JP2000252228A - レーザアニール装置 - Google Patents
レーザアニール装置Info
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Abstract
コン薄膜を、所定のパターンに従って結晶化することが
できるレーザアニール装置を提供する。 【解決手段】 被処理基板6は、移動ステージ2上に保
持される。移動ステージ2は、回転駆動機構9及び水平
駆動機構5を備え、垂直軸回りの回転及び水平面内での
移動が可能である。光学系3は、レーザ発振源1から発
射されたレーザビーム7をライン状の断面形状に加工し
て被処理基板6上へ導く。記憶部12には、予め、レー
ザビーム8の照射条件を設定するデータ、即ち、移動ス
テージ2の回転及び水平移動の指示並びに移動ステージ
2の回転角度及び水平位置に応じたレーザビームの照射
条件が蓄えられている。制御部13は、記憶部12に蓄
えられた指示データ、回転角度検出器11及び水平位置
検出器10からの出力に基づいて、移動ステージ2及び
レーザビーム8の照射条件を制御する。
Description
置に係り、特に、ポリシリコンTFT(ポリシリコン薄
膜トランジスタ)を画素のスイッチング素子及び周辺駆
動回路の双方に使用する駆動回路一体型のアクティブマ
トリクス型液晶表示装置の製造の際に好適なレーザアニ
ール装置に関する。
成の概要を示す。レーザアニール装置は、レーザ発振源
1、移動ステージ2、光学系3、制御部13などから構
成される。
持される。移動ステージ2は、水平駆動機構5を備え、
水平面内で二次元移動が可能である。光学系3は、レー
ザ発振源1から発射されたレーザビーム7を、幅が狭く
長手方向に伸びた矩形の断面形状を備えたライン状のレ
ーザビーム8に加工して被処理基板6の表面へ導く。制
御部13は、移動ステージ2の二次元移動及びレーザビ
ーム8の照射条件を制御する。
基板6の表面に形成されたアモルファスシリコン薄膜の
結晶化(あるいは改質)を行う場合、目標とする結晶化
の度合いを得るため、予め、ライン状のレーザビーム8
の断面形状(幅及び長さ)及び照射周波数などを所定の
条件に調整した後、移動ステージ2を一定の速度で移動
させながら、レーザビーム8を被処理基板6の上に照射
する。従って、被処理基板6上における薄膜の結晶化の
度合いは、図4に示す様に、薄膜が形成されている全領
域41に渡ってほぼ同一である。
ルファスシリコン薄膜をレーザアニール法によって結晶
化させたポリシリコン薄膜を半導体活性層としている。
この様なポリシリコンTFTは、高速応答性などの優れ
た特性を備えており、アクティブマトリクス型カラー表
示液晶装置のスイッチング素子として広く使用されてい
る。
よって、液晶表示部を制御する駆動回路(周辺駆動回
路)も、液晶表示部と共通の絶縁基板上に形成すること
が可能になる。このため、ポリシリコンTFTは、アク
ティブマトリクス型カラー表示液晶装置の製造コストの
低減を実現する有力な要素として注目されている。
のアクティブマトリクス型カラー表示液晶装置におい
て、その性能の向上を図る場合には、特に、周辺駆動回
路部分のトランジスタ特性を向上させる必要がある。
ーザアニール装置を用いた場合、レーザアニールの条件
は被処理基板上の全面に渡って同一であり、被処理基板
上の特定の領域のみにおいてレーザアニールの条件を変
更することはできない。即ち、周辺駆動回路領域のトラ
ンジスタ特性のみを向上させるために、アモルファスシ
リコン薄膜の結晶化の条件を特定のパターンに従って変
更することはできない。
ランジスタ特性を向上させる必要がある場合でも、被処
理基板上の全面に渡って同一条件でレーザアニールを施
さざるを得ない。その結果、レーザ照射回数が増え、照
射回数により支配されるレーザ発振源の寿命が短くな
り、メンテナンスの頻度が多くなる。その上、画像表示
領域のサイズが大型化した場合には、照射すべき面積も
拡大するため、レーザアニール工程に要する時間が更に
増大する。
来のレーザアニール方法の問題に鑑み成されたもので、
本発明の目的は、被処理基板上に形成されたアモルファ
スシリコン薄膜を、所定の幾何学的なパターンに従って
結晶化あるいは改質することが可能なレーザアニール装
置を提供することにある。
装置は、レーザ発振源と、被処理基板を保持し、垂直軸
回りの回転及び水平方向の移動が可能な移動ステージ
と、レーザ発振源から発射されたレーザビームをライン
状の断面形状のレーザビームに加工して被処理基板上に
導く光学系と、を備えたことを特徴とする。
直交する二つの角度の間で回転角度の切り替えるができ
る様に構成する。
は、更に、前記移動ステージの垂直軸回りの回転角度を
検出する回転角度検出手段と、前記移動ステージの水平
方向の位置を検出する水平位置検出手段と、レーザビー
ムの照射条件を、前記移動ステージの回転角度及び水平
方向の位置に応じて、予め設定可能な記憶部と、前記記
憶部に設定された照射条件についての指示データ、前記
回転角度検出手段により得られた回転角度、及び前記水
平位置検出手段により得られた水平方向の位置に基づい
て、前記移動ステージの垂直軸回りの回転及び水平移動
の動作の制御を行うとともに、レーザビームの制御を行
う制御部と、を備える。
キシマレーザを使用する。
ーザ発振源から発射されたレーザビームは、前記光学系
によって、幅が狭く長手方向に伸びた矩形の断面形状を
備えたライン状のレーザビームに加工された後、被処理
基板上に照射される。被処理基板を保持する移動ステー
ジの回転角度を互いに直交する二つの角度の間で切り替
えるとともに、移動ステージの水平方向の送り速度を制
御することによって、被処理基板上に設定された任意の
矩形の領域毎に、それぞれ異なるレーザビームの照射条
件を適用することが可能になる。
子状のパターンに従って結晶化の度合いが異なる複数の
矩形状の領域を、一回のレーザアニール工程により形成
することができる。この結果、一枚の被処理基板上に、
特性の異なるポリシリコンTFTを比較的容易に形成す
ることが可能になる。
ニール装置の概略構成図を示す。図中、1はレーザ発振
源、2は移動ステージ、3は光学系、6は被処理基板、
10は水平位置検出器、11は回転角度検出器、12は
記憶部、13は制御部を表す。
持される。移動ステージ2は、回転駆動機構9及び水平
駆動機構5を備え、垂直軸回りの回転(矢印19)及び
水平面内での二次元移動(矢印17、18)が可能であ
る。光学系3は、レーザ発振源1から発射されたパルス
状のレーザビーム7を、幅が狭く長手方向に伸びた矩形
(例えば、5mm×300mm)の断面形状を備えたラ
イン状のレーザビーム8に加工して、被処理基板6の表
面へ導く。制御部13は、移動ステージ2の回転及び水
平移動の動作を制御するとともに、移動ステージ2の回
転角度及び水平位置に応じてレーザビーム8の照射条件
を制御する。
器11及び水平位置検出器10が配置されている。これ
らは、それぞれ、移動ステージ2の回転角度及び水平位
置を検出して、制御部13へ送る。
る。記憶部12には、予め、レーザビーム8の照射条件
についての指示データ、即ち、移動ステージ2の回転及
び水平移動の動作、並びに移動ステージ2の回転角度及
び水平位置に応じて設定されたレーザビームの照射条件
が蓄えられている。制御部13は、回転角度検出器11
及び水平位置検出器10からの測定データ、及び記憶部
12に設定されている指示データに基づいて、移動ステ
ージ2の回転及び水平移動を制御するとともに、レーザ
ビーム8の照射条件を制御する。
アニール装置の運転方法について説明する。なお、図2
は、本発明に基づくレーザアニール装置を用いて被処理
基板6上に形成される結晶化の度合いが異なる領域のパ
ターンの一例である。
って移動ステージ2上にセットされる。被処理基板6の
表面には、先行する工程においてアモルファスシリコン
の薄膜が既に形成されている。
ジ2の回転角度を制御し、ライン状レーザビーム8の長
手方向に対して被処理基板6の一辺(この例では上辺)
を平行にする。更に、水平駆動機構5を用いて移動ステ
ージ2の水平位置を制御し、被処理基板6を所定の初期
位置に合わせる。次いで、被処理基板6上にライン状の
レーザビーム8を照射すると同時に、ライン状レーザビ
ーム8の長手方向に対して垂直方向に移動ステージ2を
移動させる。
御することより(あるいは、移動ステージ2を断続的に
移動させる場合には各停止位置における滞在時間を制御
することにより)、被処理基板上の特定の領域における
レーザ照射の回数(パルス数)を任意に設定することが
できる。被処理基板6の水平位置の初期位置の設定及び
移動ステージ2の移動の工程を繰り返すことによって、
例えば図2に示す様に、被処理基板6上に、結晶化の度
合いが異なる複数の矩形形状の領域21、22を形成す
ることができる。
ジ2を(従って、被処理基板6を)、90度回転させた
後、移動ステージ2の水平位置を制御し、被処理基板6
の初期位置の調整を行う。先と同様に、被処理基板6上
にライン状のレーザビーム8を照射すると同時に、ライ
ン状レーザビーム8の長手方向に対して垂直方向に移動
ステージ2を移動させる。この様にして、例えば図2に
示す様に、被処理基板6上で、先に形成された矩形形状
の領域21、22の外側に、結晶化の度合いが異なる他
の複数の矩形形状の領域23を形成することができる。
子状のパターンに従って結晶化(あるいは改質)の度合
いが異なる複数の矩形状の領域を、一回のレーザアニー
ル工程の中で形成することができる。
一枚の被処理基板上に、格子状のパターンに従って結晶
化の度合いが異なる複数の矩形状の領域を、一回のレー
ザアニール工程により形成することができる。この結
果、一枚の被処理基板上に、特性の異なるポリシリコン
TFTを比較的容易に形成することが可能になる。
図。
処理基板上に形成される結晶化の度合いが異なる領域の
パターンの一例を示す図。
処理基板上に形成される結晶化領域のパターンを示す
図。
域、 41・・・レーザアニールが施された領域。
Claims (4)
- 【請求項1】 レーザ発振源と、 被処理基板を保持し、垂直軸回りの回転及び水平方向の
移動が可能な移動ステージと、 レーザ発振源から発射されたレーザビームをライン状の
断面形状のレーザビームに加工して被処理基板上に導く
光学系と、 を備えたことを特徴とするレーザアニール装置。 - 【請求項2】 前記移動ステージは、その回転角度を互
いに直交する二つの角度の間で切り替えることが可能で
あることを特徴とする請求項1に記載のレーザアニール
装置。 - 【請求項3】 前記移動ステージの垂直軸回りの回転角
度を検出する回転角度検出手段と、 前記移動ステージの水平方向の位置を検出する水平位置
検出手段と、 レーザビームの照射条件を、前記移動ステージの回転角
度及び水平方向の位置に対応して、予め設定可能な記憶
部と、 前記記憶部に設定された照射条件についての指示デー
タ、前記回転角度検出手段により得られた回転角度、及
び前記水平位置検出手段により得られた水平方向の位置
に基づいて、前記移動ステージの垂直軸回りの回転及び
水平移動の動作の制御を行うとともに、レーザビームの
制御を行う制御部と、 を備えたことを特徴とする請求項2に記載のレーザアニ
ール装置。 - 【請求項4】 前記レーザの発振源は、エキシマレーザ
であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記
載のレーザアニール装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5688199A JP2000252228A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | レーザアニール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5688199A JP2000252228A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | レーザアニール装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000252228A true JP2000252228A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=13039769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5688199A Pending JP2000252228A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | レーザアニール装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000252228A (ja) |
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1999
- 1999-03-04 JP JP5688199A patent/JP2000252228A/ja active Pending
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