(57)【要約】【課題】レーザ光のエネルギ変動を低減して、低温ポリ液晶基板をエキシマレーザでアニーリングする際の縞目模様の発生を防止する。【解決手段】照射対象（８）に照射中のレーザ光のエネルギをエネルギモニタ３０で検出して、バリアブルアッテネータ４０によりリアルタイムでフィードバック補正する。【選択図】      図４
2005033007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射対象に照射中のレーザ光のエネルギを検出して、リアルタイムでフィードバック補正することを特徴とするレーザ光のエネルギ変動補正方法。
【請求項２】
前記レーザ光のエネルギを、ホモジナイザ間ターンミラーの漏れ光により検出することを特徴とする請求項１に記載のレーザ光のエネルギ変動補正方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法でエネルギ変動が補正された線状ビームを用いて、照射対象をアニールすることを特徴とするアニール方法。
【請求項４】
照射対象に照射中のレーザ光のエネルギを検出するためのエネルギモニタと、
該エネルギモニタの出力に応じて、レーザ光のエネルギをリアルタイムでフィードバック補正する手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ光のエネルギ変動補正装置。
【請求項５】
前記フィードバック補正手段が、ガルバノモータにより高速で駆動されるフィルタを備えたバリアブルアッテネータであることを特徴とする請求項４に記載のレーザ光のエネルギ変動補正装置。
【請求項６】
ガルバノモータにより高速で駆動される、少なくとも一対のフィルタを備えたことを特徴とするバリアブルアッテネータ。
【請求項７】
前記フィルタが、ガルバノモータによりノーバックラッシュギアを介して駆動されることを特徴とする請求項６に記載のバリアブルアッテネータ。
【請求項８】
前記フィルタが、ガルバノモータにより直接駆動されることを特徴とする請求項６に記載のバリアブルアッテネータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光のエネルギ変動補正方法及び装置に係り、特に、低温ポリ液晶基板用エキシマレーザアニーリング装置に用いるのに好適な、レーザ光のエネルギの変動を低減して、アニール後の基板に縞目模様が発生するのを防止することが可能なレーザ光のエネルギ変動補正方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ加工装置の１つに、例えばアモルファスシリコン膜を形成したガラス基板をプロセスチャンバに収容し、このガラス基板上にプロセスチャンバ外からエキシマレーザ等のアニーリング光を照射し、ガラス基板上のアモルファスシリコン膜を多結晶化するレーザアニーリング装置がある。
【０００３】
この種のレーザアニーリング装置では、特許文献１に記載されているように、光路中にバリアブルアッテネータを設けて、照射面におけるレーザ光のエネルギが所望の値になるように該バリアブルアッテネータの透過率を調整する。又、レーザ発振器内でエネルギを測定し、その値からレーザ発振用の高電圧を制御して、エネルギの一定化を行なっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３５１８７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、図１（Ａ）に示す如く、例えば目標エネルギ値が８００ｍＪの場合で、変動幅３０ｍＪ、変動サイクル１〜３秒程度の小さなエネルギのうねりが発生することがしばしばあった。このようなレーザのエネルギの変動があると、基板照射結果に縞目模様が観察され、これが液晶パネルの品質を大きく左右するという問題点を有していた。
【０００６】
なお、レーザ発振用高電圧の制御を、もっと積極的に行なうことも考えられるが、レーザ光の拡がり角や強度分布等の特性が変化してしまう恐れがあるため、限界があった。
【０００７】
又、特許文献１には、前回の照射結果に応じて、バリアブルアッテネータの透過率を変化させて、次回照射時の基板表面への到達エネルギを制御することが記載されているが、１回の照射中におけるレーザエネルギのうねりを解消することはできなかった。
【０００８】
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、１回の照射中におけるレーザ光のエネルギのうねりの発生を防止することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、照射対象に照射中のレーザ光のエネルギを検出して、リアルタイムでフィードバック補正することにより、前記課題を解決したものである。
【００１０】
又、前記レーザ光のエネルギを、ホモジナイザ間ターンミラーの漏れ光により検出するようにしたものである。
【００１１】
本発明は、又、前記の方法でエネルギ変動が補正された線状ビームを用いて、照射対象をアニールすることを特徴とするアニール方法を提供するものである。
【００１２】
又、レーザ光のエネルギ変動補正装置において、照射対象に照射中のレーザ光のエネルギを検出するためのエネルギモニタと、該エネルギモニタの出力に応じて、レーザ光のエネルギをリアルタイムでフィードバック補正する手段とを備えることにより、前記課題を解決したものである。
【００１３】
又、前記フィードバック補正手段を、ガルバノモータにより高速で駆動されるフィルタを備えたバリアブルアッテネータとして、レーザ光のエネルギをリアルタイムで変えられるようにしたものである。
【００１４】
本発明は、又、ガルバノモータにより高速で駆動される、少なくとも一対のフィルタを備えたことを特徴とするバリアブルアッテネータを提供するものである。
【００１５】
又、前記フィルタを、ガルバノモータによりノーバックラッシュギアを介して駆動するようにしたものである。
【００１６】
あるいは、前記フィルタを、ガルバノモータにより直接駆動するようにして、一層高速化したものである。
【００１７】
【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。
【００１８】
本実施形態は、図２に示す如く、例えばレーザ発振出力が１秒おきにフィードバック制御されている高出力エキシマレーザでなるレーザ発振器１０と、該レーザ発振器１０から発振された、断面が点状のレーザビーム１２の光路を変えるための、必要個所に配設されたターンミラー１４、１６と、該ターンミラー１４、１６によって導かれたレーザビームを、断面が線状で一様な強度分布のラインビーム２８とするための、シリンドリカルレンズ部２２、ホモジナイザ間ターンミラー２４及びフォーカスレンズ部２６で構成されるホモジナイザ２０とを備えたエキシマレーザアニーリング装置において、前記ホモジナイザ間ターンミラー２４の漏れ光を検出する、例えばジュールメータで構成されるエネルギモニタ３０と、該エネルギモニタ３０の出力に応じてコントローラ３２により高速でフィードバック制御されるバリアブルアッテネータ４０とを備えたものである。
【００１９】
図において、８は、Ｘ方向に走査されつつ、Ｙ方向に長いラインビーム２８が照射されて全面がアニールされる液晶用ガラス基板（単に基板とも称する）である。
【００２０】
前記バリアブルアッテネータ４０は、図３（Ａ）（正面図）、（Ｂ）（平面図）に例示する如く、該バリアブルアッテネータ４０を通過するビーム１２の透過率を制御するための、回転角度が制御可能とされた一対のフィルタ４２、４４と、該フィルタ４２、４４を同期して互いに反対方向に同じ角度だけ回転するためのノーバックラッシュギア４３、４５及び平ギヤ４６と、該平ギア４６を高速で駆動するための、ガルバノミラーの駆動に用いられる高速応答のモータ（ガルバノモータと称する）４８とを含んで構成されている。
【００２１】
このバリアブルアッテネータ４０は、フィルタ４２、４４の回転角度によりレーザ光の透過率が変化し、例えば回転角度θが０〜４５°の範囲で、透過率が９５〜４０％程度となる。
【００２２】
以下、図４を参照して作用を説明する。
【００２３】
まずステップ１００で、前記エネルギモニタ３０により、ホモジナイザ間ターンミラー２４からの漏れ光のエネルギをリアルタイムでオンライン測定する。測定例を図１（Ａ）に示す。この測定例では、変動サイクルが１〜３秒程度、変動幅が３０ｍＪ程度である。
【００２４】
次いでステップ１１０で、数十ショット毎に平均化処理をすることによって、図１（Ｂ）に示すような波形が得られる。なお、３００ショット毎に平均化処理するハード基板があるので、この平均化処理は容易に行なうことができる。
【００２５】
次いでステップ１２０に進み、目標エネルギ値（例えば８００ｍＪ）との差演算を行ない、ステップ１３０でエネルギ補正量を演算し、その量から、ステップ１４０でバリアブルアッテネータ４０のフィルタ４２、４４の補正角度を演算して、角度θの補正を行なう。
【００２６】
図１（Ａ）に示したように、うねりのサイクルが１〜３秒程度の場合、０．１秒程度以下のサイクルで補正を行なうことによって、図１（Ｃ）及びレーザエネルギの変動を正弦波で近似した図５に示す如く、変動幅を１／２〜１／５に抑えることが可能となる。また、さらに補正サイクル時間を短かくすることにより、より一層変動幅を小さくすることができる。
【００２７】
このようにして、基板面に到達するレーザのエネルギの補正を０．１秒程度以下のサイクルで行なうことで、エネルギのうねり成分を数分の１程度まで小さくすることができ、基板照射結果の網目模様の発生を抑えることができる。
【００２８】
本実施形態においては、高速応答のバリアブルアッテネータ４０として、図３に示した如く、ノーバックラッシュギア４３、４５と平歯車４６を組合わせたものが用いられていたが、バリアブルアッテネータ４０の構成は、これに限定されず、図６に示す第２例のように、各フィルタ４２、４４のそれぞれにガルバノモータ５２、５４を設け、このガルバノモータ５２、５４をコントローラ３２で逆方向に同期回転させることも可能である。図６の例によれば、ギアが存在しないため、より高速応答が可能である。
【００２９】
本実施形態においては、又、ホモジナイザ間ターンミラー２４の漏れ光をモニタしているので、別体のビームスプリッタ等を設けることなく基板８に照射されるレーザ光をモニタすることができる。なお、基板８に照射されるレーザ光のエネルギをモニタする方法はこれに限定されず、例えばホモジナイザ２０の入側のターンミラー１６の漏れ光を検出したり、あるいは専用のビームスプリッタを別に設けて、エネルギをモニタすることも可能である。
【００３０】
前記実施形態においては、本発明が、ラインビームを用いた低温ポリ液晶基板用のエキシマレーザアニーリング装置に適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、レーザのエネルギ変動が問題となる、ラインビーム以外を用いた一般のレーザ加工装置に同様に適用することができる。レーザ発振器の種類も高出力エキシマレーザに限定されない。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、１回の照射中におけるレーザ光のエネルギの変動をリアルタイムで迅速に補正することが可能となる。従って、例えばエキシマレーザアニーリング装置のレーザのエネルギの変動を低減して、基板照射結果に縞目模様が発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるレーザエネルギの変動状態の変化を示すタイムチャート
【図２】本発明の実施形態の光学系を示す構成図
【図３】前記実施形態で用いられるバリアブルアッテネータの第１例の構成を示す正面図及び平面図
【図４】前記実施形態の処理手順を示す流れ図
【図５】図１（Ｃ）におけるレーザエネルギの変動状態の変化を正弦波で近似した図
【図６】本発明で使用可能なバリアブルアッテネータの第２例の構成を示す平面図
【符号の説明】
８…液晶用ガラス基板（照射対象）
１０…レーザ発振器
１２…レーザビーム
１４、１６…ターンミラー
２０…ホモジナイザ
２２…シリンドリカルレンズ部
２４…ホモジナイザ間ターンミラー
２６…フォーカスレンズ部
２８…ラインビーム
３０…エネルギモニタ
３２…コントローラ
４０…バリアブルアッテネータ
４２、４４…フィルタ
４３、４５…ノーバックラッシュギア
４８、５２、５４…ガルバノモータ
【図１】
2005033007.tif 000003
【図２】
2005033007.tif 000004
【図３】
2005033007.tif 000005
【図４】
2005033007.tif 000006
【図５】
2005033007.tif 000007
【図６】
2005033007.tif 000008