TWI632011B - 雷射處理方法以及雷射處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明降低因脈衝雷射的重疊照射而形成於半導體膜的凸起部的不良影響。本發明的雷射處理方法在非單晶半導體膜上一邊掃描具有規定的光束剖面形狀的脈衝雷射一邊以規定的掃描間距重疊照射而形成結晶半導體膜，將凸起部的底邊的掃描方向長度設為b，將掃描間距設為p，其中上述凸起部是藉由對半導體膜的脈衝雷射的照射而形成於在半導體膜上所照射的脈衝雷射光束的掃描方向後端側，將掃描間距設定為滿足式0.75b≧p≧0.25b的範圍而進行脈衝雷射的重疊照射，藉此使凸起部彼此接近地形成而減小凸起部的高低差，從而減少照射不均。

Description

雷射處理方法以及雷射處理裝置
本發明是有關於一種雷射回火方法以及雷射回火裝置，該雷射回火方法一邊對非單晶半導體掃描線形光束形狀的脈衝雷射一邊進行多次的重疊照射而進行非晶質膜的結晶化或結晶膜的改質。
一般來說，電視機(television，TV)或個人電腦(personal computer，PC)顯示器中使用的薄膜電晶體由非晶形(amorphous)矽(以後稱作a-矽)所構成，藉由以某些手段將矽結晶化(以後稱作p-矽)而加以利用，則能夠使其作為薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)的性能格外提昇。目前，作為低溫下的Si結晶化製程，準分子雷射回火技術已得到實用化，在用於智慧型電話等小型顯示器用途中被頻繁利用，進而正實現對大畫面顯示器等的實用化。
該雷射回火法是如下方法，即，藉由將具有高脈衝能量的準分子雷射照射至非單晶半導體膜，而吸收了光能的半導體成為熔融或半熔融狀態，然後在冷卻凝固時結晶化。此時，為了對 寬廣區域進行處理，而例如使整形為線形光束形狀的脈衝雷射一邊相對地沿短軸方向掃描一邊照射。通常藉由使設置著非單晶半導體膜的設置台移動來進行脈衝雷射的掃描。
上述脈衝雷射的掃描中，以對非單晶半導體膜的同一位置多次照射(重疊照射)脈衝雷射的方式，以規定的掃描間距使脈衝雷射在掃描方向上移動。藉此，可進行尺寸大的半導體膜的雷射回火處理。
而且，在使用了現有的線形光束的雷射回火處理中，將雷射脈衝的掃描方向的光束寬度固定為0.35mm~0.4mm左右，為了確保多個薄膜電晶體的性能的均勻性而將每一脈衝的基板輸送量設定為光束寬度的5%到8%左右，考慮到生產效率後規定雷射的照射次數。
此外，在脈衝雷射的光束剖面的強度分佈中，具有在掃描方向端部強度逐漸降低而為零的區域。專利文獻1中，在重疊照射具有此種強度分佈的脈衝雷射時，在不同的強度區域經多次照射的照射區域間在形成電晶體時的遷移率中產生差異成為課題(段落0015~段落0019)，為了解決該課題而提出根據強度區域將掃描間距設為規定的值以下的方法。專利文獻1中，藉由該方法可製造遷移率的不均極小的薄膜電晶體(段落0026)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平9-45926號公報
上述專利文獻1中，解決由在雷射光束的掃描方向前方強度逐漸降低的強度分佈所引起的問題，作為具體例，則例示1mm的掃描間距。
然而，根據本申請案發明者等人的研究可知，在專利文獻1所示的掃描間距下，因在雷射光束的掃描方向後端部強度逐漸降低的區域(以下稱作陡部(steepness))而對半導體的性能產生影響。
亦即，如圖6所示，在被照射脈衝雷射的例如矽膜101上，根據線形光束短軸的端部而每次照射脈衝時形成多晶矽膜的凸起部102。該部分相當於雷射照射的半導體膜的熔融部與未被照射具有足以熔融半導體膜的強度的雷射而保持為固體的部分的交界處。認為該凸起與照射能量的強度成比例地增大。亦即，隨著照射能量變大而在半導體膜的膜厚方向上的熔融推進，且膜整體熔融後成為液體的半導體膜層的溫度亦增大。在該液相部分伴隨溫度降低而結晶化時，液體一邊被溫度優先地開始降低的固液界面亦即線形光束短軸邊緣部吸引一邊固化，因而產生凸起。
在上述凸起部中，雷射的能量變動、線形光束短軸形狀的變化、相對於雷射光束而相對移動的半導體膜的位置的紊亂等成為因素，從而表現為凸起部的高度或間隔的紊亂。該紊亂被認知為照射不均，在將半導體膜用作元件時成為特性的不均。
本發明以上述情況為背景而完成，其目的在於提供一種 可減輕光束的掃描方向端部的陡部的影響而製造照射不均少的結晶半導體膜的雷射處理方法以及雷射處理裝置。
亦即，本發明的雷射處理方法中的第1本發明，是一邊在非單晶半導體膜上掃描具有規定的光束剖面形狀的脈衝雷射，一邊以規定的掃描間距重疊照射而形成結晶半導體膜，上述雷射處理方法的特徵在於： 將凸起部的底邊的掃描方向長度設為b，將上述掃描間距設為p，其中上述凸起部是藉由對上述半導體膜的脈衝雷射的照射而形成於在上述半導體膜上所照射的脈衝雷射光束的掃描方向後端側， 將上述掃描間距設定為滿足下述式(1)的範圍而進行上述脈衝雷射的重疊照射： 0.75b≧p≧0.25b...(1)。
第2本發明的雷射處理方法的特徵在於：在上述第1本發明中，在上述半導體膜上，以對於結晶化而言最佳的照射能量密度進行對上述半導體膜的脈衝雷射的照射。
第3本發明的雷射處理方法的特徵在於：在上述第1本發明或第2本發明中，上述脈衝雷射的波長為400nm以下。
第4本發明的雷射處理方法的特徵在於：在上述第1本發明至第3本發明中的任一者中，上述脈衝雷射的脈衝半寬值為 200ns以下。
第5本發明的雷射處理方法的特徵在於：在上述第1本發明至第4本發明中的任一者中，上述非單晶半導體為矽。
第6本發明的雷射處理方法的特徵在於：在上述第1本發明至第5本發明中的任一者中，上述掃描間距為5μm~20μm。
第7本發明的雷射處理方法的特徵在於：在上述第1本發明至第6本發明中的任一者中，對凸起部的底邊的掃描方向長度進行測定，並根據上述測定結果來決定上述掃描間距，其中上述凸起部是藉由對上述半導體膜的脈衝雷射的照射而形成於在上述半導體膜上所照射的脈衝雷射光束的掃描方向後端側。
第8本發明的雷射處理裝置的特徵在於包括：脈衝振盪雷射光源，以規定的重複頻率輸出脈衝雷射；光學系統，對上述脈衝雷射的光束剖面形狀進行整形並導引至非單晶半導體膜；衰減器，對上述脈衝雷射的能量密度進行調整；掃描裝置，使上述脈衝雷射對上述非單晶半導體膜以規定的掃描速度相對地進行掃描；以及控制部，對上述雷射光源、上述衰減器以及上述掃描裝置進行控制，上述控制部獲取凸起部的底邊的掃描方向長度b，上述凸起部是藉由對半導體膜的脈衝雷射的照射而形成於在上述半導體膜上所照射的脈衝雷射光束的掃描方向後端側，並依據上述掃描方向 長度，以上述脈衝雷射對上述非單晶半導體膜照射時的掃描間距p滿足下述式(1)的方式，來決定上述雷射光源中的重複頻率與上述掃描裝置的掃描速度：0.75b≧p≧0.25b...(1)。
第9本發明的雷射處理裝置的特徵在於：在上述第8本發明中，包括膜表面形狀計測裝置，上述膜表面形狀計測裝置對凸起部的底邊的掃描方向長度b進行計測，上述凸起部是藉由對半導體膜的脈衝雷射的照射而形成於在上述半導體膜上所照射的脈衝雷射光束的掃描方向後端側。
本申請案發明中，藉由將掃描間距設為適當範圍，而由雷射光束剖面的掃描方向後端側的陡部形成的凸起部彼此接近地形成。此處，對規定掃描間距的理由進行說明。
將凸起部的底邊設為b，藉由減小掃描間距p而可減小凸起部間的高低差。若p大於0.75b，則無法充分獲得減小高低差的效果。 而且，若p減小至小於0.25b，則重疊次數增多，生產效率下降。 因此，關於掃描間距p，設為0.75b以下且0.25b以上。另外，基於相同的理由，理想的是分別設為小於0.7b且為0.5b以上。
另外，掃描間距p的絕對數值不受限定，例如可例示5μm~20μm。
凸起部的底邊的大小在本發明中不作特別限定，例如例 示10μm~30μm的範圍。
凸起部設為如下，即，以藉由雷射光束的掃描方向後端部側的照射而形成的半導體膜的熔融部與未被照射具有足以熔融半導體膜的強度的雷射而保持固體狀態的部分的交界處為起點，經由半導體膜的凸起高度為最大的位置並到達該凸起高度的減少傾向結束的地點為止。另外，凸起部高度的增減傾向可藉由使用凸起部高度的近似線(多項式近似線等)等而表現得明確。
而且，凸起部的底邊的大小受到脈衝雷射的掃描方向後端的陡部的寬度的大小的影響。另外，陡部可作為具有光束強度分佈中的最大強度的10%以上且90%以下的強度的區域來表示。 本發明的脈衝雷射中的掃描方向後端側的陡部的寬度例如例示為100μm以下。陡部的寬度可藉由光學構件的設計或狹縫在光路上的配置等來進行調整。然而，若使陡部變得過窄，則會在光束強度分佈中的平坦部的短軸方向端部形成強度急遽增加的突部。因此，陡部的寬度例如調整為30μm以上。
另外，理想的是在上述半導體膜上以對於結晶化而言最佳的照射能量密度來進行脈衝雷射對半導體膜的照射。對於結晶化而言最佳的照射能量密度能夠以適當的基準來決定，例如，可設為與藉由N次的多次照射而結晶粒徑成長達到飽和的照射脈衝能量密度E同等程度的照射脈衝能量密度。具體而言，理想的是E×0.98~E×1.03的範圍。最佳的照射能量密度因照射次數等而不同，本申請案發明中不限定為特定的數值，例如可例示250mJ/cm2 ~500mJ/cm2。
而且，本發明中使用的脈衝雷射不限定為特定的脈衝雷射，例如可例示波長400nm以下、半寬值200ns以下的脈衝雷射。 而且，脈衝雷射的種類亦不作特別限定，例如可列舉準分子雷射。
藉由脈衝雷射而形成為結晶半導體膜的非單晶半導體膜在本發明中不限定為特定的材料，例如可例示以矽作為材料。 本發明中，無論為什麼材料均可獲得效果。
而且，本發明的雷射處理裝置中，以規定的重複頻率輸出脈衝雷射。該重複頻率在本發明中不作特別限定，例如可列舉1Hz~1200Hz的重複頻率。重複頻率可受到控制部的控制而在雷射光源中進行設定。
而且，脈衝雷射使用柱狀透鏡等各種光學構件而整形為適當形狀，例如整形為四邊形狀或線形光束形狀。另外，線形光束的形狀不限定為特定的形狀，只要為長軸相對於短軸具有大的比率的形狀即可。例如，可列舉該比率為10以上的形狀。長軸側的長度、短軸側的長度在本發明中不限定為特定的長度，例如，可列舉長軸側的長度為370mm~1300mm、短軸側的長度為100μm~500μm。而且，脈衝雷射藉由均束器、柱狀透鏡等光學構件，而可設為如下分佈，即，在光束強度分佈中例如具有最大強度的96%以上的平坦部與位於端部的最大強度的10%~90%的陡部。
衰減器能夠以脈衝雷射光在非單晶半導體膜上獲得規定的能量密度的方式來調整脈衝雷射的穿透率，且可受到控制部 的控制來調整上述穿透率。
而且，作為使脈衝雷射對非單晶半導體膜相對地進行掃描的裝置，可具備使脈衝雷射或非單晶半導體膜中的一者或兩者移動的移動裝置。脈衝雷射的移動中，除了水平方向的移動外，可藉由使用了多面鏡(polygon mirror)或電鏡(galvanomirror)的機構而執行。非單晶半導體膜的移動可藉由使保持非單晶半導體膜的平台等移動的機構等而執行。
另外，掃描速度在本發明中不作特別限定，例如可例示1mm/秒~100mm/秒。掃描裝置可受到控制部的控制來設定掃描速度。
控制部可獲取凸起部的底邊的掃描方向長度來決定掃描間距，凸起部的長度可藉由膜表面形狀計測裝置而計測。膜表面形狀計測裝置只要為可計測接受到脈衝雷射的照射的半導體膜的膜表面形狀的裝置即可，不限定為特定者，例如，可列舉原子力顯微鏡(atomic force microscope，AFM)、探針式表面形狀測定器等。控制部基於掃描方向長度來決定掃描間距，並控制雷射光源、衰減器以及掃描裝置而執行處理。掃描間距藉由雷射光源的重複頻率與掃描裝置的掃描速度而規定，因而控制部可藉由設定該些中的一個或兩個來設定掃描間距。控制部由中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)、使該CPU動作的程式、及記憶動作參數的記憶部等所構成。
如以上說明般，根據本發明，藉由使由雷射光束剖面的 掃描方向後端側的陡部形成的凸起部彼此接近地形成而減小凸起部的高低差，從而具有降低照射不均的效果。
1‧‧‧雷射回火裝置
2‧‧‧處理室
3‧‧‧掃描裝置
4‧‧‧基台
5‧‧‧基板配置台
6‧‧‧導入窗
7‧‧‧控制部
10‧‧‧脈衝振盪雷射光源
11‧‧‧衰減器
12‧‧‧光學系統
12a‧‧‧均束器
12b‧‧‧反射鏡
12c‧‧‧柱狀透鏡
15、150‧‧‧脈衝雷射
20‧‧‧膜面形狀計測裝置
100‧‧‧基板
101‧‧‧矽膜
102‧‧‧凸起部
151‧‧‧平坦部
152‧‧‧陡部
圖1是表示本發明的一實施方式的雷射處理裝置的概略圖。
圖2是表示本發明的一實施方式的經整形的脈衝雷射的短軸方向上的光束強度分佈的圖。
圖3是說明本發明的一實施方式的以本發明的掃描間距照射脈衝雷射時的凸起的形成的圖。
圖4是表示將本發明的一實施方式的照射不均加以數值化所得的試驗例的曲線圖。
圖5是將本發明的一實施方式的照射不均進行加強所得的試驗例的圖像。
圖6是說明以現有的掃描間距照射脈衝雷射時的凸起的形成的圖。
以下，根據隨附圖式對本發明的實施方式的雷射處理裝置1進行說明。
雷射處理裝置1包括處理室2，在處理室2內具備可沿X-Y方向移動的掃描裝置3，且在該掃描裝置3的上部具備基台4。在基台4上設置基板配置台5作為平台。掃描裝置3藉由未圖示的馬達等驅動。而且，處理室2中設置著從外部導入脈衝雷射的導 入窗6。
在回火處理時，在該基板配置台5上設置著基板100等，該基板100形成著作為半導體膜的非單晶半導體即非晶質的矽膜101。矽膜101在未圖示的基板上，例如以40nm~100nm的厚度(具體而言例如以50nm厚度)而形成。該形成可藉由普通方法來進行，本發明中，半導體膜的形成方法不作特別限定。
另外，本實施方式中，對關於藉由雷射處理而將非晶質膜結晶化的雷射處理的內容進行說明，但本發明的雷射處理的內容並不限定於此，例如，亦可將非單晶的半導體膜單晶化，或進行結晶半導體膜的改質。
在處理室2的外部設置著脈衝振盪雷射光源10。脈衝振盪雷射光源10由準分子雷射振盪器所構成，可輸出波長400nm以下、重複振盪頻率為1Hz~1200Hz的脈衝雷射，該脈衝振盪雷射光源10中，可藉由反饋控制以將脈衝雷射的輸出維持為規定範圍內的方式來進行控制。控制部7可進行控制地連接在脈衝振盪雷射光源10上，藉由控制部7而可調整由脈衝振盪雷射光源10輸出的脈衝雷射的重複頻率或輸出。
控制部可以CPU或使該CPU動作的程式作為主要構成，此外亦可具備非揮發記憶體或隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)等。
由脈衝振盪雷射光源10進行脈衝振盪而輸出的脈衝雷射15利用衰減器11調整能量密度。衰減器11可由控制部7控制 地與其連接，可藉由控制部7調整穿透衰減器11的脈衝雷射15的穿透率。
已穿透衰減器11的脈衝雷射15到達光學系統12。光學系統12由均束器12a、反射鏡12b、柱狀透鏡12c等光學構件所構成，對脈衝雷射15向線形光束形狀進行整形或偏向，形成具有平坦部與陡部的光束強度分佈等，從而作為脈衝雷射150，通過設置在處理室2的導入窗6而照射至處理室2內的非晶質矽膜101。 另外，構成光學系統12的光學構件不限定為上述，可包括各種透鏡(均束器、柱狀透鏡等)、鏡面、波導部等。
其次，對上述雷射處理裝置1的動作進行說明。
脈衝振盪雷射光源10中，藉由控制部7的控制而以規定的重複頻率進行脈衝振盪，且以規定輸出而輸出脈衝雷射15。脈衝雷射15例如設為波長400nm以下、脈衝半寬值為200ns以下的脈衝雷射。然而，本發明並不限定於該些。
脈衝雷射15利用由控制部7控制的衰減器11而調整脈衝能量密度。衰減器11設定為規定的衰減率，且以在對矽膜101的照射面上獲得對於結晶化而言最佳的照射脈衝能量密度的方式來調整衰減率。例如在將非晶質的矽膜101結晶化等的情況下，可在其照射面上調整為能量密度為250mJ/cm2~500mJ/cm2。
已穿透衰減器11的脈衝雷射15利用光學系統12而整形為線形光束形狀，進而經由光學系統12的柱狀透鏡12c而使短軸寬度聚光，並導入至設置於處理室2的導入窗6。
線形光束例如整形為長軸側的長度為370mm~1300mm、短軸側的長度為100μm~500μm的形狀。
線形光束150如圖2所示，包括：平坦部151，相對於最大能量強度為96%以上；及陡部152，位於長軸方向的兩端部，具有比上述平坦部151小的能量強度，且朝向外側而能量強度逐漸降低。陡部為最大強度的10%~90%的範圍的區域。
線形光束150的在矽膜101上的陡部152的寬度例如為40μm~100μm。
利用由控制部7控制的掃描裝置3而以規定的掃描速度使矽膜101移動，藉此可一邊使線形光束150對矽膜101相對地掃描一邊照射至矽膜101。此時的掃描速度例如設為1mm/秒~100mm/秒的範圍內。然而，本發明中，上述掃描速度並不限定為特定者。
另外，在決定掃描速度以及重複頻率時，如圖3所示，將藉由脈衝雷射15的照射而形成於矽膜101上的凸起部102的底邊的掃描方向長度設為b，以掃描間距p滿足下述式的方式決定。
0.75b≧p≧0.25b...(1)
掃描間距必須滿足上述(1)式的條件，且不限定為特定的數值，但例如可列舉5μm~15μm的範圍。
另外，凸起部102的底邊的掃描方向長度可由控制部7而預 先獲取，藉此可決定掃描間距。
凸起部102的底邊的掃描方向長度可利用原子力顯微鏡(AFM)、探針式表面形狀測定器等膜表面形狀計測裝置20來測定。具體而言，以與所假定的重疊次數相應的對於結晶化而言最佳的能量密度來照射雷射脈衝，並測定藉由光束的短軸方向端部的照射而形成的凸起部的底邊長度。對於測定而言，可預先作為基準來進行，且亦可在經處理的矽膜中進行測定。
在預先進行測定時，亦可藉由一次照射(one shot)脈衝雷射而作為掃描方向長度進行測定。若獲得凸起部的底邊長度，則可決定掃描間距，藉由掃描間距的決定而在規定的光束形狀中規定照射次數。該照射次數中的最佳的能量密度有時與測定凸起部102的底邊長度時的能量密度不同。該情況下，若根據照射次數的變更而最佳的能量密度發生變化，則可在變更後的最佳的能量密度中，測定凸起部102的底邊的掃描方向長度，並根據其結果來決定掃描間距。
適當的掃描間距的結果為，凸起部102如圖3所示般彼此接近地形成，凸起部102間的高低差減小。藉此，即便發生雷射的能量變動、線形光束短軸形狀的變化、相對於雷射光束而相對移動的半導體膜的位置的紊亂等，亦可減輕其影響。
[實施例1]
其次，進行使用實施方式所示的雷射處理裝置進行評估的試驗。試驗條件為以下所示。
a-Si(非單晶半導體)膜厚：50nm
脈衝振盪雷射光源 LSX315C(相干(Coherent)公司製造)/波長308nm，重複頻率300Hz
光束尺寸 370mm×0.4mm
雷射脈衝半寬值 50ns
照射能量密度 結晶化最佳能量密度：370mJ/cm2(半導體膜上)
凸起部底邊長度b 18μm(一次照射測定)
掃描間距p 15μm、10μm、5μm(15μm為比較例)
凸起部底邊長度測定裝置精工電子奈米科技(SII NanoTechnology)股份有限公司製造 掃描型探針顯微鏡單元商品名「S-image」
在上述條件下照射脈衝雷射，對所獲得的多晶矽中的照射不均進行評估。照射不均按照以下的基準來進行評估。
對結晶矽膜的多個部位照射檢查光，分別接收反射光而獲取彩色圖像，對彩色圖像的色成分進行檢測，根據所檢測的色成分將彩色圖像單色化。然後，將經單色化的圖像的資料卷積而獲取加強了圖像濃淡的圖像資料，對加強了圖像濃淡的圖像資料進行投影轉換，根據經投影轉換的圖像資料來評估表面不均。單色化可使用經檢測的色成分中的主要色成分來進行，主要色成分可設為光分佈比其他色成分相對較大的色成分。
單色化的圖像資料由將雷射的光束方向設為行、雷射的掃描方向設為列的矩陣資料來表示，藉由將規定係數的矩陣乘以經單色化的圖像的資料的矩陣來進行卷積。
規定係數的矩陣中分別使用加強光束方向的圖像資料及加強掃描方向的圖像資料，而分別獲取加強了光束方向的圖像濃淡的圖像資料及加強了掃描方向的圖像濃淡的圖像資料。
具體而言進行以下的卷積。另外，規定係數的矩陣不限定於下述。
對於加強了圖像的濃淡的圖像資料，利用掃描方向、照射方向上出現大量條紋，而分別求出各個方向的投影。
具體而言，藉由下述所示的式而在照射方向、掃描方向上分別進行投影轉換。
照射方向=(Max(Σf(x)/Nx)-Min(Σf(x)/Nx))/平均 掃描方向=(Max(Σf(y)/Ny)-Min(Σf(y)/Ny))/平均
其中，x表示照射方向的圖像的位置，y表示掃描方向的圖像的位置，f(x)表示x位置的圖像資料，f(y)表示y位置的圖像資料，Nx表示照射方向的圖像的數量，Ny表示掃描方向的圖像的數量。
因投影為各個方向上的總和，故雜訊強，而隨機值相抵消。亦即，照射不均可藉由計算出照射方向的投影的差而作為數值來表示。照射不均強的圖像的照射方向的投影的差增大，照射不均弱的圖像的投影的差減小。同樣地，掃描不均可藉由計算掃描方向的投影的差而作為數值來表示。掃描不均多的圖像的掃描方向的投影的差增大，掃描不均弱的圖像的投影的差減小。這樣，可基於投影的差，將照射不均與掃描不均加以數值化。
圖4表示將改變掃描間距進行試驗的情況下的照射不均加以數值化所得的曲線圖。
比較例中，照射不均的程度為0.22~0.27的指標。
另一方面，掃描間距10μm、5μm滿足本發明的條件式(1)，掃描間距10μm時照射不均為0.13~0.18的指標，掃描間距5μm時照射不均為0.081~0.11的指標，照射不均明顯得到緩和。
圖5的圖式代用照片(倍率6倍)表示上述評估中加強了濃淡的畫面。可知在掃描間距為15μm的比較例中，不均顯眼，與此相對，掃描間距為10μm、5μm時，不均減少。
以上，根據上述實施方式對本發明進行了說明，本發明並不限定於上述實施方式的內容，只要不脫離本發明的範圍則可進行適當的變更。

Claims (9)

  1. 一種雷射處理方法，一邊在非單晶半導體膜上掃描具有規定的光束剖面形狀的脈衝雷射，一邊以規定的掃描間距重疊照射而形成結晶半導體膜，上述雷射處理方法的特徵在於：將凸起部的底邊的掃描方向長度設為b，將上述掃描間距設為p，其中上述凸起部是藉由對半導體膜的上述脈衝雷射的照射而形成於在上述半導體膜上所照射的脈衝雷射光束的掃描方向後端側，將上述掃描間距設定為滿足下述式(1)的範圍而進行上述脈衝雷射的重疊照射：0.7b≧p≧0.5b...(1)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的雷射處理方法，其中在上述半導體膜上，以對於結晶化而言最佳的照射能量密度進行對上述半導體膜的上述脈衝雷射的照射。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的雷射處理方法，其中上述脈衝雷射的波長為400nm以下。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的雷射處理方法，其中上述脈衝雷射的脈衝半寬值為200ns以下。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的雷射處理方法，其中上述非單晶半導體為矽。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的雷射處理方法，其中上述掃描間距為5μm~20μm。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的雷射處理方法，其中對上述凸起部的底邊的上述掃描方向長度進行測定，並根據上述測定結果來決定上述掃描間距，其中上述凸起部是藉由對上述半導體膜的上述脈衝雷射的照射而形成於在上述半導體膜上所照射的上述脈衝雷射光束的掃描方向後端側。
  8. 一種雷射處理裝置，其特徵在於包括：雷射光源，以規定的重複頻率輸出脈衝雷射；光學系統，對上述脈衝雷射的光束剖面形狀進行整形並導引至非單晶半導體膜；衰減器，對上述脈衝雷射的能量密度進行調整；掃描裝置，使上述脈衝雷射或上述非單晶半導體膜中的一者或兩者移動並進行掃描；以及控制部，對上述雷射光源、上述衰減器以及上述掃描裝置進行控制，上述控制部獲取凸起部的底邊的掃描方向長度b，上述凸起部是藉由對上述半導體膜的上述脈衝雷射的照射而形成於在上述半導體膜上所照射的脈衝雷射光束的掃描方向後端側，並依據上述掃描方向長度，以上述脈衝雷射對上述非單晶半導體膜照射時的掃描間距p滿足下述式(1)的方式，來決定上述雷射光源中的重複頻率與上述掃描裝置的掃描速度：0.7b≧p≧0.5b...(1)。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的雷射處理裝置，其包括膜表面形狀計測裝置，上述膜表面形狀計測裝置對上述凸起部的底邊的上述掃描方向長度b進行計測，上述凸起部是藉由對上述半導體膜的上述脈衝雷射的照射而形成於在上述半導體膜上所照射的上述脈衝雷射光束的掃描方向後端側。
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