JPH097968A

JPH097968A - レーザ光照射方法及びレーザ光照射装置

Info

Publication number: JPH097968A
Application number: JP15802795A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Kanda; 智幸神田; Kazuyuki Yamamoto; 一之山本; Toyomi Oshige; 豊実大重; Michio Fujiwara; 通雄藤原; Kazuo Yoshida; 和夫吉田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-06-23
Filing date: 1995-06-23
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】被照射基板にレーザ光を照射し、熱処理等を
行うレーザ光照射装置において被照射基板が大面積化し
ても、異物が付着しにくく、高精度かつ高速に全面にわ
たってレーザ光を照射することが可能な装置を得ること
を目的とする。【構成】本発明においては、被照射基板７を垂直にフレ
ーム状の基板保持装置８で保持し、側方からレーザ光２
を照射できるよう構成した。また、従来のステップアン
ドリピート方式に替って、被照射基板７を毎回位置決め
停止せず、連続走行しながらレーザ光照射できるように
構成した。このため、被照射基板が大面積化しても、こ
れまで処理時間の大半を占めていた静止安定の時間が削
減でき、短時間で全面あるいは複数の被照射ラインにレ
ーザ光照射することができる。さらに、ビーム強度分布
測定器を備え、レーザ出力、ビームプロファイルのチェ
ックを事前に、実パワーで実施できるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はレーザ光を所望の形状
に成形して、被照射物に照射するレーザ光照射方法及び
レーザ光照射装置に関するもので、特にレーザアニール
を目的とするものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、図１６は特開平１−１７３７０
７号公報に記載されている従来のレーザアニール装置の
構成を示した図である。図において、レーザ発振器101
から出射されたレーザ光102は、全反射ミラー103及び集
光レンズ104を介して移動装置106上の被照射基板105に
照射される。移動装置（XYステージ）106は、集光され
たレーザ光102に対して、被照射基板105を２方向に走査
する。

【０００３】一方、図１７は特開昭６２−２５９４３７
号公報に記載された別のレーザアニール装置の構成を示
す図である。図において、レーザ光発振器101から出射
されたレーザ光102はビームエキスパンダー107、偏向ミ
ラー103、集光レンズ104を通って、被照射基板105上に
集光される。この時、移動装置106を１方向（図中のｘ
方向）に走査し、一方、偏向ミラー駆動装置108により
偏向ミラー103を駆動し、これによりｘ方向と直交する
ｙ方向にレーザ光102を走査して、被照射基板105全面に
レーザ光が照射されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
レーザ光照射方法は図１７で示されたような装置を用
い、ｙ方向にミラーを走査して１本の光照射ラインを
得、その後移動装置を駆動して、次の光照射を開始する
という、移動装置がステップアンドリピート方式であっ
たので、移動装置の移動時間以上に、移動装置の停止時
に装置自身が安定な静止状態になるまでの時間を要する
ため、大面積化に対応して特に複数の光照射ラインを得
るには結果として多大な時間を要していた。

【０００５】また、レーザ発振器の経時変化、劣化やレ
ンズ光学系の微少な位置ズレなどから、被照射基板に集
光されるビームの強度の低下やプロファイルの劣化が発
生した場合、レーザ光照射後の被照射物の分析・解析結
果からしか判断できず、歩留りが悪く、これを避けるた
めには定期的に被照射基板位置での強度、プロファイル
測定をしなければならないという問題点があった。

【０００６】さらに、レーザアニール装置、即ちレーザ
光照射装置は以上のように構成されていたので、以下の
ような問題があった。まず、従来のレーザ光照射装置で
は移動装置上に被照射基板が配置され、即ち水平に置か
れた被照射基板に上方からレーザ光が照射されていたの
で、被照射基板の表面に異物が付着し易くこれにより歩
留りが悪かった。次に、図１８に移動装置上の被照射基
板にレーザ光が照射される様子を示すが、図に示すよう
に、被照射基板を透過した光が移動装置上で少なくとも
一部が反射し被照射基板の裏側から反射光が照射される
ことになる。被照射基板には表面からの集光された直接
入射光と任意の強度分布を有する反射光とが重複して照
射されることになり、照射強度や照射面積の設定が困難
であった。特に、アニールに用いるとアニール条件が変
動してしまい、良好な品質が得られなかった。この反射
光発生を防止するために照射部分の裏面がくり抜かれた
フレーム（枠）状の移動装置を使用すると、水平に配置
された被照射基板が自重でたわみ、照射部の位置精度が
低下してしまう。さらに、水平に置かれた被照射基板に
上方からレーザ光が照射されていたので、所望の形状に
レーザ光を成形する際に光路を長くする必要が生じた場
合、レーザ光の成形に必要なミラーを被照射基板の上方
離れた位置で高精度で保持することは困難で、そのため
光軸調整における耐振性、高精度化という点で不利であ
った。

【０００７】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、大面積の被照射基板を照射中のレー
ザ光強度と照射位置を計測して、移動装置を静止させる
ことなく高精度にレーザ光照射が可能なレーザ光照射方
法及びレーザ光照射装置を提供することを目的とする。
また、被照射基板を透過したレーザ光が繰返し被照射基
板を照射することがなく、且つ高精度にレーザ光の光軸
を調整可能な被照射基板垂直保持方式のレーザ光照射装
置を提供することを目的とする。

【０００８】さらに、特定のレーザ光と特定の被照射物
を用い、被照射物をレーザ光によりアニールするレーザ
光照射装置及びレーザ光照射方法を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るレ
ーザ光照射方法は、光源から出射されたレーザ光を集束
し、該集束されたレーザ光あるいは被レーザ光照射物を
保持する保持部を走査して、レーザ光を被レーザ光照射
物に照射するレーザ光照射装置を用いたレーザ光照射方
法において、レーザ光と被レーザ光照射物とのアライメ
ントを行う第１のステップと、アライメントされた状態
で、被レーザ光照射物保持部を基準位置から所定の方向
に走査駆動させる第２のステップと、走査駆動中の被レ
ーザ光照射物保持部の位置を計測する第３のステップ
と、第３のステップで計測された位置データと予め記憶
されていたレーザ光照射位置情報とを比較する第４のス
テップと、第４のステップにおいて計測された位置デー
タと予め記憶されていたレーザ光照射位置が一致した場
合被レーザ光照射物保持部を走査駆動させた状態で、レ
ーザ光を開始位置から終了位置まで所定の方向に走査し
ながら照射する第５のステップとを備えたものである。

【００１０】請求項２の発明に係るレーザ光照射方法
は、請求項１の第５のステップにおいて、レーザ光は被
レーザ光照射物上の複数本からなる線状の被照射部に始
点から終点まで繰返し照射され、１本の線状を始点から
終点まで照射するレーザ光走査速度が、終点から次の線
状のレーザ光照射始点までのレーザ光走査速度よりも小
さいことを規定するものである。

【００１１】請求項３の発明に係るレーザ光照射方法
は、請求項２において、レーザ光がアルゴンレーザであ
り、レーザ光の走査をガルバノミラーの往復運動で行
い、被レーザ光照射物が特定の基板上に形成されたアモ
ルファスシリコンであり、レーザ光の走査速度がアモル
ファスシリコンのアニール条件により決定されることを
規定するものである。

【００１２】請求項４の発明に係るレーザ光照射装置
は、光源から出射されたレーザ光を集束し、該集束され
たレーザ光あるいは被レーザ光照射物を保持する保持部
を走査して、レーザ光を被レーザ光照射物に照射するレ
ーザ光照射装置において、レーザ光照射位置情報を予め
記憶させる記憶部と、保持部の走査によって移動中の被
レーザ光照射物の位置を計測する手段とを設け、前記記
憶部のレーザ光照射位置情報と前記計測手段の位置情報
とにより、レーザ光及び被レーザ光照射物を同時に且つ
走査面内の異なる方向に走査させる手段を備えたもので
ある。

【００１３】請求項５の発明に係るレーザ光照射装置
は、光源から出射されたレーザ光を集束し、該集束され
たレーザ光あるいは被レーザ光照射物を保持する保持部
を走査して、レーザ光を被レーザ光照射物に照射するレ
ーザ光照射装置において、前記保持部が被レーザ光照射
物を垂直に保持する手段を備えたものである。

【００１４】請求項６の発明に係るレーザ光照射装置
は、請求項５において、保持部に備えた被レーザ光照射
物を垂直に保持する手段が、中空の枠形状からなること
を規定するものである。

【００１５】請求項７の発明に係るレーザ光照射装置
は、請求項６において、枠形状からなる被レーザ光照射
物を垂直に保持する手段が、被レーザ光照射物のレーザ
光照射側に配置し被レーザ光照射物を垂直に保持するた
めの基準面を有する第１の保持手段と、レーザ光透過側
に配置し、被レーザ光照射物の裏面から気体を吹き付
け、第１の保持手段の基準面に被レーザ光照射物を固持
するための開口部を有する第２の保持手段とを備えたこ
とを規定するものである。

【００１６】請求項８の発明に係るレーザ光照射装置
は、請求項７において、第２の保持手段の開口部に吸引
と気体吹き出しとの切替え手段を備えたものである。

【００１７】請求項９の発明に係るレーザ光照射装置
は、請求項６において、枠形状からなる被レーザ光照射
物を垂直に保持する手段が、内外の２重枠構造から構成
され、第１の枠部が被レーザ光照射物を駆動し位置決め
する手段を有し、第２の枠部が位置決めされた被レーザ
光照射物を保持する手段を有することを規定するもので
ある。

【００１８】請求項１０の発明に係るレーザ光照射装置
は、請求項９において、第１の枠部の被レーザ光照射物
を駆動し位置決めする手段による駆動が、並進及び回転
の駆動であることを規定するものである。

【００１９】請求項１１の発明に係るレーザ光照射装置
は、請求項９または１０において、第１の枠部と第２の
枠部とを前記第１の枠部または第２の枠部に備えた吸引
部により吸着し固定することを規定するものである。

【００２０】請求項１２の発明に係るレーザ光照射装置
は、請求項４乃至１１のいずれか１項において、保持部
の被レーザ光照射物と同じ面内にレーザ強度測定手段を
備えたものである。

【００２１】請求項１３の発明に係るレーザ光照射装置
は、請求項４乃至１２のいずれか１項において、レーザ
光がアルゴンレーザであり、レーザ光の走査をガルバノ
ミラーの往復運動で行い、被レーザ光照射物が特定の基
板上に形成されたアモルファスシリコンであることを規
定するものである。

【００２２】

【作用】請求項１の発明に係るレーザ光照射方法は、レ
ーザ光と被レーザ光照射物とのアライメントを行う第１
のステップと、アライメントされた状態で、被レーザ光
照射物保持部を基準位置から所定の方向に走査駆動させ
る第２のステップと、走査駆動中の被レーザ光照射物保
持部の位置を計測する第３のステップと、第３のステッ
プで計測された位置データと予め記憶されていたレーザ
光照射位置情報とを比較する第４のステップと、第４の
ステップにおいて計測された位置データと予め記憶され
ていたレーザ光照射位置が一致した場合被レーザ光照射
物保持部を走査駆動させた状態で、レーザ光を開始位置
から終了位置まで所定の方向に走査しながら照射する第
５のステップとを備えたので、被レーザ光照射物は保持
部の駆動と静止を繰り返すことなく、連続駆動させるこ
とができる。

【００２３】請求項２の発明に係るレーザ光照射方法
は、請求項１の第５のステップにおいて、レーザ光は被
レーザ光照射物上の複数本からなる線状の被照射部に始
点から終点まで繰返し照射され、１本の線状を始点から
終点まで照射するレーザ光走査速度が、終点から次の線
状のレーザ光照射始点までのレーザ光走査速度よりも小
さいので照射の必要な場所にはゆっくりと十分照射し、
照射する必要のない場所は照射の影響を与えないように
して時間のロスを抑制できる。

【００２４】請求項３の発明に係るレーザ光照射方法
は、請求項２において、アルゴンレーザを用い、ガルバ
ノミラーの往復運動で走査されたレーザ光を所定のアニ
ール条件に基づく走査速度でアモルファスシリコンに照
射したので、精度よく且つ高品質なアニールが可能とな
る。

【００２５】請求項４の発明に係るレーザ光照射装置
は、記憶部に予め記憶されたレーザ光照射位置情報と計
測手段の位置情報とにより、レーザ光及び被レーザ光照
射物を同時に且つ走査面内の異なる方向に走査させるの
で、被レーザ光照射物は保持部の駆動と静止を繰り返す
ことなく、連続駆動させることができる。

【００２６】請求項５の発明に係るレーザ光照射装置
は、レーザ光の照射される被レーザ照射物を垂直に保持
する手段を備えたので、レーザ光を水平方向に導くよう
にミラー等を配置して光軸を容易に調整することがで
き、被レーザ照射物の裏面に十分な空間を設けることが
容易となり、反射光が再び被レーザ照射物に照射される
ことがない。

【００２７】請求項６の発明に係るレーザ光照射装置
は、請求項５において、保持部に備えた被レーザ光照射
物を垂直に保持する手段が、中空の枠形状から構成され
るので、枠部で被レーザ光照射物を固持でき、且つ被レ
ーザ照射物の裏面に十分な空間を設けることが容易とな
り、反射光が再び被レーザ照射物に照射されることがな
い。

【００２８】請求項７の発明に係るレーザ光照射装置
は、請求項６において、枠形状からなる被レーザ光照射
物を垂直に保持する手段が、被レーザ光照射物のレーザ
光照射側に配置し被レーザ光照射物を垂直に保持するた
めの基準面を有する第１の保持手段と、レーザ光透過側
に配置し、被レーザ光照射物の裏面から気体を吹き付
け、第１の保持手段の基準面に被レーザ光照射物を固持
するための開口部を有する第２の保持手段とを備えたの
で、第１と第２の保持手段とを組み合せることで第１の
保持手段の基準面に高い精度で被レーザ光照射物を固定
させることができ、さらに、第２の保持手段の開口部か
ら放出される気体の圧力で固定されるので、被レーザ光
照射物に損傷を与えることなく安定に保持できる。

【００２９】請求項８の発明に係るレーザ光照射装置
は、請求項７において、第２の保持手段の開口部に吸引
と気体吹き出しとの切替え手段を備えたので、開口部か
ら気体を放出させることにより、被レーザ光照射物を第
１の保持手段に固定させることができ、一方、吸引する
ことにより、第２の保持手段に被レーザ光照射物を吸着
させてハンドリングすることが可能となる。

【００３０】請求項９の発明に係るレーザ光照射装置
は、請求項６において、枠形状からなる被レーザ光照射
物を垂直に保持する手段が、内外の２重枠構造から構成
され、第１の枠部が被レーザ光照射物を駆動し位置決め
する手段を有し、第２の枠部が位置決めされた被レーザ
光照射物を保持する手段を有するので、被レーザ光照射
物を保持した状態で、レーザ光照射位置の微小な位置決
めが可能となる。

【００３１】請求項１０の発明に係るレーザ光照射装置
は、請求項９において、並進及び回転によりレーザ光照
射位置の微小な位置決めを行なうので、高精度にレーザ
光照射が可能となる。

【００３２】請求項１１の発明に係るレーザ光照射装置
は、請求項９または１０において、第１の枠部と第２の
枠部とを吸着機構により固定したので、簡便でかつ安定
に固定が可能となる。

【００３３】請求項１２の発明に係るレーザ光照射装置
は、請求項４乃至１１のいずれか１項において、保持部
の被レーザ光照射物と同じ面内にレーザ強度測定手段を
備えたので、必要に応じて随時レーザ強度の測定が可能
となり、その結果をフィードバックすることにより一定
の強度のレーザ光を被レーザ光照射物に照射させること
ができる。

【００３４】請求項１３の発明に係るレーザ光照射装置
は、請求項４乃至１２のいずれか１項において、アルゴ
ンレーザを用いてレーザ光をガルバノミラーの往復運動
で走査しアモルファスシリコンにレーザ光を照射したの
で、精度よく安定にアモルファスシリコンのアニールを
行なうことができる。

【００３５】

【実施例】

実施例１．以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。図１は本発明の一実施例のレーザ光照射方法に用い
られる装置の構成図である。図において、レーザ発振器
１から出射されたレーザ光２は、ベンダーミラー３、偏
向ミラー４、集光レンズ６の光学系を介して集光され、
基板保持装置８に保持された被照射基板７に照射され
る。この時偏向ミラー４はミラー駆動装置５により揺動
され、また被照射基板７は移動装置９により走査され、
レーザ光２と被照射基板７が相対運動することにより、
被照射基板７上の所望の場所にレーザ光２が照射される
ことになる。また、これら装置を構成するものは防振台
１０に搭載され、レーザ光２の照射位置精度が確保され
ている。

【００３６】レーザ発振器１から出力されたレーザ光２
は、ミラー駆動装置５によって揺動された偏向ミラー４
によって防振台１０の水平面に一方の軸（以下ｙ軸）に
走査される。一方、被照射基板７は基板保持装置８によ
って保持された状態で、移動装置９によってｙ軸に直交
した軸（以下ｘ軸）に走査され、被照射基板７の全面あ
るいは複数の被照射ラインへのレーザ光照射が実施され
る。移動装置９に設置された位置センサー部４１は、移
動装置９の速度に比例した周期でパルス列信号を出力
し、このパルス列信号は連続走行照射制御装置４２に入
力される。連続走行照射制御装置４２は、内部に演算処
理部４３、移動装置駆動制御部４４、位置検出部４５、
比較部４６、照射位置記憶部４７を有し、位置センサー
部４１のパルス列信号により移動装置９を、偏向ミラー
駆動制御装置４８により偏向ミラー駆動装置を制御す
る。

【００３７】次に、動作について説明する。図２に動作
の手順をフローチャートに示す。連続走行照射制御装置
４２には予め被照射基板７上のレーザ光照射位置データ
が記憶されている。基板保持装置８に搭載された被照射
基板７は、レーザ光との相対位置合わせがなされた後
（ステップ１）に、連続走行照射が開始される。従来の
ステップアンドリピート方式では、一旦停止すると安定
静止までの時間を要するので、基板保持装置８は、レー
ザ光の照射開始から終了まで停止しないように連続駆動
させる。一方、予めレーザ光照射位置に関する情報はデ
ータとして記憶されており、位置計測によるデータとの
比較により所望の位置にレーザ光が照射されるように、
レーザ発振器や偏向ミラーが制御される。

【００３８】図３は連続走行照射実行における各制御系
の信号及び駆動部分の駆動状況を時系列に示したもので
ある。以下、信号を中心に動作の詳細を説明する。ま
ず、演算処理部４３は移動装置駆動制御部４４に連続走
行開始信号ａを出力する。この信号ａを受けた移動装置
駆動制御部４４は予め記憶されたスタート位置に移動装
置９を移動させ、その位置から一定の速度で移動装置９
を走査させる（ステップ２）。この時、位置センサー部
４１は常に速度に比例した周期のパルス列信号ｂを出力
しており、位置検出部４５ではこの信号ｂをもとに時々
刻々の現在位置（現在位置データｆ）を検出し（ステッ
プ３）、移動装置駆動制御装置４４にフィードバックす
ると共に現在位置データｆとして比較部４６に出力して
いる。一方照射位置記憶部４７はレーザ光照射すべき照
射位置データｇを予め記憶しており、比較部４６に出力
している。比較部４６においては上記照射位置データｇ
と現在位置データｆを比較し（ステップ４）、一致した
時点で偏向ミラー駆動制御装置４８に走査トリガ信号ｃ
を出力する（ステップ５）と同時に演算処理部４３に照
射位置データ更新要求信号ｄを出力する（ステップ
６）。レーザ光照射位置が複数のライン状のパターンの
場合、上記走査トリガ信号ｃを受けた偏向ミラー駆動制
御装置４８は上記信号ｃに同期してノコギリ波状に偏向
ミラー４を往復駆動してレーザ光を被照射基板８上に走
査する（ステップ５）。一方照射位置データ更新要求信
号ｄを受けた演算処理部４３は連続走行照射の終了判定
を行い、終了でない場合には、次の照射位置データを照
射位置記憶部４７に出力する。

【００３９】以上のように移動装置９を停止させること
なく、照射位置記憶部４７のデータと位置センサー部４
１からの信号によりレーザ光照射を実行し、演算処理部
４３が移動装置駆動制御部４４に終了信号ｅを出力し
（ステップ７）移動装置９を減速停止させて連続走行照
射動作を完了するまでレーザ光照射を連続して行う。こ
れにより、従来のステップアンドリピート方式よりも停
止、安定化時間に要する時間がなくなり、高速で所望の
レーザ光照射が完了する。

【００４０】上記ステップ５において、レーザ光照射位
置が複数のライン状のパターンの場合、ノコギリ波状に
偏向ミラー４を往復運動させるのは、偏向ミラー４をゆ
っくり動作させている時間に所望の位置にレーザ光を照
射させ、ライン間即ち照射しない場所では偏向ミラー４
を速く動作させ、ライン間でその都度レーザ光を遮断す
るような手段例えばシャッター等を設けなくともレーザ
光照射の影響が無視できるようにするためのである。

【００４１】また、上記実施例では、被照射基板７が従
来のように水平保持されたレーザ光照射装置について例
を示したが、図４に示すような被照射基板７を垂直に配
置した装置においても本実施例の方式を適用でき、高速
処理が可能となることは言うまでもない。なお、本垂直
基板保持方式についての実施例は実施例３〜８で詳細に
説明する。

【００４２】実施例２．以下、本発明の一実施例を図に
ついて説明する。図５は本発明の別の実施例によるレー
ザ光照射方法の装置の構成図である。図において、実施
例１と同様に移動装置９に設置された位置センサー部４
１は、移動装置９の速度に比例した周期でパルス列信号
を出力し、このパルス列信号は連続走行照射制御装置４
２に入力される。連続走行照射制御装置４２は、内部に
演算処理部４３、移動装置駆動制御部４４、位置検出部
４５、比較部４６、照射位置記憶部４７を有し、位置セ
ンサー部４１のパルス列信号により移動装置９を制御す
る。なお、本レーザ光照射装置の光学系においては、帯
状で一様な幅にビームを成形することが可能であるよう
なもの、例えばホログラムを用いたものである。

【００４３】次に、動作について説明する。本願発明実
施例の動作は実施例１における手順とほぼ同じである。
連続走行照射制御装置４２には予め被照射基板７上のレ
ーザ光照射位置データが記憶されている。基板保持装置
８に搭載された被照射基板７は、レーザ光との相対位置
合わせがなされた後に、連続走行照射が開始される。図
６は連続走行照射実行における各制御系の信号及び駆動
部分の駆動状況を時系列に示したものである。以下、信
号のやり取りを中心に動作の詳細を説明する。まず、演
算処理部４３は移動装置駆動制御部４４に連続走行開始
信号ａを出力する。この信号ａを受けた移動装置駆動制
御部４４は予め記憶されたスタート位置に移動装置９を
移動させ、その位置から一定の速度で移動装置９を走査
させる。この時、位置センサー部４１は常に速度に比例
した周期のパルス列信号ｂを出力しており、位置検出部
４５ではこの信号ｂをもとに時々刻々の現在位置を検出
し（現在位置データｆ）、移動装置駆動制御装置４４に
フィードバックすると共に現在位置データｆとして比較
部４６に出力している。一方照射位置記憶部４７はレー
ザ光照射すべき照射位置データｇを予め記憶しており、
比較部４６に出力している。比較部４６においては上記
照射位置データｇと現在位置データｆを比較し、一致し
た時点で偏向ミラー駆動制御装置４８にビーム出力信号
ｈを出力すると同時に演算処理部４３に照射位置データ
更新要求信号ｄを出力する。上記ビーム出力信号ｈを受
けたレーザ発振器１は上記ビーム出力信号ｈが入力され
ている時間中、内部に構成されたシャッターを開放して
レーザ光２を出力し、ｙ軸方向に帯状で一様な幅に成形
した上で、被照射基板７上にレーザ光２を照射する。一
方照射位置データ更新要求信号ｄを受けた演算処理部４
３は連続走行照射の終了判定を行い、終了でない場合に
は、次の照射位置データを照射位置記憶部４７に出力す
る。

【００４４】以上のように移動装置９を停止させること
なく、照射位置記憶部４７のデータと位置センサー部４
１からの信号によりレーザ光照射を実行し、演算処理部
４３が移動装置駆動制御部４４に終了信号ｅを出力し移
動装置９を減速停止させて連続走行照射動作を完了する
までレーザ光照射を連続して行う。これにより、従来の
ステップアンドリピート方式よりも停止、安定化時間に
要する時間がなくなり、高速で所望のレーザ光照射が完
了する。

【００４５】また、上記の光学系では、帯状で一様な幅
にビームを成形することが可能であるため、実施例１の
図２のステップ５において、偏向ミラー駆動制御装置４
８による複雑なビーム走査が不要となる。なお、本帯状
で一様な幅にビームを成形することが可能な光学系を用
いた詳細については実施例４で説明する。

【００４６】実施例３．以下、本発明の一実施例を図に
ついて説明する。図７は本発明の一実施例のレーザ光照
射装置の構成図である。図において、レーザ発振器１か
ら出射されたレーザ光２は、ベンダーミラー３ａ、３
ｂ、偏向ミラー４、集光レンズ６の光学系を介して集光
され、基板保持装置８に保持された被照射基板７に照射
される。この時偏向ミラー４はミラー駆動装置５により
揺動され、また被照射基板７は移動装置９により走査さ
れ、レーザ光２と被照射基板７が相対運動することによ
り、被照射基板７上の所望の場所にレーザ光２が照射さ
れることになる。また、これら装置を構成するものは防
振台１０に搭載され、レーザ光２の照射位置精度が確保
されている。

【００４７】レーザ発振器１から出力されたレーザ光２
は、ミラー駆動装置５によって揺動された偏向ミラー４
によって防振台１０の水平面に垂直な軸（以下ｙ軸）に
走査される。一方、被照射基板７は基板保持装置８によ
って、防振台９の水平面に垂直な面に保持された状態
で、移動装置９によってｙ軸に直交した軸（以下ｘ軸）
に走査され、被照射基板７の全面あるいは複数の被照射
ラインへのレーザ光照射が実施される。

【００４８】基板保持装置８は、被照射基板７を保持で
きれば被照射基板７の一部のみ持着すればよい。例え
ば、被照射基板７の下端や両端のみ持着してもよい。こ
のように被照射基板７を保持すれば、被照射基板７の裏
面には十分な空間が確保できる。例えば、被照射基板７
にガラス基板等が使用される場合は被照射基板７に照射
されたレーザ光の一部は被照射基板７を透過するが、被
照射基板７を垂直に保持し、裏面側に空間を有するので
被照射基板７に透過光の反射成分が照射されず、被照射
基板７に悪影響を及ぼさない。照射光成分のみが被照射
基板７に作用し、高品質なレーザ光照射プロセスが達成
できる。また、レーザ光の集光点から十分離れ、エネル
ギー密度が低下した位置で散乱、吸収といったレーザ光
の終端処理が可能である。

【００４９】なお、上記装置構成では、レーザ発振器か
ら光学系、被照射基板等に至るまで、同一の防振台上に
配置されていたが、異なる防振台上に分かれて配置して
いてもよい。また、上記のように光学系を防振台を基準
面にして水平に配置構成できるので、光軸アライメント
も容易になり、且つ精度が向上する。本装置構成は実施
例１で用いると、反射光による二重照射や付着物等の問
題が解決され、照射物の品質管理が容易となる。

【００５０】実施例４．以下、本発明の一実施例を図に
ついて説明する。図８は本発明の別の実施例によるレー
ザ光照射装置の構成図である。実施例３とはレーザ光学
系が異なる場合の構成図で、図において、１１はビーム
アッテネータ（減衰器）、１２はビームエキスパンダー
（成形器）、１３はホログラムである。図では省略して
いるが、これら装置を構成するものは同一のあるいは異
なる防振台上に配置されている。

【００５１】レーザ発振器１から出射されたレーザ光２
は、ベンダーミラー２、ビームアッテネータ１１、ビー
ムエキスパンダー１２、ホログラム１３を介して、ｙ軸
方向に帯状で一様な幅のビームに成形された後あるいは
所望の点状のビームに成形された後、集光レンズ５を通
過して被照射基板７上に集光され、移動装置９によって
被照射基板７をｘ軸方向に走査することによって被照射
基板７の全面あるいは複数の被照射ラインへのレーザ光
照射を実施する。

【００５２】上記のようなホログラムは、被照射基板７
上に導かれるレーザ光のビーム形状を計算機により容易
にパターン化することができ、光の回折を利用したもの
であるためエネルギーロスも少ない、という特徴を有す
る。また、実施例３と同様の垂直保持用の基板保持装置
８を用いるので、透過光再び被照射基板７に照射される
ことなく、実施例３と同様の効果を有する。

【００５３】なお、実施例２では本装置構成を用いて、
信頼性の高いレーザ光照射方法を実現している。

【００５４】実施例５．以下、本発明の一実施例を図に
ついて説明する。図９は本発明の一実施例によるレーザ
光照射装置に使用される基板保持装置の構成図である。
この基板保持装置は例えば、実施例１〜４で示したレー
ザ光照射装置に搭載して使用される。図において、被照
射基板７を保持する基板保持装置８は、第１の基板保持
部２１と、被照射基板７を第１の基板保持部２１の基準
面２３に押圧するための第２の基板保持部である気体吹
き出しノズル２２に分かれる。第１の基板保持部２１は
図中(a)のように枠構造を有し、被照射基板７が所定の
位置に位置決めされるように位置決め治具２４ａ、２４
ｂ、２４ｃが設けられており、位置決め治具２４ａ、２
４ｂ、２４ｃの位置に被照射基板７が配置するように基
板押し出し治具２５で微調整される。

【００５５】気体吹き出しノズル２２を回転退避させた
状態で被照射基板７を基板保持部２１に取り付けた後、
押し出し機構治具２５によって被照射基板７を位置決め
治具２４ａ、２４ｂに押し当て、軽く保持する。しかる
後、気体吹き出しノズル２２を正規の位置に回転設定
し、複数の気体吹き出し口から不活性ガスや空気等の気
体を吹き出し、被照射基板７を風圧によって第１の基板
保持部２１に押圧し保持する。被照射基板７が保持され
た状態が図９中(b)である

【００５６】上記のような基板保持装置８を用いると、
レーザ光の透過側に十分空間を確保でき、且つ気体で基
準面２３に押圧保持されるため、基板が損傷することな
く位置決め可能となる。

【００５７】実施例６．以下、本発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１０は本発明の一実施例によるレー
ザ光照射装置に使用される基板保持装置の構成図であ
る。図において、基板保持装置８は第１の基板保持部２
１と第２の基板保持部である基板取付部２６とから構成
され、基板取付部２６は基板取付部２６を回転するため
の回転駆動部２７と被照射基板７を把持するための真空
吸着孔と風圧により第１の基板保持部２１の基準面に被
照射基板７を押圧保持するための気体吹き付け孔を兼ね
た開口部とを備えている。なお、図中（ａ）は被照射基
板７を搭載する前の状態、（ｂ）は被照射基板７を搭載
した断面の状態を示す。

【００５８】基板取付部２６が水平な状態で被照射基板
７を搭載する。ついで開口部２８の吸引により被照射基
板７を真空吸着した状態で回転駆動部２７を駆動し、基
板取付部２６とこれに真空吸着された被照射基板７を垂
直な状態にし、第１の基板保持部２１の位置決め治具２
４ｂ、２４ｃ上にのせる。ついで開口部２８において真
空吸着と気体吹き付けを切り替えて、開口部２８から少
量の気体を吹き出させ被照射基板７を押圧する。つい
で、基板押し出し治具２５を駆動し、被照射基板７を基
準面２３に押し当てる。しかる後、気体吹き出し量を増
加させ、十分な風圧で被照射基板７を基準面２３に押圧
保持する。

【００５９】上記のような、基板保持装置８を用いる
と、開口部２８の吸引と吹き出しを切り替えることで、
容易に基板の保持やハンドリングが実現でき、本レーザ
光照射装置を自動化する際に容易に基板の搬送が可能と
なる。また、被照射基板の裏面の一部を開口部が接触す
るだけであるので、被照射基板の被照射面積を拡大でき
る。

【００６０】実施例７．以下、本発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１１は本発明の一実施例によるレー
ザ光照射装置に使用される基板保持装置の構成図であ
る。図において、基板保持装置は外枠部３１と内枠部３
２とから構成され、内枠部３２は外枠部３１に板ばね３
３で連接され、内枠部３２は直動駆動治具３４の先端に
押しつけるためのばね３５によって上方へ押圧されてい
る。

【００６１】被照射基板６を例えば内枠部３２に搭載し
た後、押し出し治具２５によって被照射基板７を位置決
め治具２４ａに押し当て、直動駆動部３４ａ、３４ｂを
操作する。直動駆動部３４ａ、３４ｂによって内枠部３
２は外枠部３１の内部でほぼ同一面内を保ったまま、板
ばねの弾性力により面内で微動される。この時、直動駆
動部３４ａ、３４ｂを同時に押し出し、引き込みを行う
ことによって並進動作を、直動駆動部３４ａ、３４ｂの
駆動方向をお互いに異なるものにするか、どちらか一方
のみを駆動することによって回転動作が実現する。

【００６２】図１２に図１１のＡ−Ａ方向の断面図を示
す。図において、外枠部３１には真空吸着用の溝３６と
排気経路３７とが設けられている。被照射基板７を内枠
部３２に取り付けた後、押し出し治具２５によって被照
射基板７を基準面２３に押し当て、直動駆動部３４ａ、
３４ｂを駆動することによって被照射基板７を所望の位
置に位置決めした後、上記排気経路３７を介して真空吸
着用溝３６を引圧することにより、内枠部３２を外枠部
３１に堅固に固定することができる。排気経路３７と真
空吸着用溝３６は内枠部３２に設けてあってもよい。

【００６３】実施例８．以下、本発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１３は本発明の一実施例によるレー
ザ光照射装置の構成図である。図において、実施例１の
図１あるいは実施例３の図７にビーム強度センサー部５
１を備えたもので、ビーム強度センサー部５１で得られ
た信号強度をビーム強度分布測定器で処理する。図１４
はビーム強度センサー部５１の断面図である。図におい
て、レーザ光路５３は、レーザ光が入射され、誘電体多
層膜からなるミラー５６で反射され反射光トラップ部６
０を備えた入射側の部材５５と、ミラー５６を透過し減
光板（減光フィルタ）５７、ピンホール５８を介して光
電センサー５９にレーザ光を入射させるセンサー側の部
材５４の一部に形成されている。また、ビーム強度セン
サー部５１は基板保持部８と並行して且つ、ビーム強度
を高精度に測定できるように、ビーム強度測定面が被照
射基板の表面と同じ面内（面一）となるように配置され
る。

【００６４】次に、動作について説明する。移動装置９
を移動し、ｙ軸方向（垂直方向）に走査されたレーザ光
が上記ビーム強度センサー部５１に照射される位置に位
置決めした上で、偏向ミラー４を駆動し、実際に使用す
るパワー及び走査速度でレーザ光を走査する。この時、
ビーム強度センサー部５１に照射されたレーザ光は通常
９９％以上がレーザ光路５３中のミラー５６で反射さ
れ、反射光トラップ部６０でトラップされ、残りの１％
以下のレーザ光が上記ミラー５６を透過し、減光板５７
でさらに減衰された後、ピンホール５８を通過して光電
センサー５９で電気信号に変換される。ビーム強度測定
器５２は上記電気信号から、その点のビーム強度を測定
出力する。上記ピンホール５８は集光されたビーム径よ
りも十分小さな径で構成されているため、移動装置９を
ピッチ送りしてビーム強度を測定することによって、実
際に使用するパワーでのビームプロファイルを測定する
ことができる。

【００６５】なお、上記のように測定は被照射基板７へ
のビーム走査直前に移動装置によりセンサー部５１にレ
ーザ光が照射されるよう駆動して行えばよい。即ち、実
施例１の図２のステップ１とステップ２との間に行えば
よい。また、被照射基板の所望の位置にビームを照射走
査中であっても、定期的にあるいは特定のサイクル毎に
ビームプロファイルを測定するように、予めデータを移
動装置の制御部あるいはレーザ光照射制御装置に組み込
んでやれば、所望の処理中のビームプロファイルを入手
することができる。また、この情報を制御系にフィード
バックしてやれば、処理品質の管理が容易となる。

【００６６】実施例９．以下、本発明の一実施例につい
て説明する。例えば、実施例１の図１のレーザ光照射装
置をレーザアニール装置として用いた場合について説明
する。図１において、レーザは例えばアルゴンレーザ、
偏向ミラー４はガルバノミラー、集光レンズ５はｆθレ
ンズ、レーザ光が照射される被照射基板７はガラス基板
上にアモルファスシリコン層が形成された基板を用い
る。他の装置及び装置の動作、動作手順は実施例６に準
ずる。本実施例ではアモルファスシリコン層にアルゴン
レーザを線状に照射してレーザアニールを行ない、レー
ザ照射部をポリシリコン層６３に結晶化させて線状のポ
リシリコン層を得るものである。

【００６７】また、図１５はガラス基板上にアモルファ
スシリコン層の形成された被照射基板上が基板保持装置
８に保持された状態を示した図で、本実施例のレーザア
ニール装置によって、一定のピッチで形成された被照射
ラインに沿って、被照射基板７の一部がポリシリコン化
された状態を示す図である。図において、被照射基板上
に形成された被照射ライン群（ポリシリコン化された部
分６３の群）６１はアライメントマーク６２によりレー
ザ照射位置に位置決めされる。

【００６８】次に、動作について説明する。まず被照射
基板７は基板保持装置８に取付保持された後、被照射基
板７上に形成されたアライメントマーク６２を用いてレ
ーザ光照射位置と被照射基板７上に形成されたパターン
６１の相対位置合わせが行われる。図に示すようにレー
ザ光走査方向（ｙ方向）と移動装置走査方向（ｘ方向）
は直交しており、且つ実施例６において、説明したよう
に１枚の基板に対しレーザ照射開始から終了まで移動装
置は駆動し続ける。そのため、両者が同時に走査すると
レーザ光はみかけ上ｙ軸に対して移動装置の走査分斜め
に照射されることになる。そのため、アライメント後さ
らに移動装置９の連続走行速度とガルバノミラー４の速
度から決定される補正角θ分だけ、回転位置決めされる
ことになる。こうして被照射基板６の姿勢を固定した
後、連続走行レーザアニールを開始する。なお連続走行
アニール制御装置４２には予め被照射基板７上のレーザ
アニール位置データ（基板上のそれぞれ照射ラインのレ
ーザ開始点及び終了点及びライン本数等）が記憶されて
いる。

【００６９】以下、実施例１の図３を用いて、制御装置
の信号を中心とした連続走行アニール実行における手順
を説明する。まず、演算処理部４３は移動装置駆動制御
部４４に連続走行開始信号ａを出力する。この信号ａを
受けた移動装置駆動制御部４４は予め記憶されたスター
ト位置に移動装置９を移動させ、その位置から一定の速
度で移動装置９を走査させる。この時、位置センサー部
４１は常に速度に比例した周期のパルス列信号ｂを出力
しており、位置検出部４５ではこの信号ｂをもとに時々
刻々の現在位置を検出し、移動装置駆動制御装置４４に
フィードバックすると共に現在位置データｆとして比較
部４６に出力している。一方照射位置記憶部４７は次に
所望のアニール位置データｇを記憶し、比較部４６に出
力している。比較部４６においては上記アニール位置デ
ータｇと現在位置データｆを比較し、一致した時点でガ
ルバノミラー駆動制御装置４８に走査トリガ信号ｃを出
力すると同時に演算処理部４３にアニール位置データ更
新要求信号ｄを出力する。上記走査トリガ信号ｃを受け
たアニールミラー駆動制御装置４８は上記走査トリガ信
号ｃに同期してノコギリ波状にガルバノミラー４を往復
駆動してレーザ光を被照射基板６上に走査する。上記ノ
コギリ波状の速度は、一方（低速度）はアモルファスシ
リコン層を最適に溶融できる速度とし、他方（高速度）
は溶融できない（溶融を品質上無視できる）速度に設定
されている。このため、一方向からのみ、溶融後再結晶
することによってポリシリコン化され（図１５中斜線部
分６３）、図１５に示す点線領域はポリシリコン化され
ない。一方アニール位置データ更新要求信号ｄを受けた
演算処理部４３は連続走行照射の終了判定を行い、終了
でない場合には、次のアニール位置データをアニール位
置記憶部４７に出力する。

【００７０】以上のように移動装置８を位置決め停止す
ることなく、順次、被照射ライン全てにレーザアニール
を実行すると、演算処理部４３は移動装置駆動制御部４
４に終了信号ｅを出力し、移動装置８を減速停止させて
連続走行アニール動作を完了する。

【００７１】従来のステップアンドリピート方式でレー
ザアニールを行なった場合と本実施例との比較例を以下
に説明する。ステップアンドリピート方式でレーザアニ
ールを行なう場合のアニール時間をＴａ、本実施例の連
続走行方式でレーザアニールを行なう場合のアニール時
間をＴｃとすると、それぞれ次式の（１）（２）のよう
に記述される。Ｔａ＝（移動時間＋位置決め整定時間＋１ライン走査時間）×アニール本数・・・・（１）Ｔｃ＝照射距離／連続走行速度・・・・（２）ここで、レーザ照射条件を次のように仮定する。１ラインのアニール幅＝４０μｍレーザ光走査速度＝４０ｍ／ｓレーザ光照射領域＝４００×４００ mm² 照射ピッチ（照射ラインの幅）＝４０μｍここで、移動装置の移動速度を４ｍｍ／ｓとすると、（照射ライン間の）移動時間＝照射ピッチ／移動速度＝
１０ｍｓ位置決め整定時間は通常２００ｍｓである。また、１ライン走査時間＝照射領域の１辺／レーザ光走査速度
＝１０ｍｓアニール本数＝照射領域の１辺／照射ピッチ＝１０
０００本より、Ｔａ＝２２００ｓ・・・（１’）となる。一方、連続走行方式の移動装置の移動速度は１
ライン照射している間に照射ピッチ分移動するように速
度が設定されるため、連続走行速度＝照射ピッチ／１ライン走査時間＝４ｍｍ
／ｓとなる。従って、Ｔｃ＝照射領域の１辺／連続走行速度＝１００ｓ・・・（２’）従って、本方式では従来のステップアンドリピート方式
より２２倍高速処理が可能と試算される。従来のステッ
プアンドリピート方式では移動時間をさらに高速可能で
あり、また、本連続方式に偏向ミラーの往復運動のロス
時間を考慮すると、さらにアニール本数が少ないと高速
処理の効果は多少減少する。しかし、上記式（１）
（２）を比較すればわかるように、従来アニール時間の
大半を占めていた位置決め整定時間が、本発明の方法で
は削減されることにより、本実施例の方式が高速処理可
能な優れたアニール方法であることは明白である。

【００７２】なお、上記実施例では実施例１のレーザ光
照射装置をレーザアニール装置に適用した例について説
明したが、実施例４のホログラムを用いた光学系を用
い、帯状のレーザ光が出射可能なレーザ光照射装置（実
施例２）を用いても、同様な効果が得られることは言う
までもない。

【００７３】さらに、実施例８のビーム強度センサーを
用いれば、レーザアニールによる品質を管理することが
でき、高品質な処理が実現できることは言うまでもな
い。また、基板保持の方式に適宜実施例５〜７を用いれ
ば信頼性の高い装置構成を得ることができ、レーザアニ
ールの品質が向上することは言うまでもない。

【００７４】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る請求項１の
レーザ光照射方法によれば、レーザ光と被レーザ光照射
物とのアライメントを行う第１のステップと、アライメ
ントされた状態で、被レーザ光照射物保持部を基準位置
から所定の方向に走査駆動させる第２のステップと、走
査駆動中の被レーザ光照射物保持部の位置を計測する第
３のステップと、第３のステップで計測された位置デー
タと予め記憶されていたレーザ光照射位置情報とを比較
する第４のステップと、第４のステップにおいて計測さ
れた位置データと予め記憶されていたレーザ光照射位置
が一致した場合被レーザ光照射物保持部を走査駆動させ
た状態で、レーザ光を開始位置から終了位置まで所定の
方向に走査しながら照射する第５のステップとを備えた
ので、被レーザ光照射物は保持部の駆動と静止を繰り返
すことなく、連続駆動させることができる。これにより
駆動と静止に要する時間を削減でき、処理時間の短いレ
ーザ光照射方法を提供することができ、生産性が向上す
る。

【００７５】本発明に係る請求項２のレーザ光照射方法
によれば、請求項１の第５のステップにおいて、レーザ
光は被レーザ光照射物上の複数本からなる線状の被照射
部に始点から終点まで繰返し照射され、１本の線状を始
点から終点まで照射するレーザ光走査速度が、終点から
次の線状のレーザ光照射始点までのレーザ光走査速度よ
りも小さいので照射の必要な場所にはゆっくりと十分照
射し、照射する必要のなし場所は照射の影響を与えない
ようにして時間のロスを抑制でき、処理時間の短いレー
ザ光照射方法を提供することができ、生産性が向上す
る。さらに、高品質な被レーザ光処理物が得られる。

【００７６】本発明に係る請求項３のレーザ光照射方法
によれば、請求項２において、レーザ光がアルゴンレー
ザであり、レーザ光の走査をガルバノミラーの往復運動
で行い、被レーザ光照射物が特定の基板上に形成された
アモルファスシリコンであり、レーザ光の走査速度がア
モルファスシリコンのアニール条件により決定したの
で、高精度に且つ高品質なアニールが可能となる。

【００７７】本発明に係る請求項４のレーザ光照射装置
によれば、記憶部に予め記憶されたレーザ光照射位置情
報と計測手段の位置情報とにより、レーザ光及び被レー
ザ光照射物を同時に且つ走査面内の異なる方向に走査さ
せるので、被レーザ光照射物は保持部の駆動と静止を繰
り返すことなく、連続駆動させることができ、これによ
り駆動と静止に要する時間を削減でき、処理時間の短い
レーザ光照射装置を提供することができる。

【００７８】本発明に係る請求項５のレーザ光照射装置
によれば、レーザ光の照射される被レーザ照射物を垂直
に保持する手段を備えたので、レーザ光を水平方向に導
くようにミラー等を配置して光軸を容易に調整すること
ができ、被レーザ照射物の裏面に十分な空間を設けるこ
とが容易となり、反射光が再び被レーザ照射物に照射さ
れることがないため、高精度にレーザ光照射が可能なレ
ーザ光照射装置を提供することができる。また、被レー
ザ光照射物を垂直に保持するすることにより、付着物を
低減でき、被レーザ光照射物の品質が向上し、歩留りも
向上する。

【００７９】本発明に係る請求項６のレーザ光照射装置
によれば、請求項５において、保持部に備えた被レーザ
光照射物を垂直に保持する手段が、中空の枠形状から構
成されるので、枠部で被レーザ光照射物を固持でき、且
つ被レーザ照射物の裏面に十分な空間を設けることが容
易となり、反射光が再び被レーザ照射物に照射されるこ
とがないため、高精度にレーザ光照射が可能なレーザ光
照射装置を提供することができる。

【００８０】本発明に係る請求項７のレーザ光照射装置
によれば、請求項６において、枠形状からなる被レーザ
光照射物を垂直に保持する手段が、被レーザ光照射物の
レーザ光照射側に配置し被レーザ光照射物を垂直に保持
するための基準面を有する第１の保持手段と、レーザ光
透過側に配置し、被レーザ光照射物の裏面から気体を吹
き付け、第１の保持手段の基準面に被レーザ光照射物を
固持するための開口部を有する第２の保持手段とを備え
たので、第１と第２の保持手段とを組み合せることで第
１の保持手段の基準面に精度良く被レーザ光照射物を固
定させることができ、さらに、第２の保持手段の開口部
から放出される気体の圧力で固定されるので、被レーザ
光照射物に損傷を与えることなく安定に保持でき、高品
質なレーザ光照射が可能な信頼性の高いレーザ光照射装
置を提供することができる。

【００８１】本発明に係る請求項８のレーザ光照射装置
によれば、請求項７において、第２の保持手段の開口部
に吸引と気体吹き出しとの切替え手段を備えたので、開
口部から気体を放出させることにより、被レーザ光照射
物を第１の保持手段に固定させることができ、一方、吸
引することにより、第２の保持手段に被レーザ光照射物
を吸着させてハンドリングすることが可能となり、信頼
性の高いレーザ光照射装置を提供することができる。

【００８２】本発明に係る請求項９のレーザ光照射装置
によれば、請求項６において、枠形状からなる被レーザ
光照射物を垂直に保持する手段が、内外の２重枠構造か
ら構成され、第１の枠部が被レーザ光照射物を駆動し位
置決めする手段を有し、第２の枠部が位置決めされた被
レーザ光照射物を保持する手段を有するので、被レーザ
光照射物を保持した状態で、レーザ光照射位置の微小な
位置決めが可能となり、精度の高いレーザ光照射が可能
な信頼性の高いレーザ光照射装置を提供することができ
る。

【００８３】本発明に係る請求項１０のレーザ光照射装
置によれば、請求項９において、並進及び回転によりレ
ーザ光照射位置の微小な位置決めを行なうので、精度良
く位置決めが可能となり、精度の高いレーザ光照射が可
能な信頼性の高いレーザ光照射装置を提供することがで
きる。

【００８４】本発明に係る請求項１１のレーザ光照射装
置によれば、請求項９または１０において、第１の枠部
と第２の枠部とを吸着機構により固定したので、簡便で
かつ安定に固定が可能となり、精度の高いレーザ光照射
が可能な信頼性の高いレーザ光照射装置を提供すること
ができる。

【００８５】本発明に係る請求項１２のレーザ光照射装
置によれば、請求項４乃至１１のいずれか１項におい
て、保持部の被レーザ光照射物と同じ面内にレーザ強度
測定手段を備えたので、必要に応じて随時レーザ強度の
測定が可能となり、その結果をフィードバックすること
により一定の強度のレーザ光を被レーザ光照射物に照射
させることができ、高品質な被レーザ光照射物を得るこ
とができる、信頼性の高いレーザ光照射装置を提供する
ことができる。

【００８６】本発明に係る請求項１３のレーザ光照射装
置によれば、請求項４乃至１２のいずれか１項におい
て、アルゴンレーザを用いてレーザ光をガルバノミラー
の往復運動で走査しアモルファスシリコンにレーザ光を
照射したので、精度よく安定にアモルファスシリコンの
アニールを行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるレーザ光照射装置の
構成図である。

【図２】本発明の一実施例によるレーザ光照射方法の
手順を示すフローチャートである。

【図３】本発明の一実施例によるレーザ光照射方法説
明するための信号と装置の動作を時系列に示した図であ
る。

【図４】本発明の別の実施例によるレーザ光照射装置
の構成図である。

【図５】本発明の別の実施例によるレーザ光照射装置
の構成図である。

【図６】本発明の別の実施例によるレーザ光照射方法
説明するための信号と装置の動作を時系列に示した図で
ある。

【図７】本発明の一実施例によるレーザ光照射装置の
構成図である。

【図８】本発明の別の実施例によるレーザ光照射装置
の構成図である。

【図９】本発明の一実施例によるレーザ光照射装置に
搭載する基板保持装置の構成図である。

【図１０】本発明の一実施例によるレーザ光照射装置
に搭載する基板保持装置の構成図である。

【図１１】本発明の一実施例によるレーザ光照射装置
に搭載する基板保持装置の構成図である。

【図１２】本発明の一実施例によるレーザ光照射装置
に搭載する基板保持装置の構成図で、図１１の断面図に
相当する図である。

【図１３】本発明の一実施例によるレーザ光照射装置
の構成図である。

【図１４】本発明の一実施例によるレーザ光照射装置
に搭載するレーザ光強度センサーの構成図である。

【図１５】本発明の一実施例によるレーザ光照射装置
を用いてレーザアニールを行なう時のレーザと基板の走
査方向とアライメント方法を説明するための図である。

【図１６】従来のレーザ光照射装置（レーザアニール
装置）の構成図である。

【図１７】従来の別のレーザ光照射装置（レーザアニ
ール装置）の構成図である。

【図１８】従来のレーザ光照射装置におけるレーザ光
照射部の断面拡大図である。

【符号の説明】

１レーザ発振器、２レーザ光、３、３ａ、３ｂ
ベンダーミラー、４偏向ミラー、５偏向ミラー
駆動装置、６集光レンズ、７被照射基板、８
基板保持装置、９移動装置、１０防振台、１１
ビームアッテネータ、１２ビームエキスパンダー１３ホログラム、２１基板保持部、２２気
体吹き出しノズル、２３基準面、２４ａ、２４ｂ、
２４ｃ位置決め治具、２５基板押し出し機構、２
６基板取付部、２７回転駆動部、２８ノズル
部、３１外枠部、３２内枠部、３３板ば
ね、３４直動駆動部、３５ばね、３６真空吸
着用溝、３７真空排気路、４１位置センサー部、
４２連続走行照射制御装置、４３演算処理部、４
４移動装置駆動制御部、４５位置検出部、４６
比較出力部、４７照射位置記憶部、４８偏向ミ
ラー制御装置、５１ビーム強度センサー部、５２
ビーム強度分布測定器、５３レーザ光路、５４部
材、５５部材、５６誘電膜ミラー、５７減光
板、５８ピンホール、５９光電センサー、６０
反射光トラップ部、６１被照射ライン群、６２
アライメントマーク、６３ポリシリコン、１０１
レーザ発振器、１０２レーザ光、１０３偏向ミ
ラー、１０４集光レンズ、１０５被照射基板、
１０６移動装置、１０７ビームエキスパンダー、
１０８偏向ミラー駆動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤原通雄尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社生産技術センター内 (72)発明者吉田和夫尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社生産技術センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源から出射されたレーザ光を集束し、
該集束されたレーザ光あるいは被レーザ光照射物を保持
する保持部を走査して、レーザ光を被レーザ光照射物に
照射するレーザ光照射装置を用いたレーザ光照射方法に
おいて、レーザ光と被レーザ光照射物とのアライメント
を行う第１のステップと、アライメントされた状態で、
被レーザ光照射物保持部を基準位置から所定の方向に走
査駆動させる第２のステップと、走査駆動中の被レーザ
光照射物保持部の位置を計測する第３のステップと、第
３のステップで計測された位置データと予め記憶されて
いたレーザ光照射位置情報とを比較する第４のステップ
と、第４のステップにおいて計測された位置データと予
め記憶されていたレーザ光照射位置が一致した場合被レ
ーザ光照射物保持部を走査駆動させた状態で、レーザ光
を開始位置から終了位置まで所定の方向に走査しながら
照射する第５のステップとを備えたことを特徴とするレ
ーザ光照射方法。
【請求項２】第５のステップにおいて、レーザ光は被
レーザ光照射物上の複数本からなる線状の被照射部に始
点から終点まで繰返し照射され、１本の線状を始点から
終点まで照射するレーザ光走査速度が、終点から次の線
状のレーザ光照射始点までのレーザ光走査速度よりも小
さいことを特徴とする請求項１に記載のレーザ光照射方
法。
【請求項３】レーザ光がアルゴンレーザであり、レー
ザ光の走査をガルバノミラーの往復運動で行い、被レー
ザ光照射物が特定の基板上に形成されたアモルファスシ
リコンであり、レーザ光の走査速度がアモルファスシリ
コンのアニール条件により決定されることを特徴とする
請求項２に記載のレーザ光照射方法。
【請求項４】光源から出射されたレーザ光を集束し、
該集束されたレーザ光あるいは被レーザ光照射物を保持
する保持部を走査して、レーザ光を被レーザ光照射物に
照射するレーザ光照射装置において、レーザ光照射位置
情報を予め記憶させる記憶部と、保持部の走査によって
移動中の被レーザ光照射物の位置を計測する手段とを設
け、前記記憶部のレーザ光照射位置情報と前記計測手段
の位置情報とにより、レーザ光及び被レーザ光照射物を
同時に且つ走査面内の異なる方向に走査させる手段を備
えたことを特徴とするレーザ光照射装置。
【請求項５】光源から出射されたレーザ光を集束し、
該集束されたレーザ光あるいは被レーザ光照射物を保持
する保持部を走査して、レーザ光を被レーザ光照射物に
照射するレーザ光照射装置において、前記保持部が被レ
ーザ光照射物を垂直に保持する手段を備えたことを特徴
とするレーザ光照射装置。
【請求項６】保持部に備えた被レーザ光照射物を垂直
に保持する手段が、中空の枠形状からなることを特徴と
する請求項５に記載のレーザ光照射装置。
【請求項７】枠形状からなる被レーザ光照射物を垂直
に保持する手段が、被レーザ光照射物のレーザ光照射側
に配置し被レーザ光照射物を垂直に保持するための基準
面を有する第１の保持手段と、レーザ光透過側に配置
し、被レーザ光照射物の裏面から気体を吹き付け、第１
の保持手段の基準面に被レーザ光照射物を固持するため
の開口部を有する第２の保持手段とを備えたことを特徴
とする請求項６に記載のレーザ光照射装置。
【請求項８】第２の保持手段の開口部に吸引と気体吹
き出しとの切替え手段を備えたことを特徴とする請求項
７に記載のレーザ光照射装置。
【請求項９】枠形状からなる被レーザ光照射物を垂直
に保持する手段が、内外の２重枠構造から構成され、第
１の枠部が被レーザ光照射物を駆動し位置決めする手段
を有し、第２の枠部が位置決めされた被レーザ光照射物
を保持する手段を有することを特徴とする請求項６に記
載のレーザ光照射装置。
【請求項１０】第１の枠部の被レーザ光照射物を駆動
し位置決めする手段による駆動が、並進及び回転の駆動
であることを特徴とする請求項９に記載のレーザ光照射
装置。
【請求項１１】第１の枠部と第２の枠部とを前記第１
の枠部または第２の枠部に備えた吸引部により吸着し固
定することを特徴とする請求項９または１０に記載のレ
ーザ光照射装置。
【請求項１２】保持部の被レーザ光照射物と同じ面内
にレーザ強度測定手段を備えたことを特徴とする請求項
４乃至１１のいずれか１項に記載のレーザ光照射装置。
【請求項１３】レーザ光がアルゴンレーザであり、レ
ーザ光の走査をガルバノミラーの往復運動で行い、被レ
ーザ光照射物が特定の基板上に形成されたアモルファス
シリコンであることを特徴とする請求項４乃至１２のい
ずれか１項に記載のレーザ光照射装置。