(57)【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、
前記第２工程で取得した複数位置の光強度値の内の少なくとも１つの光強度値が、前記光強度偏差を超えるか否かを判定する第４工程と、
該第４工程において第２工程で取得した複数位置の光強度値の内の少なくとも１つの光強度値が前記光強度偏差を超えると判定したとき、前記光強度偏差を超える光強度の座標位置を特定する第５工程と、
前記複数の半導体レーザ素子を個別に発光して生成されるビームスポットのプロファイルをビームプロファイル検出部により複数検出する第６工程と、
該第６工程により検出した複数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７工程と、
前記第７工程で取得した光強度値が前記第５工程で特定した座標位置において前記光強度偏差を超えるか否かを判定する第８工程と、
前記第８工程において前記第７工程で取得した光強度値が前記第５工程で特定した座標位置において前記光強度偏差を超えると判定したとき、前記第５工程で特定した座標位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで下げる第９工程と、
前記第８工程において前記第７工程で取得した光強度値が前記第５工程で特定した座標位置において前記光強度偏差を超えないと判定したとき、前記第５工程で特定した座標位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで上げる第１０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３工程で算出した光強度偏差が所定閾値以内と判定したとき、処理を終了する請求項１記載のレーザアニール装置。
【請求項３】
前記制御部が、
第９工程又は第１０工程を実行した後、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１１工程と、
該第１１工程により検出したプロファイルのビームスポット細長方向複数位置の光強度値を取得する第１２工程と、
前記第１２工程で取得した複数位置の光強度値が、前記第３工程で算出した光強度偏差以下と判定したとき、処理を終了する第１３工程を実行する請求項１又は２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工程において前記第５工程で特定した座標位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで下げるとき、前記第７工程で取得した光強度が他の光強度と比較して高い座標位置の半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで下げる請求項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９工程において前記第５工程で特定した座標位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで上げるとき、前記第７工程で取得した光強度が他の光強度と比較して低い座標位置の半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで上げる請求項１から３何れかに記載のレーザアニール装置。
【請求項６】
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、
前記第２工程で取得した複数位置の光強度値の内の少なくとも１つの光強度値が、前記光強度偏差を超えるか否かを判定する第４工程と、
該第４工程において第２工程で取得した複数位置の光強度値の内の少なくとも１つの光強度値が前記光強度偏差を超えると判定したとき、前記光強度偏差を超える光強度の座標位置を特定する第５工程と、
前記複数の半導体レーザ素子を個別に発光して生成されるビームスポットのプロファイルをビームプロファイル検出部により複数検出する第６工程と、
該第６工程により検出した複数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７工程と、
前記第７工程で取得した光強度値が前記第５工程で特定した座標位置において前記光強度偏差を超えるか否かを判定する第８工程と、
前記第８工程において前記第７工程で取得した光強度値が前記第５工程で特定した座標位置において前記光強度偏差を超えると判定したとき、前記第５工程で特定した座標位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで下げる第９工程と、
前記第８工程において前記第７工程で取得した光強度値が前記第５工程で特定した座標位置において前記光強度偏差を超えないと判定したとき、前記第５工程で特定した座標位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで上げる第１０工程とを実行するレーザアニール方法。
【請求項７】
前記制御部が、前記第３工程で算出した光強度偏差が所定閾値以内と判定したとき、処理を終了する請求項６記載のレーザアニール方法。
【請求項８】
前記制御部が、
第９工程又は第１０工程を実行した後、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１１工程と、
該第１１工程により検出したプロファイルのビームスポット細長方向複数位置の光強度値を取得する第１２工程と、
前記第１２工程で取得した複数位置の光強度値が、前記第３工程で算出した光強度偏差以下と判定したとき、処理を終了する第１３工程を実行する請求項６又は７記載のレーザアニール方法。
【請求項９】
前記制御部が、
前記第８工程において前記第５工程で特定した座標位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで下げるとき、前記第７工程で取得した光強度が他の光強度と比較して高い座標位置の半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで下げる請求項６から８何れかに記載のレーザアニール方法。
【請求項１０】
前記第９工程において前記第５工程で特定した座標位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで上げるとき、前記第７工程で取得した光強度が他の光強度と比較して低い座標位置の半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで上げる請求項６から８何れかに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ー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、
前記第２工程で取得した複数位置の光強度値の内の少なくとも１つの光強度値が、前記光強度偏差を超えるか否かを判定する第４工程と、
該第４工程において第２工程で取得した複数位置の光強度値の内の少なくとも１つの光強度値が前記光強度偏差を超えると判定したとき、前記光強度偏差を超える光強度の座標位置を特定する第５工程と、
前記複数の半導体レーザ素子を個別に発光して生成されるビームスポットのプロファイルをビームプロファイル検出部により複数検出する第６工程と、
該第６工程により検出した複数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７工程と、
前記第７工程で取得した光強度値が前記第５工程で特定した座標位置において前記光強度偏差を超えるか否かを判定する第８工程と、
前記第８工程において前記第７工程で取得した光強度値が前記第５工程で特定した座標位置において前記光強度偏差を超えると判定したとき、前記第５工程で特定した座標位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで下げる第９工程と、
前記第８工程において前記第７工程で取得した光強度値が前記第５工程で特定した座標位置において前記光強度偏差を超えないと判定したとき、前記第５工程で特定した座標位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで上げる第１０工程とを実行するレーザアニール装置。
【００１０】
また本発明は、前記第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３工程で算出した光強度偏差が所定閾値以内と判定したとき、処理を終了することを第２の特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記第１又は第２の特徴のレーザアニール装置において、
前記制御部が、
第９工程又は第１０工程を実行した後、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１１工程と、
該第１１工程により検出したプロファイルのビームスポット細長方向複数位置の光強度値を取得する第１２工程と、
前記第１２工程で取得した複数位置の光強度値が、前記第３工程で算出した光強度偏差以下と判定したとき、処理を終了する第１３工程を実行することを第３の特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記第１から第３の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工程において前記第５工程で特定した座標位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで下げるとき、前記第７工程で取得した光強度が他の光強度と比較して高い座標位置の半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで下げることを第４の特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記第１から第３の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９工程において前記第５工程で特定した座標位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで上げるとき、前記第７工程で取得した光強度が他の光強度と比較して低い座標位置の半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで上げることを第５の特徴とする。
【００１４】
また本発明は、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、
前記第２工程で取得した複数位置の光強度値の内の少なくとも１つの光強度値が、前記光強度偏差を超えるか否かを判定する第４工程と、
該第４工程において第２工程で取得した複数位置の光強度値の内の少なくとも１つの光強度値が前記光強度偏差を超えると判定したとき、前記光強度偏差を超える光強度の座標位置を特定する第５工程と、
前記複数の半導体レーザ素子を個別に発光して生成されるビームスポットのプロファイルをビームプロファイル検出部により複数検出する第６工程と、
該第６工程により検出した複数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７工程と、
前記第７工程で取得した光強度値が前記第５工程で特定した座標位置において前記光強度偏差を超えるか否かを判定する第８工程と、
前記第８工程において前記第７工程で取得した光強度値が前記第５工程で特定した座標位置において前記光強度偏差を超えると判定したとき、前記第５工程で特定した座標位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで下げる第９工程と、
前記第８工程において前記第７工程で取得した光強度値が前記第５工程で特定した座標位置において前記光強度偏差を超えないと判定したとき、前記第５工程で特定した座標位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで上げる第１０工程とを実行することを第６の特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記第６の特徴のレーザアニール方法において、前記制御部が、前記第３工程で算出した光強度偏差が所定閾値以内と判定したとき、処理を終了することを第７の特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記第６又は第７に記載のレーザアニール方法において、
前記制御部が、
第９工程又は第１０工程を実行した後、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１１工程と、
該第１１工程により検出したプロファイルのビームスポット細長方向複数位置の光強度値を取得する第１２工程と、
前記第１２工程で取得した複数位置の光強度値が、前記第３工程で算出した光強度偏差以下と判定したとき、処理を終了する第１３工程を実行することを第８の特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記第６から第８何れかの特徴のレーザアニール方法において、
前記制御部が、
前記第８工程において前記第５工程で特定した座標位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで下げるとき、前記第７工程で取得した光強度が他の光強度と比較して高い座標位置の半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで下げることを第９の特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記第６から第８何れかの特徴のレーザアニール方法において、
前記制御部が、
前記第９工程において前記第５工程で特定した座標位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで上げるとき、前記第７工程で取得した光強度が他の光強度と比較して低い座標位置の半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで上げることを第１０の特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
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、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プロファイルからビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得し、この複数位置の光強度値を基に光強度偏差を算出した後、半導体レーザを個別に発光して得られたプロファイルからビームスポット細長方向の複数位置の光強度値を取得し、この取得した複数位置の光強度値の内、前記光強度偏差を超える光強度の座標位置を特定し、この特定位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで下げる、又は、特定した座標位置に対応する半導体レーザ素子のレーザ出力を所定値まで上げることによって、ビームスポットの光強度分布を均一に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
［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したが必ずしも必要なものではない。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
［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。
【００２５】
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とし、全半導体レーザ素子の個数をＭＴとし、複数の半導体レーザ素子の総出力値をＷＴとし、アニールに必要なシステム必要出力値をＷＮ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、該登録した値を基に半導体レーザ素子１つ当たりの出力値（ＷＮ＝ＭＴ）及び全レーザ素子を一括して発光したときの計算上のトータル出力値を計算するステップＳ３０２と、全ドライバ２０を駆動して全ての半導体レーザ素子１０を発光し、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。
【００２６】
このステップＳ３０３により検出したプロファイルは、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、表したものである。本図の例では、位置Ｘ１〜Ｘｎ迄の光強度値の内、位置Ｘａの光強度値が他の位置に比べて高いことを表している。
【００２７】
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、全ての光強度値の平均値を算出し、該算出した全光強度値平均値と個々の光強度値との差をプラス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しても良い。
【００２８】
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、前記偏差αの絶対値｜α｜が閾値を超えるＸ方向位置座標Ｘａを抽出するステップＳ３０７と、半導体レーザ素子１個当たりの光強度値（必要出力ＷＮ／ＤＬ個数ＭＴ）を算出し、算出した半導体レーザ素子１個当たりの光強度値で発光するようにドライバ２０を順に個別に駆動して半導体レーザ素子１０を発光させるステップＳ３０８と、該ステップＳ３０８により個別に半導体レーザ素子１０を発光させたことによって得られた個別のビームスポットのプロファイルをビームプロファイル検出部１６を用いて取得するステップＳ３０９とを実行する。
【００２９】
この個別に半導体レーザ素子１０を発光させたときのプロファイルは、例えば、位置Ｘ１の半導体レーザ素子１０のみを発光させたときに図４（ｂ）、位置Ｘａの半導体レーザ素子１０のみを発光させたときに図４（ｃ）、位置Ｘｎの半導体レーザ素子１０のみを発光させたときに図４（ｄ）の如く測定される。
【００３０】
次いで本システムは、前記ステップＳ３０９で検出した偏差αの絶対値｜α｜を超える位置座標Ｘａの偏差が偏差α以上か否かを判定するステップＳ３１０と、該ステップＳ３１０において位置Ｘａの偏差が偏差αを超えると判定したとき、前記ステップＳ３０９で取得した位置Ｘａ近傍の光強度が比較的高いＮ個（任意）の半導体レーザ素子１０の出力値を所定値迄（又は所定率迄）低下させる偏差改善処理を行うステップＳ３１２と、前記ステップＳ３１０において位置Ｘａの偏差が偏差αを超えないと判定したとき、前記ステップＳ３０９で取得した位置Ｘａの光強度が比較的弱いＮ個（任意）の半導体レーザ素子１０の出力値を所定値迄（又は所定率迄）増加させる偏差改善処理を行うステップＳ３１１とを実行する。
【００３１】
前記ステップＳ３１２及びステップＳ３１１による半導体レーザ素子１０の出力値の制御は、光導波路１１を通過するレーザ光が、光ファイバ２３の取り付け位置座標から出力端に向かって直進する光成分が最も大きく、内部で乱反射して出力端に向かう光成分は前記直進成分に比べて比較的少ない特性を考慮し、光出力値が最も大きい又は少ない座標位置に対応する半導体レーザ素子の出力を制御することによって行う。
【００３２】
次いで本システムは、前記偏差改善処理により設定した個々の出力値を用いて全ドライバ２０を駆動して全半導体レーザ素子１０を発光するステップＳ３１３と、該一括発光したプロファイルをビームプロファイル検出部１６により検出するステップＳ３１４と、このステップＳ３１４により検出したプロファイルから各位置の光強度偏差を算出するステップＳ３１５と、該ステップＳ３１５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、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Ｓ３１６を実行する。
【００３３】
この様に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プロファイルを基に偏差を超える光強度が照射される座標位置を特定し、個々の半導体レーザ素子を照射したときに前記特定した座標位置の光出力値が偏差を超える半導体レーザ素子の出力を下げる、逆に偏差を下回る光強度が照射される座標位置を特定し、個々の半導体レーザ素子を照射したときに前記特定した座標位置の光出力値が偏差を下回る半導体レーザ素子の出力を上げることによって、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。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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を示す図。
【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を説明するための図。
【符号の説明】
【００３５】
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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