JP3400957B2 - Laser synchronization pulse delay device and control method - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術の分野】本発明は、パルスレーザを
用いたレーザ加工装置及び方法、特に半導体薄膜のアニ
ールに適したレーザ加工装置及び方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus and method using a pulse laser, and more particularly to a laser processing apparatus and method suitable for annealing a semiconductor thin film.
【0002】[0002]
【従来の技術】パルスレーザを用いた従来のレーザ加工
法として、例えばエキシマレーザを用いて非晶質Siを
多結晶Siに変換するレーザアニールが知られている。2. Description of the Related Art As a conventional laser processing method using a pulse laser, for example, laser annealing for converting amorphous Si into polycrystalline Si using an excimer laser is known.
【0003】この種のレーザアニールを行う装置では、
適当な発振周波数でパルスレーザを非晶質Siの薄膜に
重畳的に照射することが行われる(特開平7−2495
91号公報)。In this type of laser annealing apparatus,
Amorphous Si thin film is superposedly irradiated with a pulsed laser at an appropriate oscillation frequency (Japanese Patent Laid-Open No. 7-2495).
91 publication).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のようなレーザ加
工装置では、非晶質Siの薄膜を所望の条件で再結晶化
させるため、パルスレーザによる非晶質Si薄膜の多様
な加熱が求められるようになってきている。In the above laser processing apparatus, various heating of the amorphous Si thin film by the pulse laser is required in order to recrystallize the amorphous Si thin film under desired conditions. Is starting to appear.
【0005】このような要求に対し、例えば2台のレー
ザ発振装置を準備し、両レーザ発振装置から出力される
強度や波長の異なる2種のパルスレーザ光を組み合わせ
た同期パルス(所謂「ダブルパルス」)を非晶質Si薄
膜に照射することが考えられる。このようなダブルパル
スを構成するパルスレーザ光は、例えば数十〜数千ns
ecの時間間隔で順次発生されるケースも考えられる。
このような場合、2台のレーザ発振装置に個別にトリガ
信号を与えてこれらを個別に制御すると、両レーザ発振
装置の発振特性、経時変化等に起因してダブルパルスの
時間間隔の精密な制御が必ずしも容易でなくなることが
予想される。In response to such a demand, for example, two laser oscillators are prepared, and a synchronous pulse (so-called "double pulse") in which two types of pulsed laser lights with different intensities and wavelengths output from both laser oscillators are combined. It is conceivable to irradiate the amorphous Si thin film. The pulsed laser light forming such a double pulse is, for example, tens to thousands of ns.
A case may be considered in which they are sequentially generated at time intervals of ec.
In such a case, if the trigger signals are individually applied to the two laser oscillators and they are individually controlled, the precise control of the time interval of the double pulse is caused due to the oscillation characteristics of both laser oscillators and the change over time. It is expected that will not always be easy.
【0006】例えば、レーザ発振装置へのトリガ信号の
入力から発振までのディレイ(以下「発振ディレイ」と
いう)や発振ディレイの毎回のバラツキ幅であるジッタ
は、放電用高電圧(以下「HV値」という)、発振周波
数等の発振パラメータの変動に応じて変動してしまうこ
とが多く、ダブルパルスを構成するパルス光の時間間隔
が発振パラメータの変更に連動してしまう問題がある。
具体的には、上記のようにHV値の変化に応じてレーザ
発振装置の発振ディレイが変化してしまうため、レーザ
発振装置においてHV値を変化させてパルスレーザ光の
エネルギーを安定化させる機能を使用した場合、ダブル
パルスのエネルギーが安定してもパルス光の時間間隔が
変化してしまうと考えられる。For example, the delay from the input of a trigger signal to the laser oscillator to the oscillation (hereinafter referred to as “oscillation delay”) and the jitter variation which is the variation of each oscillation delay are high voltage for discharge (hereinafter referred to as “HV value”). That is, it often fluctuates according to fluctuations of the oscillation parameter such as the oscillation frequency, and there is a problem that the time interval of the pulsed light forming the double pulse is linked to the change of the oscillation parameter.
Specifically, since the oscillation delay of the laser oscillator changes according to the change of the HV value as described above, there is a function of changing the HV value in the laser oscillator to stabilize the energy of the pulsed laser light. When used, it is considered that the time interval of the pulsed light changes even if the energy of the double pulse stabilizes.
【0007】さらに、トリガ回路やレーザ発振装置等の
特性に起因して発生するジッタの存在も無視できないた
め、斯かるジッタを抑制することも必要である。Furthermore, the existence of jitter caused by the characteristics of the trigger circuit, the laser oscillator, etc. cannot be ignored, and it is also necessary to suppress such jitter.
【0008】そこで、本発明は、2台以上のレーザ発振
装置からのパルスレーザを合成した同期パルスを用いた
レーザ加工装置であって、同期パルスを構成するパルス
光の時間間隔の精密な制御が可能なレーザ加工装置及び
方法を提供することを目的とする。Therefore, the present invention is a laser processing apparatus using a synchronous pulse obtained by synthesizing pulse lasers from two or more laser oscillators, and precise control of the time interval of the pulsed light forming the synchronous pulse is possible. An object of the present invention is to provide a possible laser processing apparatus and method.
【0009】[0009]
【課題を解決するため手段】上記課題を解決するため、
本発明に係る第1のレーザ加工装置は、第1トリガ信号
の入力に応じてパルス状のレーザ光を発生する第1レー
ザ発振装置と、第2トリガ信号の入力に応じてパルス状
のレーザ光を発生する第2レーザ発振装置と、前記第1
トリガ信号に基づいて第2トリガ信号を発生させる遅延
制御部とを備え、前記遅延制御部は、前記第1レーザ発
振装置から出力されるトリガ信号を受けて、前記第2ト
リガ信号を生成する。 [Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems,
A first laser processing apparatus according to the present invention includes a first laser oscillator that generates pulsed laser light in response to a first trigger signal input, and a pulsed laser light in response to a second trigger signal input. A second laser oscillation device for generating
A delay control unit for generating a second trigger signal based on a trigger signal , wherein the delay control unit is configured to emit the first laser beam.
In response to the trigger signal output from the vibration device,
Generate a Riga signal.
【0010】上記レーザ加工装置では、遅延制御部が前
記第1レーザ発振装置から出力されるトリガ信号を受け
て、第2トリガ信号を生成するので、トリガ信号発生回
路を個別に設ける場合に比較してジッタの発生を低減で
き、第1レーザ発振装置と第2レーザ発振装置との発光
タイミングの調整がより正確になる。ここで、前記第1
トリガ信号は、第1レーザ発振装置外に設けられてこれ
を起動発振させるトリガ信号発生回路の出力端子から引
出したものであってもよいが、第1レーザ発振装置内に
設けられてレーザ媒体に電圧を印加するスイッチ回路等
に供給されるものであってもよい。後者の場合、よりジ
ッタ発生の可能性を低減できる。In the above laser processing apparatus, the delay control section receives the trigger signal output from the first laser oscillation apparatus.
Since the second trigger signal is generated, it is possible to reduce the occurrence of jitter as compared with the case where the trigger signal generating circuit is individually provided, and it is possible to further adjust the light emission timings of the first laser oscillator and the second laser oscillator. Be accurate. Where the first
The trigger signal may be derived from an output terminal of a trigger signal generation circuit provided outside the first laser oscillator to start and oscillate the trigger signal. It may be supplied to a switch circuit or the like that applies a voltage. In the latter case, the possibility of jitter generation can be further reduced.
【0011】また、本発明に係る第2のレーザ加工装置
は、第1トリガ信号の入力に応じてパルス状のレーザ光
を発生する第1レーザ発振装置と、第2トリガ信号の入
力に応じてパルス状のレーザ光を発生する第2レーザ発
振装置と、前記第1及び第2トリガ信号の入力から前記
レーザ光の発生までのそれぞれの時間差を、前記第1及
び第2レーザ発振装置の動作条件に対応させたテーブル
として記憶する記憶手段を有する遅延制御部とを備え
る。A second laser processing apparatus according to the present invention is a first laser oscillating apparatus for generating pulsed laser light in response to the input of a first trigger signal, and a second laser processing apparatus for receiving a second trigger signal. The second laser oscillator that generates pulsed laser light and the respective time differences from the input of the first and second trigger signals to the generation of the laser light are calculated as operating conditions of the first and second laser oscillators. And a delay control unit having a storage unit that stores the table as a table.
【0012】上記レーザ加工装置では、遅延制御部が前
記第1及び第2トリガ信号の入力から前記レーザ光の発
生までのそれぞれの時間差を、前記第1及び第2レーザ
発振装置の動作条件に対応させたテーブルとして記憶す
るので、前記第1及び第2レーザ発振装置の動作条件が
変更され或いは変動しても、その際の発振ディレイやジ
ッタを考慮して第1レーザ発振装置と第2レーザ発振装
置との発光タイミングを調整できるので、前記第1及び
第2レーザ発振装置の動作条件に応じた精密な遅延時間
の設定が可能になり、発光タイミングの調整が精密で安
定したものとなる。上記のようなテーブルに基づいて第
1及び第2レーザ発振装置の発光タイミングを調整する
場合、動作条件の変更或いは変動ごとに遅延時間の再設
定を行うこともできるが、一定時間が経過するまで待っ
て或いは動作条件が一定の許容量を超えて変動するまで
待って遅延時間の再設定を行うこともできる。In the above laser processing apparatus, the delay control unit corresponds the respective time differences from the input of the first and second trigger signals to the generation of the laser light to the operating conditions of the first and second laser oscillators. Even if the operating conditions of the first and second laser oscillating devices are changed or fluctuated, the first laser oscillating device and the second laser oscillating device are considered in consideration of oscillation delay and jitter at that time. Since the light emission timing with the device can be adjusted, a precise delay time can be set according to the operating conditions of the first and second laser oscillation devices, and the light emission timing can be adjusted precisely and stably. When the light emission timings of the first and second laser oscillators are adjusted based on the above table, the delay time can be reset each time the operating condition is changed or changed, but until the fixed time elapses. The delay time can be reset after waiting or until the operating condition fluctuates beyond a certain allowable amount.
【0013】また、本発明に係る第3のレーザ加工装置
は、パルス状のレーザ光を発生する第1レーザ発振装置
と、パルス状のレーザ光を発生する第2レーザ発振装置
と、前記第1レーザ発振装置が発生する前記レーザ光を
検出する光検出装置と、前記光検出装置の検出出力に基
づいて前記第2レーザ発振装置が発生する前記レーザ光
の発生タイミングを調整する遅延制御部とを備える。A third laser processing apparatus according to the present invention includes a first laser oscillator for generating pulsed laser light, a second laser oscillator for generating pulsed laser light, and the first laser oscillator. A photodetector that detects the laser light generated by the laser oscillator, and a delay controller that adjusts the generation timing of the laser light generated by the second laser oscillator based on the detection output of the photodetector. Prepare
【0014】上記レーザ加工装置では、遅延制御部が前
記光検出装置の検出出力に基づいて前記第2レーザ発振
装置が発生する前記レーザ光の発生タイミングを調整す
るので、第1レーザ発振装置から発生する現実のレーザ
光に基づいて第2レーザ発振装置から発生するレーザ光
の発生タイミングが調整できるので、発光タイミングの
調整が精密で安定したものとなる。この場合、第1レー
ザ発振装置からのレーザ光の検出をトリガとして第2レ
ーザ発振装置からレーザ光を発生させることが考えられ
るだけでなく、前記第2レーザ発振装置が発生する前記
レーザ光を検出する光検出装置をさらに設ければ、これ
ら光検出装置の出力に基づいて第1レーザ発振装置から
のレーザ光と第2レーザ発振装置からのレーザ光との時
間差を検出することができ、この時間差を、後に一対の
パルス光を発生させる際の遅延時間の再設定にフィード
バックすることができる。In the above laser processing apparatus, since the delay control unit adjusts the generation timing of the laser light generated by the second laser oscillator based on the detection output of the photodetector, the delay controller generates from the first laser oscillator. Since the generation timing of the laser light generated from the second laser oscillation device can be adjusted based on the actual laser light, the light emission timing can be adjusted precisely and stably. In this case, not only may the laser light from the first laser oscillator be used as a trigger to generate the laser light from the second laser oscillator, but the laser light generated by the second laser oscillator may be detected. By further providing a photodetection device for performing the above, it is possible to detect the time difference between the laser light from the first laser oscillation device and the laser light from the second laser oscillation device based on the outputs of these photodetection devices. Can be fed back to the resetting of the delay time when the pair of pulsed lights is generated later.
【0015】また、本発明に係るレーザ加工方法は、第
1レーザ発振装置に第1トリガ信号を入力してパルス状
のレーザ光を発生させ、第2レーザ発振装置に第2トリ
ガ信号を入力してパルス状のレーザ光を発生させるもの
であって、前記第1及び第2トリガ信号の入力から前記
レーザ光の発生までのそれぞれの時間差を前記第1及び
第2レーザ発振装置の動作条件に対応させて記憶したテ
ーブルに基づいて、前記第1及び第2トリガ信号の入力
タイミングを制御することを特徴とする。Also, in the laser processing method according to the present invention, the first trigger signal is input to the first laser oscillator to generate pulsed laser light, and the second trigger signal is input to the second laser oscillator. Pulsed laser light is generated according to the operating conditions of the first and second laser oscillators, and the respective time differences from the input of the first and second trigger signals to the generation of the laser light. The input timing of the first and second trigger signals is controlled on the basis of the stored table.
【0016】上記レーザ加工方法では、前記第1及び第
2トリガ信号の入力から前記レーザ光の発生までのそれ
ぞれの時間差を前記第1及び第2レーザ発振装置の動作
条件に対応させて記憶したテーブルに基づいて、前記第
1及び第2トリガ信号の入力タイミングを制御するの
で、前記第1及び第2レーザ発振装置の動作条件が変更
され或いは変動しても、その際の発振ディレイやジッタ
を考慮して第1レーザ発振装置と第2レーザ発振装置と
の発光タイミングを調整でき、前記第1及び第2レーザ
発振装置の動作条件に応じた精密な遅延時間の設定が可
能になり、発光タイミングの調整が精密で安定したもの
となる。In the above laser processing method, a table in which the respective time differences from the input of the first and second trigger signals to the generation of the laser light are stored in correspondence with the operating conditions of the first and second laser oscillators. Since the input timings of the first and second trigger signals are controlled based on the above, even if the operating conditions of the first and second laser oscillators are changed or fluctuated, the oscillation delay and jitter at that time are taken into consideration. The emission timings of the first laser oscillator and the second laser oscillator can be adjusted, and precise delay times can be set according to the operating conditions of the first and second laser oscillators. The adjustment is precise and stable.
【0017】なお、以上のレーザ加工装置及び方法は、
例えば基板上に堆積された非晶質半導体を同期パルスに
よって加熱してレーザアニールを行うレーザアニール装
置に適用することができ、特にレーザ発振装置として例
えばエキシマレーザを利用し非晶質Siを多結晶Siに
変換するレーザアニール装置への適用が好適である。こ
のようなレーザアニール装置は、多結晶Siを活性層と
する液晶表示装置用のTFTの製造に適用される。The above laser processing apparatus and method are
For example, it can be applied to a laser annealing apparatus that heats a semiconductor by depositing an amorphous semiconductor on a substrate with a synchronous pulse to perform laser annealing. In particular, an excimer laser is used as a laser oscillator, and amorphous Si is polycrystallized. It is suitable to be applied to a laser annealing device for converting to Si. Such a laser annealing apparatus is applied to manufacture a TFT for a liquid crystal display device using polycrystalline Si as an active layer.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】〔第1実施形態〕以下、本発明の
第1実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。
この装置は、非晶質半導体を同期パルスによって加熱し
てレーザアニールを行うレーザアニール装置であり、所
望の波長及び波形のレーザ光を発生するレーザ発振装置
10と、レーザ発生部10からのレーザ光を利用して基
板Wを実際に加工するレーザ照射処理部20と、これら
の動作を統括的に制御する主制御装置30とを備える。
なお、被加工体である基板Wは、ガラス板等からなり、
その表面には、例えば非晶質半導体である非晶質Si層
が堆積されており、このようなレーザ光による加工によ
って非晶質Si層にあってはこれが多結晶Si層にな
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] A laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described below.
This apparatus is a laser annealing apparatus that heats an amorphous semiconductor by a synchronous pulse to perform laser annealing, and includes a laser oscillator 10 that generates laser light having a desired wavelength and waveform, and laser light from the laser generator 10. A laser irradiation processing unit 20 that actually processes the substrate W by utilizing the above, and a main controller 30 that integrally controls these operations.
The substrate W, which is a workpiece, is made of a glass plate or the like,
An amorphous Si layer which is, for example, an amorphous semiconductor is deposited on the surface of the amorphous Si layer, and the amorphous Si layer becomes a polycrystalline Si layer by the processing with the laser beam.
【0019】レーザ発生部10は、パルスタイプのレー
ザ光を発生する一対のレーザ発振装置11、12と、こ
れらレーザ発振装置11、12の発振タイミングを個別
に制御して一対のパルス光を適当な時間差で発生させる
遅延制御部である発振制御装置13とを備える。ここ
で、第1レーザ発振装置11は、基板Wの加工に際して
最初に照射される主たるレーザ装置であり、第2レーザ
発振装置12は、基板Wの加工に際して次に照射される
従たるレーザ装置である。第1及び第2レーザ発振装置
11、12からの各レーザ光は、基板Wの加工に最適と
なるように時間差及びパワーが適宜調整されており、両
パルス光PLを光合成系70を介して重ね合わせること
により加工用の同期パルス光となる。The laser generator 10 controls the pair of laser oscillators 11 and 12 for generating pulse type laser light and the oscillation timings of the laser oscillators 11 and 12 individually to appropriately control the pair of pulsed lights. An oscillation control device 13, which is a delay control unit for generating a time difference, is provided. Here, the first laser oscillation device 11 is a main laser device which is first irradiated when the substrate W is processed, and the second laser oscillation device 12 is a secondary laser device which is next irradiated when the substrate W is processed. is there. The respective laser lights from the first and second laser oscillators 11 and 12 are appropriately adjusted in time difference and power so as to be optimal for processing the substrate W, and both pulse lights PL are overlapped via the photosynthesis system 70. By combining them, it becomes a synchronous pulse light for processing.
【0020】発振制御装置13は、コンピュータ、信号
整形回路等から構成されており、基準パルスを発生する
基準パルス発生回路51と、同期パルス光を構成する一
対のパルス光PLの発生間隔すなわち時間差を予め設定
するディレイ時間設定回路52と、ディレイ時間設定回
路52等からの信号出力に基づいて第1及び第2レーザ
発振装置11、12の動作タイミングを設定するととも
にこれに相当する指令信号を発生する演算回路53と、
演算回路53からの指令信号の出力を受けて第1及び第
2レーザ発振装置11、12を発振させるための第1及
び第2トリガ信号を発生するトリガパルス発生回路54
と、第1及び第2レーザ発振装置11、12のレーザ出
力をそれぞれ高速で光電変換する光検出装置である第1
及び第2フォトセンサ61、62と、第1及び第2のフ
ォトセンサ61、62からの出力を個別に増幅する一対
のアンプ63、63と、両アンプ63、63からの光検
出信号を受けて両光検出信号の時間差を検出するディレ
イ時間検出回路55とを備える。The oscillation control device 13 is composed of a computer, a signal shaping circuit, and the like, and generates a reference pulse generating circuit 51 for generating a reference pulse and a generation interval, that is, a time difference between a pair of pulsed lights PL forming a synchronous pulsed light. The operation timings of the first and second laser oscillators 11 and 12 are set based on signal outputs from the delay time setting circuit 52 and the delay time setting circuit 52 that are set in advance, and a command signal corresponding to this is generated. An arithmetic circuit 53,
A trigger pulse generation circuit 54 that receives the output of the command signal from the arithmetic circuit 53 and generates the first and second trigger signals for oscillating the first and second laser oscillators 11 and 12.
And a first photodetector that photoelectrically converts the laser outputs of the first and second laser oscillators 11 and 12 at high speed.
And a second photosensor 61, 62, a pair of amplifiers 63, 63 for individually amplifying the outputs from the first and second photosensors 61, 62, and a light detection signal from both amplifiers 63, 63. And a delay time detection circuit 55 for detecting a time difference between the two light detection signals.
【0021】ディレイ時間設定回路52は、第1及び第
2レーザ発振装置11、12からのレーザ光を重ね合わ
せた同期パルスの波形が基板Wの加工に最適となるよう
な時間差(以下、設定時間差t1)を設定する。このよ
うな設定時間差t1は、外部からキーボード等を介して
入力すること、或いは基板Wの種類に応じて予め記憶し
た設定値を読み出すことで設定できる。The delay time setting circuit 52 has a time difference (hereinafter referred to as a set time difference) such that the waveform of the synchronization pulse obtained by superposing the laser beams from the first and second laser oscillators 11 and 12 is optimum for processing the substrate W. t1) is set. Such a set time difference t1 can be set by externally inputting it via a keyboard or the like, or by reading a set value stored in advance according to the type of the substrate W.
【0022】演算回路53は、ディレイ時間設定回路5
2で設定された設定時間差t1に対応する指令信号S2を
発生する。また、ディレイ時間検出回路55のからの測
定時間差t3の出力に基づいて、設定時間差t1に修正を
加えた修正時間差t2を算出し、この設定時間差t2に対
応する指令信号S2’を発生する。The arithmetic circuit 53 is the delay time setting circuit 5
A command signal S2 corresponding to the set time difference t1 set in 2 is generated. Further, based on the output of the measurement time difference t3 from the delay time detection circuit 55, a correction time difference t2 obtained by correcting the set time difference t1 is calculated, and a command signal S2 'corresponding to this set time difference t2 is generated.
【0023】トリガパルス発生回路54は、演算回路5
3が出力する指令信号S2(S2’)を受けて適当な信号
処理を行い、基準パルス発生回路51からの基準パルス
をトリガとして、第1及び第2レーザ発振装置11、1
2を発振させるための第1及び第2トリガ信号Tr1、
Tr2を、それぞれ個別に時間差t1(t2)だけずらし
て発生する。The trigger pulse generating circuit 54 is composed of the arithmetic circuit 5
3 receives the command signal S2 (S2 ') output from the signal generator 3, performs appropriate signal processing, and uses the reference pulse from the reference pulse generation circuit 51 as a trigger to generate the first and second laser oscillators 11 and 1.
First and second trigger signals Tr1 for oscillating 2
Tr2 is generated by shifting each by a time difference t1 (t2).
【0024】なお、演算回路53からは、指令信号S2
(S2’)の代わりに、第1及び第2トリガ信号Tr1、
Tr2に相当する一対のパルスを発生させることもでき
る。この場合、トリガパルス発生回路54中に上記一対
のパルス(第1及び第2トリガ信号Tr1、Tr2に対
応)を分離して修正時間t2を得る修正時間検出回路を
組み込む。トリガパルス発生回路54は、この修正時間
検出回路の出力に基づいて第1及び第2トリガ信号Tr
1、Tr2を発生することになる。また、演算回路53か
らトリガパルス発生回路54への出力を2回線とし、第
1及び第2トリガ信号Tr1、Tr2に相当する一対のパ
ルスを個別にトリガパルス発生回路54への出力するこ
ともできる。上記一対のパルスの出力の時間差が修正時
間t2となるように設定されていれば、トリガパルス発
生回路54からは、修正時間t2に相当する時間差で第
1及び第2トリガ信号Tr1、Tr2が出力されることに
なる。The command signal S2 is output from the arithmetic circuit 53.
Instead of (S2 '), the first and second trigger signals Tr1,
It is also possible to generate a pair of pulses corresponding to Tr2. In this case, the trigger pulse generation circuit 54 incorporates a correction time detection circuit for separating the pair of pulses (corresponding to the first and second trigger signals Tr1 and Tr2) to obtain the correction time t2. The trigger pulse generation circuit 54, based on the output of the correction time detection circuit, outputs the first and second trigger signals Tr.
1, Tr2 will be generated. Further, the output from the arithmetic circuit 53 to the trigger pulse generating circuit 54 may be two lines, and a pair of pulses corresponding to the first and second trigger signals Tr1 and Tr2 may be individually output to the trigger pulse generating circuit 54. . If the time difference between the outputs of the pair of pulses is set to be the correction time t2, the trigger pulse generating circuit 54 outputs the first and second trigger signals Tr1 and Tr2 with a time difference corresponding to the correction time t2. Will be done.
【0025】ディレイ時間検出回路55は、両アンプ6
3、63からの一対の光検出信号を所定の閾値で切り出
すとともに、その立ち上がりのタイミングの差から第1
及び第2レーザ発振装置11、12が出力する一対のレ
ーザ光間のディレイ時間t3を検出する。The delay time detection circuit 55 includes both amplifiers 6
A pair of photodetection signals from 3 and 63 are cut out with a predetermined threshold, and the first timing is detected from the difference in the rising timing.
Also, the delay time t3 between the pair of laser beams output from the second laser oscillators 11 and 12 is detected.
【0026】レーザ照射処理部20には、レーザ発生部
10から出射し、ミラー71、72、ハーフミラー73
等からなる光合成系70を経て合成された同期パルス光
が入射する。このレーザ照射処理部20は、同期パルス
光を所望の断面形状及びエネルギー密度分布のビームと
して基板W上に投影する投影光学系21と、基板Wを支
持して走査に際して基板Wとともに移動するステージ2
2と、ステージ22の動作を制御するステージ駆動系2
3とを備える。The laser irradiation processing section 20 emits the laser beam from the laser generation section 10, and mirrors 71, 72 and a half mirror 73.
Synchronous pulse light synthesized through the photosynthesis system 70 including the above is incident. The laser irradiation processing unit 20 projects a synchronization pulsed light as a beam having a desired cross-sectional shape and energy density distribution onto a substrate W, and a stage 2 that supports the substrate W and moves with the substrate W during scanning.
2 and a stage drive system 2 for controlling the operation of the stage 22
3 and 3.
【0027】なお、投影光学系21が基板W上に投影す
る同期パルス光は、基板Wの一方の軸に延びるライン状
のビームである。そして、ステージ22は、このライン
状ビームの長手方向に直交する方向に基板Wを一定速度
で移動させることがきる。これにより、同期パルス光を
基板Wの全面に亘って走査させることができ、基板Wの
表面全体を一様にレーザアニールすることができる。The synchronizing pulse light projected on the substrate W by the projection optical system 21 is a linear beam extending on one axis of the substrate W. Then, the stage 22 can move the substrate W at a constant speed in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the linear beam. Thereby, the synchronous pulsed light can be scanned over the entire surface of the substrate W, and the entire surface of the substrate W can be uniformly laser-annealed.
【0028】以下、図1のレーザ加工装置の動作につい
て説明する。主制御装置30は、発振制御装置13を制
御して、第1及び第2レーザ発振装置11、12から設
定時間差t1だけずれた一対のパルス光PLを発生させ
る。両パルス光PLは、光合成系70を介して重ね合わ
され、所定の波形を有する加工用の同期パルス光として
基板W上に照射される。同期パルス光は、基準パルス発
生回路51からの基準パルスをトリガとして発生するの
で、基準パルスの周期に対応する周期で同期パルス光の
基板W上への照射が繰り返される。The operation of the laser processing apparatus shown in FIG. 1 will be described below. The main controller 30 controls the oscillation controller 13 to generate a pair of pulsed lights PL which are deviated from the first and second laser oscillators 11 and 12 by a set time difference t1. The two pulsed lights PL are superimposed on each other via the photosynthesis system 70, and are irradiated onto the substrate W as processing synchronous pulsed lights having a predetermined waveform. Since the synchronizing pulse light is generated by using the reference pulse from the reference pulse generating circuit 51 as a trigger, the irradiation of the synchronizing pulse light onto the substrate W is repeated at a cycle corresponding to the cycle of the reference pulse.
【0029】この際、ディレイ時間検出回路55が出力
するディレイ時間t3をモニタすることで、実際のディ
レイ時間t3が設定時間差t1からどの程度ずれているか
が分かり、このずれ量Δtを減算した修正時間差t2=
t1−Δt(=2×t1−t3)を新たな目標値とする。
これにより、第1及び第2レーザ発振装置11、12か
らほぼ設定時間差t1だけずれた一対のパルス光PLを
発生させることができる。つまり、第1及び第2レーザ
発振装置11、12の応答特性、経時変化等の要因によ
り、ディレイ時間検出回路55が出力するディレイ時間
t3’が所定の上限値又は下限値を超える場合、新たな
ずれ量Δt’を減算した修正時間差t2’=t1−Δt’
を新たな目標値とする。以上を繰り返すことにより、同
期パルス光を構成する一対のパルス光PLの時間間隔を
常に一定に保つことができる。つまり、両レーザ発振装
置11、12の特性が異なり、経時的な変化や動作条件
の変更等によってトリガから発光までの応答時間にバラ
ツキが生じる場合であっても、安定した波形の同期パル
ス光を基板W上に照射することができる。At this time, by monitoring the delay time t3 output from the delay time detection circuit 55, it is possible to know how much the actual delay time t3 deviates from the set time difference t1, and the correction time difference obtained by subtracting this deviation amount Δt. t2 =
Let t1−Δt (= 2 × t1−t3) be the new target value.
This makes it possible to generate a pair of pulsed lights PL that are shifted from the first and second laser oscillators 11 and 12 by a set time difference t1. That is, when the delay time t3 ′ output from the delay time detection circuit 55 exceeds the predetermined upper limit value or the lower limit value due to factors such as the response characteristics of the first and second laser oscillators 11 and 12, changes over time, and the like, a new Correction time difference t2 ′ = t1−Δt ′ obtained by subtracting the deviation amount Δt ′
Is a new target value. By repeating the above, the time interval between the pair of pulsed lights PL forming the synchronous pulsed light can be always kept constant. That is, even if the characteristics of the two laser oscillators 11 and 12 are different and the response time from the trigger to the light emission varies due to changes over time or changes in operating conditions, the synchronous pulsed light with a stable waveform is generated. The substrate W can be irradiated.
【0030】図2は、図1のレーザ加工装置における信
号処理等について説明する図である。図2(a)は、基
準パルスの発生状態を示すチャートであり、図2(b)
は、時間差t1(t2)を送信する指令信号S2(S2’)
を示すチャートであり、図2(c)は、第1及び第2ト
リガ信号Tr1、Tr2のパルスを示すチャートであり、
図2(d)は、第1及び第2レーザ発振装置11、12
から出射される一対のパルス光PLの強度を示す。な
お、図2(d)において、記号Aは主たる第1トリガ信
号Tr1からのパルス光PLを示し、記号Bは従たる第
2トリガ信号Tr2からのパルス光PLを示す。FIG. 2 is a diagram for explaining signal processing and the like in the laser processing apparatus of FIG. FIG. 2A is a chart showing the generation state of the reference pulse, and FIG.
Is a command signal S2 (S2 ') for transmitting a time difference t1 (t2)
2C is a chart showing pulses of the first and second trigger signals Tr1 and Tr2,
FIG. 2D shows the first and second laser oscillators 11 and 12.
2 shows the intensities of the pair of pulsed lights PL emitted from the. In FIG. 2D, the symbol A shows the pulsed light PL from the main first trigger signal Tr1 and the symbol B shows the pulsed light PL from the subordinate second trigger signal Tr2.
【0031】以上の第1実施形態において、第1及び第
2レーザ発振装置11、12は、ほぼ同一の構造を有す
るレーザ装置であってもよく、異なる波長、波形、パワ
ー等を出力する異なるタイプのレーザ装置とすることも
できる。この際、結合すべきレーザ装置の台数は2台に
限られるものではなく、3台以上のレーザ装置のパルス
光発生タイミングを調整することにより、3つ以上のパ
ルス光からなる同期パルス光を形成することができる。In the first embodiment described above, the first and second laser oscillators 11 and 12 may be laser devices having substantially the same structure, and different types that output different wavelengths, waveforms, powers, and the like. Laser device. At this time, the number of laser devices to be combined is not limited to two, and a synchronized pulsed light composed of three or more pulsed lights is formed by adjusting the pulsed light generation timing of three or more laser devices. can do.
【0032】また、ディレイ時間設定回路52で設定さ
れる設定時間差t1は、両発振装置11、12が出力す
るパルス光PLの時間幅以上に設定する必要はなく、両
発振装置11、12が出力する一対のパルス光PLが時
間的に重なり合う同期パルス光とすることができる。Further, the set time difference t1 set by the delay time setting circuit 52 does not need to be set to be longer than the time width of the pulsed light PL output by both oscillators 11 and 12, and both oscillators 11 and 12 output. The pair of pulsed lights PL can be synchronized pulsed lights that temporally overlap each other.
【0033】また、第1及び第2レーザ発振装置11、
12のレーザ出力を個別に検出する第1及び第2フォト
センサ61、62の代わりに、光合成系70を経た同期
パルス光自体を単一のフォトセンサで光電変換すること
により、同期パルス光を構成する各パルス光PLの発生
時間ずれを検出することもできる。The first and second laser oscillators 11,
Instead of the first and second photosensors 61 and 62 that individually detect 12 laser outputs, the sync pulse light itself is photoelectrically converted by a single photosensor to form the sync pulse light. It is also possible to detect the generation time shift of each pulsed light PL that is generated.
【0034】また、ディレイ時間検出回路55及び演算
回路53によって行われるフィードバック制御として
は、PIDと称される古典制御理論を利用した様々な制
御が可能であることは言うまでもなく、要求される精度
等に応じて現代制御理論を駆使した制御とすることもで
きる。As the feedback control performed by the delay time detecting circuit 55 and the arithmetic circuit 53, needless to say, various controls utilizing the classical control theory called PID can be performed, of course, required accuracy, etc. It is also possible to make control that makes full use of modern control theory.
【0035】また、投影光学系21は、同期パルス光を
基板Wの一方の軸に延びるライン状のビームとするが、
本発明はこれに限られるものではなく、同期パルス光を
スポット状のビームとして基板W上に投影したり、基板
W全面をほぼカバーするエリア状のビームとして基板W
上に投影するものとできる。Further, the projection optical system 21 makes the synchronous pulsed light a linear beam extending on one axis of the substrate W,
The present invention is not limited to this, and the synchronous pulsed light is projected as a spot-shaped beam onto the substrate W, or the substrate W is formed as an area-shaped beam that substantially covers the entire surface of the substrate W.
It can be projected on.
【0036】〔第2実施形態〕以下、第2実施形態のレ
ーザ加工装置について説明する。このレーザ加工装置
は、第1実施形態の装置の変形例であり、主にレーザ発
生部の構造が第1実施形態の場合と異なっている。[Second Embodiment] The laser processing apparatus of the second embodiment will be described below. This laser processing apparatus is a modified example of the apparatus of the first embodiment, and the structure of the laser generator is mainly different from that of the first embodiment.
【0037】図3は、レーザ発生部110の構造を説明
するブロック図である。このレーザ発生部110は、パ
ルス光PLを発生する一対のレーザ発振装置である第1
及び第2パルスレーザ発振器111、112と、これら
パルスレーザ発振器111、112の発振タイミングを
個別に制御して一対のパルス光PLを適当な時間差で発
生させる遅延制御部である発振制御装置113とを備え
る。FIG. 3 is a block diagram for explaining the structure of the laser generator 110. The laser generator 110 is a pair of laser oscillators that generate pulsed light PL.
And the second pulse laser oscillators 111 and 112, and the oscillation control device 113 that is a delay control unit that individually controls the oscillation timings of the pulse laser oscillators 111 and 112 to generate a pair of pulsed lights PL with an appropriate time difference. Prepare
【0038】発振制御装置113は、基準パルスを発生
するとともに同期パルス光となる一対のパルス光PLの
発生間隔すなわち時間差を設定するコントローラ81
と、コントローラ81の出力を受けて第1パルスレーザ
発振器111を発振させるための第1トリガ信号Tr1
を発生するトリガパルス発生回路である波形発生器82
と、第1トリガ信号Tr1を所定時間だけ遅延させた第
2トリガ信号Tr2を発生させるトリガ遅延回路83
と、第1及び第2パルスレーザ発振器111、112の
レーザ出力をそれぞれ光電変換して光検出信号として出
力するフォトディテクタ161、162と、フォトディ
テクタ161、162からの光検出信号を受けて両光検
出信号の時間差を検出するパルス間隔測定器155とを
備える。The oscillation control device 113 generates a reference pulse and sets a generation interval, that is, a time difference between the pair of pulsed lights PL which become the synchronous pulsed lights.
And a first trigger signal Tr1 for oscillating the first pulse laser oscillator 111 in response to the output of the controller 81.
Waveform generator 82, which is a trigger pulse generation circuit for generating
And a trigger delay circuit 83 for generating a second trigger signal Tr2 by delaying the first trigger signal Tr1 by a predetermined time.
And photodetectors 161, 162 for photoelectrically converting the laser outputs of the first and second pulse laser oscillators 111, 112 to output as photodetection signals, and photodetection signals for receiving photodetection signals from the photodetectors 161, 162. And a pulse interval measuring device 155 for detecting the time difference of
【0039】第1及び第2パルスレーザ発振器111、
112には、例えばXeClエキシマレーザが用いら
れ、この場合、パルス幅は10〜50nsec程度であ
る。First and second pulse laser oscillators 111,
For example, a XeCl excimer laser is used for 112, and in this case, the pulse width is about 10 to 50 nsec.
【0040】第1及び第2パルスレーザ発振器111、
112の発振ディレイ、すなわちレーザへのトリガ入力
から発振(パルス発光)までの遅延時間やそのジッタ
は、これらの発振パラメータにより変動する。本実施形
態では、発振ディレイ変動の範囲を、第1パルスレーザ
発振器111で例えば200nsec程度とし、第2パ
ルスレーザ発振器112で例えば50nsec程度とし
ている。また、第1及び第2パルスレーザ発振器11
1、112は、発振中もHV値を自動で変更し、パルス
エネルギーを安定化させる機能を有している。First and second pulse laser oscillators 111,
The oscillation delay of 112, that is, the delay time from the trigger input to the laser to the oscillation (pulse emission) and the jitter thereof vary depending on these oscillation parameters. In the present embodiment, the oscillation delay variation range is set to about 200 nsec for the first pulse laser oscillator 111 and about 50 nsec for the second pulse laser oscillator 112, for example. In addition, the first and second pulse laser oscillators 11
Nos. 1 and 112 have the function of automatically changing the HV value during oscillation and stabilizing the pulse energy.
【0041】コントローラ81は、コンピュータ等で構
成することができ、第1及び第2パルスレーザ発振器1
11、112と、波形発生器82と、トリガ遅延回路8
3と、パルス間隔測定器155と接続・通信する機能を
有する。また、このコントローラ81は、より上位のコ
ントローラ(図1の主制御装置30に相当)と通信を行
う機能を有する。コントローラ81内には、記憶手段と
して機能する記憶媒体を設けてあり、この記憶媒体に
は、各パルスレーザ発振器111、112の動作条件を
規定する発振パラメータ、すなわち各HV電圧、各発振
周波数に対応した発振ディレイ値がテーブルの形で保管
されている。この発振ディレイ値は、各パルスレーザ発
振器111、112に入力されるトリガ信号の立ち上が
りタイミングと、各パルスレーザ発振器111、112
から出力されるパルス光の立ち上がりタイミングとの時
間差を実際に計測し統計的にまとめたものに相当する。The controller 81 can be constituted by a computer or the like, and includes the first and second pulse laser oscillators 1
11, 112, the waveform generator 82, and the trigger delay circuit 8
3 and the function of connecting and communicating with the pulse interval measuring device 155. The controller 81 also has a function of communicating with a higher-order controller (corresponding to the main controller 30 in FIG. 1). A storage medium that functions as a storage unit is provided in the controller 81. The storage medium corresponds to oscillation parameters that define the operating conditions of the pulse laser oscillators 111 and 112, that is, each HV voltage and each oscillation frequency. The oscillation delay values are stored in the form of a table. This oscillation delay value is based on the rising timing of the trigger signal input to each pulse laser oscillator 111, 112 and each pulse laser oscillator 111, 112.
This is equivalent to a statistically summarized time difference from the rising timing of the pulsed light output from the device.
【0042】波形発生器82は、第1パルスレーザ発振
器111への第1トリガ信号Tr1を生成する。なお、
トリガ信号Tr1は、第1レーザ発振器111において
外部装置との間のインターフェースとして設けたトリガ
回路(不図示)に入力される。このトリガ回路は、トリ
ガ遅延回路83への信号Tr1’を出力する。The waveform generator 82 generates the first trigger signal Tr1 to the first pulse laser oscillator 111. In addition,
The trigger signal Tr1 is input to a trigger circuit (not shown) provided as an interface with an external device in the first laser oscillator 111. This trigger circuit outputs a signal Tr1 ′ to the trigger delay circuit 83.
【0043】トリガ遅延回路83は、高速なディジタル
カウンタ回路とアンプ等からなっており、入力信号をあ
る設定した時間だけ遅延させた遅延信号を出力するもの
である。この遅延時間は、数psec単位で、0〜1s
ecの範囲内で設定することができ、コントローラ81
からの指示に基づいて適宜変更可能となっている。つま
り、トリガ遅延回路83は、第1パルスレーザ発振器1
11のトリガ回路から出力されるトリガ信号Tr1’を
受けて第2パルスレーザ発振器111へのトリガ信号T
r2を生成する。The trigger delay circuit 83 is composed of a high-speed digital counter circuit, an amplifier and the like, and outputs a delayed signal obtained by delaying the input signal by a certain set time. This delay time is 0 to 1 s in units of several psec.
The controller 81 can be set within the range of ec
It can be changed as appropriate based on the instructions from. That is, the trigger delay circuit 83 includes the first pulse laser oscillator 1
In response to the trigger signal Tr1 ′ output from the trigger circuit 11 of FIG. 11, the trigger signal T to the second pulse laser oscillator 111 is received.
Generate r2.
【0044】フォトディテクタ161、162は、それ
ぞれ第1及び第2パルスレーザ発振器111、112か
ら出射したパルス光PLの経路上に光路折り曲げ用に配
置されたミラーの裏面に対向して取り付けられており、
ミラー裏面からの漏れ光が入射するとその光強度に応じ
た電圧値若しくは電流値を出力する。各フォトディテク
タ161、162は、高速な応答が可能なフォトダイオ
ードから構成されており、その立ち上がり速度は、1n
sec以内である。これらのフォトディテクタ161、
162からの光検出信号は、第1及び第2パルスレーザ
発振器111、112のレーザ発光のタイミングを測定
するため、パルス間隔測定器155に接続されている。The photodetectors 161 and 162 are attached so as to face the back surfaces of the mirrors arranged for bending the optical path on the paths of the pulsed light PL emitted from the first and second pulse laser oscillators 111 and 112, respectively.
When the leaked light from the rear surface of the mirror is incident, it outputs a voltage value or a current value according to the light intensity. Each of the photodetectors 161 and 162 is composed of a photodiode capable of high-speed response, and its rising speed is 1n.
Within sec. These photo detectors 161,
The light detection signal from 162 is connected to the pulse interval measuring device 155 in order to measure the laser emission timing of the first and second pulse laser oscillators 111 and 112.
【0045】パルス間隔測定器155は、各フォトディ
テクタ161、162が出力するパルス状の光検出信号
を実時間で受けて、それらのパルス状の光検出信号間の
時間間隔を計測し、その結果をコントローラ81へ出力
する。両パルス信号の時間差は、以下に詳細に説明する
が、第1及び第2パルスレーザ発振器111、112の
発光タイミングを調整するために利用される。The pulse interval measuring device 155 receives the pulsed photodetection signals output from the photodetectors 161 and 162 in real time, measures the time interval between these pulsed photodetection signals, and outputs the result. Output to the controller 81. The time difference between the two pulse signals, which will be described in detail below, is used to adjust the light emission timings of the first and second pulse laser oscillators 111 and 112.
【0046】以下、図3の装置の動作について説明す
る。加工を開始する際に、まず加工に必要な同期パルス
光を構成する一対のパルス光PLのパルス時間間隔Td
と、第1及び第2パルスレーザ発振器111、112の
HV値及び発振周波数fとが決定される(ステップS
1)。The operation of the apparatus shown in FIG. 3 will be described below. When the processing is started, first, the pulse time interval Td of the pair of pulsed lights PL forming the synchronous pulsed light necessary for the processing
And the HV value and oscillation frequency f of the first and second pulse laser oscillators 111 and 112 are determined (step S
1).
【0047】次に、コントローラ81は、設定されたH
V値、発振周波数fに対応した発振ディレイ値を各第2
パルスレーザ発振器111、112毎にテーブルから読
み出す(ステップS2)。以下では、第1パルスレーザ
発振器111側の発振ディレイ値は第1レーザ発振ディ
レイ値Td1と呼び、第2パルスレーザ発振器112側
の発振ディレイ値は第2レーザ発振ディレイ値Td2と
呼ぶものとする。Next, the controller 81 sets the set H
The oscillation delay value corresponding to the V value and the oscillation frequency f is set to the second
The pulse laser oscillators 111 and 112 are read from the table (step S2). Hereinafter, the oscillation delay value on the first pulse laser oscillator 111 side will be referred to as a first laser oscillation delay value Td1, and the oscillation delay value on the second pulse laser oscillator 112 side will be referred to as a second laser oscillation delay value Td2.
【0048】次に、コントローラ81は、目的とするパ
ルス時間間隔Tdと、第1及び第2レーザ発振ディレイ
値Td1、Td2とに基づいてトリガ遅延回路83に設定
すべき遅延時間Tsを算出する(ステップS3)。この
遅延時間Tsは、次式のように計算される。
Ts=Td1+Td−Td2−Tc
ここで、第4項Tcは、トリガ遅延回路83内部での遅
延を考慮して予めその遅延分だけを引き算したものであ
る。Next, the controller 81 calculates the delay time Ts to be set in the trigger delay circuit 83 based on the target pulse time interval Td and the first and second laser oscillation delay values Td1 and Td2 ( Step S3). This delay time Ts is calculated by the following equation. Ts = Td1 + Td-Td2-Tc Here, the fourth term Tc is a value obtained by subtracting only the delay amount in advance in consideration of the delay inside the trigger delay circuit 83.
【0049】トリガ遅延回路83に遅延時間以下Tsを
設定した後、コントローラ81は、第1及び第2パルス
レーザ発振器111、112に発振を開始させる(ステ
ップS4)。第1及び第2パルスレーザ発振装置11
1、112が理想的に動作しているとするならば、両パ
ルスレーザ発振装置11、12からはパルス時間間隔T
dだけ正確にずれた一対のパルス光PLが発生している
はずである。なお、両パルス光PLは、図1に示す光合
成系70を介して重ね合わされ、所定の波形を有する加
工用の同期パルス光として基板W上に照射される。After setting Ts equal to or less than the delay time in the trigger delay circuit 83, the controller 81 causes the first and second pulse laser oscillators 111 and 112 to start oscillation (step S4). First and second pulsed laser oscillator 11
Assuming that 1 and 112 are operating ideally, the pulse time interval T from both pulse laser oscillators 11 and 12 is
A pair of pulsed lights PL accurately displaced by d should be generated. The two pulsed lights PL are superimposed on each other via the photosynthesis system 70 shown in FIG. 1 and are irradiated onto the substrate W as processing synchronous pulsed lights having a predetermined waveform.
【0050】各パルスレーザ発振装置111、112か
らの一対のパルス光PLは、一対のフォトディテクタ1
61、162で観測され、光検出信号は、実時間でパル
ス間隔測定器155に入力され、パルス間隔測定器15
5は、それらのパルス光PLの時間間隔Tmを一対の光
検出信号に基づいて測定する(ステップS5)。A pair of pulsed light PL from each of the pulsed laser oscillators 111 and 112 is a pair of photodetectors 1.
The light detection signals observed at 61 and 162 are input to the pulse interval measuring device 155 in real time,
5 measures the time interval Tm of the pulsed lights PL based on the pair of photodetection signals (step S5).
【0051】コントローラ81は、パルス間隔測定器1
55で測定した時間間隔Tmを一定のパルス数の間隔で
受信し、所望のパルス数に達するとそれまで採取した時
間間隔Tmを平均処理した平均遅延時間Tmaを算出す
る(ステップS6)。さらに、コントローラ81は、こ
の平均遅延時間Tmaと目的とするパルス時間間隔Td
との差と、第1及び第2レーザ発振ディレイ値Td1、
Td2とに基づいてトリガ遅延回路83に設定すべき遅
延時間Ts’を算出し、この遅延時間Ts’をトリガ遅
延回路83に設定する(ステップS7)。The controller 81 uses the pulse interval measuring device 1
The time interval Tm measured at 55 is received at a constant pulse number interval, and when the desired pulse number is reached, the average delay time Tma is calculated by averaging the time intervals Tm sampled until then (step S6). Further, the controller 81 uses the average delay time Tma and the target pulse time interval Td.
And the first and second laser oscillation delay values Td1,
The delay time Ts 'to be set in the trigger delay circuit 83 is calculated based on Td2, and this delay time Ts' is set in the trigger delay circuit 83 (step S7).
【0052】以下、以上で説明したステップS4〜S7の
動作が基板の加工終了まで繰り返される。Hereinafter, the operations of steps S4 to S7 described above are repeated until the processing of the substrate is completed.
【0053】図4は、図3の装置の動作タイミングを説
明するタイミングチャートである。図4(a)は、波形
発生器82から出力されるトリガ信号Tr1を示し、図
4(b)は、第1パルスレーザ発振器111から射出さ
れるパルス光PLを示し、図4(c)は、トリガ遅延回
路83から出力されるトリガ信号Tr2を示し、図4
(d)は、第2パルスレーザ発振装置112から射出さ
れるパルス光PLを示す。図からも明らかなように、ト
リガ遅延回路83に遅延時間Tsを設定すれば、理論上
は、所期のパルス時間間隔Td(=Td2−Td1+Ts
+Tc)となることが分かる。FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation timing of the device of FIG. 4A shows the trigger signal Tr1 output from the waveform generator 82, FIG. 4B shows the pulsed light PL emitted from the first pulse laser oscillator 111, and FIG. 4 shows the trigger signal Tr2 output from the trigger delay circuit 83, and FIG.
(D) shows pulsed light PL emitted from the second pulsed laser oscillator 112. As apparent from the figure, if the delay time Ts is set in the trigger delay circuit 83, theoretically, the desired pulse time interval Td (= Td2-Td1 + Ts) is obtained.
It can be seen that + Tc).
【0054】以上実施形態に即してこの発明を説明した
が、この発明は上記実施形態に限定されるものではな
い。例えば、上記第2実施形態では、エキシマレーザを
用いて基板をアニーリングすることとしたが、エキシマ
レーザ以外のレーザ光を用いてポリシリコン等のアニー
リングを行うこともできる。また、加工の目的も、液晶
基板用のポリシリコン生成のためのアニーリングへの適
用に限らず、各種半導体材料等の構成剤料のアニーリン
グに適用できる。Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, although the substrate is annealed by using the excimer laser in the second embodiment, polysilicon or the like can be annealed by using a laser beam other than the excimer laser. Further, the purpose of processing is not limited to the application to annealing for producing polysilicon for liquid crystal substrates, but can be applied to the annealing of constituent materials such as various semiconductor materials.
【0055】また、上記実施形態のレーザ装置11、1
2、111、112をYAGレーザ、C02レーザ等に
適宜変更すれば、材料のアニールのみならず切断・溶着
等を可能にするパルスレーザ加工装置とすることができ
る。In addition, the laser devices 11 and 1 of the above embodiment
By appropriately changing 2 , 111, 112 to a YAG laser, a C02 laser, or the like, a pulse laser processing apparatus that enables not only annealing of material but also cutting / welding can be realized.
【0056】[0056]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る第1のレーザ加工装置によれば、遅延制御部が前
記第1レーザ発振装置から出力されるトリガ信号を受け
て、第2トリガ信号を生成するので、トリガ信号発生回
路を個別に設ける場合に比較してジッタの発生を低減で
き、第1レーザ発振装置と第2レーザ発振装置との発光
タイミングの調整がより正確になる。As is apparent from the above description, according to the first laser processing apparatus of the present invention, the delay control section receives the trigger signal output from the first laser oscillation apparatus.
Since the second trigger signal is generated, it is possible to reduce the occurrence of jitter as compared with the case where the trigger signal generating circuit is individually provided, and it is possible to further adjust the light emission timings of the first laser oscillator and the second laser oscillator. Be accurate.
【0057】また、第2のレーザ加工装置によれば、遅
延制御部が前記第1及び第2トリガ信号の入力から前記
レーザ光の発生までのそれぞれの時間差を、前記第1及
び第2レーザ発振装置の動作条件に対応させたテーブル
として記憶するので、前記第1及び第2レーザ発振装置
の動作条件が変更され或いは変動しても、その際の発振
ディレイやジッタを考慮して第1レーザ発振装置と第2
レーザ発振装置との発光タイミングを調整できるので、
前記第1及び第2レーザ発振装置の動作条件に応じた精
密な遅延時間の設定が可能になり、発光タイミングの調
整が精密で安定したものとなる。Further, according to the second laser processing apparatus, the delay control section determines the respective time differences from the input of the first and second trigger signals to the generation of the laser light by the first and second laser oscillations. Since it is stored as a table corresponding to the operating conditions of the device, even if the operating conditions of the first and second laser oscillating devices are changed or fluctuated, the first laser oscillation is taken into consideration in consideration of oscillation delay and jitter at that time. Device and second
Since the emission timing with the laser oscillator can be adjusted,
The delay time can be set accurately according to the operating conditions of the first and second laser oscillators, and the light emission timing can be adjusted precisely and stably.
【0058】また、第3のレーザ加工装置によれば、遅
延制御部が前記光検出装置の検出出力に基づいて前記第
2レーザ発振装置が発生する前記レーザ光の発生タイミ
ングを調整するので、第1レーザ発振装置から発生する
現実のレーザ光に基づいて第2レーザ発振装置から発生
するレーザ光の発生タイミングが調整できるので、発光
タイミングの調整が精密で安定したものとなる。Further, according to the third laser processing apparatus, the delay control section adjusts the generation timing of the laser light generated by the second laser oscillation apparatus based on the detection output of the photodetection apparatus. Since the generation timing of the laser light generated from the second laser oscillation device can be adjusted based on the actual laser light generated from the one laser oscillation device, the light emission timing can be adjusted precisely and stably.
【0059】また、本発明に係るレーザ加工方法によれ
ば、前記第1及び第2トリガ信号の入力から前記レーザ
光の発生までのそれぞれの時間差を前記第1及び第2レ
ーザ発振装置の動作条件に対応させて記憶したテーブル
に基づいて、前記第1及び第2トリガ信号の入力タイミ
ングを制御するので、前記第1及び第2レーザ発振装置
の動作条件が変更され或いは変動しても、その際の発振
ディレイやジッタを考慮して第1レーザ発振装置と第2
レーザ発振装置との発光タイミングを調整でき、前記第
1及び第2レーザ発振装置の動作条件に応じた精密な遅
延時間の設定が可能になり、発発光タイミングの調整が
精密で安定したものとなる。Further, according to the laser processing method of the present invention, the respective time differences from the input of the first and second trigger signals to the generation of the laser light are determined by the operating conditions of the first and second laser oscillators. Since the input timings of the first and second trigger signals are controlled based on the table stored in association with the above, even if the operating conditions of the first and second laser oscillation devices are changed or fluctuated, The first laser oscillator and the second laser oscillator in consideration of the oscillation delay and jitter of
The light emission timing with the laser oscillator can be adjusted, and the precise delay time can be set according to the operating conditions of the first and second laser oscillators, and the emission and emission timing can be adjusted precisely and stably. .
【図1】第1実施形態のレーザ加工装置の構造を説明す
る図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a structure of a laser processing apparatus according to a first embodiment.
【図2】図1のレーザ加工装置の動作を説明する図であ
る。FIG. 2 is a diagram illustrating an operation of the laser processing apparatus of FIG.
【図3】第2実施形態のレーザ加工装置の要部の構造を
説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of a main part of a laser processing apparatus according to a second embodiment.
【図4】図3のレーザ加工装置の動作を説明する図であ
る。FIG. 4 is a diagram illustrating an operation of the laser processing apparatus of FIG.
10 レーザ発生部 11 第1レーザ発振装置 12 第2レーザ発振装置 13 発振制御装置 20 レーザ照射処理部 21 投影光学系 22 ステージ 23 ステージ駆動系 30 主制御装置 51 基準パルス発生回路 52 ディレイ時間設定回路 53 演算回路 54 トリガパルス発生回路 55 ディレイ時間検出回路 61,62 フォトセンサ 70 光合成系 81 コントローラ 82 波形発生器 83 トリガ遅延回路 110 レーザ発生部 111 第1レーザ発振器 112 第2レーザ発振器 113 発振制御装置 155 パルス間隔測定器 161,162 フォトディテクタ W 基板 10 Laser generator 11 First Laser Oscillator 12 Second laser oscillator 13 Oscillation control device 20 Laser irradiation processing unit 21 Projection optical system 22 stages 23 Stage drive system 30 Main controller 51 Reference pulse generator 52 Delay time setting circuit 53 arithmetic circuit 54 Trigger pulse generation circuit 55 Delay time detection circuit 61,62 Photo sensor 70 Photosynthesis system 81 controller 82 Waveform generator 83 Trigger delay circuit 110 Laser generator 111 First laser oscillator 112 Second laser oscillator 113 Oscillation control device 155 pulse interval measuring instrument 161,162 Photo detector W board
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 26/00 - 26/42 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B23K 26/00-26/42
Claims (4)
のレーザ光を発生する第1レーザ発振装置と、 第2トリガ信号の入力に応じてパルス状のレーザ光を発
生する第2レーザ発振装置と、 前記第1トリガ信号に基づいて前記第2トリガ信号を発
生させる遅延制御部とを備えるレーザ加工装置におい
て、 前記遅延制御部は、前記第1レーザ発振装置から出力さ
れるトリガ信号を受けて、前記第2トリガ信号を生成す
るものであることを特徴とするレーザ加工装置。 1. A first laser oscillator that generates pulsed laser light in response to input of a first trigger signal, and a second laser oscillator that generates pulsed laser light in response to input of a second trigger signal. A laser processing apparatus comprising: an apparatus; and a delay control unit that generates the second trigger signal based on the first trigger signal.
The delay control unit outputs the output from the first laser oscillator.
The second trigger signal is received.
A laser processing apparatus characterized by being a thing.
のレーザ光を発生する第1レーザ発振装置と、 第2トリガ信号の入力に応じてパルス状のレーザ光を発
生する第2レーザ発振装置と、 前記第1及び第2トリガ信号の入力から前記レーザ光の
発生までのそれぞれの時間差を、前記第1及び第2レー
ザ発振装置の動作条件に対応させたテーブルとして記憶
する記憶手段を有する遅延制御部とを備えることを特徴
とするレーザ加工装置。2. A first laser oscillating device for generating pulsed laser light in response to input of a first trigger signal, and a second laser oscillating device for generating pulsed laser light in response to input of a second trigger signal. And a storage unit that stores a time difference between the input of the first and second trigger signals and the generation of the laser light as a table corresponding to the operating conditions of the first and second laser oscillators. A laser processing apparatus comprising: a delay control unit.
ザ発振装置と、 パルス状のレーザ光を発生する第2レーザ発振装置と、 前記第1レーザ発振装置が発生する前記レーザ光を検出
する光検出装置と、 前記光検出装置の検出出力に基づいて前記第2レーザ発
振装置が発生する前記レーザ光の発生タイミングを調整
する遅延制御部とを備えるレーザ加工装置。3. A first laser oscillating device for generating a pulsed laser beam, a second laser oscillating device for generating a pulsed laser beam, and the laser beam generated by the first laser oscillating device. A laser processing apparatus comprising: a photodetector; and a delay controller that adjusts the generation timing of the laser light generated by the second laser oscillator based on the detection output of the photodetector.
入力してパルス状のレーザ光を発生させ、第2レーザ発
振装置に第2トリガ信号を入力してパルス状のレーザ光
を発生させるレーザ加工方法であって、 前記第1及び第2トリガ信号の入力から前記レーザ光の
発生までのそれぞれの時間差を前記第1及び第2レーザ
発振装置の動作条件に対応させて記憶したテーブルに基
づいて、前記第1及び第2トリガ信号の入力タイミング
を制御することを特徴とするレーザ加工方法。4. A first trigger signal is input to the first laser oscillator to generate pulsed laser light, and a second trigger signal is input to the second laser oscillator to generate pulsed laser light. A laser processing method, which is based on a table in which respective time differences from the input of the first and second trigger signals to the generation of the laser light are stored in association with the operating conditions of the first and second laser oscillators. And controlling the input timing of the first and second trigger signals.
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