CN104798180B - 激光退火方法以及激光退火装置 - Google Patents

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Abstract

为了减少由激光的能量输出的变动引起的照射不均，在非单晶半导体上将射束截面形状为直线束的脉冲激光沿所述直线束的短轴方向扫描并进行照射的激光退火方法中，所述直线束在射束强度分布中具有位于短轴方向端部的陡峭部，所述陡峭部是具有所述射束强度分布中最大强度的10％以上且90％以下的强度的区域，以使陡峭部中位于扫描方向后方侧的短轴方向宽度在非单晶半导体膜的照射面上为50μm以下的条件进行前述照射，由此可使陡峭部急陡化，减轻由能量输出变动时的熔融宽度的变动引起的影响而减少照射不均。

Description

激光退火方法以及激光退火装置
技术领域
本发明涉及对非单晶半导体扫描直线束形的脉冲激光并进行多次重叠照射从而实现非晶膜的结晶化或结晶膜的改性的激光退火方法以及激光退火装置。
背景技术
通常用于TV或PC显示器的薄膜晶体管由非晶(amorphous)硅(下面称为a-硅)构成，但通过以某些手段使硅结晶化(下面称为p-硅)而利用，可以显著提高作为TFT的性能。目前，作为低温下的Si结晶化工艺的准分子激光退火技术已被实用化，被频繁利用于面向智能手机等小型显示器的用途，针对大屏幕显示器等的实用化正进一步实现。
该激光退火方法的构成是，通过在非单晶半导体膜上照射具有高脉冲能量的准分子激光，使吸收了光能的半导体成为熔融或半熔融状态，之后在冷却凝固时结晶化。此时，为了处理广泛的区域，例如沿着短轴方向相对扫描并进行照射调整为直线束形的脉冲激光。通常，通过使设置了非晶半导体膜的设置台移动来进行脉冲激光的扫描。
在该激光退火处理中，通过光学体系将激光束形状调整为规定形状，使射束强度在射束截面上保持相同(顶部区段：平坦部)，进而根据需要将射束进行聚焦而照射在被处理物上。
作为射束形状的一种，已知在射束的剖视下具有短轴宽度和长轴宽度的直线形状，通过将其沿短轴方向扫描并照射被处理物，能够对被处理物的广大面积一并进行高效处理。但是，即使在顶部区段呈直线束形，但经过各种光学构件等，也会在短轴方向以及长轴方向的边缘部上具有能量强度向外侧递减的部分(称为陡峭部)。
在专利文献1中，以经聚焦的激光的周边部产生按高斯分布强度变弱的区域而导致线端部的切割不明确的问题作为课题，在聚焦至100μm后，在离开被加工面的位置上配设掩模，根据该掩模的图案形状，例如相对于100μm×30cm的范围制成20μm×30cm的极细开沟图案以使边缘部的端部明确。
另外，在专利文献2中，通过使直线束穿过狭缝来规定线宽，得到具有大致尖锐的边缘(edge)的平坦性质(第0011段落)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开平5-206558号公报
专利文献2:日本专利特开平9-321310号公报
发明的揭示
发明所要解决的技术问题
但是，即使使用掩模或狭缝、或者各种光学体系，也难以使陡峭部完全消失。该陡峭部的消减可以通过光学构件的设计等来实施，但如果想要通过光学构件的设计等使陡峭部过度消减，则如图8所示，脉冲激光150的射束强度分布中平坦部151的短轴方向端部会局部形成强度急剧增加的强度凸部151a。另外，在使用掩模或狭缝的情况下，也会因衍射现象而在透过的激光束的射束强度分布中同样在平坦部151的短轴方向端部形成强度急剧增加的强度凸部151a。专利文献1是在透光性导电膜等加工面上通过紫外线进行直线绘制的方案，上述凸部不会成为特别的障碍。但是，在激光退火中，使用具备平坦部端形成有凸部的脉冲激光的情况下，会产生超出最适合的能量密度范围等退火处理中的问题。
为此，在以往的激光退火中，不使用掩模或狭缝，而是将陡峭部的短轴方向宽度设定成认为在照射激光时相对无碍的70～100μm左右，由此避免强度凸部的出现，且使光学构件的设计变得容易。
但是，根据本发明人的深入观察认识到即使在当前情况下，由脉冲激光照射而结晶化的半导体上仍确认到照射不均，已知该照射不均成为制成器件时对性能产生影响的原因。
根据本发明人的研究，认为上述照射不均的原因在于直线束的扫描方向端部的多晶硅膜的隆起部在每次照射中不均匀地形成。该部分相当于由激光照射形成的半导体膜的熔融部和未照射到具有半导体膜熔融所需的足够强度的激光而保持固体的部分的分界线。认为该隆起随照射能量的强度成比例地增大。即，随着照射能量的增加，在半导体膜的膜厚方向上发生熔融，而且整个膜熔融之后成为液体的半导体膜层的温度也增大。认为该液相部分随着温度的降低而结晶化时，在温度先开始下降的固液界面即直线束短轴边缘部的液体被吸引并固化，由此生成隆起。只要该隆起部以规定的间隔以同等的高度形成，照射不均就并非很显眼。
但是，如果激光的输出能量发生变动，则如图9所示，陡峭部的斜率也变化，对半导体膜的退火产生影响的区域(例如熔融阈值以上的区域)的短轴宽度也变化。图9所示的射束强度分布中，在射束强度变动+10％的情况下，具有100μm的陡峭部的射束强度分布中，熔融阈值区域的短轴宽度在两端分别增加3％。由此非单晶半导体上的熔融宽度变动，因此前述隆起部发生高度以及间隔的错乱并作为照射不均而呈现。
本发明是以上述情况为背景来完成的，其目的在于提供一种能够减轻由激光的输出能量的变动带来的影响的激光退火方法以及激光退火装置。
解决技术问题所采用的技术方案
即，本发明的激光退火方法中的第1发明是，在非单晶半导体膜上将射束截面形状为直线束的脉冲激光沿所述直线束的短轴方向扫描并进行照射的激光退火方法中，
所述直线束在射束强度分布中具有位于短轴方向端部的陡峭部，所述陡峭部是具有所述射束强度分布中最大强度的10％以上且90％以下的强度的区域，
以使所述陡峭部中位于扫描方向后方侧的所述陡峭部的短轴方向宽度在所述非单晶半导体膜的照射面上为50μm以下的条件进行所述照射。
第2发明的激光退火方法是在前述第1发明中，前述脉冲激光的波长在400nm以下。
第3发明的激光退火方法是在前述第1或第2发明中，前述脉冲激光在照射面上的脉冲半宽值在200ns以下。第4发明的激光退火方法是在前述第1～第3发明的任一项发明中，所述脉冲激光在照射面上的所述射束强度分布中最大强度的值为250～500mJ/cm2。
第5发明的激光退火方法是在前述第1～第4发明的任一项发明中，前述非单晶半导体为硅。
第6发明的激光退火方法是在前述第1～第5发明的任一项发明中，前述脉冲激光在射束强度分布中在短轴方向具有平坦部，且前述最大强度以前述平坦部的强度的平均值给出。
第7发明的激光退火方法是在前述第1～第6发明的任一项发明中，前述脉冲激光在射束强度分布中，两端部的任一方或双方局部具有强度上升的强度凸部的情况下，在除了前述强度凸部以外的范围内给出前述最大强度。
第8发明的激光退火方法是在第6或第7发明的任一项发明中，前述直线束在前述非单晶半导体膜的照射面上的前述最大强度的96％以上的区域的短轴方向宽度为100～500μm。第9发明的激光退火装置具备：
输出脉冲激光的激光光源，
调整前述脉冲激光的透射率的衰减器，
调整前述脉冲激光的射束截面形状的同时将调整过的脉冲激光引导至非单晶半导体膜的照射面上的光学体系，
前述光学体系具备：将前述脉冲激光的射束截面形状调整为在射束强度分布中具有规定强度以上的高强度区域的直线束的光学构件，以及使位于前述射束的短轴方向端部的陡峭部中的至少扫描方向后方侧的短轴方向宽度以在前述非单晶半导体膜的照射面上为50μm以下的条件急陡的光学构件。
第10发明的激光退火装置是在第9发明中，使前述陡峭部急陡化的光学构件配置在前述脉冲激光的光路上，并且为遮蔽前述脉冲激光的射束截面的一部分的遮蔽部。
第11发明的激光退火装置是在前述第10发明中，前述遮蔽部在前述高强度区域的短轴方向端的外侧，遮蔽前述脉冲激光的射束截面的一部分。
第12发明的激光退火装置是在前述第9～第11发明的任一项发明中，前述激光光源是输出波长在400nm以下的前述脉冲激光的光源。
第13发明的激光退火装置是在前述第9～第12发明的任一项发明中，前述激光光源是输出半宽值在200ns以下的前述脉冲激光的光源。
第14发明的激光退火装置是在前述第9～第13发明的任一项发明中，前述光学体系具备将前述脉冲激光的强度调整为具有强度为最大强度的96％以上的前述高强度区域和位于端部的陡峭部的激光束强度分布的光学构件。
第15发明的激光退火方法是在前述第9～第14发明的任一项发明中，前述衰减器将非单晶半导体膜的照射面上的前述脉冲激光的射束强度分布中最大强度值调整至250～500mJ/cm2。
即，根据本发明，通过使陡峭部急陡，由脉冲激光的输出变动引起的照射不均得到减轻。例如，在规定次数的重叠照射中，存在合适的照射能量密度，该能量密度具有一定程度的容许范围。但是，如果陡峭部的宽度像以往那样大(例如70μm以上)，则即使是在合适的照射能量密度范围内的变动，也会呈现出照射不均。
陡峭部是能量强度向外侧递减的部分，是指具有短轴方向的射束强度分布中的最大强度的10％以上且90％以下的强度的区域。
陡峭部的宽度(50μm以下)得以减小的本发明中，能量变动带来的影响大幅降低，其结果可以减少照射不均。
陡峭部的宽度以相同的理由进一步规定在45μm以下为宜。
本发明的退火处理是，以非单晶半导体作为对象，对非晶质的半导体进行结晶化或对结晶质的半导体进行改性。改性包括使多晶的半导体单晶化或谋求结晶性的改善的方法。作为非单晶半导体可例举代表性的硅，但本发明中不受限于这些。
本发明中脉冲激光不受限于特定的激光，但可例示例如波长400nm以下、半宽值200ns以下的激光。另外，脉冲激光的种类也没有特别限定，但可例举准分子激光。
脉冲激激光可利用柱面透镜等各种光学构件调整为直线束。直线束的形状不受限于特定的形状，长轴相对于短轴具有较大比例的形状即可。可例举其比在10以上的形状。长轴侧的长度、短轴侧的长度在本发明中不受限于特定的长度，但可例举长轴侧的长度为370～1300mm、短轴侧的长度为100μm～500μm的长度。另外，脉冲激光可通过均质器、柱面透镜等的光学构件，设计为在射束强度分布中例如以具有最大强度的96％以上的强度的高强度区域(较好是以平坦部为主)为主、具有位于端部的最大强度的10～90％的陡峭部的分布。高强度区域和陡峭部之间为强度变化的过渡部分，其宽度极小。
高强度区域除了前述平坦部之外，还可例举在短轴方向具有强度有倾斜倾向的区域或成曲线状分布的区域，它们之间具有最大强度。
陡峭部的急陡化(在扫描方向后方侧宽度在50μm以下)例如可采用能够遮蔽射束端部的遮蔽部来进行。遮蔽可通过阻断射束透射的方式或使透射率降低的方式进行。通过将遮蔽部配置在接近非单晶半导体膜的位置，可缩小陡峭部的宽度，此时，可使用耐热性更高的材料。另外，通过沿光路在多段设置遮蔽部，除了减少对遮蔽部的损坏以外，还可以缩小陡峭部的短轴方向的宽度。
该遮蔽部理想的是在前述高强度区域的短轴方向端的外侧遮蔽前述脉冲激光的射束截面的一部分。在遮蔽脉冲激光束的一部分的情况下，如前所述，因衍射现象而在透射部分的端部强度变高，形成强度凸部。如果利用该现象在高强度区域的外侧的强度开始降低的部分进行遮蔽，则强度凸部不形成或形成地极小。但，如果在过于外侧进行遮蔽，则在高强度区域的外侧的强度一旦降低，就会在其外侧形成强度上升的强度分布，因此理想的是在适当强度的位置上进行遮蔽。理想的是，例如在相对最大强度为70～90％的强度范围的位置上进行遮蔽。
另外，陡峭部的急陡化(宽度50μm以下)可通过例如光学构件的调整等来进行。可通过例如调整硅膜相对于由柱面透镜形成的成像位置的位置，或者作为柱面透镜使用成像性能更好的组合透镜等方式来实现。
脉冲激光虽然根据重叠照射的次数不同而不同，但可例举以例如250～500mJ/cm2的能量密度照射非单晶半导体的激光。作为重叠次数可例示8～50次，此时作为扫描速度可例举1～100mm/s。
发明的效果
即，根据本发明，陡峭部急陡化，可减轻能量输出变动时的影响而减少照射不均，其结果是可提供高品质的半导体器件。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的激光退火装置的示意图。
图2是表示相同实施方式的遮蔽部的形状的图。
图3是表示相同实施方式的经过遮蔽部时的射束强度分布的变化的图。
图4是表示相同实施方式的照射面上的射束强度分布的图。
图5是表示相同实施方式的激光输出变动时照射面上的射束强度分布的变化的图。
图6是表示本发明另一实施方式的激光退火装置的示意图。
图7是表示本发明的实施例中照射不均评价结果的附图替代用照片。
图8是表示以往的平坦部端部形成有凸部的射束强度分布的图。
图9是表示以往的照射面上的射束强度分布的图。
本发明优选实施方式
下面，根据附图，对本发明的激光处理装置1进行说明。
激光退火装置1具备处理室2，在处理室2内具备可沿X-Y方向移动的扫描装置3，在该扫描装置的上部具备基座4。在基座4上，设置有作为载物台的基板设置台5。扫描装置3通过未图示的电动机等进行驱动。另外，在处理室2上设有将脉冲激光从外部导入的导入窗6。
退火处理时，该基板设置台5上设置有作为非单晶半导体的半导体膜的非晶硅膜100等。硅膜100在未图示的基板上以例如40～100nm的厚度(具体例如为50nm厚度)形成。该形成可通过常规的方法进行，对本发明的半导体膜的形成方法没有特别的限定。
在本实施方式中，说明了通过对非晶膜进行激光处理来结晶化的激光处理相关的方式，但本发明的激光处理的内容不受限于这些，也可以是例如对非单晶的半导体膜进行单晶化，或进行结晶半导体膜的改性。
在处理室2的外部设有脉冲起振激光光源10。该脉冲起振激光光源10由准分子激光起振器构成，可输出波长400nm以下、重复起振频率1～1200Hz的脉冲激光，该脉冲起振激光光源10可以以根据反馈控制来将脉冲激光的输出维持在规定范围内的方式进行控制。
该脉冲起振激光光源10中，脉冲起振并输出的脉冲激光15在衰减器11中能量密度得到调整，在由均质器12a、反射镜12b、柱面透镜12c等光学构件构成的光学体系12中实施使之成为直线束形的调整以及偏转、形成具有平坦部和陡峭部的射束强度分布形状的强度分布调整等，脉冲激光150通过设置在处理室2上的导入窗6照射到处理室2内的非晶硅膜100上。构成光学体系12的光学构件不受限于上述，可具备各种透镜(均质器、柱面透镜等)、镜、波导部等。
另外，在处理室2内配置有遮蔽部20。遮蔽部20配置在能够遮蔽相对于脉冲激光150的相对扫描方向的短轴方向后端部的位置。在遮蔽部中，也可以将成对的2张遮蔽板设定相互的间隔量来配置，按照遮蔽脉冲激光的扫描方向两端部的方式配置。
接着，对上述激光退火装置1的运作进行说明。
脉冲起振激光光源10中，脉冲起振并输出的脉冲激光15设为例如波长400nm以下、脉冲半宽值在200ns以下的激光。但在本发明中并不受限于此。
脉冲激光15在衰减器11中脉冲能量密度得到调整。衰减器11设定为规定的衰减率，以在硅膜100的照射面上能够获得规定的照射脉冲能量密度的条件调整衰减率。例如在使非晶硅膜100进行结晶化等的情况下，可调整至在其照射面上能量密度达到150～500mJ/cm2，理想的是达到250～500mJ/cm2。
透过了衰减器11的脉冲激光15在光学体系12中被调整为直线束形，进而经过光学体系12的柱面透镜12c而对短轴宽度进行聚焦，将其导入设置在处理室2上的导入窗6。
如图3所示，脉冲激光150具有相对于最大能量强度为96％以上的包括平坦部151的高强度区域、和位于长轴方向两端部的具有比前述平坦部151小的能量强度且能量强度向外侧递减的陡峭部152。陡峭部是最大强度的10％～90％范围的区域。
脉冲激光150透过导入窗6而导入至处理室2内，进一步行进到达至遮蔽部20。遮蔽部20相对于脉冲激光150以遮蔽短轴方向两端的陡峭部152的方式，配置在射束强度分布中最大强度的70～90％的位置上。由此，能够进行使透过遮蔽部20时形成于高强度区域端部的强度凸部的大小变小或消失的控制。
如图3、4所示，通过使减少了陡峭部152的脉冲激光150透过遮蔽部20，因衍射等而在激光束扫描方向的短轴方向后端部形成陡峭部153，但是，经由了遮蔽部20的陡峭部153是透过遮蔽部20之前的陡峭部152经遮蔽而形成的部分，因此与透过遮蔽部20之前的陡峭部152相比，扩展宽度变得相当小。射束扫描方向中的短轴方向前端部的陡峭部152维持原样也无妨。在图3、4中示出了射束的相对扫描方向(后面的图5也有图示)。
另外，遮蔽部20在比平坦部的强度低的强度位置遮蔽脉冲激光150，因此即使设置在与遮蔽平坦部的情况相比更接近硅膜100的位置，也对遮蔽部的损坏少。通过设置在接近硅膜100的位置，可进一步减少陡峭部153的扩幅，可将其短轴宽度在照射面上控制在50μm以下。在这一点上，相对于在平坦部上进行遮蔽的以往的掩模或狭缝，具有特异性。
在透过遮蔽部20的脉冲激光150中，如图3、4所示，能够获得扩幅变小的陡峭部153，该陡峭部的宽度在照射面上缩小至50μm以下，进一步希望减小至45μm。
在扫描装置3中，通过移动硅膜100，使脉冲激光150相对于硅膜100进行相对扫描并照射在硅膜100上。在本发明中，前述扫描速度不受限于特定速度。照射间距可设定在5～65μm。
如上所述，脉冲激光150的陡峭部153的宽度缩小至50μm以下，即使在脉冲激光15的输出变动的情况下，也可以将熔融阈值以上区域的宽度大小的变动率抑制在较小水平。例如，如图5所示，即使在输出能量增加10％的情况下陡峭部153的宽度仍在50μm以下的情况下可将熔融阈值以上区域的宽度的变动抑制在0.95％以下。
图6是表示另一实施方式的激光退火装置1a的图，是在多段(该例中为2段)设置遮蔽部的激光退火装置。对与前述实施方式相同的构成付与相同的符号，省略或简化其说明。
在作为聚焦透镜的柱面透镜12c和导入窗6之间，配置相当于第一个遮蔽部的第一遮蔽部21，在处理室2内配置相当于第2个遮蔽部的第二遮蔽部22。如图6所示，第一遮蔽部21配置在能够遮蔽脉冲激光150的射束扫描方向的短轴方向后端部的位置。另外，第二遮蔽部也相同地配置在能够遮蔽脉冲激光150的激光束扫描方向的短轴方向后端部的位置。
在第一遮蔽部21、第二遮蔽部22中，也可以将成对的2张遮蔽板设定相互的间隔量来配置，按照遮蔽脉冲激光的扫描方向两端部的方式配置。
通过透过第一遮蔽部21，在第一遮蔽部21减少了陡峭部152的脉冲激光150因衍射等而在扫描方向的短轴方向后端部形成陡峭部153。但是，陡峭部153是陡峭部152经遮蔽而形成的，因此与陡峭部152相比扩展宽度相当小。
对于该第一遮蔽部21，理想的是在高强度区域的短轴方向端的外侧遮蔽前述脉冲激光的激光束截面的一部分，更理想的是配置在激光束强度分布中的最大强度的70～90％的位置。
进而，具有陡峭部153的脉冲激光150透过导入窗6导入到处理室2内，进一步行进到达至第二遮蔽部22。在第一遮蔽部21减少了的陡峭部153位于第二遮蔽部22中。为此，在第二遮蔽部22中，除了短轴方向内侧的陡峭部的一部分以外，剩余部分的陡峭部也被遮蔽。在透过第二遮蔽部22的脉冲激光150中，虽然因衍射等形成陡峭部，但与到达至第二遮蔽部22之前的陡峭部相比扩展宽度进一步缩小，陡峭部更为减少。
对于该第二遮蔽部22，理想的是在高强度区域的短轴方向端的外侧遮蔽前述脉冲激光的射束截面的一部分，更理想的是配置在透过第一遮蔽部21后的射束强度分布中的最大强度的70～90％的位置。
在上述各实施方式中，是通过在光路上配置遮蔽部来减小扫描方向的短轴方向后端的陡峭部宽度，但也可以通过例如调整硅膜相对于由柱面透镜12c形成的成像位置的位置、或者作为柱面透镜12c使用成像性能更好的组合透镜等方式来实现陡峭部宽度的缩小，也可以将其与遮蔽部组合进行。
[实施例1]
接着，对本发明的实施例进行说明。
准备形成有厚度为50nm的非晶硅膜的基板，并且在图1的实施方式的激光处理装置中，将脉冲起振激光光源作为准分子激光起振器(商品名：LSX540C)，以脉冲频率300Hz输出波长308nm的脉冲激光。
通过光学体系将射束大小调整为370mm×0.4mm的直线束，通过掩模将激光束扫描方向的短轴方向后端部的陡峭部的宽度设为40μm。另外，为作比较，准备了将掩模配置在相对非晶硅膜高的位置上、并且将短轴方向的陡峭部的宽度设定为70μm的比较例。
重叠照射次数为20次。在该条件下，最适合于结晶化的照射能量密度为310～330mJ/cm2的范围。在该条件下，扫描间距为20μm。
进一步，进行了通过衰减器的调整将照射能量密度变更为310、320、330、340、350、360、370mJ/cm2的照射试验，评价了结晶性。该例的结晶化时的最适合能量密度范围(OED)为310～340mJ/cm2，但为了使由能量密度的变动带来的影响更加明显，对350mJ/cm2的试验例用光学显微镜进行了表面观察，暗视野的观察中得到的表面图像示于图7。
其结果是，在本发明例中，每次照射的短轴方向熔融区域端部的隆起部的间隔为固定值即20μm，因此未确认到照射不均。
在比较例中，尽管每次激光照射的硅膜的机械移动量为20μm，但实际的熔融宽度变宽而形成了短轴方向熔融区域端部的隆起部变大的部分。其原因在于照射该部分时的激光的脉冲能量以相对高的值演变，确认为照射不均。
以上，基于上述实施方式对本发明进行了说明，但本发明不受限于上述说明的内容，只要不脱离本发明的范围，就可以作出适当的变更。
符号说明
1 激光退火装置
1a 激光退火装置
2 处理室
3 扫描装置
5 基板设置台
6 导入窗
10 脉冲起振激光光源
11 衰减器
12 光学体系
12c 柱面透镜
20 遮光部
21 第一遮蔽部
22 第二遮蔽部
100 硅膜

Claims (11)

1.激光退火方法，该方法是在非单晶半导体膜上将射束截面形状为直线束的脉冲激光沿前述直线束的短轴方向扫描并进行照射的激光退火方法，其特征在于，
前述直线束在射束强度分布中在短轴方向具有平坦部、和位于短轴方向端部的陡峭部，前述陡峭部是具有前述射束强度分布中最大强度的10％以上且90％以下的强度的区域，前述平坦部在前述非单晶半导体膜的照射面上的最大强度的96％以上的区域的短轴方向宽度为100～500μm，
以使前述陡峭部中位于扫描方向后方侧的前述陡峭部的短轴方向宽度在前述非单晶半导体膜的照射面上为50μm以下的条件，在前述平坦部的短轴扫描方向后方侧从相对前述最大强度为70～90％的强度范围的位置向短轴方向外侧进行遮蔽。
2.如权利要求1所述的激光退火方法，其特征在于，前述脉冲激光的波长在400nm以下。
3.如权利要求1或2所述的激光退火方法，其特征在于，前述脉冲激光在照射面上的脉冲半宽值在200ns以下。
4.如权利要求1或2所述的激光退火方法，其特征在于，前述脉冲激光在照射面上的前述射束强度分布中的最大强度值为250～500mJ/cm2。
5.如权利要求1或2所述的激光退火方法，其特征在于，前述非单晶半导体为硅。
6.如权利要求1或2所述的激光退火方法，其特征在于，前述最大强度以前述平坦部的强度的平均值给出。
7.如权利要求1或2所述的激光退火方法，其特征在于，前述脉冲激光在射束强度分布中，两端部的任一方或双方局部具有强度上升的强度凸部的情况下，在除了前述强度凸部以外的范围内给出前述最大强度。
8.激光退火装置，其特征在于，具备：输出脉冲激光的激光光源，
调整前述脉冲激光的能量密度的衰减器，
调整前述脉冲激光的射束截面形状的同时将调整过的脉冲激光引导至非单晶半导体膜的照射面上的光学体系，
前述光学体系具备：光学构件以及配置在前述脉冲激光的光路上的遮蔽部，
前述光学构件将前述脉冲激光的射束截面形状调整为在射束强度分布中具有规定强度以上的高强度区域的直线束，该射束强度分布中，在短轴方向具有平坦部、和位于短轴方向端部的陡峭部，前述陡峭部是具有前述射束强度分布中最大强度的10％以上且90％以下的强度的区域，前述平坦部在前述非单晶半导体膜的照射面上的最大强度的96％以上的区域的短轴方向宽度为100～500μm，
前述遮蔽部以使位于前述射束的短轴方向端部的陡峭部中的至少扫描方向后方侧的短轴方向宽度在前述非单晶半导体膜的照射面上为50μm以下的条件，在前述平坦部的短轴扫描方向后方侧从相对前述最大强度为70～90％的强度范围的位置向短轴方向外侧对前述脉冲激光的射束截面进行遮蔽。
9.如权利要求8所述的激光退火装置，其特征在于，前述激光光源是输出波长在400nm以下的前述脉冲激光的光源。
10.如权利要求8或9所述的激光退火装置，其特征在于，前述激光光源是输出半宽值在200ns以下的前述脉冲激光的光源。
11.如权利要求8或9所述的激光退火装置，其特征在于，前述衰减器将非单晶半导体膜的照射面上的前述脉冲激光的射束强度分布中最大强度值调整至250～500mJ/cm2。
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