(57)【要約】【課題】ハードウエア調整の作業負担を軽減する。【解決手段】照射ライン（ｓ）と重ならない測定ライン（ｈ）の表面高さ（Ｈ）を測定し、一つの照射ライン（ｓ）の最近傍の少なくとも２つの測定ライン（ｈ）の実測表面高さを基に照射ライン（ｓ）の表面高さを算出し、該表面高さにフォーカスさせる。【効果】照射ラインと測定ラインの位置関係から照射ラインの表面高さを演算により算出するが、照射ラインと測定ラインの位置関係は例えばエンコーダにより容易に知ることが出来るので、測定ラインを照射ラインに合致させるためのハードウエア調整の必要がなく、作業負担を軽減できる。照射ラインｓのピッチＰが変わっても、その都度、ハードウエア調整を行う必要がなく、作業負担を軽減できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射ラインに沿ってフォーカスレンズ系を相対移動し加工対象物の表面にフォーカスレンズ系でフォーカスさせてレーザ光を照射することを加工対象物の表面に平行に並ぶ複数の照射ラインについて順に繰り返すレーザ照射装置であって、照射ラインと重ならない測定ラインの表面高さを測定する表面高さ測定器と、測定した表面高さを記憶すると共に一つの照射ラインの最近傍の少なくとも２つの測定ラインについて記憶している表面高さを基に前記照射ラインの表面高さを算出し該表面高さにフォーカスさせる制御手段とを具備したことを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ照射装置において、前記制御手段は、線形補間演算により表面高さを算出することを特徴とするレーザ照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ照射装置に関し、さらに詳しくは、ハードウエア調整の作業負担を軽減できると共に照射ラインのピッチが変わる毎にハードウエア調整を行うことを必要としないレーザ照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光を照射している照射ラインの次以降の照射ラインの表面高さを測定する表面高さ測定器と、表面高さ測定器で測定した表面高さを記憶すると共にレーザ光を照射する照射ラインについて記憶している実測表面高さを読み出してフォーカスレンズ系によりフォーカス制御するシステムコントローラとを具備したレーザ照射装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５８２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のレーザ照射装置では、レーザ光を照射する照射ラインの表面高さを測定できるように表面高さ測定器の設置位置や設置角度を調整する必要がある。
しかし、この調整はハードウエア調整であるため、作業負担が大きい問題点がある。また、照射ラインのピッチが変わる毎にこのハードウエア調整を行うのは作業が煩雑になる問題点がある。
そこで、本発明の目的は、ハードウエア調整の作業負担を軽減できると共に照射ラインのピッチが変わる毎にハードウエア調整を行うことを必要としない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】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、照射ラインに沿ってフォーカスレンズ系を相対移動し加工対象物の表面にフォーカスレンズ系でフォーカスさせてレーザ光を照射することを加工対象物の表面に平行に並ぶ複数の照射ラインについて順に繰り返すレーザ照射装置であって、照射ラインと重ならない測定ラインの表面高さを測定する表面高さ測定器と、測定した表面高さを記憶すると共に一つの照射ラインの最近傍の少なくとも２つの測定ラインについて記憶している表面高さを基に前記照射ラインの表面高さを算出し該表面高さにフォーカスさせる制御手段とを具備したことを特徴とするレーザ照射装置を提供する。
なお、上記構成において、照射ラインおよび測定ラインは仮想のラインである。
上記第１の観点によるレーザ照射装置では、照射ラインと測定ラインの位置関係から照射ラインの表面高さを演算により算出するが、照射ラインと測定ラインの位置関係は例えばエンコーダにより容易に知ることが出来る。従って、測定ラインを照射ラインに合致させるためのハードウエア調整の必要がなく、作業負担を軽減できる。また、照射ラインのピッチが変わっても、その都度、ハードウエア調整を行う必要がなく、作業負担を軽減できる。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、前記第１の観点によるレーザ照射装置において、前記制御手段は、線形補間演算により表面高さを算出することを特徴とするレーザ照射装置を提供する。
一つの照射ラインの最近傍の少なくとも２つの測定ラインについて記憶している表面高さを基に照射ラインの表面高さを算出する演算としては、例えば３次関数を用いた補間などが可能であるが、上記第２の観点によるレーザ照射装置では、線形補間演算を行うため、演算が簡単になる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のレーザ照射装置によれば、測定ラインを照射ラインに合致させるためのハードウエア調整の必要がなく、作業負担を軽減できる。また、照射ラインのピッチが変わっても、その都度、ハードウエア調整を行う必要がなく、作業負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係るレーザ照射装置を示す構成説明図である。
【図２】レーザ照射形状と表面高さ測定位置の位置関係を示す説明図である。
【図３】照射ラインを示す説明図である。
【図４】初期位置を示す説明図である。
【図５】第１測定ラインの表面高さ測定を示す説明図である。
【図６】第２測定ラインの表面高さ測定を示す説明図である。
【図７】照射開始直前の状態を示す説明図である。
【図８】第１照射ラインを照射した直後の状態を示す説明図である。
【図９】線形補間演算（内挿）の説明図である。
【図１０】最後の測定ラインの表面高さ測定直後の状態を示す説明図である。
【図１１】最後の照射ラインの照射直後の状態を示す説明図である。
【図１２】線形補間演算（外挿）の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１０】
−実施例１−
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、レーザ発振器１と、アテネータ２と、レーザビームを反射するミラー３と、所定のレーザ照射形状Ｗとするためのビーム整形器４と、フォーカスレンズ系５と、表面高さ測定位置Ｄにおける基板Ｂの表面高さを測定し表面高さ信号を出力する表面高さ測定器６と、基板Ｂを載置しｘ方向およびｙ方向に移動するためのステージ７と、ｘ方向移動モータ８と、ｙ方向移動モータ９と、ｘ方向移動ドライバ１０と、ｙ方向移動ドライバ１１と、レーザ発振器１の制御やフォーカスレンズ系５の制御やｘ方向移動モータ８の制御やｙ方向移動モータ９の制御などを行うシステムコントローラ１２と、操作卓１３とを具備している。
【００１１】
なお、レーザ照射形状Ｗは、レーザ光強度がトップフラット強度の例えば９０％以上の領域の形状をいうものとする。
【００１２】
図２に示すように、レーザ照射形状Ｗは、例えばｘ方向の幅Ｗｘ、ｙ方向の幅Ｗｙの長方形である。例えばＷｘ＝０．０１ｍｍ、Ｗｙ＝１．２ｍｍである。
レーザ照射形状Ｗのｙ方向の中心から表面高さ測定位置Ｄまでのｙ方向の距離をＤｙととする。例えばＤｙ＝２６ｍｍである。レーザ照射形状Ｗのｘ方向の中心と表面高さ測定位置Ｄのｘ方向の中心は一致している（必ずしも一致している必要はない）。
【００１３】
基板Ｂを−ｘ方向に移動して、レーザ照射形状Ｗにより照射ラインｓに沿ってレーザ照射することが出来る。また、表面高さ測定位置Ｄにより測定ラインｈに沿って表面高さを測定することが出来る。
さらに、基板Ｂを−ｙ方向に移動することにより、レーザ照射形状Ｗおよび表面高さ測定位置ＤをピッチＰだけｙ方向に移動することが出来る。
例えばピッチＰ＝Ｗｙである。
また、本発明においては、ＤｙはＰの整数倍ではない。
【００１４】
図３に示すように、基板Ｂの表面にピッチＰで平行にｙ方向に並ぶ複数の照射ラインｓ１〜ｓ７を仮想する。
【００１５】
図４に示すように、レーザ照射形状Ｗのｙ方向の中心が、照射ラインｓ１から−ｙ方向にピッチＰの整数倍に位置し、且つ、表面高さ測定位置Ｄが、照射ラインｓ１と基板Ｂの端辺の間に位置するように、基板Ｂを移動する。この位置を測定初期位置ａとする。
【００１６】
図５に示すように、測定初期位置ａから位置ｂまでレーザ照射形状Ｗおよび表面測定位置Ｄをｘ方向に相対移動し、第１測定ラインｈ１の表面高さ測定を行い、表面高さデータを記憶する。この間、レーザ照射は行わない。
【００１７】
図６に示すように、位置ｂから位置ｃまでレーザ照射形状Ｗおよび表面測定位置Ｄをｙ方向にピッチＰだけ相対移動する。次いで、位置ｃから位置ｄまでレーザ照射形状Ｗおよび表面測定位置Ｄを−ｘ方向に相対移動し、第２測定ラインｈ２の表面高さ測定を行い、表面高さデータを記憶する。この間、レーザ照射は行わない。
【００１８】
図７に示すように、レーザ照射形状Ｗおよび表面測定位置Ｄのｙ方向の相対移動とｘ方向または−ｘ方向の相対移動を繰り返し、第３測定ラインｈ３〜第４測定ラインｈ４の表面高さ測定を行い、表面高さデータを記憶する。この間、レーザ照射は行わない。
表面測定位置Ｄが位置ｅまで来ると、レーザ照射形状Ｗのｙ方向の中心が第１照射ラインｓ１のｙ方向位置に合致する。
【００１９】
図８に示すように、位置ｅから位置ｆまでレーザ照射形状Ｗおよび表面測定位置Ｄをｘ方向に相対移動し、第５測定ラインｈ５の表面高さ測定を行い、表面高さデータを記憶する。この間、第１照射ラインｓ１に沿ってレーザ照射を行う。その際、システムコントローラ１２は、第１照射ラインｓ１の最近傍の２つの測定ラインｈ１，ｈ２について記憶している表面高さを基に第１照射ラインｓ１の表面高さを算出し、該表面高さにフォーカスさせる。
【００２０】
図９に示すように、第１照射ラインｓ１を挟む２つの測定ラインｈ１，ｈ２の表面高さをＨ１，Ｈ２とし、第１照射ラインｓ１から第１測定ラインｈ１までの距離と第１照射ラインｓ１から第２測定ラインｈ２までの距離の比をｎ：ｍとするとき、第１照射ラインｓ１の表面高さＳ１は、
Ｓ１＝（ｍ・Ｈ１＋ｎ・Ｈ２）／（ｍ＋ｎ）
により求めることが出来る。
【００２１】
比ｎ：ｍは、例えば次のようにして求めることが出来る。
（１）レーザ照射形状Ｗのｙ方向の中心を適当な基準点に合わせ、次にｙ方向に基準点を移動して表面測定位置Ｄに合わせ、その間の移動距離を例えばエンコーダにより実測し、Ｄｙを得る。
（２）（ｋ−１）Ｐ＜Ｄｙ＜ｋ・Ｐを満たす整数ｋを求める。
（３）ｍ：ｎ＝Ｄｙ−（ｋ−１）Ｐ：ｋ・Ｐ−Ｄｙより比ｎ：ｍを算出する。
【００２２】
図１０に示すように、レーザ照射形状Ｗおよび表面測定位置Ｄのｙ方向の相対移動とｘ方向または−ｘ方向の相対移動を繰り返し、第５測定ラインｈ５〜第７測定ラインｈ７の表面高さ測定を行い、表面高さデータを記憶する。この間、第２照射ラインｓ２〜第３測定ラインｓ３に沿ってレーザ照射を行う。その際、システムコントローラ１２は、第２照射ラインｓ２の最近傍の２つの測定ラインｈ２，ｈ３について記憶している表面高さを基に第２照射ラインｓ２の表面高さを算出し、該表面高さにフォーカスさせる。また、第３照射ラインｓ３の最近傍の２つの測定ラインｈ３，ｈ４について記憶している表面高さを基に第３照射ラインｓ３の表面高さを算出し、該表面高さにフォーカスさせる。
表面測定位置Ｄが位置ｇまで来ると、表面測定位置Ｄが基板Ｂの外に出るので、以後は表面高さの測定は行わず、レーザ照射のみ行う。
【００２３】
図１１に示すように、第７照射ラインｓ７に沿ってレーザ照射を行った後、レーザ照射を終了する。
【００２４】
図１２に示すように、第７照射ラインｓ７の最近傍の２つの測定ラインｈ６，ｈ７の表面高さをＨ６，Ｈ７とし、第７照射ラインｓ７から第６測定ラインｈ６までの距離と第７照射ラインｓ７から第７測定ラインｈ７までの距離の比は（２ｎ＋ｍ）：ｎになるので、第７照射ラインｓ７の表面高さＳ７は、
Ｓ７＝（２ｎ＋ｍ）Ｈ７−ｎ・Ｈ６）／（ｍ＋ｎ）
により求めることが出来る。
【００２５】
実施例１のレーザ照射装置１００によれば、照射ラインｓと測定ラインｈの位置関係から照射ラインｓの表面高さを演算により算出するが、照射ラインｓと測定ラインｈの位置関係は例えばエンコーダにより容易に知ることが出来る。従って、測定ラインｈを照射ラインｓに合致させるためのハードウエア調整の必要がなく、作業負担を軽減できる。また、照射ラインｓのピッチＰが変わっても、その都度、ハードウエア調整を行う必要がなく、作業負担を軽減できる。
【００２６】
−実施例２−
操作者がスケールを用いてＤｙを実測し、整数ｋを計算し、操作卓１３からＤｙおよびｋを入力してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のレーザ照射装置は、例えばガラス基板上に形成した非晶質シリコン半導体層を多結晶シリコン半導体層化する処理に利用できる。
【符号の説明】
【００２８】
１        レーザ発振器
２        アテネータ
３        ミラー
４        ビーム整形器
５        フォーカスレンズ系
６        表面高さ測定器
７        ステージ
８        ｘ方向移動モータ
９        ｙ方向移動モータ
１０      ｘ方向移動ドライバ
１１      ｙ方向移動ドライバ
１２      システムコントローラ
１３      操作卓
Ｂ        基板
Ｄ        表面高さ測定位置
Ｄｙ      レーザ照射形状のｙ方向の中心から表面高さ測定位置までのｙ方向の距離
ｓ１〜ｓ７      照射ライン
ｈ１〜ｈ７      測定ライン
Ｐ              ピッチ
Ｗ              レーザ照射形状
Ｗｙ            レーザ照射形状のｙ方向の幅
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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