JP2000252228A - レーザアニール装置 - Google Patents

レーザアニール装置

Info

Publication number
JP2000252228A
JP2000252228A JP5688199A JP5688199A JP2000252228A JP 2000252228 A JP2000252228 A JP 2000252228A JP 5688199 A JP5688199 A JP 5688199A JP 5688199 A JP5688199 A JP 5688199A JP 2000252228 A JP2000252228 A JP 2000252228A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
moving stage
laser beam
substrate
laser
processed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5688199A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Suzuki
尚樹 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5688199A priority Critical patent/JP2000252228A/ja
Publication of JP2000252228A publication Critical patent/JP2000252228A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザアニール装
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。
【0002】
【従来の技術】図3に、従来のレーザアニール装置の構
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。
【0003】被処理基板6は、移動ステージ2の上に保
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。
【0004】このレーザアニール装置を用いて、被処理
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。
【0005】ポリシリコンTFTは、上記の様に、アモ
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。
【0006】更に、ポリシリコンTFTを用いることに
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。
【0007】但し、上記の様ないわゆる駆動回路一体型
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。
【0008】しかしながら、図3に示した様な従来のレ
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。
【0009】従って、周辺駆動回路領域のみにおいてト
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。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様な従
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。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザアニール
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。
【0012】好ましくは、前記移動ステージを、互いに
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。
【0013】好ましくは、本発明のレーザアニール装置
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。
【0014】好ましくは、前記レーザの発振源としてエ
キシマレーザを使用する。
【0015】本発明のレーザアニール装置によれば、レ
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。
【0016】これによって、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。
【0017】
【発明の実施の形態】図1に、本発明に基づくレーザア
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。
【0018】被処理基板6は、移動ステージ2の上に保
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(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。
【0019】移動ステージ2の近傍には、回転角度検出
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。
【0020】制御部13には記憶部12が接続されてい
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。
【0021】次に、図1及び図2を用いて、このレーザ
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。
【0022】被処理基板6は、移載機(図示せず)によ
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。
【0023】先ず、回転駆動機構9を用いて移動ステー
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。
【0024】このとき、移動ステージ2の移動速度を制
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。
【0025】次に、回転駆動機構9を用いて移動ステー
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。
【0026】以上の様にして、被処理基板6の上に、格
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。
【0027】
【発明の効果】本発明のレーザアニール装置によれば、
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づくレーザアニール装置の概略構成
図。
【図2】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。
【図3】従来のレーザアニール装置の概略構成図。
【図4】従来のレーザアニール装置を用いて得られた被
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。
【符号の説明】
1・・・レーザ発振源、 2・・・移動ステージ、 3・・・光学系、 5・・・水平駆動機構、 6・・・被処理基板、 7・・・レーザビーム、 8・・・ライン状のレーザビーム、 9・・・回転駆動機構、 10・・・水平位置検出器、 11・・・回転角度検出器、 12・・・記憶部、 13・・・制御部、 17・・・水平移動方向、 18・・・水平移動方向 19・・・回転方向、 21、22、23・・・結晶化の度合が異なる矩形領
域、 41・・・レーザアニールが施された領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/336 H01L 29/78 627G

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
JP5688199A 1999-03-04 1999-03-04 レーザアニール装置 Pending JP2000252228A (ja)

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)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003179068A (ja) * 2001-12-12 2003-06-27 Hitachi Ltd 画像表示装置およびその製造方法
JP2006337680A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Konica Minolta Photo Imaging Inc 駆動装置、振れ補正ユニット及び撮像装置
KR100685344B1 (ko) * 2004-01-30 2007-02-22 가부시키가이샤 히타치 디스프레이즈 레이저 어닐링 방법 및 레이저 어닐링 장치
KR100848096B1 (ko) * 2002-05-21 2008-07-24 삼성전자주식회사 다결정용 레이저 조사 장치
JP2008546187A (ja) * 2005-05-26 2008-12-18 サイマー インコーポレイテッド ラインビームとして成形されたレーザと基板上に堆積された膜との間の相互作用を実現するためのシステム及び方法
US7528023B2 (en) 2002-05-17 2009-05-05 Sharp Kabushiki Kaisha Apparatus for crystallizing semiconductor with laser beams
US8916797B2 (en) 2010-11-05 2014-12-23 Samsung Display Co., Ltd. Crystallization apparatus using sequential lateral solidification
CN109922919A (zh) * 2016-11-03 2019-06-21 株式会社半导体能源研究所 激光加工装置、叠层体加工装置及激光加工方法
CN112834027A (zh) * 2020-12-30 2021-05-25 中国科学院微电子研究所 激光退火设备的光束检测装置及方法
CN117238816A (zh) * 2023-11-15 2023-12-15 季华恒一(佛山)半导体科技有限公司 一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统和方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003179068A (ja) * 2001-12-12 2003-06-27 Hitachi Ltd 画像表示装置およびその製造方法
US7660042B2 (en) 2002-05-17 2010-02-09 Sharp Kabushiki Kaisha Apparatus for crystallizing semiconductor with laser beams
US7927935B2 (en) 2002-05-17 2011-04-19 Sharp Kabushiki Kaisha Method for crystallizing semiconductor with laser beams
US7528023B2 (en) 2002-05-17 2009-05-05 Sharp Kabushiki Kaisha Apparatus for crystallizing semiconductor with laser beams
US7541230B2 (en) 2002-05-17 2009-06-02 Sharp Kabushiki Kaisha Method and apparatus for crystallizing semiconductor with laser beams
KR100848096B1 (ko) * 2002-05-21 2008-07-24 삼성전자주식회사 다결정용 레이저 조사 장치
KR100685344B1 (ko) * 2004-01-30 2007-02-22 가부시키가이샤 히타치 디스프레이즈 레이저 어닐링 방법 및 레이저 어닐링 장치
JP2008546187A (ja) * 2005-05-26 2008-12-18 サイマー インコーポレイテッド ラインビームとして成形されたレーザと基板上に堆積された膜との間の相互作用を実現するためのシステム及び方法
JP2006337680A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Konica Minolta Photo Imaging Inc 駆動装置、振れ補正ユニット及び撮像装置
US8916797B2 (en) 2010-11-05 2014-12-23 Samsung Display Co., Ltd. Crystallization apparatus using sequential lateral solidification
CN109922919A (zh) * 2016-11-03 2019-06-21 株式会社半导体能源研究所 激光加工装置、叠层体加工装置及激光加工方法
US11433486B2 (en) 2016-11-03 2022-09-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser processing apparatus, stack processing apparatus, and laser processing method
CN112834027A (zh) * 2020-12-30 2021-05-25 中国科学院微电子研究所 激光退火设备的光束检测装置及方法
CN112834027B (zh) * 2020-12-30 2023-08-11 中国科学院微电子研究所 激光退火设备的光束检测装置及方法
CN117238816A (zh) * 2023-11-15 2023-12-15 季华恒一(佛山)半导体科技有限公司 一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统和方法
CN117238816B (zh) * 2023-11-15 2024-03-01 季华恒一(佛山)半导体科技有限公司 一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统和方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101287314B1 (ko) 막 처리 시스템과 방법, 및 박막
JP5789011B2 (ja) 薄膜の直線走査連続横方向凝固
US7164152B2 (en) Laser-irradiated thin films having variable thickness
US7318866B2 (en) Systems and methods for inducing crystallization of thin films using multiple optical paths
KR20050047103A (ko) 다양한 조사 패턴을 포함하는 원 샷 반도체 가공 시스템 및방법
JP3054310B2 (ja) 半導体デバイスのレーザー処理方法
WO2007022302A2 (en) High throughput crystallization of thin films
JP2000252228A (ja) レーザアニール装置
WO2018074281A1 (ja) アニール被処理体の製造方法、レーザアニール基台およびレーザアニール処理装置
JP2005167084A (ja) レーザ結晶化装置及びレーザ結晶化方法
JP2006504262A (ja) 多結晶化方法、多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造方法、及びそのためのレーザー照射装置
KR20110067932A (ko) 비정질 실리콘 결정화 장치
JP7154592B2 (ja) レーザアニール方法およびレーザアニール装置
JP2002057105A (ja) 半導体薄膜製造方法、半導体薄膜製造装置、およびマトリクス回路駆動装置
JPH10209069A (ja) レーザアニール方法及びレーザアニール装置
JP2010141190A (ja) レーザ結晶化装置
JP2004031810A (ja) 半導体薄膜の結晶化方法及び結晶化装置
JPH08129189A (ja) 液晶ディスプレイ基板の製造方法、その装置、半導体結晶の評価方法、半導体結晶薄膜の製造方法及び半導体結晶薄膜の製造装置
JPH0945632A (ja) レーザーアニール方法及び半導体膜の溶融結晶化方法
JPH08241872A (ja) レーザーアニール方法
US7649206B2 (en) Sequential lateral solidification mask
JP2010027982A (ja) 高速連続スキャン結晶化装置
KR20030090211A (ko) 다결정용 레이저 조사 장치
JPH05102060A (ja) 半導体薄膜の製造方法
JP2008130691A (ja) 結晶化装置及び結晶化方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060302

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20070514

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090714

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090716

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20091110