JP2000012460A - 薄膜の形成方法および薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜の形成方法および薄膜形成装置Info
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- JP2000012460A JP2000012460A JP10176475A JP17647598A JP2000012460A JP 2000012460 A JP2000012460 A JP 2000012460A JP 10176475 A JP10176475 A JP 10176475A JP 17647598 A JP17647598 A JP 17647598A JP 2000012460 A JP2000012460 A JP 2000012460A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一回のレーザー照射の工程だけで、しかも良
好な膜質の多結晶シリコン薄膜を形成できる薄膜形成方
法を提供することを目的とする。 【解決手段】 高出力のエキシマレーザーのレーザー光
を非晶質シリコン薄膜の改質に必要なエネルギーと結晶
化に必要なエネルギーに制御された縦並びのレーザー光
１１０，１０９に分離して非晶質シリコン薄膜が形成さ
れた基板１１１に照射する。縦並びのレーザー光１１
０，１０９の一度の照射で非晶質シリコン薄膜の改質と
結晶化を行うことができる。これにより生産効率を低下
させずに膜質の優れた多結晶シリコン薄膜の形成が可能
となる。
好な膜質の多結晶シリコン薄膜を形成できる薄膜形成方
法を提供することを目的とする。 【解決手段】 高出力のエキシマレーザーのレーザー光
を非晶質シリコン薄膜の改質に必要なエネルギーと結晶
化に必要なエネルギーに制御された縦並びのレーザー光
１１０，１０９に分離して非晶質シリコン薄膜が形成さ
れた基板１１１に照射する。縦並びのレーザー光１１
０，１０９の一度の照射で非晶質シリコン薄膜の改質と
結晶化を行うことができる。これにより生産効率を低下
させずに膜質の優れた多結晶シリコン薄膜の形成が可能
となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置など
に応用される薄膜トランジスタの形成方法および形成装
置に関するものである。
に応用される薄膜トランジスタの形成方法および形成装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、非晶質シリコン薄膜をエキシマレ
ーザー光で多結晶シリコン薄膜に加工する際、１つのレ
ーザー発振装置から１つのレーザー光を線状形状に成形
するレーザー加工装置を用いて、その１つのレーザー光
を非晶質シリコン薄膜に照射することにより多結晶シリ
コン薄膜を形成していた。
ーザー光で多結晶シリコン薄膜に加工する際、１つのレ
ーザー発振装置から１つのレーザー光を線状形状に成形
するレーザー加工装置を用いて、その１つのレーザー光
を非晶質シリコン薄膜に照射することにより多結晶シリ
コン薄膜を形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】現在のレーザー光を線
状に成形する装置では、１つの線状レーザー光のエネル
ギーにより基板を照射して非晶質シリコン薄膜の結晶化
を行う。そのため、結晶化に必要なエネルギーを一回で
照射するため結晶化が急激に起こり、形成された多結晶
シリコン薄膜の膜質に欠陥や粒径に大きなバラツキを生
じやすい。
状に成形する装置では、１つの線状レーザー光のエネル
ギーにより基板を照射して非晶質シリコン薄膜の結晶化
を行う。そのため、結晶化に必要なエネルギーを一回で
照射するため結晶化が急激に起こり、形成された多結晶
シリコン薄膜の膜質に欠陥や粒径に大きなバラツキを生
じやすい。
【０００４】また、完全に結晶化を行うエネルギーで照
射する前に一度低いエネルギーで非晶質シリコン薄膜に
レーザー光を照射することにより、急激な結晶化を避け
て膜質の良好な多結晶シリコン薄膜を形成することが可
能であるが、レーザー照射の工程を数回行わなければな
らないため、生産効率が低下する。
射する前に一度低いエネルギーで非晶質シリコン薄膜に
レーザー光を照射することにより、急激な結晶化を避け
て膜質の良好な多結晶シリコン薄膜を形成することが可
能であるが、レーザー照射の工程を数回行わなければな
らないため、生産効率が低下する。
【０００５】本発明は一度の基板照射工程で急激な結晶
化を避けた良好な膜質を有する多結晶シリコン薄膜を形
成できる薄膜の形成方法および薄膜形成装置を提供する
ことを目的とする。
化を避けた良好な膜質を有する多結晶シリコン薄膜を形
成できる薄膜の形成方法および薄膜形成装置を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、高出力のエ
キシマレーザーのレーザー光を２つに分けて、必要なエ
ネルギーに制御した後に、レーザー光の形状を線状に成
形して２つの縦並びのレーザー光をつくり、一度の基板
照射で低エネルギー照射と、高エネルギー照射を同時に
行う。
キシマレーザーのレーザー光を２つに分けて、必要なエ
ネルギーに制御した後に、レーザー光の形状を線状に成
形して２つの縦並びのレーザー光をつくり、一度の基板
照射で低エネルギー照射と、高エネルギー照射を同時に
行う。
【０００７】この本発明によると、一回のレーザー照射
の工程だけで、しかも良好な膜質の多結晶シリコン薄膜
を形成できる。
の工程だけで、しかも良好な膜質の多結晶シリコン薄膜
を形成できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】請求項１記載の薄膜の形成方法
は、基板上に堆積した非晶質シリコン薄膜を多結晶化す
るに際し、線状に加工された複数のレーザー光を縦並び
に配列して前記基板に照射し、基板とレーザー光を相対
移動させて先行するレーザー光で非晶質シリコン薄膜を
改質し、改質された非晶質シリコン薄膜を後続のレーザ
ー光で多結晶化することを特徴とする。
は、基板上に堆積した非晶質シリコン薄膜を多結晶化す
るに際し、線状に加工された複数のレーザー光を縦並び
に配列して前記基板に照射し、基板とレーザー光を相対
移動させて先行するレーザー光で非晶質シリコン薄膜を
改質し、改質された非晶質シリコン薄膜を後続のレーザ
ー光で多結晶化することを特徴とする。
【０００９】請求項２記載の薄膜の形成方法は、請求項
１において、複数のレーザー光を、単一のレーザー発振
装置から出射したレーザー光を分離して得ることを特徴
とする。
１において、複数のレーザー光を、単一のレーザー発振
装置から出射したレーザー光を分離して得ることを特徴
とする。
【００１０】請求項３記載の薄膜の形成方法は、請求項
１または請求項２において、先行するレーザー光のエネ
ルギー密度が５０ｍＪ／ｃｍ2以上で３００ｍＪ／ｃｍ2
以下であり、後続のレーザー光のエネルギー密度が２０
０ｍＪ／ｃｍ2以上で４５０ｍＪ／ｃｍ2以下で、さらに
先行するレーザー光のエネルギー密度が後続のレーザー
光のエネルギー密度よりも低いことを特徴とする。
１または請求項２において、先行するレーザー光のエネ
ルギー密度が５０ｍＪ／ｃｍ2以上で３００ｍＪ／ｃｍ2
以下であり、後続のレーザー光のエネルギー密度が２０
０ｍＪ／ｃｍ2以上で４５０ｍＪ／ｃｍ2以下で、さらに
先行するレーザー光のエネルギー密度が後続のレーザー
光のエネルギー密度よりも低いことを特徴とする。
【００１１】請求項４記載の薄膜の形成方法は、請求項
２または請求項３において、先行する線状のレーザー光
と後続の線状のレーザー光は、長さ方向のエネルギー密
度のバラツキが±１０％以下であることを特徴とする。
２または請求項３において、先行する線状のレーザー光
と後続の線状のレーザー光は、長さ方向のエネルギー密
度のバラツキが±１０％以下であることを特徴とする。
【００１２】請求項５記載の薄膜形成装置は、レーザー
を発振させるレーザー発振装置と、前記レーザー発振装
置から出力されたレーザー光を２つに分離する分離装置
と、分離装置で２つに分離された少なくとも１つの光路
に介装されてレーザー光のエネルギーを制御する制御装
置と、２つのレーザー光の形状を線状に成形する加工装
置とを備え、前記加工された２つのレーザー光が縦並び
に照射することを特徴とする。
を発振させるレーザー発振装置と、前記レーザー発振装
置から出力されたレーザー光を２つに分離する分離装置
と、分離装置で２つに分離された少なくとも１つの光路
に介装されてレーザー光のエネルギーを制御する制御装
置と、２つのレーザー光の形状を線状に成形する加工装
置とを備え、前記加工された２つのレーザー光が縦並び
に照射することを特徴とする。
【００１３】請求項６記載の薄膜形成装置は、請求項５
において、レーザーがエキシマレーザーであることを特
徴とする。請求項７記載の薄膜形成装置は、請求項５ま
たは請求項６において、加工装置で幅１００μｍ以上で
２ｍｍ以下、長さ１５０ｍｍ以上で３００ｍｍ以下に成
形した線状のレーザー光に加工して出力することを特徴
とする。
において、レーザーがエキシマレーザーであることを特
徴とする。請求項７記載の薄膜形成装置は、請求項５ま
たは請求項６において、加工装置で幅１００μｍ以上で
２ｍｍ以下、長さ１５０ｍｍ以上で３００ｍｍ以下に成
形した線状のレーザー光に加工して出力することを特徴
とする。
【００１４】以下、本発明の薄膜の形成方法を具体的な
実施の形態に基づいて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の薄膜の形成方法を実現
する薄膜形成装置を示す。
実施の形態に基づいて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の薄膜の形成方法を実現
する薄膜形成装置を示す。
【００１５】レーザー発振装置１０１により得られた出
力１５０Ｗ以上のエキシマレーザー光を、分離装置１０
２により２つのレーザー光Ａ，Ｂに分離する。この分離
装置１０２はレーザーのエネルギーの制御も兼ねるもの
とする。
力１５０Ｗ以上のエキシマレーザー光を、分離装置１０
２により２つのレーザー光Ａ，Ｂに分離する。この分離
装置１０２はレーザーのエネルギーの制御も兼ねるもの
とする。
【００１６】分離装置１０２により分離されて結晶化に
必要なエネルギーに制御されている一方のレーザー光Ａ
は、ミラー１０４を介して第１の加工装置１０６に入射
させる。また、もう一方のレーザー光Ｂはミラー１０５
を介してエネルギー制御装置１０３に入射して、エネル
ギー制御装置１０３では非晶質シリコン薄膜の改質に必
要なエネルギーに制御されて出射し、さらにミラー１０
７を介して第２の加工装置１０８に入射する。
必要なエネルギーに制御されている一方のレーザー光Ａ
は、ミラー１０４を介して第１の加工装置１０６に入射
させる。また、もう一方のレーザー光Ｂはミラー１０５
を介してエネルギー制御装置１０３に入射して、エネル
ギー制御装置１０３では非晶質シリコン薄膜の改質に必
要なエネルギーに制御されて出射し、さらにミラー１０
７を介して第２の加工装置１０８に入射する。
【００１７】第１，第２の加工装置１０６，１０８で
は、それぞれのレーザー光を縦並びの線状のレーザー光
１０９，１１０に成形されて、非晶質シリコン薄膜２０
１が予め図２に示すように形成されているガラス基板１
１１に照射される。その時、ガラス基板１１１は矢印１
１２で示す方向に搬送される。具体的な非晶質シリコン
薄膜２０１の膜厚２０ｎｍ〜１００ｎｍの場合について
下記の条件で多結晶化の形成を実施した。
は、それぞれのレーザー光を縦並びの線状のレーザー光
１０９，１１０に成形されて、非晶質シリコン薄膜２０
１が予め図２に示すように形成されているガラス基板１
１１に照射される。その時、ガラス基板１１１は矢印１
１２で示す方向に搬送される。具体的な非晶質シリコン
薄膜２０１の膜厚２０ｎｍ〜１００ｎｍの場合について
下記の条件で多結晶化の形成を実施した。
【００１８】この場合、レーザー光１０９は、幅が１０
０μｍ〜２ｍｍ、長さ１５０ｍｍ〜３００ｍｍの線状に
成形され、エネルギー密度は２００ｍＪ／ｃｍ2〜４５
０ｍＪ／ｃｍ2であった。
０μｍ〜２ｍｍ、長さ１５０ｍｍ〜３００ｍｍの線状に
成形され、エネルギー密度は２００ｍＪ／ｃｍ2〜４５
０ｍＪ／ｃｍ2であった。
【００１９】レーザー光１１０は、幅が１００μｍ〜２
ｍｍ、長さ１５０ｍｍ〜３００ｍｍの線状に成形され、
エネルギー密度は５０ｍＪ／ｃｍ2〜３００ｍＪ／ｃｍ2
の範囲で制御される。
ｍｍ、長さ１５０ｍｍ〜３００ｍｍの線状に成形され、
エネルギー密度は５０ｍＪ／ｃｍ2〜３００ｍＪ／ｃｍ2
の範囲で制御される。
【００２０】また、先行するレーザー光１１０のエネル
ギー密度が後続のレーザー光１０９のエネルギー密度よ
りも低くして多結晶化を実施した。この構成によると、
基板上の非晶質シリコン薄膜２０１を先行する線状の第
１のレーザー光１１０で改質した非晶質シリコン薄膜２
０２は、後続の線状の第２のレーザー光１０９で結晶化
されて多結晶シリコン薄膜２０３になり、レーザー光１
１０，１０９の一度の照射で膜質の優れた多結晶シリコ
ン薄膜を形成することができた。
ギー密度が後続のレーザー光１０９のエネルギー密度よ
りも低くして多結晶化を実施した。この構成によると、
基板上の非晶質シリコン薄膜２０１を先行する線状の第
１のレーザー光１１０で改質した非晶質シリコン薄膜２
０２は、後続の線状の第２のレーザー光１０９で結晶化
されて多結晶シリコン薄膜２０３になり、レーザー光１
１０，１０９の一度の照射で膜質の優れた多結晶シリコ
ン薄膜を形成することができた。
【００２１】また、レーザー光１０９，１１０は、何れ
においても長さ方向のエネルギー密度のバラツキが±１
０％以下である場合に特に良好な結果が得られた。上記
の実施の形態では、縦並びに配置した２本の線状のレー
ザー光１０９，１１０と基板１１１とを相対移動させ
て、改質して次に多結晶する２段階の場合を例に挙げて
説明したが、縦並びに配置した３本以上の線状のレーザ
ー光を基板に照射して複数段で改質しながら最終的に多
結晶化することもでき、この場合の具体例としては、縦
並びに配置した複数の線状のレーザー光は、後続のレー
ザー光ほどエネルギー密度が高い場合や、同じエネルギ
ー密度のレーザー光の区間を設けた実施例を挙げること
ができる。
においても長さ方向のエネルギー密度のバラツキが±１
０％以下である場合に特に良好な結果が得られた。上記
の実施の形態では、縦並びに配置した２本の線状のレー
ザー光１０９，１１０と基板１１１とを相対移動させ
て、改質して次に多結晶する２段階の場合を例に挙げて
説明したが、縦並びに配置した３本以上の線状のレーザ
ー光を基板に照射して複数段で改質しながら最終的に多
結晶化することもでき、この場合の具体例としては、縦
並びに配置した複数の線状のレーザー光は、後続のレー
ザー光ほどエネルギー密度が高い場合や、同じエネルギ
ー密度のレーザー光の区間を設けた実施例を挙げること
ができる。
【００２２】なお、この縦並びに複数の線状のレーザー
光を配置した薄膜形成を実施する場合であっても、（実
施の形態１）と同じように単一のレーザー発振装置の出
射光を複数に分離することによって実施できる。
光を配置した薄膜形成を実施する場合であっても、（実
施の形態１）と同じように単一のレーザー発振装置の出
射光を複数に分離することによって実施できる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明によると、高出力の
レーザー光を低エネルギーのレーザー光と高エネルギー
のレーザー光に分離し、それらのレーザー光を縦並びに
してガラス基板上に堆積された非晶質シリコン薄膜に低
エネルギーのレーザー光・高エネルギーのレーザー光の
順に照射するので、一度の照射工程で急激な結晶化を避
けた良好な膜質を有する多結晶シリコン薄膜を形成でき
るものである。
レーザー光を低エネルギーのレーザー光と高エネルギー
のレーザー光に分離し、それらのレーザー光を縦並びに
してガラス基板上に堆積された非晶質シリコン薄膜に低
エネルギーのレーザー光・高エネルギーのレーザー光の
順に照射するので、一度の照射工程で急激な結晶化を避
けた良好な膜質を有する多結晶シリコン薄膜を形成でき
るものである。
【図１】本発明による薄膜形成装置の構成図
【図２】同実施の形態の基板面へのレーザー光の照射状
態を示す平面図
態を示す平面図
１０１ レーザー発振装置 １０２ 分離装置 １０３ エネルギー制御装置 １０４，１０５，１０７ ミラー Ａ，Ｂ 分離装置から出射するレーザー光 １０６，１０８ 加工装置 １０９，１１０ 線状に成形されたレーザー光 １１１ ガラス基板 １１２ 基板の搬送方向 ２０１ 非晶質シリコン薄膜 ２０２ 改質された非晶質シリコン薄膜 ２０３ 結晶化された多結晶シリコン薄膜
Claims (7)
- 【請求項１】 基板上に堆積した非晶質シリコン薄膜を
多結晶化するに際し、線状に加工された複数のレーザー
光を縦並びに配列して前記基板に照射し、基板とレーザ
ー光を相対移動させて先行するレーザー光で非晶質シリ
コン薄膜を改質し、改質された非晶質シリコン薄膜を後
続のレーザー光で多結晶化する薄膜の形成方法。 - 【請求項２】 複数のレーザー光を、単一のレーザー発
振装置から出射したレーザー光を分離して得る請求項１
記載の薄膜の形成方法。 - 【請求項３】 先行するレーザー光のエネルギー密度が
５０ｍＪ／ｃｍ2以上で３００ｍＪ／ｃｍ2以下であり、
後続のレーザー光のエネルギー密度が２００ｍＪ／ｃｍ
2以上で４５０ｍＪ／ｃｍ2以下で、さらに先行するレー
ザー光のエネルギー密度が後続のレーザー光のエネルギ
ー密度よりも低いことを特徴とする請求項１または請求
項２記載の薄膜の形成方法。 - 【請求項４】 先行する線状のレーザー光と後続の線状
のレーザー光は、長さ方向のエネルギー密度のバラツキ
が±１０％以下である請求項２または請求項３記載の薄
膜の形成方法。 - 【請求項５】 レーザーを発振させるレーザー発振装置
と、 前記レーザー発振装置から出力されたレーザー光を２つ
に分離する分離装置と、 分離装置で２つに分離された少なくとも１つの光路に介
装されてレーザー光のエネルギーを制御する制御装置
と、 ２つのレーザー光の形状を線状に成形する加工装置とを
備え、前記加工された２つのレーザー光が縦並びに照射
する薄膜形成装置。 - 【請求項６】 レーザーがエキシマレーザーである請求
項５記載の薄膜形成装置。 - 【請求項７】 加工装置で幅１００μｍ以上で２ｍｍ以
下、長さ１５０ｍｍ以上で３００ｍｍ以下に成形した線
状のレーザー光に加工して出力する請求項５または請求
項６記載の薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10176475A JP2000012460A (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | 薄膜の形成方法および薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10176475A JP2000012460A (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | 薄膜の形成方法および薄膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000012460A true JP2000012460A (ja) | 2000-01-14 |
Family
ID=16014331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10176475A Pending JP2000012460A (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | 薄膜の形成方法および薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000012460A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1747888A2 (en) | 2000-01-21 | 2007-01-31 | Seiko Epson Corporation | Ink-jet recording apparatus |
| WO2010032519A1 (ja) | 2008-09-18 | 2010-03-25 | シャープ株式会社 | 母基板及びその製造方法、並びにデバイス基板 |
| KR100992120B1 (ko) | 2003-03-13 | 2010-11-04 | 삼성전자주식회사 | 규소 결정화 시스템 및 규소 결정화 방법 |
| WO2011077851A1 (ja) * | 2009-12-25 | 2011-06-30 | 株式会社日本製鋼所 | 半導体基板の製造方法および半導体基板製造装置 |
| KR101232008B1 (ko) * | 2010-11-29 | 2013-02-08 | 한국과학기술원 | 깊이에 따른 개질면의 특성 조합을 통한 절단 장치 |
| CN106298451A (zh) * | 2016-08-18 | 2017-01-04 | 昆山国显光电有限公司 | 激光晶化方法及装置 |
| CN106783529A (zh) * | 2015-11-25 | 2017-05-31 | 上海和辉光电有限公司 | 一种连续型非晶硅薄膜处理系统及方法 |
| CN112705859A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-27 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | 晶圆的激光切割去环方法 |
-
1998
- 1998-06-24 JP JP10176475A patent/JP2000012460A/ja active Pending
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