(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビーム（Ｂ１)をパルス出力するレーザ発振器（１）と、前記レーザビーム（Ｂ１）を反射する反射器（２）と、前記レーザビーム（Ｂ１）が入射する前記反射器（２）の反射面（２ｂ）の前記レーザビーム（Ｂ１）に対する角度（θ）または位置の変化により反射ビーム（Ｂ２）が動く方向を長軸方向とする帯状照射領域（４）に前記反射ビーム（Ｂ２）を整形し半導体基板（Ｓ）に照射する光学系（３）と、前記半導体基板（Ｓ）を保持して前記帯状照射領域（４）の短軸方向に移動しうる移動台（５）と、前記反射器（２）の角度または位置を変える反射器駆動手段（６）と、帯状照射領域の長軸方向の所定範囲内で帯状照射領域の位置を変えるために前記レーザ発振器（１）でレーザビーム（Ｂ１)をパルス出力するタイミングと前記反射器駆動手段（６）で前記反射器（２）の角度または位置を変えるタイミングの調整を行うタイミング制御手段（８）とを具備することを特徴とするレーザ照射装置（１００）。
【請求項２】
トリガ（Ｇ）に応じてレーザビーム（Ｂ１)をパルス出力するレーザ発振器（１）と、前記レーザビーム（Ｂ１）を反射する回転多角形ミラー（２）と、前記レーザビーム（Ｂ１）が入射する前記回転多角形ミラー（２）の反射面（２ｂ）への前記レーザビーム（Ｂ１）の入射角（θ）の変化により反射ビーム（Ｂ２）が振れる方向を長軸方向とする帯状照射領域（４）に前記反射ビーム（Ｂ２）を整形し半導体基板（Ｓ）に照射する光学系（３）と、前記半導体基板（Ｓ）を保持して前記帯状照射領域（４）の短軸方向に移動しうる移動台（５）と、前記回転多角形ミラー（２）を一定速度で回転させる回転駆動手段（６）と、前記回転多角形ミラー（２）の回転位相情報（Ｑ）を出力する回転位相検出手段（７）と、前記回転位相情報（Ｑ）に基づいて前記トリガ（Ｇ）の出力タイミングを所定の時間範囲内で変化させて前記入射角（θ）を所定角度範囲内で変化させるタイミング制御手段（８）とを具備することを特徴とするレーザ照射装置（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザ照射装置に関し、さらに詳しくは、帯状照射領域を長軸方向に高速に動かす位置制御を容易に行うことが出来るレーザ照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、帯状照射領域を有する光線ビームを被処理基板に照射する際に、帯状照射領域の短軸方向に光線ビームを走査的に移動すると共に帯状照射領域の長軸方向に帯状照射領域を振動させる半導体装置の製造方法が知られている（例えば特許文献１参照。）。
【特許文献１】特公平０４−１０２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術では、帯状照射領域を長軸方向に振動させるために、被処理基板を保持するＸＹステージまたはカーボン・ヒータを動かしている。
しかし、ＸＹステージまたはカーボン・ヒータは質量が大きいため、応答が遅く、高速に位置制御することが難しい問題点がある。
そこで、この発明の目的は、帯状照射領域を長軸方向に高速に動かす位置制御を容易に行うことが出来るレーザ照射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の観点では、本発明は、レーザビーム（Ｂ１)をパルス出力するレーザ発振器（１）と、前記レーザビーム（Ｂ１）を反射する反射器（２）と、前記レーザビーム（Ｂ１）が入射する前記反射器（２）の反射面（２ｂ）の前記レーザビーム（Ｂ１）に対する角度（θ）または位置の変化により反射ビーム（Ｂ２）が動く方向を長軸方向とする帯状照射領域（４）に前記反射ビーム（Ｂ２）を整形し半導体基板（Ｓ）に照射する光学系（３）と、前記半導体基板（Ｓ）を保持して前記帯状照射領域（４）の短軸方向に移動しうる移動台（５）と、前記反射器（２）の角度または位置を変える反射器駆動手段（６）と、帯状照射領域の長軸方向の所定範囲内で帯状照射領域の位置を変えるために前記レーザ発振器（１）でレーザビーム（Ｂ１)をパルス出力するタイミングと前記反射器駆動手段（６）で前記反射器（２）の角度または位置を変えるタイミングの調整を行うタイミング制御手段（８）とを具備することを特徴とするレーザ照射装置（１００）を提供する。
上記第１の観点によるレーザ照射装置（１００）では、反射器（２）を動かすが、従来技術におけるＸＹステージに相当する移動台（５）または従来技術におけるカーボン・ヒータに相当するレーザ発振器（１）や光学系（３）に比べて反射器（２）の質量が小さいため、高速に動かす位置制御が容易になる。そして、レーザ発振器（１）でレーザビーム（Ｂ１)をパルス出力するタイミングと反射器駆動手段（６）で反射器（２）の角度または位置を変えるタイミングの調整をタイミング制御手段（８）で行うことにより、帯状照射領域の長軸方向の所定範囲内で帯状照射領域の位置を変えることが出来る。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、トリガ（Ｇ）に応じてレーザビーム（Ｂ１)をパルス出力するレーザ発振器（１）と、前記レーザビーム（Ｂ１）を反射する回転多角形ミラー（２）と、前記レーザビーム（Ｂ１）が入射する前記回転多角形ミラー（２）の反射面（２ｂ）への前記レーザビーム（Ｂ１）の入射角（θ）の変化により反射ビーム（Ｂ２）が振れる方向を長軸方向とする帯状照射領域（４）に前記反射ビーム（Ｂ２）を整形し半導体基板（Ｓ）に照射する光学系（３）と、前記半導体基板（Ｓ）を保持して前記帯状照射領域（４）の短軸方向に移動しうる移動台（５）と、前記回転多角形ミラー（２）を一定速度で回転させる回転駆動手段（６）と、前記回転多角形ミラー（２）の回転位相情報（Ｑ）を出力する回転位相検出手段（７）と、前記回転位相情報（Ｑ）に基づいて前記トリガ（Ｇ）の出力タイミングを所定の時間範囲内で変化させて前記入射角（θ）を所定角度範囲内で変化させるタイミング制御手段（８）とを具備することを特徴とするレーザ照射装置（１００）を提供する。
上記第２の観点によるレーザ照射装置（１００）では、ミラーの角度を変えたい速度のミラー数分の一の速さで且つ一定速度で回転多角形ミラー（２）を回転させればよいため、実施が容易である。そして、レーザ発振器（１）でレーザビーム（Ｂ１)をパルス出力するタイミングを回転多角形ミラー（２）の回転位相に合わせて変えるためタイミング調整も実施が容易である。よって、帯状照射領域の長軸方向の所定範囲内で帯状照射領域の位置を高速に容易に変えることが出来る。
【発明の効果】
【０００６】
この発明のレーザ照射装置によれば、帯状照射領域を長軸方向に高速に動かす位置制御を容易に行うことが出来るので、帯状照射領域の長軸方向のレーザビームの強度ムラや被処理基板の微小な凹凸に起因する帯状照射領域の長手方向の照射ムラを好適に抑制することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図に示す実施の形態によりこの発明をさらに詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【０００８】
図１は、実施例１に係るレーザ照射装置１００を示す構成説明図である。
このレーザ照射装置１００は、トリガＧに応じてレーザビームＢ１をパルス出力するレーザ発振器１と、レーザビームＢ１を反射する回転多角形ミラー２と、レーザビームＢ１が入射する回転多角形ミラー２の反射面２ｂへのレーザビームＢ１の入射角θの変化により反射ビームＢ２が振れる方向を長軸方向とする帯状照射領域４に反射ビームＢ２を整形し半導体基板Ｓに照射するためのホモジナイザー３ａ，ミラー３ｂおよびレンズ３ｃと、半導体基板Ｓを保持して帯状照射領域４の短軸方向に移動しうる移動台５と、回転多角形ミラー２を一定速度で回転させるモータ６と、回転多角形ミラー２の回転位相情報Ｑを出力するエンコーダ７と、回転位相情報Ｑに基づいてトリガＧの出力タイミングを所定の時間範囲内で変化させるタイミング制御回路８とを具備している。
【０００９】
回転多角形ミラー２の回転軸２ａは鉛直方向であり、回転多角形ミラー２は水平面内で回転する。レーザビームＢ１および反射ビームＢ２は水平方向である。一方、半導体基板Ｓは水平に置かれている。このため、ホモジナイザー３ａで長軸方向および短軸方向に強度を均一化した反射ビームＢ１の方向をミラー３ｂにより水平方向から鉛直方向に変えている。そして、かまぼこ形のレンズ３ｃで短軸方向について集光して半導体基板Ｓに照射している。
【００１０】
図２は、タイミング制御回路８の動作を説明するタイミングチャートである。
タイミング制御回路８は、回転位相情報Ｑに基づいて、入射角θが４５゜になるタイミングを示す４５゜パルスＱ’を生成する。
この４５゜パルスＱ’の周期τは、回転多角形ミラー２の１回転時間を回転多角形ミラー２のミラー数で除算した値になる。
なお、周期τは、レーザ発振器１でレーザビームＢ１をパルス出力する平均時間間隔に相当する。また、レーザ発振器１がレーザビームＢ１をパルス出力する時間つまりパルス幅は、周期τより短い。
【００１１】
帯状照射領域４を長軸方向に動かしたい位置の数を「Ｍ＋１」とするとき、タイミング制御回路８は、０からＭまでの整数の一つｍをランダムに発生し、４５゜パルスＱ’より「τ＋（ｍ−Ｍ／２）δ／（Ｍ／２）」経過時にトリガＧを出力する。
時間δの間に反射面２ｂが回転する角度をαとするとき、入射角θは「４５゜−（ｍ−Ｍ／２）α／（Ｍ／２）」になる。
図２はＭ＝８の例であり、４５゜パルスＱ’より「τ＋（ｍ−４）δ／４」経過時にトリガＧを出力し、入射角θは「４５゜−（ｍ−４）α／４」になる。
【００１２】
図３は、帯状照射領域４の長軸方向の動きを示す上面図である。
（ａ）〜（ｉ）は、Ｍ＝８とした場合のｍ＝０〜ｍ＝８に対応している。
帯状照射領域４は、長軸方向照射範囲Ｒ内の９カ所の位置にランダムに動くことになる。
帯状照射領域４の長軸方向の長さをＬとするとき、帯状照射領域４を「（Ｒ−Ｌ）／２」だけ動かす入射角θの変化分がαに相当する。
【００１３】
実施例１のレーザ照射装置１００によれば、周期τのミラー数倍の時間で回転多角形ミラー２を１回転させればよいので、実施が容易である。また、レーザ発振器１でレーザビームＢ１をパルス出力する時間間隔は最短「τ−δ」になるが、可動部分がないので、これも実施が容易である。よって、帯状照射領域４の長軸方向の所定範囲Ｒ内で帯状照射領域４の位置を高速に動かすことが出来る。
【実施例２】
【００１４】
４５゜パルスＱ’より「τ−δ」経過後から「τ＋δ」経過後までの時間範囲内でランダムにトリガＧを出力してもよい。
【実施例３】
【００１５】
回転多角形ミラー２の代わりに、レーザビームＢ１の方向に往復振動するミラーを用いてもよい。この場合、振動位相に合わせてトリガＧの出力タイミングを変化させる。
【実施例４】
【００１６】
回転多角形ミラー２の代わりに、所定角度範囲で揺動振動するガルバノミラーを用いてもよい。この場合、ガルバノミラーの揺動位相に合わせてトリガＧの出力タイミングを変化させる。
【実施例５】
【００１７】
回転多角形ミラー２の代わりにガルバノミラーを用い、トリガＧを一定周期で出力し、トリガＧごとにガルバノミラーの角度を所定角度範囲でランダムに変化させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
この発明のレーザ照射方法およびレーザ照射装置は、例えば半導体層の作製や活性化処理に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１に係るレーザ照射装置の構成説明図である
【図２】実施例１に係るタイミング制御回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】帯状照射領域の長軸方向の位置を示す上面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１              レーザ発振器
２              回転多角形ミラー
３ａ            ホモジナイザー
３ｂ            ミラー
３ｃ            レンズ
４              帯状照射領域
５              移動台
６              モータ
７              エンコーダ
８              タイミング制御回路
１００          レーザ照射装置
【図１】
0004549996.tif 000002
【図２】
0004549996.tif 000003
【図３】
0004549996.tif 000004