JP4748836B2 - レーザ照射装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は薄膜で構成された回路を有する半導体装置を作製するための装置に関する。例えば液晶表示装置に代表される電気光学装置、及び電気光学装置を部品として搭載した電気機器を作製する装置に関する。なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、上記電気光学装置および電気機器も半導体装置である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガラス等の絶縁基板上に形成された非晶質半導体膜や結晶性半導体膜（単結晶でない、多結晶、微結晶等の結晶性を有する半導体膜）、即ち非単結晶半導体膜に対し、レーザアニールを施して、結晶化させたり、結晶性を向上させる技術が、広く研究されている。上記半導体膜には、珪素膜がよく用いられる。
【０００３】
ガラス基板は、従来よく使用されてきた石英基板と比較し、安価で加工性に富んでおり、大面積基板を容易に作成できる利点を持っている。これが上記研究の行われる理由である。また、結晶化に好んでレーザが使用されるのは、ガラス基板の融点が低いからである。レーザは基板の温度をあまり上昇させずに非単結晶膜にのみ高いエネルギーを与えることができる。
【０００４】
結晶性珪素膜は多くの結晶粒からできているため、多結晶珪素膜、あるいは多結晶半導体膜と呼ばれる。レーザアニールを施して形成された結晶性珪素膜は、高い移動度を有するため、この結晶性珪素膜を用いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、例えば、一枚のガラス基板上に、画素駆動用と駆動回路用のＴＦＴを作製する、モノリシック型の液晶電気光学装置等に盛んに利用されている。
【０００５】
また、出力の大きい、エキシマレーザ等のパルス発振のレーザビームを、被照射面において、数ｃｍ角の四角いスポットや、長さ１０ｃｍ以上の線状となるように光学系にて加工し、レーザビームを走査させて（あるいはレーザビームの照射位置を被照射面に対し相対的に移動させて）、レーザアニールを行う方法が、量産性が高く工業的に優れているため、好んで用いられている。
【０００６】
特に、線状レーザビームを用いると、前後左右の走査が必要なスポット状のレーザビームを用いた場合とは異なり、線状レーザビームの線方向に直角な方向だけの走査で被照射面全体にレーザビームを照射することができるため、高い量産性が得られる。線方向に直角な方向に走査するのは、それが最も効率のよい走査方向であるからである。この高い量産性により、現在レーザアニールにはパルス発振のエキシマレーザから出るレーザビームを適当な光学系で加工した線状レーザビームを使用することが主流になりつつある。
【０００７】
図１に、照射面においてレーザビームの断面形状を線状に加工するための光学系の構成の例を示す。この構成は、レーザビームの断面形状を線状に変換するだけでなく、同時に、照射面におけるレーザビームのエネルギー均質化を果たすものである。一般にビームのエネルギーの均質化を行う光学系を、ビームホモジナイザと呼ぶ。
【０００８】
紫外光であるエキシマレーザを光源に使用するならば、上記光学系の母材は例えばすべて石英とするとよい。なぜならば、高い透過率が得られるからである。また、コーティングは、使用するエキシマレーザの波長に対する透過率が９９％以上得られるものを使用するとよい。
【０００９】
まず、図１の側面図について説明する。レーザ発振器１０１から出たレーザビームは、シリンドリカルレンズアレイ１０２aと１０２bにより、レーザビームの進行方向に対して直角な方向に分割される。該方向を本明細書中では、縦方向と呼ぶことにする。前記縦方向は、光学系の途中にミラーが入ったとき、前記ミラーが曲げた光の方向に曲がるものとする。この構成では、４分割となっている。これらの分割されたレーザビームは、シリンドリカルレンズ１０４により、いったん１つのレーザビームにまとめられる。ミラー１０７で反射され、その後、ダブレットシリンドリカルレンズ１０８により、照射面１０９にて再び１つのレーザビームに集光される。ダブレットシリンドリカルレンズとは、２枚のシリンドリカルレンズで構成されているレンズのことをいう。これにより、線状レーザビームの幅方向のエネルギー均質化がなされ、幅方向の長さが決定される。
【００１０】
次に、上面図について説明する。レーザ発振器１０１から出たレーザビームは、シリンドリカルレンズアレイ１０３により、レーザビームの進行方向に対して直角な方向でかつ、縦方向に対して直角な方向に分割される。該方向を本明細書中では、横方向と呼ぶことにする。前記横方向は、光学系の途中でミラーが入ったとき、前記ミラーが曲げた光の方向に曲がるものとする。この構成では、７分割となっている。その後、シリンドリカルレンズ１０５にて、レーザビームは照射面１０９にて１つに合成される。これにより、線状レーザビームの長さ方向のエネルギー均質化がなされ、また線状ビームの長さが決定される。
【００１１】
上記の諸レンズは、エキシマレーザに対応するため合成石英製である。また、エキシマレーザをよく透過するように表面にコーティングを施している。これにより、レンズ１つのエキシマレーザの透過率は９９％以上になった。
【００１２】
上記の構成で加工された線状レーザビームをそのレーザビームの幅方向に徐々にずらしながら重ねて照射することにより、非単結晶珪素膜全面に対し、レーザアニールを施して、結晶化させたり、結晶性を向上させることができる。
【００１３】
次に、照射対象となる半導体膜の典型的な作成方法を示す。
【００１４】
まず基板として、厚さ0.7mm、５インチ角のコーニング１７３７基板を用意した。基板にプラズマCVD装置を用いて、厚さ２００nmのSiO2膜（酸化珪素膜）を成膜し、SiO2膜表面に厚さ５０nmの非晶質珪素膜（以下、a-Si膜と表記する）を成膜した。
【００１５】
基板を、温度５００℃の窒素雰囲気に１時間加熱し、膜中の水素濃度を減らした。これにより、膜の耐レーザ性が著しく向上した。
【００１６】
レーザ装置は、ラムダ社製のXeClエキシマレーザ（波長３０８nm、パルス幅３０ｎｓ）L３３０８を使用した。このレーザ装置はパルス発振レーザを発し、５００mJ/パルスのエネルギーを出す能力を持っている。レーザビームのサイズは、レーザビームの出口で、１０×３０ｍｍ（共に半値幅）である。レーザビームの出口は本明細書中では、レーザ照射装置からレーザビームが出た直後における、レーザビームの進行方向に垂直な平面で定義する。
【００１７】
エキシマレーザの発生するレーザビームの形状は一般的に長方形状であり、アスペクト比で表現すると、３〜５位の範囲に入る。レーザビームの強度は、レーザビームの中央ほど強い、ガウシアンの分布を示す。前記レーザビームのサイズは、図１に示した構成をもつ光学系により、エネルギー分布の一様な１２５mm×0.４mmの線状レーザビームに変換された。
【００１８】
本発明者の実験によると、上述の半導体膜に対しレーザを照射する場合、重ね合わせのピッチは線状レーザビームの幅（半値幅）の１／１０前後が最も適当であった。これにより、結晶性の膜内における均一性が向上した。上記の例では、前記半値幅が０．４ｍｍであったので、エキシマレーザのパルス周波数を３０ヘルツ、走査速度を１．０ｍｍ／ｓとし、レーザビームを照射した。このとき、レーザビームの照射面におけるエネルギー密度は４２０ｍＪ／ｃｍ2とした。これまで述べた方法は線状レーザビームを使って半導体膜を結晶化するために用いられる極めて一般的なものである。
【００１９】
上記の線状レーザビームを用いて、レーザアニールされた珪素膜を非常に注意深く観察すると、非常に淡い干渉縞が見られた。干渉縞が見られる原因は、レーザビームを分割して１つの領域にまとめているため、分割された光が互いに干渉を起こしていることにある。しかしながら、エキシマレーザのコヒーレント長は数ミクロン〜数十ミクロン程度であるため強い干渉は起こらない。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
エキシマレーザは大出力で高繰り返しのパルスを発振できる(現状で３００ヘルツ程度)ので、半導体膜の結晶化によく用いられている。近年、製品化が進んでいる低温ポリシリコンTFTの液晶ディスプレイの作成には、エキシマレーザが半導体膜の結晶化工程で用いられている。
【００２１】
最近、YAGレーザの最大出力が著しく向上している。YAGレーザは、固体レーザであるため、ガスレーザであるエキシマレーザと比較すると扱いやすく、保守が容易である。本発明者は、YAGレーザの出力の向上に伴い、YAGレーザを半導体膜の結晶化に用いる可能性について考察した。
【００２２】
YAGレーザは、基本波として、波長１０６５ｎｍのレーザビームを出すことで知られている。このレーザビームの珪素膜に対する吸収係数は非常に低く、このままでは珪素膜の１つであるa-Si膜の結晶化には使えない。ところが、このレーザビームは非線型光学結晶をもちいることにより、より短波長に変換することができる。変換される波長により、第２高調波（５３３ｎｍ）、第３高調波（３５５ｎｍ）、第４高調波（２６６ｎｍ）、第５高調波（２１３ｎｍ）、と名づけられている。
【００２３】
第２高調波は波長５３３ｎｍであるから、a-Si膜に対し十分な吸収係数があるので、a-Si膜の結晶化に用いる事ができる。
【００２４】
しかしながら、上述の例に出した厚さ５０ｎｍ程度のa-Si膜に対して、エキシマレーザほど吸収係数が高くない。第３高調波、第４高調波、第５高調波は、前記a-Si膜に対する吸収係数が非常に高いので、高いエネルギー効率で結晶化を行うことができる。
【００２５】
現存するYAGレーザの第３高調波の最大出力は７５０ｍJ/パルスくらいである。また、第４高調波の最大出力は２００ｍJ/パルスくらいである。第５高調波は、前記した最大出力よりもさらに低いので、これはまだa-Si膜の結晶化には不向きである。レーザビームの出力と、a-Si膜に対する吸収係数との兼ね合いから考えると、現段階では第２高調波または第３高調波を使うのが最もよい。
【００２６】
さて、YAGレーザを半導体膜の結晶化に使用する場合、やはり、照射面でのレーザビームの形状は線状であるのが量産には好ましい。前記に示した光学系をそのままYAGレーザに適用できればよいが、その可能性について以下に考察する。
【００２７】
まず、YAGレーザとエキシマレーザとの違いについて述べる。エキシマレーザから出るレーザビームの形状は一般に長方形状であり、YAGレーザから出るレーザビームの形状は一般に円状である。５００ｍＪ／パルスを越える大出力のエキシマレーザで、２００Ｈｚ以上の高繰り返しが可能なもののレーザビームのサイズは、１０×３０ｍｍ程度のものが主流であり、上述の光学系はそのレーザビームのサイズに合わせて作成されている。一方、５００ｍＪ／パルスを越えるYAGレーザのレーザビームのサイズは直径１０ｍｍ程度の円である。前記、直径１０ｍｍのYAGレーザを前記光学系に合わせ込むには、レーザビームのサイズを変更することができるビームエキスパンダーを使って、前記円状のレーザビームを楕円状に変換すればよい。この例の場合は、前記円状のレーザビームを、レーザビームのサイズを１方向に引き延ばすことのできるシリンドリカルレンズで構成されるビームエキスパンダーを使って３倍引き延ばし、長直径３０ｍｍ、短直径１０ｍｍの楕円状とすればよい。
【００２８】
前記ビームエキスパンダーを、図１に示した光学系に組み込んで、YAGレーザ３００に適応させた光学系の例を図３に示す。図３において、図１のものと同一符号のものは同一形状のレンズであることを示す。
【００２９】
シリンドリカルレンズ３０１は、焦点距離１００ｍｍ、長さ、幅、共に５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのものである。このレンズにまずレーザビームを入射させる。シリンドリカルレンズ３０２は、焦点距離３００ｍｍ、長さ、幅、共に５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのものである。これらのレンズを４００ｍｍ離して配置する。これにより、レーザビームは一方向に３倍引き延ばされる。
【００３０】
次に、YAGレーザとエキシマレーザのコヒーレント長の相違について考える。前述したように、エキシマレーザのコヒーレント長は数ミクロン〜数十ミクロン程度であり、レーザビームを分割して１つにするような光学系を通したときの光干渉は非常に弱い。一方で、YAGレーザのコヒーレント長は非常に長く１ｃｍ程度ある。これによる干渉の影響は、無視できない。
【００３１】
もしもYAGレーザから出るレーザビームを図３で示した光学系に通して線状レーザビームに加工したとすると、図２(a)に示したような格子状に強弱が繰り返すエネルギー分布をもつ線状レーザビーム２００ができる。
【００３２】
格子状のエネルギー分布は、光干渉によるものである。図２(a)で線の濃いライン２０１がエネルギーの比較的高い領域を指し、その間の空白のライン２０２がエネルギーの比較的低い領域を指す。
【００３３】
格子状のエネルギー分布をもつ線状レーザビーム２００で、a-Si膜を結晶化するとやはりa-Si膜面内で不均一な結晶化が起こる。図２(b)に、線状レーザビームで結晶化される珪素膜２０３の表面の様子を示す。先にも述べたように、線状レーザビームはa-Si膜上で、線状レーザビームの幅方向に、前記線状レーザビームの幅の１／１０程度ずつ重ね合わせながら照射されるので、線状レーザビームの線方向に平行な縞は互いにうち消され、あまり目立たなくなるが、線状レーザビームの幅方向に平行な線２０４、２０５は強く残る。図２(b)で線の濃いライン２０４がエネルギーの比較的高い領域を指し、その間の空白のライン２０５がエネルギーの比較的低い領域を指す。
【００３４】
本発明の課題は、上述の問題点を解消し、縞模様の少ない多結晶珪素膜を得るためのレーザ照射装置を提供することにある。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、たとえ同一光源から出た光であっても、コヒーレント長以上の光路差のあるレーザビームは、互いに干渉しないという性質を利用し、干渉現象を抑えた光学系を考案した。本発明では、特に、線状レーザビームの幅方向に平行にできる干渉縞を消すことにより、上述の問題を解決する。
【００３６】
線状レーザビームの幅方向に平行にできる干渉縞を無くすためには、横方向に分割されたレーザビーム各々の照射面における光路差が、光源のレーザビームのコヒーレント長以上あればよい。本発明で用いるレーザビームの光源は、YAGレーザである。前記レーザビームのコヒーレント長は１ｃｍ程度である。
【００３７】
このようなことを実現できる光学系の例を図４に示す。図４に示した光学系と、図３に示したものとの大きな違いは、反射ミラー４０１にある。図４において、図３のものと同一符号のものは同一形状のレンズであることを示す。
【００３８】
ビームエキスパンダーを形成するシリンドリカルレンズ３０１と３０２の後ろに、階段状に加工された反射面を持つミラー４０１を配置する。ミラー４０１の役割は、シリンドリカルアレイレンズ４０２の各々のシリンドリカルレンズに、それぞれ光路差のあるレーザービームを入射させることにある。例えば、ミラー４０１の反射面の１つ４０１aに入射したレーザビームは進行方向を変え、シリンドリカルアレイレンズ４０２を形成するシリンドリカルレンズの１つ４０２aに入射する。同様にして、ミラー４０１の、反射面４０１aとは異なる反射面の１つ４０１bに入射したレーザビームは進行方向を変え、シリンドリカルアレイレンズ４０２を形成するシリンドリカルレンズの１つ４０２bに入射する。
【００３９】
ミラー４０１を階段状のミラーとしたため、レーザビームがYAGレーザのレーザビームの出口を出てからシリンドリカルレンズ４０２aに入射するまでのレーザビームの光路長は、レーザビームがYAGレーザのレーザビームの出口を出てからシリンドリカルレンズ４０２bに入射するまでのレーザビームの光路長と、長さｄだけ異なる。この長さｄが、YAGレーザのコヒーレント長よりも長ければ、シリンドリカルレンズ４０２aを出たレーザビームと、シリンドリカルレンズ４０２bを出たレーザビームが照射面で干渉しあうことはない。
【００４０】
シリンドリカルアレイレンズ４０２は、シリンドリカルアレイレンズ１０３と同様の役割を果たし、レーザビームを横方向に分割する。シリンドリカルアレイレンズ４０２により分割されたレーザビームは、シリンドリカルレンズ４０３により、照射面４０４にて１つに合成される。
【００４１】
縦方向にレーザビームを分割し、照射面にて１つに合成する構成は、図１に示した従来の光学系と同様な光学系でよい。このようにしてできた線状レーザビームのエネルギー分布は、図５（a）に示したような線状レーザビーム５００の長さ方向に平行な縞状の分布となる。縞状のエネルギー分布は、光干渉によるものである。図５（a）で線の濃いライン５０１がエネルギーの比較的高い領域を指し、その間の空白のライン５０２がエネルギーの比較的低い領域を指す。
【００４２】
これは、階段状のミラー４０１による効果であり、線状レーザビームの幅方向に平行な縞状のエネルギー分布は消えてしまう。図５（b）に、線状レーザビーム５００で結晶化された珪素膜５０３の表面の様子を示す。先にも述べたように、線状レーザビームはa-Si膜上で、線状レーザビームの幅方向に、前記線状レーザビームの幅の１／１０程度ずつ重ね合わせながら照射されるので、線状レーザビームの線方向に平行な縞は互いにうち消され、あまり目立たなくなる。
【００４３】
これにより、半導体膜を線状レーザビームに加工されたYAGレーザでレーザアニールする際に懸念される、線状レーザビームの長さ方向に垂直な方向（幅方向）にできる縞模様を消すことができる。
【００４４】
他に光路差をつける手段としては、レーザビームに対して透明な板がある。前記板を、シリンドリカルアレイレンズを形成するあるシリンドリカルレンズの前に挿入することにより、前記シリンドリカルレンズに入射するレーザビームの光路長のみ変更することができる。ただし、一般にレーザビームに対して透明な板の屈折率（1.4〜2.5）があまり大きくないので、レーザビームのコヒーレント長以上の光路差をつけようとすると、前記コヒーレント長の３倍の厚さが必要となる。
【００４５】
本発明は、YAGレーザに限らず、Arレーザ等を用いたレーザ照射装置すべてに適応できるが、特にコヒーレント長が０．１ｍｍ以上と長い場合に有効であり、コヒーレント長が０．１ｍｍ以下である場合には特に本発明による顕著な効果は得られない。
【００４６】
すなわち本発明は、照射面において断面形状が線状となるレーザビームを照射するレーザ照射装置であって、
レーザビームを出射するレーザ発振器と、
光学系と、
少なくとも１方向に動くステージと、
を有し、
前記光学系は、
前記レーザビームを、該レーザビームの進行方向に対し、直角方向に分割する役割を果たす光学系１（図６では６０７ａ、６０７ｂに対応）と、
光学系１にて分割されたレーザビームを照射面で１つにし、前記照射面において断面形状が線状となるレーザビームの幅方向においてレーザビームのエネルギーを均一化する役割を果たす光学系２（図６では６０８、６０９に対応）と、
前記直角方向と直角な面に含まれる方向であり、かつレーザビームの進行方向に対し直角である方向にレーザビームを分割する役割を果たす光学系３（図６では６０５に対応）と、
光学系３にて分割されたレーザビームを照射面で１つにし、前記照射面において断面形状が線状となるレーザビームの長さ方向においてレーザビームのエネルギーを均一化する役割を果たす光学系４（図６では６０６に対応）と、
前記光学系３にて分割されるレーザビームの各々の光路長（前記レーザビームの出口から照射面まで）を、互いに前記レーザビームのコヒーレント長以上の差にする手段（図６では６０４に対応）と
を有することを特徴とするレーザ照射装置である。
【００４７】
また、他の構成は、
照射面において断面形状が線状となるレーザビームを照射するレーザ照射装置であって、
レーザビームを出射するレーザ発振器と、
光学系と、
少なくとも１方向に動くステージと、
を有し、
前記光学系は、
前記レーザビームを、該レーザビームの進行方向に対し、直角方向に分割する役割を果たすシリンドリカルアレイレンズ１（図６では６０７ａ、６０７ｂに対応）と、
光学系１にて分割されたレーザビームを照射面で１つにし、前記照射面において断面形状が線状となるレーザビームの幅方向においてレーザビームのエネルギーを均一化する役割を果たす光学系（図６では６０８、６０９に対応）と、
前記直角方向と直角な面に含まれる方向であり、かつレーザビームの進行方向に対し直角である方向にレーザビームを分割する役割を果たすシリンドリカルアレイレンズ２（図６では６０５に対応）と、
光学系３にて分割されたレーザビームを照射面で１つにし、前記照射面において断面形状が線状となるレーザビームの長さ方向においてレーザビームのエネルギーを均一化する役割を果たすシリンドリカルレンズ（図６では６０６に対応）と、
前記シリンドリカルアレイレンズ２にて分割されるレーザビームの各々の光路長（前記レーザビームの出口から照射面まで）を、互いに前記レーザビームのコヒーレント長以上の差にする手段（図６では６０４に対応）と、
を有することを特徴とするレーザ照射装置である。
【００４８】
上記何れの発明に関しても、前記手段には、階段状のミラーを用いることができる。
【００４９】
上記何れの発明に関しても、照射面において断面形状が線状となる前記レーザビームの長さ方向と、少なくとも１方向に動く前記ステージの動作方向とが、直角であると生産性が高いので好ましい。
【００５０】
上記何れの発明に関しても、前記レーザ発振器はYAGレーザの第２高調波、または、第３高調波、または、第４高調波、を発生するものであると、レーザ装置の保守管理が容易であるから、生産性が上がるので好ましい。
【００５１】
上記何れのレーザ照射装置に、ロードアンロード室と、トランスファ室と、プレヒート室と、レーザ照射室と、徐冷室と、を有していると、大量生産に使用できるので好ましい。
【００５２】
【発明の実施の形態】
まず、照射対象として、５インチ角のa-Si膜が製膜された基板に対し照射面で線状に加工されたレーザビームを照射する例を示す。
【００５３】
基板は、厚さ０.７mmのコーニング１７３７を用いる。この基板は６００℃までの温度であれば充分な耐久性がある。この基板の片面に、プラズマCVD法によりSiO2膜を２００nm成膜する。さらに、その上から、a-Si膜を５５nm成膜する。成膜法は他の方法、たとえば、スパッタ法等を用いてもよい。
【００５４】
成膜済みの基板を５００℃の窒素雰囲気に１時間さらし、a-Si膜中の水素濃度を減少させる。これにより、a-Si膜の耐レーザ性を飛躍的に高めることができる。該膜内の水素濃度は１０20atoms/cm3オーダーが適当である。
【００５５】
図６にレーザ照射装置を図示する。図６に示したものは、線状レーザビームを基板に照射する装置の１つの例である。レーザビームは、図６中に示した光学系により、長さ１２５mm、幅0.４mmの線状レーザビームに加工される。線状レーザビームの長さが１２５mmであるから、５インチ角の基板に対し、線状レーザビームを１方向に走査させることで、基板のほぼ全面にレーザビームを照射することができる。
【００５６】
図６に示した光学系は、１つの例である。線状レーザビームはa-Si膜上に結像させる。上記した線状レーザビームのサイズは、結像したときのビームのサイズである。該構成の説明を以下に列挙する。
【００５７】
パルス発振式のYAGレーザ発振器６０１は、第３高調波（波長３５５ｎｍ）のレーザビームを発振する。前記レーザビームのサイズは、レーザビームの出口で直径１０ｍｍである。レーザビームの最大出力は、５００ｍＪ／パルスである。最大繰り返し周波数は３０Ｈｚである。パルス幅は１０ｎｓである。
【００５８】
波長が３５５ｎｍの紫外光を用いることから、その波長域で透過率の高い合成石英をレンズの母材として用いる。波長３５５ｎｍの紫外光がよく透過するように、適当なコーティングをするとよりエネルギー効率が高くなるので好ましい。また、コーティングによりレンズの寿命を延ばすこともできる。
【００５９】
YAGレーザ発振器６０１から発生した、直径１０ｍｍの円状のレーザビームは、ミラー６０２で進行方向を９０度変更される。その後、ビームエキスパンダー６０３で、レーザビームの形状を、長直径３０ｍｍ、短直径１０ｍｍの楕円状に変換する。前記ビームエキスパンダー６０３は、シリンドリカルレンズ３０１と３０２の組み合わせで構成する。
【００６０】
楕円状に変換されたレーザビームは、階段状のミラー６０４に入射し、ここで、シリンドリカルアレイレンズ６０５を形成する隣り合う２つのシリンドリカルレンズに光路差ｄをもって入射する。前記光路差ｄは、YAGレーザ発振器６０１のコヒーレント長以上の長さをとる。YAGレーザ発振器６０１のコヒーレント長は、１ｃｍ程度であるから、光路差ｄを１ｃｍ以上ととれば干渉を抑えることができる。
【００６１】
光路差ｄの調整は、階段状のミラー６０４の作成段階で、階段の高さを調整すればよい。図７に光路差ｄを１ｃｍにする階段状のミラー６０４の例を示す。階段状のミラー６０４の階段の段数は５段である。各段の幅は１４ｍｍである。また、格段の高さは７ｍｍである。前記階段状のミラーに対し平行光線を入射させたときのの各段にできる陰の幅が７ｍｍになるような方向から、レーザビームを前記階段状のミラーに入射させると、階段の各段から反射されるレーザビームは、シリンドリカルアレイレンズ６０５を形成する隣り合う２つのシリンドリカルレンズに光路差１ｃｍで入射する。
【００６２】
階段状のミラー６０４の階段の各段から反射されるレーザビームは、それぞれ幅５ｍｍのレーザビームとなって、シリンドリカルアレイレンズ６０５を形成するシリンドリカルレンズ１つ１つに入射する。階段状のミラーの形状から、シリンドリカルアレイレンズ６０５の幅が決定され、シリンドリカルアレイレンズ６０５を形成するそれぞれのシリンドリカルレンズの幅は、この場合１５ｍｍとなる。階段状のミラーを介したレーザビームは、図１に準じた構造をもつ光学系に通せば、照射面にて線状レーザビームが得られる。前記図１に準じた構造をもつ光学系の具体的な構成の例を以下に示す。以下に示すレンズすべては、幅方向に曲率をもつ。
【００６３】
まず、横方向に作用する光学系の構成について述べる。
【００６４】
シリンドリカルアレイレンズ６０５は、幅１５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、焦点距離９０ｍｍのシリンドリカルレンズ５本を幅方向に互いに合わせアレイ状にしたものである。前記シリンドリカルレンズは、平凸レンズであり、凸の曲面は球面である。本明細書中特に断らない限り、前記シリンドリカルレンズは、入射面が球面で、他の面が平面である。アレイ状にする方法は、熱をかけることで接着しても、枠にはめて外から固定してもよい。シリンドリカルアレイレンズ６０５はレーザビームを横方向に分割する役割を果たす。
【００６５】
分割されたレーザビームは、シリンドリカルレンズ６０６に入射する。シリンドリカルレンズ６０６は横方向に分割されたレーザビームを照射面６１１にて１つにする役割を果たす。シリンドリカルレンズ６０６は、幅５０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、焦点距離２２５０ｍｍのレンズである。これにより、線状レーザビームの長さ方向の均一化がなされ、線状レーザビームの長さが決定される。シリンドリカルアレイレンズ６０５とシリンドリカルレンズ６０６との距離は、２００ｍｍとする。
【００６６】
次に、縦方向に作用する光学系の構成について述べる。
【００６７】
シリンドリカルレンズ６０６を出たレーザビームは、シリンドリカルレンズ６０６と距離１００ｍｍ離れたところで、シリンドリカルアレイレンズ６０７aに入射する。シリンドリカルアレイレンズ６０７aを形成するシリンドリカルレンズは、各々幅３ｍｍ、長さ６０ｍｍ、厚さ３ｍｍで、焦点距離が３００ｍｍである。これらのシリンドリカルレンズ４本を幅方向に組み合わせることでシリンドリカルアレイレンズを形成する。組み合わせる方法は、シリンドリカルアレイレンズ６０５と同様の方法でよい。シリンドリカルアレイレンズ６０７aにより、レーザビームは縦方向に分割される。
【００６８】
シリンドリカルアレイレンズ６０７aを出たレーザビームは、シリンドリカルアレイレンズ６０７aと距離４４３ｍｍ離れたところで、シリンドリカルアレイレンズ６０７bに入射する。シリンドリカルアレイレンズ６０７bを形成するシリンドリカルレンズは、各々幅３ｍｍ、長さ６０ｍｍ、厚さ３ｍｍで、焦点距離が４５０ｍｍである。これらのシリンドリカルレンズ４本を幅方向に組み合わせることでシリンドリカルアレイレンズを形成する。組み合わせる方法は、シリンドリカルアレイレンズ６０５と同様の方法でよい。シリンドリカルアレイレンズ６０７aにより、分割されたレーザビームは、シリンドリカルアレイレンズ６０７bを形成する各々のシリンドリカルレンズに入射する。
【００６９】
シリンドリカルアレイレンズ６０７bを出たレーザビームは、シリンドリカルレンズ６０７bと距離８９ｍｍ離れたところで、シリンドリカルレンズ６０８に入射する。シリンドリカルレンズ６０８は、幅５０ｍｍ、長さ６０ｍｍ、厚さ５ｍｍで焦点距離が３５０ｍｍである。シリンドリカルレンズ６０８のレーザビームの入射面は、平凸レンズの平面側にする。シリンドリカルレンズ６０８により、いったんレーザビームは、同一面にて１つにまとめられる。前記同一面は、シリンドリカルレンズ６０８の焦点の位置にある。前記同一面は光路の途中にあるので、再びレーザビームは分離する。
【００７０】
シリンドリカルレンズ６０８を出たレーザビームは、シリンドリカルレンズ６０８と距離１３７７ｍｍ離れたところで、ダブレットシリンドリカルレンズ６０９に入射する。レンズ配置の関係で、シリンドリカルレンズ６０８とダブレットシリンドリカルレンズ６０９の間にミラー６１３を入れる。これにより、レーザビームの進行方向を下方に変更する。これにより、照射対象である基板を水平面に配置することができる。
【００７１】
ダブレットシリンドリカルレンズ６０９は、幅７０ｍｍ、長さ１４０ｍｍ、厚さ３１ｍｍで焦点距離が１７７ｍｍである。ダブレットシリンドリカルレンズ６０９により、縦方向に分割されたレーザビームは照射面６１１にて１つにされる。これにより、線状レーザビームの幅方向の均一化がなされる。また、線状レーザビームの幅が決定される。
【００７２】
ダブレットシリンドリカルレンズ６０９と照射面６１１の間には、厚さ１５ｍｍの石英窓６１０を配置する。ダブレットシリンドリカルレンズ６０９と石英窓６１０との距離は、７０ｍｍ、石英窓６１０と照射面６１１との距離は１４０ｍｍである。
【００７３】
石英窓６１０は外気と半導体膜が付けられた基板とを遮断する役割を果たすチャンバー６１２に付けられた、レーザビームを通すための窓である。前記チャンバー６１２には、図示しない排気装置やガスラインが接続されており、適当な雰囲気に調整することが可能になっている。
【００７４】
ダブレットシリンドリカルレンズ６０９の仕様の例を、図８に沿って示す。
【００７５】
ダブレットシリンドリカルレンズ６０９は、焦点距離１７７ｍｍ、幅７０ｍｍ、長さ１４０ｍｍ、厚さ３１ｍｍである。１つ目のシリンドリカルレンズは、面８０１と面８０２とを有し、厚さは１０ｍｍである。レーザビームの入射面８０１の曲率半径は１２５ｍｍ、もう一つの面８０２の曲率半径は６９ｍｍである。また、２つ目のシリンドリカルレンズは、面８０３と面８０４とを有し、厚さは２０ｍｍである。レーザビームの入射面８０３の曲率半径は７５ｍｍ、もう一つの面８０４の曲率半径は、―２２６ｍｍである。曲率半径に付けた符号は、曲率の向きを示す。また、２つ目のシリンドリカルレンズは、レーザビームの入射面８０３を１つ目のシリンドリカルの面８０２から１ｍｍ離れたところに配置する。即ち、ダブレットシリンドリカルレンズ６０９の厚さ（３１ｍｍ）は、１つ目のシリンドリカルレンズの厚さ（１０ｍｍ）＋２つ目のシリンドリカルレンズの厚さ（２０ｍｍ）＋１つ目のシリンドリカルレンズと２つ目のシリンドリカルレンズとの距離（１ｍｍ）である。
【００７６】
なお光学系保護のため、光学系のまわりの雰囲気を窒素等のレンズコーティング物質と反応しにくい気体としてもよい。そのために、光学系を光学系保護室に封入してもよい。該光学系保護室に出入射するレーザの窓には、コーティングされた石英を用いると９９％以上の高い透過率が得られるのでよい。
【００７７】
線状レーザビームの線方向におけるエネルギー分布が±５％以内であるとa-Si膜に対し均質な結晶化を行える。好ましくは、±３％以内、より好ましくは、±１％以内にするとより均質な結晶化が行える。エネルギー分布を均一するためには、精密なレンズのアライメントが必要となる。
【００７８】
照射面６１１にa-Si膜が製膜された基板を配置し、レーザビームを照射させながら、ステージ６１４を移動機構６１５を使って線状レーザビームの長さ方向と直角の方向（図中矢印の方向）に一定の速度で動かす。これにより、基板全面にレーザビームを照射することができる。移動機構６１５には、ボールねじ式やリニアモータ等が使える。
【００７９】
照射条件は、下記の範囲を目安に決定するとよい。
【００８０】
線状レーザビームのエネルギー密度：５０〜５００ｍＪ／ｃｍ2
ステージの動作速度：０．１〜２ｍｍ／ｓ
レーザ発振器の発振周波数：３０Ｈｚ
【００８１】
上記の条件は、レーザ発振器のパルス幅や半導体膜の状態や、作成するデバイスの仕様により変化する。条件の細かい設定は実施者が適宜行わねばならない。
【００８２】
レーザビームの照射時のチャンバー６１２中の雰囲気は、２０℃の大気とする。その他、Ｈ2に置換してもよい。雰囲気の置換は、主に基板の汚染防止のために行う。ガスの供給は、ガスボンベを通して行う。前記雰囲気はＨ2、Ｈe、Ｎ2、またはＡｒでもよい。また、それらの混合気体でもよい。また、該雰囲気を真空（10の-1乗torr以下）にしても、汚染防止効果はある。
【００８３】
基板として、コーニング１７３７の他に、コーニング７０５９、AN100等のガラス基板を用いることができる。あるいは、石英基板を用いてもよい。
【００８４】
レーザビームの照射中に、赤外ランプ等により基板の線状レーザビームが照射されている箇所に強光を照射して加熱すると、加熱しないときと比較し、レーザビームのエネルギーを下げることができる。加熱は、基板の下部にヒータを設置することで行ってもよい。線状レーザビームをより長くし、より大面積の基板に線状レーザビームを使用するとき、レーザビームのエネルギーが足りない場合、この加熱によるエネルギーの補足が役にたつ。
【００８５】
本発明のレーザ照射装置は、非単結晶珪素膜だけでなく、その他の非単結晶半導体膜にも適応でき、例えばゲルマニウムやその他の非単結晶半導体膜、あるいはダイヤモンド膜等にも適用できる。
【００８６】
上述したレーザ照射装置にて結晶化された半導体膜を用いて、公知の方法で半導体デバイス、例えば、低温ポリシリコンＴＦＴの液晶ディスプレイを作成すればよい。あるいは、実施者の考案した半導体デバイスを作成してもよい。
【００８７】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例では、多結晶珪素膜にレーザビームを照射する例を示す。用いるレーザ照射装置は、発明の実施の形態に記載したものを用いる。
【００８８】
基板は、厚さ０.７mmのコーニング１７３７を用いる。この基板は６００℃までの温度であれば充分な耐久性がある。この基板の片面に、プラズマCVD法によりSiO2膜を２００nm成膜する。さらに、その上から、a-Si膜を５５nm成膜する。成膜法は他の方法、たとえば、スパッタ法等を用いてもよい。
【００８９】
次に、特開平７―１３０６５２号公報に記載の方法で、前記a-Si膜を結晶化させる。以下、前記方法に関し簡単に述べる。前記a-Si膜に、濃度が１０ｐｐｍの酢酸ニッケル水溶液を塗布し、これを５５０℃の窒素雰囲気で４時間加熱し、a-Si膜を結晶化させる。前記塗布の方法は例えばスピンコート法を使うとよい。このように、ニッケルを添加したa-Si膜は、低温短時間で結晶化する。これは、ニッケルが結晶成長の核の役割を果たし、結晶成長を促進させるのが原因と考えられている。
【００９０】
上記の方法で結晶化される多結晶珪素膜は、レーザビームを照射することで、さらに、半導体素子の材料として特性の高いものになる。そこで、前記多結晶珪素膜の特性を向上させるため、発明の実施の形態で用いたレーザ照射装置を使って、前記多結晶珪素膜にレーザビームを照射する。
【００９１】
上述したレーザ照射装置にて結晶化された半導体膜を用いて、公知の方法で半導体デバイス、例えば、低温ポリシリコンＴＦＴの液晶ディスプレイを作成すればよい。あるいは、実施者の考案した半導体デバイスを作成してもよい。発明の実施の形態と本実施例とは組み合わせて用いることができる。
【００９２】
〔実施例２〕
本実施例では、レーザ発振器として、YAGレーザの第２高調波を用いる例を示す。第２高調波を用いる利点は、光学レンズが劣化しにくい点にある。また、a-Si膜に対する反射率が第３高調波や第４高調波と比較して低いので、エネルギー効率も第３高調波や第４高調波を用いる場合よりやや劣る程度で、あまり変わらない。最大パルスエネルギーは、現存するもので１４００ｍＪ／パルス出せるものがある。これは、第３高調波の２倍であるから、線状レーザビームを長くして大面積基板に製膜されたa-Si膜の結晶化には、第２高調波を用いるとよい。
【００９３】
第２高調波を線状レーザビームに加工し半導体膜に照射する装置及び方法は、発明の実施の形態に示したものと同様のものを用いればよい。ただし、第３高調波と第２高調波とは、波長が異なるので、焦点の位置を変更する必要がある。本実施例の場合、石英窓６１０と照射面６１１との距離を１５０ｍｍに変更すればよい。レンズのコーティングは、YAGレーザの第２高調波の波長５３０ｎｍに合わせたものとする。
【００９４】
本実施例は、実施例１と組み合わせることができる。
【００９５】
〔実施例３〕
本実施例では、レーザ発振器として、YAGレーザの第４高調波を用いる例を示す。第４高調波を用いる利点は、珪素膜に対し、吸収係数が非常に高い点にある。
【００９６】
第４高調波を線状レーザビームに加工し半導体膜に照射する装置、方法は、発明の実施の形態に示したものと同様のものを用いればよい。ただし、第４高調波と第３高調波とは、波長が異なるので、焦点の位置を変更する必要がある。本実施例の場合、石英窓６１０と照射面６１１との距離を１２６ｍｍに変更すればよい。レンズのコーティングは、YAGレーザの第４高調波の波長２６６ｎｍに合わせたものとする。
【００９７】
本実施例は、実施例１と組み合わせることができる。
【００９８】
〔実施例４〕
本実施例では、大量生産用のレーザ照射装置の例を図９に沿って示す。図９はレーザ照射装置の上面図である。
【００９９】
ロードアンロード室９０１から、トランスファ室９０２に設置された搬送用のロボットアーム９０３を使って基板を運ぶ。まず、基板は、アライメント室９０４で位置合わせがなされた後、プレヒート室９０５に運ばれる。ここで例えば赤外ランプヒータを使って基板の温度を所望の温度、例えば３００℃程度にあらかじめ加熱しておく。その後、ゲートバルブ９０６を経由し、レーザ照射室９０７に基板を設置する。その後、ゲートバルブ９０６を閉める。
【０１００】
レーザビームは、発明の実施の形態で示したレーザ発振器９００を出た後、光学系９０９を介し、石英窓９１０の直上に設置した図示しないミラーで９０度下方に曲げられ、石英窓９１０を介し、レーザ照射室９０７内にある照射面にて線状レーザビームに加工される。レーザビームは、照射面に設置された基板に照射される。光学系９０９は、前述に示したものを使用すればよい。また、それに準ずる構成のものを使用してもよい。
【０１０１】
レーザビームの照射の前にレーザ照射室９０７の雰囲気を、真空ポンプ９１１を使って高真空（１０-3Pa）程度に引く。または、真空ポンプ９１１とガスボンベ９１２を使って所望の雰囲気にする。前記雰囲気は、前述したように、He、Ar、H2、あるいはそれらの混合気体でもよい。
【０１０２】
その後、レーザビームを照射しながら、移動機構９１３により基板を走査させることで、基板に線状レーザビームを照射する。このとき、図示しない赤外線ランプを線状レーザビームが照射されている部分に当ててもいい。
【０１０３】
レーザビームの照射が終了した後は、クーリング室９０８に基板を運び、基板を徐冷したのち、アライメント室９０４を経由してロードアンロード室９０１に基板を帰す。これら一連の動作を繰り返すことで、基板を多数、レーザアニールできる。
【０１０４】
本実施例は発明の実施の形態や他の実施例と組み合わせて用いることができる。
【０１０５】
〔実施例５〕
本実施例では、光路差をつける手段として石英板を用いた例を図１０に示す。
この石英板は、レーザビームに対して透明である。
【０１０６】
図１０に、照射面においてレーザビームの断面形状を線状に加工するための光学系の構成例を示す。なお、図１０は上面図である。
【０１０７】
レーザ発振器１００１から出たレーザビームの一部は、厚さ１５ｍｍの石英板１０００に入射して、石英板に入射しなかったレーザービームと光路差が生じる。前記石英板の屈折率は波長５３２ｎｍに対し、約１.５であることから、約７ｍｍの光路差が生じる。７ｍｍの光路差は、YAGレーザのコヒーレント長と同等であることから、干渉を消す効果を期待できる。
【０１０８】
石英板１０００を介し光路長が伸ばされたレーザビームはシリンドリカルレンズアレイ１００３の片方のシリンドリカルレンズに入射し、石英板１０００を介していないレーザビームはシリンドリカルレンズアレイ１００３の他方のシリンドリカルレンズに入射し、２分割される。その後、シリンドリカルレンズ１００５にて、レーザビームは照射面１００９にて１つに合成される。これにより、線状レーザビームの長さ方向のエネルギー均質化と長さが決定される。
【０１０９】
こうして、石英板により光路差をもったレーザビームをａ―Ｓｉ膜に照射すると、図１１（Ａ）に示したように線状レーザビームの幅方向に平行な縞模様を消すことができる。なお、図１１（Ａ）の縦方向が、線状レーザビームの幅方向に対応する。
【０１１０】
図１１（Ａ）は、本実施例を用いて形成した線状レーザビームを照射したａ―Ｓｉ膜の表面状態の写真図である。また、図１１（Ｂ）は、本実施例を用いて形成した線状レーザビームをＣＣＤカメラでとらえた映像である。
【０１１１】
比較するために、光路差をつけることなく、すなわち、石英板１０００を使用せずに形成した線状レーザビームを照射したａ―Ｓｉ膜の表面状態の写真図を図１２（Ａ）に示す。また、図１２（Ｂ）は、光路差をつけることなく、すなわち、石英板１０００を使用せずに形成した線状レーザービームをＣＣＤカメラでとらえた映像である。干渉により線状レーザビームの幅方向に平行な縞が形成された様子が見て取れる。
【０１１２】
本実施例では、レーザビームを２分割し合成した例を示したが、レーザビームを３分割以上し１つに合成する場合も、分割された各々のレーザビームに対し光路差が十分についていれば、本実施例が示す効果が得られる。たとえば、レーザビームを３分割する場合、石英板を介さないレーザビームと、厚さｔの石英板を介したレーザビームと、厚さ２ｔの石英板を介したレーザビームを合成すればよい。なお、厚さｔは使用するレーザビームのコヒーレント長を考慮に入れて決定すればよい。
【０１１３】
なお、図１０において、１００７はミラーである。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明により、線状レーザビームの幅方向に平行にできる干渉縞の強弱を著しく低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 線状レーザビームを形成する光学系。（従来例）
【図２】 (a)線状レーザビームのエネルギー分布を示す図、(b)線状レーザビームを前記線状レーザビームの長さ方向に垂直な方向にスキャンさせながら照射した珪素膜の様子を示す図。
【図３】 ビームエキスパンダーと線状レーザビームを形成する光学系とを組み合わせた例を示す図。
【図４】 ビームエキスパンダーと本発明が開示する線状レーザビームを形成する光学系とを組み合わせた例を示す図。
【図５】 (a)線状レーザビームのエネルギー分布を示す図、(b)線状レーザビームを前記線状レーザビームの長さ方向に垂直な方向にスキャンさせながら照射した珪素膜の様子を示す図。
【図６】 本発明が開示するレーザ照射装置の例を示す図。
【図７】 本発明が開示する線状レーザビームを形成する光学系の一部を示す図。
【図８】 線状レーザビームを形成する光学系の一部のレンズを示す図。
【図９】 量産用のレーザ照射装置を示す図。
【図１０】本発明が開示するレーザ照射装置の例を示す図。
【図１１】珪素膜の表面状態を示す写真図。（実施例５）
【図１２】珪素膜の表面状態を示す写真図。（比較例）
【符号の説明】
１０１ レーザ発振器
１０２ レーザ光を分割するシリンドリカルアレイレンズ
１０３ レーザ光を分割するシリンドリカルアレイレンズ
１０４ レーザ光を集光するためのシリンドリカルレンズ
１０５ レーザ光を集光するためのシリンドリカルレンズ
１０７ 反射ミラー
１０８ レーザ光を集光するためのダブレットシリンドリカルレンズ
１０９ 照射面
２００ 線状レーザビーム
２０１ 線状レーザビーム２００の比較的エネルギーの強い領域。
２０２ 線状レーザビーム２００の比較的エネルギーの弱い領域。
２０３ 線状レーザビーム２００を前記線状レーザビームの長さ方向に垂直な方向にスキャンさせながら照射したa-Si膜。
２０４ a-Si膜の比較的強いエネルギーのレーザビームが照射された領域。
２０５ a-Si膜の比較的弱いエネルギーのレーザビームが照射された領域。
３００ YAGレーザ発振器
３０１ ビームエキスパンダーを形成するシリンドリカルレンズ。
３０２ ビームエキスパンダーを形成するシリンドリカルレンズ。
４０１ 階段状のミラー
４０２ シリンドリカルアレイレンズ
４０３ シリンドリカルレンズ
４０４ 照射面
５００ 線状レーザビーム
５０１ 線状レーザビーム５００の比較的エネルギーの強い領域。
５０２ 線状レーザビーム５００の比較的エネルギーの弱い領域。
５０３ 線状レーザビーム５００を前記線状レーザビームの長さ方向に垂直な方向にスキャンさせながら照射したa-Si膜。
６０１ YAGレーザ発振器
６０２ ミラー
６０３ ビームエキスパンダー
６０４ 階段状のミラー
６０５ シリンドリカルアレイレンズ
６０６ シリンドリカルレンズ
６０７ シリンドリカルアレイレンズ
６０８ シリンドリカルレンズ
６０９ ダブレットシリンドリカルレンズ
６１０ 石英窓
６１１ 照射面
６１２ チャンバー
６１３ ミラー
６１４ ステージ
６１５ 移動機構
８００ ダブレットシリンドリカルレンズ
８０１ ダブレットシリンドリカルレンズの面
８０２ ダブレットシリンドリカルレンズの面
８０３ ダブレットシリンドリカルレンズの面
８０４ ダブレットシリンドリカルレンズの面
９００ レーザ発振器
９０１ ロードアンロード室
９０２ トランスファ室
９０３ ロボットアーム
９０４ アライメント室
９０５ プレヒート室
９０６ ゲートバルブ
９０７ レーザ照射室
９０８ 照射面
９０９ レーザ光学系
９１０ 石英窓
９１１ 真空ポンプ
９１２ ガスボンベ
９１３ 移動機構
９１４ 赤外線ランプ
９１５ クーリング室

Claims (8)

  1. レーザビームを発生させるレーザ発振器と、
    前記レーザビームを、前記レーザビームの進行方向に対し直角方向に分割するシリンドリカルレンズアレイと、
    前記シリンドリカルレンズアレイにより分割される前記レーザビームの各々の、前記レーザビームの出口から照射面までの光路長を、互いに前記レーザビームのコヒーレント長以上の差にするミラーと、を有し、
    前記ミラーは、階段状に配置された複数の反射面を有し、
    前記シリンドリカルレンズアレイは、複数のシリンドリカルレンズを有し、
    前記複数の反射面の各々は、前記複数のシリンドリカルレンズの各々に対応することを特徴とするレーザ照射装置。
  2. レーザビームを発生させるレーザ発振器と、
    前記レーザビームを一方向に引き延ばす光学系と、
    引き延ばした前記レーザビームを、前記レーザビームの進行方向に対し直角方向に分割するシリンドリカルレンズアレイと、
    前記シリンドリカルレンズアレイにより分割される前記レーザビームの各々の、前記レーザビームの出口から照射面までの光路長を、互いに前記レーザビームのコヒーレント長以上の差にするミラーと、を有し、
    前記ミラーは、階段状に配置された複数の反射面を有し、
    前記シリンドリカルレンズアレイは、複数のシリンドリカルレンズを有し、
    前記複数の反射面の各々は、前記複数のシリンドリカルレンズの各々に対応することを特徴とするレーザ照射装置。
  3. 請求項２において、
    前記レーザビームを一方向に引き延ばす光学系は、ビームエキスパンダであることを特徴とするレーザ照射装置。
  4. レーザビームを発生させるレーザ発振器と、
    前記レーザビームを、前記レーザビームの進行方向に対し直角方向に分割するシリンドリカルレンズアレイと、
    前記シリンドリカルレンズアレイにより分割された前記レーザビームを照射面で１つにし、前記照射面において断面形状が線状となる前記レーザビームの長さ方向において前記レーザビームのエネルギーを均一化する第１のシリンドリカルレンズと、
    前記シリンドリカルレンズアレイにより分割される前記レーザビームの各々の、前記レーザビームの出口から前記照射面までの光路長を、互いに前記レーザビームのコヒーレント長以上の差にするミラーと、を有し、
    前記ミラーは、階段状に配置された複数の反射面を有し、
    前記シリンドリカルレンズアレイは、複数の第２のシリンドリカルレンズを有し、
    前記複数の反射面の各々は、前記複数の第２のシリンドリカルレンズの各々に対応することを特徴とするレーザ照射装置。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、
    前記照射面において断面形状が線状となる前記レーザビームの長さ方向に対し直角方向に動くステージを有することを特徴とするレーザ照射装置。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項において、
    前記レーザ発振器はＹＡＧレーザの第２高調波を発生させるものであることを特徴とするレーザ照射装置。
  7. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項において、
    前記レーザ発振器はＹＡＧレーザの第３高調波を発生させるものであることを特徴とするレーザ照射装置。
  8. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項において、
    前記レーザ発振器はＹＡＧレーザの第４高調波を発生させるものであることを特徴とするレーザ照射装置。
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US09/637,905 US6563843B1 (en) 1999-08-13 2000-08-14 Laser irradiation device
US10/424,874 US7135390B2 (en) 1999-08-13 2003-04-29 Method of fabricating a semiconductor device incorporating crystallizing by laser irradiation
US11/594,881 US7375010B2 (en) 1999-08-13 2006-11-09 Laser irradiation device

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Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10253916A (ja) * 1997-03-10 1998-09-25 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザー光学装置
JP4514861B2 (ja) * 1999-11-29 2010-07-28 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザ照射装置およびレーザ照射方法および半導体装置の作製方法
US6856630B2 (en) * 2000-02-02 2005-02-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, semiconductor device, and method of fabricating the semiconductor device
US7662677B2 (en) * 2000-04-28 2010-02-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of fabricating semiconductor device
TW552645B (en) 2001-08-03 2003-09-11 Semiconductor Energy Lab Laser irradiating device, laser irradiating method and manufacturing method of semiconductor device
KR100885904B1 (ko) * 2001-08-10 2009-02-26 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 레이저 어닐링장치 및 반도체장치의 제작방법
US7372630B2 (en) * 2001-08-17 2008-05-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser, irradiation apparatus, laser irradiation method, and method for manufacturing semiconductor device
JP3977038B2 (ja) * 2001-08-27 2007-09-19 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザ照射装置およびレーザ照射方法
JP4397571B2 (ja) 2001-09-25 2010-01-13 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザ照射方法およびレーザ照射装置、並びに半導体装置の作製方法
JP3903761B2 (ja) * 2001-10-10 2007-04-11 株式会社日立製作所 レ−ザアニ−ル方法およびレ−ザアニ−ル装置
TWI289896B (en) * 2001-11-09 2007-11-11 Semiconductor Energy Lab Laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method of manufacturing a semiconductor device
JP3973882B2 (ja) * 2001-11-26 2007-09-12 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザ照射装置およびレーザ照射方法
US7113527B2 (en) * 2001-12-21 2006-09-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method and apparatus for laser irradiation and manufacturing method of semiconductor device
TWI332682B (en) * 2002-09-19 2010-11-01 Semiconductor Energy Lab Beam homogenizer and laser irradiation apparatus and method of manufacturing semiconductor device
US7919726B2 (en) * 2002-11-29 2011-04-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method for manufacturing a semiconductor device
JP2004241561A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Mitsubishi Electric Corp レーザプロセス装置
US7327916B2 (en) * 2003-03-11 2008-02-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Beam Homogenizer, laser irradiation apparatus, and method of manufacturing a semiconductor device
US7304005B2 (en) * 2003-03-17 2007-12-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method for manufacturing a semiconductor device
SG137674A1 (en) * 2003-04-24 2007-12-28 Semiconductor Energy Lab Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, and method for manufacturing semiconductor device
US7245802B2 (en) * 2003-08-04 2007-07-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Beam homogenizer, laser irradiation apparatus and method for manufacturing semiconductor device
AU2003262031A1 (en) * 2003-09-09 2005-04-06 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Laser processing method and processing apparatus
US7450307B2 (en) * 2003-09-09 2008-11-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method for manufacturing semiconductor device
US7169630B2 (en) 2003-09-30 2007-01-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, and method for manufacturing semiconductor device
JP4579575B2 (ja) 2004-05-14 2010-11-10 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザ照射方法及びレーザ照射装置
CN100361276C (zh) * 2004-07-02 2008-01-09 电子科技大学 单片光电集成光接收器制作中消除应力和损伤的方法
US7387954B2 (en) * 2004-10-04 2008-06-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, and method for manufacturing semiconductor device
US7664365B2 (en) * 2004-10-27 2010-02-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Beam homogenizer, and laser irradiation method, laser irradiation apparatus, and laser annealing method of non-single crystalline semiconductor film using the same
WO2007049525A1 (en) * 2005-10-26 2007-05-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus and manufacturing method of semiconductor device
US20070127005A1 (en) 2005-12-02 2007-06-07 Asml Holding N.V. Illumination system
JP2007214527A (ja) * 2006-01-13 2007-08-23 Ihi Corp レーザアニール方法およびレーザアニール装置
US7563661B2 (en) * 2006-02-02 2009-07-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Crystallization method for semiconductor film, manufacturing method for semiconductor device, and laser irradiation apparatus
CN101394966B (zh) * 2006-02-24 2011-10-26 通快机床两合公司 具有一具有至少两个镜区域和一个阴影区的反射镜的激光加工设备反射镜组件
US7615722B2 (en) * 2006-07-17 2009-11-10 Coherent, Inc. Amorphous silicon crystallization using combined beams from optically pumped semiconductor lasers
US7888620B2 (en) * 2006-07-31 2011-02-15 Electro Scientific Industries, Inc. Reducing coherent crosstalk in dual-beam laser processing system
US7633035B2 (en) * 2006-10-05 2009-12-15 Mu-Gahat Holdings Inc. Reverse side film laser circuit etching
US20080083706A1 (en) * 2006-10-05 2008-04-10 Mu-Gahat Enterprises, Llc Reverse side film laser circuit etching
JP5050232B2 (ja) * 2007-02-20 2012-10-17 株式会社総合車両製作所 レーザ溶接用ヘッド
US20090061112A1 (en) * 2007-08-27 2009-03-05 Mu-Gahat Enterprises, Llc Laser circuit etching by subtractive deposition
US20090061251A1 (en) * 2007-08-27 2009-03-05 Mu-Gahat Enterprises, Llc Laser circuit etching by additive deposition
US7891821B2 (en) * 2007-12-17 2011-02-22 Coherent, Inc. Laser beam transformer and projector having stacked plates
GB0816308D0 (en) * 2008-09-05 2008-10-15 Mtt Technologies Ltd Optical module
US8802580B2 (en) * 2008-11-14 2014-08-12 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for the crystallization of thin films
DE102009009366A1 (de) * 2009-02-18 2010-08-19 Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Homogenisierung von Laserstrahlung
KR101097328B1 (ko) * 2010-01-07 2011-12-23 삼성모바일디스플레이주식회사 기판 밀봉에 사용되는 레이저 빔 조사 장치, 기판 밀봉 방법, 및 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법
JP6116919B2 (ja) * 2013-01-18 2017-04-19 株式会社アルバック レーザ転写装置
JP6140548B2 (ja) * 2013-06-25 2017-05-31 株式会社アルバック レーザ転写装置
CN105140768B (zh) * 2015-09-28 2018-09-07 湖北航天技术研究院总体设计所 一种一维多光束高占空比装置
KR102582652B1 (ko) * 2016-12-21 2023-09-25 삼성디스플레이 주식회사 레이저 결정화 장치
CN110142406B (zh) * 2019-03-29 2020-05-19 西北大学 二维光纤面阵高精度激光3d金属打印机及其打印控制方法
CN109986079B (zh) * 2019-03-29 2020-04-14 西北大学 激光线阵3d金属打印机及其文件转换、打印控制方法
DE102019118676B4 (de) * 2019-07-10 2021-10-21 Innovavent Gmbh Optisches System zur Homogenisierung der Intensität von Lichtstrahlung und Anlage zur Bearbeitung einer Halbleitermaterialschicht
KR20220099192A (ko) * 2021-01-05 2022-07-13 삼성디스플레이 주식회사 레이저 결정화 장치

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4330363A (en) 1980-08-28 1982-05-18 Xerox Corporation Thermal gradient control for enhanced laser induced crystallization of predefined semiconductor areas
US4475027A (en) * 1981-11-17 1984-10-02 Allied Corporation Optical beam homogenizer
US4733944A (en) 1986-01-24 1988-03-29 Xmr, Inc. Optical beam integration system
DE3750174T2 (de) 1986-10-30 1994-11-17 Canon K.K., Tokio/Tokyo Belichtungseinrichtung.
JPH01287924A (ja) 1988-03-30 1989-11-20 Hitachi Ltd コヒーレント制御露光装置
US5185758A (en) * 1989-11-28 1993-02-09 Massachusetts Institute Of Technology Multiple-laser pump optical system
US5081637A (en) * 1989-11-28 1992-01-14 Massachusetts Institute Of Technology Multiple-laser pump optical system
US5719704A (en) 1991-09-11 1998-02-17 Nikon Corporation Projection exposure apparatus
CA2071598C (en) * 1991-06-21 1999-01-19 Akira Eda Optical device and method of manufacturing the same
US5185785A (en) * 1991-10-31 1993-02-09 At&T Bell Laboratories Method and apparatus for recording and rating telecommunication transactions made over a communication network
KR100269350B1 (ko) * 1991-11-26 2000-10-16 구본준 박막트랜지스터의제조방법
JPH06232069A (ja) 1993-02-04 1994-08-19 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置の作製方法
US5534970A (en) * 1993-06-11 1996-07-09 Nikon Corporation Scanning exposure apparatus
US5923962A (en) 1993-10-29 1999-07-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a semiconductor device
JP3431033B2 (ja) 1993-10-29 2003-07-28 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体作製方法
TW264575B (ja) * 1993-10-29 1995-12-01 Handotai Energy Kenkyusho Kk
KR100299292B1 (ko) * 1993-11-02 2001-12-01 이데이 노부유끼 다결정실리콘박막형성방법및그표면처리장치
JP3312447B2 (ja) * 1993-11-15 2002-08-05 ソニー株式会社 半導体露光装置
JP3388042B2 (ja) * 1994-11-18 2003-03-17 三菱電機株式会社 レーザアニーリング方法
JP3593375B2 (ja) * 1995-02-07 2004-11-24 株式会社日立製作所 微小欠陥検出方法及びその装置
DE19511593C2 (de) * 1995-03-29 1997-02-13 Siemens Ag Mikrooptische Vorrichtung
JPH09129573A (ja) * 1995-07-25 1997-05-16 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザーアニール方法およびレーザーアニール装置
JP3917231B2 (ja) * 1996-02-06 2007-05-23 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザー照射装置およびレーザー照射方法
JP3301054B2 (ja) * 1996-02-13 2002-07-15 株式会社半導体エネルギー研究所 レーザー照射装置及びレーザー照射方法
JPH09234579A (ja) * 1996-02-28 1997-09-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザー照射装置
JP3429129B2 (ja) * 1996-04-26 2003-07-22 三菱電機株式会社 低温ポリシリコン薄膜トランジスタのレーザアニーリング方法
JPH10125585A (ja) * 1996-10-15 1998-05-15 Nikon Corp 半導体製造装置の照明光学系
US5867324A (en) * 1997-01-28 1999-02-02 Lightwave Electronics Corp. Side-pumped laser with shaped laser beam
JPH10253916A (ja) 1997-03-10 1998-09-25 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザー光学装置
EP0880142B1 (en) * 1997-05-20 2011-04-27 Bull S.A. Dynamic random access memory (DRAM) having variable configuration for data processing system and corresponding expansion support for the interleaved-block configuration thereof
US6535535B1 (en) 1999-02-12 2003-03-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation method, laser irradiation apparatus, and semiconductor device
US6573162B2 (en) 1999-12-24 2003-06-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus and method of fabricating a semiconductor device

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