JP5286482B2 - Semiconductor manufacturing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ光の照射によって被対象物の各処理や改質を行うことにより、液晶や有機EL等のフラットディスプレイの製造を行う半導体製造装置に係り、特に絶縁基板上に形成したアモルファスシリコン(非結晶質)やポリシリコン(多結晶質)にレーザ光を照射してシリコン膜の改質を行うフラットディスプレイの製造システムに好適な半導体製造装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing a flat display such as a liquid crystal or an organic EL by performing various treatments and modifications of an object by irradiation with a laser beam, and in particular, amorphous silicon formed on an insulating substrate. The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus suitable for a flat display manufacturing system in which a silicon film is modified by irradiating (noncrystalline) or polysilicon (polycrystalline) with a laser beam.
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(画素素子)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アモルファスシリコンをポリシリコンに改質する工程が必要である。尚、本明細書において改質とは、アモルファスシリコンをポリシリコンに変化させることに限られるものではなく、ある物質の物質的特性を変化させることを言う。 A recent display device uses a liquid crystal element as a display element, and the liquid crystal element (pixel element) and a driver circuit of the liquid crystal element are constituted by a thin film transistor (TFT). Yes. This TFT requires a process of modifying amorphous silicon formed on a glass substrate into polysilicon in the manufacturing process. In the present specification, the term “modification” is not limited to changing amorphous silicon to polysilicon, but means changing material properties of a certain substance.
この改質工程は、レーザ照射によるシリコン膜の改質を行うものであり、図10に示す如く、石英ガラスや無アルカリガラスの絶縁基板上72に絶縁基板72からの不純物の混入を阻止するアンダーコート膜(SiO2)73を形成する工程と、該アンダーコート膜73上にアモルファスシリコン膜面74を形成する工程と、高出力レーザを光源とし、アモルファスシリコン膜面74に線状レーザビーム75を照射する工程と、線状レーザビーム75の短手方向74Aに走査することによりポリシリコン74Bに改質する工程と、TFTを構成する位置のみポリシリコンを切り出す工程と、その上にゲート酸化膜(SiO2)を形成し最上部にゲート電極を取り付ける工程と、酸化膜(SiO2)に所定の不純物イオンを注入してソース/ドレインを形成する工程と、ソース/ドレインにアルミ電極を立て全体を保護膜で被いTFTを造る工程から成る。尚、前記絶縁基板72とアンダーコート膜73の間にSiNまたはSiONを挟み込んでも良い In this modification step, the silicon film is modified by laser irradiation. As shown in FIG. 10, an underlayer for preventing impurities from entering the insulating substrate 72 on the insulating substrate 72 made of quartz glass or non-alkali glass. A step of forming a coat film (SiO 2) 73, a step of forming an amorphous silicon film surface 74 on the undercoat film 73, and a high-power laser as a light source, and irradiating the amorphous silicon film surface 74 with a linear laser beam 75 A step of modifying the polysilicon 74B by scanning in the short direction 74A of the linear laser beam 75, a step of cutting out the polysilicon only at a position constituting the TFT, and a gate oxide film (SiO 2) on the step. ) And attaching the gate electrode to the top, and implanting predetermined impurity ions into the oxide film (SiO 2) Forming an in, comprising the step of making a TFT covered the entire vertical aluminum electrode to the source / drain with a protective film. SiN or SiON may be sandwiched between the insulating substrate 72 and the undercoat film 73.
前記レーザ照射によるシリコン膜の改質工程は、エキシマレーザを用いるエキシマレーザアニールが一般的であり、シリコン膜に光吸収率の高い波長307nmでパルス幅が数十nSのXeClエキシマレーザを照射し、160mJ/cm2の比較的低いエネルギーを注入してシリコン膜を一気に融点まで加熱することによりポリシリコン膜を形成している。前記エキシマレーザは、数百Wの大出力を持ち、長方形マザーガラスの一辺以上の長さを持つ大型線状レーザスポットを形成させることができ、マザーガラス上に形成したシリコン膜全面を一括で効率よく改質できるといった特徴をもつ。このエキシマレーザによるシリコン改質では、TFTの性能に強く影響を与えるポリシリコンの結晶粒径が100nmから500nmと小さく、TFT性能の指標である電界効果移動度は150cm2/V・S程度に留まることができる。 The silicon film modification step by laser irradiation is generally excimer laser annealing using an excimer laser. The silicon film is irradiated with a XeCl excimer laser having a wavelength of 307 nm with a high light absorption rate and a pulse width of several tens of nS. A polysilicon film is formed by injecting a relatively low energy of 160 mJ / cm 2 and heating the silicon film to the melting point all at once. The excimer laser has a large output of several hundred watts, can form a large linear laser spot with a length of one side or more of a rectangular mother glass, and the entire silicon film formed on the mother glass is efficiently integrated. It has the feature that it can be well modified. In this silicon modification by excimer laser, the crystal grain size of polysilicon that strongly affects the TFT performance is as small as 100 nm to 500 nm, and the field effect mobility, which is an indicator of TFT performance, remains at about 150 cm 2 / V · S. be able to.
近年、フラットディスプレイ上の画素子やドライバー回路以外に、コントロール回路やインタフェース回路、更には演算回路など高機能回路を搭載するシステム・オン・ガラスが提案され、一部実現している。前記高機能回路を形成するTFTは高性能なものが要求され、良質(大型結晶粒)なポリシリコン改質が必須である。この良質なポリシリコン改質に関する技術が記載された文献としては下記特許文献1が挙げられ、光源に半導体励起用の固体レーザを用いて連続発光(CW)しながらシリコン膜上に照射したレーザビームを走査させることにより、走査方向に細長い大型結晶粒をもつ良質なアモルファスシリコン膜を形成することや、高性能TFTが必要な箇所に予めアモルファスシリコンを線状(リボン状)または島状(アイランド状)にパターニングしておくことにより、300cm2/V・s以上の電界効果移動度が得られ、高性能TFTを形成することが記載されている。
In recent years, in addition to image elements and driver circuits on flat displays, system-on-glass has been proposed and partially realized, which is equipped with high-performance circuits such as control circuits, interface circuits, and arithmetic circuits. The TFT forming the high-function circuit is required to have high performance, and high-quality (large crystal grain) polysilicon modification is essential. The following
前述エキシマレーザアニール及び固体レーザアニールにおいて、シリコン膜面上に照射し形成したレーザスポットのパワー密度は、比較的大きくかつ、空間的なレーザ強度分布は均一であることが望まれる。この理由としては、シリコン膜の結晶を含む改質過程において、シリコン膜に隣接した積層膜に熱が転写する前の短時間内(数十ns〜数十μs)に改質するだけのエネルギー注入が必要であるためと、レーザ強度分布の空間強度むらが改質斑に直接的影響を与えこれを回避するためである。 In the excimer laser annealing and solid laser annealing described above, it is desirable that the power density of the laser spot formed by irradiation on the silicon film surface is relatively large and the spatial laser intensity distribution is uniform. The reason for this is that, in the reforming process including the crystal of the silicon film, the energy injection required for reforming within a short time (several tens to several tens of μs) before heat is transferred to the laminated film adjacent to the silicon film. This is because the spatial intensity unevenness of the laser intensity distribution directly affects the modified spots and avoids this.
エキシマレーザ光の強度分布を整形する方法として、下記特許文献2記載技術が提案されている。この特許文献2に記載されたビームホモジナイザー(beam homogenizer:レーザー光のプロファイルを照射面において均一化するための光学モジュール)は、エキシマレーザ出射後段にシリンドリカルレンズ、フライアイレンズなどで構成されているレンズ群を配置し、最終的にシリコン膜面上にて所望のスポット形状とレーザ強度分布が得られるよう構成されている。 As a method for shaping the intensity distribution of excimer laser light, a technique described in Patent Document 2 below has been proposed. The beam homogenizer (beam homogenizer: an optical module for uniformizing the profile of the laser beam on the irradiation surface) described in Patent Document 2 is a lens composed of a cylindrical lens, a fly-eye lens, etc. after the excimer laser emission. A group is arranged, and a desired spot shape and laser intensity distribution are finally obtained on the silicon film surface.
また、複数の低出力固体レーザより出射したレーザ光を光ファイバーにて一箇所に統合させ、統合したレーザ光を光導波路部を通しシリコン膜に照射する技術が記載された文献としては下記特許文献3が挙げられ、この特許文献3には、複数のレーザ発光素子から照射されたレーザ光を光ファイバ体を用いて統合し、この統合したレーザ光を光導波路部を用いて複数の分岐路に分岐して照射することが記載されている。
前記した特許文献2に開示されている技術は、シリンドリカルレンズやフライアイレンズ、ビームエキスパンダやスリットなどの多数の光学部品によりビームホモジナイザーを構成しており、各光学部品の配置も含め非常に複雑であると言う不具合がある。また、特許文献3に開示されている技術は、光導波路部の出射面より複数に出射拡散したレーザ光をシリコン膜に照射するものであり、シリコン膜に形成するレーザスポット形状、レーザ強度分布、レーザパワー密度の制御については特に開示されておらず、被対象物に対するレーザスポットの形状/レーザパワー密度制御を好適に制御することが困難であると言う不具合があった。更に特許文献3には、シリコン膜に形成したレーザスポット形状を監視・維持手段についても特に開示されていない。
The technique disclosed in Patent Document 2 described above has a beam homogenizer composed of a large number of optical components such as a cylindrical lens, a fly-eye lens, a beam expander, and a slit, and is extremely complicated including the arrangement of each optical component. There is a problem that it is. In addition, the technique disclosed in
本発明は、前述の従来技術による不具合を鑑みてなされたものであり、被対象物面上に所定サイズのレーザスポットと比較的高密度なレーザパワー密度、トップフラットなレーザ強度分布をもつレーザスポットを比較的簡素化された構成及び配置にて実現し、該レーザスポットにて被対象物面を改質する半導体製造装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problem according to the prior art described above, the laser spot having a relatively high density laser power density, the top flat laser intensity distribution and Les Zasupotto of a predetermined size onto the object plane An object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus that realizes the above with a relatively simplified configuration and arrangement, and that modifies the object surface with the laser spot.
本発明は、レーザ光を発光するレーザ光源と、該レーザ光源のレーザパワーを制御する制御部と、前記レーザ光を透過するコア部及び該コア部を覆うクラッド部から成る光導波路部と、該光導波路部の出射端面から出射したレーザ光を所定形状のレーザスポットに形成するレンズとを備え、前記光導波路部がコア部とクラッド部との屈折率の相違によりレーザ光を入射端面から出射端面に導き、前記レンズが形成したレーザスポットを被対象物に照射することにより被対象物表面を改質する半導体製造装置であって、前記光導波路部が、短手方向幅が1μm〜20μm、長手方向幅が1mm〜60mmとした長楕円形状のコア部を出射端面に有し、前記制御部が、レーザ光源のレーザパワーを、前記コア部の出射端面から出射するレーザスポットのパワー密度が0.1mW/μm2以上となる値に設定することを第1の特徴とする。
The present invention includes a laser light source that emits laser light, a control unit that controls laser power of the laser light source, a core part that transmits the laser light, and an optical waveguide part that includes a cladding part that covers the core part, A lens for forming laser light emitted from the emission end face of the optical waveguide portion into a laser spot having a predetermined shape, and the optical waveguide portion emits laser light from the incident end face due to a difference in refractive index between the core portion and the clad portion. A semiconductor manufacturing apparatus that modifies the surface of the object by irradiating the object with a laser spot formed by the lens, wherein the optical waveguide portion has a short direction width of 1 μm to 20 μm and a long length A laser spot that has an elliptical core portion with a direction width of 1 mm to 60 mm at the emission end surface, and the control unit emits the laser power of the laser light source from the emission end surface of the core portion. The first characteristic is that the power density of the switch is set to a value that is 0.1 mW / μm 2 or more.
また本発明は、前記半導体製造装置において、前記コア部の出射端面から出射するレーザスポットの強度分布最大値をP、該強度分布の最小値をVとしたとき、(P−V)/PX100%で算出されるPV率を、20%以下とすることを第2の特徴とする。
According to the present invention, in the prior SL semiconductors manufacturing apparatus, when the intensity distribution maximum of the laser spot emitted from the emitting end face of the core portion is P, and the minimum value of said intensity distribution and V, (P-V) / The second feature is that the PV ratio calculated at PX100% is 20% or less.
また本発明は、前記何れかの特徴の半導体製造装置において、前記光導波路部の出射端面とレンズとの間に、前記出射端面から出射したレーザ光の幅を絞り込む可変アパーチャを設けたことを第3の特徴とする。
According to the present invention, in the semiconductor manufacturing apparatus having any one of the above characteristics, a variable aperture for narrowing a width of the laser beam emitted from the emission end face is provided between the emission end face of the optical waveguide portion and the lens. Three features.
更に本発明は、レーザ光を発光するレーザ光源と、該レーザ光源のレーザパワーを制御する制御部と、前記レーザ光を透過する複数のコア部及び該コア部を覆うクラッド部から成る光導波路部と、該光導波路部の出射端面から出射したレーザ光を所定形状のレーザスポットに形成するレンズと、前記レーザスポットのフォーカス制御を行うフォーカス制御部とを備え、前記コア部とクラッド部との屈折率の相違によりレーザ光を入射端面から出射端面に導き、前記レンズが形成したレーザスポットをフォーカス制御しながら被対象物に照射することにより被対象物表面を改質する半導体製造装置であって、前記光導波路部が、一辺長を1μm〜20μm、該一辺と直交する他辺長を1mm〜60mmとした矩形形状の主コア部と、該主コア部の周囲に配置されたフォーカス制御用レーザ光を出射する出射端面の複数の副コア部とを出射端面に有し、前記制御部が、レーザ光源のレーザパワーを、前記主コア部から出射するレーザスポットのパワー密度が0.1mW/μm2以上となる値に設定し、前記フォーカス制御部が、前記副コア部から出射したレーザ光の反射光を基にフォーカス制御を行うことを第4の特徴とする。
Furthermore, the present invention provides a laser light source that emits laser light, a control unit that controls the laser power of the laser light source, a plurality of core parts that transmit the laser light, and a clad part that covers the core part. And a lens that forms laser light emitted from the emission end face of the optical waveguide part into a laser spot having a predetermined shape, and a focus control part that performs focus control of the laser spot, and the refraction of the core part and the clad part A semiconductor manufacturing apparatus for modifying a surface of an object by guiding laser light from an incident end face to an exit end face due to a difference in rate, and irradiating the object while performing focus control on a laser spot formed by the lens, The optical waveguide portion includes a rectangular main core portion having a side length of 1 μm to 20 μm and a side length orthogonal to the side of 1 mm to 60 mm; A laser spot that has a plurality of sub-core portions of an emission end face that emits focus control laser light disposed around the emission end face, and the control portion emits laser power of a laser light source from the main core portion. power density is set to a value that is a 0.1 mW / [mu] m 2 or more, the focus control unit, the fourth characteristic in that performs focus control based on the reflected light of the laser light emitted from the sub-core portion To do.
また本発明は、レーザ光を発光するレーザ光源と、該レーザ光源のレーザパワーを制御する制御部と、前記レーザ光を透過する複数のコア部及び該コア部を覆うクラッド部から成る光導波路部と、該光導波路部の出射端面から出射したレーザ光を所定形状のレーザスポットを形成するレンズと、前記レーザスポットのフォーカス制御を行うフォーカス制御部とを備え、前記コア部とクラッド部との屈折率の相違によりレーザ光を入射端面から出射端面に導き、前記レンズが形成したレーザスポットをフォーカス制御しながら被対象物に照射することにより被対象物表面を改質する半導体製造装置であって、前記光導波路部が、短手方向幅が1μm〜20μm、長手方向幅が1mm〜60mmとした長楕円形状の主コア部と、該主コア部の周囲に配置されたフォーカス制御用レーザ光を出射する出射端面の複数の副コア部とを出射端面に有し、前記制御部が、レーザ光源のレーザパワーを、前記主コア部から出射するレーザスポットのパワー密度が0.1mW/μm2以上となる値に設定し、前記フォーカス制御部が、前記副コア部から出射したレーザ光の反射光を基にフォーカス制御を行うことを第5の特徴とする。
The present invention also provides a laser light source that emits laser light, a control unit that controls the laser power of the laser light source, a plurality of core parts that transmit the laser light, and a cladding part that covers the core part. And a lens that forms a laser spot of a predetermined shape with laser light emitted from the emission end face of the optical waveguide part, and a focus control part that performs focus control of the laser spot, and the refraction of the core part and the clad part A semiconductor manufacturing apparatus for modifying a surface of an object by guiding laser light from an incident end face to an exit end face due to a difference in rate, and irradiating the object while performing focus control on a laser spot formed by the lens, The optical waveguide portion has an oblong main core portion having a short side width of 1 μm to 20 μm and a long side width of 1 mm to 60 mm, and around the main core portion. A plurality of sub-core portions on the emission end face that emit the arranged focus control laser light, and the control section supplies the laser power of the laser light source to the power of the laser spot emitted from the main core section. A fifth feature is that the density is set to a value of 0.1 mW / μm 2 or more, and the focus control unit performs focus control based on the reflected light of the laser beam emitted from the sub-core unit.
また本発明は、前記第4又は第5の特徴の半導体製造装置において、前記コア部の出射端面から出射するレーザスポットの強度分布最大値をP、該強度分布の最小値をVとしたとき、(P−V)/PX100%で算出されるPV率を、20%以下とすることを第6の特徴とする。
In the semiconductor manufacturing apparatus according to the fourth or fifth feature, when the intensity distribution maximum value of the laser spot emitted from the emission end face of the core portion is P and the minimum value of the intensity distribution is V, The sixth feature is that the PV ratio calculated by (P−V) / PX100% is 20% or less.
また本発明は、前記第4乃至6の何れかの特徴の半導体製造装置において、前記光導波路部の出射端面とレンズとの間に、前記出射端面から出射したレーザ光の幅を絞り込む可変アパーチャを設けたことを第7の特徴とする。
In the semiconductor manufacturing apparatus according to any one of the fourth to sixth aspects, the present invention provides a variable aperture for narrowing the width of the laser beam emitted from the emission end face between the emission end face of the optical waveguide portion and the lens. The seventh feature is that it is provided.
また本発明は、前記第5乃至8の何れかの特徴の半導体製造装置において、前記フォーカス制御部が、前記副コア部から出射したレーザ光の反射光により投影される副コア部の反射レーザスポットが所定サイズになるようにフォーカス制御を行うことを第8の特徴とする。
According to the present invention, in the semiconductor manufacturing apparatus according to any one of the fifth to eighth features, the reflected laser spot of the sub-core unit projected by the focus control unit by the reflected light of the laser beam emitted from the sub-core unit. The eighth feature is that the focus control is performed so that is a predetermined size.
本発明による半導体製造装置は、レーザ光源から出射したレーザ光をコア部及び該コア部を覆うクラッド部から成る光導波路部を用いて伝搬し、前記コア部のサイズを所定の寸法とし且つレーザ光源のレーザパワーを制御することによって、被対象物面上に所定サイズ且つ高密度なレーザパワー密度をもつレーザスポットを被対象物の表面に簡素な構造で照射することができる。更に本発明による半導体製造装置は、前記光導波路部にレーザスポットのフォーカス制御用のレーザ光を透過する副コア部を設けたことによって、簡素な構造でフォーカス制御を行うことができる。 A semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention propagates a laser beam emitted from a laser light source using an optical waveguide portion comprising a core portion and a cladding portion covering the core portion, the core portion having a predetermined size, and a laser light source. by controlling the laser power can be irradiated with a simple structure entanglement Zasupotto be a predetermined size and high density laser power density to be the object plane onto the surface of the object. Furthermore, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention can perform focus control with a simple structure by providing a sub-core portion that transmits laser light for focus control of a laser spot in the optical waveguide portion.
以下、本発明の実施形態による半導体製造装置を、図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態による半導体製造装置の構成図、図2は本実施形態による光導波路部の出射端面を説明するための図、図3は本実施形態による光導波路部の出射端面から出力するレーザ強度分布を説明するための図、図4は他の実施形態による複合光導波路部を用いた半導体製造装置の構成図、図5は本実施形態による複合光導波路部の出射端面を説明するための図、図6はフォーカスエラー信号と被対象物面傾斜の関係図、図7は本実施形態による半導体製造装置の動作を説明するための図、図8はディスプレイとレーザ走査位置の関係を説明するための図、図9はシステム・オン・ガラスディスプレイを説明するための図、図10は一般的な基板上構成とレーザ照射によるシリコン膜の改質を示す図である。 Hereinafter, a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining an emission end face of an optical waveguide portion according to the embodiment, and FIG. 3 is an emission end face of the optical waveguide portion according to the embodiment. 4 is a diagram for explaining the laser intensity distribution output from FIG. 4, FIG. 4 is a configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus using a composite optical waveguide portion according to another embodiment, and FIG. 5 is an emission end face of the composite optical waveguide portion according to this embodiment. FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment, FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment, FIG. FIG. 9 is a diagram for explaining a relationship, FIG. 9 is a diagram for explaining a system-on-glass display, and FIG. 10 is a diagram showing a general structure on a substrate and modification of a silicon film by laser irradiation.
尚、本願明細書に添付した図面に用いる図の座標X、Y、Zは全て共通とし、レーザスポットは、複数のレーザ発光素子からのレーザ光をレンズ群を用いて所望のスポット形状に形成されるものであって、例えばX方向に延びる長方楕円形状に形成され、このレーザスポットの空間的なレーザ強度分布の均一度をPV率と呼び、図3に示す如く、レーザ強度分布の最大値をP、レーザ強度分布の最小値をVとしたとき、PV率=(P−V)/PX100%と定義する。 Note that the coordinates X, Y, and Z of the drawings used in the drawings attached to the present specification are all common, and the laser spot is formed in a desired spot shape by using a lens group of laser beams from a plurality of laser light emitting elements. For example, it is formed in the shape of a rectangular ellipse extending in the X direction, and the uniformity of the spatial laser intensity distribution of this laser spot is called the PV ratio, and the maximum value of the laser intensity distribution is shown in FIG. Is defined as P, and the minimum value of the laser intensity distribution is defined as V, PV rate = (P−V) / PX100%.
<第1実施形態>
本発明の一実施形態による半導体製造装置は、図1に示す如く、レーザ光を照射する複数のレーザ光源(図示なし)と、該複数のレーザ光源から照射された複数のレーザ光を入射して出射する光導波路部1と、該光導波路部1から出射したレーザ光の幅を絞り込むために矢印8及び9の方向へ移動する可変アパーチャ6及び7と、この可変アパーチャ6及び7を通過したレーザ光を入射して平行光にするコリメートレンズ2と、該コリメートレンズ2から出射した平行レーザ光を焦点合わせを行うために絞り込む対物レンズ3とから構成されている。
<First Embodiment>
As shown in FIG. 1, a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention receives a plurality of laser light sources (not shown) that emit laser light and a plurality of laser lights emitted from the plurality of laser light sources. The emitted
前記光導波路部1は、互いに屈折率が異なるコア部10及びクラッド部11にて構成され、該コア部10がクラッド部11との屈折率の違いにより、レーザ光がコア部10を透過しクラッド部11との境界面で全反射し、レーザ光を閉じ込めて所定の伝搬方向に導くものである。この光導波路部1は光軸方向14と直交する面のレーザ光空間強度分布を平滑化する機能も有している。
The
この光導波路部1の詳細構造は、図1の光軸方向14から光導波路部1の出射端面15を見た図2に示す如く、斜線領域にて示した四角枠筒形状のクラッド部17と、該クラッド部17と屈折率の相違によりレーザ光を透過するように内部に配置され、長さL/幅Dの細長い矩形状を成すコア部16とから構成され、コア部長手方向LをX方向としたとき、このX方向は図1のX方向と一致している。
The detailed structure of the
次に本実施形態による半導体製造装置によるレーザ光路を説明する。本装置は、レーザ光源から出射したレーザ光13を光導波路部1のコア部10に入射させることにより、光導波路部1が入射したレーザ光13がクラッド部11との境界にて全反射し吸収損失することなくコア部10内を透過して透過する経路にて光軸方向14と直交する面内の空間的レーザ強度分布を平滑化して出射端面15から出射し、この出射したレーザ光を可変アパーチャ6及び7が所定の幅に絞り込み、このレーザ光をコリメートレンズ2が平行光にし、この平行光を対物レンズ3が所定の倍率比により被対象物4表面に所定サイズのレーザスポット5を焦点合わせを行うように結像する。
Next, the laser beam path by the semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment will be described. In this apparatus,
前記光導波路部1のコア部10に入射させるレーザ光13は、図示しないレンズにより絞りコア部10に入射させても良く、レーザ光源から離れた箇所に設置したレーザ光を光ファイバーを用いて伝送させてコア部10に入射させても良い。更にレーザ光源は複数あっても良く、必要に応じた数のレーザ光源を設置すれば良い。また、光ファイバーを直線的に並べ光ファイバーのコア部を光導波路部1のコア部10に直結させ、光ファイバーのコア部から出射したレーザ光を光導波路部1のコア部10に直接入射させても良い。
The
また前記光導波路部1の光軸方向14の長さは、光導波路部1の出射端面15にてPV率が20%以下になるように決めれば良い。光導波路部1の出射端面15を抜け出たレーザ光は可変アパーチャ6及び7にてX方向の出射幅が制御される。
Further, the length of the
図3は、光導波路部1の出射端面15から出力するレーザ強度分布を説明するための図である。この図を参照すれば明らかな如く、横軸をXとしたレーザ強度分布18の両端AとBは、図2のAとBの位置に相当し、レーザスポットの両端は急峻に立ち上がり、多少凸凹が存在するトップフラットな形状となる。
FIG. 3 is a view for explaining the laser intensity distribution output from the emission end face 15 of the
以上説明したように、本実施形態による半導体製造装置により被対象物面4に形成されるレーザスポット5のサイズは、光導波路部1の出射端面15のサイズ(長さLX幅D)を対物レンズの倍率にて相似的縮小したサイズであり、被対象物面4に形成されるレーザスポット5の空間的強度分布は、光導波路部1の出射端面15から出力するレーザ強度分布18と一致することが判る。
As described above, the size of the
本実施形態による半導体製造装置は、被対象物、例えば厚さ50nm程度のアモルファスシリコンをポリシリコンに成長させるため、レーザスポット5を相対的にY方向に走査させれば良く、実用的な走査速度100mm/s以上においては、レーザスポット5の走査方向の幅は20μm以下が好適であり、レーザパワー密度は0.1mW/μm2以上が望ましい。この条件における半導体製造装置の被対象物の改質を行うレーザ波長は、例えばアモルファスシリコンによる吸収が得られる370nm〜480nmが好ましく、均一なポリシリコンを得るには、レーザスポット5の長手方向(X方向)のレーザ強度分布のPV率は20%以下が望ましい。この理由は、PV率が20%以上になると結晶サイズの斑や局所的な凝集、昇華が発生しやすくなるためである。
In the semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment, in order to grow an object, for example, amorphous silicon having a thickness of about 50 nm on polysilicon, the
また、本装置において対物レンズ3の倍率が1倍のとき、光導波路部1の短手コア幅Dは20μm以下であれば良く、長手コア幅Lは1mm以上が良い。また、光導波路部1の出射端面15におけるレーザパワー密度は、0.1mW/μm2以上であれば良い。更には、光導波路部1の出射端面15のレーザ強度分布におけるPV率は20%以下であれば良い。この対物レンズの倍率を上げれば、上記被対象物面上のレーザスポット条件を容易に満たすことができる。
In the present apparatus, when the magnification of the
前記実施形態においては、コリメートレンズ2および対物レンズ3が光導波路部1の出射端面15を相似的に縮小して被対象物に集光投影する例を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、光導波路部の出射端面の縦横比を所定倍率に設定したレンズを用いても、このようなレンズを用いることにより被対象物4面上に任意の縦横比を持つレーザスポット5を形成することもできる。例えば、本発明による光導波路部は、一辺長を1μm〜20μm、該一辺と直交する他辺長を1mm〜60mmとしても良い。
In the above embodiment, the collimator lens 2 and the
<第2実施形態>
次に本発明の他の実施形態による複合光導波路部を用いた半導体製造装置の構成を図4を参照して説明する。この実施形態による半導体製造装置は、前記実施形態同なレーザ光源(図示なし)と、本実施形態の特徴である複合光導波路部19と、コリメートレンズ23と、複合光導波路部19から出射されたレーザ光を透過し、被対象物37から反射されたレーザ光を直角方向に反射するビームスプリッタ24と、対物レンズ25と、集光レンズ28と、前記ビームスプリッタにより反射されたレーザ光を受光して電気信号に変換するフォーカスディテクタ29と、該フォーカスディテクタ29から出力された電気信号を基にフォーカスエラー信号33A〜33Cを出力する演算素子30〜32とから構成される。
Second Embodiment
Next, a configuration of a semiconductor manufacturing apparatus using a composite optical waveguide portion according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The semiconductor manufacturing apparatus according to this embodiment is emitted from a laser light source (not shown) similar to that of the above embodiment, the composite
前記複合光導波路部19は、図4の複合光導波路部19の出射端面22を光軸36Aから見た図5に示す如く、断面長方形状の共通クラッド部38(斜線部)と、該クラッド部38の内部に該クラッド部38との屈折率の差異によりレーザ光を反射する複数のコア部を配置している。前記コア部は、中央の長方形のコア部39(主コア部に相当)と、該長方形コア部39の周りに対称的に3つの小さなコア部41A〜41F(副コア部に相当)を配置している。これらクラッド部及び7つのコア部は、光軸36A方向に平行に形成されており、レーザ光入射面においても同様のサイズ及び形状となっている。このような構造により本実施形態による複合光導波路部19は、コア部に入射したレーザ光をクラッド部との境界にて全反射し、吸収損失することなく透過させ、各コア部を透過したレーザ光を相互干渉することなく各自コア内を通過する。また各コア部の出射端面は光軸36Aと直角になっており、各コアの出射端面は同一面に精度よく揃えられている。
The composite
特に本実施形態装置は、コア39を通過するレーザ光を被対象物37を改質するためのレーザ光とし、コア41A〜41Fを通過するレーザ光をレーザスポット27のサイズを検出するためのレーザ光として利用する。
In particular, the apparatus of the present embodiment uses laser light that passes through the core 39 as laser light for modifying the
次に本実施形態による半導体製造装置によるレーザ光路を説明する。本装置は、複数のレーザ光源から出射したレーザ光34〜36を光導波路部19の複数のコア部39、41A〜41Fに入射させることにより、光導波路部1が入射したレーザ光34〜36を前記複数のコア部39、41A〜41F内を吸収損失することなく且つ光軸方向35Aと直交する面内の空間的レーザ強度分布を平滑化して出射端面22から出射し、このレーザ光がコリメートレンズ23及びビームスプリッタ24を通り抜け、対物レンズ25に入り、この対物レンズ25より強く集光されたレーザ光が、出射端面22のパターンとして被対象物37の被対象面26上に所定サイズのレーザスポット27を焦点合わせを行うように結像する。
Next, the laser beam path by the semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment will be described. In this apparatus,
次いで本半導体製造装置は、前記被対象物37の被対象面26上に結像されたレーザスポット27の反射光をビームスプリッタ24により直角に反射させ、この反射光をレンズ28を通してフォーカスディテクタ29が受光し、該フォーカスディテクタ29が各々の該レーザスポットに対応したフォーカスエラー信号33A〜33Fを生成し、このフォーカスエラー信号33A〜33Fがゼロに成るようにフィードバック制御を行うことにより、被対象物37の表面上36にてレーザ光が最も絞られた状態(合焦点)に制御される。
Next, the semiconductor manufacturing apparatus reflects the reflected light of the
この様に構成された複合光導波路部19は、レーザスポット27が被対象物37の表面上36にて合焦点時に比べて焦点ボケ時にレーザスポットサイズが大きくなる特性を利用し、レーザスポットサイズの変化をフォーカスエラー信号のレベルにて検出する。即ち、前述6つのコア部41A〜41Fを通過するレーザ光の反射光を基にしたフォーカスエラー信号の一つ又は複数を用いることにより、対物レンズ25を光軸方向(Z方向)に移動制御するオートフォーカス制御が可能となり、このオートフォーカス制御を行うことにより、外乱による被対象物の変動(Z方向)に対し、安定したスポットサイズを保持することができる。オートフォーカス制御に用いるコア部41A〜41Fは、改質するためのレーザを通す導波路のコア39の長手方向の中心部に位置する41Bまたは41Eが望ましい。
The composite
図6は、フォーカスエラー信号の電圧と被対象物面傾斜の関係図である。図6を参照すれば明らかな如く、被対象物面26が光軸36Aと直交する面になく、特に被対象物面26がレーザスポット27の長手方向(X方向)に傾斜している場合のコア部41A〜41Cから出射したレーザ光が生成するフォーカスエラー信号43A〜43Cは、図6中段のコア部41Bによるフォーカスエラー信号(電圧)43Bがゼロであるのに対し、図6上段のコア部41Aによるフォーカスエラー信号(電圧)43Aがマイナスとなり、図6下段のコア部41Cによるフォーカスエラー信号(電圧)43Cがプラスとなり、このように各レーザスポットの合焦点位置44A、44B、44CはZ軸に対し相対的にシフトした状態で検出される。
FIG. 6 is a relationship diagram between the voltage of the focus error signal and the inclination of the object surface. As apparent from FIG. 6, the
図3にて説明した如く、被対象物を改質するレーザスポットはX方向に細長い形状(共通クラッド部38形状に相当)をしており、レーザスポット両端のフォーカスずれを検出することによって、レーザスポット短手方向(Y方向)幅の変化を検出することができる。尚、本例においては、コア部41A〜41Cから出射したレーザ光にて生成されたフォーカスエラー信号43A〜43Cを用いる例を示したが、コア部41D〜コア部41Fを用いても同様のフォーカスエラー信号を得ることができる。また、Y方向の両対([41A、41B、41C]と[41D、41E、41F])のフォーカスエラー信号を検出することにより、被対象物のY方向の傾斜も検出することもできる。
As described in FIG. 3, the laser spot for modifying the object has a shape elongated in the X direction (corresponding to the shape of the common clad portion 38), and the laser spot is detected by detecting a focus shift at both ends of the laser spot. It is possible to detect a change in the width in the spot short direction (Y direction). In this example, the focus error signals 43A to 43C generated by the laser beams emitted from the
一般に被対象物の改質は、被対象物面上に形成したレーザスポットをY方向に走査して行ない、安定かつ均一な改質を行なうには、被対象物面上に形成したレーザスポットを矩形とし、走査方向のレーザスポット幅が一定であることが望ましい。本実施形態による半導体製造装置は、被対象物の初期傾き調整工程において、前述レーザスポット両端のフォーカス信号を検出しながら調整することにより、確実に傾き補正を行うことができる。例えば、図6に示した合焦点ライン45(点線)を平行ライン46上に合致するように傾き調整することにより初期調整時に傾き補正を行うことができる。 In general, the modification of the object is performed by scanning the laser spot formed on the object surface in the Y direction, and in order to perform stable and uniform modification, the laser spot formed on the object surface is changed. It is desirable to use a rectangular shape, and the laser spot width in the scanning direction is constant. The semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment can reliably perform tilt correction by performing adjustment while detecting the focus signals at both ends of the laser spot in the initial tilt adjusting step of the object. For example, the tilt correction can be performed during the initial adjustment by adjusting the tilt so that the in-focus line 45 (dotted line) shown in FIG.
更に本実施形態装置は、改質動作中にレーザスポット両端のフォーカスエラー信号(例えば43A、43C)を監視することにより、改質動作中の焦点ずれをリアルタイムで検出して補正することもできる。
更に本実施形態装置は、改質動作中のフォーカス制御の安定化をはかることも可能である。これを具体的に説明する。改質前と改質後において被対象物の反射率が変化するのが一般的であり、この反射率変動がフォーカス制御の安定性を悪化させる。これを回避するため、オートフォーカス信号として改質前の反射光を選定するか又は改質後の反射率を選定するかを予め決定しておき、改質レーザスポット27の走査方向に従い、走査する改質レーザスポット27の先行フォーカススポット(例えば、41A、41B、41C)か、後行フォーカススポット(例えば、41D、41E、41F)かを切り替えることにより、常時安定した戻光量が得られ、安定したフォーカス信号が得らる。結果としてオートフォーカス制御の安定化を図ることができる。また、改質レーザスポットにて同様のフォーカスエラー信号を生成できオートフォーカス制御にも用いることもできるが、改質中の改質レーザスポットより生成したフォーカスエラー信号は乱れやすく、前述の如く別レーザスポットにて生成したフォーカスエラー信号を用いオートフォーカス制御を行うのが好適である。
Furthermore, the apparatus of the present embodiment can detect and correct defocus during the reforming operation in real time by monitoring the focus error signals (for example, 43A and 43C) at both ends of the laser spot during the reforming operation.
Furthermore, the apparatus of this embodiment can also stabilize the focus control during the reforming operation. This will be specifically described. In general, the reflectance of the object changes before and after the modification, and this reflectance fluctuation deteriorates the stability of the focus control. In order to avoid this, it is determined in advance whether the reflected light before modification or the reflectance after modification is selected as the autofocus signal, and scanning is performed according to the scanning direction of the modified
尚、前述の実施形態においては、被対象物の改質を目的としたレーザ光を通す光導波路部のコア部の廻りに6個の被対象物の表面上に形成したレーザスポットのサイズを検出するためのレーザ光を通すコア部を配置する例を説明したが、これに限ることなく数量はいくつであっても良く、必要に応じ数量と配置位置を決めれば良い。また本装置は、6個のコア部全てにレーザを通すことなく必要な位置のコア部のみレーザ光を通せば良く、更に6個のコア部全てに同一波長のレーザ光を通すことに限らず、各々異なったレーザ波長を用いても良い。更に6個のコア部形状は矩形に限られるものではなく、例えば円形や長楕円形であっても良い。この場合の光導波路部の主コア部は、短手方向幅が1μm〜20μm、長手方向幅が1mm〜60mmとした長楕円形状のするのが好ましい。 In the above-described embodiment, the size of the laser spot formed on the surface of the six target objects is detected around the core portion of the optical waveguide section through which the laser beam is transmitted for the purpose of modifying the target object. Although the example which arrange | positions the core part which lets the laser beam for doing this was demonstrated, it is not restricted to this, Any number may be sufficient and what is necessary is just to determine a quantity and arrangement position as needed. In addition, the present apparatus is not limited to passing laser light of the same wavelength through all six core portions, and it is only necessary to pass laser light through only the core portion at a required position without passing laser through all six core portions. Different laser wavelengths may be used. Furthermore, the shape of the six core parts is not limited to a rectangle, and may be, for example, a circle or an ellipse. In this case, it is preferable that the main core portion of the optical waveguide portion has an elliptical shape with a width in the short direction of 1 μm to 20 μm and a width in the longitudinal direction of 1 mm to 60 mm.
更に前述の実施形態においては、コア部サイズとコア位置を入射端面と出射端面にて同一の例を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、異なっていても良い。例えば、入射端面側のコアサイズが大きく、コア間の間隔が広くても良く、出射端面において所望のコアサイズ及びコア間隔であれば良い。 Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the core part size and the core position are the same on the incident end face and the outgoing end face has been described, but the present invention is not limited to this and may be different. For example, the core size on the incident end face side may be large and the interval between the cores may be wide, and any desired core size and core interval may be used on the exit end face.
[応用例]
次に本実施形態による半導体製造装置を用いて液晶ディスプレイのガラス基板上に形成したアモルファスシリコンをポリシリコンにする改質方法を、図7を参照して説明する。
[Application example]
Next, a method for modifying amorphous silicon formed on the glass substrate of the liquid crystal display using the semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment into polysilicon will be described with reference to FIG.
この改質方法は、まず、シリコン膜を形成した絶縁基板46を、X方向およびY方向の任意の位置へ任意速度で位置決め移動が可能なX−Yステージ47上に搭載し、次いで、前述した実施形態いずれかの半導体製造装置48を用いてレーザ光を照射し、線状レーザスポット50の短手方向に線状レーザスポット50が所定走査速度で走査するようにX−Yステージ47を制御しながら、シリコン膜面上に線状レーザスポット50を出射することにより、絶縁基板46のシリコン膜を改質することができる。
In this reforming method, first, an insulating
尚、本例は、シリコン膜が形成してある絶縁基板46側を移動することによりスポット50を矢印51方向に走査しているが、これに限ることなく半導体製造装置48側をX方向及びY方向に移動させて相対的にスポット50を走査しても良い。この場合、前記図1乃至図5のいずれかの半導体製造装置48において、レーザ光源を離れた場所に独立に固定設置し、該レーザ光源からのレーザ光を光ファイバーを用いて本半導体製造装置のコア部に伝送させ、本半導体製造装置のみを移動させても良く、これは前記光ファイバーが一般に屈曲性を持つため容易に実現することができる。更に本発明は、半導体製造装置(レーザ照射装置)48とシリコン膜が形成してある絶縁基板46の両方を移動させ相対的にスポット50を走査しても良い。
In this example, the
図8は、液晶ディスプレイ53とマザーガラス52へのレーザ走査位置の関係を説明するための図であり、図8(a)にディスプレイ53の全体構成を示し、図8(b)にマザーガラスを示し、前記マザーガラス52には複数のディプレイ53が形成されるものとする。本実施形態の対象となるディスプレイ53は、1つのディスプレイ53に画像表示を行うための多数の画素部53Aと、X方向の(液晶)画素を駆動するXドライバー回路55と、Y方向の(液晶)画素を駆動するYドライバー回路56とにより構成され、前記Xドライバー回路55とYドライバー回路56は、前述したように液晶ディスプレイ装置においては高性能TFTにより構成する必要があり、高品質なポリシリコンが要求される。 FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the laser scanning positions on the liquid crystal display 53 and the mother glass 52. FIG. 8A shows the entire configuration of the display 53, and FIG. 8B shows the mother glass. It is assumed that a plurality of displays 53 are formed on the mother glass 52. The display 53 targeted by the present embodiment includes a large number of pixel units 53A for displaying an image on one display 53, an X driver circuit 55 that drives (liquid crystal) pixels in the X direction, and a (liquid crystal) in the Y direction. ) It is composed of a Y driver circuit 56 for driving a pixel, and the X driver circuit 55 and the Y driver circuit 56 need to be composed of high performance TFTs in the liquid crystal display device as described above. Is required.
本実施形態によるレーザ照射装置およびレーザ照射方法は、前記Xドライバー回路55とYドライバー回路56のシリコン改質を行うものであって、まず、線状レーザスポット57、57をXドライバー回路55及びYドライバー回路56を形成する位置にあわせた後、レーザスポットを照射しながら矢印59及び60方向に半導体製造装置を走査させることにより、ドライバー回路の改質を行うように動作する。尚、本実施形態における1つのドライバー回路形成部に対し、必要に応じ数回に分けて走査を行っても良い。ディスプレイ53を切り出す前のマザーガラス52にて、線状レーザスポットを矢印62〜65方向に走査を行うことにより、シリコン改質処理を行うのが好ましい。 The laser irradiation apparatus and the laser irradiation method according to the present embodiment perform silicon modification of the X driver circuit 55 and the Y driver circuit 56. First, the linear laser spots 57 and 57 are changed to the X driver circuit 55 and the Y driver circuit 55, respectively. After adjusting to the position where the driver circuit 56 is formed, the semiconductor manufacturing apparatus is scanned in the directions of arrows 59 and 60 while irradiating a laser spot, thereby operating the driver circuit to be modified. Note that one driver circuit forming unit in the present embodiment may be scanned several times as necessary. It is preferable to perform the silicon modification process by scanning the linear laser spot in the directions of arrows 62 to 65 on the mother glass 52 before cutting out the display 53.
図9はシステム・オン・ガラスディスプレイを説明するための図である。このシステム・オン・ガラスディスプレイは、Xドライバー回路67、Yドライバー回路68の他に、コントロール回路69やインタフェース回路70、更にはメモリー回路(図示なし)や演算回路71などの高機能集積回路が前記図9と同等の構成及び方法にて形成される。当然ながら高機能回路は高品質なポリシリコンが要求され、前記図7にて説明したXドライバー回路とYドライバー回路のシリコン改質方法と同様の方法を用いることにより、高品質ポリシリコンを形成できる。 FIG. 9 is a diagram for explaining a system-on-glass display. In this system-on-glass display, in addition to the X driver circuit 67 and the Y driver circuit 68, a high function integrated circuit such as a control circuit 69, an interface circuit 70, a memory circuit (not shown), and an arithmetic circuit 71 are provided. It is formed by the same configuration and method as in FIG. Naturally, high-quality polysilicon is required for high-function circuits, and high-quality polysilicon can be formed by using a method similar to the silicon modification method for the X driver circuit and Y driver circuit described in FIG. .
尚、前述の実施形態においては絶縁基板として石英ガラスや無アルカリガラスを例に挙げたが、本発明はこれに限られるものではなく、プラスチック基板や屈曲可能なプラスチックシートであっても良い。また、前記実施形態では、改質対象物として液晶ディスプレイを用いたが、これに限られるものではなく、有機EL(Electroluminescence)ディスプレイにも適用することができる。 In the above-described embodiment, quartz glass or non-alkali glass is exemplified as the insulating substrate. However, the present invention is not limited to this, and a plastic substrate or a bendable plastic sheet may be used. Moreover, in the said embodiment, although the liquid crystal display was used as a modification | reformation target object, it is not restricted to this, It can apply also to an organic EL (Electroluminescence) display.
以上述べた如く本実施形態による半導体製造装置は、被対象物面上に所定サイズの矩形レーザスポットと比較的高密度なレーザパワー密度および、トップフラットなレーザ強度分布を比較的簡素化された構成及び配置にて実現でき、該レーザスポットにて被対象物面を均一に改質することができる。 As described above, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment has a configuration in which a rectangular laser spot of a predetermined size, a relatively high density laser power density, and a top flat laser intensity distribution are relatively simplified on the surface of an object. The object surface can be uniformly modified by the laser spot.
更に本実施形態は、マザーガラス上の所望の位置、所望の走査速度、所望の方向に前記線状レーザスポットを所望のレーザ出力にて走査させることができ、良質なシリコン膜が比較的安価で得ることができる。 Furthermore, this embodiment can scan the linear laser spot in a desired position on the mother glass, a desired scanning speed, and a desired direction with a desired laser output, and a high-quality silicon film is relatively inexpensive. Can be obtained.
1:光導波路部、2:コリメートレンズ、3:対物レンズ、4:被対象物面、5:レーザスポット、6:可変アパーチャ、10:コア部、11:クラッド部、12:被対象物、13:レーザ光、14:光軸方向、15:レーザ光出射端面、16:コア部、17:クラッド部、18:レーザ強度分布、19: 複合光導波路部、20:コア部、21:クラッド部、22:出射端面、23:コリメートレンズ、24:ビームスプリッタ、25:対物レンズ、26:被対象物面、27:レーザスポット、28:集光レンズ、29:フォーカスディテクタ、30:演算素子、33A〜33F:フォーカスエラー信号、34:入射、36:表面上、36A:光軸、37:被対象物、38:共通クラッド部、39:導波路、41A〜C:コア、43A:フォーカスエラー信号、44A:合焦点位置、45:合焦点ライン、46:平行ライン、46:絶縁基板、47:ステージ、48:半導体製造装置、50:線状レーザスポット、50:スポット、52:マザーガラス、53:ディスプレイ、53A:画素部、55:ドライバー回路、56:ドライバー回路、57:線状レーザスポット、59:走査、62:走査、67:ドライバー回路、68:ドライバー回路、69:コントロール回路、70:インタフェース回路、71:演算回路、72:絶縁基板、73:アンダーコート膜、74:アモルファスシリコン膜面、74B:ポリシリコン、75:線状レーザビーム。 1: optical waveguide part, 2: collimating lens, 3: objective lens, 4: object surface, 5: laser spot, 6: variable aperture, 10: core part, 11: clad part, 12: object, 13 : Laser beam, 14: optical axis direction, 15: laser beam emitting end face, 16: core portion, 17: clad portion, 18: laser intensity distribution, 19: composite optical waveguide portion, 20: core portion, 21: clad portion, 22: emitting end face, 23: collimating lens, 24: beam splitter, 25: objective lens, 26: object surface, 27: laser spot, 28: condenser lens, 29: focus detector, 30: arithmetic element, 33A- 33F: Focus error signal, 34: Incident, 36: On the surface, 36A: Optical axis, 37: Object, 38: Common clad part, 39: Waveguide, 41A to C: Core, 43A: F Focus error signal, 44A: In-focus position, 45: In-focus line, 46: Parallel line, 46: Insulating substrate, 47: Stage, 48: Semiconductor manufacturing apparatus, 50: Linear laser spot, 50: Spot, 52: Mother Glass, 53: Display, 53A: Pixel part, 55: Driver circuit, 56: Driver circuit, 57: Linear laser spot, 59: Scan, 62: Scan, 67: Driver circuit, 68: Driver circuit, 69: Control circuit , 70: interface circuit, 71: arithmetic circuit, 72: insulating substrate, 73: undercoat film, 74: amorphous silicon film surface, 74B: polysilicon, 75: linear laser beam.
Claims (8)
前記光導波路部が、短手方向幅が1μm〜20μm、長手方向幅が1mm〜60mmとした長楕円形状のコア部を出射端面に有し、
前記制御部が、レーザ光源のレーザパワーを、前記コア部の出射端面から出射するレーザスポットのパワー密度が0.1mW/μm2以上となる値に設定する半導体製造装置。 A laser light source that emits laser light; a control unit that controls the laser power of the laser light source; an optical waveguide unit that includes a core unit that transmits the laser beam and a cladding unit that covers the core unit; A lens for forming laser light emitted from the emission end face into a laser spot having a predetermined shape, and the optical waveguide portion guides the laser light from the incident end face to the emission end face due to a difference in refractive index between the core portion and the cladding portion, A semiconductor manufacturing apparatus for modifying a surface of an object by irradiating the object with a laser spot formed by a lens,
The optical waveguide portion has a long elliptical core portion on the emission end face with a short side width of 1 μm to 20 μm and a long side width of 1 mm to 60 mm,
The semiconductor manufacturing apparatus, wherein the control unit sets a laser power of a laser light source to a value at which a power density of a laser spot emitted from an emission end face of the core unit is 0.1 mW / μm 2 or more.
前記光導波路部が、一辺長を1μm〜20μm、該一辺と直交する他辺長を1mm〜60mmとした矩形形状の主コア部と、該主コア部の周囲に配置されたフォーカス制御用レーザ光を出射する出射端面の複数の副コア部とを出射端面に有し、
前記制御部が、レーザ光源のレーザパワーを、前記主コア部から出射するレーザスポットのパワー密度が0.1mW/μm 2 以上となる値に設定し、
前記フォーカス制御部が、前記副コア部から出射したレーザ光の反射光を基にフォーカス制御を行う半導体製造装置。 A laser light source that emits laser light; a control unit that controls laser power of the laser light source; an optical waveguide unit that includes a plurality of core units that transmit the laser beam; and a cladding unit that covers the core unit; A lens for forming a laser beam emitted from the emission end face of the part into a laser spot having a predetermined shape, and a focus control part for performing focus control of the laser spot, and a laser according to a difference in refractive index between the core part and the clad part A semiconductor manufacturing apparatus that guides light from an incident end face to an exit end face and irradiates the subject while performing focus control on a laser spot formed by the lens,
The optical waveguide portion has a rectangular main core portion having a side length of 1 μm to 20 μm and a side length orthogonal to the side of 1 mm to 60 mm, and a focus control laser beam disposed around the main core portion. A plurality of sub-core portions of the emission end face that emits from the emission end face,
The control unit sets the laser power of the laser light source to a value at which the power density of the laser spot emitted from the main core unit is 0.1 mW / μm 2 or more,
A semiconductor manufacturing apparatus in which the focus control unit performs focus control based on reflected light of laser light emitted from the sub-core unit .
前記光導波路部が、短手方向幅が1μm〜20μm、長手方向幅が1mm〜60mmとした長楕円形状の主コア部と、該主コア部の周囲に配置されたフォーカス制御用レーザ光を出射する出射端面の複数の副コア部とを出射端面に有し、
前記制御部が、レーザ光源のレーザパワーを、前記主コア部から出射するレーザスポットのパワー密度が0.1mW/μm 2 以上となる値に設定し、
前記フォーカス制御部が、前記副コア部から出射したレーザ光の反射光を基にフォーカス制御を行う半導体製造装置。 A laser light source that emits laser light; a control unit that controls laser power of the laser light source; an optical waveguide unit that includes a plurality of core units that transmit the laser beam; and a cladding unit that covers the core unit; A lens for forming a laser beam emitted from the emission end face of the part into a laser spot having a predetermined shape, and a focus control part for performing focus control of the laser spot, and a laser according to a difference in refractive index between the core part and the clad part A semiconductor manufacturing apparatus that guides light from an incident end face to an exit end face and irradiates the subject while performing focus control on a laser spot formed by the lens,
The optical waveguide portion emits an elliptical main core portion having a short side width of 1 μm to 20 μm and a long side width of 1 mm to 60 mm, and a focus control laser beam disposed around the main core portion. And having a plurality of sub-core portions of the exit end face on the exit end face
The control unit sets the laser power of the laser light source to a value at which the power density of the laser spot emitted from the main core unit is 0.1 mW / μm 2 or more,
A semiconductor manufacturing apparatus in which the focus control unit performs focus control based on reflected light of laser light emitted from the sub-core unit .
7. The focus control unit according to claim 4, wherein the focus control unit performs focus control so that a reflected laser spot of the sub-core unit projected by reflected light of the laser beam emitted from the sub-core unit has a predetermined size. Semiconductor manufacturing equipment.
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