JP2002280324A - レーザ装置 - Google Patents

レーザ装置

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JP2002280324A
JP2002280324A JP2001077041A JP2001077041A JP2002280324A JP 2002280324 A JP2002280324 A JP 2002280324A JP 2001077041 A JP2001077041 A JP 2001077041A JP 2001077041 A JP2001077041 A JP 2001077041A JP 2002280324 A JP2002280324 A JP 2002280324A
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laser pulse
laser
reference laser
optical fiber
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Shigeo Kubota
重夫 久保田
Michio Oka
美智雄 岡
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小型化を図れ、しかも出力パルスの安定化を図
れ、ひいてはアニール装置等の小型化、安定化を図れる
レーザ装置を提供する。 【解決手段】波長９１４ｎｍでパルス幅が０．５ｎｓの
基準レーザパルス光ＲＰref を出射するマスタレーザ１
１と、基準レーザパルス光ＲＰref をＮ個の光に分割す
るマイクロレンズアレイ１３と、順に分割基準レーザパ
ルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefNのパルス幅である０．５
ｎｓの伝播遅延時間を持つように長さが設定された光フ
ァイバ増幅器１４−１〜１４−Ｎと、増幅および遅延作
用を受けた分割基準レーザパルス光を受けて、波長３０
５ｎｍでパルス幅０．５ｎｓの第３高調波ＴＲＤ１〜Ｔ
ＲＤＮを発生する第３高調波発生装置１７と、Ｎ個の第
３高調波ＴＲＤ１〜ＴＲＤＮを並列的に連続して配置さ
せて時間多重して出射する照明光学系１８とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ装置に係
り、特に、たとえば液晶や有機エレクトロルミネッセン
ス（ＥＬ）素子を用いたアクティブマトリクス型のディ
スプレイにおいて、各画素のスイッチング素子や電流制
御用の能動素子として用いられる薄膜トランジスタ（Ｔ
ｈｉｎＦｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の製造時に特
性向上のために行われるアニール処理に適したレーザ装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、アクティブマトリクス型のディ
スプレイでは、多数の画素をマトリクス状に配列し、与
えられた輝度情報に応じて画素毎に光強度を制御するこ
とによって画像を表示する。電気光学物質として液晶を
用いた場合には、各画素に書き込まれる電圧に応じて画
素の透過率が変化する。電気光学物質として有機ＥＬ素
子を用いたアクティブマトリクス型のディスプレイで
も、基本的な動作は液晶を用いた場合と同様である。
【０００３】たとえば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）にお
いては、表示電極上にある液晶層に電圧を印加するため
に各画素のスイッチング素子としてＴＦＴが用いられ
る。このＴＦＴにより液晶の配向を制御し、ガラス基板
の裏側からのバックライトの光の透過を制御する。液晶
ディスプレイ等では、ガラス基板として耐熱温度が１０
００°Ｃと高い石英ガラスが用いられているが、石英基
板は、高価であることから、近年では耐熱温度が６００
°Ｃと低い安価なガラスが用いられるようになってき
た。
【０００４】このため、ＴＦＴ作製のプロセス温度は基
板の耐熱温度以下に管理される。また、アモルファスシ
リコン（ａ−Ｓｉ）膜に比べて多結晶シリコン（ポリシ
リコン）は、そのキャリア移動度が２桁程度高いことか
ら、動作速度の早い、画素数の多い大型のディスプレイ
に適している。そこで、ポリシリコンをガラス基板上に
形成する場合、ガラス基板の熱変形等の発生を避けるた
めに、ａ−Ｓｉ膜をレーザ光でアニール処理して再結晶
化してポリシリコン膜にする方法が採用される。
【０００５】従来、アニール処理を行うためのレーザア
ニール装置には、発振波長３０８ナノメートル（ｎｍ）
のＸｅＣｌエキシマレーザが用いられる。
【０００６】ラムダフィジーク社による公知資料によれ
ば、発振波長３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザを用
いてＴＦＴをアニールするために必要なフルエンスは数
１００ｍＪ／ｃｍ2 であり、平均出力パワーは２００
Ｗ、繰り返し周波数は３００Ｈｚ、パルス幅は２０ナノ
秒（ｎｓ）程度である。これにより、ａ−Ｓｉ膜表面を
融解させるに足る光エネルギーを得ることができる。な
お、シリコン表面の融解は、１４２０°Ｃ以上にアニー
ルされることにより行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、エキシマレ
ーザは、短波長域での高出力を実現できるものの、装置
が大型で、出力パルスの安定性に欠けるという不利益が
ある。その結果、アニール装置が大型化し、アニール処
理の安定性に欠けることから、サイズが小さく、しかも
出力パルスの安定したレーザ装置の開発が望まれてい
る。
【０００８】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、小型化を図れ、しかも出力パル
スの安定化を図れ、ひいてはアニール装置等の小型化、
安定化を図れるレーザ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の観点に係るレーザ装置は、所定波長
で所定のパルス幅の基準レーザパルス光を出射するレー
ザ光源と、伝播光の伝播遅延特性が異なる複数の光ファ
イバと、上記レーザ光源から出射された基準レーザパル
ス光を複数に分波し、各分波基準レーザパルス光を上記
複数の光ファイバそれぞれに伝播させる光分波手段と、
上記複数の光ファイバを伝播されて出射された分波基準
レーザパルス光を並列的に連続して配置させて上記基準
レーザパルス光のパルス幅より大きいパルス幅のレーザ
パルス光を出射する光合成手段とを有する。
【００１０】また、本発明の第１の観点に係るレーザ装
置では、上記光合成手段は、上記複数の光ファイバから
出射された分波基準レーザパルス光の波長を上記所定波
長より短い波長に変換する波長変換手段と、上記波長変
換手段により波長が変換された複数のレーザパルス光を
並列的に連続して配置させて上記基準レーザパルス光の
パルス幅より大きいパルス幅のレーザパルス光を出射す
る光学系とを含む。
【００１１】また、本発明の第１の観点に係るレーザ装
置では、上記波長変換手段は、入射光に基づいてｎ（ｎ
は２以上の整数）次の高調波を生成する少なくとも一つ
の非線形光学結晶を含む。
【００１２】好適には、上記波長変換手段は、上記複数
の光ファイバから出射された分波基準レーザパルス光を
受けて複数の第２高調波を発生し、複数の分波基準レー
ザパルス光および複数の第２高調波を出射する第１の非
線形光学結晶と、上記第１の非線形光学結晶による複数
の分波基準レーザパルス光および複数の第２高調波に基
づいて第３高調波を発生する第２の非線形光学結晶とを
含み、上記光学系は、上記第２の非線形光学結晶から出
射された複数の第３高調波を並列的に連続して配置させ
て上記基準レーザパルス光のパルス幅より大きいパルス
幅のレーザパルス光を出射する。
【００１３】また、本発明の第１の観点に係るレーザ装
置では、上記複数の光ファイバは、レーザパルス光が上
記基準レーザパルス光のパルス幅に相当する伝播遅延時
間をもって順次に出射されるように伝播長さがそれぞれ
異なる長さに設定されている。
【００１４】本発明の第２の観点に係るレーザ装置は、
所定波長で所定のパルス幅の基準レーザパルス光を出射
するレーザ光源と、伝播光の伝播遅延特性が異なり、供
給される励起光の強度に応じた利得をもって伝播光を増
幅する複数の光ファイバ増幅器と、上記複数の光ファイ
バ増幅器に上記励起光を供給する励起光供給手段と、上
記レーザ光源から出射された基準レーザパルス光を複数
に分波し、各分波基準レーザパルス光を上記複数の光フ
ァイバ増幅器それぞれに伝播させる光分波手段と、上記
複数の光ファイバ増幅器を伝播されて出射された分波基
準レーザパルス光を並列的に連続して配置させて上記基
準レーザパルス光のパルス幅より大きいパルス幅のレー
ザパルス光を出射する光合成手段とを有する。
【００１５】また、本発明の第２の観点に係るレーザ装
置では、上記光合成手段は、上記複数の光ファイバ増幅
器から出射された分波基準レーザパルス光の波長を上記
所定波長より短い波長に変換する波長変換手段と、上記
波長変換手段により波長が変換された複数のレーザパル
ス光を並列的に連続して配置させて上記基準レーザパル
ス光のパルス幅より大きいパルス幅のレーザパルス光を
出射する光学系とを含む。
【００１６】また、本発明の第２の観点に係るレーザ装
置では、上記波長変換手段は、入射光に基づいてｎ（ｎ
は２以上の整数）次の高調波を生成する少なくとも一つ
の非線形光学結晶を含む。
【００１７】好適には、上記波長変換手段は、上記複数
の光ファイバ増幅器から出射された分波基準レーザパル
ス光を受けて複数の第２高調波を発生し、複数の分波基
準レーザパルス光および複数の第２高調波を出射する第
１の非線形光学結晶と、上記第１の非線形光学結晶によ
る複数の分波基準レーザパルス光および複数の第２高調
波に基づいて第３高調波を発生する第２の非線形光学結
晶とを含み、上記光学系は、上記第２の非線形光学結晶
から出射された複数の第３高調波を並列的に連続して配
置させて上記基準レーザパルス光のパルス幅より大きい
パルス幅のレーザパルス光を出射する。
【００１８】また、本発明の第２の観点に係るレーザ装
置では、上記複数の光ファイバ増幅器は、レーザパルス
光が上記基準レーザパルス光のパルス幅に相当する伝播
遅延時間をもって順次に出射されるように伝播長さがそ
れぞれ異なる長さに設定されている。
【００１９】また、本発明の第２の観点に係るレーザ装
置では、上記複数の光ファイバ増幅器に供給される励起
光の強度が各光ファイバ増幅器毎に所望の値に設定され
ている。
【００２０】本発明によれば、レーザ光源により、所定
波長たとえば近赤外の波長９１４ｎｍでパルス幅が０．
５ｎｓの基準レーザパルス光が光分波手段に出射され
る。光分波手段で、入射された基準レーザパルス光が複
数に分波され、たとえば複数の光ファイバ増幅器に伝播
される。各光ファイバ増幅器には、たとえば励起光供給
手段により励起光が供給されており、光ファイバ増幅器
を伝播する分波基準レーザパルス光は、それぞれ励起光
の強度に応じた誘導利得をもって増幅され、分波によっ
て減少した光パワーが補償されて他端面から光合成手段
に出射される。そして、複数の光ファイバ増幅器は、伝
播光である分波基準レーザパルスに対してそれぞれ異な
る伝播遅延特性が与えられる。たとえば、複数の光ファ
イバ増幅器の長さが、出射するレーザパルス光が、それ
ぞれ基準レーザパルス光のパルス幅に相当する伝播遅延
時間をもって順次に出射されるように設定されている。
したがって、複数の光ファイバ増幅器から複数の分波基
準レーザパルス光が、たとえば０．５ｎｓずつずれた時
間関係をもって光合成手段に出射される。
【００２１】光合成手段では、たとえば第１の非線形光
学結晶において、入射された波長９１４ｎｍの複数の分
波基準レーザパルス光の波長がそれぞれ非線形分極に基
づいて変換され、波長４５７ｎｍの第２高調波が発生さ
れる。第１の非線形光学結晶で発生された複数の第２高
調波と複数の分波基準レーザパルス光が第２の非線形光
学結晶に入射される。そして、第２の非線形光学結晶に
おいて、入射された波長９１４ｎｍの複数の分波基準レ
ーザパルス光および波長４５７ｎｍの複数の第２高調波
との和周波混合が行われ、波長３０５ｎｍの複数の第３
高調波が発生され、光学系に出射される。そして、光学
系においては、複数の第３高調波が並列的に連続して配
置されて、基準レーザパルス光のパルス幅より大きいパ
ルス幅のレーザパルス光が出射される。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るレーザ装置
の一実施形態を示す構成図である。
【００２３】本レーザ装置１０は、レーザ光源としての
マスタレーザ１１、ビームエキスパンダ１２、マイクロ
レンズアレイ１３、それぞれ伝播光の伝播遅延特性が異
なる複数Ｎ本の光ファイバ増幅器１４−１〜１４−Ｎ、
ファイバ結合型励起用レーザ光源１５−１〜１５−Ｎ、
励起光伝播用光ファイバ１６−１〜１６−Ｎ、波長変換
手段としての第３高調波発生装置１７、および照明光学
系１８を有している。そして、ビームエキスパンダ１２
およびマイクロレンズアレイ１３により光分波手段が構
成され、第３高調波発生装置１７および照明光学系１８
により光合成手段が構成される。また、励起用レーザ光
源１５−１〜１５−Ｎ、励起光伝播用光ファイバ１６−
１〜１６−Ｎ、および後記する光ファイバカプラ１４１
−１〜１４１−Ｎにより励起光供給手段が構成される。
【００２４】マスタレーザ１１は、たとえば発振波長が
９１４ｎｍの近赤外のマイクロチップレーザにより構成
され、波長９１４ｎｍでパルス幅が０．５ｎｓの基準レ
ーザパルス光ＲＰref をビームエキスパンダ１２に出射
する。なお、マスタレーザ１１のパルス繰り返し周波数
は、たとえば１ＭＨｚ以上で、ＸｅＣｌエキシマレーザ
ーのパルス繰り返し周波数３００Ｈｚより十分高い。
【００２５】図２は、マスタレーザ１１の構成例を示す
図である。このマスタレーザ１１は、図２に示すよう
に、たとえば出力パワー１００ｍＷで波長８０８ｎｍの
励起光ＰＭＰを出射する励起光源１１１と、波長８０８
ｎｍの励起光ＰＭＰを反射し、波長９１４ｎｍの基準レ
ーザパルス光ＲＰref を透過させるダイクロイックミラ
ー１１２と、ダイクロイックミラー１１２で反射された
励起光ＰＭＰを受けて励起状態となって、波長９１４ｎ
ｍで、パルス幅０．５ｎｓの基準レーザパルス光ＲＰre
f をダイクロイックミラー１１２に出射する共振器部１
１３を有している。
【００２６】なお、共振器部１１３は、たとえばＮｄ：
ＹＶＯ4 を含むレーザロッド１１３１と、レーザロッド
１１３１の端面部に形成された半導体過飽和吸収ミラー
１１３２および出力ミラー１１３３により構成されてい
る。
【００２７】ビームエキスパンダ１２は、焦点距離を一
致させた２つのレンズ１２１および１２２により構成さ
れ、マスタレーザ１１から出射された細い平行光線束の
基準レーザパルス光ＲＰref を太い平行光線束に変換し
て、マイクロレンズアレイ１３に入射させる。
【００２８】マイクロレンズアレイ１３は、ビームエキ
スパンダ１２による太い平行光線束に変換された基準レ
ーザパルス光ＲＰref の入射領域に、Ｎ個のマイクロレ
ンズ１３−１〜１３−Ｎが１列に配置してあり、各マイ
クロレンズ１３−１〜１３−Ｎが、基準レーザパルス光
ＲＰref をＮ個の光（像）に分波（以下、分割という）
して、それぞれ分割基準レーザパルス光ＤＲＰref1〜Ｄ
ＲＰrefNを対応する光ファイバ増幅器１４−１〜１４−
Ｎの一端面に結像させ、各光ファイバ増幅器１４−１〜
１４−Ｎを伝播させる。具体的には、図１に示すよう
に、マイクロレンズ１３−１は分割基準レーザパルス光
ＤＲＰref1を光ファイバ増幅器１４−１の一端面に結像
させる。同様に、マイクロレンズ１３−２は分割基準レ
ーザパルス光ＤＲＰref2を光ファイバ増幅器１４−２の
一端面に結像させ、マイクロレンズ１３−３は分割基準
レーザパルス光ＤＲＰref3を光ファイバ増幅器１４−３
の一端面に結像させ、マイクロレンズ１３−Ｎは分割基
準レーザパルス光ＤＲＰrefNを光ファイバ増幅器１４−
Ｎの一端面に結像させる。
【００２９】光ファイバ増幅器１４−１〜１４−Ｎは、
たとえば希土類元素のネオジム（Ｎｄ）を添加した、ダ
ブルクラッド型光ファイバにより構成されている。各光
ファイバ増幅器１４−１〜１４−Ｎの一端面側には、そ
れぞれマルチモード光ファイバにより構成された、励起
光伝播用光ファイバ１６−１〜１６−Ｎの一端部が融着
されて光学的に結合されて光ファイバカプラ部１４１が
形成されている。
【００３０】具体的には、光ファイバ増幅器１４−１の
一端面側に光ファイバ１６−１の一端部が融着結合され
て光ファイバカプラ１４１−１が構成され、光ファイバ
増幅器１４−１は、光ファイバカプラ１４１−１を通し
て伝播される波長８０８ｎｍの励起光により励起状態と
なり、一端面から入射された分割基準レーザパルス光Ｄ
ＲＰref1を、励起光の強度に応じた誘導利得をもって増
幅し、分波によって減少した光パワーを補償して他端面
から第３高調波発生装置１７に出射する。同様に、光フ
ァイバ増幅器１４−２の一端面側に光ファイバ１６−２
の一端部が融着結合されて光ファイバカプラ１４１−２
が構成され、光ファイバ増幅器１４−２は、光ファイバ
カプラ１４１−２を通して伝播される波長８０８ｎｍの
励起光により励起状態となり、一端面から入射された分
割基準レーザパルス光ＤＲＰref2を、励起光の強度に応
じた利得をもって増幅し、分波によって減少した光パワ
ーを補償しさらに利得により最大３０〜４０ｄＢ増幅し
て他端面から第３高調波発生装置１７に出射する。光フ
ァイバ増幅器１４−３の一端面側に光ファイバ１６−３
の一端部が融着結合されて光ファイバカプラ１４１−３
が構成され、光ファイバ増幅器１４−３は、光ファイバ
カプラ１４１−３を通して伝播される波長８０８ｎｍの
励起光により励起状態となり、一端面から入射された分
割基準レーザパルス光ＤＲＰref3を、励起光の強度に応
じた利得をもって増幅し、分波によって減少した光パワ
ーを補償してさらに最大３０〜４０ｄＢ増幅して他端面
から第３高調波発生装置１７に出射する。そして、光フ
ァイバ増幅器１４−Ｎの一端面側に光ファイバ１６−Ｎ
の一端部が融着結合されて光ファイバカプラ１４１−Ｎ
が構成され、光ファイバ増幅器１４−Ｎは、光ファイバ
カプラ１４１−Ｎを通して伝播される波長８０８ｎｍの
励起光により励起状態となり、一端面から入射された分
割基準レーザパルス光ＤＲＰrefNを、励起光の強度に応
じた利得をもって増幅し、分波によって減少した光パワ
ーを補償してさらに最大３０〜４０ｄＢ増幅して他端面
から第３高調波発生装置１７に出射する。
【００３１】このように増幅機能を有するＮ本の光ファ
イバ増幅器１４−１〜１４−Ｎは、伝播光である分割基
準レーザパルス光に対してそれぞれ異なる伝播遅延特性
を有している。本実施形態では、これらの異なる伝播遅
延特性は、次のようにして与えられている。
【００３２】すなわち、本実施形態では、Ｎ本の光ファ
イバ長をそれぞれ違えることによって伝播遅延を与えて
いる。これにより、遅延時間はファイバ長で決定される
から、極めて精度の高い遅延時間が実現できる。
【００３３】ちなみに、ファイバーの屈折率をｎ＝１．
５とし、ファイバ長の差を△Ｌとするとき、伝播遅延時
間Ｔdly は次式で与えられる。
【００３４】
【数１】 伝播遅延時間Ｔdly ＝ｎ△Ｌ／ｃ＝ｔ＝０．５ｎｓ …（１）
【００３５】この（１）式により△Ｌ＝ｃｔ／ｎ＝１０
ｃｍとなる。ここでｃ＝３×１０8ｍ／ｓは光速であ
る。すなわち、光ファイバ増幅器１４−１の長さをＬ１
とすると、光ファイバ増幅器１４−２の長さＬ２は（Ｌ
１＋１０ｃｍ）に設定され、光ファイバ増幅器１４−３
の長さＬ３は（Ｌ２＋１０ｃｍ＝Ｌ１＋２０ｃｍ）に設
定され、光ファイバ増幅器１４−Ｎの長さＬＮは（ＬN-
1 ＋１０ｃｍ＝Ｌ１＋(N-1) ×１０ｃｍ）に設定され
る。
【００３６】このように、１０ｃｍのファイバ長の差を
加工で実現することは比較的容易である。
【００３７】以上のように伝播遅延を与えられた光ファ
イバ増幅器１４−１〜１４−Ｎからパルス幅０．５ｎｓ
の分割基準レーザパルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefNが、
図３に示すように０．５ｎｓずつずれた時間関係をもっ
て出射される。
【００３８】また、ダブルクラッド型光ファイバ２０
は、たとえば図４に示すような構造を有している。すな
わち、図４に示すように、屈折率ｎ１のコア２１と、コ
ア２１を被覆するように形成された屈折率ｎ２の第１ク
ラッド２２と、第１クラッド２２を被覆するように形成
された第２クラッド２３により構成される。コア２１の
屈折率ｎ１と、第１クラッド２２の屈折率ｎ２と、第２
クラッド２３の屈折率ｎ３とは、次の関係を満足する。
【００３９】
【数２】ｎ１＞ｎ２＞ｎ３
【００４０】このような構造を有するダブルクラッド型
光ファイバ増幅器１４−１〜１４−Ｎにおいては、図５
に示すように、光ファイバカプラ１４１−１〜１４１−
Ｎを介して入射される励起光ＰＭＰは第１クラッド２２
を伝播され、コア２１を分割基準レーザパルス光ＤＲＰ
ref1〜ＤＲＰrefNが伝播される。
【００４１】ファイバ結合型励起用レーザ光源１５−１
は、波長８０８ｎｍの励起光を所定の出力パワー、たと
えば８Ｗで光ファイバ１６−１の他端面に結像させて伝
播させる。同様に、ファイバ結合型励起用レーザ光源１
５−２は、波長８０８ｎｍの励起光を所定の出力パワ
ー、たとえば８Ｗで光ファイバ１６−２の他端面に結像
させて伝播させる。ファイバ結合型励起用レーザ光源１
５−３は、波長８０８ｎｍの励起光を所定の出力パワ
ー、たとえば８Ｗで光ファイバ１６−３の他端面に結像
させて伝播させる。そして、ファイバ結合型励起用レー
ザ光源１５−Ｎは、波長８０８ｎｍの励起光を所定の出
力パワー、たとえば８Ｗで光ファイバ１６−Ｎの他端面
に結像させて伝播させる。
【００４２】第３高調波発生装置１７は、Ｎ本の光ファ
イバ増幅器１４−１〜１４−Ｎの他端面から出射された
波長９１４ｎｍの分割基準レーザパルス光ＤＲＰref1〜
ＤＲＰrefNを受けて、波長３０５ｎｍでパルス幅０．５
ｎｓの第３高調波ＴＲＤ１〜ＴＲＤＮを発生し、照明光
学系に出射する。
【００４３】照明光学系１８は、第３高調波発生装置１
７にて波長変換して得られたＮ個の第３高調波ＴＲＤ１
〜ＴＲＤＮのレーザパルス光を、並列的に連続して配置
させていわゆる時間多重した、パルス幅が０．５ｎｓの
基準レーザパルス光ＲＰrefのＮ倍以上のパルス幅（た
とえば１０ｎｓｅｃ）のパルス光を出射する。
【００４４】以下に、第３高調波発生装置１７および照
明光学系１８の具体的な構成例について、図６に関連付
けて説明する。
【００４５】図６は、本発明に係る第３高調波発生装置
および照明光学系の具体的な構成例を示す図である。
【００４６】まず、第３高調波発生装置１７の構成につ
いて説明する。
【００４７】第３高調波発生装置１７は、図６に示すよ
うに、第１のマイクロレンズアレイ１７１、第１の非線
形光学結晶１７２、第２のマイクロレンズアレイ１７
３、１／２波長板１７４、第３のマイクロレンズアレイ
１７５、第２の非線形光学結晶１７６、および第４のマ
イクロレンズアレイ１７７を有する。
【００４８】第１のマイクロレンズアレイ１７１は、光
ファイバ増幅器１４−１〜１４−Ｎの分割基準レーザパ
ルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefNの光出射端面（他端面）
に対応するようにＮ個のマイクロレンズ１７１−１〜１
７１−Ｎが１列に配置してあり、各マイクロレンズ１７
１−１〜１７１−Ｎが、分割基準レーザパルス光ＤＲＰ
ref1〜ＤＲＰrefNを集光して第１の非線形光学結晶１７
２に入射させる。なお、図示しないが、光ファイバ増幅
器１４−１〜１４−Ｎの分割基準レーザパルス光ＤＲＰ
ref1〜ＤＲＰrefNの光出射端面（他端面）側は、たとえ
ばＮ個のＶ溝を持つＶ溝アレイ等に固定される。
【００４９】第１の非線形光学結晶１７２は、たとえば
ＬＢＯ（ＬｉＢ3 Ｏ5 ）等により構成され、第１のマイ
クロレンズアレイ１７１を介して入射された波長９１４
ｎｍの分割基準レーザパルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefN
の波長（あるいは光周波数）をそれぞれ非線形分極に基
づいて変換し、波長４５７ｎｍの第２高調波を発生さ
せ、発生させた第２高調波ＳＮＤ１〜ＳＮＤＮと分割基
準レーザパルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefNを第２のマイ
クロレンズアレイ１７３に出射する。
【００５０】第２のマイクロレンズアレイ１７３は、第
１の非線形光学結晶１７２の分割基準レーザパルス光Ｄ
ＲＰref1〜ＤＲＰrefNおよび第２高調波ＳＮＤ１〜ＳＮ
ＤＮの光出射端面（他端面）部に対応するようにＮ個の
マイクロレンズ１７３−１〜１７３−Ｎが１列に配置し
てあり、各マイクロレンズ１７３−１〜１７３−Ｎが、
分割基準レーザパルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefNおよび
第２高調波ＳＮＤ１〜ＳＮＤＮを平行光線束に変換し
て、１／２波長板１７４に入射させる。
【００５１】１／２波長板１７４は、第２のマイクロレ
ンズアレイ１７３を介して入射した分割基準レーザパル
ス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefNおよび第２高調波ＳＮＤ１
〜ＳＮＤＮのうち、分割基準レーザパルス光ＤＲＰref1
〜ＤＲＰrefNは偏波面をそのまま保持し、第２高調波Ｓ
ＮＤ１〜ＳＮＤＮの偏波面を９０°回転させて第３のマ
イクロレンズアレイ１７５に入射させる。
【００５２】第３のマイクロレンズアレイ１７５は、１
／２波長板１７４の分割基準レーザパルス光ＤＲＰref1
〜ＤＲＰrefNおよび偏波面が９０°回転された第２高調
波ＳＮＤ１〜ＳＮＤＮの光出射端面（他端面）部に対応
するようにＮ個のマイクロレンズ１７５−１〜１７５−
Ｎが１列に配置してあり、各マイクロレンズ１７５−１
〜１７５−Ｎが、分割基準レーザパルス光ＤＲＰref1〜
ＤＲＰrefNおよび第２高調波ＳＮＤ１〜ＳＮＤＮを集光
して第２の非線形光学結晶１７６に入射させる。
【００５３】第２の非線形光学結晶１７６は、たとえば
ＬＢＯ（ＬｉＢ3 Ｏ5 ）等により構成され、第３のマイ
クロレンズアレイ１７５を介して入射された波長９１４
ｎｍの分割基準レーザパルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefN
および波長４５７ｎｍの第２高調波ＳＮＤ１〜ＳＮＤＮ
との和周波混合を行い、波長３０５ｎｍの第３高調波を
発生させ、発生させた第３高調波ＴＲＤ１〜ＴＲＤＮ
（と分割基準レーザパルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefN）
を第４のマイクロレンズアレイ１７７に出射する。
【００５４】第４のマイクロレンズアレイ１７７は、第
２の非線形光学結晶１７２の第３高調波ＴＲＤ１〜ＴＲ
ＤＮ（と分割基準レーザパルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰre
fN）の光出射端面（他端面）部に対応するようにＮ個の
マイクロレンズ１７７−１〜１７７−Ｎが１列に配置し
てあり、各マイクロレンズ１７７−１〜１７７−Ｎが、
第３高調波ＴＲＤ１〜ＴＲＤＮを平行光線束に変換し
て、次段の照明光学系１８に出射する。なお、実際には
波長９１４ｎｍの成分を取り除く光フィルタを第４のマ
イクロレンズアレイ１７７の入射側あるいは出射側に配
置することが望ましい。
【００５５】以上の構成を有する第３高調波発生装置１
７では、たとえば図７に示すように、第１の非線形光学
結晶１７２で発生される波長４５７ｎｍの第２高調波の
パワーは２Ｗ程度であり、波長４５７ｎｍの第２高調波
から波長３０５ｎｍの第３高調波への変換効率は６０％
程度である。１つの第３高調波の平均出力は１．２Ｗ、
繰り返し周波数１ＭＨｚ、パルス幅０．５ｎｓ、ビーム
サイズは５×１０-4ｃｍ2 、ピークパワー密度は４．８
×１０6 Ｗ／ｃｍ2 である。
【００５６】次に、照明光学系１８の構成について説明
する。
【００５７】照明光学系１８は、図６に示すように、リ
レーレンズ１８１，１８２、および円柱レンズ１８３，
１８４を有している。
【００５８】リレーレンズ１８１は、第３高調波発生装
置１７の第４のマイクロレンズアレイ１７７により生じ
たＮ個の第３高調波ＴＲＤ１〜ＴＲＤＮの像を重ね合わ
せるように集光する。そして、リレーレンズ１８２は、
リレーレンズ１８１により集光された第３高調波像を平
行光線束に変換して円柱レンズ１８３に出射する。
【００５９】円柱レンズ１８３は、リレーレンズ１８２
による空間的（時間的）に重ね合わされた第３高調波像
の平行光線束の照射領域を広げるように広角度で円柱レ
ンズ１８４に出射する。そして、円柱レンズ１８４は、
円柱レンズ１８３により広げられた空間的（時間的）に
重ね合わされたＮ個の第３高調波を所定の照射領域に、
線状に照射する。
【００６０】次に、上記構成による動作を説明する。
【００６１】マスタレーザ１１により、波長９１４ｎｍ
でパルス幅が０．５ｎｓの基準レーザパルス光ＲＰref
がビームエキスパンダ１２に出射される。ビームエキス
パンダ１２では、マスタレーザ１１から出射された細い
平行光線束の基準レーザパルス光ＲＰref が太い平行光
線束に変換されて、マイクロレンズアレイ１３に出射さ
れる。
【００６２】マイクロレンズアレイ１３においては、ビ
ームエキスパンダ１２による太い平行光線束に変換され
た基準レーザパルス光ＲＰref の入射領域に配置してあ
るＮ個のマイクロレンズ１３−１〜１３−Ｎにより、基
準レーザパルス光ＲＰref がＮ個の光（像）に分割され
る。そして、分割された分割基準レーザパルス光ＤＲＰ
ref1〜ＤＲＰrefNは、それぞれ対応する光ファイバ増幅
器１４−１〜１４−Ｎの一端面に結像され、各光ファイ
バ増幅器１４−１〜１４−Ｎに伝播される。
【００６３】光ファイバ増幅器１４−１〜１４−Ｎに
は、励起用レーザ光源１５−１〜１５−Ｎによる波長８
０８ｎｍの励起光が、それぞれ光ファイバ１６−１〜１
６−Ｎ、光ファイバカプラ１４１−１〜１４１−Ｎを介
して伝播されている。これにより、光ファイバ増幅器１
４−１〜１４−Ｎは、励起状態となっている。したがっ
て、光ファイバ増幅器１４−１〜１４−Ｎを伝播する分
割基準レーザパルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefNは、それ
ぞれ励起光の強度に応じた誘導利得をもって増幅され、
分波によって減少した光パワーが補償されて他端面から
第３高調波発生装置１７に出射される。
【００６４】そして、このように増幅機能を有するＮ本
の光ファイバ増幅器１４−１〜１４−Ｎは、伝播光であ
る分割基準レーザパルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefNに対
してそれぞれ異なる伝播遅延特性が与えられる。すなわ
ち、光ファイバ増幅器１４−１〜１４−Ｎの長さを、光
ファイバ増幅器１４−１の長さＬ１に対して、順に分割
基準レーザパルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefNのパルス幅
である０．５ｎｓの伝播遅延時間を持つように１０ｃｍ
ずつ長くなるように設定されていることから、各光ファ
イバ増幅器１４−１〜１４−Ｎから出射される分割基準
レーザパルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefNが、０．５ｎｓ
ずつずれた時間関係をもって第３高調波発生装置１７に
出射される。
【００６５】第３高調波発生装置１７では、Ｎ本の光フ
ァイバ増幅器１４−１〜１４−Ｎの他端面から出射され
た波長９１４ｎｍの分割基準レーザパルス光ＤＲＰref1
〜ＤＲＰrefNが、第１のマイクロレンズアレイ１７１に
入射される。
【００６６】第１のマイクロレンズアレイ１７１では、
光ファイバ増幅器１４−１〜１４−Ｎの分割基準レーザ
パルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefNの光出射端面に対応す
るように配置されたＮ個のマイクロレンズ１７１−１〜
１７１−Ｎにより、分割基準レーザパルス光ＤＲＰref1
〜ＤＲＰrefNが集光されて、それぞれ第１の非線形光学
結晶１７２の所定の位置に出射される。
【００６７】第１の非線形光学結晶１７２では、入射さ
れた波長９１４ｎｍの分割基準レーザパルス光ＤＲＰre
f1〜ＤＲＰrefNの波長がそれぞれ非線形分極に基づいて
変換され、波長４５７ｎｍの第２高調波が発生される。
第１の非線形光学結晶１７２で発生された第２高調波Ｓ
ＮＤ１〜ＳＮＤＮと分割基準レーザパルス光ＤＲＰref1
〜ＤＲＰrefNが第２のマイクロレンズアレイ１７３に出
射される。
【００６８】第２のマイクロレンズアレイ１７３では、
第１の非線形光学結晶１７２の分割基準レーザパルス光
ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefNおよび第２高調波ＳＮＤ１〜Ｓ
ＮＤＮの光出射端面部に対応して配置されたＮ個のマイ
クロレンズ１７３−１〜１７３−Ｎにより、分割基準レ
ーザパルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefNおよび第２高調波
ＳＮＤ１〜ＳＮＤＮが平行光線束に変換されて、１／２
波長板１７４に出射される。
【００６９】１／２波長板１７４においては、第２のマ
イクロレンズアレイ１７３を介して入射した分割基準レ
ーザパルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefNおよび第２高調波
ＳＮＤ１〜ＳＮＤＮのうち、分割基準レーザパルス光Ｄ
ＲＰref1〜ＤＲＰrefNの偏波面をそのまま保持されて、
第３のマイクロレンズアレイ１７５に出射される。これ
に対して、第２高調波ＳＮＤ１〜ＳＮＤＮの偏波面が１
／２波長板１７４により９０°回転されて第３のマイク
ロレンズアレイ１７５に出射される。
【００７０】第３のマイクロレンズアレイ１７５では、
１／２波長板１７４の分割基準レーザパルス光ＤＲＰre
f1〜ＤＲＰrefNおよび偏波面が９０°回転された第２高
調波ＳＮＤ１〜ＳＮＤＮの光出射端面部に対応するよう
に配置されたＮ個のマイクロレンズ１７５−１〜１７５
−Ｎにより、分割基準レーザパルス光ＤＲＰref1〜ＤＲ
ＰrefNおよび第２高調波ＳＮＤ１〜ＳＮＤＮが集光され
て、それぞれ第２の非線形光学結晶１７６の所定の位置
に入射される。
【００７１】第２の非線形光学結晶１７６では、入射さ
れた波長９１４ｎｍの分割基準レーザパルス光ＤＲＰre
f1〜ＤＲＰrefNおよび波長４５７ｎｍの第２高調波ＳＮ
Ｄ１〜ＳＮＤＮとの和周波混合が行われ、波長３０５ｎ
ｍの第３高調波ＴＲＤ１〜ＴＲＤＮが発生される。そし
て、発生された第３高調波ＴＲＤ１〜ＴＲＤＮが第２の
非線形光学結晶１７６から第４のマイクロレンズアレイ
１７７に出射される。
【００７２】第４のマイクロレンズアレイ１７７におい
ては、第２の非線形光学結晶１７２の第３高調波ＴＲＤ
１〜ＴＲＤＮの光出射端面部に対応するように配置され
たＮ個のマイクロレンズ１７７−１〜１７７−Ｎによ
り、第３高調波ＴＲＤ１〜ＴＲＤＮが平行光線束に変換
されて、次段の照明光学系１８に出射される。
【００７３】照明光学系１８においては、リレーレンズ
１８１により、第３高調波発生装置１７によるＮ個の第
３高調波ＴＲＤ１〜ＴＲＤＮの像が重ね合わせるように
集光され、さらにリレーレンズ１８２で、リレーレンズ
１８１により集光された第３高調波像が平行光線束に変
換される。次いで、円柱レンズ１８３にて、リレーレン
ズ１８２による空間的（時間的）に重ね合わされた第３
高調波像の平行光線束が照射領域を広げるように広角度
で円柱レンズ１８４に出射される。そして、円柱レンズ
１８４にて、円柱レンズ１８３により広げられ、空間的
（時間的）に重ね合わされたＮ個の第３高調波が所定の
照射領域に、線状に照射される。
【００７４】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、波長９１４ｎｍでパルス幅が０．５ｎｓの基準レー
ザパルス光ＲＰref を出射するマスタレーザ１１と、ビ
ームエキスパンダ１２による太い平行光線束に変換され
た基準レーザパルス光ＲＰrefをＮ個の光に分割するマ
イクロレンズアレイ１３と、伝播する分割基準レーザパ
ルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefNを増幅し、かつ、順に分
割基準レーザパルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰrefNのパルス
幅である０．５ｎｓの伝播遅延時間を持つように長さが
設定された光ファイバ増幅器１４−１〜１４−Ｎと、光
ファイバ増幅器１４−１〜１４−Ｎの他端面から出射さ
れた波長９１４ｎｍの分割基準レーザパルス光ＤＲＰre
f1〜ＤＲＰrefNを受けて、波長３０５ｎｍでパルス幅
０．５ｎｓの第３高調波ＴＲＤ１〜ＴＲＤＮを発生する
第３高調波発生装置１７と、第３高調波発生装置１７に
て波長変換して得られたＮ個の第３高調波ＴＲＤ１〜Ｔ
ＲＤＮのレーザパルス光を、並列的に連続して配置させ
ていわゆる時間多重した、パルス幅が０．５ｎｓの基準
レーザパルス光ＲＰref のＮ倍以上のパルス幅のパルス
光を出射する照明光学系１８とを設けたので、小型化を
図れ、しかも出力パルスの安定化を図れ、ひいてはレー
ザアニール装置等の小型化、安定化を図れる利点があ
る。
【００７５】このように、本レーザ装置１０は、レーザ
アニール装置に適し、小型化、安定化を図れるが、その
理由について以下に説明する。
【００７６】レーザアニール装置は、たとえば、電気光
学物質として液晶を用いたＬＣＤや、電気光学物質とし
て有機ＥＬ素子を用いたディスプレイ等、アクティブマ
トリクス型のディスプレイに用いられるＴＦＴの製造段
階で用いられる。具体的には、アモルファスシリコン
（ａ−Ｓｉ）膜に比べてキャリア移動度が２桁程度高い
ポリシリコンをガラス基板上に形成する場合に、ガラス
基板の熱変形等の発生を避けるために、ａ−Ｓｉ膜をレ
ーザ光でアニール処理して再結晶化してポリシリコン膜
にする製造段階で用いられる。
【００７７】ここで、たとえば発光素子として有機ＥＬ
素子を用いた画素について、図８および図９に関連付け
て簡単に説明する。
【００７８】図８は、有機ＥＬ素子を用いた画素の等価
回路図である。図８に示すように、画素３０は、有機Ｅ
Ｌ素子からなる発光素子３１、第１のＴＦＴ３２、第２
のＴＦＴ３３、および保持容量３４を有している。有機
ＥＬ素子は、多くの場合整流性を有することから、有機
発光ダイオード（ＯＬＥＤ）と呼ばれることがあり、図
８では、発光素子３１としてダイオードの記号を用いて
いる。
【００７９】図８の例では、第２のＴＦＴ３３のソース
が基準電位（接地電位ＧＮＤ）に接続され、発光素子３
１のアノードが電源電位Ｖｄｄに接続され、カソードが
第２のＴＦＴ３３のドレインに接続されている。第１の
ＴＦＴ３２のゲートが走査線ＳＣＡＮに接続され、ソー
スがデータ線ＤＡＴＡに接続され、ドレインが保持容量
３４および第２のＴＦＴ３３のゲートに接続されてい
る。
【００８０】画素を動作させるためには、まず走査線Ｓ
ＣＡＮを選択状態とし、データ線ＤＡＴＡに輝度情報を
表すデータ電位Ｖｗを印加すると、第１のＴＦＴ３２が
導通し、保持容量３４が充電または放電され、第２のＴ
ＦＴ３３のゲート電位はデータ電位Ｖｗに一致する。走
査線ＳＣＡＮを非選択状態とすると、第１のＴＦＴ３２
がオフとなり、第２のＴＦＴ３３は電気的にデータ線Ｄ
ＡＴＡから切り離されるが、第２のＴＦＴ３３のゲート
電位は保持容量３４によって安定に保持される。第２の
ＴＦＴ３３を介して発光素子３１に流れる電流は、第２
のＴＦＴ３３のゲート／ソース間電圧Ｖｇｓに応じた値
となり、発光素子３１は第２のＴＦＴ３３を通って供給
される電流量に応じた輝度で発光し続ける。
【００８１】図９は、図８に示す画素の断面構造を模式
的に示す図である。ただし、簡単化のため発光素子３１
と第２のＴＦＴ３３のみを表している。図９に示すよう
に、発光素子３１は、透明電極３１１、有機ＥＬ層３１
２、および金属電極３１３を順に積層して構成されてい
る。第２のＴＦＴ３３は、ガラス基板３３１の上に形成
されたゲート電極３３２と、その上面に重ねられたＳｉ
Ｏ2 等からなるゲート絶縁膜３３３、ゲート絶縁膜３３
３を介してゲート電極３３２の上方に重ねられた半導体
薄膜３３４により構成される。第２のＴＦＴ３３は、発
光素子３１に供給される電流の通路となるソースＳ、チ
ャネルＣｈ、およびドレインＤを備えている。チャネル
Ｃｈは丁度ゲート電極３３２の直上に位置する。このボ
トムゲート構造の第２のＴＦＴ３３は、層間絶縁膜３３
５により被覆されており、層間絶縁膜３３５の上には、
ソース電極３３６およびドレイン電極３３７が形成され
ている。そして、それらの上に別の層間絶縁膜３３８を
介して発光素子３１が成膜されている。
【００８２】第２のＴＦＴ３３の製造工程は、概ね以下
のようになる。
【００８３】まず、ガラス基板３３１上にゲート電極３
３２、ゲート絶縁膜３３３、ａ−Ｓｉからなる半導体薄
膜３３４を順次堆積、パターニングして、第２のＴＦＴ
３３を形成する。このとき、本発明に係るレーザ装置を
搭載したレーザアニール装置を用いてａ−Ｓｉ膜をレー
ザ光でアニール処理して再結晶化してポリシリコン膜に
する。これにより、ａ−Ｓｉに比べてキャリア移動度が
大きく、電流駆動能力の大きなＴＦＴ３３を作製するこ
とができる。
【００８４】このように、本発明に係るレーザ装置１０
をＸｅＣｌエキシマレーザの代わりにレーザアニール装
置に採用できる理由について以下に説明する。
【００８５】前述したように、波長９１４ｎｍの近赤外
のマスターレーザ１１のパルス繰り返し周波数は、１Ｍ
Ｈｚ以上とＸｅＣｌエキシマレーザのパルス繰り返し周
波数３００Ｈｚより十分高いものの、そのパルス幅は概
してＸｅＣｌエキシマレーザのパルス幅に比べ短い。こ
のため、上記の波長変換で得られる３０５ｎｍの紫外光
のパルス幅も、ＸｅＣｌエキシマレーザのパルス幅に比
べ短くなり、高い光密度を実現するのは比較的容易であ
っても、波長変換で得られる３０５ｎｍの紫外光をａ−
Ｓｉに照射した場合、図１０に示すように、瞬時的に、
その温度が絶対温度３４００°Ｋとなってしまう。この
温度は、ａ−Ｓｉを融解させるに適した温度１０００〜
３５００°Ｃの上限域にあることから、ａ−Ｓｉを蒸発
させてしまうおそれがある。
【００８６】しかし、本発明に係るレーザ装置１０は、
伝播する分割基準レーザパルス光ＤＲＰref1〜ＤＲＰre
fNを増幅し、かつ、順に分割基準レーザパルス光ＤＲＰ
ref1〜ＤＲＰrefNのパルス幅である０．５ｎｓの伝播遅
延時間を持つように長さが設定された複数の光ファイバ
増幅器１４−１〜１４−Ｎを用いて近赤外のマスタレー
ザのパルス幅を等価的に広げ、２個の非線形光学結晶を
用いて発生させる波長３０５ｎｍの第３高調波のパルス
幅を広げ、シリコン表面を融解するに足る光エネルギー
を得ている。すなわち、照明光学系１８から波長変換で
得られる３０５ｎｍの紫外光をａ−Ｓｉに照射した場
合、図１１に示すように、その温度が絶対温度１６００
°Ｋ程度となり、本発明に係るレーザ装置１０は、ａ−
Ｓｉの再結晶化に最適なレーザ光を発生することができ
る。
【００８７】換言すれば、波長３０８ナノメートルのＸ
ｅＣｌエキシマレーザを用いてＴＦＴをアニールするた
めに必要なフルエンスは数１００ｍＪ／ｃｍ2 であり、
パルス幅は２０ｎｓ程度である。一方、マスターレーザ
にマイクロチップ・レーザとして商品化されている近赤
外レーザを用いると、ファイバ増幅器による増幅と第３
高調波発生によって必要なフルエンスを得ることは十分
可能であるが、マイクロチップ・レーザのパルス幅は
０．５ｎｓであることから、同じフルエンスのもとでは
ピーク光密度は２０倍となってしまい、瞬時的にはシリ
コン表面は融解するものの、その温度を保持できないか
ら、シリコンをアニールするに十分な温度の時間応答を
実現できない。したがって、本発明に係るレーザ装置１
０は、トータルのフルエンスを保ちながらパルス幅を広
げる操作を行うことにより、シリコン表面を融解するに
足る光エネルギーを得ている。
【００８８】なお、図１０は、パルス幅０．５ｎｓとし
てパルス光を１００ｍＪ／ｃｍ2 でａ−Ｓｉに照射した
場合の温度プロファイルを示している。図１１は、パル
ス幅１０ｎｓとしてパルス光を１００ｍＪ／ｃｍ2 でａ
−Ｓｉに照射した場合の温度プロファイルを示してい
る。
【００８９】またたとえば、伝播遅延特性の異なる光フ
ァイバ増幅器１４−１〜１４−Ｎを２０本用いたレーザ
装置１０Ａを想定すると、１０／０．５＝２０でパルス
ストレッチを行うことができ（時間多重度２０）、図１
２に示すような、７５μｍ×７５μｍの照射レーザ光を
得ることができる。この場合、フルエンスＦは、照射面
積Ｓとすると次式で与えられる。
【００９０】
【数３】 Ｆ＝０．４Ｊ／ｃｍ2 ＝１．２Ｗ／１ＭＨｚ／Ｓｃｍ2
【００９１】
【数４】Ｓ＝３×１０-6ｃｍ2 ＝３×１０2 μｍ2
【００９２】また、たとえば図１３に示すように、伝播
遅延特性の異なる光ファイバ増幅器１４−１〜１４−Ｎ
を２０本用いたレーザ装置１０Ａを５つ並列的に使用
（空間多重度５）し、７７．５μｍ×３８７μｍの照射
レーザ光を得ることも可能である。この場合、１００Ｓ
＝３００×１０-6ｃｍ2 で繰り返し周波数が１ＭＨｚと
なる。ちなみに、ＸｅＣｌエキシマレーザはＳ＝０．８
ｃｍ2 で繰り返し周波数が３００Ｈｚである。
【００９３】なお、以上の説明では、光ファイバ増幅器
１４−１〜１４−Ｎにおける誘導利得を略等しいものと
して説明したが、光ファイバ増幅器１４−１〜１４−Ｎ
毎に誘導利得を設定できるように構成する、具体的に
は、各励起用レーザ光源１５−１〜１５−Ｎの出力パワ
ーを個別に調整可能に構成することにより、伝播遅延時
間によって異なる光増幅度（利得）を与えれば、所望の
パルス波形を実現することができる。
【００９４】すなわち、各パルス列の振幅と遅延時間を
調整し、図１４に示すように、レンズ４０等を用いて重
ね合わせることにより、その包絡線から、図１５に示す
ような任意のアニール用パルス波形を発生することが可
能となる。
【００９５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小型化を図れ、しかも出力パルスの安定化を図れ、ひい
てはレーザアニール装置等の小型化、安定化を図れる利
点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザ装置の一実施形態を示す構
成図である。
【図２】本発明に係るレーザ光源としてのマスタレーザ
の構成例を示す図である。
【図３】本発明に係る異なる伝播遅延特性を有する複数
本の光ファイバ増幅器から出射されるパルス光の時間関
係を示す図である。
【図４】ダブルクラッド型光ファイバの構造を説明する
ための図である。
【図５】ダブルクラッド型光ファイバにおける励起光と
分割基準レーザパルス光の伝播光路を説明するための図
である。
【図６】本実施形態に係る第３高調波発生装置および照
明光学系の具体的な構成例を示す図である。
【図７】本実施形態に係るレーザ装置で発生される第３
高調波の特性を説明するための図である。
【図８】有機ＥＬ素子を用いた画素の等価回路図であ
る。
【図９】有機ＥＬ素子を用いた画素の要部の断面図であ
る。
【図１０】パルス幅０．５ｎｓとしてパルス光を１００
ｍＪ／ｃｍ2 でａ−Ｓｉに照射した場合の温度プロファ
イルを示す図である。
【図１１】パルス幅１０ｎｓとしてパルス光を１００ｍ
Ｊ／ｃｍ2 でａ−Ｓｉに照射した場合の温度プロファイ
ルを示す図である。
【図１２】図１のレーザ装置の使用例を説明するための
図である。
【図１３】図１のレーザ装置の他の使用例を説明するた
めの図である。
【図１４】各パルス列の振幅と遅延時間を調整しその包
絡線から任意のアニール用パルス波形を発生する構成を
説明するための図である。
【図１５】各パルス列の振幅と遅延時間を調整して得ら
れるパルス列の包絡線の例を示す図である。
【符号の説明】
１０…レーザ装置、１１…マスタレーザ（レーザ光
源）、１１１…励起光源、１１２…ダイクロイックミラ
ー、１１３…共振器部、１１３１…レーザロッド、１１
３２…半導体過飽和吸収ミラー、１１３３…出力ミラ
ー、１２…ビームエキスパンダ、１３…マイクロレンズ
アレイ、１４−１〜１４−Ｎ…伝播光の伝播遅延特性が
異なる光ファイバ増幅器、１４１…光ファイバカプラ
部、１４１−１〜１４１−Ｎ…光ファイバカプラ、１５
−１〜１５−Ｎ…励起用レーザ光源、１６−１〜１６−
Ｎ…励起光伝播用光ファイバ、１７…第３高調波発生装
置、１７１…第１のマイクロレンズアレイ、１７２…第
１の非線形光学結晶、１７３…第２のマイクロレンズア
レイ、１７４…１／２波長板、１７５…第３のマイクロ
レンズアレイ、１７６…第２の非線形光学結晶、１７７
…第４のマイクロレンズアレイ、１８…照明光学系、１
８１，１８２…リレーレンズ、１８３，１８４…円柱レ
ンズ、２０…ダブルクラッド型光ファイバ、２１…コ
ア、２２…第１クラッド、２３…第２クラッド、３０…
画素、３１…発光素子、３１１…透明電極、３１２…有
機ＥＬ層、３１３…金属電極、３２…第１のＴＦＴ、３
３…第２のＴＦＴ、３３１…ガラス基板、３３２…ゲー
ト電極、３３３…ゲート絶縁膜、３３４…半導体薄膜、
３４…保持容量。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/336 Ｈ０１Ｓ 3/06 Ｂ Ｈ０１Ｓ 3/00 3/10 Ｚ 3/06 3/23 3/10 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６２７Ｇ 3/23 Ｆターム(参考） 2K002 AA04 AB12 BA01 CA02 DA01 HA20 5F052 AA02 BA07 BA14 BB02 BB03 CA10 DA01 5F072 AB08 AB20 AK01 AK06 KK12 KK30 QQ02 RR05 SS06 YY08 5F110 BB01 CC07 DD02 FF02 NN72 PP04 PP06 PP10

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定波長で所定のパルス幅の基準レーザ
    パルス光を出射するレーザ光源と、 伝播光の伝播遅延特性が異なる複数の光ファイバと、 上記レーザ光源から出射された基準レーザパルス光を複
    数に分波し、各分波基準レーザパルス光を上記複数の光
    ファイバそれぞれに伝播させる光分波手段と、 上記複数の光ファイバを伝播されて出射された分波基準
    レーザパルス光を並列的に連続して配置させて上記基準
    レーザパルス光のパルス幅より大きいパルス幅のレーザ
    パルス光を出射する光合成手段とを有するレーザ装置。
  2. 【請求項２】 上記光合成手段は、上記複数の光ファイ
    バから出射された分波基準レーザパルス光の波長を上記
    所定波長より短い波長に変換する波長変換手段と、 上記波長変換手段により波長が変換された複数のレーザ
    パルス光を並列的に連続して配置させて上記基準レーザ
    パルス光のパルス幅より大きいパルス幅のレーザパルス
    光を出射する光学系とを含む請求項１記載のレーザ装
    置。
  3. 【請求項３】 上記波長変換手段は、入射光に基づいて
    ｎ（ｎは２以上の整数）次の高調波を生成する少なくと
    も一つの非線形光学結晶を含む請求項２記載のレーザ装
    置。
  4. 【請求項４】 上記波長変換手段は、上記複数の光ファ
    イバから出射された分波基準レーザパルス光を受けて複
    数の第２高調波を発生し、複数の分波基準レーザパルス
    光および複数の第２高調波を出射する第１の非線形光学
    結晶と、 上記第１の非線形光学結晶による複数の分波基準レーザ
    パルス光および複数の第２高調波に基づいて第３高調波
    を発生する第２の非線形光学結晶とを含み、 上記光学系は、上記第２の非線形光学結晶から出射され
    た複数の第３高調波を並列的に連続して配置させて上記
    基準レーザパルス光のパルス幅より大きいパルス幅のレ
    ーザパルス光を出射する請求項２記載のレーザ装置。
  5. 【請求項５】 上記複数の光ファイバは、レーザパルス
    光が上記基準レーザパルス光のパルス幅に相当する伝播
    遅延時間をもって順次に出射されるように伝播長さがそ
    れぞれ異なる長さに設定されている請求項１記載のレー
    ザ装置。
  6. 【請求項６】 上記複数の光ファイバは、レーザパルス
    光が上記基準レーザパルス光のパルス幅に相当する伝播
    遅延時間をもって順次に出射されるように伝播長さがそ
    れぞれ異なる長さに設定されている請求項２記載のレー
    ザ装置。
  7. 【請求項７】 所定波長で所定のパルス幅の基準レーザ
    パルス光を出射するレーザ光源と、 伝播光の伝播遅延特性が異なり、供給される励起光の強
    度に応じた利得をもって伝播光を増幅する複数の光ファ
    イバ増幅器と、 上記複数の光ファイバ増幅器に上記励起光を供給する励
    起光供給手段と、 上記レーザ光源から出射された基準レーザパルス光を複
    数に分波し、各分波基準レーザパルス光を上記複数の光
    ファイバ増幅器それぞれに伝播させる光分波手段と、 上記複数の光ファイバ増幅器を伝播されて出射された分
    波基準レーザパルス光を並列的に連続して配置させて上
    記基準レーザパルス光のパルス幅より大きいパルス幅の
    レーザパルス光を出射する光合成手段とを有するレーザ
    装置。
  8. 【請求項８】 上記光合成手段は、上記複数の光ファイ
    バ増幅器から出射された分波基準レーザパルス光の波長
    を上記所定波長より短い波長に変換する波長変換手段
    と、 上記波長変換手段により波長が変換された複数のレーザ
    パルス光を並列的に連続して配置させて上記基準レーザ
    パルス光のパルス幅より大きいパルス幅のレーザパルス
    光を出射する光学系と を含む請求項７記載のレーザ装置。
  9. 【請求項９】 上記波長変換手段は、入射光に基づいて
    ｎ（ｎは２以上の整数）次の高調波を生成する少なくと
    も一つの非線形光学結晶を含む請求項８記載のレーザ装
    置。
  10. 【請求項１０】 上記波長変換手段は、上記複数の光フ
    ァイバ増幅器から出射された分波基準レーザパルス光を
    受けて複数の第２高調波を発生し、複数の分波基準レー
    ザパルス光および複数の第２高調波を出射する第１の非
    線形光学結晶と、 上記第１の非線形光学結晶による複数の分波基準レーザ
    パルス光および複数の第２高調波に基づいて第３高調波
    を発生する第２の非線形光学結晶とを含み、 上記光学系は、上記第２の非線形光学結晶から出射され
    た複数の第３高調波を並列的に連続して配置させて上記
    基準レーザパルス光のパルス幅より大きいパルス幅のレ
    ーザパルス光を出射する請求項８記載のレーザ装置。
  11. 【請求項１１】 上記複数の光ファイバ増幅器は、レー
    ザパルス光が上記基準レーザパルス光のパルス幅に相当
    する伝播遅延時間をもって順次に出射されるように伝播
    長さがそれぞれ異なる長さに設定されている請求項７記
    載のレーザ装置。
  12. 【請求項１２】 上記複数の光ファイバ増幅器は、レー
    ザパルス光が上記基準レーザパルス光のパルス幅に相当
    する伝播遅延時間をもって順次に出射されるように伝播
    長さがそれぞれ異なる長さに設定されている請求項８記
    載のレーザ装置。
  13. 【請求項１３】 上記複数の光ファイバ増幅器に供給さ
    れる励起光の強度が各光ファイバ増幅器毎に所望の値に
    設定されている請求項７記載のレーザ装置。
  14. 【請求項１４】 上記複数の光ファイバ増幅器に供給さ
    れる励起光の強度が各光ファイバ増幅器毎に所望の値に
    設定されている請求項８記載のレーザ装置。
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JP (1) JP2002280324A (ja)
KR (1) KR100860114B1 (ja)
TW (1) TW546877B (ja)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004153232A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 Sharp Corp 半導体素子の製造方法およびその方法により製造された半導体素子
JP2006065133A (ja) * 2004-08-30 2006-03-09 Chiba Univ 半導体素子
JP2006525659A (ja) * 2003-04-29 2006-11-09 エスピーアイ レーザーズ ユーケー リミテッド 材料加工用のレーザ装置
JP2007096275A (ja) * 2005-09-02 2007-04-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置の作製方法
JP2007266146A (ja) * 2006-03-27 2007-10-11 Omron Laserfront Inc レーザアニーリング装置
JP2008235340A (ja) * 2007-03-16 2008-10-02 Fujikura Ltd 光パルス発生装置及び光ファイバレーザ装置
JP2010010607A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 Seiko Epson Corp レーザ光源装置、プロジェクタ、モニタ装置
JP2012009603A (ja) * 2010-06-24 2012-01-12 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法
US8460985B2 (en) 2009-11-20 2013-06-11 Samsung Display Co., Ltd. Method of manufacturing semiconductor for transistor and method of manufacturing the transistor
JP2013156650A (ja) * 2003-05-14 2013-08-15 Imra America Inc 高エネルギ超高速レーザ用の安価な繰り返し周波数可変光源
JP2014514750A (ja) * 2011-03-28 2014-06-19 エクシコ フランス 半導体基板上に直線投影を形成する方法と装置
JP2015510273A (ja) * 2012-02-13 2015-04-02 リアルディー インコーポレイテッド レーザアーキテクチャ
WO2015189895A1 (ja) * 2014-06-09 2015-12-17 ギガフォトン株式会社 レーザシステム
KR20170029537A (ko) * 2014-07-03 2017-03-15 아이피지 포토닉스 코포레이션 광섬유 레이저에 의해 비정질 규소 기재를 균일하게 재결정화하기 위한 방법 및 시스템
JP2017221969A (ja) * 2016-06-17 2017-12-21 株式会社ブイ・テクノロジー レーザリフトオフ装置
JP2020529730A (ja) * 2017-07-31 2020-10-08 アイピージー フォトニクス コーポレーション 薄膜を処理するレーザ装置および方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7039076B2 (en) * 2001-08-10 2006-05-02 Jds Uniphase Corporation Fiber amplifier system for producing visible light
US7486861B2 (en) 2003-01-15 2009-02-03 Negevtech Ltd. Fiber optical illumination system
US6892013B2 (en) * 2003-01-15 2005-05-10 Negevtech Ltd. Fiber optical illumination system
US7525659B2 (en) * 2003-01-15 2009-04-28 Negevtech Ltd. System for detection of water defects
US7116687B2 (en) * 2003-09-12 2006-10-03 Jds Uniphase Corporation High repetition rate passively Q-switched laser for blue laser based on interactions in fiber
US7120175B2 (en) * 2004-01-20 2006-10-10 Northrop Grumman Corporation Scalable harmonic laser source and method
US7432517B2 (en) * 2004-11-19 2008-10-07 Asml Netherlands B.V. Pulse modifier, lithographic apparatus, and device manufacturing method
US7813541B2 (en) 2005-02-28 2010-10-12 Applied Materials South East Asia Pte. Ltd. Method and apparatus for detecting defects in wafers
US7804993B2 (en) 2005-02-28 2010-09-28 Applied Materials South East Asia Pte. Ltd. Method and apparatus for detecting defects in wafers including alignment of the wafer images so as to induce the same smear in all images
US8031931B2 (en) 2006-04-24 2011-10-04 Applied Materials South East Asia Pte. Ltd. Printed fourier filtering in optical inspection tools
US7719674B2 (en) * 2006-11-28 2010-05-18 Applied Materials South East Asia Pte. Ltd. Image splitting in optical inspection systems
US7714998B2 (en) 2006-11-28 2010-05-11 Applied Materials South East Asia Pte. Ltd. Image splitting in optical inspection systems
DE102010011615B4 (de) * 2010-03-16 2012-08-30 Bundesrepublik Deutschland, vertr. durch d. Bundesministerium f. Wirtschaft und Technologie, dieses vertreten durch d. Präsidenten d. Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Kalibrieren eines optischen Sensors und Verfahren zum Herstellen einer Pulsformvorrichtung
DE102011119319A1 (de) 2011-11-24 2013-05-29 Slm Solutions Gmbh Optische Bestrahlungsvorrichtung für eine Anlage zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken durch Bestrahlen von Pulverschichten eines Rohstoffpulvers mit Laserstrahlung
CN104956466B (zh) * 2012-12-31 2018-03-02 恩耐公司 用于低温多晶硅结晶的短脉冲光纤激光器
KR20180013450A (ko) * 2016-07-29 2018-02-07 한국기계연구원 레이저 가공 장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4296319A (en) * 1979-12-07 1981-10-20 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Waveform synthesizer
KR100326037B1 (ko) * 1995-02-21 2002-06-28 윤종용 편광조정을통한저잡음광섬유증폭기.
US5694408A (en) * 1995-06-07 1997-12-02 Mcdonnell Douglas Corporation Fiber optic laser system and associated lasing method
CN100578876C (zh) * 1998-03-11 2010-01-06 株式会社尼康 紫外激光装置以及使用该紫外激光装置的曝光装置和曝光方法
US6061170A (en) * 1998-03-16 2000-05-09 Mcdonnell Douglas Corporation Dual frequency laser amplifier array and operating method therefor

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004153232A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 Sharp Corp 半導体素子の製造方法およびその方法により製造された半導体素子
JP2006525659A (ja) * 2003-04-29 2006-11-09 エスピーアイ レーザーズ ユーケー リミテッド 材料加工用のレーザ装置
JP2013156650A (ja) * 2003-05-14 2013-08-15 Imra America Inc 高エネルギ超高速レーザ用の安価な繰り返し周波数可変光源
JP2006065133A (ja) * 2004-08-30 2006-03-09 Chiba Univ 半導体素子
JP4496364B2 (ja) * 2004-08-30 2010-07-07 国立大学法人 千葉大学 半導体素子
JP2007096275A (ja) * 2005-09-02 2007-04-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置の作製方法
US7519252B2 (en) 2006-03-27 2009-04-14 Laserfront Technologies, Inc. Laser annealing apparatus
JP4698460B2 (ja) * 2006-03-27 2011-06-08 オムロンレーザーフロント株式会社 レーザアニーリング装置
JP2007266146A (ja) * 2006-03-27 2007-10-11 Omron Laserfront Inc レーザアニーリング装置
JP2008235340A (ja) * 2007-03-16 2008-10-02 Fujikura Ltd 光パルス発生装置及び光ファイバレーザ装置
JP2010010607A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 Seiko Epson Corp レーザ光源装置、プロジェクタ、モニタ装置
US8460985B2 (en) 2009-11-20 2013-06-11 Samsung Display Co., Ltd. Method of manufacturing semiconductor for transistor and method of manufacturing the transistor
JP2012009603A (ja) * 2010-06-24 2012-01-12 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP2014514750A (ja) * 2011-03-28 2014-06-19 エクシコ フランス 半導体基板上に直線投影を形成する方法と装置
JP2015510273A (ja) * 2012-02-13 2015-04-02 リアルディー インコーポレイテッド レーザアーキテクチャ
WO2015189895A1 (ja) * 2014-06-09 2015-12-17 ギガフォトン株式会社 レーザシステム
JPWO2015189895A1 (ja) * 2014-06-09 2017-04-20 ギガフォトン株式会社 レーザシステム
US9991665B2 (en) 2014-06-09 2018-06-05 Gigaphoton Inc. Laser system
KR20170029537A (ko) * 2014-07-03 2017-03-15 아이피지 포토닉스 코포레이션 광섬유 레이저에 의해 비정질 규소 기재를 균일하게 재결정화하기 위한 방법 및 시스템
JP2017528922A (ja) * 2014-07-03 2017-09-28 アイピージー フォトニクス コーポレーション ファイバーレーザーによってアモルファスシリコン基板を均一に結晶化させるための方法及びシステム
JP2020205439A (ja) * 2014-07-03 2020-12-24 アイピージー フォトニクス コーポレーション ファイバーレーザーによってアモルファスシリコン基板を均一に結晶化させるための方法及びシステム
JP7111783B2 (ja) 2014-07-03 2022-08-02 アイピージー フォトニクス コーポレーション ファイバーレーザーによってアモルファスシリコン基板を均一に結晶化させるための方法及びシステム
KR102439093B1 (ko) 2014-07-03 2022-08-31 아이피지 포토닉스 코포레이션 광섬유 레이저에 의해 비정질 규소 기재를 균일하게 재결정화하기 위한 방법 및 시스템
JP2017221969A (ja) * 2016-06-17 2017-12-21 株式会社ブイ・テクノロジー レーザリフトオフ装置
JP2020529730A (ja) * 2017-07-31 2020-10-08 アイピージー フォトニクス コーポレーション 薄膜を処理するレーザ装置および方法
JP7222974B2 (ja) 2017-07-31 2023-02-15 アイピージー フォトニクス コーポレーション 薄膜を処理するレーザ装置および方法

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