KR100498831B1 - A method and an apparatus for automatically adjusting irradiation distance - Google Patents

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KR100498831B1
KR100498831B1 KR10-2003-0018133A KR20030018133A KR100498831B1 KR 100498831 B1 KR100498831 B1 KR 100498831B1 KR 20030018133 A KR20030018133 A KR 20030018133A KR 100498831 B1 KR100498831 B1 KR 100498831B1
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가부시끼가이샤 니혼 세이꼬쇼
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Abstract

(과제) 결정화용 레이저광 및 거리계측용 광 양자를 동일 광축 위에 안내하기 때문에, 양쪽 광의 간섭 등이 발생하기 쉬울 뿐만 아니라, 하프미러를 투과할 때에 반사광 또는 투과광을 발생시켜 강도저하를 발생시킨다.(Problem) Since both the laser light for crystallization and the light for distance measurement are guided on the same optical axis, not only are the interferences of both lights easily generated, but also the reflected light or the transmitted light is generated when passing through the half mirror, resulting in a decrease in intensity.

(해결수단) 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 에 대해 스테이지 (10) 를 상대이동시키는 승강구동장치 (30) 와, 펄스ㆍ레이저 (4) 로부터 소정 거리 L 를 두고 설치되고, 피조사물 (5) 의 조사면과의 거리 h 를 차례차례 측정하여, 검출값 hn 을 출력하는 거리계 (31) 와, 피조사물 (5) 과 대물렌즈 (3) 사이의 적정한 거리에 대응하는 기본제어값 H 를 출력하는 기본제어값 설정수단 (32) 을 갖고, 기본제어값 H 와 검출값 hn 의 차이값 Δn 을 차례차례 구하는 동시에, 전회에 구한 차이값 Δn-1 과 금회에 구한 차이값 Δn 의 차이로 이루어지는 제어차이값 δ 을 구하고, 이 제어차이값 δ을 소정 거리 L 을 이동하는 데에 필요한 시간만큼 지연시켜 출력시키고, 제어차이값 δ에 따라 승강구동장치 (30) 를 구동시켜, 거리를 제어한다.(Solution means) A lifting and lowering drive device 30 which relatively moves the stage 10 relative to the reticle 21 and the objective lens 3, and a predetermined distance L from the pulse laser 4, are provided. 5) Measure the distance h with the irradiation surface in order one by one, and the basic control value H corresponding to the appropriate distance between the irradiated object 5 and the objective lens 3 and outputting the detection value hn. A basic control value setting means (32) to be outputted, wherein the difference value (Δn) between the basic control value (H) and the detected value (hn) is sequentially obtained, and the difference is obtained by the difference between the difference value (Δn-1) obtained last time and the difference value (Δn) obtained this time. The control difference value δ is obtained, and the control difference value δ is delayed and output by the time required to move the predetermined distance L, and the lift drive device 30 is driven in accordance with the control difference value δ to control the distance.

Description

조사거리 자동조절방법 및 그의 장치{A METHOD AND AN APPARATUS FOR AUTOMATICALLY ADJUSTING IRRADIATION DISTANCE}A METHOD AND AN APPARATUS FOR AUTOMATICALLY ADJUSTING IRRADIATION DISTANCE}

본 발명은 조사거리 자동조절방법 및 그 장치에 관한 것으로, 상세하게는 레이저 발진장치로부터의 펄스ㆍ레이저를 집속시키는 대물렌즈와 스테이지에 탑재된 피조사물 사이의 조사거리 자동조절방법 및 그 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for automatically adjusting the irradiation distance and a device thereof, and more particularly, to a method and an apparatus for automatically adjusting the irradiation distance between an objective lens for focusing pulses and lasers from a laser oscillation device and an irradiated object mounted on a stage. will be.

종래, 박막트렌지스터의 결정화 규소의 제조시에, 유리기판 위에 얇은 a-Si (비정질 규소) 막을 형성한 피조사물에 레이저광을 조사하여, a-Si 막을 결정화하여 얇은 p-Si (폴리규소) 막으로 하고 있다. 이 a-Si 막에 레이저광을 조사하는 방법 중 하나로서, 균일한 강도의 레이저광을 레티클 (마스크) 에 쏘아, 그것을 광학기기의 대물렌즈로 피조사물의 s-Si 막에 투영하여 결상시켜 조사하는 방법이 있다 (예를 들어 일본특허 제 3204986 호).Conventionally, in the production of crystallized silicon of thin film transistors, a laser beam is irradiated to an irradiated object on which a thin a-Si (amorphous silicon) film is formed on a glass substrate to crystallize the a-Si film to form a thin p-Si (polysilicon) film. I am doing it. As a method of irradiating a laser beam to this a-Si film, a laser beam of uniform intensity is shot on a reticle (mask), which is imaged by projecting onto an s-Si film of an irradiated object with an objective lens of an optical device. There is a method (for example, Japanese Patent No. 3204986).

이는 엑시머 레이저를 발생시키는 레이저 발진장치에서 발생시킨 레이저광을 광학기기로 안내하고, 반사미러에 의해 적당히 방향 변환시키는 동시에, 정형하여 강도를 균일화시킨 후, 레티클 및 대물렌즈를 통과시킴으로써, 방형의 라인빔 (펄스ㆍ레이저) 으로 정형하고, 피조사물에 조사하여 전사하고 있다. 피조사물은 레이저 어닐장치의 진공실내에 설치되어 있다.This is a rectangular line by guiding a laser beam generated by a laser oscillation device that generates an excimer laser to an optical device, directionally changing by a reflecting mirror, shaping and equalizing the intensity, and passing the reticle and the objective lens. It is shaped by a beam (pulse laser) and irradiated to the irradiated object to be transferred. The irradiated object is installed in the vacuum chamber of the laser annealing apparatus.

이같은 경우에서, 대물렌즈로 레티클의 이미지를 충실히 피조사물에 결상시키는 방법으로서 크게 구분하면 3 가지 방법이 있다.In such a case, there are three methods of classifying the image of the reticle faithfully into the irradiated object by the objective lens.

첫 번째로는 레티클의 위치를 변화시킴으로써 레티클과 대물렌즈의 거리를 적절하게 하여 피조사물로 결상시키는 방법이다. 두 번째로는 대물렌즈의 위치를 변화시킴으로써 레티클과 대물렌즈의 거리를 적절하게 하여 피조사물로 결상시키는 방법이다. 세 번째로는 레티클과 대물렌즈의 거리는 일정하게 해두고, 피조사물의 위치를 변화시킴으로써 대물렌즈로부터의 피조사물까지의 거리를 적절하게 하여 피조사물에 결상시키는 방법이다.Firstly, the distance between the reticle and the objective lens is appropriately formed by changing the position of the reticle to form an object. Secondly, by changing the position of the objective lens, the distance between the reticle and the objective lens is appropriately formed to form an irradiated object. Third, the distance between the reticle and the objective lens is kept constant, and the distance from the objective lens to the irradiated object is appropriately formed by changing the position of the irradiated object to form an image on the irradiated object.

첫 번째 및 두번째는 결상되는 이미지의 크기가 변화되는 결점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 세 번째 방법을 채택한다. 여기에서, 스테이지의 정밀도 및 피조사물의 형상수치가 좋으면 문제는 발생되지 않지만, 현실적으로 스테이지 자체에 관하여 말하면, 상하방향이동 (Z 축) 을 정지시켜 수평방향 (X) 으로만 이동시킨 경우, 최대 10 ㎛ 정도 변화한다. 또, 피조사물의 두께는 최대 30 ㎛ 정도 변화한다. 즉, 합계 40 ㎛ 정도의 변화가 발생한다. 이 때문에, 스테이지를 상하시켜 대물렌즈로부터 피조사물의 결상면까지의 거리를 일정하게 유지할 필요가 있다.The first and second have the drawback that the size of the image to be imaged is changed. Therefore, the present invention adopts the third method. Here, if the precision of the stage and the shape value of the irradiated object are good, no problem occurs, but in terms of the stage itself, in reality, when the vertical movement (Z axis) is stopped and moved only in the horizontal direction (X), the maximum is 10. The micrometer changes. In addition, the thickness of an irradiated object changes about 30 micrometers at maximum. That is, the change about 40 micrometers in total arises. For this reason, it is necessary to keep the stage up and down to keep the distance from the objective lens to the imaging surface of the irradiated object constant.

그러나, 피조사물의 전체면에 적절한 결상을 얻기 위해, 대물렌즈와 피조사물의 광축 위에서의 거리를 계측하여 제어할 필요가 있다. 이를 실현하는 종래의 방법은 몇 가지 있다.However, in order to obtain an appropriate image formation on the entire surface of the irradiated object, it is necessary to measure and control the distance between the objective lens and the optical axis of the irradiated object. There are several conventional ways to accomplish this.

그 대표예를 도 5 에 나타낸다. 이는 레이저 발진장치에서 발생시킨 펄스ㆍ레이저 (80) 를 레티클 (70) 에 통과시키고, 반사미러 (71) 및 하프미러로 이루어지는 반사미러 (72) 에 의해 적당하게 방향 전환시켜 대물렌즈 (73) 를 통과시킨 후, 피조사물 (74) 의 표면에 조사하고 있다.The representative example is shown in FIG. This causes the pulse laser generated by the laser oscillator to pass through the reticle 70, and is appropriately redirected by the reflection mirror 72 made up of the reflection mirror 71 and the half mirror to turn the objective lens 73. After passing through, the surface of the irradiated object 74 is irradiated.

한편, 적당한 광에 의해 대물렌즈 (73) 와 피조사물 (74) 의 광축 위에서의 거리를 계측하고 있다. 즉, 광 (81) 을 원통렌즈 (76) 에 통과시킨 후에 하프미러로 이루어지는 반사미러 (77) 로 반사시키는 동시에, 반사미러 (72) 를 투과시시켜서 대물렌즈 (73) 를 통과시켜 집속시키고, 피조사물 (74) 의 표면을 조사하여 그 반사광을 대물렌즈 (73) 및 반사미러 (72, 77) 을 통과시켜 측정기 (78) 에 수광시키고 있다.On the other hand, the distance on the optical axis of the objective lens 73 and the to-be-projected object 74 is measured by suitable light. That is, after passing the light 81 through the cylindrical lens 76, it is reflected by the reflection mirror 77 made of a half mirror, while passing through the reflection mirror 72 to pass through the objective lens 73 to focus, The surface of the irradiated object 74 is irradiated and the reflected light is passed through the objective lens 73 and the reflection mirrors 72 and 77 to be received by the measuring instrument 78.

그리고, 측정기 (78) 에서 수광한 광 (81) 의 형상으로부터 대물렌즈 (73) 와 피조사물 (74) 의 광축 위에서의 거리의 적합 여부를 판정하는 동시에 적정상태가 되도록 도시하지 않은 승강구동장치에 의해 스테이지 (79) 및 피조사물 (74) 을 승강 이동시킨다. 대물렌즈 (73) 와 피조사물 (74) 의 광축 위에서의 거리 오차 (B-A) 는 5 ㎛ 이내가 바람직하다. 측정기 (78) 에서 수광한 광 (81) 의 형상은 도 6 에 나타내는 바와 같고, 도 6 의 (a) 는 대물렌즈 (73) 가 피조사물 (74) 에 가까워짐을, 도 6 의 (b) 는 적정상태, 도 6 의 (c) 는 대물렌즈 (73) 가 피조사물 (74) 로부터 멀어짐을 나타낸다.Then, it is determined whether or not the distance between the objective lens 73 and the irradiated object 74 on the optical axis is appropriate from the shape of the light 81 received by the measuring device 78, and the lifting drive device (not shown) so as to be in an appropriate state. The stage 79 and the irradiated object 74 are moved up and down by this. The distance error (B-A) on the optical axis of the objective lens 73 and the irradiated object 74 is preferably within 5 μm. The shape of the light 81 received by the measuring device 78 is as shown in FIG. 6, and FIG. 6 (a) shows that the objective lens 73 is close to the irradiated object 74. 6C shows that the objective lens 73 is far from the irradiated object 74.

그러나, 박막트렌지스터의 결정화 규소의 제조를 위해 레이저광을 조사시키는 경우에서는 매우 강한 강도의 레이저광 (80) 이 필요한데, 하프미러로 이루어지는 반사미러 (72) 등에서의 반사에 의해 강도저하를 발생시킨다. 또, 거리계측용 광 (81) 이 하프미러로 이루어지는 반사미러 (72, 77) 를 투과할 때에, 반사광 또는 투과광을 발생시켜 강도저하를 발생시키는 경향이 있을 뿐만 아니라, 거리계측용 광 (81) 이 자외선 등의 파장이 짧은 것인 경우에는 레이저광 (80) 과의 간섭 등이 발생되기 쉽기 때문에, 채택하기 어려운 면이 있었다. 또한, 반사미러 (72, 77) 로서 소정 파장의 광 (81) 을 통과시키는 하프미러를 사용한 경우라도 반사미러 (77) 는 동일 파장의 광 (81) 을 반사 및 투과시키는 것이기 때문에, 투과광 또는 반사광을 반생시켜 강도저하를 발생시킨다. 더불어, 레이저광 (80) 및 광 (81) 이 상이한 파장을 갖기 때문에, 대물렌즈 (73) 를 통과한 후의 결상위치가 어긋나 정확하게 거리의 적합 여부를 판정하는 것이 곤란하다. 이는 결정화용 레이저광 (80) 및 거리계측용 광 (81) 의 양자를 동일 광축 위에 안내하는 것에 기인하고 있다. However, in the case of irradiating a laser beam for the production of crystallized silicon of the thin film transistor, a laser beam 80 having a very strong intensity is required, and the strength decreases due to reflection in the reflection mirror 72 or the like made of a half mirror. In addition, when the distance measuring light 81 passes through the reflecting mirrors 72 and 77 made of the half mirror, not only the reflected light or the transmitted light is generated, but also the intensity decreases, and the distance measuring light 81 In the case where the wavelength such as ultraviolet rays is short, interference with the laser light 80 is likely to occur, and thus there is a side that is difficult to adopt. In addition, even when the half mirror which passes the light 81 of a predetermined wavelength is used as the reflection mirrors 72 and 77, since the reflection mirror 77 reflects and transmits the light 81 of the same wavelength, it is transmitted light or reflected light. Induces the decrease in strength. In addition, since the laser light 80 and the light 81 have different wavelengths, it is difficult to determine whether or not the distance is correctly formed by shifting the image forming position after passing through the objective lens 73. This is attributable to guiding both the crystallization laser light 80 and the distance measuring light 81 on the same optical axis.

본 발명은 피조사물을 상대이동시키면서 레이저를 조사하는 경우에서, 펄스ㆍ레이저의 광축으로부터 떨어진 위치에 거리계를 설치하고, 상기 서술한 과제를 해결한 조사거리 자동조절방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an automatic irradiation distance adjusting method and a device in which a distance meter is provided at a position away from the optical axis of a pulse laser when irradiating a laser while moving the irradiated object relative to each other. I am doing it.

본 발명은 이같은 종래의 기술적 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 구성은 다음과 같다.This invention is made | formed in view of such a conventional technical subject, and its structure is as follows.

청구항 1 의 발명은 레이저 발진장치 (1) 와, 피조사물 (5) 을 탑재시킨 스테이지 (10) 와, 스테이지 (10) 를 레이저 발진장치 (1) 에 대해 소정 방향 (X) 으로 상대이동시키는 이동장치 (20) 를 구비하고, 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 를 순차적으로 통과시켜 대물렌즈 (3) 에 의해 집속시킨 레이저 발진장치 (1) 로부터의 펄스ㆍ레이저 (4) 를 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 에 소정 간격마다 조사시키는 조사거리 자동조절방법에 있어서,The invention of claim 1 is a movement for relatively moving the laser oscillation apparatus 1, the stage 10 on which the irradiated object 5 is mounted, and the stage 10 relative to the laser oscillation apparatus 1 in a predetermined direction X. The stage 20 includes a pulse laser from the laser oscillation apparatus 1 having an apparatus 20 and focused through the reticle 21 and the objective lens 3 sequentially and focused by the objective lens 3. In the irradiation distance automatic adjustment method to irradiate the irradiation target (5) mounted on the

레이저 발진장치 (1), 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 에 대해 스테이지 (10) 를 상대적으로 승강이동시키는 승강구동장치 (30) 와, A lift driving device 30 for lifting and lowering the stage 10 relative to the laser oscillation device 1, the reticle 21 and the objective lens 3,

펄스ㆍ레이저 (4) 의 상기 피조사물 (5) 로의 조사위치로부터 스테이지 (10) 의 진행방향 후측에 소정 거리 (L) 를 두고 레이저 발진장치 (1) 측에 설치되고, 상기 피조사물 (5) 의 펄스ㆍ레이저 (4) 의 조사면과의 거리 (h) 를 차례차례 측정하여 검출값 (hn) 을 출력하는 거리계 (31) 와, 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 과 대물렌즈 (3) 사이의 적정한 거리에 대응하는 기본제어값 (H) 을 출력하는 기본제어값 설정수단 (32) 을 갖고, It is provided on the side of the laser oscillation apparatus 1 with the predetermined distance L behind the advancing direction of the stage 10 from the irradiation position of the pulse laser 4 to the said to-be-projected object 5, The said to-be-projected object 5 The distance meter 31 which measures the distance h from the irradiation surface of the pulse-laser 4 of the laser beam 4 sequentially and outputs the detection value hn, the irradiated object 5 mounted on the stage 10 and the objective lens. (3) has a basic control value setting means 32 for outputting a basic control value H corresponding to an appropriate distance therebetween,

기본제어값 (H) 과 검출값 (hn) 의 차이값 (Δn) 을 차례차례 구하는 동시에, 전에 구한 차이값 (Δn-1) 과 그 다음에 구한 차이값 (Δn) 의 차이로 이루어지는 제어차이값 (δ) 을 구함과 동시에, 이 제어차이값 (δ) 을 상기 소정 거리 (L) 를 스테이지 (10) 가 이동하는 데에 필요한 시간만큼 지연시켜 출력시키도록 하고, The control difference value which consists of the difference of the difference value (DELTA) n-1 calculated | required previously, and the difference value (DELTA) n calculated | required next, while obtaining the difference value (DELTA) n between the basic control value (H) and the detected value (hn) in order. (delta) is calculated | required, and this control difference value (delta) is made to delay and output the said predetermined distance L by the time required for the stage 10 to move,

제어차이값 (δ) 에 따라 승강구동장치 (30) 를 구동시킴으로써 레티클 (21) 과 대물렌즈 (3) 의 간격을 일정하게 유지한 채, 대물렌즈 (3) 와 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 의 펄스ㆍ레이저 (4) 의 조사면의 거리를 제어하는 것을 특징으로 하는 조사거리 자동조절방법이다.By driving the elevating drive device 30 in accordance with the control difference value δ, the target mounted on the objective lens 3 and the stage 10 while keeping the distance between the reticle 21 and the objective lens 3 constant. A method of automatically adjusting the irradiation distance, characterized by controlling the distance of the irradiation surface of the pulse laser (4) of the object (5).

청구항 2 의 발명은 레이저 발진장치 (1) 와, 피조사물 (5) 을 탑재시킨 스테이지 (10) 와, 스테이지 (10) 를 레이저 발진장치 (1) 에 대해 소정 방향 (X) 으로 상대이동시키는 이동장치 (20) 를 구비하고, 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 를 순차적으로 통과시켜 대물렌즈 (3) 에 의해 집속시킨 레이저 발진장치 (1) 로부터의 펄스ㆍ레이저 (4) 를 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 에 소정 간격마다 조사시키는 조사거리 자동조절장치에 있어서,The invention according to claim 2 is a movement for relatively moving the laser oscillation apparatus 1, the stage 10 on which the irradiated object 5 is mounted, and the stage 10 relative to the laser oscillation apparatus 1 in a predetermined direction X. The stage 20 includes a pulse laser from the laser oscillation apparatus 1 having an apparatus 20 and focused through the reticle 21 and the objective lens 3 sequentially and focused by the objective lens 3. In the irradiation distance automatic control device for irradiating the irradiated object (5) mounted on the at every predetermined interval,

레이저 발진장치 (1), 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 에 대해 스테이지 (10) 를 상대적으로 승강이동시키는 승강구동장치 (30) 와, A lift driving device 30 for lifting and lowering the stage 10 relative to the laser oscillation device 1, the reticle 21 and the objective lens 3,

펄스ㆍ레이저 (4) 의 상기 피조사물 (5) 로의 조사위치로부터 스테이지 (10) 의 진행방향 후측에 소정 거리 (L) 를 두고 레이저 발진장치 (1) 측에 설치되고, 상기 피조사물 (5) 의 펄스ㆍ레이저 (4) 의 조사면과의 거리 (h) 를 차례차례 측정하여 검출값 (hn) 을 출력하는 거리계 (31) 와, It is provided on the side of the laser oscillation apparatus 1 with the predetermined distance L behind the advancing direction of the stage 10 from the irradiation position of the pulse laser 4 to the said to-be-projected object 5, The said to-be-projected object 5 The distance meter 31 which measures the distance (h) from the irradiation surface of the pulse laser (4) one by one, and outputs the detection value (hn),

스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 과 대물렌즈 (3) 사이의 거리에 대응하는 기본제어값 (H) 을 출력하는 기본제어값 설정수단 (32) 과, Basic control value setting means (32) for outputting a basic control value (H) corresponding to the distance between the irradiated object (5) mounted on the stage (10) and the objective lens (3);

기본제어값 (H) 과 검출값 (hn) 의 차이값 (Δn) 을 차례차례 구하는 제 1 연산수단 (33) 과,First calculating means 33 which sequentially obtains the difference value Δn between the basic control value H and the detected value hn;

전에 구한 차이값 (Δn-1) 을 기억시키는 기억수단 (35) 과,Storage means 35 for storing the previously obtained difference value? N-1;

전에 구한 차이값 (Δn-1) 과 그 다음에 구한 차이값 (Δn) 의 차이로 이루어지는 제어차이값 (δ) 을 구하는 제 2 연산수단 (36) 과,Second calculating means 36 for obtaining a control difference value δ consisting of a difference between the previously obtained difference value? N-1 and the next difference value? N;

이 제어차이값 (δ) 을 상기 소정 거리 (L) 를 스테이지 (10) 가 이동하는 데에 필요한 시간만큼 지연시켜 출력시키기 위한 지연수단 (34) 을 갖고,Has a delay means 34 for delaying and outputting this control difference value δ by the time required for the stage 10 to move, and outputting the predetermined distance L,

제어차이값 (δ) 에 따라 승강구동장치 (30) 를 구동시켜, 레티클 (21) 과 대물렌즈 (3) 의 간격을 일정하게 유지한 채, 대물렌즈 (3) 와 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 의 펄스ㆍ레이저 (4) 의 조사면의 거리를 제어하는 것을 특징으로 하는 조사거리 자동조절장치이다. The lift drive device 30 is driven in accordance with the control difference value δ so as to be mounted on the objective lens 3 and the stage 10 while keeping the distance between the reticle 21 and the objective lens 3 constant. An irradiation distance automatic control device characterized in that the distance of the irradiation surface of the pulse laser (4) of the irradiated object (5) is controlled.

청구항 3 의 발명은 지연수단 (34) 이 제 1 FIFO 메모리 (45) 에 의해 구성되고, 검출값 (hn) 을 상기 소정 거리 (L) 를 스테이지 (10) 가 이동하는 데에 필요한 시간만큼 지연시켜서 출력시켜 제어차이값 (δ) 의 출력을 지연시키는 것을 특징으로 하는 청구항 2 의 조사거리 자동조절장치이다.According to the invention of claim 3, the delay means 34 is constituted by the first FIFO memory 45, and the detection value hn is delayed by the time required for the stage 10 to move the predetermined distance L. And outputting the delayed output of the control difference value δ.

청구항 4 의 발명은 기억수단 (35) 이 제 2 FIFO 메모리 (46) 에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 청구항 2 또는 3 의 조사거리 자동조절장치이다.The invention according to claim 4 is the irradiation distance automatic adjustment device according to claim 2 or 3, wherein the storage means 35 is constituted by the second FIFO memory 46.

발명의 실시형태Embodiment of the invention

도 1 ∼ 도 4 는 본 발명에 관련되는 조사거리 자동조절장치의 1 실시형태를 나타낸다. 도면 중에서 부호 10 은 스테이지이고, 도 3 에 나타내는 바와 같이 기판으로 이루어지는 피조사물 (5) 을 스테이지 (10) 위에 탑재시킨 상태에서, 이동장치 (20) 에 의해 스테이지 (10) 를 레이저 발진장치 (1) 로부터의 펄스ㆍ레이저 (4) 에 대해 수평인 소정 방향 (X) (스캔하는 X 축 방향) 으로 상대적으로 이동시킨다. 또한, 실제로는 스테이지 (10) 를 소정 방향 (X) 으로 왕복 이동시킨다.1 to 4 show one embodiment of the automatic irradiation distance adjusting device according to the present invention. In the drawing, reference numeral 10 is a stage, and as shown in FIG. 3, the stage 10 is moved by the moving device 20 to the laser oscillation apparatus 1 in a state where the projected object 5 made of a substrate is mounted on the stage 10. Relative to the pulse laser 4 from the laser beam 4). In addition, the stage 10 is actually reciprocated in the predetermined direction X. FIG.

레이저 발진장치 (1) 는 도 4 의 (a) 에 나타내는 바와 같이 기초대 (22) 에 고정설치되어 펄스ㆍ레이저로 이루어지는 엑시머 레이저를 발생시키고, 발생시킨 레이저광 (A1) 을 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 를 포함하는 광학기기 (9) 로 안내하여 반사미러 (7) 로 방향전환시키고, 장축 호모지나이저 (2a) 및 단축 호모지나이저 (2b) 를 통과시켜 정형하여 강도를 균일화시킨 후, 다시 반사미러 (8) 로 방향전환시켜 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 를 통과시킴으로써 방형의 라인빔으로 이루어지는 펄스ㆍ레이저 (4) 로 정형하고, 스테이지 (10) 위에 탑재된 피조사물 (5) 에 투영ㆍ결상되도록 조사하고 있다. 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 는 광축을 일치시켜 소정 간격으로 고정하여 배치되고, 이 광축이 피조사물 (5) 의 조사면과 직교하고 있다. 피조사물 (5) 은 레이저 어닐장치의 진공실내에 설치되어 있다. As shown in Fig. 4A, the laser oscillation apparatus 1 is fixed to the base 22 to generate an excimer laser made of a pulse laser, and the generated laser light A1 is reticle 21 and Guided to the optical device 9 including the objective lens 3, the direction is changed to the reflecting mirror 7, and passed through the long axis homogenizer 2a and the single axis homogenizer 2b to form a uniform strength. Afterwards, the object is irradiated to the reflective mirror 8 again and passed through the reticle 21 and the objective lens 3 to form a pulse laser 4 made of a rectangular line beam, and to be mounted on the stage 10. (5) is irradiated so that it may project and image. The reticle 21 and the objective lens 3 are arranged to coincide with the optical axes and fixed at predetermined intervals, and the optical axes are orthogonal to the irradiation surface of the irradiated object 5. The irradiated object 5 is provided in a vacuum chamber of the laser annealing apparatus.

피조사물 (5) 은 도 4 에 나타내는 바와 같이 유리기판 (6) 위에 얇은 a-Si (비정질 규소) 막 (5a) 을 형성한 것으로, 이 a-Si 막 (5a) 에 펄스ㆍ레이저 (4) 를 조사시킴으로써 a-Si 막 (5a) 을 결정화하여 얇은 p-Si (폴리규소) 막 (5b) 으로 되어 있다. 스테이지 (10) 를 왕복 이동시키면서 피조사물 (5) 의 소정 방향 (X) 의 전체 폭에 걸쳐 펄스ㆍ레이저 (4) 를 조사시킨다. 실제로는 그 후, 스테이지 (10) 를 소정 방향 (X) 과 직교하는 방향으로 변위시키고, 피조사물 (5) 의 소정 방향 (X) 의 전체 폭에 걸쳐 펄스ㆍ레이저 (4) 를 조사시킴으로써 피조사물 (5) 의 전체면에 펄스ㆍ레이저 (4) 를 조사시키고, 전체면이 소정 조사회수 (10 ∼ 20 회) 에 도달한 피조사물 (5) 을 교환하여 차례차례 피조사물 (5) 에 펄스ㆍ레이저 (4) 를 조사시킨다.The irradiated object 5 formed the thin a-Si (amorphous silicon) film | membrane 5a on the glass substrate 6 as shown in FIG. 4, The pulse-laser 4 was formed in this a-Si film | membrane 5a. The a-Si film 5a is crystallized by irradiating to give a thin p-Si (polysilicon) film 5b. While the stage 10 is reciprocated, the pulse laser 4 is irradiated over the entire width of the predetermined direction X of the irradiated object 5. In reality, after that, the stage 10 is displaced in a direction orthogonal to the predetermined direction X, and the irradiated object is irradiated with the pulse laser 4 over the entire width of the predetermined direction X of the irradiated object 5. Pulse-laser 4 is irradiated on the entire surface of (5), and the irradiated object 5 whose total surface reaches a predetermined number of irradiation times (10 to 20 times) is replaced, and pulses are irradiated on the irradiated object 5 in turn. The laser 4 is irradiated.

이동장치 (20) 는 구체적으로 도 3 에 나타내는 X 축 서보 (55) 를 갖고 있다. 즉, 서보모터 (40) 를 구비하고, 서보모터 (40) 의 정역 회전에 의해 도시하지 않은 볼나사기구를 통해 스테이지 (10) 를 소정 간격마다 간헐적 또는 연속적으로 이동시킨다.The moving device 20 has the X axis servo 55 specifically shown in FIG. That is, the servo motor 40 is provided, and the stage 10 is intermittently or continuously moved at predetermined intervals through the ball screw mechanism (not shown) by the forward and reverse rotation of the servomotor 40.

이동장치 (20) 의 서보모터 (40) 는 도 3 에 나타내는 구동신호 (R4) 에 기초하여 서보제어장치 (60) 에 의해 구동되고, 구동신호 (R4) 로부터 이동신호 (Zn) 를 감산시켜 제로가 되었을 때에 정지되고, 스테이지 (10) 및 피조사물 (5) 도 정지된다. 실제로는 그 후, 서보모터 (40) 가 역회전 구동되고, 구동신호 (R4) 로부터 이동신호 (Zn) 를 감산시켜 제로가 되었을 때에 다시 정지되고, 스테이지 (10) 및 피조사물 (5) 도 정지된다. 이 반복에 의해 스테이지 (10) 위의 피조사물 (5) 이 레이저 발진장치 (1) 로부터의 펄스ㆍ레이저 (4) 에 대해 소정 방향 (X) 으로 상대 왕복 이동한다. 이 때문에, 후술하는 거리계 (31) 는 실제로는 펄스ㆍ레이저 (4) 의 상기 피조사물 (5) 로의 조사위치, 다시 말해 레티클 및 대물렌즈 (3) 의 광축으로부터 스테이지 (10) 의 진행방향의 전후 양측에 대칭으로 설치된다.The servo motor 40 of the moving device 20 is driven by the servo control device 60 based on the drive signal R4 shown in FIG. 3, and subtracts the moving signal Zn from the drive signal R4 to zero. When is stopped, the stage 10 and the irradiated object 5 are also stopped. In reality, after that, the servomotor 40 is driven in reverse rotation, and when the servo signal 40 becomes zero by subtracting the movement signal Zn from the drive signal R4, the servo motor 40 is stopped again, and the stage 10 and the irradiated object 5 are also stopped. do. By this repetition, the irradiated object 5 on the stage 10 is relatively reciprocated in the predetermined direction X with respect to the pulse laser 4 from the laser oscillation apparatus 1. For this reason, the rangefinder 31 mentioned later is actually the irradiation position of the pulse laser 4 to the said to-be-projected object 5, ie, the front-back direction of the advancing direction of the stage 10 from the optical axis of the reticle and the objective lens 3. It is installed symmetrically on both sides.

이동신호 (Zn) 는 서보모터 (40) 의 회전수 (회전각도) 를 로터리 인코더 (41) 에 의해 검출하고, 그 검출펄스가 제 1 카운터 (42) 에 의해 계수되고, 스테이지 (10) 의 이동 길이가 소정값이 될 때마다 펄스신호로서 얻어진다. 따라서, 이동신호 (Zn) 는 1 개의 펄스마다 스테이지 (10) 의 소정 이동 길이에 대응하고 있다.The movement signal Zn detects the rotation speed (rotation angle) of the servomotor 40 by the rotary encoder 41, the detection pulse is counted by the first counter 42, and the movement of the stage 10 is carried out. Each time the length becomes a predetermined value, it is obtained as a pulse signal. Therefore, the movement signal Zn corresponds to the predetermined movement length of the stage 10 for every one pulse.

X 축 서보 (55) 에 의해 도 2 위에서 우측에서 좌측으로 이동하는 스테이지 (10) 의 구체적인 속도는 100 ∼ 800 ㎜/sec 정도이다. 간헐적으로 조사되는 펄스ㆍ레이저 (4) 는 예를 들어 매초 50 ∼ 1,000 회 발광하고, 그 발광하고 있는 시간은 2 nsec ∼ 10 μsec 정도이다. 이같이 스테이지 (10) 의 이동속도와 비교하여 펄스ㆍ레이저 (4) 가 발광하고 있는 시간은 매우 짧기 때문에, 스테이지 (10) 를 연속 이동시키면서라도 X 축 서보 (55) 에 형성되어 소정 방향 (X) 의 위치를 나타내는 제 1 카운터 (42) 의 값에 의해 펄스ㆍ레이저 (4) 를 등간격으로 조사할 수 있다. 즉, 서보모터 (40) 에 의한 스테이지 (10) 의 구동은 하나하나 조사하는 장소에서 일단 정지시켜 조사시키는 간헐적 조사를 하지 않아도 사실상 문제없이 조사할 수 있다.The specific speed of the stage 10 moving from the right to the left in FIG. 2 by the X-axis servo 55 is about 100 to 800 mm / sec. The pulse laser 4 to be irradiated intermittently emits 50 to 1,000 times per second, for example, and the light emitting time is about 2 nsec to 10 μsec. Thus, since the time which the pulse laser 4 emits light is very short compared with the movement speed of the stage 10, it is formed in the X-axis servo 55 even if the stage 10 is continuously moved, and it is made into the predetermined direction X The pulse laser 4 can be irradiated at equal intervals by the value of the 1st counter 42 which shows the position of. That is, the drive of the stage 10 by the servomotor 40 can be irradiated without a problem even if it does not perform intermittent irradiation which stops and irradiates once at the place irradiated one by one.

이 이동신호 (Zn) 는 제 2 카운터 (43) 에 의해 계수되고, 계수값 1/N1 이 될 때마다 스테이지 (10) 의 소정 간격의 이동마다로 하여 펄스ㆍ레이저 (4) 를 발진시키는 신호 (I) 를 출력하고, 이 신호 (I) 에 의해 레이저 발진장치 (1) 를 구동시켜 펄스ㆍ레이저 (4) 를 조사시킨다. 따라서, 스테이지 (10) 위의 피조사물 (5) 에 대해 소정 간격의 거리ㆍ위치에 차례차례 펄스ㆍ레이저 (4) 가 조사된다.This movement signal Zn is counted by the second counter 43, and the signal for oscillating the pulse laser 4 at every movement of the predetermined interval of the stage 10 whenever it becomes the count value 1 / N1 ( I) is output and the laser oscillation apparatus 1 is driven by this signal I to irradiate the pulse laser 4. Therefore, the pulse laser 4 is irradiated to the irradiated object 5 on the stage 10 in sequence at a distance and a position of predetermined intervals.

그리고, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 승강구동장치 (30), 거리계 (31), 기본제어값 설정수단 (32), 제 1 연산수단 (33), 지연수단 (34), 기억수단 (35) 및 제 2 연산수단 (36) 을 설치한다.As shown in FIG. 1, the lift drive device 30, the rangefinder 31, the basic control value setting means 32, the first calculation means 33, the delay means 34, the storage means 35, and the like. The second calculating means 36 is provided.

승강구동장치 (30) 는 레이저 발진장치 (1), 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 에 대해 스테이지 (10) 를 상대적으로 승강이동시키는 기능을 갖고, 도 2 에 나타내는 정역으로 회전 구동되는 서보모터 (36) 에 의해, 볼ㆍ스크류기구 (37) 를 통해 제 1 경사블록 (38) 을 수평방향으로 진퇴구동시킨다. 이로써, 제 1 경사블럭 (38) 에 경사면으로 걸어맞추는 제 2 경사블럭 (39) 이 승강되므로, 제 2 경사블록 (39) 과 일체인 스테이지 (10) 가 승강된다. 제 1 경사블럭 (38) 은 기초대 (22) 측에 수평방향의 슬라이딩이 자유롭게 지지되고, 스테이지 (10) 는 기초대 (22) 측에 상하방향의 슬라이딩이 자유롭게 지지되고 있다.The lift drive device 30 has a function of relatively elevating and moving the stage 10 relative to the laser oscillation device 1, the reticle 21, and the objective lens 3, and the servo is rotated in the forward and reverse directions shown in FIG. By the motor 36, the first inclined block 38 is driven and retracted in the horizontal direction via the ball screw mechanism 37. As a result, since the second inclined block 39 engaging with the first inclined block 38 on the inclined surface is elevated, the stage 10 integrated with the second inclined block 39 is raised and lowered. The first inclined block 38 is freely supported in the horizontal direction on the side of the base 22, and the stage 10 is freely supported in the up and down direction on the side of the base 22. As shown in FIG.

거리계 (31) 는 도 2 에 나타내는 바와 같이 펄스ㆍ레이저 (4) 의 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 로의 조사위치로부터 스테이지 (10) 의 진행방향 후측에 소정 거리 (L) 를 두고, 기초대 (22) 측이 되는 레이저 발진장치 (1) 측에 설치되고, 상기 피조사물 (5) 의 펄스ㆍ레이저 (4) 조사면과의 거리 (h) 를 측정한다. 거리계 (31) 에 의해 측정되는 거리 (h) 는 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 를 통과한 후, 피조사물 (5) 에 조사되는 펄스ㆍ레이저 (4) 의 광축과 평행하게 위치하고 있다. 이 거리계 (31) 에 의해 피조사물 (5) 의 펄스ㆍ레이저 (4) 의 조사면과의 거리 (h) 가 소정 간격으로 차례차례로 측정되어 검출값 (hn) 이 차례차례 출력된다.As shown in FIG. 2, the distance meter 31 has a predetermined distance L behind the traveling direction of the stage 10 from the irradiation position to the irradiated object 5 mounted on the stage 10 of the pulse laser 4. And the laser oscillation apparatus 1 side which becomes the base stage 22 side, and measure the distance h of the said irradiation object 5 with the pulse laser 4 irradiation surface. The distance h measured by the rangefinder 31 is located in parallel with the optical axis of the pulse laser 4 irradiated to the object 5 after passing through the reticle 21 and the objective lens 3. The distance meter 31 measures the distance h with the irradiation surface of the pulse laser 4 of the irradiated object 5 one by one at predetermined intervals, and the detection value hn is sequentially output.

기본제어값 설정수단 (32), 지연수단 (34), 제 1 연산수단 (33), 기억수단 (35) 및 제 2 연산수단 (36) 은 마이크로 컴퓨터에 의해 구성된다. 기본제어값 설정수단 (32) 은 피조사물 (5) 의 표면이 요철이 없는 평탄일 때에, 균일 두께의 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 과 대물렌즈 (3) 사이의 적정한 거리에 대응하는 기본제어값 (H) 을 출력한다. 다시 말해, 기본제어값 (H) 은 레티클 (21) 이 피조사물 (5) 위에 올바르게 결상되어 있을 때의 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 의 초기상태의 위치설정값으로, 한 번 설정하면 변경할 필요는 없다. 이 피조사물 (5) 의 펄스ㆍ레이저 (4) 의 조사면과 대물렌즈 (3) 사이의 적정한 거리는 거리계 (31) 에 의해 계측되는 적정한 거리 (h) 와 대응하고 있다.The basic control value setting means 32, the delay means 34, the first calculation means 33, the storage means 35 and the second calculation means 36 are constituted by a microcomputer. The basic control value setting means 32 is provided at an appropriate distance between the object 5 and the objective lens 3 mounted on the stage 10 having a uniform thickness when the surface of the object 5 is flat without irregularities. Output the corresponding basic control value (H). In other words, the basic control value H is a positioning value of the initial state of the irradiated object 5 mounted on the stage 10 when the reticle 21 is correctly imaged on the irradiated object 5, and once. If set, no change is required. The appropriate distance between the irradiation surface of the pulse laser 4 of this irradiated object 5 and the objective lens 3 corresponds to the appropriate distance h measured by the rangefinder 31.

지연수단 (34) 은 거리계 (31) 의 검출값 (hn) 을 상기 소정 거리 (L) 를 스테이지 (10) 가 이동하는 데에 필요한 소정 시간만큼 지연시켜 출력한다. 다만, 지연수단 (34) 은 최종적으로 후술하는 제어차이값 (δ) 을 소정 시간만큼 지연시켜 승강구동장치 (30) 에 출력하도록 설치하면 된다. 따라서, 지연수단 (34) 은 제 2 연산수단 (36) 과 승강구동장치 (30) 사이에 배치하는 것도 가능하다.The delay means 34 delays and outputs the detected value hn of the rangefinder 31 by a predetermined time necessary for the stage 10 to move the predetermined distance L. FIG. However, the delay means 34 may be provided so as to finally delay the control difference value δ which will be described later by a predetermined time and output the lift drive device 30. Therefore, the delay means 34 can also be arranged between the second calculation means 36 and the lift drive device 30.

제 1 연산수단 (33) 은 기본제어값 설정수단 (32) 에 의해 설정되는 기본제어값 (H) 과 거리계 (31) 의 검출값 (hn) 의 차이값 (Δn) 을 H - hn = Δn 에 의해 구하여 차이값 (Δn) 을 출력한다.The first calculating means 33 sets the difference value Δn between the basic control value H set by the basic control value setting means 32 and the detected value hn of the rangefinder 31 to H-hn = Δn. It calculates | requires by and outputs the difference value (DELTA) n.

기억수단 (35) 은 제 1 연산수단 (33) 으로부터 차례차례 출력되는 차이값 (Δn) 중, 전회에 구한 차이값 (Δn-1) 을 차례차례 기억한다. 제 2 연산수단 (36) 은 기억수단 (35) 에 기억시킨 전에 구한 차이값 (Δn-1) 과 그 다음에 구한 차이값 (Δn) 의 차이로 이루어지는 제어차이값 (δ) 을 Δn - (Δn-1) = δ 에 의해 연산한다.The storage means 35 sequentially stores the difference value Δn-1 obtained last time among the difference values Δn that are sequentially output from the first calculation means 33. The second calculating means 36 sets the control difference value δ consisting of the difference between the difference value Δn-1 obtained before the memory means 35 is stored and the difference value Δn obtained next, Δn − (Δn). -1) = computed by δ.

그리고, 제어차이값 (δ) 에 따라 승강구동장치 (30) 를 구동하고, 레티클 (21) 과 대물렌즈 (3) 사이의 거리를 일정하게 유지한 채, 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 의 펄스ㆍ레이저 (4) 의 조사면과의 거리 (h), 또한 대물렌즈 (3) 와 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 의 펄스ㆍ레이저 (4) 의 조사면의 거리를 적정해지도록 제어한다.Then, the elevating drive device 30 is driven in accordance with the control difference value δ, and the irradiated object mounted on the stage 10 is kept constant while the distance between the reticle 21 and the objective lens 3 is maintained. 5) the distance h between the irradiation surface of the pulse laser 4 and the distance between the objective lens 3 and the irradiation surface of the pulse laser 4 of the irradiated object 5 mounted on the stage 10. To be appropriate.

조사거리 자동조절장치의 구체적인 구성에 대해 도 3 을 참조하여 설명한다. 조사거리 자동조절장치는 제 1 FIFO (First In First Out) 메모리 (45) 및 제 2 FIFO 메모리 (46) 를 사용한 신호처리부 (57), 스테이지 (10) 를 상하방향으로 구동시키는 Z 축 서보 (56) 및 거리계 (31) 를 갖는다. FIFO 메모리 (45, 46) 는 필드화상메모리라고도 일컬어지며, 데이터를 저장하고 꺼내어 사용하는 경우에, 저장한 순서대로 앞선 데이터부터 꺼낼 수 있는 메모리이다.A detailed configuration of the automatic irradiation distance adjusting device will be described with reference to FIG. 3. The irradiation distance automatic control device is a Z-axis servo 56 for driving the signal processing unit 57 and the stage 10 in the vertical direction using the first FIFO (First In First Out) memory 45 and the second FIFO memory 46. ) And a rangefinder 31. The FIFO memories 45 and 46 are also referred to as field image memories, and are memories that can be taken out from previous data in the order of storage when data is stored and retrieved and used.

FIFO 메모리 (45, 46) 를 사용한 신호처리부 (57) 에서는 미리 상기 이동신호 (Zn) 가 제 3 카운터 (44) 에 의해 계수되고, 계수값 1/N2 이 될 때마다 펄스신호 (J) 를 출력하고, 펄스신호 (J) 가 출력되었을 때에, 신호처리부 (57) 가 동작하여 FIFO 메모리 (45, 46) 를 사용한 계산 등을 실행한다. 따라서, 펄스신호 (J) 는 구동신호 (R4) 에 기초하여 발생한다.In the signal processing unit 57 using the FIFO memories 45 and 46, the movement signal Zn is counted in advance by the third counter 44, and outputs a pulse signal J whenever the count value 1 / N2 is reached. When the pulse signal J is outputted, the signal processing unit 57 operates to perform calculations using the FIFO memories 45 and 46 and the like. Therefore, the pulse signal J is generated based on the drive signal R4.

여기에서, 이동장치 (20) 에 의해 스테이지 (10) 를 소정 방향 (X) (X 축 방향) 으로 이동시키면, 이동신호 (Zn) 의 펄스가 발생하고, 1 펄스 (P) 당 스테이지 (10) 의 이동거리는 0.01 ∼ 10 ㎛/P 정도이다. 예를 들어, 이동신호 (Zn) 가 1 ㎛/P 인 경우에서 설명을 계속한다. 제 2 카운터 (43) 는 이동신호 (Zn) 의 펄스를 계수하여 N1 카운트마다 펄스신호 (I) 를 하나 레이저 발진장치 (1) 로 출력하여 펄스ㆍ레이저 (4) 를 발광시킨다. 구체예로서 N1 은 1,000 이며 1 ㎜ 간격으로 펄스ㆍ레이저 (4) 를 조사시킨다. 한편, 제 3 카운터 (44) 는 N2 카운트마다 펄스신호 (J) 를 출력하고, 펄스신호 (J) 가 출력되었을 때에 신호처리부 (57) 의 계산 등을 실행한다.Here, when the stage 10 is moved in the predetermined direction X (X axis direction) by the moving device 20, a pulse of the movement signal Zn is generated, and the stage 10 per one pulse P is generated. The moving distance of is about 0.01 to 10 µm / P. For example, the description will be continued in the case where the moving signal Zn is 1 mu m / P. The second counter 43 counts the pulse of the moving signal Zn, outputs one pulse signal I to the laser oscillator 1 for every N1 counts, and causes the pulse laser 4 to emit light. As a specific example, N1 is 1,000 and the pulse laser 4 is irradiated at intervals of 1 mm. On the other hand, the third counter 44 outputs a pulse signal J every N2 counts, and performs calculation of the signal processing unit 57 and the like when the pulse signal J is output.

일반적으로 제 1 FIFO 메모리 (45) 의 단수 (도 3 의 제 1 FIFO 메모리 (45) 에서는 4 단) 를 M 으로 하고, 도 2 의 거리 L ㎜ 로부터 L/M ㎜ 마다 거리계 (31) 의 검출값 (hn) 을 제 1 FIFO 메모리 (45) 로부터 꺼내어 계산시키면, 거리계 (31) 의 검출값 (hn) 을 상기 소정 거리 (L) 를 스테이지 (10) 가 이동하는 데에 필요한 시간만큼 지연시켜 계산시킬 수 있다. 따라서, 제 3 카운터 (44) 의 카운트수 N2 의 값을 L/M/1㎛ 로 설정하면, 스테이지 (10) 의 이동에 맞추어 승강구동장치 (30) 의 구동을 실행할 수 있다. N2 의 값을 N1 의 값에 일치시켜 동일하게 하면, 펄스ㆍ레이저 (4) 의 발광에 맞추어 거리계 (31) 의 검출값 (hn) 에 기초하는 승강구동장치 (30) 의 구동을 실행할 수 있다. 다만, 펄스ㆍ레이저 (4) 의 발광에 맞추어 승강구동장치 (30) 의 구동을 실행하는 것은 필수는 아니다.In general, the number of stages of the first FIFO memory 45 (four stages in the first FIFO memory 45 of FIG. 3) is set to M, and the detected value of the rangefinder 31 every L / M mm from the distance L mm of FIG. 2. When (hn) is taken out from the first FIFO memory 45 and calculated, the detected value hn of the rangefinder 31 is calculated by delaying the predetermined distance L by the time required for the stage 10 to move. Can be. Therefore, when the value of the count number N2 of the 3rd counter 44 is set to L / M / 1micrometer, the drive of the elevation drive device 30 can be performed according to the movement of the stage 10. If the value of N2 is made equal to the value of N1, it is possible to drive the lift drive device 30 based on the detected value hn of the distance meter 31 in accordance with the light emission of the pulse laser 4. However, it is not essential to drive the lift drive device 30 in accordance with the light emission of the pulse laser 4.

제 1 FIFO 메모리 (45) 는 거리계 (31) 의 검출값 (hn) 이 소정 시간경과마다 (N2 카운트마다) 입력되고, 이것이 순차척으로 M1, M2, M3, M4 로 이동하며, 검출값 (hn) 이 소정 시간만큼 지연되어 M4 로부터 출력시킨다. 따라서, 제 1 FIFO 메모리 (45) 는 거리계 (31) 의 검출값 (hn) 을 상기 소정 거리 (L) 를 스테이지 (10) 가 이동하는 데에 필요한 시간만큼 지연시켜 출력시키는 지연수단 (34) 으로서 기능한다. 다만, 이 거리계 (31) 의 검출값 (hn) 은 후에 제어차이값 (δ) 으로 변환되기 때문에, 제어차이값 (δ) 을 상기 소정 거리 (L) 를 스테이지 (10) 가 이동하는 데에 필요한 시간만큼 지연시켜 출력시켜도 작용은 동일하다.The first FIFO memory 45 inputs the detected value hn of the rangefinder 31 every predetermined time period (every N2 counts), which sequentially moves to M1, M2, M3, M4, and detects the detected value hn. ) Is delayed by a predetermined time and output from M4. Therefore, the first FIFO memory 45 is a delay means 34 for delaying and outputting the detected value hn of the rangefinder 31 by the time required for the stage 10 to move the predetermined distance L. Function. However, since the detected value hn of this rangefinder 31 is later converted into the control difference value δ, it is necessary for the stage 10 to move the control difference value δ to the predetermined distance L. The operation is the same even if the output is delayed by time.

제 1 FIFO 메모리 (45) 로부터 꺼내진 검출값 (hn) 은 도 3 에 나타내는 제 1 연산수단 (33) 에 도달하고, 기본제어값 설정수단 (32) 으로부터 출력되는 기본제어값 (H) 과 검출값 (hn) 의 차이값 (Δn) 을 H - hn = Δn 으로서 차례차례 구한다.The detection value hn taken out from the first FIFO memory 45 reaches the first calculation means 33 shown in FIG. 3 and is detected with the basic control value H output from the basic control value setting means 32. The difference value Δn of the value hn is sequentially obtained as H − hn = Δn.

제 2 FIFO 메모리 (46) 는 제 1 연산수단 (33) 으로부터 출력되는 차이값 (Δn) 을 차례차례 저장ㆍ기억한다. 그리고, 다음의 펄스신호 (J) 가 출력되었을 때에, 제 1 FIFO 메모리 (45) 로부터 금회 출력된 거리계 (31) 의 검출값 (hn) 과 기본제어값의 차이값 (Δn) 이 구해지고, 이 차이값 (Δn) 이 제 2 FIFO 메모리 (46) 에 저장ㆍ기억됨과 동시에, 제 2 FIFO 메모리 (46) 을 우회하여 도 3 에 나타내는 제 2 연산수단 (36) 에 도달한다.The second FIFO memory 46 sequentially stores and stores the difference value Δn outputted from the first calculating means 33. Then, when the next pulse signal J is outputted, the difference value Δn between the detected value hn and the basic control value of the rangefinder 31 outputted from the first FIFO memory 45 at this time is obtained. The difference value? N is stored and stored in the second FIFO memory 46, and bypasses the second FIFO memory 46 to reach the second calculating means 36 shown in FIG.

제 2 연산수단 (36) 에서는 제 2 FIFO 메모리 (46) 로부터 꺼내진 전회의 차이값 (Δn-1) 과 금회의 차이값 (Δn) 의 차이로 이루어지는 제어차이값 (δ) 이 Δn - (Δn-1) = δ으로서 차례차례 구해진다. 따라서, 제 2 FIFO 메모리 (46) 는 전에 구한 차이값 (Δn-1) 을 기억하는 기억수단 (35) 으로서 기능한다.In the second calculating means 36, the control difference value δ consisting of the difference between the previous difference value Δn-1 and the current difference value Δn taken out from the second FIFO memory 46 is Δn-(Δn). -1) = sequentially obtained as δ. Therefore, the second FIFO memory 46 functions as the storage means 35 for storing the previously obtained difference value Δn-1.

제어차이값 (δ) 은 Z 축 서보 (56) 에 입력한다. Z 축 서보 (56) 는 서보모터 (36) 를 구비하고, 서보모터 (36) 을 정 또는 역회전시켜 도 2 에 나타내는 볼나사기구 (37) 을 통해 스테이지 (10) 를 상하 이동시킨다. The control difference value δ is input to the Z axis servo 56. The Z axis servo 56 includes a servo motor 36, and moves the stage 10 up and down through the ball screw mechanism 37 shown in FIG. 2 by rotating the servo motor 36 forward or reverse.

Z 축 서보 (56) 의 서보모터 (36) 는 도 3 에 나타내는 제어차이값 (δ) 에 기초하여 서보제어장치 (61) 에 의해 제어되면서 구동되고, 구동신호가 되는 제어차이값 (δ) 으로부터 승강이동신호 (Zn2) 를 감산하여 제로가 되었을 때에 정지되고, 스테이지 (10) 및 피조사물 (5) 도 정지된다. 승강이동신호 (Zn2) 는 서보모터 (36) 의 회전수 (회전각도) 를 로터리 인코더 (51) 에 의해 검출하고, 그 검출펄스가 제 4 카운터 (52) 에 의해 계수되고, 스테이지 (10) 의 승강 이동 길이가 소정값이 될 때마다 펄스신호로서 얻어진다. 따라서, 승강이동신호 (Zn2) 는 1 개의 펄스마다 스테이지 (10) 의 소정 승강 이동 길이에 대응하고 있다.The servomotor 36 of the Z-axis servo 56 is driven while being controlled by the servo controller 61 based on the control difference value δ shown in FIG. 3, and is controlled from the control difference value δ that becomes a drive signal. It stops when the lifting movement signal Zn2 is subtracted to zero, and the stage 10 and the irradiated object 5 are also stopped. The lifting movement signal Zn2 detects the rotation speed (rotation angle) of the servomotor 36 by the rotary encoder 51, and the detection pulse is counted by the fourth counter 52, and the stage 10 Every time the lifting movement length becomes a predetermined value, it is obtained as a pulse signal. Therefore, the lift movement signal Zn2 corresponds to the predetermined lift movement length of the stage 10 for each pulse.

다음으로, 상기 1 실시형태의 작용에 대해 설명한다.Next, the effect | action of the said 1 Embodiment is demonstrated.

당초, 기본제어값 설정수단 (32) 에 기본제어값 (H) 이 설정되고, 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 과 대물렌즈 (3) 사이의 거리가 기본적으로 두께가 동일한 다수장의 피조사물 (5) 에 대해 적정한 상태로 되어 있다. 따라서, 거리계 (31) 의 높이 위치는 적정한 거리 (h) 의 상태에 있고, 도 2 상에서 피조사물 (5) 의 좌단부의 거리 (h) 부터 측정을 개시한다.Initially, the basic control value H is set in the basic control value setting means 32, and the distance between the irradiated object 5 mounted on the stage 10 and the objective lens 3 is basically the same in number of sheets. It is in an appropriate state with respect to the irradiated object (5). Therefore, the height position of the rangefinder 31 is in the state of the appropriate distance h, and a measurement starts from the distance h of the left end part of the to-be-projected object 5 in FIG.

그리고, 구동신호 (R4) 에 기초하여 이동장치 (20) 가 상기 서술한 바와 같이 서보제어장치 (60) 에 의해 구동되고, 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 이 도 2 상에서 좌측으로의 이동을 실행함과 동시에, 신호 (I) 에 의해 레이저 발진장치 (1) 를 구동시켜 펄스ㆍ레이저 (4) 를 조사시킨다. 거리계 (31) 는 피조사물 (5) 의 좌단부의 거리 (h) 로부터 측정을 개시하기 때문에, 펄스ㆍ레이저 (4) 는 피조사물 (5) 의 좌단으로부터 거리 (L) 만큼 떨어진 위치부터 조사가 시작된다.Then, based on the drive signal R4, the moving device 20 is driven by the servo control device 60 as described above, and the irradiated object 5 mounted on the stage 10 is moved to the left side in FIG. The laser oscillation apparatus 1 is driven by the signal I to irradiate the pulse laser 4 at the same time. Since the rangefinder 31 starts the measurement from the distance h of the left end of the irradiated object 5, the pulse laser 4 starts irradiation from a position separated by the distance L from the left end of the irradiated object 5. do.

한편, 거리계 (31) 에 의해 피조사물 (5) 의 펄스ㆍ레이저 (4) 의 조사면과의 거리 (h) 가 소정 간격으로 차례차례 측정되고, 검출값 (hn) 이 차례차례 지연수단 (34) 을 통해 상기 소정 거리 (L) 를 스테이지 (10) 가 이동하는 데에 필요한 시간만큼 지연시켜 출력되고, 제 1 연산수단 (33) 에 입력됨과 동시에, 기본제어값 설정수단 (32) 으로부터의 기본제어값 (H) 이 제 1 연산수단 (33) 에 입력된다. 제 1 연산수단 (33) 에서는 검출값 (hn) 이 발생할 때마다 기본제어값 (H) 과 검출값 (hn) 의 차이값 (Δn) 을 차례차례 구한다.On the other hand, the distance h with the irradiation surface of the pulse laser 4 of the to-be-projected object 5 is measured by the distance meter 31 at predetermined intervals, and the detection value hn is sequentially delayed means 34 Is output by delaying the predetermined distance L by the time required for the stage 10 to move, input to the first calculating means 33, and the basic value from the basic control value setting means 32. The control value H is input to the first calculating means 33. The first calculation means 33 sequentially calculates the difference value? N between the basic control value H and the detection value hn whenever the detection value hn occurs.

이 차이값 (Δn) 은 기억수단 (35) 에 차례차례 기억됨과 동시에, 제 2 연산수단 (36) 에도 입력되고, 제 2 연산수단 (36) 에서 기억수단 (36) 으로부터 얻어지는 전에 구한 차이값 (Δn-1) 과 그 다음에 구한 차이값 (Δn) 의 차이로 이루어지는 제어차이값 (δ) (Δn - (Δn-1) = δ) 이 차례차례 연산된다.This difference value Δn is sequentially stored in the storage means 35, and is also input to the second calculation means 36, and the difference value (previously obtained from the storage means 36 in the second calculation means 36) ( The control difference value δ (Δn− (Δn−1) = δ) consisting of the difference between Δn-1 and the difference Δn obtained thereafter is sequentially calculated.

그리고, 차례차례 구해지는 제어차이값 (δ) 에 기초하여 승강구동장치 (30) 가 차례차례 구동되고, 레이저 발진장치 (1), 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 에 대해 스테이지 (10) 를 상대적으로 승강이동시켜, 스테이지 (10) 위의 피조사물 (5) 의 조사부분의 높이를 적정하게 하면서 펄스ㆍ레이저 (4) 가 조사된다. Then, the elevating driving device 30 is sequentially driven based on the control difference value δ obtained sequentially, and the stage 10 is applied to the laser oscillator 1, the reticle 21, and the objective lens 3. Is moved up and down relatively, and the pulse laser 4 is irradiated while making the height of the irradiation part of the irradiated object 5 on the stage 10 appropriate.

예를 들어, 피조사물 (5) 의 조사면이 오목부를 형성하고, 차이값 (Δn) 이 마이너스값일 때에는 승강구동장치 (30) 에 의해 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 에 대해 스테이지 (10) 를 상대적으로 상승 이동시키고, 펄스ㆍ레이저 (4) 의 조사시의 피조사물 (5) 의 조사면의 높이 위치를 기본제어값 (H) 에 의한 적정 높이에 합치시킨다. 한편, 피조사물 (5) 의 조사면이 볼록부를 형성하고, 차이값 (Δn) 이 플러스값일 때에는 승강구동장치 (30) 에 의해 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 에 대해 스테이지 (10) 를 상대적으로 하강 이동시키고, 펄스ㆍ레이저 (4) 의 조사시의 피조사물 (5) 의 조사면의 높이 위치를 기본제어값 (H) 에 의한 적정 높이에 합치시킨다. 이로써, 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 에 대해 피조사물 (5) 의 조사면의 높이 위치가 적정한 상태에서 펄스ㆍ레이저 (4) 가 계속 조사되게 된다.For example, when the irradiated surface of the irradiated object 5 forms a concave portion, and the difference value Δn is a negative value, the elevating drive device 30 causes the stage 10 to the reticle 21 and the objective lens 3. ) Is moved up relatively, and the height position of the irradiation surface of the irradiated object 5 at the time of irradiation of the pulse laser 4 is matched with the appropriate height by the basic control value (H). On the other hand, when the irradiated surface of the irradiated object 5 forms a convex portion and the difference value Δn is a positive value, the stage 10 is mounted on the reticle 21 and the objective lens 3 by the lifting and lowering drive device 30. It moves relatively downward, and makes the height position of the irradiation surface of the to-be-irradiated object 5 at the time of irradiation of the pulse laser 4 correspond to the suitable height by the basic control value H. Thereby, the pulse laser 4 is continuously irradiated with the reticle 21 and the objective lens 3 in a state where the height position of the irradiation surface of the irradiated object 5 is appropriate.

다음으로, 거리계 (31) 의 검출값 (hn) 이 도 3 에 나타내는 제 1 FIFO 메모리 (45) 에 입력되는 경우에 대해 설명한다. 이 때는 거리계 (31) 에 의해 피조사물 (5) 의 펄스ㆍ레이저 (4) 의 조사면과의 거리 (h) 가 측정되고, 펄스신호 (J) 가 출력되었을 때에, 검출값 (hn) 이 차례차례 신호처리부 (57) 의 제 1 FIFO 메모리 (45) 에 입력됨과 동시에, FIFO 메모리 (45, 46) 를 사용한 계산이 실행된다. 즉, 검출값 (hn) 이 지연수단 (33) 인 제 1 FIFO 메모리 (45) 에 차례차례 입력되면서, 스테이지 (10) 및 피조사물 (5) 이 이동되고, 5 회째의 검출값 (hn) 의 입력과 동시에 제 1 FIFO 메모리 (45) 에 1 회째에 입력된 검출값 (hn) 이 출력된다. 이 지연된 검출값 (hn) 이 연산수단 (33) 에 도달하고, 기본제어값 설정수단 (32) 의 기본제어값 (H) 을 얻고, 그 차이값 (Δn) 이 연산된다. 이 차이값 (Δn) 은 기억수단 (35) 인 제 2 FIFO 메모리 (46) 에 기억된다.Next, the case where the detected value hn of the rangefinder 31 is input to the 1st FIFO memory 45 shown in FIG. 3 is demonstrated. In this case, the distance h with the irradiation surface of the pulse laser 4 of the irradiated object 5 is measured by the rangefinder 31, and when the pulse signal J is outputted, the detected value hn is sequentially turned on. It is input to the first FIFO memory 45 of the turn signal processing section 57 and the calculation using the FIFO memories 45 and 46 is executed. In other words, while the detection value hn is sequentially input to the first FIFO memory 45 which is the delay means 33, the stage 10 and the irradiated object 5 are moved, and the detection value hn of the fifth time is moved. Simultaneously with the input, the first detected value hn is output to the first FIFO memory 45. This delayed detection value hn reaches the calculation means 33, obtains the basic control value H of the basic control value setting means 32, and calculates the difference value? N. This difference value Δn is stored in the second FIFO memory 46 which is the storage means 35.

계속해서, 다음의 펄스신호 (J) 가 출력되었을 때에, 제 1 FIFO 메모리 (45) 로부터 다음의 검출값 (hn) 이 출력됨과 동시에, 제 2 FIFO 메모리 (46) 에 기억된 차이값 (Δn) 이 전에 구한 차이값 (Δn-1) 으로서 제 2 연산수단 (36) 으로 들어가, 제 2 연산수단 (36) 에서 제 2 FIFO 메모리 (46) 로부터 얻어지는 전회의 차이값 (Δn-1) 과 금회의 차이값 (Δn) 의 차이로부터 제어차이값 (δ) (Δn - (Δn-1) = δ) 이 연산된다.Subsequently, when the next pulse signal J is outputted, the next detection value hn is output from the first FIFO memory 45 and the difference value Δn stored in the second FIFO memory 46. The difference value Δn-1 obtained as before is entered into the second calculating means 36, and the previous difference value Δn-1 obtained from the second FIFO memory 46 in the second calculating means 36 and the present time. The control difference value δ (Δn− (Δn−1) = δ) is calculated from the difference of the difference value Δn.

이 제어차이값 (δ) 에 기초하여 승강구동장치 (30) 가 구동되고, 레이저 발진장치 (1), 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 에 대해 스테이지 (10) 를 상대적으로 승강 이동시키고, 스테이지 (10) 위의 피조사물 (5) 의 조사부분의 높이를 적정하게 제어하면서, 펄스ㆍ레이저 (4) 가 조사된다.The lifting drive device 30 is driven based on this control difference value δ, and the stage 10 is moved up and down relative to the laser oscillation device 1, the reticle 21 and the objective lens 3, The pulse laser 4 is irradiated, controlling the height of the irradiation part of the to-be-projected object 5 on the stage 10 suitably.

이로써, 레티클 (21) 과 대물렌즈 (3) 의 간격은 일정하게 유지하면서, 대물렌즈 (3) 에서 피조사물 (5) 까지의 거리를 피조사물 (5) 의 위치를 상대적으로 변화시킴으로써 조절ㆍ보정한다. 이로써, 대물렌즈 (3) 에 의해 레티클 (21) 의 이미지를 충실히 피조사물 (5) 에 결상시킬 수 있다. 또한, 거리계 (31) 를 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 의 광축으로부터 떨어뜨려 배치하고, 항상 광축 위의 대물렌즈 (3) 에서 피조사물 (5) 의 결상면 (조사면) 까지의 거리를 일정하게 제어할 수 있다.Thus, the distance between the objective lens 3 and the irradiated object 5 is adjusted and corrected by relatively changing the position of the irradiated object 5 while keeping the distance between the reticle 21 and the objective lens 3 constant. do. In this way, the image of the reticle 21 can be faithfully imaged onto the irradiated object 5 by the objective lens 3. Further, the distance meter 31 is disposed away from the optical axes of the reticle 21 and the objective lens 3, and always the distance from the objective lens 3 on the optical axis to the imaging surface (irradiation surface) of the irradiated object 5. Can be controlled constantly.

그런데, 상기 1 실시형태에 있어서는 이동장치 (20) 에 의해 스테이지 (10) 를 레이저 발진장치 (1) 로부터의 펄스ㆍ레이저 (4) 에 대해 수평의 소정방향 (X) 로 이동시켰지만, 스테이지 (10) 를 이동시키는 대신 레이저 발진장치 (1), 광학기기 (9), 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 를 일체로서 소정 반대 방향 (X) 으로 이동시키는 것도 가능하다. 또, 승강구동장치 (30) 에 의해 레이저 발진장치 (1), 광학기기 (9), 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 에 대해 스테이지 (10) 를 승강 이동시켰지만, 레이저 발진장치 (1), 광학기기 (9), 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 를 일체로서 승강 이동시키는 것도 가능하다. By the way, in the said 1 Embodiment, although the stage 10 was moved in the horizontal predetermined direction X with respect to the pulse laser 4 from the laser oscillation apparatus 1 by the moving apparatus 20, the stage 10 It is also possible to move the laser oscillation device 1, the optical device 9, the reticle 21, and the objective lens 3 integrally in a predetermined opposite direction X instead of moving the c). Moreover, although the stage 10 is moved up and down with respect to the laser oscillation apparatus 1, the optical apparatus 9, the reticle 21, and the objective lens 3 by the lifting drive apparatus 30, the laser oscillation apparatus 1 The optical apparatus 9, the reticle 21, and the objective lens 3 can be moved up and down as one body.

이상의 설명에 의해 이해되는 바와 같이, 본 발명에 관련되는 조사거리 자동조절방법 및 그 장치에 의하면 다음의 효과를 나타낼 수 있다.As understood by the above description, the method of automatically adjusting the irradiation distance and the apparatus according to the present invention can produce the following effects.

피조사물을 상대이동시키면서 레이저를 조사하는 경우에 있어서, 펄스ㆍ레이저의 광축으로부터 떨어진 위치에 거리계를 설치하고, 레티클과 대물렌즈의 간격은 일정하게 유지하면서, 피조사물의 위치를 상대적으로 변화시킴으로써, 대물렌즈로부터의 피조사물의 조사면까지의 거리를 적정하고 일정해지되도록, 조절ㆍ보정하고, 대물렌즈에 의해 레티클의 이미지를 충실히 피조사물에 결상시킬 수 있다. 그 결과, 펄스ㆍ레이저를 피조사물에 정확히 조사시켜 고품질의 제품을 얻는 것이 가능해진다.In the case of irradiating a laser while moving the irradiated object relative to each other, the distance meter is provided at a position away from the optical axis of the pulse laser, and the position of the irradiated object is relatively changed while keeping the distance between the reticle and the objective lens constant. The distance from the objective lens to the irradiated surface of the irradiated object can be adjusted and corrected so as to be appropriate and constant, and the image of the reticle can be faithfully imaged onto the irradiated object by the objective lens. As a result, it is possible to accurately irradiate the irradiated object with the pulse laser to obtain a high quality product.

도 1 은 본 발명의 1 실시형태에 관련되는 조사거리 자동조절장치의 구성요소를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the component of the irradiation distance automatic adjustment apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.

도 2 는 마찬가지로 요부를 나타내는 도면이다.Fig. 2 is a diagram similarly showing the main parts.

도 3 은 마찬가지로 스테이지를 이동시키는 X 축 서보, 조사거리 자동조절장치를 작동시키는 Z 축 서보 및 레이저 발진장치의 구동을 관련시켜 얻기 위한 구조를 나타내는 도면이다.Fig. 3 is a diagram showing a structure for obtaining the X-axis servo for moving the stage, the Z-axis servo for operating the irradiation distance automatic control device, and the driving of the laser oscillator.

도 4 의 (a) 는 마찬가지로 레이저 발진장치로부터의 펄스ㆍ레이저를 스테이지 위의 피조사물에 조사하는 상태를 나타내는 정면도이다. Fig.4 (a) is a front view similarly showing the state which irradiates the irradiated object on a stage with the pulse laser from a laser oscillation apparatus.

도 4 의 (b) 는 마찬가지로 레이저 발진장치로부터의 펄스ㆍ레이저를 스테이지 위의 피조사물에 조사하는 상태를 나타내는 우측면도이다.Fig. 4B is a right side view showing a state in which the pulse laser beam from the laser oscillation device is irradiated to the irradiated object on the stage.

도 5 는 종래의 대물렌즈와 피조사물의 광축 위에서의 거리를 계측하는 장치를 나타내는 정면도이다.Fig. 5 is a front view showing a device for measuring the distance between the conventional objective lens and the optical axis of the irradiated object.

도 6 은 마찬가지로 측정기에서 수광한 광의 형상을 나타내는 도면이다.Fig. 6 is a diagram showing the shape of light received by the measuring instrument in the same manner.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of code for main part of drawing ※

1 : 레이저 발진장치 3 : 대물렌즈1: laser oscillation device 3: objective lens

4 : 펄스ㆍ레이저 5 : 피조사물4: pulse laser 5: irradiated object

10 : 스테이지 20 : 이동장치10: stage 20: moving device

21 : 레티클 30 : 승강구동장치21: reticle 30: lift drive device

31 : 거리계 32 : 기본제어값 설정수단31: Rangefinder 32: Basic control value setting means

33 : 제 1 연산수단 34 : 지연수단33: first calculation means 34: delay means

35 : 기억수단 36 : 제 2 연산수단35: memory means 36: second calculation means

45 : 제 1 FIFO 메모리 46 : 제 2 FIFO 메모리45: first FIFO memory 46: second FIFO memory

H : 기본제어값 h : 거리H: Basic control value h: Distance

hn : 검출값 L : 소정 거리hn: Detection value L: Predetermined distance

X : 소정 방향 δ: 제어차이값X: predetermined direction δ: control difference value

Δn : 차이값 Δn-1 : 전에 구한 차이값 Δn: difference value Δn-1: previously obtained difference value

Claims (4)

레이저 발진장치 (1) 와, 피조사물 (5) 을 탑재시키는 스테이지 (10) 와, 스테이지 (10) 를 레이저 발진장치 (1) 에 대해 소정 방향 (X) 으로 상대이동시키는 이동장치 (20) 를 구비하고, 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 를 순차적으로 통과시켜 대물렌즈 (3) 에 의해 집속시킨 레이저 발진장치 (1) 로부터의 펄스ㆍ레이저 (4) 를 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 에 소정 간격마다 조사시키는 조사거리 자동조절방법에 있어서,The laser oscillation apparatus 1, the stage 10 which mounts the to-be-projected object 5, and the moving apparatus 20 which relatively moves the stage 10 with respect to the laser oscillation apparatus 1 in the predetermined direction X are carried out. And a pulse laser (4) mounted on the stage (10) equipped with a pulse laser (1) from the laser oscillation device (1), which is passed through the reticle (21) and the objective lens (3) sequentially and focused by the objective lens (3). In the irradiation distance automatic adjustment method for irradiating the object (5) at predetermined intervals, 레이저 발진장치 (1), 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 에 대해 스테이지 (10) 를 상대적으로 승강이동시키는 승강구동장치 (30) 와, A lift driving device 30 for lifting and lowering the stage 10 relative to the laser oscillation device 1, the reticle 21 and the objective lens 3, 펄스ㆍ레이저 (4) 의 상기 피조사물 (5) 로의 조사위치로부터 스테이지 (10) 의 진행방향 후측에 소정 거리 (L) 를 두고 레이저 발진장치 (1) 측에 설치되고, 상기 피조사물 (5) 의 펄스ㆍ레이저 (4) 의 조사면과의 거리 (h) 를 차례차례 측정하여, 검출값 (hn) 을 출력하는 거리계 (31) 와, It is provided on the side of the laser oscillation apparatus 1 with the predetermined distance L behind the advancing direction of the stage 10 from the irradiation position of the pulse laser 4 to the said to-be-projected object 5, The said to-be-projected object 5 The distance meter 31 which sequentially measures the distance h with the irradiation surface of the pulse laser 4 of the laser beam and outputs the detection value hn; 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 과 대물렌즈 (3) 사이의 적정한 거리에 대응하는 기본제어값 (H) 을 출력하는 기본제어값 설정수단 (32) 을 갖고, Has a basic control value setting means 32 for outputting a basic control value H corresponding to a proper distance between the irradiated object 5 mounted on the stage 10 and the objective lens 3, 기본제어값 (H) 과 검출값 (hn) 의 차이값 (Δn) 을 차례차례 구하는 동시에, 전에 구한 차이값 (Δn-1) 과 그 다음에 구한 차이값 (Δn) 의 차이로 이루어지는 제어차이값 (δ) 을 구하는 동시에, 이 제어차이값 (δ) 을 상기 소정 거리 (L) 를 스테이지 (10) 가 이동하는 데에 필요한 시간만큼 지연시켜 출력시키도록 하고, The control difference value which consists of the difference of the difference value (DELTA) n-1 calculated | required previously, and the difference value (DELTA) n calculated | required next, while obtaining the difference value (DELTA) n between the basic control value (H) and the detected value (hn) in order. (delta) is calculated | required, and this control difference value (delta) is made to delay and output the said predetermined distance L by the time required for the stage 10 to move, 제어차이값 (δ) 에 따라 승강구동장치 (30) 를 구동시킴으로써, 레티클 (21) 과 대물렌즈 (3) 의 간격을 일정하게 유지한 채, 대물렌즈 (3) 와 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 의 펄스ㆍ레이저 (4) 의 조사면의 거리를 제어하는 것을 특징으로 하는 조사거리 자동조절방법.By driving the lift drive device 30 according to the control difference value δ, the distance between the reticle 21 and the objective lens 3 is kept constant and is mounted on the objective lens 3 and the stage 10. A method for automatically adjusting the irradiation distance, characterized by controlling the distance of the irradiation surface of the pulse laser (4) of the irradiated object (5). 레이저 발진장치 (1) 와, 피조사물 (5) 을 탑재시키는 스테이지 (10) 와, 스테이지 (10) 를 레이저 발진장치 (1) 에 대해 소정 방향 (X) 으로 상대이동시키는 이동장치 (20) 를 구비하고, 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 를 순차적으로 통과시켜 대물렌즈 (3) 에 의해 집속시킨 레이저 발진장치 (1) 로부터의 펄스ㆍ레이저 (4) 를 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 에 소정 간격마다 조사시키는 조사거리 자동조절장치에 있어서,The laser oscillation apparatus 1, the stage 10 which mounts the to-be-projected object 5, and the moving apparatus 20 which relatively moves the stage 10 with respect to the laser oscillation apparatus 1 in the predetermined direction X are carried out. And a pulse laser (4) mounted on the stage (10) equipped with a pulse laser (1) from the laser oscillation device (1), which is passed through the reticle (21) and the objective lens (3) sequentially and focused by the objective lens (3). In the irradiation distance automatic adjustment device for irradiating the object (5) at predetermined intervals, 레이저 발진장치 (1), 레티클 (21) 및 대물렌즈 (3) 에 대해 스테이지 (10) 를 상대적으로 승강이동시키는 승강구동장치 (30) 와, A lift driving device 30 for lifting and lowering the stage 10 relative to the laser oscillation device 1, the reticle 21 and the objective lens 3, 펄스ㆍ레이저 (4) 의 상기 피조사물 (5) 로의 조사위치로부터 스테이지 (10) 의 진행방향 후측에 소정 거리 (L) 를 두고 레이저 발진장치 (1) 측에 설치되고, 상기 피조사물 (5) 의 펄스ㆍ레이저 (4) 의 조사면과의 거리 (h) 를 차례차례 측정하여 검출값 (hn) 을 출력하는 거리계 (31) 와, It is provided on the side of the laser oscillation apparatus 1 with the predetermined distance L behind the advancing direction of the stage 10 from the irradiation position of the pulse laser 4 to the said to-be-projected object 5, The said to-be-projected object 5 The distance meter 31 which measures the distance (h) from the irradiation surface of the pulse laser (4) one by one, and outputs the detection value (hn), 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 과 대물렌즈 (3) 사이의 거리에 대응하는 기본제어값 (H) 을 출력하는 기본제어값 설정수단 (32) 과, Basic control value setting means (32) for outputting a basic control value (H) corresponding to the distance between the irradiated object (5) mounted on the stage (10) and the objective lens (3); 기본제어값 (H) 과 검출값 (hn) 의 차이값 (Δn) 을 차례차례 구하는 제 1 연산수단 (33) 과,First calculating means 33 which sequentially obtains the difference value Δn between the basic control value H and the detected value hn; 전에 구한 차이값 (Δn-1) 을 기억시키는 기억수단 (35) 과,Storage means 35 for storing the previously obtained difference value? N-1; 전에 구한 차이값 (Δn-1) 과 그 다음에 구한 차이값 (Δn) 의 차이로 이루어지는 제어차이값 (δ) 을 구하는 제 2 연산수단 (36) 과,Second calculating means 36 for obtaining a control difference value δ consisting of a difference between the previously obtained difference value? N-1 and the next difference value? N; 이 제어차이값 (δ) 을 상기 소정 거리 (L) 를 스테이지 (10) 가 이동하는 데에 필요한 시간만큼 지연시켜 출력시키기 위한 지연수단 (34) 을 갖고,Has a delay means 34 for delaying and outputting this control difference value δ by the time required for the stage 10 to move, and outputting the predetermined distance L, 제어차이값 (δ) 에 따라 승강구동장치 (30) 를 구동시켜, 레티클 (21) 과 대물렌즈 (3) 의 간격을 일정하게 유지한 채, 대물렌즈 (3) 와 스테이지 (10) 에 탑재된 피조사물 (5) 의 펄스ㆍ레이저 (4) 의 조사면의 거리를 제어하는 것을 특징으로 하는 조사거리 자동조절장치. The lift drive device 30 is driven in accordance with the control difference value δ so as to be mounted on the objective lens 3 and the stage 10 while keeping the distance between the reticle 21 and the objective lens 3 constant. A device for automatically adjusting the irradiation distance, characterized by controlling the distance of the irradiation surface of the pulse laser (4) of the irradiated object (5). 제 2 항에 있어서, 지연수단 (34) 이, 제 1 FIFO 메모리 (45) 에 의해 구성되고, 검출값 (hn) 을 상기 소정 거리 (L) 를 스테이지 (10) 가 이동하는 데에 필요한 시간만큼 지연시켜서 출력시켜 제어차이값 (δ) 의 출력을 지연시키는 것을 특징으로 하는 조사거리 자동조절정치.3. The delay means (34) according to claim 2, wherein the delay means (34) is constituted by the first FIFO memory (45), and the detection value (hn) is set by the time required for the stage 10 to move the predetermined distance (L). And outputting the delayed output to delay the output of the control difference value δ. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 기억수단 (35) 이 제 2 FIFO 메모리 (46) 에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 조사거리 자동조절정치.4. The irradiation distance automatic regulation political device according to claim 2 or 3, wherein the storage means (35) is constituted by a second FIFO memory (46).
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