JPH05237683A - レーザアニール処理装置及びその制御方法 - Google Patents
レーザアニール処理装置及びその制御方法Info
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- JPH05237683A JPH05237683A JP4069049A JP6904992A JPH05237683A JP H05237683 A JPH05237683 A JP H05237683A JP 4069049 A JP4069049 A JP 4069049A JP 6904992 A JP6904992 A JP 6904992A JP H05237683 A JPH05237683 A JP H05237683A
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- JP
- Japan
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- laser
- optical system
- laser beam
- stage
- chamber
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- Laser Beam Processing (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】大型液晶基板等のレーザアニールを小型の装置
で高速化する。基板上のレーザ照射域の面走査を精密に
規制できるレーザ照射制御方法を提供する。 【構成】基板Ａ上のレーザ照射域走査を、光学系３０の
一軸方向移動による主走査とステージ２５の一軸方向移
動による副走査の合成によって行い、この走査量を、走
査用駆動軸上に設けたロータリエンコーダ出力をレーザ
装置を制御しているコンピュータにフィードバックする
ことによって位置決め制御する。
で高速化する。基板上のレーザ照射域の面走査を精密に
規制できるレーザ照射制御方法を提供する。 【構成】基板Ａ上のレーザ照射域走査を、光学系３０の
一軸方向移動による主走査とステージ２５の一軸方向移
動による副走査の合成によって行い、この走査量を、走
査用駆動軸上に設けたロータリエンコーダ出力をレーザ
装置を制御しているコンピュータにフィードバックする
ことによって位置決め制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、液晶基板、その他金
属又は非金属板状体表面をレーザアニール処理する装置
に関し、レーザビームの面走査を安定化し且つ高速化す
ると共に高精度にした装置とその制御方法を提供するも
のである。
属又は非金属板状体表面をレーザアニール処理する装置
に関し、レーザビームの面走査を安定化し且つ高速化す
ると共に高精度にした装置とその制御方法を提供するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】レーザアニールは、レーザ透過用石英窓
を備えた真空チャンバ内に被加工板定置用のステージを
設け、該ステージ上の被加工板の表面に光学系を通して
レーザビームを主走査手段と副走査手段によって２次元
的に照射することによって行われる。レーザビームは一
定の大きさ（３ｍ／ｍ〜１５ｍ／ｍ）に規定された方形
のスポットであるから均一なアニール処理を行うために
はこのスポットによる被加工板表面の照射域を正確に隣
接させるように走査することが必要である。従来のレー
ザアニール装置を走査方式によって大別すると、光学系
を固定してチャンバをＸＹ方向に移動させる方式と、チ
ャンバを固定して光学系をＸＹ方向に移動させる方式と
があり、更に前者の方式においては石英窓を小さくする
ためにチャンバ内においてステージ自体をＸＹ方向に移
動させるようにした装置がある。上記従来装置は、石英
窓の耐圧性及び真空チャンバの大きさ、又はステージの
可動範囲の制約からアニール面積は３００ｍ／ｍ×３０
０ｍ／ｍ程度が限界であり、これより大面積の加工は困
難であった。
を備えた真空チャンバ内に被加工板定置用のステージを
設け、該ステージ上の被加工板の表面に光学系を通して
レーザビームを主走査手段と副走査手段によって２次元
的に照射することによって行われる。レーザビームは一
定の大きさ（３ｍ／ｍ〜１５ｍ／ｍ）に規定された方形
のスポットであるから均一なアニール処理を行うために
はこのスポットによる被加工板表面の照射域を正確に隣
接させるように走査することが必要である。従来のレー
ザアニール装置を走査方式によって大別すると、光学系
を固定してチャンバをＸＹ方向に移動させる方式と、チ
ャンバを固定して光学系をＸＹ方向に移動させる方式と
があり、更に前者の方式においては石英窓を小さくする
ためにチャンバ内においてステージ自体をＸＹ方向に移
動させるようにした装置がある。上記従来装置は、石英
窓の耐圧性及び真空チャンバの大きさ、又はステージの
可動範囲の制約からアニール面積は３００ｍ／ｍ×３０
０ｍ／ｍ程度が限界であり、これより大面積の加工は困
難であった。
【０００３】更に、従来装置におけるレーザ発振及びス
テージ駆動制御方式は、図６に示すように制御用コンピ
ュータ２０２によって駆動系コントローラ２０１を介し
て基板Ａ上の照射開始位置Ｐ１を設定した後、一定周期
のトリガパルスを発振する発振器２０５のパルスによっ
てレーザユニット２０７を駆動してレーザビームを発射
するようにしている。この間、Ｘ軸方向駆動用サーボモ
ータ２０３とＹ軸方向駆動用サーボモータ２０４は、コ
ントローラ２０１によってステップ駆動されて、基板Ａ
の位置決めを行っている。レーザビームは一定の大きさ
（３ｍ／ｍ〜１５ｍ／ｍ）に規定された方形のスポット
であるから均一なアニール処理を行うためにはこのスポ
ットによる被加工板表面の照射域を正確に隣接させるよ
うに走査することが必要である。上記従来の制御方式に
よると、レーザ照射時間間隔に対して基板上の照射位置
を制御する駆動系の時間遅れのために照射域にずれを生
じ図７、図８に示すように隣接するスポット間隔Ｗが広
がったり、狭くなったり或いは重なったりする。従って
従来の処理装置では図５に示すような照射域が正確に隣
接した均一なアニール処理基板を能率的に生産すること
は困難であった。
テージ駆動制御方式は、図６に示すように制御用コンピ
ュータ２０２によって駆動系コントローラ２０１を介し
て基板Ａ上の照射開始位置Ｐ１を設定した後、一定周期
のトリガパルスを発振する発振器２０５のパルスによっ
てレーザユニット２０７を駆動してレーザビームを発射
するようにしている。この間、Ｘ軸方向駆動用サーボモ
ータ２０３とＹ軸方向駆動用サーボモータ２０４は、コ
ントローラ２０１によってステップ駆動されて、基板Ａ
の位置決めを行っている。レーザビームは一定の大きさ
（３ｍ／ｍ〜１５ｍ／ｍ）に規定された方形のスポット
であるから均一なアニール処理を行うためにはこのスポ
ットによる被加工板表面の照射域を正確に隣接させるよ
うに走査することが必要である。上記従来の制御方式に
よると、レーザ照射時間間隔に対して基板上の照射位置
を制御する駆動系の時間遅れのために照射域にずれを生
じ図７、図８に示すように隣接するスポット間隔Ｗが広
がったり、狭くなったり或いは重なったりする。従って
従来の処理装置では図５に示すような照射域が正確に隣
接した均一なアニール処理基板を能率的に生産すること
は困難であった。
【０００４】
【解決しようとする問題点】本発明は、基板上のレーザ
照射域にズレを生じないようにするための走査駆動とレ
ーザ照射の制御方法を提供するものである。また、本発
明は、大型の基板を処理できる比較的小型の装置を提供
するものである。
照射域にズレを生じないようにするための走査駆動とレ
ーザ照射の制御方法を提供するものである。また、本発
明は、大型の基板を処理できる比較的小型の装置を提供
するものである。
【０００５】
【解決するための手段】本発明装置は、レーザ源からの
レーザ光線に並行して（Ｘ軸上に）駆動される光学系
と、これに直交するように（Ｙ軸上に）駆動される基板
固定用ステージを備えて構成される。また本発明制御方
法は、従来のレーザアニール装置又は上記本発明装置に
おいて、各Ｘ、Ｙ駆動軸の軸上にロータリーエンコーダ
を設け、該エンコーダからの出力パルスによって走査制
御すると共に該パルスを現在の位置情報とし、この位置
と予めコンピュータに設定されている照射予定位置とが
一致したときレーザ発射が行われるようにしたものであ
る。
レーザ光線に並行して（Ｘ軸上に）駆動される光学系
と、これに直交するように（Ｙ軸上に）駆動される基板
固定用ステージを備えて構成される。また本発明制御方
法は、従来のレーザアニール装置又は上記本発明装置に
おいて、各Ｘ、Ｙ駆動軸の軸上にロータリーエンコーダ
を設け、該エンコーダからの出力パルスによって走査制
御すると共に該パルスを現在の位置情報とし、この位置
と予めコンピュータに設定されている照射予定位置とが
一致したときレーザ発射が行われるようにしたものであ
る。
【０００６】
【実施例】図１は、本発明装置の要部を示す斜視図であ
って、１０は図示しないフレームに固定された真空チャ
ンバ、１２は、チャンバの表面１１に設けられているレ
ーザ透過用の石英窓である。２０は、ステージ駆動手段
であって、チャンバの側壁１３を貫通し且つ一端がチャ
ンバの対向側壁１４に軸支されたスクリュー軸２１とそ
の外部他端２２に軸着された駆動用サーボモータ２３
（ＭＡＸ．３０００ｒ．ｐ．ｍ．）とからなる。２４
は、処理基板を載置して固定するステージ２５を支持す
るナット部材であってスクリュー軸２１が貫通して螺合
しておりスクリュー軸の正逆回転によってＹ矢方向に駆
動される。３０は光学系であって、反射鏡３１とレーザ
ビームホモジナイザ３２とからなる。３３はレーザ導入
窓である。ホモジナイザとしてはＵ．Ｓ．Ｐ４，７３
３、９４４に提案されているものが好適である。４０は
光学系駆動手段であって光学系を固定している取付板３
４上に突設したナット部材３５と、該ナット部材を貫通
して螺合するスクリュー軸３６と、モータ３７とから構
成され、スクリュー軸３６の正逆回転によって、光学系
はＸ矢方向に駆動される。スクリュー軸３６の両端は図
２の上部固定基板３８に軸支されている。反射鏡３１の
位置は、図示しないレーザ源（例えば米国ＸＭＲ社製エ
キシマレーザ装置）からのレーザ光の光路上に設けら
れ、スクリュー軸３６は導入レーザ光に並行して配設さ
れ、その空間的位置は自由である。
って、１０は図示しないフレームに固定された真空チャ
ンバ、１２は、チャンバの表面１１に設けられているレ
ーザ透過用の石英窓である。２０は、ステージ駆動手段
であって、チャンバの側壁１３を貫通し且つ一端がチャ
ンバの対向側壁１４に軸支されたスクリュー軸２１とそ
の外部他端２２に軸着された駆動用サーボモータ２３
（ＭＡＸ．３０００ｒ．ｐ．ｍ．）とからなる。２４
は、処理基板を載置して固定するステージ２５を支持す
るナット部材であってスクリュー軸２１が貫通して螺合
しておりスクリュー軸の正逆回転によってＹ矢方向に駆
動される。３０は光学系であって、反射鏡３１とレーザ
ビームホモジナイザ３２とからなる。３３はレーザ導入
窓である。ホモジナイザとしてはＵ．Ｓ．Ｐ４，７３
３、９４４に提案されているものが好適である。４０は
光学系駆動手段であって光学系を固定している取付板３
４上に突設したナット部材３５と、該ナット部材を貫通
して螺合するスクリュー軸３６と、モータ３７とから構
成され、スクリュー軸３６の正逆回転によって、光学系
はＸ矢方向に駆動される。スクリュー軸３６の両端は図
２の上部固定基板３８に軸支されている。反射鏡３１の
位置は、図示しないレーザ源（例えば米国ＸＭＲ社製エ
キシマレーザ装置）からのレーザ光の光路上に設けら
れ、スクリュー軸３６は導入レーザ光に並行して配設さ
れ、その空間的位置は自由である。
【０００７】図２は光学系のスクリュー軸３６に沿って
切断した実際装置の一部であり、図３はステージ駆動用
スクリュー軸２１に沿う一部断面図である。スクリュー
軸３６及びその両側のガイド軸５０ａ、５０ｂの両端は
上部固定基板３８から垂下した軸受３９ａ、３９ｂに軸
支されており、光学系３０はガイド軸ハウジング５２
ａ、５２ｂを介して軸動可能に吊り下げられナット部材
３５と螺合するスクリュー軸３６の回転によって進退さ
れる。チャンバ１０内には高さ調節可能な固定板１５が
定置されている。１６ａ、１６ｂは両側に設けられてい
る軸受であって、ガイド軸１７ａ、１７ｂとナット部材
２４と螺合するスクリュー軸２１を軸支している。１８
ａ、１８ｂはガイド軸ハウジング、１９ａ、１９ｂはス
クリュー軸２１の回転導入機構、１０はチャンバの排気
口である。なお、各スクリュー軸３６、及び２１のネジ
ピッチは同一であって、例えば１回転当り５ｍ／ｍであ
る。
切断した実際装置の一部であり、図３はステージ駆動用
スクリュー軸２１に沿う一部断面図である。スクリュー
軸３６及びその両側のガイド軸５０ａ、５０ｂの両端は
上部固定基板３８から垂下した軸受３９ａ、３９ｂに軸
支されており、光学系３０はガイド軸ハウジング５２
ａ、５２ｂを介して軸動可能に吊り下げられナット部材
３５と螺合するスクリュー軸３６の回転によって進退さ
れる。チャンバ１０内には高さ調節可能な固定板１５が
定置されている。１６ａ、１６ｂは両側に設けられてい
る軸受であって、ガイド軸１７ａ、１７ｂとナット部材
２４と螺合するスクリュー軸２１を軸支している。１８
ａ、１８ｂはガイド軸ハウジング、１９ａ、１９ｂはス
クリュー軸２１の回転導入機構、１０はチャンバの排気
口である。なお、各スクリュー軸３６、及び２１のネジ
ピッチは同一であって、例えば１回転当り５ｍ／ｍであ
る。
【０００８】
【作用】上記装置においてはレーザビームの主走査は光
学系駆動手段４０によって行われ、副走査はステージ駆
動手段２０によって行われる。即ち、レーザ照射の都度
サーボモータ３７が駆動され、光学系をＸ１方向に所定
距離だけ移動させ次の照射域上に移動させる。移動速度
は、１００ｍｍ／ｓｅｃ〜２００ｍｍ／ｓｅｃである。
一列目の主走査が完了した後、モータ２３が駆動されス
テージ２５をＹ方向に所定距離だけ移動させ、次の主走
査はＸ２方向に行われる。
学系駆動手段４０によって行われ、副走査はステージ駆
動手段２０によって行われる。即ち、レーザ照射の都度
サーボモータ３７が駆動され、光学系をＸ１方向に所定
距離だけ移動させ次の照射域上に移動させる。移動速度
は、１００ｍｍ／ｓｅｃ〜２００ｍｍ／ｓｅｃである。
一列目の主走査が完了した後、モータ２３が駆動されス
テージ２５をＹ方向に所定距離だけ移動させ、次の主走
査はＸ２方向に行われる。
【０００９】図４は制御方法の実施例を示す結線図であ
って、光学系３０の中心が図４に示す基板ＡのＰ１点
（任意点でよい）上に位置している状態で、この位置が
コンピュータに設定されたレーザ発射開始位置であれば
コンピュータ３０２からのスタート指令信号Ｓによって
レーザ装置２０７がトリガされてＰ１領域がレーザ照射
される。所定照射時間後、走査駆動系コントローラ３０
１出力によってモータ２３、３７が駆動される。スクリ
ュー軸３６の軸端に設けたロータリーエンコーダ６０
と、スクリュー軸２１の軸端に設けたロータリーエンコ
ーダ６１からのパルス出力がカウンタモジュール３０３
によってカウントされ、現在の位置情報としてコンピュ
ータ３０２に入力され、予めコンピュータに設定されて
いる照射予定位置情報と比較参照されると共にコンピュ
ータの参照情報がコントローラ３０１に転送されて走査
駆動量が制御される。上記２つの情報内容が一致したと
きコンピュータ３０２からレーザトリガ信号が出力さ
れ、レーザ装置２０７が駆動されて次のレーザビームが
発射される。即ち、この制御手段では基板上の照射すべ
き位置が確認されてからレーザ照射がわれるので照射域
にズレを生じない。なお、ロータリーエンコーダ６０、
６１は同一のものであって分解能は２００程度で充分な
精度が得られる。この制御手段は、本発明装置に限ら
ず、図４に鎖線で示す如く前記した従来のいずれの装置
にも適用可能であり、同様の効果を達成すること勿論で
ある。
って、光学系３０の中心が図４に示す基板ＡのＰ１点
（任意点でよい）上に位置している状態で、この位置が
コンピュータに設定されたレーザ発射開始位置であれば
コンピュータ３０２からのスタート指令信号Ｓによって
レーザ装置２０７がトリガされてＰ１領域がレーザ照射
される。所定照射時間後、走査駆動系コントローラ３０
１出力によってモータ２３、３７が駆動される。スクリ
ュー軸３６の軸端に設けたロータリーエンコーダ６０
と、スクリュー軸２１の軸端に設けたロータリーエンコ
ーダ６１からのパルス出力がカウンタモジュール３０３
によってカウントされ、現在の位置情報としてコンピュ
ータ３０２に入力され、予めコンピュータに設定されて
いる照射予定位置情報と比較参照されると共にコンピュ
ータの参照情報がコントローラ３０１に転送されて走査
駆動量が制御される。上記２つの情報内容が一致したと
きコンピュータ３０２からレーザトリガ信号が出力さ
れ、レーザ装置２０７が駆動されて次のレーザビームが
発射される。即ち、この制御手段では基板上の照射すべ
き位置が確認されてからレーザ照射がわれるので照射域
にズレを生じない。なお、ロータリーエンコーダ６０、
６１は同一のものであって分解能は２００程度で充分な
精度が得られる。この制御手段は、本発明装置に限ら
ず、図４に鎖線で示す如く前記した従来のいずれの装置
にも適用可能であり、同様の効果を達成すること勿論で
ある。
【００１０】本発明制御方法は従来装置に適用しても高
精度の照射位置制御ができる他、照射位置確認情報に基
いてレーザが発射されるので精密な加工処理が可能にな
る。従って本発明装置に本発明の制御方法を適用するこ
とによって大型基板にも均一なレーザ照射が可能にな
り、大型の高品質液晶基板を能率的に生産できるのであ
る。また、本発明装置によれば、光学系と真空チャンバ
内の基板ステージが夫々一軸方向の運動であるため動作
が安定しており、照射位置制御を高速化することが可能
になり、これによってレーザ処理時間を短縮できる。更
に、大型基板用の装置も小型化することが可能である。
この他、レーザー透過用石英窓を細巾にすることができ
るので耐圧性が向上し真空チャンバの製作が容易且つ安
価にできる。
精度の照射位置制御ができる他、照射位置確認情報に基
いてレーザが発射されるので精密な加工処理が可能にな
る。従って本発明装置に本発明の制御方法を適用するこ
とによって大型基板にも均一なレーザ照射が可能にな
り、大型の高品質液晶基板を能率的に生産できるのであ
る。また、本発明装置によれば、光学系と真空チャンバ
内の基板ステージが夫々一軸方向の運動であるため動作
が安定しており、照射位置制御を高速化することが可能
になり、これによってレーザ処理時間を短縮できる。更
に、大型基板用の装置も小型化することが可能である。
この他、レーザー透過用石英窓を細巾にすることができ
るので耐圧性が向上し真空チャンバの製作が容易且つ安
価にできる。
【図１】本発明装置の要部を示す模型的斜視図
【図２】光学系駆動軸に沿って切断した要部断面図
【図３】ステージ駆動軸に沿って切断した要部断面図
【図４】本発明制御方法を示す制御手段の構成図
【図５】本発明による照射域パターンの説明図
【図６】従来装置の制御方式を示す制御手段の構成図
【図７】従来装置による照射パターンの説明図
【図８】従来装置による照射パターンの説明図
１０は、チャンバ ２１は、スクリュー軸 ２３は、モータ ２５は、ステージ ３０は、光学系 ３６は、スクリュー軸 ３７はモータ ６０は、ロータリエンコーダ ６１は、ロータリエンコーダ ２０７はレーザ装置 ３０１は走査駆動系コントローラ ３０２は制御用コンピュータ ３０３はカウンタモジュール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/268 Ｚ 8617−4Ｍ // Ｂ２３Ｋ 101:40 (72)発明者 茂呂 昭 埼玉県入間郡大井町大字亀久保727番地の ８ 株式会社光昭製作所内 (72)発明者 橋本 敏明 埼玉県入間郡大井町大字亀久保727番地の ８ 株式会社光昭製作所内
Claims (3)
- 【請求項１】レーザ透過用意を有するチャンバと、該チ
ャンバ内に設けられた被加工板定置用ステージと、前記
チャンバ上に位置して光学系を備え、被加工板の表面に
スポット状のレーザビームを面走査によって照射するレ
ーザアニール処理装置において、被加工板定置用ステー
ジを面走査するためのＸ、Ｙ各駆動軸の夫々にロータリ
コンコーダを設け、該エンコーダ出力によって前記各駆
動軸を制御させると共に該エンコーダ出力を位置情報と
して該位置情報を制御用コンピュータに予め設定した照
射予定位置情報と対照させ両者の一致出力によってレー
ザ装置をトリガするようにしたことを特徴とするレーザ
アニール処理装置の制御方法。 - 【請求項２】レーザ透過用意を有するチャンバと、該チ
ャンバ内に設けられた被加工板定置用ステージと、前記
チャンバ上に位置して光学系を備え、被加工板の表面に
スポット状のレーザビームを面走査によって照射するレ
ーザアニール処理装置において、レーザ装置からのレー
ザ光線に並行して設けられた駆動軸３６と、該軸に沿っ
て駆動される主走査光学系と、該光学系に対面するチャ
ンバ内のステージが前記光学系駆動軸と直交する駆動軸
２１によって副走査駆動されることを特徴とするレーザ
アニール処理装置。 - 【請求項３】請求項２記載のレーザアニール処理装置に
おいて、光学系駆動軸３６とステージ駆動軸２１の夫々
にロータリコンコーダを設け、該エンコーダ出力によっ
て前記各駆動軸を制御させると共に該エンコーダ出力を
位置情報として該位置情報を制御用コンピュータに予め
設定した照射予定位置情報と対照させ両者の一致出力に
よってレーザ装置をトリガするようにしたことを特徴と
するレーザアニール処理装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4069049A JPH05237683A (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | レーザアニール処理装置及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4069049A JPH05237683A (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | レーザアニール処理装置及びその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05237683A true JPH05237683A (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=13391336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4069049A Pending JPH05237683A (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | レーザアニール処理装置及びその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05237683A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07266064A (ja) * | 1994-03-29 | 1995-10-17 | G T C:Kk | レーザアニール装置 |
| US20090218577A1 (en) * | 2005-08-16 | 2009-09-03 | Im James S | High throughput crystallization of thin films |
| CN112937077A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-06-11 | 赵成刚 | 高精度丝网印刷激光制版机 |
-
1992
- 1992-02-18 JP JP4069049A patent/JPH05237683A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07266064A (ja) * | 1994-03-29 | 1995-10-17 | G T C:Kk | レーザアニール装置 |
| US20090218577A1 (en) * | 2005-08-16 | 2009-09-03 | Im James S | High throughput crystallization of thin films |
| CN112937077A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-06-11 | 赵成刚 | 高精度丝网印刷激光制版机 |
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