KR20050070109A - 광조사장치 및 광조사방법 - Google Patents

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고이치 츠키하라
아키후미 오시마
다카시 미즈사와
마사아키 아베
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명은, 레이저어닐장치에 이용되는 광조사장치이며, 제어부(9)를 갖추고, 이 제어부에 의해 회전축(7a)의 회전이 오른쪽 회전에서 왼쪽 회전으로 변화한 후에 회전각이 +β로 된 취지를 검출하여 고체레이저(4)의 펄스를 온으로 하고, 이어서 회전각이 -β로 된 취지를 검출하여 고체레이저의 펄스를 오프로 하고, 회전축의 회전이 왼쪽 회전에서 오른쪽 회전으로 변화한 후에 회전각이 -β로 된 취지를 검출하여 고체레이저의 펄스를 온으로 하고, 이어서 회전각이 +β로 된 취지를 검출하여 고체레이저의 펄스를 오프로 한다. 제어부는, 거듭, 가동 스테이지(3)를 정속이동방향으로 정속이동시키고, 어닐대상물(2)에 대해서 정속이동방향의 일단에서 타단까지 광빔이 조사된 후에, 가동 스테이지를, 소정거리이동방향으로 소정의 거리만큼 이동시키고, 피조사물의 전면을 균일한 에너지로 조사한다.

Description

광조사장치 및 광조사방법{Light irradiator and light irradiating method}
본 발명은, 예를 들면, 폴리실리콘 박막 트랜지스터의 제조 등에 이용되는 레이저어닐장치 등에 적용되어 유용한 광조사장치 및 광조사방법에 관한 것이다.
본 출원은, 일본국에 있어서 2002년 11월 5일에 출원된 일본특허 출원번호 2002-321705를 기초로 하여 우선권을 주장한 것이며, 이 출원은 참조함으로써, 본 출원에 원용된다.
반도체 소자를 제조할 때 등에 사용되는 레이저어닐장치에서는, 레이저광원으로서, 에너지가 높은 광원빔의 사출을 가능하게 하는 엑시머 레이저가 사용되고 있다.
엑시머 레이저에는 가스가 충전되어 있지만, 이 가스는, 시간이 경과함에 따라서 화학 반응 등에 의해 열화하고 만다. 따라서, 엑시머 레이저를 이용하는 레이저어닐장치에서는, 가스를 매일 교환하는 등 번잡한 메인터넌스가 필요하게 되고, 그 결과 비용도 높아져 버린다. 또한, 가스를 교환할 때에는, 레이저어닐장치를 정지시킬 필요가 발생하기 때문에, 정지하고 있는 시간만큼 생산효율이 저하해 버린다. 또한, 엑시머 레이저는, 사출하는 광빔의 에너지가 불안정하다. 예를 들면, 가스 교환을 실시한 후에는, 사출되는 광빔의 에너지가 높아진다. 따라서, 레이저광원으로서 엑시머 레이저를 채용한 레이저어닐장치를 사용하면, 어닐대상물을 균일하게 어닐하는 것이 곤란하게 되고, 수율이 나빠져 버린다.
이상과 같은 점에서, 레이저광원으로서, 사출되는 광빔의 에너지가 안정되어 있고, 가스의 교환 등의 메인터넌스가 불필요한 고체레이저를 채용하는 것이 검토되고 있다.
고체레이저는, 펄스당 에너지량이 엑시머 레이저와 비교하여 작지만, 펄스발진의 반복 주파수를 올릴 수 있다. 예를 들면, 엑시머 레이저에서는, 펄스당 에너지량이 약 1J인 동시에 펄스 진동의 반복 주파수가 약 200㎐이기 때문에, 1초 사이에 사출하는 에너지량은 약 200W이다. 한편, 고체레이저에서는, 예를 들면 펄스당 에너지량이 약 1mJ인 동시에 펄스발진의 반복 주파수가 약 10㎑이기 때문에, 1초 사이에 사출하는 에너지량은 약 10W이다. 따라서, 고체레이저는, 단위시간에 사출되는 광빔의 에너지를 비교하면, 엑시머 레이저의 1/20이 된다. 즉, 레이저광원으로서 고체레이저를 사용할 때에는, 고체레이저를 20개 사용하는 것으로, 단위시간당 a-Si에 대해서 조사하는 에너지를 엑시머 레이저와 동일하게 할 수 있다.
고체레이저는, 1 펄스당 에너지가 낮다. 예를 들면, 상술한 조건에서 고체레이저가 광빔을 사출했을 때에는, 고체레이저를 20개 사용한 경우에서도, 1 펄스당 에너지는 약 20mJ가 되며, 엑시머 레이저의 약 1/50이 된다. a-Si를 충분하게 어닐하기 위해서는, a-Si에 대해서 일정 값 이상의 에너지 밀도를 가지는 광빔을 조사할 필요가 있다. 따라서, 레이저광원으로서 고체레이저를 사용했을 때에는, 엑시머 레이저를 사용했을 때에 비교하여, 사출된 레이저광의 광축에 수직인 단면의 면적을 작게 할 필요가 발생한다.
고체레이저에서 사출된 광빔을, 에너지 밀도가 균일하며 일정한 값 이상인 라인빔에 성형하기 위해서는, 광빔에 있어서의 광축에 수직인 단면의 애스팩트비를 매우 높게 할 필요가 생긴다. 광빔에 있어서의 광축에 수직인 단면의 애스팩트비를 매우 높게 하는 빔 성형 광학계에는, 매우 작게 하는 동시에 절대 정밀도가 높은 광학 소자를 다수 사용할 필요가 발생한다. 즉, 해당 빔 성형 광학계는, 구성이 복잡한 동시에 에너지의 이용효율이 낮은 것이 된다. 이상 설명한 이유에 의해, 고체레이저에서 사출된 광빔을, 에너지 밀도가 균일하며 일정한 값 이상인 라인 빔에 성형하는 것은, 매우 곤란하게 된다.
따라서, 레이저광원으로서 고체레이저를 사용할 때에는, 고체레이저에서 사출된 광빔을, 광축에 수직인 단면의 애스팩트비가 낮아지도록 성형하고, 편향시키면서 피조사물에 대해서 조사함으로써, 어닐대상물상에 생기는 스폿을, 2차원 방향으로 주사하는 것이 바람직하다.
또한, 고체레이저는, 엑시머 레이저와 비교하여 펄스발진의 반복 주파수가 약 50배이다. 따라서, 레이저광원으로서 고체레이저를 채용했을 때에는, 어닐대상물에 대한 광빔의 조사횟수를 늘리지 않기 위해, 레이저광원으로서 엑시머 레이저를 채용했을 때와 비교하여, 가동 스테이지의 이동속도를 약 50배로 할 필요가 있다. 그러나, 가동 스테이지의 이동속도를, 레이저광원으로서 엑시머 레이저를 채용했을 때에 대해서 약 50배로 하면, 가동 스테이지는 이동속도가 매우 고속이 되기 때문에, 마모되는 등의 문제가 생길 우려가 있다.
이상 설명한 문제점을 해결하는 레이저어닐장치로서는, 도 23에 나타내는 바와 같이 긍정된 것이 제안되고 있다.
도 23에 나타내는 레이저어닐장치(120)는, 레이저광원(101)으로서 고체레이저를 채용하고 있고, 가동 스테이지(102)가 도 23 중 화살표 Y방향의 어닐대상물(105)의 주면(主面)과 평행한 방향으로 이동하고, 도 23 중 화살표 X방향과 Y방향에 수직인 방향이며 어닐대상물(105)의 주면과 평행한 방향으로 스폿(105a)을 이동시키는 반사경(103) 및 갈바노미터(104)를 갖춘다.
도 23에 나타내는 레이저어닐장치(120)에 있어서, 가동 스테이지(102) 및 갈바노미터(104)를 구동시키는 구체적인 방법으로서는, 우선, 가동 스테이지(102)를 정지한 상태에서 갈바노미터(104)를 구동하여 반사경(103)을 화살표 X방향으로 일단에서 타단까지 이동시키는 조작과, 갈바노미터(104)를 정지한 상태에서 가동 스테이지(102)를 화살표 Y방향으로 이동시키는 조작을 교대로 실시하는 스텝 앤드리피트법을 들 수 있다.
그런데, 스텝 앤드리피트법을 채용하면, 가동 스테이지(102) 및 갈바노미터(104)의 한쪽을 정지시킨 후에 다른 쪽을 구동시킴으로써 타임로스가 발생하고, 생산성이 현저하게 저하한다. 또한, 가동 스테이지(102) 및 갈바노미터(104)의 양쪽이 위치 정밀도 좋게 구동하지 않으면, 어닐대상물(105)에 대한 광빔의 조사횟수에는 불균일이 발생해 버린다.
따라서, 레이저어닐장치(120)에서는, 가동 스테이지(102)를 도 23 중 화살표 Y방향에 정속(定速) 이동시키면서 갈바노미터(104)를 구동하여 반사경(103)을 도 23 중 화살표 X방향을 진동시켜서, 어닐대상물(105)상의 스폿(105a)을 일정 범위내에서 반복 직선 이동시키는 방법을 채용하는 것이 바람직하다. 이때, 스폿(105a)의 이동속도를 일정하게 하기 위해서는, 갈바노미터(104)에 대해서 이하의 식 21에 나타내는 주파수(fgalvo)의 삼각파 전압을 인가하여, 반사경(103)을 각속도 일정하게 진동시킨다. 각속도 일정하게 진동되는 반사경(103)에 의해서 반사된 광빔은, fθ렌즈(121)를 통해 어닐대상물(105)에 조사되기 때문에, 어닐대상물(105)상의 스폿(105a)의 화살표 X방향의 이동속도는 일정하게 된다. 또한 동시에, 가동 스테이지(102)의 화살표 Y방향에서의 이동속도가 식 22에서 나타나는 Vstage일 때, 어닐대상물(105)에 대한 광빔의 조사횟수를 일정하게 하는 것이 가능하게 된다.
[식21]
fgalvo = (Frep·Wx)/(2D)
[식22]
Vstage = (Frep·Wx·Wy)/(nD)
단, Frep 는 레이저광원의 펄스발진의 반복 주파수이며, Wx는 스폿(105a)의 도 23 중 화살표 X방향에 따른 길이이며, D는 갈바노미터(104)가 이상적으로 진동했을 때에 어닐대상물(105) 상을 이동하는 스폿의 중심 진폭이며, n은 어닐대상물(105)의 주면 전체에 조사되는 광빔의 평균 조사횟수이며, 자연수의 짝수이다. 또한, n이 홀수인 경우에는, 균일 조사로는 되지않고 조사영역 전체의 평균조사횟수가 n이 된다.
또한, 광빔의 조사횟수가 4의 배수인 경우는, 갈바노미터(104)에 대해서 이하의 식 23에서 나타나는 주파수(fgalvo)의 삼각파 전압을 인가하고, 동시에 가동 스테이지(102)의 화살표 Y방향에서의 이동속도를 이하의 식 24에 나타내는 Vstage 로서도, 어닐대상물(105)에 대한 광빔의 조사횟수를 일정하게 하는 것이 가능하게 된다.
[식23]
fgalvo = (Frep·Wx)/4D
[식24]
Vstage = (2 ·Frep·Wx·Wy)/mD
단, m은 어닐대상물(105)의 주면 전체에 조사되는 광빔의 평균 조사횟수이며, 자연수 4의 배수이다.
그렇지만, 갈바노미터(104)에 대해서 식 22 및 식 23에 나타내는 삼각파 전압을 인가하여도, 관성(inertia) 등이 원인으로, 갈바노미터(104)의 움직임은, 이동방향의 변화점 근방에서 느려져 버리고, 스폿의 진폭은 D보다도 작아진다. 따라서, 스폿(105a)의 이동방향의 변화점 근방에서는, 1개의 스폿(105a)과 해당 스폿(105a)에 인접하는 스폿(105a)과의 중량 면적이 커지며, 어닐대상물(105)에 대한 광빔의 조사횟수가 커진다.
스폿(105a)의 이동방향의 변화점 근방에서 광빔의 조사횟수가 증가하는 것을 방지하는 방법으로서는, 반사경(103)의 진동의 속도에 따라 레이저광원(101)에서 발진되는 펄스의 반복 주파수를 변화시키는 동시에 가동 스테이지(102)의 이동속도를 변화시키는 방법을 들 수 있다. 그러나, 고체레이저는, 펄스의 반복 주파수가 변화하면, 내부에 갖춰진 광학소자에 온도 변화가 발생해 버리기 때문에, 출사되는 광빔의 강도 분포나 범위 각도 등이 변화해 버리고, 소망의 조사를 실시하는 것이 곤란하게 된다. 또한, 갈바노미터(104)의 진동의 속도에 따라서 레이저광원(101)에서 발진되는 광빔의 펄스의 반복 주파수나 가동 스테이지(102)의 이동속도를 변화시키기 위해서는, 복잡하며 고속인 제어를 실시할 필요가 발생하고, 예를 들면 레이저어닐장치(120)의 설계가 곤란하게 되는 등의 문제점이 있다.
또한, 레이저어닐장치(120)에는, fθ렌즈(121)가 사용되고 있기 때문에, 갈바노미터(104)가 진폭함으로써 조사되는 범위는 fθ렌즈(121)의 지름에 의해서 제한된다. 즉, 가동 스테이지(102)가 정속이동하는 사이에 갈바노미터(104)의 진동에 의해 광빔을 조사할 수 있는 영역은, 도 23 중 화살표 Y방향으로 긴 형상이 되며, 도 23 중 화살표 X방향의 폭(W)은 fθ렌즈(121)에 의해서 제한된 폭이 된다. 지름이 큰 고정밀도의 fθ렌즈의 설계 및 제작은 곤란하다. 따라서, 레이저어닐장치(120)에서는, 도 23 중 화살표 X방향의 폭(W)이 fθ렌즈(121)에 의해서 제한되기보다도 긴 범위에 대해서 광빔을 조사할 필요가 있을 때에는, 상술한 조사와, 상술한 조사가 종료한 후에 가동 스테이지(102)를 도 23중 화살표 X방향에 W만큼 이동시키는 것을 교대로 실시한다.
가동 스테이지(102)의 도 23중 화살표 X방향으로의 이동 정밀도에 한계가 있기 때문에, 가동 스테이지(102)가 화살표 X방향으로 정확하게 W만 이동할 수 없는 경우가 있다. 가동 스테이지(102)가 화살표 X방향으로 W보다 긴 거리 이동했을 때에는, 어닐대상물(105) 상에 광빔의 조사가 이루어지지 않는 영역이 발생하고, 가동 스테이지(102)가 도 23 중 화살표 X방향으로 W미만의 거리 이동했을 경우에는, 어닐대상물(105) 상에 광빔의 조사횟수가 2배가 되는 영역이 발생한다. 즉, 가동 스테이지(102)가 도 23 중 화살표 X방향으로 정확하게 W만큼 이동할 수 없는 경우에는, 어닐대상물(105)을 균일하게 어닐하는 것이 곤란하게 된다.
또한, 식 22 및 식 24에서 산출되는 Vstage에서 가동 스테이지(102)를 이동시키면, 가동 스테이지(102)의 이동속도에 약 ±5%의 착오가 발생해 버린다. 가동 스테이지(102)의 이동속도에 착오가 생기면, 1개의 스폿(105a)과 인접하는 스폿(105a)과의 중첩 면적이 변동해 버리고, 어닐대상물(105)에 대한 레이저광의 조사횟수가 균일하지 않게 되어 버린다.
도 1은, 본 발명을 적용한 레이저어닐장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는, 어닐대상물상에 있어서의 스폿의 움직임을 나타내는 도면이다.
도 3은, 반사경을 일정한 속도에서 요동시켰을 때에, 인접하는 스폿끼리 소정의 면적에서 겹쳐져 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는, 1개의 스폿과 해당 스폿에 인접하는 스폿이 중첩하지 않는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는, 1개의 스폿과 해당 스폿에 인접하는 스폿이 중첩한 부분의 소정거리 이동방향의 길이가, Wx/2가 되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은, 갈바노미터에 대해서 인가하는 삼각파 전압과, 회전축의 회전각과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은, 제어부에 의한 제어를 실시하지 않은 상태에서 광빔을 어닐대상물에 대해서 조사했을 때의, 스폿의 이동을 나타내는 도면이다.
도 8은, 회전각 α와 회전각 β과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는, 제어부에 의해서 제어한 상태에서 광빔을 어닐대상물에 대해서 조사했을 때의, 스폿의 이동을 나타내는 도면이다.
도 10은, 컬럼이 형성될 때의 스폿의 움직임을 나타내는 도면이다.
도 11은, 어닐대상물 전체를 어닐할 때의 스폿의 움직임을 나타내는 도면이다.
도 12는, i=2와 n=4에서 어닐대상물에 광빔을 조사하는 방법을 나타내는 모식도이다.
도 13은, i=2와 n=10에서 어닐대상물에 광빔을 조사하는 방법을 나타내는 모식도이다.
도 14a는, 1개의 컬럼과 해당 컬럼에 인접하는 컬럼의 중량면적이 소정의 면적보다도 클 때에는 어닐대상물에 대한 광빔의 조사횟수가 n+i회가 되는 것을 설명하기 위한 도면이며, 도 14b는 1개의 컬럼과 해당 컬럼에 인접하는 컬럼의 중량면적이 소정의 면적보다도 작을 때에는 어닐대상물에 대한 광빔의 조사횟수가 n=i회가 되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는, 회전각 α, 회전각 β 및 회전각 Y의 관계와 회전축의 회전각 Y와 피조사물상의 조사횟수와의 관계를 나타내고, 도 15a는 회전각 α, 회전각 β 및 회전각 Y의 관계 α, β 및 의 관계를 나타내고, 도 15b 및 도 15c는, 회전축의 회전각 Y와 피조사물상의 조사횟수와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 16은, 광빔이 2회 조사된 영역의 양단에, 광빔이 1회 조사된 영역이 형성된 상태를 나타내는 도면이다.
도 17a는 i=2와 n=4에서 어닐대상물을 조사할 때에, 인접하는 컬럼의 중량면적이 소정의 면적보다도 작으면 어닐대상물에 대한 광빔의 조사횟수가 3회가 되는 것을 나타내는 도면이며, 도 17b는 i=2와 n=4에서 어닐대상물을 조사할 때에, 인접하는 컬럼과의 중량면적이 소정의 면적보다도 크면 어닐대상물에 대한 광빔의 조사횟수가 5회가 되는 것을 나타내는 도면이다.
도 18은, 스폿과 이 스폿에 인접하는 다른 스폿이 중첩한 부분의 소정거리 이동방향의 길이가 Wx/3인 것을 나타내는 모식도이다.
도 19a는, 스폿과 이 스폿에 인접하는 다른 스폿이 중첩한 부분의 소정거리 이동방향의 길이가 Wx/3의 상태에서, 소정거리 이동방향의 일단에서 타단까지 스폿이 이동한 상태를 나타내는 도면이며, 도 19b는, 스폿과 이 스폿에 인접하는 다른 스폿이 중첩한 부분의 소정거리 이동방향의 길이(L)가 Wx/3의 상태에서, 소정거리 이동방향의 일단에서 타단까지 스폿이 이동한 상태를 나타내는 도면이며, 도 19c는, 3회 영역의 양단에, 2회 영역과 1회 영역이 순차 제작된 상태를 나타내는 도면이다.
도 20은, n=5일 때에 어닐대상물에 대해서 광빔을 조사하는 방법을 나타내는 모식도이다.
도 21은, n=7일 때에 어닐대상물에 대해서 광빔을 조사하는 방법을 나타내는 모식도이다.
도 22a는 n=5에서 어닐대상물을 조사할 때에, 인접하는 컬럼과의 중첩면적이 소정의 면적보다도 작으면 어닐대상물에 대한 광빔의 조사횟수가 4회가 되는 것을 나타내는 도면이며, 도 22b는 도 22a와 동일한 조건에서 어닐대상물을 조사할 때에, 인접하는 컬럼과의 중첩면적이 소정의 면적보다도 크면 어닐대상물에 대한 광빔의 조사횟수가 6회가 되는 것을 나타내는 도면이다.
도 23은, 종래의 레이저어닐장치를 나타내는 모식도이다.
본 발명의 목적은, 상술한 바와 같은 종래의 기술이 가지는 문제점을 해결할 수 있는 새로운 광조사장치 및 광조사방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 레이저광원으로서, 1 펄스당 에너지량이 작고, 펄스발진의 반복 주파수가 높은 고체레이저를 채용했을 때에도, 피조사물의 전면에 대해서, 충분한 에너지의 레이저광을 균일하며 효율 좋게 조사하는 것이 가능한 광조사장치 및 광조사방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 관한 광조사장치는, 광빔을 사출하는 레이저광원과, 평판형의 피조사물을 지지하는 스테이지와, 편향각을 일정 범위내에서 주기적으로 변화시키면서 입사한 광빔을 편향하는 편향수단을 가지고, 레이저광원에서 사출된 광빔을 도광(導光)하고, 광빔을 피조사물의 주면에 대해서 제 1방향에 따라 주사시키면서 피조사물의 주면에 대해 조사하는 조사수단과, 광빔의 평향각에 따라서, 레이저광원에서의 광빔의 사출을 제어하는 사출제어수단과, 사출제어수단에 의해 제어된 광빔을 피조사물의 주면에 대해서 제 1방향으로 주사시키면서 조사하는 동시에, 제 1방향과 피조사물의 주면에 따라 직교하는 제 2방향으로, 스테이지를 조사수단에 대해서 상대 이동시키는 제 1제어수단과, 제 1제어수단에 의한 제어 후에 스테이지를 조사수단에 대해서 제 1방향에 상대 이동시키는 제어를 실시하는 제 2제어수단을 갖추고, 제 2제어수단에 의해 제어가 이루어진 제 1방향에 따른 서로 다른 복수의 위치에 있어서, 제 1제어수단에 의해 제어가 이루어진 조사를 피조사물의 동일 피조사면에 각각 실시하고, 피조사물의 대략 모든 피조사면은, 다른 복수의 위치에 있어서의 제 1제어수단에 의한 조사가 실시된다.
본 발명에 관한 다른 광조사장치는, 광빔을 사출하는 레이저광원과, 평판형의 피조사물을 지지하고, 피조사물의 주면에 평행한 방향으로 해당 피조사물을 이동시키는 가동 스테이지와, 편향각을 일정 범위내에서 주기적으로 변화시키면서 입사한 광빔을 편향하는 편향수단을 가지고, 레이저광원에서 사출된 광빔을 도광하고, 광빔을 피조사물의 주면에 대해서 제 1방향에 따라 주사시키면서 피조사물의 주면에 대해 조사하는 조사수단과, 광빔의 편향각에 따라서, 레이저광원에서의 광빔의 사출을 제어하는 사출제어수단을 갖춘다.
본 발명에 관한 또 다른 피조사물 장치는, 광빔을 사출하는 레이저광원과, 평판형의 피조사물을 지지하는 가동 스테이지와, 편향각을 일정 범위내에서 주기적으로 변화시키면서 입사한 광빔을 편향하는 편향수단을 가지고, 레이저광원에서 사출된 광빔을 도광하고, 광빔을 피조사물의 주면에 대해서 제 1방향에 따라 주사시키면서 피조사물의 주면에 대해 조사하는 조사수단과, 사출제어수단에 의해 제어된 광빔을 피조사물의 주면에 대해서 제 1방향으로 주사시키면서 조사하는 동시에, 제 1방향과 피조사물의 주면에 따라 직교하는 제 2방향으로, 스테이지를 조사수단에 대해서 상대 이동시키는 제 1제어수단과, 제 1제어수단에 의한 제어 후에 스테이지를 조사수단에 대해서 제 1방향에 상대 이동시키는 제어를 실시하는 제 2제어수단을 갖추고, 제 2제어수단에 의해 제어가 이루어진 제 1방향에 따른 서로 다른 복수의 위치에 있어서, 제 1제어수단에 의해 제어가 이루어진 조사를 피조사물의 동일 피조사면에 각각 실시하고, 피조사물의 대략 모든 피조사면은, 다른 복수의 위치에 있어서의 제 1제어수단에 의한 제어가 실시된다.
본 발명에 관한 광조사방법은, 레이저광원이 광빔을 사출하는 사출스텝과, 편향각을 일정 범위내에서 주기적으로 변화시키면서 사출한 광빔을 편향하는 편향 스텝을 가지고, 상기 레이저광원에서 사출된 광빔을 도광하고, 광빔을 피조사물의 주면에 대해서 제 1방향에 따라서 주사시키면서 피조사물의 주면에 대해 조사하는 조사스텝과, 광빔의 편향각에 따라서, 레이저광원에서의 광빔의 사출을 제어하는 사출제어스텝과, 사출제어스텝에 있어서 사출이 제어된 광빔을, 피조사물의 주면에 대해서 제 1방향으로 주사시키면서 조사하는 동시에, 제 1방향과 피조사물의 주면에 따라서 직교하는 제 2방향으로, 피조사물을, 조사스텝에 있어서 피조사물의 주면에 대해서 조사된 광빔에 대해서 상대 이동시키는 제 1제어스텝과, 제 1제어스텝에 있어서의 제어 후에, 피조사물을, 조사스텝에 있어서 피조사물의 주면에 대해서 조사된 광빔에 대해서 상대 이동시키는 제 2제어스텝을 갖추고, 제 2제어스텝에 있어서 제어가 이루어진 제 1방향에 따른 서로 다른 복수의 위치에 있어서, 제 1제어스텝에 있어서 제어가 이루어진 조사를 피조사물의 동일 피조사면에 각각 실시하고, 피조사물의 거의 모든 피조사면은, 다른 복수의 위치에 있어서의 제 1제어스텝에 의한 조사가 실시된다.
본 발명에 관한 다른 광조사방법은, 레이저광원이 광빔을 사출하는 사출스텝과, 평판형의 피조사물을, 해당 피조사물의 주면에 평행한 방향으로 이동시키는 이동 스텝과, 편향각을 일정 범위내에서 주기적으로 변화시키면서 입사한 광빔을 편향하는 편향수단을 가지고, 레이저광원에서 사출된 광빔을 도광하고, 광빔을 피조사물의 주면에 대해서 제 1방향에 따라서 주사시키면서 피조사물의 주면에 대해 조사하는 조사스텝과, 광빔의 편향각에 따라서, 레이저광원에서의 광빔의 사출을 제어하는 사출제어스텝을 갖춘다.
본 발명에 관한 또 다른 광조사방법은, 레이저광원이 광빔을 사출하는 사출 스텝과, 편향각을 일정 범위내에서 주기적으로 변화시키면서 입사한 광빔을 편향하는 편향스텝을 가지고, 레이저광원에서 사출된 광빔을 도광하고, 광빔을 피조사물의 주면에 대해서 제 1방향에 따라 주사시키면서 피조사물의 주면에 대해 조사하는 조사스텝과, 사출제어스텝에 있어서 사출이 제어된 광빔을, 피조사물의 주면에 대해서 제 1방향에 주사시키면서 조사하는 동시에, 피조사물을, 제 1방향과 피조사물의 주면에 따라 직교하는 제 2방향으로, 조사스텝에 있어서 피조사물의 주면에 대해서 조사된 광빔에 대해서 상대 이동시키는 제 1제어스텝과, 제 1제어스텝에 있어서의 제어 후에, 피조사물을, 조사스텝에 있어서 피조사물의 주면에 대해서 조사된 광빔에 대해서 상대 이동시키는 제 2제어스텝을 갖추고, 제 2제어스텝에 있어서 제어가 이루어진 제 1방향에 따른 서로 다른 복수의 위치에 있어서, 제 1제어스텝에 있어서 제어가 이루어진 조사를 피조사물의 동일 피조사면에 각각 실시하고, 피조사물의 거의 모든 피조사면은, 다른 복수의 위치에 있어서의 제 1제어스텝에 의한 조사가 실시된다.
본 발명의 또 다른 목적, 본 발명에 의해서 얻어진 구체적인 이점은, 이하에서 도면을 참조하여 설명되는 실시의 형태의 설명에서 한층 명확하게 될 것이다.
이하, 본 발명을 레이저어닐장치에 적용한 예를 들어서 설명한다.
본 발명을 적용한 레이저어닐장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 어닐대상물(2)을 지지하는 동시에 어닐대상물(2)의 주면에 평행한 방향으로 이동 가능하게 되어 있는 가동 스테이지(3)와, 광빔을 펄스발진하는 고체레이저(4)와, 고체레이저(4)에서 사출된 광빔의 광축에 수직인 단면의 형상을 성형하는 동시에 광빔의 에너지 밀도를 균일하게 하는 광성형 광학계(5)와, 광성형 광학계(5)에서 사출되는 광빔을 편향하는 반사경(6)과, 반사경(6)을 일정한 속도에서 진동하는 갈바노미터(7)와, 반사경(6)에 의해서 편향된 광빔을 상기 어닐대상물(2)에 대해서 조사하는 fθ렌즈(8)와, 반사경(6)에 의해서 편향된 광빔의 편향각에 따라 상기 고체레이저(4)에서의 광빔의 펄스발진을 제어하는 제어부(9)를 갖춘다.
가동 스테이지(3)는, 예를 들면 유리기판상에 형성된 a-Si박막 등 평판형의 어닐대상물(2)을 지지한다. 이 가동 스테이지(3)는, 어닐대상물(2)의 주면에 평행인 동시에 서로 직교하는 2방향으로 이동한다. 구체적으로 설명하면, 가동 스테이지(3)는, 도 1 중 화살표 A방향의 어닐대상물(2)의 주면에 평행인 동시에 서로 직교하는 2방향 중의 1방향(이하, 소정거리 이동방향이라고 한다.)으로, 소정의 거리씩 이동한다. 또한 가동 스테이지(3)는, 도 1 중 화살표 B방향의 어닐대상물(2)의 주면에 평행인 동시에 서로 직교하는 2방향 중 소정거리 이동방향으로 직교하고 있는 방향(이하, 정속이동방향이라고 한다.)에, 정속이동한다. 본 예에서는, 가동 스테이지(3)는, 소정거리 이동방향으로 이동하기 위한 나사전송식 펄스모터와, 정속이동방향으로 이동하기 위한 에어 슬라이드식 리얼모터를 갖추고 있다.
고체레이저(4)는, 레이저광을 사출한다. 고체레이저(4)는, 반도체를 제외한 결정이나 유리 등의 투명물질을 모체재료로 하고, 모체재료 중에 희토류(希土類) 이온이나 천이금속(遷移金屬) 이온 등을 도프한 고체레이저 재료를 빛에 의해 여기(勵起)하여, 레이저빔을 사출한다. 여기에서 이용되는 고체레이저로서는, Nd:YAG(이트륨 알루미늄 가닛)레이저, Nd:YVO4레이저, N:YLF(이트륨 리튬 플루올라이드)레이저, Ti:Sapphire레이저 및 이러한 고주파 레이저 등을 들 수 있다.
고체레이저(4)는, 광빔 펄스의 사출을 온 및 오프하는 것이 가능하다. 본 예에서는, 고체레이저(4)는 Q 스위치를 갖추고 있고, Q스위치가 온일 때에 레이저 로드 내에 유도방출이 거의 일어나지 않고, 반전 분포 상태의 상준위/하준위비는 Q 스위치가 오프일 때와 비교하여 극단적으로 커지는 것을 이용하여, Q 스위치의 온 오프를 수 10kHz오더의 속도로 반복하는 것으로 펄스발진을 시키고, Q 스위치를 오프로 하여 계속하는 것으로 CW(Continuous Wave) 발진시키는 것이 가능하다. CW발진일 때에 고체레이저(4)에서 사출되는 광빔은 에너지가 약하므로, 해당 광빔을 어닐대상물(2)에 대해서 조사하여도, 어닐대상물(2)은 어닐되지 않는다. 이후, 펄스발진시키는 것을 펄스를 온으로 한다고 표현하고, CW발진시키는 것을 펄스를 오프로 한다고 표현하다. 즉, 어닐대상물(2)은, 고체레이저(4)의 펄스를 온으로 했을 때에는 어닐되고, 오프로 했을 때에는 어닐되지 않는다.
광성형 광학계(5)는, 호모지나이저(homogenizer) 등을 갖추고 있고, 광빔의 에너지 밀도를 평균화하는 동시에 광빔의 광축에 수직인 단면을 성형한다. 광성형 광학계(5)는, 광빔의 광축에 수직인 단면을, 애스팩트비가 낮은 형상으로 성형한다. 본 예에서는, 광성형 광학계(5)는, 광빔의 광축에 수직인 단면을, Wx=1.5(mm), Wy=1(mm)의 직사각형이 되도록 성형하고 있다.
반사경(6)은, 미성형 광학계(5)에서 사출된 광빔을 반사함으로써, 광빔의 진행 방향을 변화시킨다. 반사된 광빔은, fθ렌즈(8)를 통해서 어닐대상물(2)의 주면에 입사한다. 또한, 반사경(6)은, 갈바노미터(7)에 의해서 일정한 회전각의 범위내를 일정한 각속도에서 왕복 이동한다(이하, 진동이라고 한다.). 반사경(6)에서 사출하는 광빔은, 반사경(6)의 자세에 따라 편향한다. 반사경(6)은, 갈바노미터(7)에 의해서 진동되고 있지 않을 때에는, 광성형 광학계(5)에서 사출된 광빔의 진행 방향을 90°변화시키고, 어닐대상물(2)에 대해서, 어닐대상물(2)의 주면에 수직인 방향에서 광빔을 조사한다.
이하에 있어서는, 갈바노미터(7)에 의해서 진동되고 있지 않을 때의 반사경(6)의 위치를 기준위치로 칭하고, 기준위치에 있는 반사경(6)에 의해서 반사된 광빔의 진행 방향을 기준방향 φ°라고 칭한다. 그리고, 반사경(6)에 의해서 반사된 광빔의 진행방향의 기준방향 φ°에 대한 각도 φ를 편향각이라고 칭한다. 또한, 편향각은, 반사경(6)의 회전각의 2배가 된다. 또한, 반사경(6)이 기준위치에서 좌회전한 방향에 위치해 있을 때에는, 기준위치에서의 반사경(6)의 회전각과 해당 반사경(6)에 의해서 반사된 광빔의 편향각을 양의 값으로 정의하고, 반사경(6)이 기준위치에서 오른쪽 회전의 방향에 위치하고 있을 때에는, 기준위치에서의 반사경(6)의 회전각과 해당 반사경(6)에 의해 반사된 광빔의 편향각을 음의 값으로 정의한다.
갈바노미터(7)는 회전축(7a)을 갖추고 있고, 회전축(7a)에 반사경(6)이 장착되어 있다. 갈바노미터(7)는, 반사경(6)을, 일정한 회전각의 범의내를 일정한 각속도에서, 도 1 중 화살표 H방향으로 왕복 이동시킨다(이하, 진동이라고 한다). 갈바노미터(7)가 반사경(6)을 진동시키는 것으로, 고체레이저(4)에서 사출된 광빔은, 도 1 중 화살표 A방향에 따라서 편향한다. 반사경(6)이 진동함으로써, 고체레이저(4)에서 사출된 광빔은, 편향각이 소정의 범위내에서 주기적으로 변화하고, 스폿(2a)의 중심은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 어닐대상물(2) 상을 소정의 이동방향에 소정의 범위 Dreal에서 왕복 이동한다. Dreal는, 반사경(6)의 회전각이 변동하는 범위에 의해서 결정된다. 본 예에서는, 반사경(6)은, 회전각이 -α(단, 0<α)의 위치에서 +α의 위치까지의 범위를 왕복 이동한다. 즉, 스폿(2a)이 왕복 이동하는 범위 Dreal는, 반사경(6)이 회전각이 -α(편향각 -2α)의 위치에서 +α(편향각 +2α)의 위치까지의 범위를 왕복 이동할 때의, 어닐대상물(2) 상에 있어서의 스폿(2a)의 중심 궤적의 진폭을 나타낸다.
또한, 갈바노미터(7)가 반사경(6)을 일정한 속도에서 진동하는 동시에, 반사경(6)에 의해서 반사된 광빔이 fθ렌즈(8)를 통해 어닐대상물(2)로 조사됨으로써, 어닐대상물(2)상의 스폿(2a)의 이동속도는 일정하게 된다. 어닐대상물(2)상의 스폿(2a)의 이동속도가 일정하게 됨으로써, 도 3에 나타내는 바와 같이, 1개의 스폿(2a)과 이 스폿(2a)에 인접하는 다른 스폿(2a)이 중첩하는 면적이 일정하게 된다. 즉, 어닐대상물(2)에 대한 광빔의 조사횟수의 불균일을 억제하는 것이 가능하게 된다.
갈바노미터(7)가 반사경(6)을 일정한 속도로 진동시키는 구체적인 방법으로서는, 갈바노미터(7)에 대해서 삼각파 전압을 인가하는 방법을 들 수 있다.
또한, 갈바노미터(7)에 이하의 식 31에 나타내는 주파수의 삼각파 전압을 인가하는 동시에 가동 스테이지(3)를 식 32에 나타내는 속도에서 정속이동방향으로 이동시키면서 어닐대상물(2)에 대해서 광빔을 조사함으로써, 레이저어닐장치(1)는, 어닐대상물(2)에 대한 광빔의 조사횟수의 불균일을 억제하는 것이 가능하게 되며, 어닐대상물(2)을 균일하게 조사하는 것이 가능하게 된다.
[식31]
fgalvo = (Frep·Wx)/(2D)
[식32]
Vstage = (Frep·Wx·Wy)/(i ·D)
단, Frep는 고체레이저(4)의 펄스발진의 반복 주파수이며, Wx는 어닐대상물(2) 상에 형성되는 스폿(2a)의 소정거리 이동방향의 길이이며, Wy는 어닐대상물(2) 상에 형성되는 스폿(2a)의 정속이동방향의 길이이며, i는 컬럼 내에 있어서의 어닐대상물(2)에 대한 광빔의 평균 조사횟수로 자연수의 짝수가 되며, D는 갈바노미터(7)가 이상적으로 진동했을 때에 피조사물상에 형성되는 광빔의 중심 궤적의 진폭이다. 또한 컬럼에 대해서는 상세를 후술한다.
갈바노미터(7)에 인가하는 삼각파 전압의 주파수(fgalvo)를 식 31에 나타내는 주파수로 함으로써, 도 4에 나타내는 바와 같이, 스폿(2a)과 이 스폿(2a)에 인접하는 다른 스폿(2a)과는 중첩하지 않게 된다. 또한, 갈바노미터(7)에 인가하는 삼각파 전압의 주파수(fgalvo)를 식 33에 나타내는 주파수로 함으로써, 도 5에 나타내는 바와 같이, 스폿(2a)과 이 스폿(2a)에 인접하는 다른 스폿(2a)이 중첩한 부분의 소정거리 이동방향의 길이는, Wx/2가 된다.
또한, 갈바노미터(7)에 이하의 식 33에 나타내는 주파수의 삼각파 전압을 인가하는 동시에 가동 스테이지(3)를 식 34에 나타내는 속도에서 정속이동방향으로 이동시키면서 어닐대상물(2)에 대해서 광빔을 조사함에 있어서도, 레이저어닐장치(1)는, 어닐대상물(2)에 대한 광빔의 조사횟수의 불균일을 더욱 억제하는 것이 가능하게 되며, 어닐대상물(2)을 균일하게 조사하는 것이 가능하게 된다.
[식33]
fgalvo = (Frep·Wx)/(4D)
[식34]
Vstage = (2 ·Frep·Wx·Wy)/(i ·D)
fθ렌즈(8)는, 반사경(6)과 가동 스테이지(3)와의 사이의 광로(光路) 상에 설치되어 있다. 갈바노미터(7)에 의해서 반사경(6)을 일정한 각속도에서 진동시키면서 광빔을 어닐대상물(2) 상에 조사하면, 반사경(6)의 회전각의 변화와, 어닐대상물(2)상의 스폿(2a)의 이동거리가 비례하지 않기 때문에, 스폿(2a)을 일정한 속도에서 이동시키는 것이 곤란하게 된다. 반사경(6)에 의해서 반사된 광빔이 fθ렌즈(8)를 통해 어닐대상물(2)에 대해서 조사됨으로써, 반사경(6)의 회전각의 변화와, 어닐대상물(2)상의 스폿(2a)의 이동거리가 비례하기 때문에, 갈바노미터(7)가 반사경(6)을 일정한 각속도에서 진동시킴으로써, 스폿(2a)을 일정한 속도로 이동시키는 것이 가능하게 된다.
제어부(9)는, 반사경(6)의 회전각을 검출하고, 검출한 회전각에 따라 고체레이저(4)의 펄스를 온 또는 오프로 한다. 반사경(6)의 회전각은, 반사경(6)에 의해서 반사된 광빔의 편향각의 1/2이다. 따라서, 반사경(6)의 회전각을 검출하는 것으로, 반사경(6)에 의해서 반사된 광빔의 편향각을 검출할 수 있다. 즉, 제어부(9)는, 반사경(6)에 의해서 반사된 광빔의 편향각에 따라서 고체레이저(4)의 펄스를 온 또는 오프로 하고 있다. 또한, 제어부(9)는, 스테이지(3)에 갖추어진 나사전송식 펄스모터와 에어 슬라이드식 리니어 모터를 제어함으로써, 스테이지(3)의 정속이동방향으로의 이동과 소정거리 이동방향으로의 이동을 제어하고 있다.
이하에서는, 제어부(9)가 고체레이저(4)의 펄스를 온 또는 오프로 할 때의 반사경(6)의 구체적인 회전각에 대해서 설명한다.
레이저어닐장치(1)에서는, 어닐대상물(2) 상에 있어서의 스폿(2a)의 이동속도를 일정하게 하기 위해, 가동 스테이지(3)를 정속이동방향으로 정속이동시키면서, 갈바노미터(7)에 삼각파 전압을 인가하여 반사경(6)을 일정한 속도로 진동시킨다.
그런데 실제로는, 반사경(6)의 회전이 오른쪽 회전에서 왼쪽 회전으로 변화할 때 및 왼쪽 회전에서 오른쪽 회전으로 변화할 때에는, 관성(inertia) 등이 원인으로, 도 6에 나타내는 바와 같이, 반사경(6)의 회전은, 회전 방향의 변화점 근방에서 느려진다. 또한, 도 6 중 실선은 갈바노미터(7)에 인가되는 삼각파 전압의 변화를 나타내고 있고, 도 6 중 파선은 반사경(6)의 회전각을 나타낸다. 도 6의 가로축은, 시간을 나타내고 있고, 세로축은 삼각파 전압의 값 또는 회전축(7a)의 회전각을 나타내고 있다.
반사경(6)의 회전이 회전 방향의 변화점 근방에서 느려지면, 어닐대상물(2)에 있어서의 스폿(2a)의 이동방향의 변화점(P) 근방에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 1개의 스폿(2a)과 해당 스폿(2a)에 대해서 소정거리 이동방향에 인접하는 스폿(2a)이 중첩하는 부분의 면적이 커져 버린다. 따라서, 어닐대상물(2)에 대한 광빔의 조사횟수에 불균일이 발생해 버린다. 또한, 어닐대상물(2) 상에 형성되는 스폿(2a)의 중심의 궤적 진폭은, D로는 되지 않고 Dreal이 된다. 이상 설명한 이유에 의해, 제어부(9)가 스폿(2a)의 이동방향의 변화점 근방에서 고체레이저(4)의 펄스발진을 오프로 함으로써, 어닐대상물(2)에 대한 광빔의 조사횟수의 불균일을 저감하는 것이 가능하게 된다.
즉, 도 6 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 반사경(6)의 회전이 느려지기 시작하는 각도 β(단, 0<β<α)를 구하고, 제어부(9)가, + β에서 - β까지 반사경(6)이 회전하고 있는 사이에 고체레이저(4)의 펄스를 온으로 함으로써, 어닐대상물(2)에 대한 광빔의 조사횟수의 불균일을 저감하는 것이 가능하게 된다.
제어부(9)에 의해서, 고체레이저(4)의 펄스발진을 제어하는 방법은, 이하에 설명하는 대로이다.
제어부(9)는, 반사경(6)의 회전이 오른쪽 회전에서 왼쪽 회전으로 변화한 후에 반사경(6)의 회전각이 + β가 된 취지를 검출했을 때에 고체레이저(4)의 펄스를 온으로 하고, 이어서 반사경(6)의 회전각이 - β가 된 취지를 검출했을 때에 고체레이저(4)의 펄스를 오프로 한다. 또한, 제어부(9)는, 반사경(6)의 회전이 왼쪽 회전에서 오른쪽 회전으로 변화한 후에 반사경(6)의 회전각이 - β가 된 취지를 검출했을 때에 고체레이저(4)의 펄스를 온으로 하고, 이어서 반사경(6)의 회전각이 + β가 된 취지를 검출했을 때에 고체레이저(4)의 펄스를 오프로 한다. 따라서, 반사경의 회전각이 + β에서 - β일 때, 즉 광빔의 편향각이 +2β에서 -2β일 때, 어닐대상물(2)에 대해서 광빔이 조사된다.
제어부(9)가 이상 설명한 바와 같이 레이저광원(4)에서의 펄스발진을 제어함으로써, 도 9에 나타내는 바와 같이, 어닐대상물(2)상의 소정의 범위 Dreal내를 스폿이 왕복 이동할 때에는, 이동방향의 변화점(P) 근방에, 스폿(2a)이 발생하지 않게 된다. 즉, 1개의 스폿(2a)과 이 스폿(2a)에 대해서 소정거리 이동방향에 인접하는 다른 스폿(2a)이 중첩하는 부분의 면적이 커지는 영역은 형성되지 않게 된다.
이상 설명한, 본 발명이 적용된 레이저어닐장치(1)의 동작에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 레이저어닐장치(1)는, 어닐대상물(2)의 주면 전체에 대해서 광빔을 n회(단, n>0。) 조사함으로써, 어닐대상물(2)을 어닐하고 있다.
가동 스테이지(3) 상에 어닐대상물(2)이 개재되면, 갈바노미터(7)가 식 31에 나타내는 주파수 또는 식 33에 나타내는 주파수에서 반사경(6)의 진동을 개시함으로써, 고체레이저를 이용한 레이저광원(4)에서 사출된 광빔을 소정거리 이동방향에 직선 이동시키고, 스폿(2a)을, 소정의 범위 Dreal에서 반복 이동시킨다. 또한, 가동 스테이지(3)가, 식 32 또는 식 34에 나타내는 속도에서 정속이동방향에 정속이동함으로써, 스폿(2a)을, 정속이동방향의 한쪽의 단부에서 다른 쪽의 단부까지 정속이동시킨다.
또한, 제어부(9)는 반사경(6)의 회전각을 검출하고, 검출한 회전각에 따라서 레이저광원(4)의 펄스의 온 및 오프를 제어한다. 구체적으로 설명하면, 제어부(9)는, 반사경(6)의 회전각이 -β이상 +β이하일 때에는 레이저광원(4)의 펄스를 온으로 하고, -β 미만 또는 +β보다 클 때에는 펄스를 오프로 한다.
이상 설명한 동작을 실시함으로써, 어닐대상물(2)상의 스폿(2a)의 궤적은, 도 10에 나타내는 바와 같이, 삼각파의 첨단부가 소실된 형상이 된다. 또한, 소정거리 이동방향의 길이가 E이고, 정속이동방향의 길이가 어닐대상물(2)의 정속이동방향의 길이와 거의 동일한 조사 영역(이하, 컬럼이라고 한다.)(10)이 형성된다. 또한, E는 가동 스테이지(3)가 이동하지 않는 상태에서 반사경(6)이 +β에서 -β까지 회전했을 때의, 스폿(2a)의 이동거리이다.
그리고, 가동 스테이지(3)는, 정속이동방향으로의 이동이 종료하면, 소정거리 이동방향에 iE/n 이동한다.
레이저어닐장치(1)에서는, 컬럼(10)의 제작과, 가동 스테이지(3)가 소정거리 이동방향으로 iE/n 이동하는 것을 교대로 실시함으로써, 스폿(2a)을, 예를 들면 도 11에 나타내는 바와 같이, 어닐대상물(2)의 전면에 걸쳐서 이동시키고, 어닐대상물(2)의 전체를 어닐할 수 있다. 또한, 도 11에서는, i=n의 경우를 예로 들어서, 어닐대상물(2)상의 스폿(2a)의 움직임을 나타내고 있다.
또한, 본 발명이 적용된 레이저어닐장치(1)는, 컬럼(10)을 제작할 때의 어닐대상물(2)에 대한 광빔의 조사횟수(i)를 일정하게 했을 때에도, 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동거리를 제어함으로써, 어닐대상물(2)의 주면 전체에 대한 광빔의 조사횟수(n)를 제어할 수 있다.
예를 들면, i=2일 때를 예로 들면, n=4로 하기 위해서는, 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동거리를 E=2로 하여, 도 12에 나타내는 바와 같이, i=2인 컬럼(10)의 제작과 소정거리 이동방향으로 가동 스테이지(3)가 E=2 이동하는 것을 교대로 실시한다. 또한, n=10으로 하기 위해서는, 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동거리를 E/5로 하여, 도 13에 나타내는 바와 같이 i=2인 컬럼(10)의 제작과 소정거리 이동방향으로 가동 스테이지(3)가 E/5 이동하는 것을 교대로 실시한다. 또한, 도 12 및 도 13은, 어닐대상물(2)에 있어서의 소정거리 이동방향의 위치와 광빔의 조사횟수와의 관계를 모식적으로 나타낸 것이며, 도 12 및 도 13 중 화살표 z방향의 모눈의 수가 광빔의 조사횟수를 나타내고 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명을 적용한 레이저어닐장치(1)는, 에너지가 약하기 때문에 광빔의 광축에 수직인 단면의 액스팩트비를 작게 할 필요가 있는 고체레이저(4)를 레이저광원으로서 사용했을 때에도, 어닐대상물(2)에 대한 광빔의 조사횟수의 불균일을 저감하는 것이 가능하게 되며, 어닐대상물(2)을 충분한 동시에 균일한 에너지로 어닐하는 것이 가능하다.
또한, 레이저어닐장치(1)에서는, i를 고정으로 했을 때에도, 가동 스테이지(3)가 소정거리 이동방향으로 움직이는 거리를 변화시킴으로써, 어닐대상물(2) 전면에 대한 광빔의 조사횟수(n)를 변화시키는 것이 가능하다. 따라서, 레이저어닐장치(1)에서는, n의 값에 구애되지 않고 식 32 및 식 34에 나타내는 Vstage를 결정하는 파라미터 중 1개인 i를 고정하는 것이 가능하기 때문에, Frep, Wx, Wv를 레이저어닐장치(1) 특유의 값으로 하면 Vstage가 1개의 값으로 결정한다. 즉, 레이저어닐장치(1)는, 가동 스테이지(3)의 정속이동방향으로의 이동속도의 정밀도와 안정성을, 결정한 Vstage에 대해서 높이는 것만으로 좋게 되고, 다른 Vstage에 대해서 높일 필요가 없어지기 때문에, Vstage의 오차를 저감시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 레이저어닐장치(1)에 의하면, 가동 스테이지(3)의 정속이동방향으로의 이동을 변화가 거의 없는 일정 속도로 실시하는 것이 가능하게 되며, 어닐대상물(2)을 더욱 균일하게 어닐하는 것이 가능하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 레이저어닐장치(1)에서는, 사출하는 광빔의 에너지가 안정된 고체레이저(4)를 레이저광원으로서 사용하고, 고체레이저(4)에서 사출되는 광빔을 해당 광빔의 광축에 수직인 단면의 면적이 작아지도록 성형하여, 어닐대상물(2)에 대해서 조사했을 때에도, 어닐대상물(2)을 균일하게 조사하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 레이저어닐장치(1)에 의해서 어모퍼스 실리콘을 어닐하면, 입경(粒徑)이 커지는 동시에 균일하며, 전자나 홀의 이동 횟수가 높은 폴리실리콘을 제작하는 것이 가능하게 된다. 여기에서 얻어지는 폴리실리콘을 이용한 박막 트랜지스터는, 특성이 안정된 것이 된다.
또한, 레이저어닐장치(1)는, 레이저광원으로서 고체레이저(4)를 채용하고 있기 때문에, 예를 들면 가스의 교체 등 때문에 동작을 정치시킬 필요성이 없어진다. 따라서, 레이저어닐장치(1)는, 어닐대상물(2)을 어닐하는 효과가 양호한 것이 된다.
또한, 어닐대상물(2)의 주위에는, 조사횟수가 n회 미만이 되어 어닐이 충분하게 실시되지 않는 영역이 발생한다. 그러나, 통상, 어닐대상물(2)의 주위의 수 ㎝는 사용하지 않는다. 따라서, 레이저어닐장치(1)가, 충분하게 어닐되지 않는 영역이 주위의 수 ㎝ 내에 형성되는 바와 같이 어닐대상물(2)을 어닐하는 것으로, 레이저어닐장치(1)에 의해서 어닐된 후의 어닐대상물(2)은, 충분하게 사용하는 것이 가능하게 된다.
그런데, 레이저어닐장치(1)에서는, 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동거리에 오차가 발생했을 때에는, 1개의 컬럼(10)과 해당 컬럼(10)에 인접하고 있는 컬럼(10)이 중첩하고 있는 부분(이하, 중첩 부분이라고 한다.)의 면적이, 소망으로 하는 면적과 비교하여 변화한다.
중첩 부분의 면적이 소망으로 하는 면적과 비교하여 변화하면, 어닐대상물(2) 상에는, 중첩하는 컬럼(10)의 수가 n/i+1개가 되는 영역이나, 중첩하는 컬럼(10)의 수가 n/i-1개가 되는 영역 등이 발생한다. 중첩하는 컬럼(10)의 수가 n/i+1개의 영역에서는 조사횟수가 n+i회가 되며, 중첩하는 컬럼(10)의 수가 n/i-1개의 영역에서는 조사횟수가 n-i회가 된다. 따라서, 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동이 정밀도 좋게 실시되지 않을 때에는, 어닐대상물(2)에 대한 광빔의 조사횟수에, ±i회의 오차가 발생해 버린다.
예를 들면, i=2, n=4로 했을 때에는, 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동은 E/2가 된다. 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동이 E/2 미만이 되면, 어닐대상물(2) 상에는, 도 14a 중에 사선으로 나타내는 바와 같이, 조사횟수가 2회가 되는 영역이 발생해 버린다. 한편, 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동이 E/2보다도 커지면, 어닐대상물(2) 상에는, 도 14b 중에 사선으로 나타내는 바와 같이, 조사횟수가 6회가 되는 영역이 발생해 버린다. 따라서, 어닐대상물(2) 상에 있어서의 광빔의 조사횟수에는, ±2회의 오차가 발생해 버린다. 또한 도 14a 및 도 14b는, 어닐대상물(2)에 있어서의 소정거리 이동방향의 위치와 광빔의 조사횟수와의 관계를 모식적으로 나타낸 것이며, 도면 중 화살표 z방향의 모눈의 수가 광빔의 조사횟수를 나타내고 있다.
가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동거리에 오차가 발생했을 때에도, 어닐대상물(2)상의 조사횟수의 차를 ±i회보다도 저감시키는 방법으로서는, 이하에 설명한 바와 같이, 제어부(9)가 고체레이저(4)의 펄스를 온으로 하는 위치와, 오프로 하는 위치를 다른 위치로 하는 방법을 들 수 있다.
우선, 도 15a ~ 도 15c에 나타내는 바와 같이, (단, <β)를 결정한다.
그리고, 제어부(9)는, 회전축(7a)의 회전이 오른쪽 회전에서 왼쪽 회전으로 변화한 후에 회전축(7a)의 회전각이 +이 된 취지를 검출했을 때에는 고체레이저(4)의 펄스를 온으로 하고, 이어서 회전축(7a)의 회전각이 -β로 된 취지를 검출했을 때에는 고체레이저(4)의 펄스를 오프로 한다. 또한, 제어부(9)는, 회전축(7a)의 회전이 왼쪽 회전에서 오른쪽 회전으로 변화한 후에 회전축(7a)의 회전각이 -이 된 취지를 검출했을 때에는 고체레이저(4)의 펄스를 온으로 하고, 이어서 회전축(7a)의 회전각이 +β로 된 취지를 검출했을 때에는 고체레이저(4)의 펄스를 오프로 한다.
이상 설명한 바와 같이 제어부(9)가 고체레이저의 Q스위치를 제어함으로써, 도 15b, 도 15c에 나타내는 바와 같이, 광빔이 i회 조사된 영역(이하, i회 영역이라고 한다.)(31)의 소정거리 이동방향의 양단에, 광빔이 i/2회 조사된 영역(이하, i/2회 영역이라고 한다.)(32a, 32b)가 형성된다.
i회 영역(31)은, 회전축(7a)의 회전각이 -2에서 + 2일 때에 광빔이 조사된 영역이다.
또한 i/2회 영역(32a, 32b)의 한쪽은 회전축(7a)의 회전각이 +2에서 - 2 일 때에 광빔이 조사된 영역이며, 다른 쪽은 회전축(7a)의 회전각이 -2β에서 -2일 때에 광빔이 조사된 영역이다.
그리고, i회 영역(31)과 한쪽의 i/2회 영역(32a)을 합친 범위를 컬럼(33)으로 설정하고, 컬럼(33)의 소정거리 이동방향의 길이(L1)에 의거하여, 가동 스테이지(3)를 소정거리 이동방향으로 이동시킨다. 즉, 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동은, iL1/n이 된다.
이상 설명한 바와 같이 제어부(9)가 고체레이저(4)의 펄스의 온ㆍ오프를 제어할 때에는, 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동거리가 iL1/n보다 길어짐으로써, 중첩하는 컬럼(33)의 수가 n/i+1개가 된 영역에서는 조사횟수가 n+i/2 회가 된다. 또한, 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동거리가 iL1/n 미만이 됨으로써, 중첩하는 컬럼(33)의 수가 i=1개가 된 영역에서는, 조사횟수가 n-i/2회가 된다. 따라서, 어닐대상물(2) 전체에 대한 광빔의 조사횟수n에 대한 오차를, ±i/2회로 저감하는 것이 용이하게 된다.
예를 들면, 갈바노미터(7)에 인가하는 삼각파 전압이 식 33에서 나타나는 주파수인 동시에 i=2일 때에는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 조사횟수가 2회의 영역(35)의 소정거리 이동방향의 양단에, 조사횟수가 1회의 영역(36a, 36b)이 형성된다. 그리고, 조사횟수가 2회의 영역(35)과 조사횟수가 1회의 영역(36a)을 컬럼(40)으로 한다.
이상 설명한 조건에서, 예를 들면 n=4로 했을 때에는, 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동거리는, L1/2가 된다. 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동거리가 L1/2 미만이 되면, 도 17a 중에 사선으로 나타내는 바와 같이, 어닐대상물(2) 상에 조사횟수가 3회가 되는 영역이 발생한다. 한편, 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동거리가 L1/2보다 크게 되면, 도 17b 중에 사선으로 나타내는 바와 같이, 어닐대상물(2) 상에 조사횟수가 5회가 되는 영역이 발생한다. 따라서, 어닐대상물(2)에 대한 광빔의 조사횟수의 오차는 ±1회가 된다. 또한, 도 17a 및 도 17b는, 어닐대상물(2)에 있어서의 소정거리 이동방향의 위치와 광빔의 조사횟수와의 관계를 모식적으로 나타낸 도면이며, 도면 중 화살표 z방향의 모눈의 수가 광빔의 조사횟수를 나타내고 있다.
레이저어닐장치(1)는, 이상 설명한 바와 같이 제어부(9)가 펄스의 온 또는 오프를 제어하는 동시에 i=2로 함으로써, 어닐대상물(2)에 대한 조사횟수의 오차를 ±1회로 하는 것이 가능하게 되며, 조사횟수의 오차를 저감하는 것이 가능하게 된다.
또한, 레이저어닐장치(1)는, i=2로 했을 때에도, 소정거리 이동방향으로의 가동 스테이지(3)의 이동거리를 제어함으로써, 어닐대상물(2)의 주면 전체에 대한 광빔의 조사횟수를 변화시키는 것이 가능하게 된다. i=2로 했을 때에는, 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동거리는, 2L1/n으로 한다. 즉, n=20일 때에는, 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동거리를 L1/10으로 함으로써, 어닐대상물(2)의 주면 전체에 대한 광빔의 조사횟수를 20회로 하는 것이 가능하게 된다.
따라서, 본 발명이 적용된 레이저어닐장치(1)에서는, i를 최소값의 2로 하여 어닐대상물(2)을 어닐하는 것이 바람직하다. 레이저어닐장치(1)는, 이상 설명한 바와 같이 제어부(9)가 펄스의 온 또는 오프를 제어하는 동시에 i=2로 함으로써, 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향의 이동거리에 오차가 발생했을 때에도, 어닐대상물(2)에 대한 광빔의 조사횟수의 오차를 ±1로 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 은, 예를 들면, i회 영역(31)의 소정거리 이동방향의 길이와, i=2회 영역(32a, 32b)의 소정거리 이동방향의 길이와의 비율에서 결정된다. 예를 들면, i회 영역(31)의 소정거리 이동방향의 길이와 한쪽의 i/2회 영역(32a)의 길이와의 비율이 R일 경우에는, 2β/=R을 풀이함으로써 을 결정한다.
또한, 제어부(9)에 으한 펄스의 온 및 오프의 제어는, 이상 설명한 방법에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제어부(9)는, 회전축(7a)의 회전이 오른쪽 회전에서 왼쪽 회전으로 변화한 후에 회전축(7a)의 회전각이 +β로 된 취지를 검출했을 때에 고체레이저(4)의 펄스를 온으로 하고, 이어서 회전축(7a)의 회전각이 -이 된 취지를 검출했을 때에 고체레이저(4)의 펄스를 오프로 하는 동시에, 회전축(7a)의 회전이 왼쪽 회전에서 오른쪽 회전으로 변화한 후에 회전축(7a)의 회전각이 -β로 된 취지를 검출했을 때에 고체레이저(4)의 펄스를 온으로 하고, 이어서 회전축(7a)의 회전각이 +가 된 취지를 검출했을 때에 고체레이저(4)의 펄스를 오프로 하여도 좋다.
그런데, 이상 설명한 방법에 의해서 어닐대상물(2)상의 조사횟수의 차를 저감시키는 방법은, i가 짝수일 때에 유효하게 된다. 이하에서는, 레이저어닐장치(1)에 의해서, n을 홀수로 했을 때에도 어닐대상물(2)상의 조사횟수의 차를 저감시키는 것이 가능하게 되도록, i=3인 동시에 조사횟수의 오차를 저감하는 것이 가능한 컬럼을 제작하는 방법에 대해서 설명한다.
우선, 갈바노미터(7)에 인가하는 삼각파 전압의 고주파 fgalvo 를 이하의 식 35에서 나타내는 바와 같은, 식 31에서 나타낸 주파수를 2/3배로 한 주파수로 한다.
[식35]
fgalvo = (Frep·Wx)/(3D)
갈바노미터(7)에 인가하는 삼각파 전압의 주파수(fgalvo)를 식 35에 나타내는 주파수로 함으로써, 스폿(2a)과 이 스폿(2a)과 인접하는 다른 스폿(2a)이 중첩한 부분의 소정거리 이동방향의 길이는, 도 18에 나타내는 바와 같이, Wx/3이 된다.
또한, 반사경(6)의 회전각이 +에서 +β의 사이에 조사되는 여역에 있어서의 소정거리 이동방법의 길이 및 반사경(6)의 회전각이 -β에서 -의 사이에 조사되는 영역에 있어서의 소정거리 이동방향의 길이가 1/3 Wx 가 되도록, 을 결정한다.
또한, 가동 스테이지(3)의 정속이동방향으로의 이동속도(Vstage)를, 이하의 식 36에 나타내는 속도로 한다.
[식36]
Vstage = (Frep·Wx·Wy)/(3D)
또한, 식 35에 나타내는 바와 같이, 갈바노미터(7)에 인가하는 삼각파 전압의 주파수는, 식 31에서 나타난 주파수(fgalvo)를 2/3배 하는 것에 의한 보정이 이루어지고 있다. 따라서, 가동 스테이지(3)의 정속이동방향으로의 이동속도(Vstage)에 대해서도, 식 33에 i=3을 대입한 것이 아니게 되고, 보정된 것이 된다.
이상 설명한 바와 같이 fgalvo, , Vstage를 설정하여 레이저어닐장치(1)를 동작시키면, 도 19a에 나타내는 바와 같이, 스폿(2a)과 해당 스폿(2a)에 인접하는 스폿(2a)이 중첩하는 부분의 소정거리 이동방향의 길이가 Wx/3의 상태에서, 스폿(2a)이 소정거리 이동방향의 일단에서 타단까지 이동하는 것과, 도 19b에 나타내는 바와 같이, 스폿(2a)과 이 스폿(2a)에 인접하는 다른 스폿(2a)이 중첩하는 부분의 소정거리 이동방향의 길이가 Wx/3의 상태에서, 소정거리 이동방향의 일단에서 타단까지 스폿(2a)이 이동하는 것이 교대로 실시된다.
그리고, 도 19c에 나타내는 바와 같이, 광빔의 조사횟수가 3회인 영역(이하, 3회 영역이라고 한다.)(51)의 소정거리 이동방향의 일단에, 광빔의 조사횟수가 2회인 영역(이하, 2회 영역이라고 한다.)(52a)과, 광빔의 조사횟수가 1회인 영역(이하, 1회 영역이라고 한다.)(53a)이 순차 형성되는 동시에, 3회 영역(51)의 소정거리 이동방향의 타단에, 2회 영역(52b)과, 1회 영역(53b)이 순차 형성된다. 또한, 2회 영역(52a), 1회 영역(53a), 2회 영역(52b), 1회 영역(53b)은, 각각 동일한 폭이 된다.
다음에, 3회 영역(51), 한쪽의 2회 영역(52a) 및 한쪽의 1회 영역(53a)을 컬럼(60)으로 생각하여, 컬럼(60)의 소정거리 이동방향의 길이 L2에 의거하여, 가동 스테이지(3)를 소정거리 이동방향으로 이동시킨다. 즉, 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동은, iL2/n이 된다.
이상 설명한 i=3인 컬럼(60)의 형성은, i=2인 컬럼(40)의 형성을 조합함으로써, 조사횟수(n)를 어떠한 홀수로 설정하는 것도 가능하게 된다. 단, L1= L2가 아니면 안 된다.
예를 들면, n=5라고 할 때에는, 도 20에 나타내는 바와 같이, 컬럼(60)을 제작한 후에, 가동 스테이지(3)를 소정거리 이동방향으로 3L2/4 이동시키는 것과, 컬럼(40)을 제작한 후에 가동 스테이지(3)를 소정거리 이동방향으로 L1/4 이동시키는 것을 교대로 실시한다.
또한, n=7로 할 때에는, 도 21에 나타내는 바와 같이, 제 1스텝으로서 컬럼(60)을 제작한 후에 가동 스테이지(3)를 소정거리 이동방향으로 3L2/8 이동시키고, 제 2스텝으로서 컬럼(40)을 제작한 후에 가동 스테이지(3)를 소정거리 이동방향으로 L1/4 이동시키고, 제 3스텝으로서 컬럼(40)을 제작한 후에 가동 스테이지(3)를 소정거리 이동방향으로 3L1/8 이동시킨다. 그리고, 제 1스텝과, 제 2스텝과, 제 3스텝을 순차 반복한다.
이상 설명한 바와 같이, i=3의 컬럼(60)을 제작함으로써, n을 홀수로 했을 때에도, 가동 스테이지(3)가 소정거리 이동방향으로 이동할 때의 이동거리가 소망의 거리보다도 짧게 인접하는 컬럼과 중첩하는 면적이 증가할 때에는, 조사횟수의 오차가 +1회가 되며, 가동 스테이지(3)가 소정거리 이동방향으로 이동할 때의 이동거리가 소망의 거리보다도 짧게 인접하는 컬럼과 중첩하는 면적이 감소할 때에는, 조사횟수의 오차가 -1이 된다.
예를 들면, 도 20에 나타내는 방법에서 n=5로 할 때에는, 컬럼(60)을 제작한 후의 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방법으로의 이동이 3L2/4 미만이 되면, 도 22a 중에 사선으로 나타내는 바와 같이, 조사횟수가 4회가 되는 영역이 발생한다. 한편, 가동 스테이지(3)의 소정거리 이동방향으로의 이동이 3L2/4보다 커지면, 도 22b 중에 나타내는 바와 같이, 조사횟수가 6회가 되는 영역이 발생한다. 따라서, 오차는 ±1회가 된다.
즉, 이상 설명한 바와 같이 i=3의 컬럼(60)을 제작함으로써, 어닐대상물(2) 상에 조사되는 광빔의 조사횟수(n)를 홀수로 했을 때에도, 어닐대상물(2)에 대한 광빔의 조사횟수의 오차를, ±1회로 저감하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도 20, 도 21, 도 22는, 어닐대상물(2)에 있어서의 소정거리 이동방향의 위치와 광빔의 조사횟수와의 관계를 모식적으로 나타낸 것이며, 도면 중 화살표 z방향의 모눈의 수가 광빔의 조사횟수를 나타내고 있다.
또한, 본 발명은, 도면을 참조하여 설명한 상술의 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 첨부 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 변경, 치환 또는 그 동일한 것을 실시할 수 있는 것은 당 업자에 있어서 분명하다.
본 발명은, 에너지가 약하기 때문에 광축에 수직인 단면의 애스팩트비를 낮게 한 광빔을, 편향하면서 피조사물에 대해서 조사했을 때에도, 피조사물에 대한 광빔의 조사횟수의 불균일을 저감할 수 있다. 따라서, 본 발명에 관한 조사장치는, 레이저광원으로서, 사출되는 광빔의 에너지가 약하지만 안정된 고체레이저를 사용하는 것이 가능하게 되며, 피조사물을 충분히, 균일한 에너지로 조사할 수 있다.
또한, 본 발명은, 제 1제어에 의해 형성되는 조사영역내를 광빔이 조사하는 횟수를 고정했을 때에도, 제 2제어에 있어서의 가동 스테이지의 이동거리를 제어함으로써, 피조사물에 대한 광빔의 조사횟수를 제어하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 제 1제어에 있어서 가동 스테이지의 제 1방향의 이동속도를 결정하는 파라미터 1개를 고정으로 하는 것이 가능하기 때문에, 가동 스테이지가 제 1방향으로 이동할 때의 이동속도의 오차를 저감하는 것이 가능하게 된다. 즉, 본 발명에 관한 조사장치는, 피조사물에 대한 광빔의 조사횟수의 불균일을 저감하는 것이 가능하게 된다.
따라서, 본 발명을 이용하여 어모퍼스 실리콘을 어닐하면, 입경이 큰 동시에 균일하며, 전자나 홀의 이동 횟수가 높은 폴리실리콘을 제작하는 것이 가능하게 되며, 이 폴리실리콘을 이용한 박막 트랜지스터의 특성을 안정화할 수 있다.

Claims (24)

  1. 광빔을 사출하는 레이저광원과,
    평판형의 피조사물을 지지하는 스테이지와,
    편향각을 일정 범위내에서 주기적으로 변화시키면서 입사한 광빔을 편향하는 편향수단을 가지고, 상기 레이저광원으로부터 사출된 광빔을 도광(導光)하고, 상기 광빔을 상기 피조사물의 주면에 대하여 제 1방향에 따라 주사시키면서 상기 주면에 대하여 조사하는 조사수단과,
    상기 광빔의 편향각에 따라, 상기 레이저광원으로부터의 광빔의 사출을 제어하는 사출제어수단과,
    상기 사출제어수단에 의해 제어된 상기 광빔을 상기 피조사물의 주면에 대하여 상기 제 1방향으로 주사시키면서 조사하는 동시에, 상기 제 1방향과 상기 피조사물의 주면에 따라 직교하는 제 2방향으로, 상기 스테이지를 상기 조사수단에 대하여 상대 이동시키는 제 1제어수단과,
    상기 제 1제어수단에 의해 제어 후에 상기 스테이지를 상기 조사수단에 대하여 상기 제 1방향으로 상대 이동시키는 제어를 실시하는 제 2제어수단을 갖추고,
    상기 제 2제어수단에 의해 제어가 이루어진 상기 제 1방향에 따른 서로 다른 복수의 위치에 있어서, 상기 제 1제어수단에 의해 제어가 이루어진 조사를 상기 피조사물의 동일 피조사면에 각각 실시하고, 상기 피조사물의 대략 모든 피조사면은, 상기 다른 복수의 위치에 있어서의 상기 제 1제어수단에 의한 광빔의 조사가 행해지도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저광원은, 펄스발진하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 사출제어수단은, 상기 편향각이 제 1극치(極値)로 되기 때문에 θa로 되었을 때 상기 레이저광원으로부터의 광빔 펄스발진을 개시하고, 이어서 θb로 되었을 때에 상기 레이저광원으로부터의 펄스발진을 정지하는 제 1제어와, 상기 편향각이 제 2극치로 되기 때문에 θc로 되었을 때에 상기 레이저광원으로부터의 펄스진동을 개시하고, 이어서 θd로 되었을 때에 상기 레이저광원으로부터의 펄스발진을 정지하는 제 2제어를 교대로 실시하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 θa와 상기 θd는 동일하고 또한 상기 θb와 상기 θc는 동일하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 θa는 상기 θd보다도 상기 제 1극치에 가까운 값이며, 또한 상기 θc는 상기 θb보다도 상기 제 2극치에 가까운 값으로 구성된 것을 특징으로 하는 광조사장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 편향수단은, 이하의 식 1에서 나타내는 주파수(fgalvo)로 상기 광빔을 편향하고,
    상기 가동 스테이지는, 이하의 식 2에 나타내는 속도(Vstage)로 제 1방향으로 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사장치.
    [식1]
    fgalvo = (Frep·Wx)/(2D)
    [식2]
    Vstage = (Frep·Wx·Wy)/(2D)
    (단, Frep는 레이저광원의 펄스발진의 반복 주파수이며, Wx는 피조사물상에 형성되는 스폿의 제 1방향에 따른 길이이며, Wy는 피조사물상에 형성되는 스폿의 제 2방향에 따른 길이이며, D는 레이저광원으로부터의 사출된 광빔이 이상적으로 편향되었을 때에 피조사물상에 형성되는 광빔의 중심 궤적의 진폭이다.)
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 사출제어수단은, 상기 편향각이 θa에서 θb의 광빔이 조사되는 것으로 형성되는 제 1조사영역의 제 1방향에 따른 길이와, 상기 편향각이 θc에서 θd의 광빔이 조사되는 것으로 형성되는 제 2조사영역의 제 1방향에 따른 길이를 일치시키고, 또한 상기 제 1조사영역과 제 2조사영역의 제 1방향에 따른 어긋난 길이를 Wx/3으로 하고,
    상기 편향수단은, 이하의 식 3에 나타내는 주파수(fgalvo)로 상기 광빔을 편향하고,
    상기 가동 스테이지는, 이하의 식 4에 나타내는 속도(Vstage)로, 상기 피조사물을, 제 1방향으로 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사장치.
    [식3]
    fgalvo = (Frep·Wx)/(3D)
    [식4]
    Vstage = (Frep·Wx·Wy)/(3D)
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 θd는 상기 θa보다도 상기 제 1극치에 가까운 값이며, 또한 상기 θb는 상기 θc보다도 상기 제 2극치에 가까운 값으로 구성된 것을 특징으로 하는 광조사장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 편향수단은, 이하 식 5에 나타내는 주파수(fgalvo)로 상기 광빔을 편향하고,
    상기 가동 스테이지는, 이하의 식 6에 나타내는 속도(Vstage)로 제 1방향으로 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사장치.
    [식5]
    fgalvo = (Frep·Wx)/(2D)
    [식6]
    Vstage = (Frep·Wx·Wy)/(2D)
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제어수단은, 상기 편향각이 θa에서 θb의 광빔이 조사되는 것으로 형성되는 제 1조사영역의 제 1방향에 따른 길이와, 상기 편향각이 θc에서 θd의 광빔이 조사되는 것으로 형성되는 제 2조사영역의 제 1방향에 따른 길이를 일치시키고, 또한 상기 제 1조사영역과 상기 제 2조사영역의 제 1방향에 따른 어긋남의 길이를 Wx/3으로 하고,
    상기 편향수단은, 이하의 식 7에 나타내는 주파수(fgalvo)로 광빔을 편향하고,
    상기 가동 스테이지는, 이하의 식 8에 나타내는 속도(Vstage)로 상기 피조사물을 제 1방향으로 이동시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사장치.
    [식7]
    fgalvo = (Frep·Wx)/(3D)
    [식8]
    Vstage = (Frep·Wx·Wy)/(3D)
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 편향수단은, 갈바노미터로 구성된 것을 특징으로 하는 광조사장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1제어수단은, 상기 스테이지를 상기 피조사물에 대하여 제 2방향으로 이동시키는 리니어모터를 갖추고 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2제어수단은, 상기 스테이지를 상기 피조사물에 대하여 제 1방향으로 이동하기 위한 펄스모터를 갖추도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저광원은, 고체레이저로 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사장치.
  15. 광빔을 사출하는 레이저광원과,
    평판형의 피조사물을 지지하고, 상기 피조사물의 주면에 평행한 방향으로 상기 피조사물을 이동시키는 가동 스테이지와,
    편향각을 일정 범위내에서 주기적으로 변화시키면서 입사한 광빔을 편향하는 편향수단을 가지고, 상기 레이저광원으로부터 사출된 광빔을 도광(導光)하고, 상기 광빔을 상기 피조사물의 주면에 대하여 제 1방향에 따라 주사시키면서 상기 주면에 대하여 조사하는 조사수단과,
    상기 광빔의 편향각에 따라, 상기 레이저광원으로부터의 광빔의 사출을 제어하는 사출제어수단을 갖추도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사장치.
  16. 광빔을 사출하는 레이저광원과,
    평판형의 피조사물을 지지하는 가동 스테이지와,
    편향각을 일정 범위내에서 주기적으로 변화시키면서 입사한 광빔을 편향하는 편향수단을 가지고, 상기 레이저광원으로부터 사출된 광빔을 도광(導光)하고, 상기 광빔을 상기 피조사물의 주면에 대하여 제 1방향에 따라 주사시키면서 상기 주면에 대하여 조사하는 조사수단과,
    상기 사출제어수단에 의해 제어된 상기 광빔을 상기 피조사물의 주면에 대하여 상기 제 1방향으로 주사시키면서 조사하는 동시에, 상기 제 1방향과 상기 피조사물의 주면에 따라 직교하는 제 2방향으로, 상기 스테이지를 상기 조사수단에 대하여 상대 이동시키는 제 1제어수단과,
    상기 제 1제어수단에 의한 제어 후에 상기 스테이지를 상기 조사수단에 대하여 상기 제 1방향으로 상대 이동시키는 제어를 실시하는 제 2제어수단을 갖추고,
    상기 제 2제어수단에 의해 제어가 이루어진 상기 제 1방향에 따른 서로 다른 복수의 위치에 있어서, 상기 제 1제어수단에 의해 제어가 이루어진 조사를 상기 피조사물의 동일 피조사면에 각각 실시하고, 상기 피조사물의 대략 모든 피조사면은, 상기 다른 복수의 위치에 있어서의 상기 제 1제어수단에 의한 제어가 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사장치.
  17. 레이저광원이 광빔을 사출하는 사출스텝과,
    편향각을 일정 범위내에서 주기적으로 변화시키면서 입사한 광빔을 편향하는 편향스텝을 가지고, 상기 레이저광원으로부터 사출된 광빔을 도광(導光)하고, 상기 광빔을 상기 피조사물의 주면에 대하여 제 1방향에 따라 주사시키면서 상기 주면에 대하여 조사하는 조사스텝과,
    상기 광빔의 편향각에 따라서, 상기 레이저광원으로부터의 광빔의 사출을 제어하는 사출제어스텝과,
    상기 사출제어스텝에 있어서 사출이 제어된 상기 광빔을, 상기 피조사물의 주면에 대하여 상기 제 1방향으로 주사시키면서 조사하는 동시에, 상기 제 1방향과 상기 피조사물의 주면에 따라서 직교하는 제 2방향으로, 상기 피조사물을, 상기 조사스텝에 있어서 상기 주면에 대하여 조사된 광빔에 대하여 상대 이동시키는 제 1제어스텝과,
    상기 제 1제어스텝에 있어서의 제어 후에, 상기 피조사물을, 상기 조사스텝에 있어서 상기 주면에 대하여 조사된 광빔에 대하여 상대 이동시키는 제 2제어스텝을 갖추고,
    상기 제 2제어스텝에 있어서, 제어가 이루어진 상기 제 1방향에 따른 서로 다른 복수의 위치에 있어서, 상기 제 1제어스텝에 있어서 제어가 이루어진 조사를 상기 피조사물의 동일 피조사면에 각각 실시하고, 상기 피조사물의 대략 모든 피조사면은, 상기 다른 복수의 위치에 있어서의 상기 제 1제어수단에 의한 광빔의 조사가 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 사출스텝에서는, 레이저광원이 광빔을 펄스발진하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 사출제어스텝에서는, 편향각이 제 1극치로 되기 때문에 상기 편향각이 θa로 되었을 때에 상기 레이저광원으로부터의 펄스발진을 개시하고, 이어서 상기 편향각이 θb로 되었을 때에 상기 레이저광원으로부터의 펄스발진을 정지하는 제 1제어와, 상기 편향각이 제 2극치로 되기 때문에 상기 편향각이 θc로 되었을 때에 상기 레이저광원으로부터의 펄스진동을 개시하고, 이어서 θd로 되었을 때 상기 레이저광원으로부터의 펄스발진을 정지하는 제 2제어를 교대로 실시하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 θa와 상기 θd는 동일하고 또한 상기 θb와 상기 θc는 동일하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사방법.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 θa는 상기 θd보다도 상기 제 1극치에 가까운 값이며, 또한 상기 θc는 상기 θd보다도 상기 제 2극치에 가까운 값으로 구성된 것을 특징으로 하는 광조사방법.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 θd는 상기 θa보다도 상기 제 1극치에 가까운 값이며, 또한 상기 θc는 상기 θb보다도 상기 제 2극치에 가까운 값으로 구성된 것을 특징으로 하는 광조사방법.
  23. 레이저광원이 광빔을 사출하는 사출스텝과,
    평판형의 피조사물을 상기 피조사물의 주면에 평행한 방향으로 이동시키는 이동스텝과,
    편향각을 일정 범위내에서 주기적으로 변화시키면서 입사한 광빔을 편향하는 편향수단을 가지고, 상기 레이저광원으로부터 사출된 광빔을 도광(導光)하고, 상기 광빔을 상기 피조사물의 주면에 대하여 제 1방향에 따라 주사시키면서 상기 주면에 대하여 조사하는 조사스텝과,
    상기 광빔의 편향각에 따라서, 상기 광원으로부터의 광빔의 사출을 제어하는 사출제어스텝을 갖추도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사방법.
  24. 레이저광원이 광빔을 사출하는 사출스텝과,
    편향각을 일정 범위내에서 주기적으로 변화시키면서 입사한 광빔을 편향하는 편향스텝을 가지고, 상기 레이저광원으로부터 사출된 광빔을 도광(導光)하고, 상기 광빔을 상기 피조사물의 주면에 대하여 따른 제 1방향에 따라 주사시키면서 상기 주면에 대하여 조사하는 조사스텝과,
    상기 사출제어스텝에 있어서 사출이 제어된 상기 광빔을, 상기 피조사물의 주면에 대하여 상기 제 1방향으로 주사시키면서 조사하는 동시에, 상기 제 1방향과 상기 피조사물의 주면에 따라서 직교하는 제 2방향으로, 상기 피조사물을, 상기 조사스텝에 있어서 상기 주면에 대하여 조사된 광빔에 대하여 상대 이동시키는 제 1제어스텝과,
    상기 제 1제어스텝에 있어서의 제어 후에, 상기 피조사물을, 상기 조사스텝에 있어서 상기 주면에 대하여 조사된 광빔에 대하여 상대 이동시키는 제 2제어스텝을 갖추고,
    상기 제 2제어스텝에 있어서, 제어가 이루어진 상기 제 1방향에 따른 서로 다른 복수의 위치에 있어서, 상기 제 1제어수단에 있어서 제어가 이루어진 조사를 상기 피조사물의 동일 피조사면에 각각 실시하고, 상기 피조사물의 대략 모든 피조사면은, 상기 다른 복수의 위치에 있어서의 상기 제 1제어수단에 의한 광빔의 조사가 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 광조사방법.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101617069B (zh) * 2005-12-05 2012-05-23 纽约市哥伦比亚大学理事会 处理膜的系统和方法以及薄膜
JP5116979B2 (ja) * 2006-02-28 2013-01-09 パナソニック デバイスＳｕｎｘ株式会社 レーザ加工装置
JP4549996B2 (ja) * 2006-03-30 2010-09-22 株式会社日本製鋼所 レーザ照射装置
US20090323739A1 (en) * 2006-12-22 2009-12-31 Uv Tech Systems Laser optical system
US20080151951A1 (en) * 2006-12-22 2008-06-26 Elliott David J Laser optical system
US20090120924A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Stephen Moffatt Pulse train annealing method and apparatus
US9498845B2 (en) 2007-11-08 2016-11-22 Applied Materials, Inc. Pulse train annealing method and apparatus
US8319149B2 (en) * 2008-04-16 2012-11-27 Applied Materials, Inc. Radiant anneal throughput optimization and thermal history minimization by interlacing
US7952602B2 (en) 2008-09-02 2011-05-31 Coherent, Inc. Wide field diode-laser marker with swinging projection-optics
US7952603B2 (en) * 2008-09-29 2011-05-31 Coherent, Inc. Diode-laser marker with one-axis scanning mirror mounted on a translatable carriage
US20100078857A1 (en) * 2008-09-29 2010-04-01 Coherent, Inc. Diode-laser marker with one-axis scanning mirror mounted on a translatable carriage
US9604309B2 (en) * 2011-03-08 2017-03-28 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Optical scanning device and laser machining device having pluralities of flat reflective surfaces corresponding to divided virtual arcs
US8558859B2 (en) 2011-04-20 2013-10-15 Coherent, Inc. Laser printer with multiple laser-beam sources
DE102012111698A1 (de) * 2012-12-03 2014-03-20 Solarworld Innovations Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten mindestens eines kristallinen Silizium-Wafers oder eines Solarzellen-Wafers
CN106312341B (zh) * 2016-11-11 2017-12-08 北京工业大学 用于刀具刃口加工的工装夹具、装置及方法
WO2023199485A1 (ja) * 2022-04-14 2023-10-19 Ｊｓｗアクティナシステム株式会社 搬送装置、移載方法、搬送方法、及び半導体装置の製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH097968A (ja) * 1995-06-23 1997-01-10 Mitsubishi Electric Corp レーザ光照射方法及びレーザ光照射装置
JP2002050583A (ja) * 2000-08-03 2002-02-15 Sony Corp 基板加熱方法及び基板加熱装置
JP3530484B2 (ja) * 2000-12-08 2004-05-24 住友重機械工業株式会社 レーザ加工装置及び方法
JP2003045820A (ja) * 2001-07-30 2003-02-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザ照射装置およびレーザ照射方法、並びに半導体装置の作製方法

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