a−Si膜の表面又はガラス基板の裏面に対し、CWレーザ3から時間に対して連続的に出力するエネルギービームを矢印の方向へ照射走査して、a−Si膜を結晶化するものが知られている(特許文献2、図1(a)(b)参照)。
A method of performing laser processing on a processing target used for a liquid crystal display or an organic EL display using a line beam is known.
In such laser processing, for example, continuous-wave laser light focused in a linear or rectangular shape (band shape) is turned on / off on a stable and high-quality semiconductor film (silicon film) formed only at a desired position. However, it is known that the film is annealed by scanning while being reformed into a strip-like polycrystalline silicon film (see Patent Document 1).
In addition, when applied to system-on-glass, etc., in order to homogenize the transistor characteristics of the TFT at a high level and realize a TFT that has excellent mobility and can be driven at high speed, particularly in the peripheral circuit region, a -Si film 2 is patterned into a linear shape (ribbon shape) or an island shape (island shape), and is continuously output from the CW laser 3 to the surface of the a-Si film or the back surface of the glass substrate with respect to time. An apparatus that crystallizes an a-Si film by irradiating and scanning an energy beam in the direction of an arrow is known (see Patent Document 2, FIGS. 1A and 1B).

特開2004−151668号公報JP 2004-151668 A 特開2005−354087号公報JP 2005-354087 A

前記のように従来のレーザアニール装置では、レーザ光をレーザ加工対象物に照射し、レーザアニール処理を行う際に、レーザ加工対象物の大きさに合わせてレーザ光のビーム長さを調整するとともに、ビーム長軸の端に発生するエネルギー密度が不均一な部分を取り除くことを目的として長軸方向にビーム遮蔽材を用いられている。
そして、基板が大型になるにつれ、ビームサイズも大きくしてスキャン回数を減らすことで生産性を向上している。
しかし、基板によっては照射してはいけない部分があり、例えばレーザ光を照射すると焼けてしまう部分が存在することがある。レーザ光が照射されると不純物が発生するなどの問題が発生するものもある。このため、その部分への照射を避けるためにレーザ光のビーム長を短くして対処する方法があるが、生産性が低下する問題がある。
As described above, in the conventional laser annealing apparatus, when the laser processing object is irradiated with the laser beam and the laser annealing process is performed, the beam length of the laser light is adjusted according to the size of the laser processing object. A beam shielding material is used in the long axis direction for the purpose of removing a portion where the energy density generated at the end of the long axis of the beam is not uniform.
As the substrate becomes larger, productivity is improved by increasing the beam size and reducing the number of scans.
However, depending on the substrate, there are portions that should not be irradiated, and for example, there may be portions that are burned when irradiated with laser light. There is a problem that impurities are generated when laser light is irradiated. For this reason, there is a method of dealing with this by shortening the beam length of the laser beam in order to avoid the irradiation to that portion, but there is a problem that productivity is lowered.

この発明は、上記のような従来のものの問題を解決するためになされたもので、被処理体に対し照射を回避した部分を確保できるようにラインビームを分断して、分断したラインビームを被処理体に照射可能にするレーザ光遮蔽部材、レーザ処理装置およびレーザ光照射方法を提供することを目的の一つとする。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. The line beam is divided so that a portion where irradiation is avoided can be secured on the object to be processed, and the divided line beam is covered. An object is to provide a laser light shielding member, a laser processing apparatus, and a laser light irradiation method that enable irradiation of a processing body.

すなわち、本発明のレーザ光遮蔽部材のうち、第1の本発明は、ラインビーム形状のレーザ光に対し、長軸方向の一部で短軸方向に沿って短軸幅全幅の透過を遮蔽し、長軸端部を除いた範囲で前記短軸幅全幅の遮蔽以外では前記レーザ光が透過されて、被処理体に照射される複数の分断されたラインビームを形成する遮蔽部材であって、
当該遮蔽部材は、前記ラインビームの短軸幅を超える長さで遮蔽形状が伸長し、かつ前記長さ方向において段階的または連続的にその幅形状が変化し、前記ラインビーム形状のレーザ光の光路に対し、一部または全部が前記長さ方向において前記レーザ光の短軸幅方向に相対的にスライド移動可能に設置され、前記移動に伴って前記レーザ光を遮蔽する前記遮蔽形状が変化して、分断された前記ラインビームの形状調整が可能とされていることを特徴とする。
第2の本発明のレーザ光遮蔽部材は、前記第1の本発明において、ラインビーム形状のレーザ光に対し、長軸方向の一部で短軸方向に沿って短軸幅全幅の透過を遮蔽し、前記短軸幅全幅の遮蔽以外では前記レーザ光が透過されて、被処理体に照射される複数の分断されたラインビームを形成する遮蔽部材であって、当該遮蔽部材は、前記ラインビーム形状のレーザ光の光路に対し、一部または全部が相対的に回転移動可能に設置され、前記移動に伴って前記レーザ光に対する遮蔽形状が変化して、分断された前記ラインビームの形状調整が可能とされていることを特徴とする。
第3の本発明のレーザ光遮蔽部材は、前記第の本発明において、前記遮蔽部材は、前記ラインビームの短軸幅を超える長さで遮蔽形状が伸長し、かつ前記長さ方向において段階的または連続的にその幅形状が変化し、前記ラインビーム形状のレーザ光の光路に対し、一部または全部が前記長さ方向において前記レーザ光の短軸幅方向に相対的にスライド移動可能に設置され、前記回転または/および前記スライド移動に伴って前記レーザ光に対する前記遮蔽形状が変化して、分断された前記ラインビームの形状調整が可能とされていることを特徴とする。
の本発明のレーザ光遮蔽部材は、前記第1〜第3の本発明のいずれかにおいて、 前記ラインビームの形状調整が前記ラインビームの長軸方向の長さ調整であることを特徴とする
That is, among the laser light shielding members of the present invention, the first aspect of the present invention shields transmission of the full width of the short axis along the short axis direction in part of the long axis direction with respect to the laser beam having a line beam shape. In addition to the shielding of the full width of the short axis in the range excluding the long axis end, the laser beam is transmitted to form a plurality of divided line beams irradiated to the object to be processed,
The shield member has a shield shape that extends with a length exceeding the minor axis width of the line beam, and the width shape of the shield member changes stepwise or continuously in the length direction. A part or all of the optical path is installed so as to be relatively slidable in the short axis width direction of the laser light in the length direction, and the shielding shape for shielding the laser light changes with the movement. Thus, the shape of the divided line beam can be adjusted.
The laser light shielding member according to the second aspect of the present invention shields transmission of the full width of the short axis along the short axis direction in part of the long axis direction with respect to the laser beam having the line beam shape in the first aspect of the present invention. In addition to shielding the full width of the short axis , the shielding member is a shielding member that transmits the laser beam and forms a plurality of divided line beams that are irradiated onto the object to be processed. A part or all of the optical path of the laser beam having a shape is installed so as to be relatively rotatable , and the shape of the divided line beam is adjusted by changing the shielding shape with respect to the laser beam with the movement. It is made possible.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the laser light shielding member according to the second aspect , wherein the shielding member extends in a shielding shape with a length exceeding a minor axis width of the line beam, and is stepped in the length direction. The width shape of the laser beam is changed continuously or continuously, and a part or the whole of the optical path of the laser beam having the line beam shape can be slid relative to the short axis width direction of the laser beam in the length direction. It is installed, and the shielding shape with respect to the laser light is changed with the rotation or / and the sliding movement, so that the shape of the divided line beam can be adjusted .
The laser beam shielding member according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to third aspects of the invention, the shape adjustment of the line beam is a length adjustment of the long direction of the line beam. Do

の本発明のレーザ処理装置は、レーザ光を出力するレーザ光源と、前記レーザ光をラインビーム形状に整形して被処理体に導く光学系と、前記レーザ光の照射に備えて前記被処理体を保持する被処理体保持部と、請求項1〜4のいずれかに記載のレーザ光遮蔽部材を備え、
前記レーザ光遮蔽部材は、前記ラインビーム形状とされたレーザ光が導波され、前記被処理体保持部に保持された前記被処理体に至る光路上で前記ラインビームの長軸方向の一部で短軸軸方向に沿って短軸幅全幅の透過を遮蔽し、長軸端部を除いた範囲で前記短軸幅全幅の遮蔽以外では前記レーザ光を透過させて、複数の分断されたラインビームを形成できるように配置されることを。
の本発明のレーザ処理装置は、前記第の本発明において、前記被処理体が積層構造を有しており、前記被処理体の剥離加工を行うものであることを特徴とする。
の本発明のレーザ処理装置は、前記第5または第6の本発明において、前記被処理体が半導体層を有する基板であり、前記半導体層の結晶化または結晶の活性化を行うものであることを特徴とする。
の本発明のレーザ処理装置は、前記第5〜第7の本発明のいずれかにおいて、前記被処理体がプラスチック基板であることを特徴とする。
A laser processing apparatus according to a fifth aspect of the present invention includes a laser light source that outputs laser light, an optical system that shapes the laser light into a line beam shape and guides the laser light to a target object, and the object to be irradiated in preparation for irradiation with the laser light. An object-to-be-processed holding part that holds the object to be processed, and the laser light shielding member according to claim 1,
The laser beam shielding member is a part of the long axis direction of the line beam on an optical path to which the laser beam having the line beam shape is guided and reaches the object to be processed held by the object holding unit. In the short axis direction, the transmission of the full width of the short axis is shielded, and the laser light is transmitted in a range other than the shielding of the full width of the short axis width except for the end of the long axis, and a plurality of divided lines To be arranged so that a beam can be formed.
A laser processing apparatus according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that, in the fifth aspect of the present invention, the object to be processed has a laminated structure, and the object to be processed is peeled off.
A laser processing apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the laser processing apparatus according to the fifth or sixth aspect , wherein the object to be processed is a substrate having a semiconductor layer, and the semiconductor layer is crystallized or activated. It is characterized by being.
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the laser processing apparatus according to any one of the fifth to seventh aspects, wherein the object to be processed is a plastic substrate.

本発明によれば、遮蔽部材によってラインビームが分断され、分断されたラインビームが被処理体に照射される。遮蔽部材は、移動によって分断された後のラインビームの形状を変更することができ、被処理体に対する照射パターンを複数得ることができる。
なお、被処理体としては、ラインビームのレーザ光を照射して処理をする各種のものを対象とすることができ、その目的も剥離や結晶化、活性化など種々のものが挙げられる。これらの目的のため、被処理体としては、半導体層を有するガラス基板やプラスチック基板などが例示される。
According to the present invention, the line beam is divided by the shielding member, and the object to be processed is irradiated with the divided line beam. The shielding member can change the shape of the line beam after being divided by movement, and a plurality of irradiation patterns for the object to be processed can be obtained.
In addition, as a to-be-processed object, the various thing which irradiates with the laser beam of a line beam can be made into object, The objective also includes various things, such as peeling, crystallization, and activation. For these purposes, examples of the object to be processed include a glass substrate and a plastic substrate having a semiconductor layer.

また、ラインビーム形状に整形されるレーザ光は、パルス発振レーザ光、連続発振レーザ光などに限定されるものではなく、レーザの種別もガスレーザ、固体レーザ、半導体レーザ等、特に限定されるものではない。
遮蔽部材は、移動によって遮蔽形状が変化し、分断された後のラインビーム形状を変更し得るものである。移動によって変化する遮蔽形状は、移動とともに連続的に変化するものであってもよく、また、段階的に変化するものであってもよく、またはこれらの組み合わせであってもよい。
The laser beam shaped into a line beam shape is not limited to pulsed laser beam, continuous wave laser beam, etc., and the type of laser is not particularly limited, such as gas laser, solid state laser, semiconductor laser, etc. Absent.
The shielding member changes the shielding shape by movement and can change the line beam shape after being divided. The shielding shape that changes due to movement may change continuously with movement, may change stepwise, or may be a combination thereof.

なお、遮蔽部材の遮蔽は、レーザ光の透過を完全に防止する他に、透過率を低下させて被処理体の照射面における影響を排除できる程度にレーザ光が透過するものであってもよい。
また、遮蔽部材の移動は、スライド移動や回転移動などにより行うことができ、回転移動においても複数の回転軸によって回転するものであってもよい。スライド移動は、遮蔽部材の面方向に沿って移動させる他、遮蔽部材の面方向とは交差する方向に移動させるものであってもよい。また、これらを組み合わせることも可能である。
遮蔽部材の移動は、手動、駆動のいずれによって行うものであってもよく、また、制御による自動移動がなされるものであってもよい。なお、遮蔽部材の移動は、ラインビームの光路に対し相対的に移動できるものであればよく、ラインビームの移動によって遮蔽部材の相対的な移動がなされるものであってもよい。
The shielding of the shielding member may be such that the laser beam is transmitted to such an extent that the transmittance can be reduced and the influence on the irradiated surface of the object to be processed can be eliminated, in addition to completely preventing the transmission of the laser beam. .
Moreover, the movement of the shielding member can be performed by slide movement, rotation movement, or the like, and the rotation movement may be performed by a plurality of rotation axes. In addition to moving along the surface direction of the shielding member, the slide movement may be performed in a direction crossing the surface direction of the shielding member. Moreover, it is also possible to combine these.
The movement of the shielding member may be performed manually or by driving, or may be performed automatically by control. The movement of the shielding member is not limited as long as it can move relative to the optical path of the line beam, and the movement of the shielding member may be performed by moving the line beam.

以上説明したように、本願発明によれば、ラインビームを遮蔽部材の移動位置によって決定される形状で分断されたラインビームを得て、これを被処理体に照射することができ、光学系の交換や調整時間などを必要とすることなく照射に支障がある部位や照射をしたくない部位などにレーザ光を照射することなくラインビームを被処理体に照射することができ、生産性よく、また、品質よく所望の加工を行うことができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a line beam divided in a shape determined by the moving position of the shielding member, and to irradiate the object to be processed. It is possible to irradiate the workpiece with the line beam without irradiating the laser beam to the part that does not require irradiation or the part that you do not want to irradiate. Moreover, desired processing can be performed with high quality.

本発明の一実施形態である、遮蔽部材を含むレーザ処理装置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the laser processing apparatus containing the shielding member which is one Embodiment of this invention. 同じく、分断前後におけるラインビームの長軸方向断面のビームプロファイルを示す図である。Similarly, it is a figure which shows the beam profile of the long-axis direction cross section of the line beam before and behind parting. 同じく、遮蔽部材近傍の光路を示す概略図、分断されたビームプロファイルを示す概略図、半導体基板の平面を示す図である。Similarly, it is the schematic which shows the optical path of the shielding member vicinity, the schematic which shows the parted beam profile, and the figure which shows the plane of a semiconductor substrate. 同じく、遮蔽部材の詳細形状を示す平面図および正面図である。Similarly, it is the top view and front view which show the detailed shape of a shielding member. 同じく、遮蔽部材の移動に伴う遮蔽形状の変化を説明する平面図および正面図である。Similarly, it is the top view and front view explaining the change of the shielding shape accompanying the movement of a shielding member. 同じく、遮蔽部材の変更例を示す平面図である。Similarly, it is a top view which shows the example of a change of a shielding member. 同じく、遮蔽部材の他の変更例を示す平面図である。Similarly, it is a top view which shows the other example of a change of a shielding member. 同じく、遮蔽部材のさらに他の変更例を示す平面図である。Similarly, it is a top view which shows the other modification of a shielding member. 同じく、遮蔽部材のさらに他の変更例を示す平面図である。Similarly, it is a top view which shows the other modification of a shielding member. 同じく、遮蔽部材のさらに他の変更例を示す正面である。Similarly, it is the front which shows the other modification of a shielding member. 同じく、遮蔽部材のさらに他の変更例を示す正面である。Similarly, it is the front which shows the other modification of a shielding member. 同じく、遮蔽部材のさらに他の変更例を示す平面図である。Similarly, it is a top view which shows the other modification of a shielding member. 従来のレーザ処理装置における長軸端部遮蔽部近傍を示す概略図およびビームプロファイルの概略を示す図である。It is the figure which shows the schematic which shows the long-axis end part shield part vicinity in the conventional laser processing apparatus, and the outline of a beam profile.

以下に、本発明の一実施形態に係る遮蔽部材を備えるレーザ処理装置を図1に基づいて説明する。
レーザ処理装置1は、処理室2を備えており、処理室2内に走査装置3が設けられている。走査装置3上には基台4が設置されており、基台4は走査装置3によってX方向(走査方向)に移動可能とされており、基台4は、さらにY方向への移動が可能となったものであってもよい。
また、処理室2には、外部からラインビームを導入する導入窓6が設けられている。
Below, the laser processing apparatus provided with the shielding member which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated based on FIG.
The laser processing apparatus 1 includes a processing chamber 2, and a scanning device 3 is provided in the processing chamber 2. A base 4 is installed on the scanning device 3, and the base 4 can be moved in the X direction (scanning direction) by the scanning device 3, and the base 4 can be further moved in the Y direction. It may be what became.
The processing chamber 2 is provided with an introduction window 6 for introducing a line beam from the outside.

レーザ処理時には、基台4上にガラス基板100aなどに非晶質のシリコン膜100bなどを形成した半導体基板100が設置される。半導体基板100は、被処理体に相当する。また、被処理体は半導体基板100に限定されるものではなく、例えば、プラスチック基板に半導体膜などを形成したものなどを被処理体とすることができる。
なお、本実施形態のレーザ処理装置は、非晶質膜をレーザ処理により結晶化するレーザアニール処理に関するものとして説明するが、本願発明としてはレーザ処理の内容がこれに限定されるものではなく、例えば、非単結晶の半導体膜を単結晶化したり、結晶半導体膜の改質を行うものであってよい。また、被処理体の剥離を行うものであってもよい。
At the time of laser processing, a semiconductor substrate 100 in which an amorphous silicon film 100b or the like is formed on a glass substrate 100a or the like on the base 4 is installed. The semiconductor substrate 100 corresponds to an object to be processed. Further, the object to be processed is not limited to the semiconductor substrate 100. For example, an object in which a semiconductor film or the like is formed on a plastic substrate can be used as the object to be processed.
Although the laser processing apparatus of the present embodiment is described as related to laser annealing for crystallizing an amorphous film by laser processing, the present invention is not limited to this, For example, a non-single-crystal semiconductor film may be single-crystallized or a crystalline semiconductor film may be modified. Further, the object to be processed may be peeled off.

処理室2の外部には、レーザ光源10が設置されている。レーザ光源10は、パルス発振レーザ光、連続発振レーザ光のいずれのレーザ光を出力するものであってもよく、本発明としてはいずれかに限定されるものではない。
この実施形態では、レーザ光源10においてパルス状のレーザ光15が出力されるものとする。レーザ光15は、必要に応じてアテニュエータ11でエネルギー密度が調整され、反射ミラー12a、ホモジナイザ12b、反射ミラー12c、集光レンズ12dなどを含む光学系12でラインビーム形状などへの整形や偏向などがなされる。なお、光学系12を構成する光学部材は上記に限定されるものではなく、各種レンズ、ミラー、導波部などを備えることができる。上記光学系12によってビーム断面形状がライン形状とされたラインビーム150が得られる。ラインビーム150のサイズは特に限定されるものではないが、被処理体表面上における形状として、例えば短軸幅0.155〜0.450mm、長軸幅370〜1300mmを例示することができる。
A laser light source 10 is installed outside the processing chamber 2. The laser light source 10 may output either a pulsed laser beam or a continuous wave laser beam, and the present invention is not limited to either one.
In this embodiment, the laser light source 10 outputs a pulsed laser beam 15. The energy density of the laser light 15 is adjusted by the attenuator 11 as necessary, and the optical system 12 including the reflecting mirror 12a, the homogenizer 12b, the reflecting mirror 12c, the condenser lens 12d, and the like is shaped or deflected into a line beam shape or the like. Is made. In addition, the optical member which comprises the optical system 12 is not limited to the above, Various lenses, a mirror, a waveguide part, etc. can be provided. The optical system 12 provides a line beam 150 whose beam cross-sectional shape is a line shape. The size of the line beam 150 is not particularly limited, but examples of the shape on the surface of the object to be processed include a short axis width of 0.155 to 0.450 mm and a long axis width of 370 to 1300 mm.

また、集光レンズ12dと導入窓6との間には、ラインビーム150の光路上に位置してラインビーム150を分断して複数のラインビームに整形する遮蔽部材13とラインビーム150の長軸端部を遮蔽する長軸端部遮蔽部20とが配置されている。遮蔽部材13と長軸端部遮蔽部20とは一体になっているものであってもよく、また、別体で構成されているものであってもよい。
遮蔽部材13は、ラインビーム150の光路に対し移動可能となっており、手動による移動位置調整または/および駆動部による移動位置調整が可能になっている。移動は、上記光路に対し相対的にスライド移動したり、回転移動したりすることにより行うことができ、またこれらを組み合わせたものであってもよい。遮蔽部材13は、ラインビーム150の光路外に退避可能でラインビーム150の遮蔽に際しラインビーム150の光路内に移動するものであってもよく、光路内でのみ移動するものであってもよい。この実施形態では、光学系12と導入窓6との間に遮蔽部材13を配置しているが、導入窓から被処理体に至る間に遮蔽部材13を位置させる構成とすることもできる。
Further, between the condensing lens 12d and the introduction window 6, the long axis of the line beam 150 and the shielding member 13 which is positioned on the optical path of the line beam 150 and divides the line beam 150 into a plurality of line beams. A long-axis end portion shielding portion 20 that shields the end portion is disposed. The shielding member 13 and the long-axis end shielding portion 20 may be integrated, or may be configured separately.
The shielding member 13 is movable with respect to the optical path of the line beam 150, and the movement position adjustment by manual operation and / or the movement position adjustment by the drive unit can be performed. The movement can be performed by sliding or rotating relative to the optical path, or a combination thereof. The shielding member 13 may be retracted outside the optical path of the line beam 150 and may move into the optical path of the line beam 150 when the line beam 150 is shielded, or may move only within the optical path. In this embodiment, the shielding member 13 is disposed between the optical system 12 and the introduction window 6. However, the shielding member 13 may be positioned between the introduction window and the object to be processed.

また、レーザ処理装置1には、走査装置3、遮蔽部材13の駆動部(図示しない)、レーザ光源10などを制御する制御部7を備えている。制御部7は、CPUやこれを動作させるプログラム、記憶部などにより構成される。   In addition, the laser processing apparatus 1 includes a control unit 7 that controls the scanning device 3, a drive unit (not shown) of the shielding member 13, the laser light source 10, and the like. The control unit 7 includes a CPU, a program for operating the CPU, a storage unit, and the like.

次に、レーザ処理装置1の動作について説明する。
レーザ光源10において、制御部7の制御によって所定の繰り返し周波数でパルス発振されて、所定出力でレーザ光15が出力される。レーザ光15は、例えば、波長400nm以下、パルス半値幅が200n秒以下のものが例示される。ただし、本発明としてはこれらに限定されるものではない。
レーザ光15は、制御部7により制御されるアテニュエータ11でパルスエネルギー密度が調整される。アテニュエータ11は所定の減衰率に設定されており、シリコン膜100bへの照射面上で結晶化に最適な照射パルスエネルギー密度が得られるように、減衰率が調整される。例えば非晶質のシリコン膜100bを結晶化するなどの場合、その照射面上において、エネルギー密度が250〜500mJ/cmとなるように調整することができる。
Next, the operation of the laser processing apparatus 1 will be described.
In the laser light source 10, the pulse is oscillated at a predetermined repetition frequency under the control of the control unit 7, and the laser light 15 is output at a predetermined output. Examples of the laser beam 15 include those having a wavelength of 400 nm or less and a pulse half width of 200 nsec or less. However, the present invention is not limited to these.
The pulse energy density of the laser beam 15 is adjusted by the attenuator 11 controlled by the control unit 7. The attenuator 11 is set to a predetermined attenuation rate, and the attenuation rate is adjusted so that an irradiation pulse energy density optimum for crystallization can be obtained on the irradiation surface of the silicon film 100b. For example, when the amorphous silicon film 100b is crystallized, the energy density can be adjusted to 250 to 500 mJ / cm 2 on the irradiated surface.

アテニュエータ11を透過したレーザ光15は、光学系12でラインビーム形状に整形かつ短軸幅を集光されてラインビーム150となる。ラインビーム150は、例えば、シリコン膜100b上で長軸側の長さが370〜1300mm、短軸側の長さが100μm〜500μmとなるように整形される。   The laser beam 15 that has passed through the attenuator 11 is shaped into a line beam shape by the optical system 12 and the short axis width is condensed into a line beam 150. For example, the line beam 150 is shaped on the silicon film 100b so that the length on the long axis side is 370 to 1300 mm and the length on the short axis side is 100 μm to 500 μm.

ラインビーム150は、図2の長軸方向断面ビームプロファイルに示すように、最大エネルギー強度に対し96%以上となる平坦部150aと、長軸方向の両端部に位置し、前記平坦部150aよりも小さいエネルギー強度を有し、外側に向けて次第にエネルギー強度が低下するスティープネス部150bとを有している。スティープネス部150bは、最大強度の10%〜90%の範囲の領域とすることができる。   As shown in the long-axis cross-sectional beam profile of FIG. 2, the line beam 150 has a flat portion 150a that is 96% or more of the maximum energy intensity, and is positioned at both ends in the long-axis direction, and is more than the flat portion 150a. A steepness portion 150b that has a small energy intensity and gradually decreases toward the outside. The steepness portion 150b can be a region in the range of 10% to 90% of the maximum strength.

図13は、従来のレーザアニール処理装置における光路の概要を示すものである。このレーザ処理装置においても、上記実施形態のレーザ処理装置1と同様に、反射ミラー12c、集光レンズ12dなどの光学系を備えており、集光レンズ12dと図示しない導入窓との間の光路に、ラインビーム150の長軸端部を遮蔽する長軸端部遮蔽部20が配置されている。長軸端部遮蔽部20によってラインビームの長軸端部をカットすることでラインビーム150のスティープネス部150bの傾斜を小さくすることができる。図13には、長軸端部がカットされたラインビーム150のビームプロファイルが併せて示されている。   FIG. 13 shows an outline of an optical path in a conventional laser annealing apparatus. Similarly to the laser processing apparatus 1 of the above embodiment, this laser processing apparatus also includes optical systems such as a reflection mirror 12c and a condensing lens 12d, and an optical path between the condensing lens 12d and an introduction window (not shown). In addition, a long-axis end shielding portion 20 that shields the long-axis end portion of the line beam 150 is disposed. The inclination of the steepness portion 150b of the line beam 150 can be reduced by cutting the long-axis end portion of the line beam by the long-axis end shielding portion 20. FIG. 13 also shows the beam profile of the line beam 150 with the major axis end cut.

本実施形態では、制御部7で遮蔽部材13の移動を制御して、ラインビーム150の一部を遮蔽し、分断したラインビームを得る。
図3にその例を示す。遮蔽部材13および長軸端部遮蔽部20を通過したラインビーム150は、長軸方向端部が長軸端部遮蔽部20で遮蔽されるとともに、平坦部の一部が、ラインビーム150の長軸方向に間隔を空けて位置する遮蔽部材13の遮蔽部130で遮蔽されて長軸長さが短くなった複数の分断されたラインビーム151が得られ、該ラインビーム151が半導体基板100に照射される。
図3(a)には、分断されたラインビーム151のビームプロファイルを併せて示す。より詳細なビームプロファイルは、図2(b)に示す。ラインビーム151は、各ラインビーム151毎に平坦部151aと長軸方向両側のスティープネス部151bとを有しており、隣接する平坦部151a同士は、遮蔽部130の間隔に応じた間隔を有している。
In the present embodiment, the control unit 7 controls the movement of the shielding member 13 to shield a part of the line beam 150 and obtain a divided line beam.
An example is shown in FIG. The line beam 150 that has passed through the shielding member 13 and the long-axis end shield part 20 is shielded at the long-axis end part by the long-axis end shield part 20, and a part of the flat part is the length of the line beam 150. A plurality of divided line beams 151 whose major axis length is reduced are obtained by being shielded by the shielding portion 130 of the shielding member 13 that is spaced apart in the axial direction, and the semiconductor substrate 100 is irradiated with the line beams 151. Is done.
FIG. 3A also shows the beam profile of the divided line beam 151. A more detailed beam profile is shown in FIG. The line beam 151 has a flat portion 151 a and a steepness portion 151 b on both sides in the long axis direction for each line beam 151, and the adjacent flat portions 151 a have an interval according to the interval of the shielding portion 130. doing.

また、図3(b)に、被処理部110が縦横に間隔をおいて割り当てられた半導体基板100の平面図を示す。ラインビーム151は、被処理部110の幅(図では左右方向)に合わせた長軸長さを有するように分断される。したがって、被処理部110の配列に合わせて遮蔽部材13には遮蔽部130が配列されている。   FIG. 3B is a plan view of the semiconductor substrate 100 in which the processing target portions 110 are allocated at intervals in the vertical and horizontal directions. The line beam 151 is divided so as to have a major axis length that matches the width of the processing target 110 (in the horizontal direction in the figure). Therefore, the shielding unit 130 is arranged on the shielding member 13 in accordance with the arrangement of the processing target 110.

レーザ処理装置1では、所定の走査速度でシリコン膜100bを移動させつつラインビーム151を照射することで被処理部110の配列に合わせてラインビーム151のオーバーラップ照射を行うことができる。所定時間の照射後、レーザ光の照射を短時間OFFして、再度レーザ光を照射することで、走査方向に未照射領域110aを確保できる。これを繰り返すことで被処理部110以外にはレーザ光を照射しないようにして半導体基板100に対し処理をして島状に分布した処理部111が得られる。
また、遮蔽部材13は、移動によって遮蔽部130の形状や位置を変更することができ、これにより分断されるラインビームの形状を変更することができる。以下、説明する。
In the laser processing apparatus 1, it is possible to perform the overlap irradiation of the line beam 151 according to the arrangement of the processing target 110 by irradiating the line beam 151 while moving the silicon film 100b at a predetermined scanning speed. After the irradiation for a predetermined time, the irradiation with the laser beam is turned off for a short time and the irradiation with the laser beam is performed again, whereby the unirradiated region 110a can be secured in the scanning direction. By repeating this, the semiconductor substrate 100 is processed so as not to irradiate the laser light other than the processing target portion 110, and processing portions 111 distributed in an island shape are obtained.
Moreover, the shielding member 13 can change the shape and position of the shielding part 130 by movement, and can change the shape of the line beam divided by this. This will be described below.

図4は、遮蔽部材13の詳細な形状を示すものである。
遮蔽部材13は、ラインビーム150の短軸方向に沿って段階的に幅の異なる遮蔽部130を有しており、ラインビーム150の長軸方向では、各遮蔽部130の幅は同じになっている。各遮蔽部130は、基部で連結されており、各遮蔽部130が一体になって移動することができる。遮蔽部材13をラインビーム150の短軸方向に移動させ、所定の遮蔽幅で遮蔽部130をラインビーム150に位置させると、該遮蔽幅に応じて分断されたラインビームの形状を調整することができる。
なお、遮蔽部の形状は、遮蔽縁の縁方向がラインビームの長軸方向に対して垂直または任意の角度をなすこと、且つラインビームの照射方向における断面が遮蔽縁に向かって小さくなるのが望ましく、さらには遮蔽縁が鋭くなっているのがより望ましい。これにより、遮蔽部の遮蔽縁によってラインビーム150の回折が発生して半導体基板100に対する悪影響が生じるのを防止または抑制することができる。
FIG. 4 shows the detailed shape of the shielding member 13.
The shielding member 13 has shielding portions 130 having different widths stepwise along the minor axis direction of the line beam 150. In the major axis direction of the line beam 150, the shielding portions 130 have the same width. Yes. Each shielding part 130 is connected by the base, and each shielding part 130 can move integrally. When the shielding member 13 is moved in the short axis direction of the line beam 150 and the shielding part 130 is positioned on the line beam 150 with a predetermined shielding width, the shape of the line beam divided according to the shielding width can be adjusted. it can.
The shape of the shielding portion is such that the edge direction of the shielding edge is perpendicular to the major axis direction of the line beam or an arbitrary angle, and the cross section in the line beam irradiation direction becomes smaller toward the shielding edge. Desirably, and more preferably, the shielding edge is sharp. Thereby, it is possible to prevent or suppress the occurrence of the adverse effect on the semiconductor substrate 100 due to the diffraction of the line beam 150 caused by the shielding edge of the shielding part.

図5(a)〜(d)は、遮蔽部材13が光路に対し移動して、光路に位置する遮蔽部130の幅が変更された状態と、分断されたラインビームのビームプロファイルの概略形状を示すものである。この遮蔽部材13では、分断された各ラインビームの長軸方向長さと間隔と段階的に調整することができる。   5A to 5D show a state in which the shielding member 13 moves with respect to the optical path, the width of the shielding part 130 positioned in the optical path is changed, and the schematic shape of the beam profile of the divided line beam. It is shown. With this shielding member 13, the length and the interval in the major axis direction of each divided line beam can be adjusted stepwise.

図6は、他の例の遮蔽部材13aを示すものである。
遮蔽部材13aは、ラインビーム150の短軸方向に沿って幅が連続的に変化する2等辺三角形状の遮蔽部130aを間隔を置いて有している。なお、各遮蔽部130aは、互いに独立して移動が可能であり、ラインビーム150の短軸方向に移動させることで遮蔽幅を変更して分断されたラインビームの長軸長さを調整することができる。また、一部の遮蔽部130aを光路に位置させ、他の遮蔽部130aを光路外に位置させることで分断されたラインビームの数を変えることもできる。
また、この形態では、長軸端部遮蔽部20が、ラインビーム150の長軸方向に移動可能になっており、光学系12での調整に合わせることで、分断されたラインビームの両側端部間の大きさを変更することができる。
FIG. 6 shows another example of the shielding member 13a.
The shielding member 13a has isosceles triangular shielding portions 130a having a width that continuously changes along the minor axis direction of the line beam 150 at intervals. In addition, each shielding part 130a can be moved independently of each other, and the major axis length of the divided line beam is adjusted by changing the shielding width by moving in the minor axis direction of the line beam 150. Can do. In addition, the number of line beams divided can be changed by positioning some of the shielding portions 130a in the optical path and other shielding portions 130a outside the optical path.
Further, in this embodiment, the long-axis end shield part 20 is movable in the long-axis direction of the line beam 150 and is adjusted to the adjustment in the optical system 12 so that both end parts of the divided line beam are obtained. The size between can be changed.

図7は、さらに他の例の遮蔽部材13bを示すものである。
遮蔽部材13bは、遮蔽部材13と同様に、ラインビーム150の短軸方向に沿って段階的に長軸方向の幅が異なる形状を有している。ただし、遮蔽部材13bは、遮蔽部材13と異なり、各遮蔽部130bが単独で前記短軸方向に移動可能になっており、各遮蔽部130bをラインビーム150の短軸方向に移動させることで遮蔽幅を変更して分断されたラインビームの長軸長さを調整することができる。また、一部の遮蔽部130bを光路に位置させ、一部の遮蔽部130bを光路外に位置させることで分断されたラインビームの数を変えることもできる。
FIG. 7 shows another example of the shielding member 13b.
Similarly to the shielding member 13, the shielding member 13 b has a shape in which the width in the major axis direction is gradually changed along the minor axis direction of the line beam 150. However, unlike the shielding member 13, the shielding member 13b is configured such that each shielding part 130b can move independently in the minor axis direction and is shielded by moving each shielding part 130b in the minor axis direction of the line beam 150. By changing the width, the major axis length of the divided line beam can be adjusted. In addition, the number of the divided line beams can be changed by positioning some of the shielding portions 130b in the optical path and positioning some of the shielding portions 130b outside the optical path.

上記各遮蔽部材では、ラインビーム150の短軸方向に沿って段階的または連続的に長軸方向幅が同一傾向(増加または減少)で変化するものについて説明したが、増加、減少の傾向を有することなく長軸方向幅が移動位置によって異なるものであってもよい。
図8は、さらに他の例の遮蔽部材13cを示すものである。
遮蔽部材13cは、ラインビーム長軸方向に間隔を置いて複数の遮蔽部130cを有しており、各遮蔽部130cは単独で前記短軸方向に移動可能になっている。遮蔽部130cは、前記短軸方向位置において一定の増加または減少傾向を有することなく異なる長軸方向幅を有しており、各遮蔽部130cをラインビーム150の短軸方向に移動させることで遮蔽幅を変更して分断されたラインビームの長軸長さを調整することができる。なお、各遮蔽部130cの前記長軸方向幅は、前記短軸方向において大小の傾向を有しておらず、短軸方向の移動位置に応じて適宜の幅を有するように構成されている。
In each of the shielding members described above, the long axis direction width is changed in the same tendency (increase or decrease) along the minor axis direction of the line beam 150. However, the shielding member has a tendency to increase or decrease. Without limitation, the width in the major axis direction may vary depending on the movement position.
FIG. 8 shows another example of the shielding member 13c.
The shielding member 13c has a plurality of shielding parts 130c spaced from each other in the line beam major axis direction, and each shielding part 130c is movable in the minor axis direction independently. The shields 130 c have different long-axis widths without having a constant increasing or decreasing tendency at the short-axis direction position, and are shielded by moving each shield 130 c in the short-axis direction of the line beam 150. By changing the width, the major axis length of the divided line beam can be adjusted. The major axis direction width of each shielding part 130c does not tend to be large or small in the minor axis direction, and is configured to have an appropriate width according to the movement position in the minor axis direction.

また、上記各遮蔽部材では、各遮蔽部同士が同じ形状を有するものとして説明したが、各遮蔽部が異なる形状を有するものであってもよい。
図9は、さらに他の例の遮蔽部材13dを示すものである。この形態では、遮蔽部130dと遮蔽部131dとが長軸方向で交互に配列されており、互いに異なる形状を有している。遮蔽部130dでは、前記短軸方向に沿って段階的に前記長軸方向幅が変化するように構成されている。したがって、同一の方向に移動させることで、順次長軸方向幅を増大または減少させることができる。遮蔽部131dは、長軸方向幅の変化に一定の増加または減少の傾向がなく、短軸方向位置に応じて適宜の長軸方向幅を有している。
遮蔽部130dと遮蔽部131dとを適宜移動させることで多様な長さで、分断されたラインビームを得ることができる。なお、この実施形態では、形状の異なる遮蔽部材が交互に配列されているものとして説明したが、本発明としては、配列方法が特に限定されるものではなく、形状の異なる遮蔽部材の種別も特に限定されるものではない。
Moreover, in each said shielding member, although each shielding part demonstrated as what has the same shape, each shielding part may have a different shape.
FIG. 9 shows another example of the shielding member 13d. In this embodiment, the shielding portions 130d and the shielding portions 131d are alternately arranged in the long axis direction and have different shapes. The shielding part 130d is configured such that the long-axis direction width changes stepwise along the short-axis direction. Therefore, by moving in the same direction, it is possible to sequentially increase or decrease the width in the long axis direction. The shielding part 131d does not have a constant increase or decrease in change in the long-axis direction width, and has an appropriate long-axis direction width according to the short-axis direction position.
By appropriately moving the shielding part 130d and the shielding part 131d, it is possible to obtain a divided line beam with various lengths. In this embodiment, the description has been given on the assumption that the shielding members having different shapes are alternately arranged. However, the present invention is not particularly limited to the arrangement method, and the types of the shielding members having different shapes are particularly limited. It is not limited.

なお、上記各遮蔽部では、短軸方向に沿って遮蔽部が移動するものについて説明したが、短軸方向とは角度を有するように短軸方向と同一面内で移動するものであってもよく、また短軸方向と同一面内で長軸方向に沿って移動するものであってもよい。さらには、短軸方向とは角度を有する面内で移動するものであってもよい。移動方向は一方向に限らず、複数方向に行われるものでもよい。   In addition, although each said shielding part demonstrated what the shielding part moves along a short-axis direction, even if it moves in the same plane as a short-axis direction so that it may have an angle with a short-axis direction. Moreover, it may move along the long axis direction in the same plane as the short axis direction. Further, the minor axis direction may move in a plane having an angle. The moving direction is not limited to one direction, and may be performed in a plurality of directions.

上記各実施形態では、遮蔽部がスライド移動するものについて説明したが、遮蔽部が回転移動するものであってもよい。以下説明する。
図10は、他の遮蔽部材13eを示すものであり、長軸方向に沿って間隔をおいて複数の遮蔽部130eが配置されている。遮蔽部130eは、平板状の形状を有し、ラインビーム150の短軸方向に沿った回転軸を有しており、該回転軸に従って回転駆動することができる。この回転によって、ラインビーム150の照射方向における長軸方向での遮蔽有効幅を変更することができる。各遮蔽部130eは、互いに連動して回転するものであってもよく、また、一部または全部でそれぞれが独立して回転するものであってもよい。独立して回転可能な場合、一部または全部の遮蔽部130e間の回転角度が異なることで遮蔽形状を変更させることができる。
図11は、さらに他の例の遮蔽部材13fを示すものであり、長軸方向に沿って間隔をおいて複数の遮蔽部130fが配置されている。遮蔽部130fは、ラインビーム150の短軸方向に沿った回転軸を有しており、該回転軸に従って回転駆動することができる。各遮蔽部130fは、外周面の形状が周方向位置で異なっており、上記回転によって、回転位置に応じてラインビーム150に対する長軸方向での遮蔽有効幅を変更することができる。また、各遮蔽部130fは、前記実施形態と同様に、互いに連動して回転するものであってもよく、また、一部または全部でそれぞれが独立して回転可能なものであってもよい。独立して回転可能な場合、一部または全部の遮蔽部130e間の回転角度が異なることで遮蔽形状を変更させることができる。
なお、上記実施形態では、回転軸が短軸方向に沿ったものとして説明したが回転軸の方向が特に限定されるものではなく、また、回転軸を複数有するものであってもよい。
In each of the above-described embodiments, the shielding part has been described as sliding, but the shielding part may be rotationally moved. This will be described below.
FIG. 10 shows another shielding member 13e, and a plurality of shielding portions 130e are arranged at intervals along the long axis direction. The shielding part 130e has a flat plate shape and has a rotation axis along the minor axis direction of the line beam 150, and can be driven to rotate according to the rotation axis. By this rotation, the shielding effective width in the major axis direction in the irradiation direction of the line beam 150 can be changed. Each shielding part 130e may rotate in conjunction with each other, or may partially or entirely rotate independently. When it is possible to rotate independently, the shielding shape can be changed by changing the rotation angle between some or all of the shielding portions 130e.
FIG. 11 shows another example of the shielding member 13f, and a plurality of shielding portions 130f are arranged at intervals along the long axis direction. The shielding part 130f has a rotation axis along the minor axis direction of the line beam 150, and can be driven to rotate according to the rotation axis. Each shielding portion 130f has a different shape of the outer peripheral surface at the circumferential position, and the rotation enables the shielding effective width in the major axis direction with respect to the line beam 150 to be changed according to the rotational position. Moreover, each shielding part 130f may rotate in conjunction with each other as in the above-described embodiment, or may be partially or entirely rotatable independently. When it is possible to rotate independently, the shielding shape can be changed by changing the rotation angle between some or all of the shielding portions 130e.
In the above embodiment, the rotation axis is described as being along the minor axis direction, but the direction of the rotation axis is not particularly limited, and a plurality of rotation axes may be provided.

また、上記各遮蔽材は、長軸方向における左右形状が対称になっているものについて主として説明をしたが、左右形状が異なるものであってもよい。
図12は、他の例の遮蔽部材13gを示すものである。
遮蔽部材130gは、長軸方向右側でラインビーム150の短軸方向に沿って外側片の傾斜が連続的に変化し、長軸方向左側で外側片が短軸方向に沿った直角三角形状を有しており、短軸方向の移動位置に応じて連続して長軸方向幅が変化する。この遮蔽部13gを短軸方向に移動させることで分断されたラインビームの長軸方向長さを調整することができ、分断されたラインビームの長軸方向の端部位置を片側で調整することができる。各遮蔽部130gは、連動するものであってもよく、また、一部または全部の遮蔽部で独立して移動できるものであってもよい。
Moreover, although the said shielding material mainly demonstrated what the left-right shape in a major axis direction is symmetrical, the left-right shape may differ.
FIG. 12 shows another example of the shielding member 13g.
The shielding member 130g has a right triangle shape in which the inclination of the outer piece continuously changes along the short axis direction of the line beam 150 on the right side in the long axis direction, and the outer piece on the left side in the long axis direction has the short axis direction. The major axis direction width changes continuously according to the movement position in the minor axis direction. The long axis direction length of the divided line beam can be adjusted by moving the shielding part 13g in the short axis direction, and the end position of the divided line beam in the long axis direction can be adjusted on one side. Can do. Each shielding part 130g may be interlocked, or may be movable independently by a part or all of the shielding parts.

上記で説明した各遮蔽部材の形状は、例示として示されるものであり、本願発明として遮蔽部材の形状が特定のものに限定されるものではなく、移動に応じて遮蔽形状を変更できるものであればよい。   The shape of each shielding member described above is shown as an example, and the shape of the shielding member is not limited to a specific shape as an invention of the present application, and the shielding shape can be changed according to movement. That's fine.

なお、上記で説明した各遮蔽部材の、少なくともレーザ光が照射される側の表面は、レーザ光の反射を防ぐために、粗面とするのが望ましい。または、各遮蔽部材の上面は、角度を付けることでレーザ光の入射角に対して90度にならないようにすることも可能である。これらの対策によってレーザ光の垂直反射により、光学系に反射光が戻らないようにすることができる。
もしくは、遮蔽部材の表面はラインビームが反射するようにし、かつその上面は角度を付けて、光学系とは異なる方向に反射光を反射させるようにしてもよい。この反射光の強度(パワーもしくはエネルギー密度など)を計測する計測器を設け、計測結果を利用してレーザ光のエネルギー出力を調整したり、アテニュエータの減衰率を調整したりすることにより、レーザ加工対象物に一定のパワーが到達するようにすることができる。
In addition, it is desirable that at least the surface of each shielding member described above on the side irradiated with the laser beam be a rough surface in order to prevent reflection of the laser beam. Alternatively, the upper surface of each shielding member may be angled so as not to be 90 degrees with respect to the incident angle of the laser light. By these measures, the reflected light can be prevented from returning to the optical system by the vertical reflection of the laser light.
Alternatively, the surface of the shielding member may reflect the line beam, and the upper surface thereof may be angled so that the reflected light is reflected in a direction different from the optical system. By providing a measuring instrument that measures the intensity (power or energy density) of this reflected light, the laser processing is performed by adjusting the energy output of the laser light or adjusting the attenuation factor of the attenuator using the measurement results. A certain power can reach the object.

また、上記の実施形態では、遮蔽部材の全部が移動するものについて説明したが、例えば固定遮蔽部と可動遮蔽部との組み合わせによって遮蔽形状を変えて分断されたラインビームの形状を調整するようにしてもよい。   Further, in the above embodiment, the description has been given of the case where the entire shielding member moves, but for example, the shape of the line beam divided by changing the shielding shape by the combination of the fixed shielding portion and the movable shielding portion is adjusted. May be.

以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本願発明は、上記実施形態の内容に限定されるものではなく、本願発明の範囲を逸脱しない限りは適宜の変更が可能である。   As described above, the present invention has been described based on the above embodiment, but the present invention is not limited to the content of the above embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the scope of the present invention. .

1 レーザ処理装置
2 処理室
3 走査装置
4 基台
6 導入窓
7 制御部
10 レーザ光源
12 光学系
12a 反射ミラー
12b ホモジナイザ
12c 反射ミラー
12d 集光レンズ
13、13a、13b、13c、13d、13e、13f、13g 遮蔽部材
130、130a、130b、130c、130d、131d、130e、130f、130g 遮蔽部
20 長軸端部遮蔽部
100 半導体基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing apparatus 2 Processing chamber 3 Scanning apparatus 4 Base 6 Introduction window 7 Control part 10 Laser light source 12 Optical system 12a Reflection mirror 12b Homogenizer 12c Reflection mirror 12d Condensing lens 13, 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f , 13g Shielding member 130, 130a, 130b, 130c, 130d, 131d, 130e, 130f, 130g Shielding part 20 Long axis end shielding part 100 Semiconductor substrate

Claims (8)

ラインビーム形状のレーザ光に対し、長軸方向の一部で短軸方向に沿って短軸幅全幅の透過を遮蔽し、長軸端部を除いた範囲で前記短軸幅全幅の遮蔽以外では前記レーザ光が透過されて、被処理体に照射される複数の分断されたラインビームを形成する遮蔽部材であって、
当該遮蔽部材は、前記ラインビームの短軸幅を超える長さで遮蔽形状が伸長し、かつ前記長さ方向において段階的または連続的にその幅形状が変化し、前記ラインビーム形状のレーザ光の光路に対し、一部または全部が前記長さ方向において前記レーザ光の短軸幅方向に相対的にスライド移動可能に設置され、前記移動に伴って前記レーザ光を遮蔽する前記遮蔽形状が変化して、分断された前記ラインビームの形状調整が可能とされていることを特徴とするレーザ光遮蔽部材。
With respect to line beam shaped laser light , the transmission of the full width of the short axis is shielded along the short axis direction in a part of the long axis direction, and other than the shielding of the full width of the short axis within the range excluding the long axis end portion A shielding member that forms a plurality of divided line beams through which the laser beam is transmitted and is irradiated on the object to be processed;
The shield member has a shield shape that extends with a length exceeding the minor axis width of the line beam, and the width shape of the shield member changes stepwise or continuously in the length direction. A part or all of the optical path is installed so as to be relatively slidable in the short axis width direction of the laser light in the length direction, and the shielding shape for shielding the laser light changes with the movement. Therefore, the shape of the divided line beam can be adjusted.
ラインビーム形状のレーザ光に対し、長軸方向の一部で短軸方向に沿って短軸幅全幅の透過を遮蔽し、前記短軸幅全幅の遮蔽以外では前記レーザ光が透過されて、被処理体に照射される複数の分断されたラインビームを形成する遮蔽部材であって、
当該遮蔽部材は、前記ラインビーム形状のレーザ光の光路に対し、一部または全部が相対的に回転移動可能に設置され、前記移動に伴って前記レーザ光に対する遮蔽形状が変化して、分断された前記ラインビームの形状調整が可能とされていることを特徴とするレーザ光遮蔽部材。
To the laser light line beam shape along the short axis direction at a portion in the long axis direction and blocking the transmission of the short axis width overall width, said the laser beam is transmitted in the non-shielding of the short axis width the entire width, the A shielding member that forms a plurality of divided line beams that are irradiated to the processing body,
The shielding member is installed so that a part or all of the shielding member can rotate and move relative to the optical path of the laser beam having the line beam shape, and the shielding shape with respect to the laser beam changes with the movement, and is divided. The laser beam shielding member is characterized in that the shape of the line beam can be adjusted.
前記遮蔽部材は、前記ラインビームの短軸幅を超える長さで遮蔽形状が伸長し、かつ前記長さ方向において段階的または連続的にその幅形状が変化し、前記ラインビーム形状のレーザ光の光路に対し、一部または全部が前記長さ方向において前記レーザ光の短軸幅方向に相対的にスライド移動可能に設置され、前記回転または/および前記スライド移動に伴って前記レーザ光に対する前記遮蔽形状が変化して、分断された前記ラインビームの形状調整が可能とされていることを特徴とする請求項2記載のレーザ光遮蔽部材。The shielding member extends in a shielding shape with a length exceeding the minor axis width of the line beam, and its width shape changes stepwise or continuously in the length direction. A part or the whole of the optical path is installed so as to be slidable relative to the short axis width direction of the laser light in the length direction, and the shielding against the laser light with the rotation or / and the sliding movement. 3. The laser light shielding member according to claim 2, wherein the shape of the line beam is changed so that the shape of the divided line beam can be adjusted. 前記ラインビームの形状調整が前記ラインビームの長軸方向の長さ調整であることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のレーザ光遮蔽部材。 Laser light blocking member according to any one of claims 1 to 3, wherein the shape adjustment of the line beam is the length of the long axial adjustment of the line beam. レーザ光を出力するレーザ光源と、前記レーザ光をラインビーム形状に整形して被処理体に導く光学系と、前記レーザ光の照射に備えて前記被処理体を保持する被処理体保持部と、請求項1〜4のいずれかに記載のレーザ光遮蔽部材を備え、
前記レーザ光遮蔽部材は、前記ラインビーム形状とされたレーザ光が導波され、前記被処理体保持部に保持された前記被処理体に至る光路上で前記ラインビームの長軸方向の一部で短軸軸方向に沿って短軸幅全幅の透過を遮蔽し、長軸端部を除いた範囲で前記短軸幅全幅の遮蔽以外では前記レーザ光を透過させて、複数の分断されたラインビームを形成できるように配置されることを特徴とするレーザ処理装置。
A laser light source that outputs laser light; an optical system that shapes the laser light into a line beam shape and guides the laser light to a target object; and a target object holding unit that holds the target object in preparation for irradiation with the laser light; The laser light shielding member according to claim 1,
The laser beam shielding member is a part of the long axis direction of the line beam on an optical path to which the laser beam having the line beam shape is guided and reaches the object to be processed held by the object holding unit. In the short axis direction, the transmission of the full width of the short axis is shielded, and the laser light is transmitted in a range other than the shielding of the full width of the short axis width except for the end of the long axis, and a plurality of divided lines A laser processing apparatus arranged so as to form a beam.
前記被処理体が積層構造を有しており、前記被処理体の剥離加工を行うものであることを特徴とする請求項に記載のレーザ処理装置。 The laser processing apparatus according to claim 5 , wherein the object to be processed has a laminated structure, and performs a peeling process of the object to be processed. 前記被処理体が半導体層を有する基板であり、前記半導体層の結晶化または結晶の活性化を行うものであることを特徴とする請求項5または6に記載のレーザ処理装置。 7. The laser processing apparatus according to claim 5 , wherein the object to be processed is a substrate having a semiconductor layer, and crystallizes or activates the semiconductor layer. 前記被処理体がプラスチック基板であることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載のレーザ処理装置。 The laser processing apparatus according to claim 5 , wherein the object to be processed is a plastic substrate.
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