CN102473615B - 激光退火处理装置、激光退火处理体的制造方法及激光退火处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明能使激光退火处理中使用的脉冲激光的脉冲波形稳定，从而实现均匀的退火处理。本发明的激光退火处理装置包括：气体激发脉冲激光振荡器；以规定的衰减率使从气体激发脉冲激光振荡器输出的脉冲激光透过的可变衰减器；将透过可变衰减器后的脉冲激光引导至被处理体的光学系统；以及进行第一控制的控制部，该第一控制对所述气体激发脉冲激光振荡器的所述脉冲激光的输出值进行调节，控制部进行第二控制，该第二控制根据气体激发脉冲激光振荡器内的气体劣变，使由第一控制所调节的所述输出值下降，并减小可变衰减器的衰减率，从而抑制脉冲波形的变化，消除每个脉冲的不均。

Description

激光退火处理装置、激光退火处理体的制造方法及激光退火处理方法

技术领域

本发明涉及对被处理体照射脉冲激光以进行激光退火的激光退火处理装置、激光退火处理体的制造方法及激光退火处理程序。 

背景技术

在液晶显示器或有机EL(电致发光(Electro-Luminescence))显示器的像素开关或驱动电路中使用的薄膜晶体管中，执行利用激光的激光退火作为低温工艺的制造方法的一个环节。该方法通过对基板上成膜后的非单晶半导体膜照射激光来进行局部加热熔融，然后在其冷却过程中使半导体薄膜晶化为多晶或单晶。由于晶化后的半导体薄膜的载流子的移动度较大，因而能实现薄膜晶体管的高性能化。 

在上述激光照射中，需要对半导体薄膜进行均匀处理，一般要将激光输出控制为恒定，以使照射出的激光具有稳定的照射能量，在脉冲激光中，将脉冲能量控制为恒定。 

然而，广泛利用于上述方法中的受激准分子激光器(excimer laser)是利用放电方式来激发气体，从而振荡出激光的激光器。高输出功率的受激准分子激光器中，在第一次高电压产生放电后，利用残留电压产生多次放电，其结果是产生具有多个波峰的激光。在此情况下，有时第二个以后的波峰的特性与第一个波峰的特性不同。因此，提出了这样一种脉冲激光振荡装置：求出脉冲激光的脉冲波形中多个极大值彼此之间的比值，使用该比值处于规定范围内的激光使结晶硅的特性保持为恒定(参照专利文献1)。 

该脉冲激光振荡装置中，上述脉冲激光的时间变化波形包含两个以上的波峰组，且设定为其中第二个波峰组的脉冲激光束的峰值在最初的波峰组的脉冲激光束的峰值的0.37～0.47倍的范围内。该装置中，能通过改变配置于脉冲激光装置附近的谐振器的反射镜的角度来调节各波峰组的波形比。 

现有技术文献 

专利文献1：日本专利特开2001-338892号公报 

发明内容

发明所要解决的技术问题 

然而，在脉冲激光振荡器中，输出因施加于该振荡器的放电电压而发生变化，具有放电电压越大输出就越大的趋势。因此，一般来说，利用光电二极管等合适的测定部对从气体激发脉冲激光振荡器输出的脉冲激光的输出进行测定，并进行反馈控制，该反馈控制基于该测定结果对上述放电电压进行调节以使上述脉冲激光的输出成为目标值。 

此外，在通过气体激发输出脉冲激光的气体激发脉冲激光振荡器中，随着运行时间的推移，气体容易与其他物质进行化合，气体因气体浓度的降低或纯度的下降而劣变。由于一旦气体劣变就会导致输出能量的下降，因而在激光装置中具有注射气体这样的功能，将HCl气体等激发用气体以一定的周期注入到振荡器内。然而，若该气体没有以一定的周期注入或气体的注入没能充分抑制气体的劣变，则为了使输出能量保持在目标值，就需利用上述反馈控制使放电电压逐渐上升。 

尽管利用放电电压的上升能维持输出能量，但所输出的脉冲激光的波形会发生变化，第二个峰值相对地上升。若第二个峰值增大，则第一个峰值与第二个峰值的比例也增大。 

然而，本发明人员发现了以下情况：即，当第二个峰值/第一个峰值增大，则容易产生每个激光脉冲的照射不均(shot irregularity)，在激光退火处理中，在面方向上产生偏差，例如成为影响半导体薄膜的晶化的主要因素。 

本发明是为了解决如上所述的以往的技术问题而实施的，其目的在于提供一种能与气体的历时劣变无关地、对被处理体照射稳定的脉冲波形的脉冲激光，从而进行良好的激光退火的激光退火处理装置、激光退火处理程序以及能获得特性优良的激光退火处理体的激光退火处理体的制造方 法。 

用于解决技术问题所采用的技术方案 

即、本发明的激光退火处理装置的特征在于，包括：气体激发脉冲激光振荡器；可变衰减器，该可变衰减器以规定的衰减率使从该气体激发脉冲激光振荡器输出的脉冲激光透过；光学系统，该光学系统将透过该可变衰减器后的脉冲激光引导至被处理体；以及控制部，该控制部进行第一控制，该第一控制对上述气体激发脉冲激光振荡器的上述脉冲激光的输出值进行调节， 

上述控制部进行第二控制，该第二控制根据上述气体激发脉冲激光振荡器内的气体劣变，降低由上述第一控制所调节的上述输出值，并减小上述可变衰减器的衰减率。 

本发明的激光退火处理体的制造方法，该方法使从气体激发脉冲激光振荡器输出的脉冲激光以规定的衰减率透过可变衰减器，来对被处理体进行照射，其特征在于， 

进行第一控制，该第一控制将从上述气体激发脉冲激光振荡器输出的上述脉冲激光的输出值调节为规定值；对该气体激发脉冲激光振荡器内的气体的劣变状态进行判定；进行第二控制，该第二控制根据该判定结果，降低由上述第一控制所调节的上述输出值，并减小上述可变衰减器的衰减率。 

本发明的激光退火处理程序，利用控制部进行工作，该控制部将从气体激发脉冲激光振荡器输出的脉冲激光的输出值调节为规定值，并对可变衰减器的透射率进行调节，其中从所述气体激发脉冲激光振荡器输出且对被处理体进行照射的脉冲激光以规定的透射率透过该可调衰减器，其特征在于，具有： 

第一步骤，该第一步骤将从上述气体激发脉冲激光振荡器输出的脉冲激光的输出值调节为规定值；第二步骤，该第二步骤对该气体激发脉冲激光振荡器内的气体劣变状态进行判定；以及第三步骤，该第三步骤根据第二步骤的判定结果，降低由上述第一步骤所调节的上述输出的规定值，并 减小上述可变衰减器的衰减率。 

本发明中，从气体没有劣变的初始状态等开始，执行第一控制，该第一控制对气体激发脉冲激光振荡器的脉冲激光的输出值进行调节。在该控制中，通常设定作为目标的规定的输出值，对气体激发脉冲激光振荡器的输出进行调节以使输出成为该规定输出值。通常，该调节是通过调节施加于上述气体激发脉冲激光振荡器的放电电压来实现的。例如，利用光电二极管等合适的输出值测定部对从气体激发脉冲激光振荡器输出的脉冲激光的输出进行测定，并进行反馈控制，该反馈控制基于该测定结果对上述放电电压进行调节以使上述脉冲激光的输出成为目标规定输出值。另外，本发明对输出值测定部的结构没有特别的限定，只要是能够测定脉冲激光的输出大小的测定部即可。 

此外，此时，对应于气体激发脉冲激光振荡器的输出来设定可变衰减器的衰减率。衰减率可确定成为使对被处理体进行照射的脉冲能量积分值成为规定值。不过，本发明不限于此，例如也可将衰减率确定成使脉冲激光的一个脉冲的极大值保持恒定。 

在本发明中，进行第二控制，该第二控制根据气体的劣变状态，降低由上述第一控制所调节的上述输出值，并减小上述可变衰减器的衰减率。 

第二控制是对应于气体的劣变而执行的，能在气体的劣变达到规定的状态时执行。作为此时的规定的状态，除了可设定一个条件、还可设定两个以上的条件，也可阶段性地进行第二控制。此外，气体劣变达到上述规定的条件后，随着气体劣变的恶化，也可利用第二控制，连续性地或阶段性地降低由上述第一控制所调节的上述输出值，并减小上述可变衰减器的衰减率。 

利用上述第二控制，能防止脉冲波形发生较大变化而使激光退火处理出现不均的情形，能良好地进行半导体薄膜的晶化等。 

此外，当出现由第一控制所调节的上述输出值低于规定的下限值或可变衰减器的衰减率小于规定的下限值的情况时，可利用第二控制判定为达到气体更换时期。 

可通过各种信息来判定气体的劣变。例如，预先获得气体激发脉冲激光振荡器的运行时间与气体劣变的相关关系，能基于实际的运行时间并利用上述相关关系对气体的劣变进行判定。此时，对运行时间设置一个或两个以上的时间阈值，当实际的运行时间超过该时间阈值时执行上述第二控制。能利用对气体激发脉冲激光振荡器进行控制的控制部对运行时间进行管理。 

此外，可利用气体激发脉冲激光振荡器的放电电压的变化来判定气体的劣变。随着气体的劣变，在上述反馈控制执行过程中，该放电电压上升。此时，对放电电压设置一个或两个以上的电压阈值，当实际的放电电压超过该电压阈值时，能进行上述第二控制。利用对气体激发脉冲激光振荡器进行控制的控制部来确定放电电压，因而容易掌握。 

此外，能通过从对被处理体进行照射的脉冲波形中的第一峰值P1及第二峰值P2求出的峰值比P2/P1来判定气体的劣变。此外，第一峰值能以最初出现的第一波峰组中的最大高度(第一波峰的高度)来表示，第二峰值能以第一波峰组之后出现的第二波峰组中的最大高度(第二波峰的高度)来表示。对常规的气体激发激光器来说，最初出现高度相对较大的第一波峰组，然后，在经过强度大幅下降的极小值(最大高度的几分之一左右)之后，出现高度相对较小的第二波峰组，大致区分的话具有两个波峰组。不过，本发明也可在一个脉冲中出现三个以上的波峰组。 

如上所述，如果随着气体的劣变，气体激发脉冲激光振荡器的放电电压就会上升，脉冲波形发生变化，则上述峰值比P2/P1增大。此时，能预先对峰值比设置一个或两个以上的峰值比阈值，当实际的峰值比超过该峰值比阈值时进行上述第二控制。另外，能通过以下步骤算出该峰值比：利用适当的脉冲波形测定部来测定对被处理体进行照射的脉冲激光的脉冲波形，利用图像分析等提取出第一峰值和第二峰值，根据各个峰值的大小算出上述峰值比。能由控制部执行该峰值比的计算。 

尤其在考虑了峰值比的控制中，能使峰值比被抑制在规定值以下的脉冲激光照射被处理体，能降低每个激光脉冲的照射不均。 

本发明对被处理体的种类没有特别的限定，但能较好地适用于以非晶硅薄膜为对象进行晶化的激光退火。 

发明的效果 

如以上说明的那样，根据本发明，进行第一控制，该第一控制将从气体激发脉冲激光振荡器输出的上述脉冲激光的输出值调节为规定值，然后对气体激发脉冲激光振荡器内的气体的劣变状态进行判定，进行第二控制，该第二控制根据该判定结果，降低由上述第一控制所调节的上述输出值，并减小可变衰减器的衰减率，从而能减小伴随气体劣变的脉冲波形的变化，降低每个脉冲激光的照射不均，实现均匀的退火处理。 

附图说明

图1是表示本发明的激光退火处理装置的一实施方式的示意图。 

图2是上述实施方式的控制框图。 

图3是用于对由上述实施方式的激光退火处理装置输出的脉冲激光的波峰组进行说明的曲线图。 

图4是表示上述实施方式的、本发明的退火处理的控制步骤的流程图。 

图5是表示对上述实施方式的气体激发激光振荡器的输出进行调节的反馈控制的步骤的流程图。 

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的一实施方式进行说明。 

图1是用于对相当于本发明的激光退火处理装置的受激准分子激光退火装置1进行说明的示意图。 

在本实施方式中，以平板显示器TFT器件中使用的基板14为对象，在该基板14上形成有作为被处理体的非晶硅薄膜14a。非晶硅薄膜14a通过常规方法形成于基板14的上层。本发明对非晶硅薄膜14a的形成方法没有特别的限定。 

本受激准分子激光退火装置1包括用于输出发光波长为308nm、脉冲激光的周期为300Hz的脉冲激光的气体激发脉冲激光振荡器11，还包括生成用于驱动该气体激发脉冲激光振荡器11的脉冲信号的输出控制部11a。 不过，本发明中，从气体激发脉冲激光振荡器11输出的脉冲激光的波长和周期并不局限于上述波长和周期。例如，发光波长能表示240～358nm的波长。输出控制部11a包括：CPU和使CPU工作的程序、储存该程序等的ROM、成为工作区域的RAM以及非易失性地保存数据的闪存等。非易失性存储器中储存有用于生成使上述气体激发脉冲激光振荡器11进行规定的输出的脉冲信号的工作参数等。 

在该气体激发脉冲激光振荡器11中，作为初始设定，设定成以规定的输出脉冲能量输出脉冲激光。本发明中，输出脉冲能量的值并不限于特定的值，例如可表示850～1050mJ/脉冲。 

对受激准分子激光退火装置1整体进行控制的装置控制部17与上述输出控制部11a可控制地连接，输出控制部11a基于装置控制部17的指令生成使气体激发脉冲激光振荡器11工作的脉冲信号，此时确定气体激发脉冲激光振荡器11中的放电电压。 

装置控制部17包括：CPU和使CPU工作的程序、储存该程序等的ROM、成为工作区域的RAM以及非易失性地保存数据的闪存等，上述ROM、RAM和闪存等作为存储部17a包含在装置控制部17内。该装置控制部17和上述输出控制部11a共同作为本发明的控制部2发挥作用。而且，包含在输出控制部11a及装置控制部17中的上述程序中包含有本发明的激光退火处理程序。 

本实施方式中，作为本发明的控制部2，由装置控制部17和上述输出控制部11a这两个控制部分担责任地发挥作用，但本发明并不限于这个数量，也能以一个控制部作为本发明的控制部发挥作用。 

上述存储部17a中，在初始设定时储存有：用于使上述气体激发脉冲激光振荡器11获得规定输出的工作参数；用于将后述的可变衰减器12设定为规定的衰减率的工作参数；以及对被处理体进行照射的脉冲激光的作为目标的脉冲能量密度等，且随着装置的运行，参照储存着的数据来控制装置。 

此外，在存储部17a中储存有后述的峰值比的峰值比阈值，还将在超 过该峰值比阈值时进行调节的、对于气体激发脉冲激光振荡器11的放电电压的下降量、可变衰减器的衰减率的下降量等作为控制量数据储存在存储部17a中。 

另外，尽管在本实施方式中，对设定了一个峰值比阈值的情况进行了说明，但也可设定两个以上的峰值比阈值，根据各阈值分别确定上述控制量。 

此外，包括气体供给部21，该气体供给部21向上述气体激发脉冲激光振荡器11内补充卤素气体，该气体供给部21与上述装置控制部17相连接，从而能得到控制。装置控制部17对气体激发脉冲激光振荡器11的运行时间进行管理，可以设定成每当运行时间经过规定时间就指示气体供给部21工作，向上述气体激发脉冲激光振荡器11内补充规定量的气体。此外，也可通过操作者的操作，经由装置控制部17来补充气体，也可根据气体的劣变补充气体。 

此外，如图3所示，从气体激发脉冲激光振荡器11输出的脉冲激光100在一个脉冲中随着时间的变化具有两个波峰组(第一波峰、第二波峰)，相对于具有最大高度的第一波峰的峰值强度P1，第二波峰为峰值强度P2。初始状态下，本发明对峰值比P2/P1没有特别的限定，例如例示为0.35以下。 

在气体激发脉冲激光振荡器11内配置有由光电二极管等构成的输出值测定部20，输入脉冲激光100的一部分，对输出值进行测定。另外，作为输出值测定部20的结构没有特别的限定，可使用光电二极管等。将输出值测定部20的测定结果发送到上述输出控制部11a。 

在气体激发脉冲激光振荡器11的射出侧配置有可变衰减器12，在可变衰减器12的输出侧配置有由均化器13a、反射镜13b、透镜13c等构成的光学系统13。不过，尽管在本实施方式中，图示的是可变衰减器12位于光学系统13中，但本发明也可使可变衰减器12位于光学系统13之外。可变衰减器12用于使脉冲激光以规定的衰减率衰减来透过，衰减率可以调节。可变衰减器12与上述装置控制部17相连接，从而能得到控制，根据装置 控制部17的指令而被设定为规定的衰减率。初始设定中被设定为规定的衰减率。不过，本发明对可变衰减器的结构没有特别的限定，只要是能够改变衰减率并使脉冲激光透过的结构即可。例如能通过调节电介质的角度等来调节衰减率。 

光学系统13对脉冲激光进行引导，以使脉冲激光100对载放在能沿水平方向(X-Y方向)移动的平台15上的被处理体进行照射。此外，光学系统13对脉冲激光100进行整形，从而形成规定的光束形状(例如线状光束形状)。该光束形状被整形为考虑到基板14大小的形状。 

平台15能借助移动装置18(图2所示)沿水平方向移动，能使平台15相对于脉冲激光100作相对移动，能一边对非晶硅薄膜14a照射脉冲激光100一边进行扫描。本发明对此时的扫描速度没有特别的限定，例如可以例示为1～30mm/秒。上述移动装置18与上述装置控制部17可控制地连接，从而上述移动装置18的移动受到该装置控制部17的控制。 

此外，受激准分子激光退火装置1包括脉冲波形测定部16，该脉冲波形测定部16从光学系统13取出脉冲激光100的一部分以对脉冲波形进行测定。此时的取出位置是在激光的光束形成之后，是在上述均化器13a的脉冲激光射出方向的后方侧。 

不过，对脉冲波形测定部16的结构没有特别的限定，能使用高速光电二极管、双面放电管、示波器等。将该脉冲波形测定部16的测定结果发送到上述装置控制部17。装置控制部17接收到测定结果后，利用图像分析等对脉冲波形进行解析，提取出如图3所示的第一波峰的峰值P1和第二波峰的峰值P2，算出P2/P1作为峰值比。此外，装置控制部17能从脉冲波形计算出脉冲能量。 

接着，参照图4的流程图，对上述受激准分子激光退火装置1的退火处理方法进行说明。另外，利用包含在输出控制部11a、装置控制部17中的程序来执行以下的控制步骤。 

首先，随着处理的开始，搬入形成有非晶硅薄膜14a的基板14，并载放到平台15上(步骤s1)。通常，受激准分子激光退火装置1包括对氛围 (真空氛围等)进行了调节的处理室(未图示)，将基板14搬入该处理室内进行处理。 

装置控制部17从存储部17a读取初始设定用的工作参数，开始进行脉冲激光照射(步骤s2)。即、从气体激发脉冲激光振荡器11向输出控制部11a发送控制指令，以规定的放电电压从气体激发脉冲激光振荡器11输出脉冲激光。此外，此时，对可变衰减器12进行控制，设定为规定的衰减率。 

通过对上述输出进行调节和通过对可变衰减器的衰减率进行调节，对非晶硅薄膜14a的加工面、以作为目标的脉冲能量照射脉冲激光。 

另外，图3示出了从气体激发脉冲激光振荡器11输出的脉冲激光的脉冲波形。图中，示出了气体浓度、输出能量、放电电压不同的脉冲激光的各波形。如图所示，若增大放电电压，则具有如下趋势：输出能量增大、并且第二波峰的峰值P2相对于第一波峰的峰值P1相对增大。另一方面，若减小放电电压，则具有如下趋势：输出能量减小、并且第二波峰的峰值P2相对于第一波峰的峰值P1相对减小。 

利用输出值测定部20对从气体激发脉冲激光振荡器11输出的脉冲激光100的输出值进行测定。如上所述，测定结果送往输出控制部11a。利用可变衰减器12使从气体激发脉冲激光振荡器11输出的脉冲激光以规定的衰减率进行衰减，且一边利用光学系统13进行整形一边引导至规定的光路，从而照射在非晶硅薄膜14a上。通过光学系统13的均化器13a、反射镜13b、透镜13c等合适的光学构件实现该整形或实现将脉冲激光引导至规定的光路的作用。 

此时，通过一边移动平台15一边照射脉冲激光来进行脉冲激光的扫描。此外，取出脉冲激光100的一部分，利用脉冲波形测定部16对脉冲波形进行测定，将测定结果送往装置控制部17。 

在照射所述脉冲激光时，利用输出值测定部20对从气体激发脉冲激光振荡器11输出的脉冲激光的输出值进行测定，将测定值送往输出控制部11a，输出控制部11a对测定值是否是所设定的输出值进行判定。输出控制部11a中，设定规定的范围作为设定值，当脱离该范围时就判定为在标准 之外，并进行反馈控制以使输出值维持在标准以内(步骤s3)。按照图5，对该反馈控制的步骤进行说明。利用输出控制部11a的程序执行以下的控制。 

如上所述，在该控制步骤中，利用输出值测定部20对输出进行测定，将测定结果送往输出控制部11a(步骤s3a)。接着，对测定值是否在设定的标准以内进行判定(步骤s3b)。若测定值在标准以内(步骤s3b、“是”)，则结束处理。若测定值在标准之外(步骤s3b、“否”)，则对是否超过标准进行判定(步骤s3c)。若超过了标准(步骤s3c、“是”)，则减小对气体激发脉冲激光振荡器11施加的放电电压以使输出下降至标准以内(步骤s3d)。另一方面，若没有超过标准(步骤s3c、“否”)，说明输出要小于标准，则增加对气体激发脉冲激光振荡器11施加的放电电压以使输出上升至标准以内(步骤s3e)。在步骤s3d、s3e之后，返回到步骤s3b，若输出值在标准以内，则结束处理，若在标准之外，则重复调节放电电压的处理。另外，即使对放电电压增加至预定的上限值或下降至预定的下限值，输出值仍没有进入标准以内的情况下，也可作为发生了某种错误或到了气体更换时期而中止处理。 

进行上述反馈控制，进一步地，在图4所示的控制步骤中，对振荡器输出目标值和衰减器的衰减率进行调节(步骤s4)。初始设定中，设定了上述的振荡器输出目标值和衰减器的衰减率目标值，在装置的运行初期没有必要调节这些参数。 

进一步地，判定对基板14进行照射的能量密度是否在规定以内(步骤s5)。具体而言，利用脉冲波形测定部16对脉冲激光的脉冲波形进行测定，将测定结果送往装置控制部17，从而测定得到脉冲激光的脉冲能量。由于装置控制部17已经掌握了经光学系统13整形后的激光束的截面积，因而能算出脉冲能量密度。即、本实施方式中，脉冲波形测定部16还具有作为脉冲能量测定部的作用。不过，本发明也可包括单独的脉冲波形测定部和脉冲能量测定部。若上述能量密度不在规定以内(步骤s5、“否”)，则返回到步骤s4，对振荡器输出目标值和衰减器的衰减率进行调节。通常，通 过调节可变衰减器的衰减率就能调节脉冲能量密度。若脉冲能量密度在规定以内(步骤s5、“是”)，则转移至步骤s6。若在气体激发脉冲激光振荡器11的输出调节范围及可变衰减器12的衰减率调节范围内，无法使脉冲能量密度落入规定以内，则可以作为错误而结束处理，或判定为到了气体的更换时期。 

在步骤s6中，由装置控制部17基于脉冲波形测定部16的测定结果对脉冲波形进行解析，提取第一波峰的峰值P 1、第二波峰的峰值P2。接着，计算出比值P2/P1，从上述存储部17a读取预先设定的峰值比阈值，与基于测定结果的峰值比进行比较(步骤s7)。若基于测定结果的峰值比在所设定的峰值比阈值以下(步骤s7、设定值以下)，则气体的劣变程度是可接受的状态，就此返回上述步骤s3继续进行处理，直到处理结束为止(步骤s8)。 

另一方面，若基于上述测定结果的峰值比超过峰值比阈值时(步骤s7、超过设定值)，气体的劣变已发展到了相当程度，为使该峰值比变成阈值以下，向上述输出控制部11a输出减小施加于气体激发脉冲激光振荡器11的放电电压的指令。由该输出控制部11a进行的上述反馈控制中，一旦在该步骤中确定放电电压，则将在该放电电压下实际得到的输出值作为目标值(步骤s3)。输出值则小于初始设定时所确定的设定值，为了对其进行弥补，装置控制部17进行调节，以减小可变衰减器12的衰减率，并增大脉冲激光的透过比例(步骤s4)。将上述调节量预先设定为控制量并储存于存储部17a中。装置控制部17参照储存于存储部17a中的设定数据，对上述调节进行控制。上述控制中，主要对可变衰减器12的衰减率进行调节以使对基板14进行照射的脉冲激光的能量密度成为设定值。 

此外，在步骤s7中，在基于气体的劣变对气体激发脉冲激光振荡器的输出进行调节以及对可变衰减器12的衰减率进行设定时，也可使气体供给部21工作，将气体补充给气体激发脉冲激光振荡器11以改善气体的劣变。即、根据气体的劣变补充气体。此外，除了上述控制步骤以外，能通过定期补充气体来抑制气体的劣变，使激光退火处理更加均匀。 

通过上述控制步骤，能维持合适的脉冲激光的峰值比的情况下进行处理，降低每个脉冲的照射不均，在最佳的状态下进行激光退火，其结果是，能获得粒径均匀的多晶硅。 

另外，尽管在本实施方式中基于脉冲波形的峰值比的变化来判定气体的劣变状态，但本发明也可利用其它方法来判定气体的劣变，并进行第一控制和第二控制，例如，也可基于施加于气体激发脉冲激光振荡器11的放电电压的变化来判定气体的劣变。 

以上基于上述实施方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述说明的内容，可在不脱离本发明的范围内能进行适当的变更。 

标号说明 

1  受激准分子激光退火装置 

2  控制部 

11  气体激发脉冲激光振荡器 

11a  输出控制部 

12  可变衰减器 

13  光学系统 

14  基板 

14a  非晶硅薄膜 

15  平台 

16  脉冲波形测定部 

17  装置控制部 

18  移动装置 

20  输出值测定部 

21  气体供给部 

Claims (14)

1.一种激光退火处理装置，其特征在于，包括： 

气体激发脉冲激光振荡器； 

可变衰减器，该可变衰减器以规定的衰减率使从该气体激发脉冲激光振荡器输出的脉冲激光透过； 

光学系统，该光学系统将透过该可变衰减器的脉冲激光引导至被处理体；以及 

控制部，该控制部进行第一控制，该第一控制对所述气体激发脉冲激光振荡器的所述脉冲激光的输出值进行调节， 

所述控制部进行第二控制，该第二控制根据所述气体激发脉冲激光振荡器内的气体劣变，降低由所述第一控制所调节的所述输出值，并减小所述可变衰减器的衰减率。 

2.如权利要求1所述的激光退火处理装置，其特征在于，包括脉冲波形测定部，该脉冲波形测定部测定对所述被处理体进行照射的脉冲激光的脉冲波形， 

所述控制部接收所述脉冲波形测定部的测定结果，从所测定的脉冲波形中的第一峰值P1及第二峰值P2求出峰值比P2/P1，当该峰值比超过规定比值的情况下，判定为所述气体发生了劣变并进行所述第二控制。 

3.如权利要求1所述的激光退火处理装置，其特征在于， 

所述控制部通过调节施加于所述气体激发脉冲激光振荡器的放电电压来调节所述第一控制中的所述输出值，如果所述放电电压超过规定电压，则判定为所述气体发生了劣变并进行所述第二控制。 

4.如权利要求1至3的任一项所述的激光退火处理装置，其特征在于，包括输出值测定部，该输出值测定部对所述气体激发脉冲激光振荡器的脉冲激光的输出值进行测定，所述控制部接收该输出值测定部的测定结果并进行所述第一控制，以使所述气体激发脉冲激光振荡器的输出成为规定的输出值。 

5.如权利要求1至3的任一项所述的激光退火处理装置，其特征在于，包括气体供给单元，该气体供给单元对所述气体激发脉冲激光振荡器补充所述气体，所述控制部根据所述气体的劣变及所述气体激发脉冲激光振荡器的运行时间的一方或双方，来对由所述气体供给单元补充所述气体进行控制。 

6.如权利要求1至3的任一项所述的激光退火处理装置，其特征在于，所述控制部对所述可变衰减器的衰减率进行调节以使对所述被处理体进行照射的脉冲激光的脉冲能量成为规定能量值。 

7.如权利要求6所述的激光退火处理装置，其特征在于，包括脉冲能量测定部，该脉冲能量测定部测定对所述被处理体进行照射的脉冲激光的脉冲能量，并将该测定结果输出至所述控制部，所述控制部基于所述测定结果进行所述调节。 

8.如权利要求7所述的激光退火处理装置，其特征在于，所述脉冲能量测定部对由所述光学系统进行了光束形状整形后的脉冲激光进行测定。 

9.如权利要求1至3的任一项所述的激光退火处理装置，其特征在于，所述控制部随着所述气体劣变的恶化，判定为达到所述气体的更换时期。 

10.一种激光退火处理体的制造方法，该方法以规定的衰减率使从气体激发脉冲激光振荡器输出的脉冲激光透过可变衰减器，来对被处理体进行照射，该激光退火处理体的制造方法的特征在于， 

进行第一控制，该第一控制将从所述气体激发脉冲激光振荡器输出的所述脉冲激光的输出值调节为规定值；对该气体激发脉冲激光振荡器内的气体的劣变状态进行判定；进行第二控制，该第二控制根据该判定结果，降低由所述第一控制所调节的所述输出值，并减小所述可变衰减器的衰减率。 

11.如权利要求10所述的激光退火处理体的制造方法，其特征在于，对所述脉冲激光的脉冲波形进行测定，从所测定的脉冲波形中的第一峰值P1及第二峰值P2求出峰值比P2/P1，当该峰值比超过规定比值的情况下，判定为所述气体发生了劣变并进行所述第二控制。 

12.如权利要求10或11所述的激光退火处理体的制造方法，其特征在于，通过调节施加于所述气体激发脉冲激光振荡器的放电电压来调节所述第一控制中的所述输出值。 

13.如权利要求10或11所述的激光退火处理体的制造方法，其特征在于，对所述可变衰减器的衰减率进行调节以使对所述被处理体进行照射的脉冲激光的脉冲能量成为规定能量值。 

14.一种激光退火处理方法，利用控制部进行工作，该控制部将从气体激发脉冲激光振荡器输出的脉冲激光的输出值调节为规定值，并对可变衰减器的透射率进行调节，其中从所述气体激发脉冲激光振荡器输出并对被处理体进行照射的脉冲激光以规定的透射率透过该可变衰减器，该激光退火处理方法的特征在于，具有： 

第一步骤，该第一步骤将从所述气体激发脉冲激光振荡器输出的脉冲激光的输出值调节为规定值； 

第二步骤，该第二步骤对该气体激发脉冲激光振荡器内的气体劣变状态进行判定；以及 

第三步骤，该第三步骤根据该第二步骤的判定结果，降低由所述第一步骤所调节的所述输出的规定值，并减小所述可变衰减器的衰减率。