(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザ光の照度ムラを高精度に均一化し、加工性状を安定化する。【解決手段】加工対象物の表面（１６）にレーザビームを照射してアニールする際に、透過率が略連続的に制御されたグラデーションフィルタ２０を用いて、ビーム強度分布を補正する。【効果】本発明によれば、レーザ光の照度ムラを高精度に均一化し、加工性状を安定化することができる。発明者の調査によれば、ビーム均一性を３％以下にすることができた。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物の表面にレーザビームを照射してアニールする際に、
透過率が略連続的に制御されたグラデーションフィルタを用いて、ビーム強度分布を補正することを特徴とするレーザアニール方法。
【請求項２】
加工対象物の表面にレーザビームを照射してアニールするためのレーザアニール装置において、
ビーム強度分布を補正するための、透過率が略連続的に制御されたグラデーションフィルタを備えたことを特徴とするレーザアニール装置。
【請求項３】
前記グラデーションフィルタの透過率が、ドット密度により略連続的に制御されることを特徴とする請求項２に記載のレーザアニール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工対象物の表面にレーザビームを照射してアニールするレーザアニール方法及び装置に係り、特に、低温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネルのエキシマレーザアニーリング（ＥＬＡ）装置に用いるのに好適な、レーザ光の照度ムラを高精度に均一化し、加工性状を安定化することが可能なレーザアニール方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
低温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネル等のガラス基板上のアモルファスを結晶化するためのレーザアニールに際して、従来は、図１にラインビームの場合を示す如く、レーザ光源１０からの不均一なビーム１１を用いて均一な照明を得るために、多数のレンズアレイ１４を組合せたフライアイ方式のホモジナイザ１２を用いて、ビームの均一化を行なっていた。ここで、ホモジナイザ１２は、不均一なビーム１１を、レンズアレイ１４で分割し、照射面１６で重合することによって、平均化の効果により照射面１６で均一性を得ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ホモジナイザ素子の加工精度や組立精度、レーザ等の光源の強度分布の個体差により、数％の強度ムラが発生し、図１右側の（Ａ）に示すような凸状や（Ｂ）に示すような凹状の強度分布になる。従って、ホモジナイザを用いた光学系では、例えばＥＬＡプロセスで要求される加工品質に十分に対応できないという問題点を有していた。更にホモジナイザは、その構造上強度分布を補正することができないため、変化してしまった強度分布を補正したり調整することができない。従って、生産現場等では、作業者が勘や経験を基に、アライメントを設計値からわざとずらすミスアライメントによる調整を行って均一なビームを得るようにしているが、再現性や作業性に問題があり、補正できる量も限られるため、加工性状の安定化等に問題を生じていた。
【０００４】
なお、本発明に関連するものとして、特許文献１には、フライアイレンズを含むホモジナイザと、透過率に変化を持たせたグラデーションフィルタ（ドットタイプも含む）を組み合わせて、露光ビームの露光量分布の均一性を向上することが記載されているが、アニールに適用することは、記載されていなかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１００５６１号公報
【０００６】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、アニールにおけるレーザ光の照度ムラを高精度に均一化し、加工性状を安定化することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、加工対象物の表面にレーザビームを照射してアニールする際に、透過率が略連続的に制御されたグラデーションフィルタを用いて、ビーム強度分布を補正するようにして、前記課題を解決したものである。
【０００８】
本発明は、又、加工対象物の表面にレーザビームを照射してアニールするためのレーザアニール装置において、ビーム強度分布を補正するための、透過率が略連続的に制御されたグラデーションフィルタを備えることにより、同じく前記課題を解決したものである。
【０００９】
又、前記グラデーションフィルタの透過率を、ドット密度により制御するようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
本発明の第１実施形態は、図２に示す如く、ホモジナイザ１２の照射面１６の近傍にグラデーションフィルタ２０を配設し、その濃淡の設計を制御することで、照射面１６の均一性を向上し、ＥＬＡ装置に必要なビームの均一性（例えば３％以下）を得るようにしたものである。
【００１２】
前記グラデーションフィルタ２０としては、図３（Ａ）（フィルタ無しの強度分布が凹の場合）や（Ｂ）（同じく凸の場合）のように連続的な濃度変化のあるフィルタを用いたり、あるいは図４（Ａ）（同じく凹の場合）や図４（Ｂ）（同じく凸の場合）のように、ドットにより濃度を調整したグラデーションフィルタを用いることができる。図４に示すようなドットタイプのグラデーションフィルタは、ドットの透過率とドット面積及びドット密度を制御することで、比較的自由に濃淡を設定することができる。更に、クロムマスク等の広く用いられているプロセスを用いれば、短納期、低コストで作ることが可能である。なお、グラデーションフィルタの種類はドット密度変化によるものに限定されず、他の方法で連続的な濃度変化を実現したものでも構わない。
【００１３】
次に、本発明の第２実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態は、図５に示す如く、ホモジナイザ１２を構成するレンズアレイ１４の入口付近にグラデーションフィルタ２２を設置し、その濃淡を制御することで、照射面の均一性を向上したものである。
【００１５】
本実施形態においては、レンズアレイ１４で重合する前のビームのそれぞれの濃度を、図６に示すような、レンズアレイと同じ周期で濃度が変化する濃度分布のグラデーションフィルタ２２により均一化する。
【００１６】
なお、前記実施形態においては、いずれも、レーザ光源１０から照射されるレーザが線状のラインビームとされていたが、図７に示すような２次元的な濃度分布のグラデーションフィルタ２４を用いることによって、２次元ホモジナイザにも同様に適用できる。
【００１７】
又、本発明は、レーザ光源１０としてエキシマレーザを用いるアニール装置に好適であるが、レーザ光源の種類はこれに限定されず、例えばＹＡＧ、ＹＬＦの第２、第３、第４等の高調波レーザを用いたレーザアニール装置にも同様に適用できることは明らかである。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザ光の照度ムラを高精度に均一化し、加工性状を安定化することができる。発明者の調査によれば、ビーム均一性を３％以下にすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のラインビームホモジナイザを用いたレーザアニール装置の光学系の構成を示す光路図
【図２】本発明の第１実施形態の構成を示す光路図
【図３】第１実施形態で用いられるグラデーションフィルタの一例を示す正面図
【図４】同じく他の例を示す正面図
【図５】本発明の第２実施形態の構成を示す光路図
【図６】第２実施形態で用いられるグラデーションフィルタの例を示す正面図
【図７】２次元ホモジナイザ用のグラデーションフィルタの例を示す正面図
【符号の説明】
１０…レーザ光源
１２…ホモジナイザ
１４…レンズアレイ
１６…照射面
２０、２２、２４…グラデーションフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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