(57)【要約】【課題】光強度分布を均一化したレーザアニール装置及びレーザアニール方法の提供。【解決手段】レーザ光源となる複数の半導体レーザ素子１０の任意の半導体レーザ素子による発光を停止させて他の半導体レーザ素子による発光による一部停止プロファイルを複数取得し、この複数の一部停止プロファイルによる複数の光強度偏差を取得し、最小の光強度偏差を算出したときに発光した半導体レーザ素子群を選択し、該選択した半導体レーザ素子群のみを発光させることによって、光導波路１１を用いてレーザ光を案内する半導体レーザアニールにおいてもビームスポットの光強度分布を好適に均一化することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を照射する複数の半導体レーザ素子と、該複数の半導体レーザ素子から照射された複数のレーザ光を一端の所定座標位置に入射し、該入射した複数のレーザ光を内部で乱反射しながら他端より出射する光導波路と、該光導波路から出射されたレーザ光を細長形状に集光したビームスポットを生成する光学系と、前記ビームスポットを受光してビームスポットの細長方向の光強度値の分布をプロファイルとして検出するビームプロファイル検出部と、該ビームプロファイル検出部が検出したプロファイルを入力として前記複数の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光出力を制御する制御部とを備えるレーザアニール装置であって、
前記制御部が、
前記複数の半導体レーザ素子の全てを発光して生成されるビームスポットの基本プロファイルをビームプロファイル検出部により検出する第１工程と、
該第１工程により検出した基本プロファイルのビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得する第２工程と、
該第２工程により取得した複数位置の光強度値を基に光強度偏差を算出する第３工程と、
前記複数の半導体レーザ素子の内、任意数の半導体レーザ素子からの発光を停止し、他の半導体レーザ素子を発光して生成されるビームスポットの一部停止プロファイルをビームプロファイル検出部により検出する第４工程と、
該第４工程により検出した一部停止プロファイルのビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得する第５工程と、
該第５工程により取得した複数位置の光強度値を基に光強度偏差を算出する第６工程と、
前記発光を停止する半導体レーザ素子を変化させ、前記第４工程から第６工程を複数回実行し、複数の一部停止プロファイルの光強度偏差を取得する第７工程と、
前記第３工程により算出した光強度偏差及び前記第６工程により算出した光強度偏差の内、最小の光強度偏差を算出したときに発光した複数の半導体レーザ素子を選択する第８工程と、
該第８工程により選択した半導体レーザ素子のみを発光する第９工程とを実行するレーザアニール装置。
【請求項２】
前記制御部が、前記第４工程において発光を停止する半導体レーザ素子の数を単数とする請求項１記載のレーザアニール装置。
【請求項３】
前記制御部が、前記第４工程において発光を停止する半導体レーザ素子の数を複数とする請求項１記載のレーザアニール装置。
【請求項４】
前記制御部が、前記第８工程において、前記選択した複数半導体レーザ素子を用いて発光した発光プロファイルの総光量が所定の総光量以上か否かを判定し、所定の総光量以上と判定したとき、該総光量以上の発光プロファイルを発光した複数半導体レーザ素子を選択する請求項１から３何れかに記載のレーザアニール装置。
【請求項５】
前記制御部が、前記第８工程において、前記選択した複数半導体レーザ素子を用いて発光した発光プロファイルの光強度偏差が、所定の閾値以下か否かを判定し、所定の閾値以下と判定したときに前記第９工程を実行し、所定の閾値以下でないと判定したとき、エラー処理を実行する請求項１から４何れかに記載のレーザアニール装置。
【請求項６】
前記制御部が、第２工程及び第５工程における前記光強度偏差の算出を、複数位置の光強度値の平均値の絶対値を算出し、該算出した絶対平均値と複数の位置の光強度値との差の値として算出する請求項１から５何れかに記載のレーザアニール装置。
【請求項７】
レーザ光を照射する複数の半導体レーザ素子と、該複数の半導体レーザ素子から照射された複数のレーザ光を一端の所定座標位置に入射し、該入射した複数のレーザ光を内部で乱反射しながら他端より出射する光導波路と、該光導波路から出射されたレーザ光を細長形状に集光したビームスポットを生成する光学系と、前記ビームスポットを受光してビームスポットの細長方向の光強度値の分布をプロファイルとして検出するビームプロファイル検出部と、該ビームプロファイル検出部が検出したプロファイルを入力として前記複数の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光出力を制御する制御部とを備えるレーザアニール装置のレーザアニール方法であって、
前記制御部に、
前記複数の半導体レーザ素子の全てを発光して生成されるビームスポットの基本プロファイルをビームプロファイル検出部により検出する第１工程と、
該第１工程により検出した基本プロファイルのビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得する第２工程と、
該第２工程により取得した複数位置の光強度値を基に光強度偏差を算出する第３工程と、
前記複数の半導体レーザ素子の内、任意数の半導体レーザ素子からの発光を停止し、他の半導体レーザ素子を発光して生成されるビームスポットの一部停止プロファイルをビームプロファイル検出部により検出する第４工程と、
該第４工程により検出した一部停止プロファイルのビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得する第５工程と、
該第５工程により取得した複数位置の光強度値を基に光強度偏差を算出する第６工程と、
前記発光を停止する半導体レーザ素子を変化させ、前記第４工程から第６工程を複数回実行し、複数の一部停止プロファイルの光強度偏差を取得する第７工程と、
前記第３工程により算出した光強度偏差及び前記第６工程により算出した光強度偏差の内、最小の光強度偏差を算出したときに発光した複数の半導体レーザ素子を選択する第８工程と、
該第８工程により選択した半導体レーザ素子のみを発光する第９工程とを実行させるレーザアニール方法。
【請求項８】
前記制御部に、前記第４工程において発光を停止する半導体レーザ素子の数を単数とさせる請求項７記載のレーザアニール方法。
【請求項９】
前記制御部に、前記第４工程において発光を停止する半導体レーザ素子の数を複数とさせる請求項７記載のレーザアニール方法。
【請求項１０】
前記制御部に、前記第８工程において、前記選択した複数半導体レーザ素子を用いて発光した発光プロファイルの総光量が所定の総光量以上か否かを判定させ、所定の総光量以上と判定したとき、該総光量以上の発光プロファイルを発光した複数半導体レーザ素子を選択させる請求項７から９何れかに記載のレーザアニール方法。
【請求項１１】
前記制御部に、前記第８工程において、前記選択した複数半導体レーザ素子を用いて発光した発光プロファイルの光強度偏差が、所定の閾値以下か否かを判定させ、所定の閾値以下と判定したときに前記第９工程を実行させ、所定の閾値以下でないと判定したとき、エラー処理を実行させる請求項７から１０何れかに記載のレーザアニール方法。
【請求項１２】
前記制御部に、第２工程及び第５工程における前記光強度偏差の算出を、複数位置の光強度値の平均値の絶対値を算出し、該算出した絶対平均値と複数の位置の光強度値との差の値として算出させる請求項７から１１記載のレーザアニール方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を用いて非単結晶半導体膜を改質するレーザアニール方法及びレーザアニール装置に係り、特に非単結晶半導体膜に照射するビームスポットの光強度分布を均一化することができるレーザアニール方法及びレーザアニール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のディスプレイ装置は、表示素子として液晶素子を使用し、この液晶素子や該液晶素子のドライバ回路は薄膜トランジスター（ＴＦＴ［Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ］、以下、ＴＦＴと呼ぶ）により構成されている。このＴＦＴは、製造過程においてガラス基板上に形成した非単結晶半導体膜（アモルファスシリコン）をビームスポットの照射によってポリシリコンに改質する工程が必要である。
【０００３】
このビームスポット照射によるシリコン膜の改質工程において、ポリシリコンの結晶粒径が大きいほどＴＦＴの性能が向上し、ＴＦＴ性能の指標である電界効果移動度が大きくなる。レーザ照射技術としては、いかに大きな粒径をもつポリシリコン結晶を安定にかつ均一に生成するため、前述したビームスポットの光強度を均一化することが必要である。
【０００４】
このビームスポットの光強度分布を測定する従来技術としは、下記特許文献１が挙げられ、この特許文献１には、固体レーザ光源を基に生成したビームスポットの光強度分布を、可視光透光性基板の裏面側で撮像光学系を用いて二次元的に撮像して測定し、該測定した光強度分布から被処理面でのレーザ光の光強度分布を求める技術が記載されている。
【０００５】
他方、下記特許文献２には、非単結晶半導体膜への光吸収率が高い青色等の短波半導体レーザ光を照射する複数の半導体レーザ素子と、該複数の半導体レーザ素子から照射されたレーザ光を光ファイバに入射し、内部で乱反射を行って出射する光導波路と、該光導波路から出射したレーザ光を平行光に偏光した後に集光する光学系とを用いるレーザアニール技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−９３６３４号公報
【特許文献２】特開２００７−１１５７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述の特許文献１に記載された技術は、ガスレーザ光源であるエキシマレーザから照射されたレーザ光を所定の強度と位相に変調するために環状段差を有する位相シフタ（空間強度変調光学素子）を用いて強度分布を調整するものであって、微細な光強度の調整を行うことが困難であると言う不具合があった。
【０００７】
また前述の特許文献２記載の技術は、短波長のビームスポットを生成することができるものの、光導波路が入射したレーザ光をランダムに内部を乱反射させて出射する特性を有するが、光導波路内部の屈折率が異なるコア部及びクラッド部の高精度生成が困難なため、出射するレーザビームの光強度分布を均等にすることができないと言う不具合があった。
【０００８】
本発明の目的は、光導波路を用いてレーザ光を案内する半導体レーザアニールであってもビームスポットの光強度分布を好適に調整することができるレーザアニール方法及びレーザアニール装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために本発明は、レーザ光を照射する複数の半導体レーザ素子と、該複数の半導体レーザ素子から照射された複数のレーザ光を一端の所定座標位置に入射し、該入射した複数のレーザ光を内部で乱反射しながら他端より出射する光導波路と、該光導波路から出射されたレーザ光を細長形状に集光したビームスポットを生成する光学系と、前記ビームスポットを受光してビームスポットの細長方向の光強度値の分布をプロファイルとして検出するビームプロファイル検出部と、該ビームプロファイル検出部が検出したプロファイルを入力として前記複数の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光出力を制御する制御部とを備えるレーザアニール装置であって、
前記制御部が、
前記複数の半導体レーザ素子の全てを発光して生成されるビームスポットの基本プロファイルをビームプロファイル検出部により検出する第１工程と、
該第１工程により検出した基本プロファイルのビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得する第２工程と、
該第２工程により取得した複数位置の光強度値を基に光強度偏差を算出する第３工程と、
前記複数の半導体レーザ素子の内、任意数の半導体レーザ素子からの発光を停止し、他の半導体レーザ素子を発光して生成されるビームスポットの一部停止プロファイルをビームプロファイル検出部により検出する第４工程と、
該第４工程により検出した一部停止プロファイルのビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得する第５工程と、
該第５工程により取得した複数位置の光強度値を基に光強度偏差を算出する第６工程と、
前記発光を停止する半導体レーザ素子を変化させ、前記第４工程から第６工程を複数回実行し、複数の一部停止プロファイルの光強度偏差を取得する第７工程と、
前記第３工程により算出した光強度偏差及び前記第６工程により算出した光強度偏差の内、最小の光強度偏差を算出したときに発光した複数の半導体レーザ素子を選択する第８工程と、
該第８工程により選択した半導体レーザ素子のみを発光する第９工程とを実行することを第１の特徴とする。
【００１０】
また本発明は、該第１の特徴のレーザアニール装置において、前記制御部が、前記第４工程において発光を停止する半導体レーザ素子の数を単数とすることを第２の特徴とする。
【００１１】
また本発明は、該第１の特徴のレーザアニール装置において、前記制御部が、前記第４工程において発光を停止する半導体レーザ素子の数を複数とすることを第３の特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記何れかの特徴のレーザアニール装置において、前記制御部が、前記第８工程において、前記選択した複数半導体レーザ素子を用いて発光した発光プロファイルの総光量が所定の総光量以上か否かを判定し、所定の総光量以上と判定したとき、該総光量以上の発光プロファイルを発光した複数半導体レーザ素子を選択することを第４の特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記何れかの特徴のレーザアニール装置において、前記制御部が、前記第８工程において、前記選択した複数半導体レーザ素子を用いて発光した発光プロファイルの光強度偏差が、所定の閾値以下か否かを判定し、所定の閾値以下と判定したときに前記第９工程を実行し、所定の閾値以下でないと判定したとき、エラー処理を実行することを第５の特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記何れかの特徴のレーザアニール装置において、前記制御部が、第２工程及び第５工程における前記光強度偏差の算出を、複数位置の光強度値の平均値の絶対値を算出し、該算出した絶対平均値と複数の位置の光強度値との差の値として算出することを第６の特徴とする。
【００１５】
更に本発明は、レーザ光を照射する複数の半導体レーザ素子と、該複数の半導体レーザ素子から照射された複数のレーザ光を一端の所定座標位置に入射し、該入射した複数のレーザ光を内部で乱反射しながら他端より出射する光導波路と、該光導波路から出射されたレーザ光を細長形状に集光したビームスポットを生成する光学系と、前記ビームスポットを受光してビームスポットの細長方向の光強度値の分布をプロファイルとして検出するビームプロファイル検出部と、該ビームプロファイル検出部が検出したプロファイルを入力として前記複数の半導体レーザ素子から出射されるレーザ光出力を制御する制御部とを備えるレーザアニール装置のレーザアニール方法であって、
前記制御部に、
前記複数の半導体レーザ素子の全てを発光して生成されるビームスポットの基本プロファイルをビームプロファイル検出部により検出する第１工程と、
該第１工程により検出した基本プロファイルのビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得する第２工程と、
該第２工程により取得した複数位置の光強度値を基に光強度偏差を算出する第３工程と、
前記複数の半導体レーザ素子の内、任意数の半導体レーザ素子からの発光を停止し、他の半導体レーザ素子を発光して生成されるビームスポットの一部停止プロファイルをビームプロファイル検出部により検出する第４工程と、
該第４工程により検出した一部停止プロファイルのビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得する第５工程と、
該第５工程により取得した複数位置の光強度値を基に光強度偏差を算出する第６工程と、
前記発光を停止する半導体レーザ素子を変化させ、前記第４工程から第６工程を複数回実行し、複数の一部停止プロファイルの光強度偏差を取得する第７工程と、
前記第３工程により算出した光強度偏差及び前記第６工程により算出した光強度偏差の内、最小の光強度偏差を算出したときに発光した複数の半導体レーザ素子を選択する第８工程と、
該第８工程により選択した半導体レーザ素子のみを発光する第９工程とを実行させることを第７の特徴とする。
【００１６】
また本発明は、該第７の特徴のレーザアニール方法において、前記制御部に、前記第４工程において発光を停止する半導体レーザ素子の数を単数とさせることを第８の特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記第７の特徴のレーザアニール方法において、前記制御部に、前記第４工程において発光を停止する半導体レーザ素子の数を複数とさせることを第９の特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記何れかの特徴のレーザアニール方法において、前記制御部に、前記第８工程において、前記選択した複数半導体レーザ素子を用いて発光した発光プロファイルの総光量が所定の総光量以上か否かを判定させ、所定の総光量以上と判定したとき、該総光量以上の発光プロファイルを発光した複数半導体レーザ素子を選択させることを第１０の特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記何れかの特徴のレーザアニール方法において、前記制御部に、前記第８工程において、前記選択した複数半導体レーザ素子を用いて発光した発光プロファイルの光強度偏差が、所定の閾値以下か否かを判定させ、所定の閾値以下と判定したときに前記第９工程を実行させ、所定の閾値以下でないと判定したとき、エラー処理を実行させることを第１１の特徴とする。
【００２０】
また本発明は、前記何れかの特徴のレーザアニール方法において、前記制御部に、第２工程及び第５工程における前記光強度偏差の算出を、複数位置の光強度値の平均値の絶対値を算出し、該算出した絶対平均値と複数の位置の光強度値との差の値として算出させることを第１２の特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によるレーザアニール方法及びレーザアニール装置は、レーザ光源となる複数の半導体レーザ素子の任意の半導体レーザ素子による発光を順次停止させた半導体レーザ素子群による発光による一部停止プロファイルを複数取得し、この複数の一部停止プロファイルによる複数の光強度偏差を取得し、最小の光強度偏差を算出した複数半導体レーザ素子を選択し、該選択した半導体レーザ素子のみを発光することによって、光導波路を用いてレーザ光を案内する半導体レーザアニールにおいてビームスポットの光強度分布を好適に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明による半導体レーザアニール方法を採用した半導体レーザアニール装置の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態による半導体レーザアニール装置の概略構成を示す図、図２は本実施形態によるビームスポットの光強度分布の推移を示す図、図３は本実施形態による半導体レーザアニール装置の動作フロー図、図４は本実施形態によるビームスポットの光強度分布調整手法を説明するための図である。
【００２３】
［構成］
本実施形態による半導体レーザアニール装置の基本的構成は、図１に示す如く、レーザ光を照射する複数の半導体レーザ素子１０と、該複数の半導体レーザ素子１０を個々に駆動する複数のドライバ２０と、前記半導体レーザ素子１０から出射されたレーザ光を一端に入力して他端に導く複数の光ファイバ２３と、該複数の光ファイバ２３の他端が一側面に光接続され、他端側面から出射する光導波路１１と、該光導波路１１から出射されたレーザ光を平行光に偏光するコリメータレンズ１２と、該コリメータレンズ１２から出射したレーザ光の一部を反射し且つ一部を透過するハーフビームスプリッタ１９と、該ハーフビームスプリッタ１９を透過したレーザ光（符号Ａ）を集光して透明基板２７上に長楕円形状のビームスポット２２を形成する集光レンズ１３と、該集光レンズ１３を移動させることによって焦点合わせを制御するフォーカスアクチュエータ１５と、前記透明基板２７上に焦点合わせされたビームスポット２２の形状を光学的に検出するビームプロファイル検出部１６と、非単結晶半導体膜を結晶化する際に該非単結晶半導体膜からの反射光をハーフビームスプリッタ１９を介して受光乃至集光するレンズ１８と、該レンズ１８で集光されたレーザ光（符号Ｂ）のビームスポットを受光するフォーカス信号検出部１７と、前記コリメータレンズ１２から出射されてハーフビームスプリッタ１９により反射されたレーザ光（符号Ｃ）受光して集光するレンズ２６と、該レンズ２６により集光されたビームスポットを受光するビームプロファイル検出部２５と、前記フォーカス信号検出部１７から出力されるフォーカスエラー信号とビームプロファイル検出部１６及び２５から出力されるビームプロファイル信号とを入力とし、後述する制御を行うＣＰＵ３０とから構成される。尚、前記透明基板２７は説明の簡便上説明するが必ずしも必要なものではなく、ＣＰＵ３０は後述する変数等を一時的に格納するメモリを含むものとする。
【００２４】
この様に構成された半導体レーザアニール装置は、レーザアニール時、複数のドライバ２０により駆動される複数の半導体レーザ素子１０から出射されるレーザ光を光ファイバ２３を介して光導波路１１に入射し、光導波路１１から出射されたレーザ光をコリメータレンズ１２により平行光に変換して集光レンズ１３に照射し、該集光レンズ１３がフォーカスアクチュエータ１５により焦点合わせしたビームスポット２２を非単結晶半導体膜に照射することによって、レーザアニールを行う様に構成されている。
【００２５】
このように構成された半導体レーザアニール装置は、ビームプロファイル検出部１６により検出した長楕円形状のビームプロファイルが、ビームスポット２２の長手方向をＸ軸、光強度値［ｍＷ／ｕｍ］の出力値をＹ軸として表した図２（ａ）に示す如く、光導波路１１が物理的に間隔をもって複数入射されることや個々の半導体レーザ素子の特性のばらつきによってレーザ光を内部で乱反射させる光学特性を有するため、光強度分布を均一にすることが困難であり、図２（ｂ）に示す如く、光強度分布を均一に調整することが必要である。
【００２６】
［動作］
本実施形態による半導体レーザアニール装置は、ＣＰＵ３０が図３に示したフロー処理を実行することによって、ビームスポット２２の光強度分布を均一に調整するものであり、この処理フローを次に説明する。
【００２７】
本実施形態による半導体レーザアニール装置のＣＰＵ３０は、１つの半導体レーザ素子（ＬＤ：Laser Diode）の定格出力値をＷＬＤ、全半導体レーザ素子の個数をＭＴ、複数の半導体レーザ素子の総出力値をＷＴ、アニールに必要なシステム必要出力値をＷＮ、ＬＤ停止番号をＬ、ＬＤ総数をＬＴ、停止するＬＤの配列（複数の半導体レーザ素子中の複数の停止素子の配列）をＨ［Ｆ］としたとき、図３に示す如く、前記定格出力値ＷＬＤとレーザ素子の数ＭＴと総出力値ＷＴとシステム必要出力値ＷＮをメモリ等のワークエリアに登録するステップ３０１と、全ドライバ２０を駆動して全ての半導体レーザ素子１０を発光するステップＳ３０２と、生成したビームスポット２２の一括発光したときの光強度の分布をプロファイルとしてビームプロファイル検出部１６により検出するステップＳ３０３とを実行する。
【００２８】
このステップＳ３０３により検出した発光プロファイルは、ビームスポットの長手方向の所定間隔（例えば光導波路１１の光ファイバ２３の接続間隔）毎の光強度値をサンプリングし、図４（ａ）に示す如く形成される。
【００２９】
次いでＣＰＵ３０は、前記取得した複数の光強度値を基に、光強度偏差を算出するステップＳ３０４を実行する。この光強度偏差は、全ての光強度値αの平均値｜α｜を算出し、該算出した全光強度値平均値｜α｜と個々の光強度値αとの差をプラス値及びマイナス値として算出したものであるが、これに限られるものではなく、例えば平均値から所定率の範囲としても良い。
【００３０】
更にＣＰＵ３０は、前記算出した偏差αの絶対値｜α｜が予め定めた閾値以下か否かを判定し、閾値以下であると判定したときに（閾値以下の良好なプロファイル発光として）処理を終了するステップＳ３０５と、該ステップＳ３０５において閾値以下でないと判定したとき、以下に述べるドライバ２０を個別駆動して半導体レーザ素子１０の発光を個別に制御する処理を実行する。
【００３１】
この発光制御の概略は、発光のループ回数Ｆ（変数）に値「１」を代入すると共に該ループ回数の最大総数（変数）に値「ＦＴ」（任意の整数値）を代入するステップＳ３０６を行った後、半導体レーザ素子１０の１個を順に停止させ、光強度を算出して偏差を求めるステップＳ３１１〜Ｓ３１６と、半導体レーザ素子１０のステップＳ３１１〜Ｓ３１６における停止個数を１個から複数個まで順次遷移させ、偏差が最小のものをＣＰＵ３０のメモリに格納するステップＳ３０７〜Ｓ３１０とに大別され、以下、詳細を説明する。
【００３２】
［個別停止による偏差絶対値の取得動作］
前記半導体レーザ素子１０を順に停止させ、光強度を算出して偏差を求める処理は、前記ループ回数Ｆが最大総数ＦＴより大きいか否かを判定するステップＳ３０７と、ここではループ回数Ｆが値「１」のため該ステップＳ３０７においてループ回数Ｆが最大総数ＦＴより大きくないと判定し、ＬＤ停止番号Ｌに値「１」を代入するステップＳ３０８と、ＬＤ停止番号Ｌ（ここでは値「１」）が半導体レーザ素子総数ＬＴより大きいか否かを判定するステップＳ３１１と、ここではＬＤ停止番号Ｌが半導体レーザ素子総数ＬＴより大きくないと判定し、前記番号Ｌの半導体レーザ素子を停止させて他の半導体レーザ素子全てを発光させるステップＳ３１２と、該ステップＳ３１２により発光された発光プロファイルを取得するステップＳ３１３を実行する。
【００３３】
このステップＳ３１３により取得した発光プロファイルは、ビームスポットの長手方向の所定間隔（例えば光導波路１１の光ファイバ２３の接続間隔）毎の光強度値をサンプリングし、図４（ｂ）に示す如く形成される。
【００３４】
次いで本実施形態によるＣＰＵ３０は、ステップＳ３１３により取得したプロファイルから光強度偏差αを前記ステップＳ３０４同様に算出するステップＳ３１４と、該ステップＳ３１４により算出した最小の光強度偏差を得た半導体レーザ素子番号を記憶するステップＳ３１５と、前記ステップＳ３０８により設定したＬＤ停止番号Ｌをカウントアップし、前記ステップＳ３１１においてＬＤ停止番号Ｌが半導体レーザ素子総数ＬＴより大きいと判定される迄、前述のステップＳ３１２〜３１６を繰り返すことによって、半導体レーザ素子を順に個別に発光停止した際の発光プロファイル毎の最小の光強度偏差を得た半導体レーザ素子番号を記憶するように動作する。
【００３５】
これら処理によって得られる発光プロファイルは、例えば、ＬＤ１を停止したときに図４（ｂ）、ＬＤ２を停止したときに図４（ｃ）、ＬＤ３を停止したときに図４（ｄ）の如く表される。尚、図４に示した例においては、図４（ｃ）に示したＬＤ２を停止した際のプラスマイナス偏差の値（幅）が最小となることが判る。
【００３６】
［停止個数を遷移させる処理］
ＣＰＵ３０は、前記ステップＳ３１１においてＬＤ停止番号Ｌが半導体レーザ素子総数ＬＴより大きいと判定されたとき、停止させる半導体レーザ素子の配列Ｈ［Ｆ］に光強度偏差が最小のＬＤ停止番号とその値（光強度偏差）とＬＤ停止個数を保存するステップＳ３０９と、前記ステップＳ３０６において設定したループ回数Ｆをカウントアップし、前記ステップＳ３０７に戻るステップＳ３１０とを実行する。該ステップＳ３０９において保存するＬＤ停止番号は、既に停止としているＬＤの番号も含むものとする。
【００３７】
これらステップＳ３０９及び３１０によってＣＰＵ３０は、半導体レーザ素子の発光を順に停止した際の最小光強度偏差のＬＤ停止番号と光強度偏差とＬＤ停止個数を保存する様に動作する。
【００３８】
［システム必要出力の確保処理］
次いで本実施形態によるＣＰＵ３０は、ステップＳ３０７においてループ回数Ｆが予め設定した総ループ回数ＦＴを超えたと判定したとき、システム必要出力ＷＮの発光を満たし、且つステップＳ３０９で保存した光強度偏差が最小のＬＤ停止の組み合わせを算出するステップＳ３１７と、該ステップＳ３１７により算出した偏差が前記偏差αの絶対値｜α｜以下か否かを判定し、光強度偏差の絶対値｜α｜以下であると判定したときに処理を終了し、絶対値｜α｜以下でないと判定したときにエラーとするステップＳ３１８を実行する。
【００３９】
これら一連の処理によって本実施形態による半導体レーザアニール装置は、全ての半導体レーザ素子を発光して生成されるビームスポットの発光プロファイルに大きな凹凸がある場合、光強度偏差を大きくする要因の半導体レーザ素子を間引いて照射することができ、ビームスポットの光強度分布を均一化することができる。これを具体的に説明すると、本実施形態においては、図４（ａ）〜（ｄ）に示したプロファイルの内、図４（ｃ）に示したＬＤ２のみを停止させた際の発光プロファイルが、偏差αのプラスマイナス値の範囲が最も少ないため、このＬＤ２を停止させた際の発光条件がステップＳ３１７により抽出され、この発行条件による半導体レーザ素子群を選択することによって、ビームスポットの光強度分布を均一化することができる。
【００４０】
また、出願人は、発光プロファイル内の偏差を大きくする原因となっている半導体レーザ素子を検出し、この半導体レーザ素子の発光を停止させる発明による半導体レーザアニール方法を特願２００８−１０９１９１として別出願しているが、この半導体レーザアニール方法に比べて本発明による半導体レーザアニール方法は、停止させる半導体レーザ素子を探す処理を簡素にしたことによってＣＰＵ３０の処理プログラムを簡素化することができ、これによって高速に発光プロファイルを調整することができる。
【００４１】
尚、前記実施形態においては半導体レーザ素子のオンオフにより最適な発光プロファイルを得る例を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば単純なＬＤ停止ではプロファイルの微調整が効かない場合、ドライバ２０で駆動電流値を階段状に変えて、光強度偏差を小さくするようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態による半導体レーザアニール装置の概略構成図。
【図２】本実施形態によるビームスポットの光強度分布の推移を示す図。
【図３】本実施形態による半導体レーザアニール装置の動作フロー図。
【図４】本実施形態によるビームスポットの光強度分布調整手法の説明図。
【符号の説明】
【００４３】
１０：半導体レーザ素子、１１：光導波路、１２：コリメータレンズ、１３：集光レンズ、１５：フォーカスアクチュエータ、１６：ビームプロファイル検出部、１７：フォーカス信号検出部、１８：レンズ、１９：ハーフビームスプリッタ、２０：ドライバ、２２：ビームスポット、２３：光ファイバ、２５：ビームプロファイル検出部、２６：集光レンズ、２７：透明基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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