JP2003203876A - Laser irradiator - Google Patents

Laser irradiator

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JP2003203876A
JP2003203876A JP2002310079A JP2002310079A JP2003203876A JP 2003203876 A JP2003203876 A JP 2003203876A JP 2002310079 A JP2002310079 A JP 2002310079A JP 2002310079 A JP2002310079 A JP 2002310079A JP 2003203876 A JP2003203876 A JP 2003203876A
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lasers
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Koichiro Tanaka
幸一郎 田中
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智昭 森若
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that energy density attenuates gradually due to aberration of lens at the end part of a linear, rectangular, or planar laser light formed through an optical system on an irradiation plane or the vicinity thereof, and since energy density is not sufficient but attenuating gradually in such a region (attenuating region) as compared with a region having a high uniformity of energy density, an object being irradiated cannot be annealed uniformly. <P>SOLUTION: Laser light emitted from each of a plurality of lasers is split and laser lights including at least one laser light oscillated from a different laser and having a different energy distribution are multiplexed or laser lights including at least one laser light having a different energy distribution are selected and passed through convex lenses disposed obliquely to the traveling direction of respective laser lights before being multiplexed thus forming a laser light exhibiting excellent uniformity of energy distribution. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はレーザ光の照射方法
およびそれを行うためのレーザ照射装置(レーザと該レ
ーザから出力されるレーザ光を被照射体まで導くための
光学系を含む装置)に関する。また、レーザ光の照射を
工程に含んで作製された半導体装置の作製方法に関す
る。なお、ここでいう半導体装置には、液晶表示装置や
発光装置等の電気光学装置及び該電気光学装置を部品と
して含む電子装置も含まれるものとする。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser beam irradiation method and a laser beam irradiation apparatus for carrying out the method (an apparatus including a laser and an optical system for guiding a laser beam output from the laser to an object to be irradiated). . In addition, the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device which is manufactured by including irradiation with laser light in its process. Note that the semiconductor device mentioned here includes an electro-optical device such as a liquid crystal display device and a light-emitting device, and an electronic device including the electro-optical device as a component.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ガラス等の絶縁基板上に形成され
た半導体膜に対し、レーザニールを施して、結晶化させ
たり、結晶性を向上させ結晶性半導体膜を得たり、不純
物元素の活性化を行う技術が広く研究されている。な
お、本明細書中において、結晶性半導体膜とは、結晶化
領域が存在する半導体膜のことを言い、全面が結晶化し
ている半導体膜も含む。
2. Description of the Related Art In recent years, a semiconductor film formed on an insulating substrate such as glass is subjected to laser nealing to crystallize it, or to obtain a crystalline semiconductor film with improved crystallinity, and to activate an impurity element. The technology to realize this has been widely studied. Note that in this specification, a crystalline semiconductor film refers to a semiconductor film in which a crystallized region exists and also includes a semiconductor film whose entire surface is crystallized.

【0003】エキシマレーザ等のパルスレーザ光を、照
射面における形状(レーザ光のスポット)が矩形状や線
状となるように光学系にて成形し、レーザ光を移動させ
て(あるいはレーザ光の照射位置を被照射面に対し相対
的に移動させて)アニールを行う方法が生産性が高く工
業的に優れている(例えば、特許文献1参照。)。ま
た、ここでいう「線状」は、厳密な意味で「線」を意味
しているのではなく、アスペクト比の大きい矩形(もし
くは長楕円形)を意味する。例えば、アスペクト比が1
0以上(好ましくは100〜10000)のもの指す
が、矩形状のレーザ光(矩形状ビーム)に含まれること
に変わりはない。なお、線状とするのは被照射体に対し
て十分なアニールを行うためのエネルギー密度を確保す
るためであり、矩形状や面状であっても被照射体に対し
て十分なアニールを行えるのであれば構わない。現状で
15J/パルスのエキシマレーザが市販されており、将
来的には面状ビームを用いてレーザニールを行う可能性
もある。また、レーザ光のスポットは特に定義しない場
合はレーザ光の照射面におけるエネルギー分布とする。
A pulsed laser beam such as an excimer laser is shaped by an optical system so that the shape (the spot of the laser beam) on the irradiation surface becomes rectangular or linear, and the laser beam is moved (or the laser beam The method of performing annealing by moving the irradiation position relative to the surface to be irradiated has high productivity and is industrially excellent (for example, refer to Patent Document 1). In addition, the term "linear" does not mean "line" in a strict sense, but means a rectangle (or an ellipse) having a large aspect ratio. For example, the aspect ratio is 1
Although it indicates 0 or more (preferably 100 to 10000), it is still included in a rectangular laser beam (rectangular beam). Note that the linear shape is for ensuring energy density for performing sufficient annealing on the irradiation target, and sufficient annealing can be performed on the irradiation target even if it is rectangular or planar. It doesn't matter. At present, 15 J / pulse excimer laser is commercially available, and there is a possibility that a laser beam will be used in the future to perform a laser anneal using a planar beam. Unless otherwise defined, the spot of laser light is the energy distribution on the irradiation surface of laser light.

【0004】図10に、照射面においてレーザ光の形状
を線状にするための光学系の構成の例を示す。この構成
は極めて一般的なものであり、あらゆる前記光学系は図
10の構成に準じている。この構成は、レーザ光の断面
形状を線状に変換するだけでなく、同時に、照射面にお
けるレーザ光のエネルギー均一化を果たすものである。
一般にビームのエネルギーの均一化を行う光学系をビー
ムホモジナイザと呼ぶ。
FIG. 10 shows an example of the configuration of an optical system for linearizing the shape of laser light on the irradiation surface. This structure is extremely general, and all the optical systems conform to the structure shown in FIG. This configuration not only converts the cross-sectional shape of the laser light into a linear shape, but also achieves uniform energy of the laser light on the irradiation surface at the same time.
Generally, an optical system that homogenizes beam energy is called a beam homogenizer.

【0005】レーザ71から出たレーザ光は、シリンド
リカルアレイレンズ73により、レーザ光のスポットは
分割される。該方向を本明細書中では、第1の方向と呼
ぶことにする。前記第1の方向は、光学系の途中でミラ
ーが入ったとき、前記ミラーが曲げた光の方向に曲がる
ものとする。この構成では、7分割となっている。その
後、シリンドリカルレンズ74にて、レーザ光は照射面
79にて1つに合成される。これにより、線状ビームの
長尺方向のエネルギーの均一化と長さが決定される。
The laser light emitted from the laser 71 is split into spots by the cylindrical array lens 73. This direction will be referred to as the first direction in this specification. It is assumed that the first direction bends in the direction of the light bent by the mirror when the mirror enters in the middle of the optical system. In this configuration, there are seven divisions. After that, the laser beams are combined into one by the irradiation surface 79 by the cylindrical lens 74. As a result, the homogenization and the length of the energy of the linear beam in the longitudinal direction are determined.

【0006】次に、図10の側面図について説明する。
レーザ71から出たレーザ光のスポットは、シリンドリ
カルアレイレンズ72aと72bにより分割される。前
記方向を本明細書中では、第2の方向と呼ぶことにす
る。前記第2の方向は、光学系の途中でミラーが入った
とき、前記ミラーが曲げた光の方向に曲がるものとす
る。この構成では、4分割となっている。これらの分割
されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ74により、
いったん1つのレーザ光にまとめられる。ミラー77で
反射され、その後、ダブレットシリンドリカルレンズ7
8により、照射面79にて再び1つのレーザ光に集光さ
れる。ダブレットシリンドリカルレンズとは、2枚のシ
リンドリカルレンズで構成されているレンズのことを言
う。これにより、線状ビームの短尺方向のエネルギー均
一化と短尺方向の長さが決定される。
Next, the side view of FIG. 10 will be described.
The spot of the laser light emitted from the laser 71 is divided by the cylindrical array lenses 72a and 72b. The direction is referred to as the second direction in this specification. It is assumed that the second direction bends in the direction of the light bent by the mirror when the mirror enters in the middle of the optical system. In this configuration, there are four divisions. These divided laser beams are transmitted by the cylindrical lens 74.
Once combined into one laser beam. It is reflected by the mirror 77, and then doublet cylindrical lens 7
8, the laser light is focused again on the irradiation surface 79 into one laser beam. The doublet cylindrical lens is a lens composed of two cylindrical lenses. As a result, the uniform energy of the linear beam in the short direction and the length in the short direction are determined.

【0007】例えば、レーザ71として、レーザの出口
で10mm×30mm(共にビームプロファイルにおけ
る半値幅)であるエキシマレーザを用い、図10に示し
た構成を持つ光学系により成形すると、照射面79にお
いてエネルギー分布の一様な125mm×0.4mmの
線状ビームとすることができる。
For example, as the laser 71, an excimer laser having a size of 10 mm × 30 mm (both half widths in the beam profile) at the exit of the laser is used, and when the optical system having the configuration shown in FIG. It can be a 125 mm × 0.4 mm linear beam with a uniform distribution.

【0008】このとき、上記光学系の母材は例えば全て
石英とすれば高い透過率が得られる。また、コーティン
グは、使用するエキシマレーザの波長に対する透過率が
99%以上得られるものを使用すると良い。
At this time, if the base material of the optical system is, for example, all quartz, a high transmittance can be obtained. Further, as the coating, it is preferable to use one having a transmittance of 99% or more with respect to the wavelength of the excimer laser used.

【0009】そして、上記の構成で形成された線状ビー
ムをそのレーザ光の短尺方向に徐々にずらしながら重ね
て照射することにより、非晶質半導体の全面に対し、レ
ーザニールを施して、結晶化させたり、結晶性を向上さ
せ結晶性半導体膜を得たり、不純物元素の活性化を行う
ことができる。
Then, the linear beam formed by the above-mentioned structure is gradually shifted in the short direction of the laser beam and is overlapped and irradiated, so that the entire surface of the amorphous semiconductor is subjected to laser anneal and crystallized. Can be activated, the crystallinity can be improved to obtain a crystalline semiconductor film, and the impurity element can be activated.

【0010】[0010]

【特許文献1】特開平8−195357号公報[Patent Document 1] JP-A-8-195357

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】光学系により照射面ま
たはその近傍において形成される線状や矩形状、面状の
レーザ光の端部は、レンズの収差などにより、エネルギ
ー密度が徐々に減衰している(図11(A))。本明細
書中では、レーザ光の端部においてエネルギー密度が徐
々に減衰する領域を減衰領域と呼ぶ。
The end of the linear, rectangular, or planar laser beam formed on or near the irradiation surface by the optical system is gradually attenuated in energy density due to lens aberration or the like. (FIG. 11 (A)). In this specification, a region where the energy density is gradually attenuated at the end of the laser beam is called an attenuation region.

【0012】また、基板の大面積化、レーザの大出力化
に伴って、より長い線状ビームや矩形状ビーム、より大
きな面状ビームが形成されつつある。このようなレーザ
光によりアニールを行う方が効率が良いためである。し
かしながら、レーザから発振されるレーザ光の端部のエ
ネルギー密度は中心付近と比較して小さいため、光学系
によってこれまで以上に拡大すると、減衰領域がますま
す顕著化する傾向にある。
Further, with the increase in the area of the substrate and the increase in the output power of the laser, longer linear beams, rectangular beams, and larger planar beams are being formed. This is because it is more efficient to anneal with such a laser beam. However, since the energy density of the end portion of the laser light emitted from the laser is smaller than that in the vicinity of the center, when the optical system further expands, the attenuation region tends to become more prominent.

【0013】減衰領域はエネルギー密度の均一性が高い
領域に比べてエネルギー密度が十分でなく、しかも徐々
に減衰しているため、前記減衰領域を有するレーザ光を
用いてアニールを行っても、被照射体に対して一様なア
ニールを行うことはできない(図11(B))。また、
減衰領域を重ねて走査する方法によりアニールを行って
も、均一性が高い領域とは明らかにアニールの条件が異
なるため、やはり被照射体に対して一様にアニールする
ことができない。このように、減衰領域によりアニール
された領域と均一性が高い領域によってアニールされた
領域とを同等に扱うことはできない。
The attenuation region has a lower energy density than the region having a high uniformity of energy density and is gradually attenuated. Therefore, even if annealing is performed using a laser beam having the above attenuation region, Uniform irradiation cannot be performed on the irradiated body (FIG. 11B). Also,
Even if the annealing is performed by the method of scanning the attenuation regions in an overlapping manner, the annealing conditions are clearly different from those of the region having high uniformity, and thus the irradiation target cannot be uniformly annealed. As described above, it is impossible to treat the region annealed by the attenuation region and the region annealed by the region having high uniformity equally.

【0014】例えば、被照射体が半導体膜である場合に
は、減衰領域によりアニールされた領域と均一性が高い
領域によってアニールされた領域とでは結晶性が異な
る。そのため、このような結晶性の異なる領域を有する
半導体膜を用いてTFTを作製しても、減衰領域により
アニールされた領域で作製されるTFTの電気的特性が
低下し、同一基板内におけるばらつきの要因となる。
For example, when the object to be irradiated is a semiconductor film, the crystallinity differs between the region annealed by the attenuation region and the region annealed by the region of high uniformity. Therefore, even if a TFT is manufactured using a semiconductor film having such regions having different crystallinity, the electrical characteristics of the TFT manufactured in the region annealed by the attenuation region are deteriorated, and variations in the same substrate may occur. It becomes a factor.

【0015】また、図10で示したように、線状ビーム
を形成するための光学系は複雑なものになっている。こ
のような光学系に対して光学調整を行うのは非常に困難
である上、フットプリントが大きくなるため、装置が大
型化するという問題がある。
Further, as shown in FIG. 10, the optical system for forming the linear beam is complicated. It is very difficult to make optical adjustments to such an optical system, and a large footprint causes a problem that the device becomes large.

【0016】さらに、被照射体に対する反射率が高いレ
ーザ光を用いると、前記レーザ光が被照射体に垂直に入
射した場合には、被照射体に入射したときと同じ光路を
戻る、いわゆる戻り光が発生する。戻り光はレーザの出
力や周波数の変動や、ロッドの破壊などの悪影響を及ぼ
す要因となる。
Further, when laser light having a high reflectance with respect to the object to be irradiated is used, when the laser light is vertically incident on the object to be irradiated, it returns along the same optical path as when it is incident on the object to be irradiated, so-called return. Light is generated. The return light is a factor that adversely affects the output and frequency of the laser, destroys the rod, and so on.

【0017】そこで本発明は、従来より簡易な光学系を
用い、かつ、レーザ光の端部における減衰領域を低減さ
れた矩形状ビームを形成して、効率良くアニールを行う
ことのできるレーザ照射装置を提供することを課題とす
る。また、このようなレーザ照射装置を用いたレーザ照
射方法を提供し、前記レーザ照射方法を工程に含む半導
体装置の作製方法を提供することを課題とする。
In view of this, the present invention uses a simpler optical system than the conventional one, and forms a rectangular beam with a reduced attenuation region at the end of the laser beam so that annealing can be performed efficiently. The challenge is to provide. Another object is to provide a laser irradiation method using such a laser irradiation apparatus and a method for manufacturing a semiconductor device including the laser irradiation method in its steps.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のレーザ
から射出されたそれぞれのレーザ光を分割し、異なるレ
ーザから発振され、かつ、異なるエネルギー分布を有す
るレーザ光同士を合成して、エネルギー分布の均一性の
優れたレーザ光を形成することを特徴とする。ここで、
異なるエネルギー分布とは、回転して同じ分布になるも
のも異なる分布であるとする。また、本発明は、複数の
レーザから射出されたそれぞれのレーザ光を分割し、異
なるレーザから発振され、かつ、異なる位置関係にある
レーザ光を少なくとも1つ含むレーザ光同士を合成し
て、エネルギー分布の均一性の優れたレーザ光を形成す
ることを特徴とする。また、本発明は、複数のレーザか
ら射出されたそれぞれのレーザ光を分割し、異なるレー
ザから発振され、かつ、異なるエネルギー分布を有する
レーザ光を、凸レンズに対して斜めに入射させ射出させ
た後、照射面またはその近傍において合成して、エネル
ギー分布の均一性の優れた矩形状のレーザ光を形成する
ことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, laser beams emitted from a plurality of lasers are split, laser beams oscillated from different lasers and having different energy distributions are combined with each other to obtain energy. It is characterized by forming a laser beam having excellent distribution uniformity. here,
Different energy distributions are different distributions that rotate to the same distribution. Further, according to the present invention, laser light emitted from a plurality of lasers is divided, laser lights oscillated from different lasers and including at least one laser light having a different positional relationship are combined with each other, and energy is It is characterized by forming a laser beam having excellent distribution uniformity. In addition, the present invention divides each laser beam emitted from a plurality of lasers, and oscillates from different lasers and has laser beams having different energy distributions are obliquely incident on a convex lens and then emitted. It is characterized in that the laser light having a rectangular shape with excellent uniformity of energy distribution is formed by synthesizing on the irradiation surface or in the vicinity thereof.

【0019】異なるレーザから発振されたレーザ光を重
ね合わせても干渉しない。そのため、コヒーレント長が
数十〜数百mであるYVO4レーザや、1cm若しくは
それ以上であるYAGレーザなど干渉性の高いレーザを
用いてレーザ光の照射を行う場合に特に有効である。
There is no interference even if laser beams emitted from different lasers are superposed. Therefore, it is particularly effective when laser light irradiation is performed using a highly coherent laser such as a YVO 4 laser having a coherent length of tens to hundreds of meters or a YAG laser having a coherence length of 1 cm or more.

【0020】また、レーザ光を凸レンズに対して斜めに
入射することで、非点収差などの収差を生じさせ、照射
面またはその近傍におけるレーザ光の形状を線状とする
ことが可能となる。
Further, by injecting the laser light obliquely with respect to the convex lens, aberrations such as astigmatism are generated, and the shape of the laser light on the irradiation surface or in the vicinity thereof can be made linear.

【0021】分割されたレーザ光を重ね合わせるとき
は、エネルギー分布が互いに異なるレーザ光同士を重ね
合わせるのがよい。互いに異なるエネルギー分布を有す
るレーザ光を多数重ね合わせることで、均一なレーザ光
が得られるからである。
When superposing the divided laser beams, it is preferable to superpose laser beams having different energy distributions. This is because a uniform laser beam can be obtained by superimposing a large number of laser beams having different energy distributions.

【0022】本明細書で開示するレーザ照射装置に関す
る発明の構成は、複数のレーザと、該複数のレーザから
発振される複数の第1のレーザ光を各々複数の第2のレ
ーザ光に分割する手段と、複数の前記第1のレーザ光の
各々において、前記第2のレーザ光から1つずつ選択し
て照射面またはその近傍において同一領域で合成する手
段と、を有することを特徴としている。
The configuration of the invention relating to the laser irradiation apparatus disclosed in the present specification divides a plurality of lasers and a plurality of first laser beams oscillated from the plurality of lasers into a plurality of second laser beams, respectively. And a means for selecting one of the plurality of first laser beams from the second laser beam and combining them in the same region on or near the irradiation surface.

【0023】上記構成において、前記レーザは、連続発
振またはパルス発振の固体レーザまたは気体レーザまた
は金属レーザであることを特徴としている。なお、前記
固体レーザとしては連続発振またはパルス発振のYAG
(Nd3+:YAG、Yb3+:YAG、Cr4+:YAG)
レーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レー
ザ、Y23(Nd3+:YAG、Yb3+:YAG)レー
ザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライド
レーザ、Ti:サファイアレーザ等があり、前記気体レ
ーザとしては連続発振またはパルス発振のエキシマレー
ザ、Arレーザ、Krレーザ、CO2レーザ等があり、前
記金属レーザとしてはヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸
気レーザ、金蒸気レーザが挙げられる。エキシマレーザ
は通常パルス発振ではあるが、連続発振も原理的に可能
という説もある。本発明に連続発振のエキシマレーザも
適用できる。
In the above structure, the laser is a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser or a metal laser. As the solid-state laser, continuous oscillation or pulse oscillation YAG is used.
(Nd 3+ : YAG, Yb 3+ : YAG, Cr 4+ : YAG)
Laser, YVO 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, Y 2 O 3 (Nd 3+ : YAG, Yb 3+ : YAG) laser, glass laser, ruby laser, Alexandride laser, Ti: sapphire laser, etc., Examples of the gas laser include a continuous oscillation or pulse oscillation excimer laser, an Ar laser, a Kr laser, and a CO 2 laser, and examples of the metal laser include a helium cadmium laser, a copper vapor laser, and a gold vapor laser. The excimer laser is usually pulsed, but there is also a theory that continuous oscillation is possible in principle. A continuous wave excimer laser can also be applied to the present invention.

【0024】また、上記構成において、前記レーザ光
は、非線形光学素子により高調波に変換されていること
が望ましい。例えば、YAGレーザは、基本波として、
波長1065nmのレーザ光を出すことで知られてい
る。このレーザ光の珪素膜に対する吸収係数は非常に低
く、このままでは半導体膜の1つである非晶質珪素膜の
結晶化を行うことは技術的に困難である。ところが、こ
のレーザ光は非線形光学素子を用いることにより、より
短波長に変換することができ、高調波として、第2高調
波(532nm)、第3高調波(355nm)、第4高
調波(266nm)、第5高調波(213nm)が挙げ
られる。これらの高調波は非晶質珪素膜に対し吸収係数
が高いので、非晶質珪素膜の結晶化に用いる事ができ
る。
Further, in the above structure, it is preferable that the laser light is converted into a harmonic by a non-linear optical element. For example, the YAG laser has
It is known to emit laser light having a wavelength of 1065 nm. The absorption coefficient of the laser beam for the silicon film is very low, and it is technically difficult to crystallize the amorphous silicon film which is one of the semiconductor films as it is. However, this laser light can be converted into a shorter wavelength by using a non-linear optical element, and the second harmonic (532 nm), the third harmonic (355 nm), and the fourth harmonic (266 nm) can be used as harmonics. ) And the fifth harmonic (213 nm). Since these harmonics have a higher absorption coefficient than the amorphous silicon film, they can be used for crystallization of the amorphous silicon film.

【0025】また、上記構成において、前記分割する手
段は、スリット、ミラー、プリズム、シリンドリカルレ
ンズ、シリンドリカルレンズアレイから選ばれた一種ま
たは複数種であることを特徴としている。
Further, in the above structure, the dividing means is one or a plurality of kinds selected from a slit, a mirror, a prism, a cylindrical lens and a cylindrical lens array.

【0026】また、上記構成において、前記合成する手
段は、ミラー、シリンドリカルレンズから選ばれた一種
または複数種であることを特徴としている。
Further, in the above-mentioned structure, the synthesizing means is one or more kinds selected from a mirror and a cylindrical lens.

【0027】また、本明細書で開示するレーザ照射方法
に関する発明の構成は、複数のレーザから発振される複
数の第1のレーザ光を各々複数の第2のレーザ光に分割
し、複数の前記第1のレーザ光の各々において、前記第
2のレーザ光から1つずつ選択して照射面またはその近
傍において同一領域で合成することを特徴としている。
Further, in the configuration of the invention relating to the laser irradiation method disclosed in the present specification, a plurality of first laser beams oscillated from a plurality of lasers are divided into a plurality of second laser beams, respectively, and a plurality of the above-mentioned plurality of laser beams are generated. Each of the first laser lights is selected one by one from the second laser lights and is combined in the same region on or near the irradiation surface.

【0028】上記構成において、前記レーザは、連続発
振またはパルス発振の固体レーザまたは気体レーザまた
は金属レーザであることを特徴としている。なお、前記
固体レーザとしては連続発振またはパルス発振のYAG
レーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レー
ザ、Y23レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレ
キサンドライドレーザ、Ti:サファイアレーザ等があ
り、前記気体レーザとしては連続発振またはパルス発振
のエキシマレーザ、Arレーザ、Krレーザ、CO2
ーザ等があり、前記金属レーザとしてはヘリウムカドミ
ウムレーザ、銅蒸気レーザ、金蒸気レーザ等が挙げられ
る。エキシマレーザは通常パルス発振ではあるが、連続
発振も原理的に可能という説もある。本発明に連続発振
のエキシマレーザも適用できる。
In the above structure, the laser is a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser or a metal laser. As the solid-state laser, continuous oscillation or pulse oscillation YAG is used.
There are lasers, YVO 4 lasers, YLF lasers, YAlO 3 lasers, Y 2 O 3 lasers, glass lasers, ruby lasers, alexandrite lasers, Ti: sapphire lasers, etc., and the gas lasers are continuous wave or pulsed excimer lasers. , Ar laser, Kr laser, CO 2 laser and the like, and examples of the metal laser include helium cadmium laser, copper vapor laser and gold vapor laser. The excimer laser is usually pulsed, but there is also a theory that continuous oscillation is possible in principle. A continuous wave excimer laser can also be applied to the present invention.

【0029】また、上記構成において、前記レーザ光
は、非線形光学素子により高調波に変換されていること
が望ましい。
Further, in the above structure, it is desirable that the laser light is converted into a harmonic by a non-linear optical element.

【0030】また、本明細書で開示する半導体装置の作
製方法に関する発明の構成は、複数のレーザから発振さ
れる複数の第1のレーザ光を各々複数の第2のレーザ光
に分割し、複数の前記第1のレーザ光の各々において、
前記第2のレーザ光から1つずつ選択して、第3のレー
ザ光とし、前記第3のレーザ光を照射面またはその近傍
において同一領域で合成して、第4のレーザ光を形成
し、前記第4のレーザ光を半導体膜に対して相対的に移
動しながら照射することを特徴としている。
Further, in the structure of the invention relating to the method for manufacturing a semiconductor device disclosed in this specification, a plurality of first laser lights emitted from a plurality of lasers are divided into a plurality of second laser lights, and In each of the first laser light of
One by one is selected from the second laser light as the third laser light, and the third laser light is combined in the same region on or near the irradiation surface to form a fourth laser light, It is characterized in that the fourth laser light is irradiated while moving relative to the semiconductor film.

【0031】上記構成において、前記レーザは、連続発
振またはパルス発振の固体レーザまたは気体レーザまた
は金属レーザであることを特徴としている。なお、前記
固体レーザとしては連続発振またはパルス発振のYAG
レーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レー
ザ、Y23レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレ
キサンドライドレーザ、Ti:サファイアレーザ等があ
り、前記気体レーザとしては連続発振またはパルス発振
のエキシマレーザ、Arレーザ、Krレーザ、CO2
ーザ等があり、前記金属レーザとしてはヘリウムカドミ
ウムレーザ、銅蒸気レーザ、金蒸気レーザ等が挙げられ
る。エキシマレーザは通常パルス発振ではあるが、連続
発振も原理的に可能という説もある。本発明に連続発振
のエキシマレーザも適用できる。
In the above structure, the laser is a continuous wave or pulsed solid state laser, a gas laser or a metal laser. As the solid-state laser, continuous oscillation or pulse oscillation YAG is used.
There are lasers, YVO 4 lasers, YLF lasers, YAlO 3 lasers, Y 2 O 3 lasers, glass lasers, ruby lasers, alexandrite lasers, Ti: sapphire lasers, etc., and the gas lasers are continuous wave or pulsed excimer lasers. , Ar laser, Kr laser, CO 2 laser and the like, and examples of the metal laser include helium cadmium laser, copper vapor laser and gold vapor laser. The excimer laser is usually pulsed, but there is also a theory that continuous oscillation is possible in principle. A continuous wave excimer laser can also be applied to the present invention.

【0032】また、上記構成において、前記レーザ光
は、非線形光学素子により高調波に変換されていること
が望ましい。
Further, in the above structure, it is desirable that the laser light is converted into a harmonic by a non-linear optical element.

【0033】また、上記構成において、前記半導体膜
は、珪素を含む膜であることが望ましい。そして、前記
半導体膜を形成する基板として、ガラス基板、石英基板
やシリコン基板、プラスチック基板、金属基板、ステン
レス基板、可撓性基板などを用いることができる。前記
ガラス基板として、バリウムホウケイ酸ガラス、または
アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板が
挙げられる。また、可撓性基板とは、PET、PES、
PEN、アクリルなどからなるフィルム状の基板のこと
であり、可撓性基板を用いて半導体装置を作製すれば、
軽量化が見込まれる。可撓性基板の表面、または表面お
よび裏面にアルミ膜(AlON、AlN、AlOな
ど)、炭素膜(DLC(ダイヤモンドライクカーボン)
など)、SiNなどのバリア層を単層または多層にして
形成すれば、耐久性などが向上するので望ましい。
Further, in the above structure, the semiconductor film is preferably a film containing silicon. Then, as a substrate for forming the semiconductor film, a glass substrate, a quartz substrate, a silicon substrate, a plastic substrate, a metal substrate, a stainless substrate, a flexible substrate, or the like can be used. Examples of the glass substrate include a substrate made of glass such as barium borosilicate glass or aluminoborosilicate glass. Further, the flexible substrate means PET, PES,
A film-like substrate made of PEN, acrylic, or the like. If a semiconductor device is manufactured using a flexible substrate,
Weight reduction is expected. Aluminum film (AlON, AlN, AlO, etc.), carbon film (DLC (diamond-like carbon)) on the front surface or the front and back surfaces of the flexible substrate.
Etc.) and a barrier layer of SiN or the like are formed in a single layer or a multi-layer, which is desirable because the durability is improved.

【0034】本発明は、異なるレーザから発振されたレ
ーザ光を照射面またはその近傍で合成しているため、干
渉は起こらない。また、エネルギー分布が互いに異なる
レーザ光を照射面またはその近傍において合成するのが
最も望ましいが、レーザ光のモードによって最適な合成
方法は異なるので、実施者が適宜合成方法を決定すれば
良い。例えば、TEM00モードのレーザ光では対称性が
高いので、2分割したレーザ光の左半分と右半分とを合
成すると比較的均一性の高いレーザ光を得ることができ
る。もちろん、分割数を増やした方がより均一性の高い
レーザ光を得ることができる。その他のモードでも同様
の方法で均一性の高いレーザ光を得ることができる。
According to the present invention, the laser beams oscillated from different lasers are combined on or near the irradiation surface, so that no interference occurs. Further, it is most desirable to combine the laser beams having different energy distributions on or near the irradiation surface, but the optimum combining method differs depending on the mode of the laser light, and therefore the practitioner may determine the combining method appropriately. For example, since the TEM 00 mode laser light has high symmetry, it is possible to obtain a relatively uniform laser light by combining the left half and the right half of the two divided laser lights. Of course, increasing the number of divisions makes it possible to obtain more uniform laser light. Even in other modes, a highly uniform laser beam can be obtained by the same method.

【0035】また、基板上に形成されている半導体膜に
対して、エネルギー分布の均一性の高い矩形状ビームを
照射することができるため、物性の一様な半導体膜を得
ることができる。そして、このような半導体膜を用いて
作製されたTFTの電気的特性のばらつきを低減するこ
とを可能とする。そして、このようなTFTから作製さ
れた半導体装置の動作特性および信頼性をも向上し得
る。
Further, since the semiconductor film formed on the substrate can be irradiated with a rectangular beam having a highly uniform energy distribution, a semiconductor film having uniform physical properties can be obtained. Then, it is possible to reduce variations in electrical characteristics of a TFT manufactured using such a semiconductor film. Then, the operating characteristics and reliability of the semiconductor device manufactured from such a TFT can also be improved.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】[発明の実施の形態1]本実施形態
では、複数のレーザから発振されたレーザ光を分割し、
エネルギー分布が互いに異なるレーザ光を重ね合わせる
ための光学系の例について図1および図2を用いて説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION [Embodiment 1] In the present embodiment, laser light emitted from a plurality of lasers is split,
An example of an optical system for superposing laser beams having different energy distributions will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

【0037】レーザ101a、101bからそれぞれレ
ーザ光が射出される。ここで、レーザ101a、101
bとして、連続発振またはパルス発振の固体レーザまた
は気体レーザまたは金属レーザを用いる。なお、前記固
体レーザとしては、連続発振またはパルス発振のYAG
レーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レー
ザ、Y23レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレ
キサンドライドレーザ、Ti:サファイアレーザ等があ
り、前記気体レーザとしては連続発振またはパルス発振
のエキシマレーザ、Arレーザ、Krレーザ、CO2
ーザ等があり、前記金属レーザとしては連続発振または
パルス発振のヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レー
ザ、金蒸気レーザ等が挙げられる。エキシマレーザは通
常パルス発振ではあるが、連続発振も原理的に可能とい
う説もある。本発明に連続発振のエキシマレーザも適用
できる。また、レーザ101a、101bから発振され
るレーザ光は非線形光学素子により高調波に変換してあ
ってもよい。
Laser light is emitted from each of the lasers 101a and 101b. Here, the lasers 101a, 101
As b, a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser, or a metal laser is used. The solid-state laser may be a continuous wave or pulsed YAG laser.
There are lasers, YVO 4 lasers, YLF lasers, YAlO 3 lasers, Y 2 O 3 lasers, glass lasers, ruby lasers, alexandrite lasers, Ti: sapphire lasers, etc., and the gas lasers are continuous wave or pulsed excimer lasers. , Ar laser, Kr laser, CO 2 laser and the like, and examples of the metal laser include continuous oscillation or pulse oscillation helium cadmium laser, copper vapor laser, gold vapor laser and the like. The excimer laser is usually pulsed, but there is also a theory that continuous oscillation is possible in principle. A continuous wave excimer laser can also be applied to the present invention. Further, the laser light emitted from the lasers 101a and 101b may be converted into harmonics by a non-linear optical element.

【0038】また、102a、102bはアイソレータ
―である。被照射体に対する反射率が高いレーザ光を用
い、前記レーザ光が被照射体に垂直に入射すると、被照
射体に入射したときと同じ光路を戻る、いわゆる戻り光
が発生する。戻り光はレーザの出力や周波数の変動や、
ロッドの破壊などの悪影響を及ぼす要因となる。本実施
形態における光学系は対称的な配置となっているため、
照射面でのそれぞれの反射光が互いのレーザに対して、
戻り光と同様な悪影響を及ぼす可能性がある。そのた
め、アイソレータ―102a、102bを設置するのが
望ましい。
Further, 102a and 102b are isolators. When laser light having a high reflectance with respect to the irradiation target is used and the laser light is vertically incident on the irradiation target, so-called return light is generated, which returns through the same optical path as when the laser light is incident on the irradiation target. The return light is due to fluctuations in laser output and frequency,
It will be a factor that adversely affects the destruction of the rod. Since the optical system in this embodiment has a symmetrical arrangement,
Each reflected light on the irradiation surface is against each other's laser,
It can have the same adverse effects as return light. Therefore, it is desirable to install the isolators 102a and 102b.

【0039】そして、射出されたそれぞれのレーザ光
は、ビームエキスパンダー103a、104aまたは1
03b、104bにより拡大される。なお、ビームエキ
スパンダーはレーザから射出されたレーザ光の形状が小
さい場合に特に有効なものであり、レーザ光の大きさ等
によっては用いなくてもよい。もちろん、レーザ光を一
方向のみではなく、二方向とも拡大してもよい。また、
シリンドリカルレンズ103a、104a、103b、
104bは合成石英ガラス製とすれば、高い透過率が得
られるので望ましい。また、シリンドリカルレンズ10
3a、104aまたは103b、104bの表面に施さ
れているコーティングは、使用するレーザ光の波長に対
する透過率が99%以上得られるものを使用するのが望
ましい。
Then, each of the emitted laser beams is emitted from the beam expanders 103a, 104a or 1
03b and 104b. The beam expander is particularly effective when the shape of the laser light emitted from the laser is small, and may not be used depending on the size of the laser light and the like. Of course, the laser light may be expanded not only in one direction but also in two directions. Also,
Cylindrical lenses 103a, 104a, 103b,
It is desirable that 104b is made of synthetic quartz glass because a high transmittance can be obtained. In addition, the cylindrical lens 10
The coating applied to the surface of 3a, 104a or 103b, 104b is preferably one that can obtain a transmittance of 99% or more for the wavelength of the laser light used.

【0040】ビームエキスパンダー103a、104a
または103b、104bから射出されたレーザ光は、
ミラー105a、105bにより2方向に分割される。
その様子を図2を用いて説明する。図2(A)および図
2(B)はレーザ光の進行方向に対して垂直な断面での
レーザ光の形状を示している。レーザ101aから発振
したレーザ光は図2(A)で示すように、ミラー105
aにより第1のレーザ光と第2のレーザ光に分割され、
第2のレーザ光は被照射体108へ入射し、第1のレー
ザ光はダンパー107aに吸収される。一方、レーザ1
01bから発振したレーザ光は図2(B)で示すよう
に、ミラー105bにより第3のレーザ光と第4のレー
ザ光に分割され、第3のレーザ光は被照射体108へ入
射し、第4のレーザ光はダンパー107bに吸収され
る。
Beam expanders 103a and 104a
Alternatively, the laser beams emitted from 103b and 104b are
It is divided into two directions by the mirrors 105a and 105b.
The situation will be described with reference to FIG. 2A and 2B show the shape of laser light in a cross section perpendicular to the direction of travel of the laser light. The laser light emitted from the laser 101a is reflected by the mirror 105 as shown in FIG.
a is split into a first laser beam and a second laser beam,
The second laser light is incident on the irradiation target 108, and the first laser light is absorbed by the damper 107a. On the other hand, laser 1
As shown in FIG. 2B, the laser light oscillated from 01b is split into the third laser light and the fourth laser light by the mirror 105b, and the third laser light is incident on the irradiation target 108 and The laser light of No. 4 is absorbed by the damper 107b.

【0041】被照射体108へ入射する2つのレーザ光
は、異なるレーザから発振されたものであるため合成さ
れても干渉は起こらない。また、レーザ101aから発
振されたレーザ光は第2のレーザ光が被照射体へ入射
し、レーザ101bから発振されたレーザ光は第3のレ
ーザ光が被照射体へ入射しているため、照射面またはそ
の近傍において異なるエネルギー分布を有するレーザ光
が合成されるので、エネルギー分布の均一性の優れた矩
形状のレーザ光が形成される。(図2(C))
Since the two laser beams incident on the irradiation object 108 are emitted from different lasers, interference does not occur even if they are combined. Further, the laser light emitted from the laser 101a is the second laser light which is incident on the irradiation target, and the laser light which is emitted from the laser 101b is the third laser light is incident on the irradiation target. Since laser beams having different energy distributions are combined on the surface or in the vicinity thereof, a rectangular laser beam having excellent uniformity of energy distribution is formed. (Fig. 2 (C))

【0042】このようにして形成されるレーザ光を照射
しながら、例えば110で示す方向または111で示す
方向に被照射体108に対して相対的に移動すること
で、被照射体108において所望の領域または全面を照
射することができる。
While irradiating the laser beam formed in this manner, the laser beam is moved relative to the object 108 to be irradiated in a direction indicated by 110 or a direction 111, for example, so that the desired object 108 to be irradiated is irradiated. The area or the entire surface can be illuminated.

【0043】このようなレーザ照射装置を用いて半導体
膜のアニールを行えば、該半導体膜を結晶化させたり、
結晶性を向上させて結晶性半導体膜を得たり、不純物元
素の活性化を行うことができる。
When the semiconductor film is annealed by using such a laser irradiation apparatus, the semiconductor film is crystallized,
Crystallinity can be improved to obtain a crystalline semiconductor film, and an impurity element can be activated.

【0044】また、本実施形態では、ミラーを用いてレ
ーザ光の分割をしているが、これに限らず、スリットや
プリズムやシリンドリカルレンズやシリンドリカルレン
ズアレイなどを用いることもできる。
Further, in the present embodiment, the laser light is split by using the mirror, but the present invention is not limited to this, and slits, prisms, cylindrical lenses, cylindrical lens arrays, etc. may be used.

【0045】また、本実施形態では、2つのレーザを用
い、レーザ光の分割数を2としているが、これに限らな
い。なお、レーザは10台程度用いるのが好ましいが、
用いるレーザの台数が少ないときは、偶数台用いて、レ
ーザ光を偶数に分割するのが望ましい。また、用いるレ
ーザは同一のものでなくても良い。
Further, in this embodiment, two lasers are used and the number of divisions of the laser light is two, but the number is not limited to this. It is preferable to use about 10 lasers,
When the number of lasers used is small, it is desirable to use an even number of lasers and divide the laser light into even numbers. Also, the lasers used need not be the same.

【0046】また、本実施形態では、図2で示したよう
に、レーザ光の進行方向における垂直な面において等幅
で分割しているが、本発明はこれに限らない。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the laser light is divided into equal widths on a plane perpendicular to the traveling direction of the laser light, but the present invention is not limited to this.

【0047】また、本実施形態では、エネルギー分布が
互いに異なるレーザ光を照射面またはその近傍において
合成しているが、レーザ光のモードによって最適な合成
方法は異なるので、実施者が適宜合成方法を決定すれば
良い。例えば、TEM00モードのレーザ光では対称性が
高いので、2分割したレーザ光の左半分と右半分とを合
成すると比較的均一性の高いレーザ光を得ることができ
る。もちろん、分割数を増やした方がより均一性の高い
レーザ光を得ることができる。その他のモードでも同様
の方法で均一性の高いレーザ光を得ることができる。
Further, in the present embodiment, laser lights having different energy distributions are combined on the irradiation surface or in the vicinity thereof, but the optimum combining method differs depending on the mode of the laser light. Just decide. For example, since the TEM 00 mode laser light has high symmetry, it is possible to obtain a relatively uniform laser light by combining the left half and the right half of the two divided laser lights. Of course, increasing the number of divisions makes it possible to obtain more uniform laser light. Even in other modes, a highly uniform laser beam can be obtained by the same method.

【0048】また、用いるレーザの波長により合成石英
ガラスの表面に施されているコーティングを適切なもの
に変えれば、さまざまなレーザに適用できる。
Further, if the coating on the surface of the synthetic quartz glass is changed to an appropriate one according to the wavelength of the laser used, it can be applied to various lasers.

【0049】また、本実施形態では、照射面における形
状が矩形状である矩形状ビームを形成しているが、形成
される形状はこれに限らない。レーザから射出されたレ
ーザ光の形状はレーザの種類によって異なり、光学系に
よって成形しても、元の形状の影響を受けやすい。例え
ば、XeClエキシマレーザから射出されたレーザ光の
形状は、10mm×30mm(共にビームプロファイル
における半値幅)の矩形状のものもあるし、固体レーザ
から射出されたレーザ光の形状は、ロッド形状が円筒形
であれば円状となり、スラブ型であれば矩形状である。
いずれの形状においても、被照射体のアニールに十分な
エネルギー密度であるのなら問題はなく、本発明を適用
することが可能である。
Further, in the present embodiment, a rectangular beam whose irradiation surface has a rectangular shape is formed, but the formed shape is not limited to this. The shape of the laser beam emitted from the laser differs depending on the type of laser, and even if it is shaped by an optical system, it is easily affected by the original shape. For example, the shape of the laser light emitted from the XeCl excimer laser may be a rectangular shape of 10 mm × 30 mm (both are half-value widths in the beam profile), and the laser light emitted from the solid-state laser has a rod shape. If it is cylindrical, it will be circular, and if it is slab, it will be rectangular.
In any of the shapes, there is no problem if the energy density is sufficient for annealing the irradiated body, and the present invention can be applied.

【0050】[発明の実施の形態2]本実施の形態では、
3台のレーザから発振されたレーザ光を分割し、エネル
ギー分布が互いに異なるレーザ光を重ね合わせるための
光学系の例について図21〜図23を用いて説明する。
Second Embodiment of the Invention In the present embodiment,
An example of an optical system for splitting laser light emitted from three lasers and superimposing laser light having different energy distributions will be described with reference to FIGS.

【0051】レーザ101a〜101cからそれぞれレ
ーザ光が射出される。ここで、レーザ101a〜101
cとして、連続発振またはパルス発振の固体レーザまた
は気体レーザまたは金属レーザを用いる。なお、前記固
体レーザとしては、連続発振またはパルス発振のYAG
レーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レー
ザ、Y23レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレ
キサンドライドレーザ、Ti:サファイアレーザ等があ
り、前記気体レーザとしては連続発振またはパルス発振
のエキシマレーザ、Arレーザ、Krレーザ、CO2
ーザ等があり、前記金属レーザとしては連続発振または
パルス発振のヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レー
ザ、金蒸気レーザ等が挙げられる。エキシマレーザは通
常パルス発振ではあるが、連続発振も原理的に可能とい
う説もある。本発明に連続発振のエキシマレーザも適用
できる。また、レーザ101a〜101cから発振され
るレーザ光は非線形光学素子により高調波に変換しても
よい。
Laser light is emitted from each of the lasers 101a to 101c. Here, the lasers 101a to 101
As c, a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser, or a metal laser is used. The solid-state laser may be a continuous wave or pulsed YAG laser.
There are lasers, YVO 4 lasers, YLF lasers, YAlO 3 lasers, Y 2 O 3 lasers, glass lasers, ruby lasers, alexandrite lasers, Ti: sapphire lasers, etc., and the gas lasers are continuous wave or pulsed excimer lasers. , Ar laser, Kr laser, CO 2 laser and the like, and examples of the metal laser include continuous oscillation or pulse oscillation helium cadmium laser, copper vapor laser, gold vapor laser and the like. The excimer laser is usually pulsed, but there is also a theory that continuous oscillation is possible in principle. A continuous wave excimer laser can also be applied to the present invention. Further, the laser light emitted from the lasers 101a to 101c may be converted into higher harmonics by a non-linear optical element.

【0052】図示しないが、レーザ101a〜101c
から射出されたそれぞれのレーザ光を、ビームエキスパ
ンダーにより拡大してもよい。なお、ビームエキスパン
ダーはレーザから射出されたレーザ光の形状が小さい場
合に特に有効なものである。
Although not shown, lasers 101a to 101c
Each of the laser beams emitted from each may be expanded by a beam expander. The beam expander is particularly effective when the shape of the laser light emitted from the laser is small.

【0053】レーザ101a〜101cから射出された
レーザ光は、ミラーとシリンドリカルレンズを組み合わ
せた光学系102a〜102cにより2方向に分割され
る。その様子を図22に示す。光学系102aにより、
レーザ101aから発振されたレーザ光は3分割のうち
の左端のレーザ光(図22(A)における第1のレーザ
光)のみが直進し、それ以外のレーザ光はミラーにより
反射してダンパー110aへ到達する。光学系102b
により、レーザ101bから発振されたレーザ光は3分
割のうちの中央のレーザ光(図22(B)における第2
のレーザ光)のみが直進し、それ以外のレーザ光はミラ
ーにより反射してダンパー110bへ到達する。光学系
102cにより、レーザ101cから発振されたレーザ
光は3分割のうちの右端のレーザ光(図22(C)にお
ける第3のレーザ光)のみが直進し、それ以外のレーザ
光はミラーにより反射してダンパー110cへ到達す
る。このように、光学系102a〜102cにより直進
するレーザ光と反射するレーザ光が決定する。
Laser light emitted from the lasers 101a to 101c is divided into two directions by optical systems 102a to 102c which are a combination of mirrors and cylindrical lenses. This is shown in FIG. With the optical system 102a,
Of the laser light emitted from the laser 101a, only the laser light at the left end (first laser light in FIG. 22A) of the three divisions goes straight, and the other laser light is reflected by the mirror to the damper 110a. To reach. Optical system 102b
The laser light oscillated from the laser 101b is generated by the laser light at the center of the three divisions (second laser light in FIG. 22B).
Laser light of (1) goes straight, and the other laser light is reflected by the mirror and reaches the damper 110b. Of the laser light emitted from the laser 101c by the optical system 102c, only the rightmost laser light (third laser light in FIG. 22C) of the three divisions goes straight, and the other laser light is reflected by the mirror. And reaches the damper 110c. In this way, the laser light that travels straight and the laser light that is reflected are determined by the optical systems 102a to 102c.

【0054】もちろん、それぞれのレーザ光をシリンド
リカルレンズアレイに入射させて分割した後、反射面を
有するスリットにより、分割された所望のレーザ光のみ
取り出すこともできる。
Of course, after the respective laser beams are incident on the cylindrical lens array to be split, only the split desired laser beams can be extracted by the slit having the reflecting surface.

【0055】そして、光学系102a〜102cにより
直進するレーザ光は、ミラー103a〜103cを経由
して、凸レンズ104a〜104cに対して斜めに入射
する。このようにすることで、非点収差などの収差によ
り焦点位置がずれ、照射面またはその近傍において矩形
状ビーム106を形成することができる。また、図22
で示したように、光学系102a、102cを経たレー
ザ光は光学系102bを経たレーザ光より長軸方向の長
さが短い。そのため、光学系102bを経たレーザ光よ
りも斜めから入射させることで、長軸方向の長さが長く
なり、それぞれのレーザ光の長尺方向の長さを揃えるこ
とができる。他にも、シリンドリカルレンズ等により拡
大する方法もある。
The laser light traveling straight by the optical systems 102a to 102c is obliquely incident on the convex lenses 104a to 104c via the mirrors 103a to 103c. By doing so, the focal position shifts due to aberrations such as astigmatism, and the rectangular beam 106 can be formed on the irradiation surface or in the vicinity thereof. In addition, FIG.
As described above, the laser light that has passed through the optical systems 102a and 102c has a shorter length in the major axis direction than the laser light that has passed through the optical system 102b. Therefore, by making the laser light incident from the optical system 102b obliquely, the length in the major axis direction becomes longer, and the lengths of the respective laser lights in the longitudinal direction can be made uniform. Alternatively, there is a method of enlarging with a cylindrical lens or the like.

【0056】また、凸レンズ104a〜104cの表面
に施されているコーティングは、使用するレーザ光の波
長に対する透過率が99%以上得られるものを使用する
のが望ましい。さらに、凸レンズは球面収差を補正した
非球面レンズとするのが望ましい。非球面レンズを用い
れば、集光性がよくなり、アスペクト比の向上やエネル
ギー密度の分布が向上する。
Further, it is desirable to use, as the coating applied to the surfaces of the convex lenses 104a to 104c, a coating having a transmittance of 99% or more for the wavelength of the laser light used. Further, it is desirable that the convex lens is an aspherical lens whose spherical aberration is corrected. If an aspherical lens is used, the light-collecting property is improved, the aspect ratio is improved, and the energy density distribution is improved.

【0057】凸レンズ104a〜104cを経たレーザ
光は照射面またはその近傍で合成され、矩形状ビーム1
06が形成する(図22(D))。このようにして形成
された矩形状ビームは異なるレーザから発振されたもの
であるため干渉しない。また、異なるエネルギー分布を
有する複数のレーザ光が照射面またはその近傍において
合成されるため、エネルギー分布の均一性の優れた矩形
状ビームが形成される。
The laser beams having passed through the convex lenses 104a to 104c are combined on the irradiation surface or in the vicinity thereof to form a rectangular beam 1.
06 is formed (FIG. 22D). The rectangular beams thus formed do not interfere with each other because they are emitted from different lasers. Further, since a plurality of laser beams having different energy distributions are combined on or near the irradiation surface, a rectangular beam having excellent energy distribution uniformity is formed.

【0058】そして、このようにして形成される矩形状
ビームを照射しながら、例えば108で示す方向または
109で示す方向に被照射体105に対して相対的に移
動することで、被照射体105において所望の領域また
は全面を照射することができる。
Then, while irradiating the rectangular beam thus formed, the object 105 to be irradiated is moved relative to the object 105 in a direction indicated by 108 or a direction indicated by 109, for example. In, the desired area or the entire surface can be irradiated.

【0059】しかしながら、レーザ光の波長によって
は、被照射体105の表面での反射光と、被照射体10
5が形成されている基板の裏面での反射光とで干渉して
しまう場合がある。図23に被照射体105として、基
板10上に半導体膜11を形成する例を示す。半導体膜
11での反射光と基板10の裏面での反射光とが重なら
なければ、これらの光による干渉は起こらない。
However, depending on the wavelength of the laser light, the reflected light on the surface of the object to be irradiated 105 and the object to be irradiated 10
In some cases, the reflected light on the back surface of the substrate on which the 5 is formed interferes. FIG. 23 shows an example of forming the semiconductor film 11 on the substrate 10 as the irradiation target 105. If the reflected light from the semiconductor film 11 and the reflected light from the back surface of the substrate 10 do not overlap, interference by these lights does not occur.

【0060】この場合、照射面に垂直な平面であって、
かつ前記長いビームの形状を長方形と見立てたときの短
辺を含む面または長辺を含む面のいずれか一方を入射面
と定義すると、前記レーザ光の入射角度θは、前記入射
面に含まれる前記短辺または前記長辺の長さがW、前記
照射面に設置され、かつ、前記レーザ光に対して透光性
を有する基板の厚さがdであるとき、θ≧arctan(W/2
d)を満たすのが望ましい。ここでWは被照射体に入射す
るときのビーム長15である。なお、レーザ光の軌跡
が、前記入射面上にないときは、該軌跡を該入射面に射
影したものの入射角度をθとする。この入射角度θでレ
ーザ光が入射されれば、基板の表面での反射光と、基板
の裏面からの反射光とが干渉せず、一様なレーザ光の照
射を行うことができる。また、被照射体に対する入射角
θをブリュースタ―角とすれば反射率が最も低くなるの
で、レーザ光を効率的に用いることができる。以上の議
論は、基板の屈折率を1として考えた。実際は、基板の
屈折率が1.5前後のものが多く、この数値を考慮に入
れると上記議論で算出した角度よりも大きな計算値が得
られる。しかしながら、線状ビームの長手方向の両端の
エネルギーは減衰があるため、この部分での干渉の影響
は少なく、上記の算出値で十分に干渉減衰の効果が得ら
れる。なお、照射面に入射するレーザ光の入射角度はす
べて、それぞれ上記式θ≧arctan(W/2d)を満たすのが
望ましい。
In this case, a plane perpendicular to the irradiation surface,
And, when one of the surface including the short side or the surface including the long side when the shape of the long beam is regarded as a rectangle is defined as the incident surface, the incident angle θ of the laser light is included in the incident surface. When the length of the short side or the long side is W, and the thickness of the substrate which is installed on the irradiation surface and is transparent to the laser light is d, θ ≧ arctan (W / 2
It is desirable to satisfy d). Here, W is a beam length of 15 when it is incident on the irradiation target. When the locus of the laser light is not on the incident surface, the incident angle of the locus projected on the incident surface is θ. When the laser light is incident at this incident angle θ, the reflected light from the front surface of the substrate and the reflected light from the back surface of the substrate do not interfere with each other, and uniform laser light irradiation can be performed. Further, if the Brewster angle is set as the incident angle θ with respect to the object to be irradiated, the reflectance becomes the lowest, so that the laser light can be efficiently used. In the above discussion, the refractive index of the substrate is set to 1. In practice, the refractive index of the substrate is often around 1.5, and if this value is taken into consideration, a calculated value larger than the angle calculated in the above discussion can be obtained. However, since the energy at both ends in the longitudinal direction of the linear beam is attenuated, the influence of interference in this portion is small, and the effect of interference attenuation is sufficiently obtained by the above calculated value. It is desirable that the incident angles of the laser light incident on the irradiation surface all satisfy the above expression θ ≧ arctan (W / 2d).

【0061】また、被照射体の表面に、反射防止膜が形
成されていてもよい。
An antireflection film may be formed on the surface of the object to be irradiated.

【0062】このようなレーザ照射装置を用いて半導体
膜のアニールを行えば、該半導体膜を結晶化させたり、
結晶性を向上させて結晶性半導体膜を得たり、不純物元
素の活性化を行うことができる。
When the semiconductor film is annealed using such a laser irradiation apparatus, the semiconductor film is crystallized,
Crystallinity can be improved to obtain a crystalline semiconductor film, and an impurity element can be activated.

【0063】また、本実施形態では、3つのレーザを用
い、レーザ光の分割数を3としているが、これに限らな
い。
In this embodiment, three lasers are used and the number of laser light divisions is three, but the number is not limited to this.

【0064】また、本実施形態では、図22で示したよ
うに、レーザ光の進行方向における垂直な面において等
幅で分割しているが、本発明はこれに限らない。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 22, the plane is divided into equal widths in the plane perpendicular to the traveling direction of the laser light, but the present invention is not limited to this.

【0065】なお、レーザから射出されたレーザ光の種
類によってレーザ光の形状は異なり、光学系によって成
形しても元の形状の影響を受けやすい。例えば、XeC
lエキシマレーザから射出されたレーザ光の形状は、矩
形状であり、固体レーザから射出されたレーザ光の形状
は、ロッド形状が円筒形であれば円状となり、スラブ型
であれば矩形状である。いずれの形状においても、本発
明を適用することは可能である。
The shape of the laser light differs depending on the type of the laser light emitted from the laser, and the shape of the laser light is likely to be affected by the original shape even if it is shaped by an optical system. For example, XeC
The shape of the laser light emitted from the excimer laser is rectangular, and the shape of the laser light emitted from the solid-state laser is circular if the rod shape is cylindrical, and rectangular if the slab type. is there. The present invention can be applied to any shape.

【0066】以上の構成でなる本発明について、以下に
示す実施例によりさらに詳細な説明を行うこととする。
The present invention having the above structure will be described in more detail with reference to the following examples.

【0067】[0067]

【実施例】[実施例1]本実施例では、4台のレーザか
ら発振されたレーザ光を分割し、エネルギー分布が互い
に異なるレーザ光を重ね合わせるための光学系の例につ
いて図3および図4を用いて説明する。
[Embodiment 1] In this embodiment, an example of an optical system for splitting laser light oscillated from four lasers and superimposing laser light having different energy distributions will be described with reference to FIGS. Will be explained.

【0068】レーザ131a〜131dからそれぞれレ
ーザ光が射出される。ここで、レーザ131a〜131
dとして、連続発振またはパルス発振の固体レーザまた
は気体レーザまたは金属レーザを用いる。なお、前記固
体レーザとしては、連続発振またはパルス発振のYAG
レーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レー
ザ、Y23レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレ
キサンドライドレーザ、Ti:サファイアレーザ等があ
り、前記気体レーザとしては連続発振またはパルス発振
のエキシマレーザ、Arレーザ、Krレーザ、CO2
ーザ等があり、前記金属レーザとしては連続発振または
パルス発振のヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レー
ザ、金蒸気レーザ等が挙げられる。エキシマレーザは通
常パルス発振ではあるが、連続発振も原理的に可能とい
う説もある。本発明に連続発振のエキシマレーザも適用
できる。また、レーザ131a〜131dから発振され
るレーザ光は非線形光学素子により高調波に変換しても
よい。
Laser light is emitted from each of the lasers 131a to 131d. Here, the lasers 131a to 131
As d, a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser, or a metal laser is used. The solid-state laser may be a continuous wave or pulsed YAG laser.
There are lasers, YVO 4 lasers, YLF lasers, YAlO 3 lasers, Y 2 O 3 lasers, glass lasers, ruby lasers, alexandrite lasers, Ti: sapphire lasers, etc., and the gas lasers are continuous wave or pulsed excimer lasers. , Ar laser, Kr laser, CO 2 laser and the like, and examples of the metal laser include continuous oscillation or pulse oscillation helium cadmium laser, copper vapor laser, gold vapor laser and the like. The excimer laser is usually pulsed, but there is also a theory that continuous oscillation is possible in principle. A continuous wave excimer laser can also be applied to the present invention. Further, the laser light emitted from the lasers 131a to 131d may be converted into higher harmonics by a non-linear optical element.

【0069】本実施例では、連続発振のYVO4レーザ
を用い、非線形光学素子により第2高調波に変換する。
レーザ光のビーム径は2.25mmであり、拡がり角は
0.35mradとする。
In this embodiment, a continuous wave YVO 4 laser is used, and the second harmonic is converted by a non-linear optical element.
The beam diameter of the laser light is 2.25 mm, and the divergence angle is 0.35 mrad.

【0070】また、図示しないがアイソレータ―を設置
するのが望ましい。本実施例における光学系は対称的な
配置となっているため、照射面でのそれぞれの反射光が
互いのレーザに対して、戻り光と同様な悪影響を及ぼす
可能性があるためである。
Although not shown, it is desirable to install an isolator. This is because the optical system in the present embodiment has a symmetrical arrangement, and thus each reflected light on the irradiation surface may adversely affect each other's lasers in the same manner as the return light.

【0071】また、図示しないがビームエキスパンダー
を設置してレーザ光の長尺方向および短尺方向を拡大し
てもよい。ビームエキスパンダーはレーザから射出され
たレーザ光の形状が小さい場合に特に有効なものであ
る。
Although not shown, a beam expander may be installed to expand the laser beam in the long and short directions. The beam expander is particularly effective when the shape of the laser light emitted from the laser is small.

【0072】レーザ131a〜131dから射出された
レーザ光は、反射面を有するスリット132a〜132
dにより2方向に分割される。ただし、スリット132
a〜132dはそれぞれのレーザ光に対して設置する位
置が異なっているため、異なる位置のレーザ光のみが直
進する。その様子を図4を用いて説明する。図4はレー
ザの進行方向に対して垂直な断面でのレーザ光の形状を
示している。図4(A)はレーザ131aから発振され
たレーザ光を示しており、スリット132aにより第1
のレーザ光は直進し、第2〜第4のレーザ光は反射され
てダンパー137に吸収される。図4(B)はレーザ1
31bから発振されたレーザ光を示しており、スリット
132bにより第2のレーザ光は直進し、第1、第3、
第4のレーザ光は反射されてダンパー137に吸収され
る。図4(C)はレーザ131cから発振されたレーザ
光を示しており、スリット132cにより第3のレーザ
光は直進し、第1、第2、第4のレーザ光は反射されて
ダンパー137に吸収される。図4(D)はレーザ13
1dから発振されたレーザ光を示しており、スリット1
32dにより第4のレーザ光は直進し、第1〜第3のレ
ーザ光は反射されてダンパー137に吸収される。この
ように、スリット132a〜132dは、それぞれのレ
ーザ光の異なるエネルギー分布を有するレーザ光を直進
させ、それ以外のレーザ光を反射させる役割を有してい
る。
The laser beams emitted from the lasers 131a to 131d are slits 132a to 132 having reflecting surfaces.
It is divided into two directions by d. However, the slit 132
Since a to 132d are installed at different positions with respect to the respective laser lights, only the laser lights at the different positions go straight. The situation will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the shape of laser light in a cross section perpendicular to the laser traveling direction. FIG. 4A shows laser light oscillated from the laser 131a, and the slit 132a allows the first light to be emitted.
Laser light of (1) goes straight, and the second to fourth laser lights are reflected and absorbed by the damper 137. FIG. 4B shows a laser 1.
31b shows laser light oscillated from 31b, the second laser light goes straight through the slit 132b, and the first, third,
The fourth laser light is reflected and absorbed by the damper 137. FIG. 4C shows the laser light emitted from the laser 131c. The slit 132c causes the third laser light to travel straight, and the first, second, and fourth laser lights are reflected and absorbed by the damper 137. To be done. FIG. 4D shows the laser 13.
The laser light emitted from 1d is shown, and the slit 1
The fourth laser beam advances straight by 32d, and the first to third laser beams are reflected and absorbed by the damper 137. As described above, the slits 132a to 132d have a role of causing the laser beams having different energy distributions of the respective laser beams to go straight and reflecting the other laser beams.

【0073】次いで、スリット132a〜132dを経
由したレーザ光は、プリズム133a〜133dによっ
て進行方向が曲げられる。プリズム133a〜133d
はそれぞれのレーザ光を同じ照射位置で合成するために
設置している。
Next, the traveling direction of the laser light having passed through the slits 132a to 132d is bent by the prisms 133a to 133d. Prisms 133a to 133d
Is installed to combine the laser beams at the same irradiation position.

【0074】そして、照射面に到達するレーザ光が元の
レーザ光の端部のレーザ光である場合、シリンドリカル
レンズ134a、134dによりレーザ光の長尺方向の
長さを拡大させるのが望ましい。図4で示したように、
レーザ光の両端は中央付近に比べて短いため、中央付近
と同様の長さにしておくと、照射面またはその近傍で合
成されたときに、均一性の高い矩形状ビームが得られる
ためである。本実施例では焦点距離50mmのシリンド
リカルレンズを曲率が長尺方向に平行になるように設置
した。
When the laser light reaching the irradiation surface is the laser light at the end of the original laser light, it is desirable to increase the length of the laser light in the longitudinal direction by the cylindrical lenses 134a and 134d. As shown in Figure 4,
This is because both ends of the laser beam are shorter than those near the center, and therefore, if the length is set to be similar to that near the center, a highly uniform rectangular beam can be obtained when combined on or near the irradiation surface. . In this embodiment, a cylindrical lens having a focal length of 50 mm is installed so that its curvature is parallel to the longitudinal direction.

【0075】以上のような構成でなる光学系により照射
面において図4(E)のように合成される。また、照射
面において形成されるレーザ光の形状をシミュレーショ
ンした結果を図5に示す。図5より、7.1mm×2
2.2mmの矩形状ビームが得られることが分かる。こ
の矩形状ビームは異なるレーザから発振されたものであ
るため干渉が起こらない。また、異なるエネルギー分布
を有する複数のレーザ光が照射面において合成されてい
るため、エネルギー分布の均一性の優れた矩形状ビーム
になっている。
By the optical system having the above-mentioned structure, the irradiation surface is combined as shown in FIG. Moreover, the result of simulating the shape of the laser beam formed on the irradiation surface is shown in FIG. From Figure 5, 7.1 mm x 2
It can be seen that a 2.2 mm rectangular beam is obtained. Since this rectangular beam is emitted from different lasers, no interference occurs. In addition, since a plurality of laser beams having different energy distributions are combined on the irradiation surface, a rectangular beam with excellent energy distribution uniformity is obtained.

【0076】そして、このようにして形成される矩形状
ビームを照射しながら、例えば110で示す方向または
111で示す方向に被照射体108に対して相対的に移
動することで、被照射体108において所望の領域また
は全面を照射することができる。
Then, while irradiating the rectangular beam thus formed, the irradiation target 108 is moved by moving relative to the irradiation target 108 in a direction indicated by 110 or a direction indicated by 111, for example. In, the desired area or the entire surface can be irradiated.

【0077】なお、本実施例ではレーザの台数を4、分
割数を4としているが、これらに限定はない。
Although the number of lasers is 4 and the number of divisions is 4 in this embodiment, the number is not limited to these.

【0078】このようなレーザ照射装置を用いて半導体
膜のアニールを行えば、該半導体膜を結晶化させたり、
結晶性を向上させて結晶性半導体膜を得たり、不純物元
素の活性化を行うことができる。
When the semiconductor film is annealed using such a laser irradiation apparatus, the semiconductor film is crystallized,
Crystallinity can be improved to obtain a crystalline semiconductor film, and an impurity element can be activated.

【0079】[実施例2]本実施例では、3台のレーザ
から発振されたレーザ光を分割し、エネルギー分布が互
いに異なるレーザ光を重ね合わせるための光学系の例に
ついて図6を用いて説明する。
[Embodiment 2] In this embodiment, an example of an optical system for splitting laser light oscillated from three lasers and superposing laser light having different energy distributions will be described with reference to FIG. To do.

【0080】レーザ121a〜121cからそれぞれレ
ーザ光が射出される。ここで、レーザ121a〜121
cとして、連続発振またはパルス発振の固体レーザまた
は気体レーザまたは金属レーザを用いる。なお、前記固
体レーザとしては、連続発振またはパルス発振のYAG
レーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レー
ザ、Y23レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレ
キサンドライドレーザ、Ti:サファイアレーザ等があ
り、前記気体レーザとしては連続発振またはパルス発振
のエキシマレーザ、Arレーザ、Krレーザ、CO2
ーザ等があり、前記金属レーザとしては連続発振または
パルス発振のヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レー
ザ、金蒸気レーザ等が挙げられる。エキシマレーザは通
常パルス発振ではあるが、連続発振も原理的に可能とい
う説もある。本発明に連続発振のエキシマレーザも適用
できる。また、レーザ121a〜121cから発振され
るレーザ光は非線形光学素子により高調波に変換しても
よい。
Laser light is emitted from each of the lasers 121a to 121c. Here, the lasers 121a to 121
As c, a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser, or a metal laser is used. The solid-state laser may be a continuous wave or pulsed YAG laser.
There are lasers, YVO 4 lasers, YLF lasers, YAlO 3 lasers, Y 2 O 3 lasers, glass lasers, ruby lasers, alexandrite lasers, Ti: sapphire lasers, etc., and the gas lasers are continuous wave or pulsed excimer lasers. , Ar laser, Kr laser, CO 2 laser and the like, and examples of the metal laser include continuous oscillation or pulse oscillation helium cadmium laser, copper vapor laser, gold vapor laser and the like. The excimer laser is usually pulsed, but there is also a theory that continuous oscillation is possible in principle. A continuous wave excimer laser can also be applied to the present invention. Further, the laser light emitted from the lasers 121a to 121c may be converted into higher harmonics by a non-linear optical element.

【0081】本実施例では、パルス発振のYAGレーザ
を用い、非線形光学素子により第2高調波に変換して用
いる。
In this embodiment, a pulse oscillation YAG laser is used, and is converted into a second harmonic by a non-linear optical element.

【0082】そして、射出されたそれぞれのレーザ光
は、ビームエキスパンダー122a〜122c、123
a〜123cにより拡大される。なお、ビームエキスパ
ンダーはレーザから射出されたレーザ光の形状が小さい
場合に特に有効なものであり、レーザ光の大きさ等によ
っては用いなくてもよい。また、シリンドリカルレンズ
122a〜122c、123a〜123cは合成石英ガ
ラス製とすれば、高い透過率が得られるので望ましい。
また、シリンドリカルレンズ122a〜122c、12
3a〜123cの表面に施されているコーティングは、
使用するレーザ光の波長に対する透過率が99%以上得
られるものを使用するのが望ましい。
Each of the emitted laser beams is expanded by the beam expanders 122a to 122c, 123.
a to 123c are enlarged. The beam expander is particularly effective when the shape of the laser light emitted from the laser is small, and may not be used depending on the size of the laser light and the like. Further, it is desirable that the cylindrical lenses 122a to 122c and 123a to 123c are made of synthetic quartz glass because a high transmittance can be obtained.
In addition, the cylindrical lenses 122a to 122c, 12
The coating applied to the surfaces of 3a to 123c is
It is desirable to use a material that can obtain a transmittance of 99% or more for the wavelength of the laser light used.

【0083】ビームエキスパンダー122a〜122
c、123a〜123cから射出されたレーザ光は、ミ
ラーとシリンドリカルレンズを組み合わせた光学系12
4a〜124cにより2方向に分割される。光学系12
4aにより、レーザ121aから発振されたレーザ光は
3分割のうちの左のレーザ光のみが直進し、それ以外の
レーザ光はミラーにより反射してダンパー126へ到達
する。光学系124bにより、レーザ121bから発振
されたレーザ光は3分割のうちの中央のレーザ光のみが
直進し、それ以外のレーザ光はミラーにより反射してダ
ンパー126へ到達する。光学系124cにより、レー
ザ121cから発振されたレーザ光は3分割のうちの右
のレーザ光のみが直進し、それ以外のレーザ光はミラー
により反射してダンパー126へ到達する。このよう
に、光学系124a〜124cにより直進するレーザ光
と反射するレーザ光が決定する。
Beam expanders 122a to 122
The laser light emitted from each of c, 123a to 123c is an optical system 12 in which a mirror and a cylindrical lens are combined.
It is divided into two directions by 4a to 124c. Optical system 12
As for the laser light oscillated from the laser 121a by 4a, only the left laser light of the three divisions goes straight, and the other laser light is reflected by the mirror and reaches the damper 126. Of the laser light emitted from the laser 121b by the optical system 124b, only the central laser light of the three divisions goes straight, and the other laser light is reflected by the mirror and reaches the damper 126. Of the laser light oscillated from the laser 121c by the optical system 124c, only the right laser light of the three divisions goes straight, and the other laser light is reflected by the mirror and reaches the damper 126. In this way, the laser light that travels straight and the laser light that is reflected are determined by the optical systems 124a to 124c.

【0084】もちろん、それぞれのレーザ光をシリンド
リカルレンズアレイに入射させて分割した後、反射面を
有するスリットにより、所望の領域のレーザ光のみ取り
出すこともできる。
Of course, after each laser beam is incident on the cylindrical lens array to be divided, only the laser beam in a desired region can be extracted by the slit having the reflecting surface.

【0085】なお、図示しないが、照射面に到達するレ
ーザ光が元のレーザ光の端部のレーザ光である場合、中
央付近のレーザ光に比べて長尺方向が短いため、シリン
ドリカルレンズ等により拡大するのが望ましい。
Although not shown, when the laser light reaching the irradiation surface is the laser light at the end of the original laser light, the length of the laser light is shorter than the laser light near the center. It is desirable to expand.

【0086】光学系124a〜124cを経たレーザ光
はシリンドリカルレンズ125により、照射面またはそ
の近傍で合成され、矩形状ビームが形成する。このよう
にして形成された矩形状ビームは異なるレーザから発振
されたものであるため干渉しない。また、異なるエネル
ギー分布を有する複数のレーザ光が照射面またはその近
傍において合成されるため、エネルギー分布の均一性の
優れた矩形状ビームが形成される。
The laser beams passed through the optical systems 124a to 124c are combined by the cylindrical lens 125 on or near the irradiation surface to form a rectangular beam. The rectangular beams thus formed do not interfere with each other because they are emitted from different lasers. Further, since a plurality of laser beams having different energy distributions are combined on or near the irradiation surface, a rectangular beam having excellent energy distribution uniformity is formed.

【0087】そして、このようにして形成される矩形状
ビームを照射しながら、例えば110で示す方向または
111で示す方向に被照射体108に対して相対的に移
動することで、被照射体108において所望の領域また
は全面を照射することができる。
Then, while irradiating the rectangular beam thus formed, the irradiation target 108 is moved by moving relative to the irradiation target 108 in a direction indicated by 110 or a direction indicated by 111, for example. In, the desired area or the entire surface can be irradiated.

【0088】このようなレーザ照射装置を用いて半導体
膜のアニールを行えば、該半導体膜を結晶化させたり、
結晶性を向上させて結晶性半導体膜を得たり、不純物元
素の活性化を行うことができる。
When the semiconductor film is annealed using such a laser irradiation apparatus, the semiconductor film is crystallized,
Crystallinity can be improved to obtain a crystalline semiconductor film, and an impurity element can be activated.

【0089】また、本実施形態では、3つのレーザを用
い、レーザ光の分割数を3としているが、これに限らな
い。
Further, in this embodiment, three lasers are used and the number of divisions of the laser light is three, but the number is not limited to this.

【0090】なお、本実施例は実施例1と自由に組み合
わせることが可能である。
The present embodiment can be freely combined with the first embodiment.

【0091】[実施例3]本実施例では、2つのレーザ
から発振されたレーザ光を分割し、エネルギー分布が互
いに異なるレーザ光を重ね合わせ、複数のレーザ光を同
時に形成するための光学系の例について図7を用いて説
明する。
[Embodiment 3] In this embodiment, an optical system for splitting laser light oscillated from two lasers and superimposing laser light having different energy distributions to form a plurality of laser light simultaneously. An example will be described with reference to FIG.

【0092】レーザ141a、141bからそれぞれレ
ーザ光が射出される。ここで、レーザ141a、141
bとして、連続発振またはパルス発振の固体レーザまた
は気体レーザまたは金属レーザを用いる。なお、前記固
体レーザとしては、連続発振またはパルス発振のYAG
レーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レー
ザ、Y23レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレ
キサンドライドレーザ、Ti:サファイアレーザ等があ
り、前記気体レーザとしては連続発振またはパルス発振
のエキシマレーザ、Arレーザ、Krレーザ、CO2
ーザ等があり、前記金属レーザとしては連続発振または
パルス発振のヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レー
ザ、金蒸気レーザ等が挙げられる。エキシマレーザは通
常パルス発振ではあるが、連続発振も原理的に可能とい
う説もある。本発明に連続発振のエキシマレーザも適用
できる。また、レーザ141a、141bから発振され
るレーザ光は非線形光学素子により高調波に変換しても
よい。
Laser light is emitted from each of the lasers 141a and 141b. Here, the lasers 141a and 141
As b, a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser, or a metal laser is used. The solid-state laser may be a continuous wave or pulsed YAG laser.
There are lasers, YVO 4 lasers, YLF lasers, YAlO 3 lasers, Y 2 O 3 lasers, glass lasers, ruby lasers, alexandrite lasers, Ti: sapphire lasers, etc., and the gas lasers are continuous wave or pulsed excimer lasers. , Ar laser, Kr laser, CO 2 laser and the like, and examples of the metal laser include continuous oscillation or pulse oscillation helium cadmium laser, copper vapor laser, gold vapor laser and the like. The excimer laser is usually pulsed, but there is also a theory that continuous oscillation is possible in principle. A continuous wave excimer laser can also be applied to the present invention. Further, the laser light emitted from the lasers 141a and 141b may be converted into higher harmonics by a non-linear optical element.

【0093】本実施例では、連続発振のYAGレーザを
用い、非線形光学素子により第3高調波に変換して用い
る。
In this embodiment, a continuous wave YAG laser is used, which is used after being converted into the third harmonic by a non-linear optical element.

【0094】そして、射出されたそれぞれのレーザ光
は、ビームエキスパンダー142a、143aまたは1
42b、143bにより拡大される。なお、ビームエキ
スパンダーはレーザから射出されたレーザ光の形状が小
さい場合に特に有効なものであり、レーザ光の大きさ等
によっては用いなくてもよい。また、シリンドリカルレ
ンズ142a、143a、142b、143bは合成石
英ガラス製とすれば、高い透過率が得られるので望まし
い。また、シリンドリカルレンズ142a、143a、
142b、143bの表面に施されているコーティング
は、使用するレーザ光の波長に対する透過率が99%以
上得られるものを使用するのが望ましい。
Then, the respective emitted laser beams are emitted from the beam expanders 142a, 143a or 1a.
It is enlarged by 42b and 143b. The beam expander is particularly effective when the shape of the laser light emitted from the laser is small, and may not be used depending on the size of the laser light and the like. Further, it is desirable that the cylindrical lenses 142a, 143a, 142b, 143b are made of synthetic quartz glass because a high transmittance can be obtained. Also, the cylindrical lenses 142a, 143a,
The coating applied to the surfaces of 142b and 143b is preferably one that can obtain a transmittance of 99% or more for the wavelength of the laser light used.

【0095】ビームエキスパンダー142、143から
射出されたレーザ光は、ミラーとシリンドリカルレンズ
を組み合わせた光学系144a、144bにより2方向
に分割される。光学系144aにより、レーザ141a
から発振されたレーザ光は2分割のうちの左のレーザ光
が直進し、右のレーザ光はミラーにより反射する。光学
系144bにより、レーザ141bから発振されたレー
ザ光は2分割のうちの左のレーザ光が直進し、右のレー
ザ光はミラーにより反射する。このように、光学系14
4a、144bにより直進するレーザ光と反射するレー
ザ光が決定する。
The laser beams emitted from the beam expanders 142 and 143 are split into two directions by the optical systems 144a and 144b which are a combination of mirrors and cylindrical lenses. The optical system 144a allows the laser 141a
The laser light oscillated from the laser light on the left of the two splits goes straight, and the laser light on the right is reflected by the mirror. The laser light oscillated from the laser 141b by the optical system 144b is the laser light on the left of the two splits that goes straight, and the laser light on the right is reflected by the mirror. In this way, the optical system 14
4a and 144b determine the laser light that travels straight and the laser light that reflects.

【0096】光学系144a、144bにより直進する
レーザ光はシリンドリカルレンズ147aにより照射面
またはその近傍で合成され、矩形状ビームが形成する。
このようにして形成された矩形状ビームは異なるレーザ
から発振されたものであるため干渉しない。また、異な
るエネルギー分布を有する複数のレーザ光が照射面また
はその近傍において合成されているため、エネルギー分
布の均一性の優れた矩形状ビームが形成される。
The laser beams traveling straight by the optical systems 144a and 144b are combined by the cylindrical lens 147a on or near the irradiation surface to form a rectangular beam.
The rectangular beams thus formed do not interfere with each other because they are emitted from different lasers. Further, since a plurality of laser beams having different energy distributions are combined on or near the irradiation surface, a rectangular beam having excellent energy distribution uniformity is formed.

【0097】一方、光学系144a、144bにより反
射するレーザ光はシリンドリカルレンズ146a、14
6b、およびシリンドリカルレンズ147bにより、照
射面またはその近傍で合成され、矩形状ビームが形成さ
れる。このようにして形成された矩形状ビームは異なる
レーザから発振されたものであるため干渉しない。ま
た、異なるエネルギー分布を有する複数のレーザ光が照
射面またはその近傍において合成されているため、エネ
ルギー分布の均一性の優れた矩形状ビームが形成され
る。
On the other hand, the laser beams reflected by the optical systems 144a and 144b are cylindrical lenses 146a and 14c.
By 6b and the cylindrical lens 147b, they are combined on the irradiation surface or in the vicinity thereof to form a rectangular beam. The rectangular beams thus formed do not interfere with each other because they are emitted from different lasers. Further, since a plurality of laser beams having different energy distributions are combined on or near the irradiation surface, a rectangular beam having excellent energy distribution uniformity is formed.

【0098】そして、このようにして形成される複数の
矩形状ビームを照射しながら、例えば110で示す方向
または111で示す方向に被照射体108に対して相対
的に移動することで、被照射体108において所望の領
域または全面を照射することができる。また、複数の矩
形状ビームが形成されているため、スループットを向上
させることが可能となる。
Then, while irradiating a plurality of rectangular beams formed in this way, by moving relative to the object 108 to be irradiated in a direction indicated by 110 or a direction indicated by 111, for example, irradiation is performed. Irradiation can be performed on a desired region or the entire surface of the body 108. Moreover, since a plurality of rectangular beams are formed, the throughput can be improved.

【0099】このようなレーザ照射装置を用いて半導体
膜のアニールを行えば、該半導体膜を結晶化させたり、
結晶性を向上させて結晶性半導体膜を得たり、不純物元
素の活性化を行うことができる。
When the semiconductor film is annealed using such a laser irradiation apparatus, the semiconductor film is crystallized,
Crystallinity can be improved to obtain a crystalline semiconductor film, and an impurity element can be activated.

【0100】また、本実施形態では、2つのレーザを用
い、レーザ光の分割数を2としているが、これに限らな
いし、形成される矩形状ビームの数も2に限定するもの
ではない。
Further, in the present embodiment, two lasers are used and the number of divisions of the laser beam is two, but the number is not limited to this, and the number of rectangular beams formed is not limited to two.

【0101】なお、本実施例は実施例1または実施例2
と自由に組み合わせることが可能である。
In this embodiment, the first embodiment or the second embodiment is used.
Can be freely combined with.

【0102】[実施例4]本実施例では、4台のレーザ
から発振されたレーザ光を分割し、エネルギー分布が互
いに異なるレーザ光を重ね合わせるための光学系の例に
ついて図8を用いて説明する。
[Embodiment 4] In this embodiment, an example of an optical system for splitting laser light oscillated from four lasers and superposing laser light having different energy distributions will be described with reference to FIG. To do.

【0103】レーザ151a〜151dからそれぞれレ
ーザ光が射出される。ここで、レーザ151a〜151
dとして、連続発振またはパルス発振の固体レーザまた
は気体レーザまたは金属レーザを用いる。なお、前記固
体レーザとしては、連続発振またはパルス発振のYAG
レーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レー
ザ、Y23レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレ
キサンドライドレーザ、Ti:サファイアレーザ等があ
り、前記気体レーザとしては連続発振またはパルス発振
のエキシマレーザ、Arレーザ、Krレーザ、CO2
ーザ等があり、前記金属レーザとしては連続発振または
パルス発振のヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レー
ザ、金蒸気レーザ等が挙げられる。エキシマレーザは通
常パルス発振ではあるが、連続発振も原理的に可能とい
う説もある。本発明に連続発振のエキシマレーザも適用
できる。また、レーザ151a〜151cから発振され
るレーザ光は非線形光学素子により高調波に変換しても
よい。
Laser light is emitted from each of the lasers 151a to 151d. Here, the lasers 151a to 151
As d, a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser, or a metal laser is used. The solid-state laser may be a continuous wave or pulsed YAG laser.
There are lasers, YVO 4 lasers, YLF lasers, YAlO 3 lasers, Y 2 O 3 lasers, glass lasers, ruby lasers, alexandrite lasers, Ti: sapphire lasers, etc., and the gas lasers are continuous wave or pulsed excimer lasers. , Ar laser, Kr laser, CO 2 laser and the like, and examples of the metal laser include continuous oscillation or pulse oscillation helium cadmium laser, copper vapor laser, gold vapor laser and the like. The excimer laser is usually pulsed, but there is also a theory that continuous oscillation is possible in principle. A continuous wave excimer laser can also be applied to the present invention. Further, the laser light emitted from the lasers 151a to 151c may be converted into higher harmonics by a non-linear optical element.

【0104】本実施例では、パルス発振のYAGレーザ
を用い、非線形光学素子により第2高調波に変換して用
いる。YAGレーザの第2高調波は、ガラス基板や石英
基板を透過するので、本実施例のように基板の両側から
照射するときに用いるのに好ましい。
In the present embodiment, a pulse oscillation YAG laser is used and converted into a second harmonic by a non-linear optical element. The second harmonic of the YAG laser is transmitted through the glass substrate or the quartz substrate, and is preferably used for irradiation from both sides of the substrate as in this embodiment.

【0105】そして、射出されたそれぞれのレーザ光
は、ビームエキスパンダー152a〜152d、153
a〜153dにより拡大される。なお、ビームエキスパ
ンダーはレーザから射出されたレーザ光の形状が小さい
場合に特に有効なものであり、レーザ光の大きさ等によ
っては用いなくてもよい。また、シリンドリカルレンズ
152a〜152d、153a〜153dは合成石英ガ
ラス製とすれば、高い透過率が得られるので望ましい。
また、シリンドリカルレンズ152a〜152d、15
3a〜153dの表面に施されているコーティングは、
使用するレーザ光の波長に対する透過率が99%以上得
られるものを使用するのが望ましい。
Then, the respective emitted laser lights are beam expanders 152a to 152d, 153.
a to 153d are enlarged. The beam expander is particularly effective when the shape of the laser light emitted from the laser is small, and may not be used depending on the size of the laser light and the like. Further, it is desirable that the cylindrical lenses 152a to 152d and 153a to 153d are made of synthetic quartz glass because a high transmittance can be obtained.
In addition, the cylindrical lenses 152a to 152d, 15
The coatings on the surfaces 3a to 153d are
It is desirable to use a material that can obtain a transmittance of 99% or more for the wavelength of the laser light used.

【0106】ビームエキスパンダー152a〜152
d、153a〜153dから射出されたレーザ光は、ミ
ラーとシリンドリカルレンズを組み合わせた光学系15
4a〜154dにより2方向に分割される。光学系15
4aにより、レーザ151aから発振されたレーザ光は
4分割のうちの最も左のレーザ光のみが直進し、それ以
外のレーザ光はミラーにより反射してダンパー156a
へ到達する。光学系154bにより、レーザ151bか
ら発振されたレーザ光は4分割のうちの左から2番目の
レーザ光のみが直進し、それ以外の領域はミラーにより
反射してダンパー156aへ到達する。光学系154c
により、レーザ151cから発振されたレーザ光は4分
割のうちの右から2番目のレーザ光のみが直進し、それ
以外のレーザ光はミラーにより反射してダンパー156
cへ到達する。光学系154dにより、レーザ151d
から発振されたレーザ光は4分割のうちの最も右のレー
ザ光のみが直進し、それ以外のレーザ光はミラーにより
反射してダンパー156cへ到達する。このように、光
学系154a〜154dにより直進するレーザ光と反射
するレーザ光が決定する。
Beam expanders 152a to 152
The laser beams emitted from the laser beams d and 153a to 153d are the optical system 15 in which a mirror and a cylindrical lens are combined.
It is divided into two directions by 4a to 154d. Optical system 15
As for the laser light oscillated from the laser 151a by 4a, only the leftmost laser light of the four divisions goes straight, and the other laser light is reflected by the mirror and the damper 156a.
To reach. Of the laser light emitted from the laser 151b, only the second laser light from the left of the four splits goes straight by the optical system 154b, and the other area is reflected by the mirror and reaches the damper 156a. Optical system 154c
As a result, only the second laser light from the right of the four splits of the laser light emitted from the laser 151c goes straight, and the other laser light is reflected by the mirror and the damper 156.
reach c. The optical system 154d allows the laser 151d
In the laser light oscillated from, only the rightmost laser light of the four divisions goes straight, and the other laser light is reflected by the mirror and reaches the damper 156c. In this way, the laser light that travels straight and the laser light that is reflected are determined by the optical systems 154a to 154d.

【0107】もちろん、それぞれのレーザ光をシリンド
リカルレンズアレイに入射させて分割した後、反射面を
有するスリットにより、所望の領域のレーザ光のみ取り
出すこともできる。
Of course, after the respective laser beams are incident on the cylindrical lens array and divided, only the laser beam in a desired region can be extracted by the slit having the reflecting surface.

【0108】なお、図示しないが、分割された領域のう
ち端部のレーザ光は中央付近のレーザ光に比べて長尺方
向が短いため、シリンドリカルレンズ等により拡大する
のが望ましい。
Although not shown, the laser light at the ends of the divided areas is shorter in the lengthwise direction than the laser light near the center, and therefore it is desirable to enlarge by a cylindrical lens or the like.

【0109】光学系154a〜154dを経たレーザ光
はシリンドリカルレンズ155a、155cにより、照
射面またはその近傍で合成され、矩形状ビームが形成す
る。このようにして形成された矩形状ビームは異なるレ
ーザから発振されたものであるため干渉しない。また、
異なるエネルギー分布を有する複数のレーザ光が照射面
またはその近傍において合成されるため、エネルギー分
布の均一性の優れた矩形状ビームが形成される。
The laser beams passed through the optical systems 154a to 154d are combined by the cylindrical lenses 155a and 155c on or near the irradiation surface to form a rectangular beam. The rectangular beams thus formed do not interfere with each other because they are emitted from different lasers. Also,
Since a plurality of laser beams having different energy distributions are combined at or near the irradiation surface, a rectangular beam having excellent energy distribution uniformity is formed.

【0110】そして、このようにして形成される矩形状
ビームを照射しながら、例えば110で示す方向または
111で示す方向に被照射体108に対して相対的に移
動することで、被照射体108において所望の領域また
は全面を照射することができる。
Then, while irradiating the rectangular beam thus formed, the irradiation target 108 is moved by moving relative to the irradiation target 108 in a direction indicated by 110 or a direction indicated by 111, for example. In, the desired area or the entire surface can be irradiated.

【0111】基板の片側から複数のレーザ光を同じ照射
位置で合成すると、それぞれの光路長が異なり、レーザ
光が有する拡がり角によりビームが不必要に拡大してし
まい、エネルギー分布の均一性が低下することもある。
本実施例の構成では、それぞれのレーザ光の照射面まで
の光路長が等しいため、そのような問題は発生しない。
When a plurality of laser beams are combined from one side of the substrate at the same irradiation position, the respective optical paths are different, the beam is unnecessarily expanded due to the divergence angle of the laser beam, and the uniformity of energy distribution deteriorates. There are also things to do.
In the configuration of the present embodiment, since the optical path lengths of the respective laser lights to the irradiation surface are equal, such a problem does not occur.

【0112】このようなレーザ照射装置を用いて半導体
膜のアニールを行えば、該半導体膜を結晶化させたり、
結晶性を向上させて結晶性半導体膜を得たり、不純物元
素の活性化を行うことができる。
When the semiconductor film is annealed using such a laser irradiation apparatus, the semiconductor film is crystallized,
Crystallinity can be improved to obtain a crystalline semiconductor film, and an impurity element can be activated.

【0113】また、本実施形態では、4つのレーザを用
い、レーザ光の分割数を4としているが、これに限らな
い。
Further, in the present embodiment, four lasers are used and the division number of the laser light is four, but the number is not limited to this.

【0114】なお、本実施例は実施例1乃至3と自由に
組み合わせることが可能である。
This embodiment can be freely combined with Embodiments 1 to 3.

【0115】[実施例5]本実施例では、4つのレーザ
から発振されたレーザ光を分割し、エネルギー分布が互
いに異なるレーザ光を重ね合わせて合成し、基板の両側
から照射するための光学系の例について図9を用いて説
明する。
[Embodiment 5] In this embodiment, an optical system for splitting laser light emitted from four lasers, superposing laser lights having different energy distributions, synthesizing them, and irradiating from both sides of the substrate. An example will be described with reference to FIG.

【0116】図9において、レーザ101a、101
b、アイソレーター102a、102bビームエキスパ
ンダー103a、104aまたは103b、104b、
ミラー105a、105b、ミラー106a、106
b、被照射体108、ステージ109で構成される光学
系は、実施形態1で説明した構成(図1)と同様であ
る。
In FIG. 9, lasers 101a and 101
b, isolator 102a, 102b beam expander 103a, 104a or 103b, 104b,
Mirrors 105a, 105b, mirrors 106a, 106
The optical system including b, the irradiation target 108, and the stage 109 is the same as the configuration (FIG. 1) described in the first embodiment.

【0117】本実施例では、レーザとしてYLFレーザ
を用い、第2高調波に変換して用いる。YLFレーザの
第2高調波は、ガラス基板や石英基板を透過するので、
本実施例のように基板の両側から照射するときに用いる
のに好ましい。また、透過しない波長であっても、基板
を部分的にアニールすることができるため、本実施例に
用いることは可能である。
In this embodiment, a YLF laser is used as the laser and is converted into the second harmonic. Since the second harmonic of the YLF laser passes through the glass substrate and the quartz substrate,
It is preferably used when irradiation is performed from both sides of the substrate as in this embodiment. Further, the substrate can be partially annealed even at a wavelength that does not transmit, and therefore, it can be used in this embodiment.

【0118】被照射体108に対して対称的に、図1と
同じ構成のレーザ101c、101d、アイソレーター
102c、102dビームエキスパンダー103c、1
04cまたは103d、104d、ミラー105c、1
05d、ミラー106c、106dからなる光学系を配
置する。
The lasers 101c and 101d, the isolators 102c and 102d, and the beam expanders 103c and 1c having the same configuration as that of FIG.
04c or 103d, 104d, mirror 105c, 1
An optical system including 05d and mirrors 106c and 106d is arranged.

【0119】このような構成により、基板の両側から矩
形状ビームを照射することができる。そして、このよう
にして形成される矩形状ビームを照射しながら、例えば
110で示す方向または111で示す方向に被照射体1
08に対して相対的に移動することで、被照射体108
において所望の領域または全面を照射することができ
る。
With such a structure, a rectangular beam can be emitted from both sides of the substrate. Then, while irradiating the rectangular beam thus formed, the irradiation target 1 is irradiated in a direction indicated by 110 or a direction indicated by 111, for example.
08, by moving relatively to 08
In, the desired area or the entire surface can be irradiated.

【0120】基板の両側から照射することで、エネルギ
ー密度を高めることが可能となる。また、基板の片側か
ら複数のレーザ光を同じ照射位置で合成すると、それぞ
れの光路長が異なり、レーザ光が有する拡がり角により
ビームが不必要に拡大してしまい、エネルギー分布の均
一性が低下することもある。本実施例の構成では、それ
ぞれのレーザ光の照射面までの光路長が等しいため、そ
のような問題は発生しない。
By irradiating from both sides of the substrate, the energy density can be increased. Further, when a plurality of laser beams are combined from one side of the substrate at the same irradiation position, the respective optical path lengths are different, the beam is unnecessarily expanded due to the divergence angle of the laser beam, and the uniformity of energy distribution decreases Sometimes. In the configuration of the present embodiment, since the optical path lengths of the respective laser lights to the irradiation surface are equal, such a problem does not occur.

【0121】このようなレーザ照射装置を用いて半導体
膜のアニールを行えば、該半導体膜を結晶化させたり、
結晶性を向上させて結晶性半導体膜を得たり、不純物元
素の活性化を行うことができる。
When the semiconductor film is annealed using such a laser irradiation apparatus, the semiconductor film is crystallized,
Crystallinity can be improved to obtain a crystalline semiconductor film, and an impurity element can be activated.

【0122】また、本実施例では、4つのレーザを用
い、レーザ光の分割数を2としているが、これに限らな
い。
Further, in the present embodiment, four lasers are used and the number of laser light divisions is two, but the number is not limited to this.

【0123】なお、本実施例は実施例1乃至4と自由に
組み合わせることが可能である。
This embodiment can be freely combined with Embodiments 1 to 4.

【0124】[実施例6]本実施例では、4台のレーザ
から発振されたレーザ光を分割し、エネルギー分布が互
いに異なるレーザ光を重ね合わせるための光学系の例に
ついて図4、図24及び図25を用いて説明する。
[Embodiment 6] In this embodiment, an example of an optical system for splitting laser light oscillated from four lasers and superimposing laser light having different energy distributions will be described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIG.

【0125】レーザ131a〜131dからそれぞれレ
ーザ光が射出される。ここで、レーザ131a〜131
dとして、連続発振またはパルス発振の固体レーザまた
は気体レーザまたは金属レーザを用いる。なお、前記固
体レーザとしては、連続発振またはパルス発振のYAG
レーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レー
ザ、Y23レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレ
キサンドライドレーザ、Ti:サファイアレーザ等があ
り、前記気体レーザとしては連続発振またはパルス発振
のエキシマレーザ、Arレーザ、Krレーザ、CO2
ーザ等があり、前記金属レーザとしては連続発振または
パルス発振のヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レー
ザ、金蒸気レーザ等が挙げられる。エキシマレーザは通
常パルス発振ではあるが、連続発振も原理的に可能とい
う説もある。本発明に連続発振のエキシマレーザも適用
できる。また、レーザ131a〜131dから発振され
るレーザ光は非線形光学素子により高調波に変換しても
よい。
Laser light is emitted from each of the lasers 131a to 131d. Here, the lasers 131a to 131
As d, a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser, or a metal laser is used. The solid-state laser may be a continuous wave or pulsed YAG laser.
There are lasers, YVO 4 lasers, YLF lasers, YAlO 3 lasers, Y 2 O 3 lasers, glass lasers, ruby lasers, alexandrite lasers, Ti: sapphire lasers, etc., and the gas lasers are continuous wave or pulsed excimer lasers. , Ar laser, Kr laser, CO 2 laser and the like, and examples of the metal laser include continuous oscillation or pulse oscillation helium cadmium laser, copper vapor laser, gold vapor laser and the like. The excimer laser is usually pulsed, but there is also a theory that continuous oscillation is possible in principle. A continuous wave excimer laser can also be applied to the present invention. Further, the laser light emitted from the lasers 131a to 131d may be converted into higher harmonics by a non-linear optical element.

【0126】本実施例では、連続発振のYVO4レーザ
を用い、非線形光学素子により第2高調波に変換する。
レーザ光のビーム径は2.25mmであり、拡がり角は
0.35mradとする。
In this embodiment, a continuous wave YVO 4 laser is used, and the second harmonic wave is converted by a non-linear optical element.
The beam diameter of the laser light is 2.25 mm, and the divergence angle is 0.35 mrad.

【0127】また、図示しないがアイソレータ―を設置
するのが望ましい。本実施例における光学系は対称的な
配置となっているため、照射面でのそれぞれの反射光が
互いのレーザに対して、戻り光と同様な悪影響を及ぼす
可能性があるためである。
Although not shown, it is desirable to install an isolator. This is because the optical system in the present embodiment has a symmetrical arrangement, and thus each reflected light on the irradiation surface may adversely affect each other's lasers in the same manner as the return light.

【0128】また、図示しないがビームエキスパンダー
を設置してレーザ光の長尺方向および短尺方向を拡大し
てもよい。ビームエキスパンダーはレーザから射出され
たレーザ光の形状が小さい場合に特に有効なものであ
る。
Although not shown, a beam expander may be installed to expand the laser beam in the long and short directions. The beam expander is particularly effective when the shape of the laser light emitted from the laser is small.

【0129】レーザ131a〜131dから射出された
レーザ光は、反射面を有するスリット132a〜132
dにより2方向に分割される。ただし、スリット132
a〜132dはそれぞれのレーザ光に対して設置する位
置が異なっているため、異なる位置のレーザ光のみが直
進する。その様子を図4を用いて説明する。図4はレー
ザの進行方向に対して垂直な断面でのレーザ光の形状を
示している。図4(A)はレーザ132aから発振され
たレーザ光を示しており、スリット132aにより第1
のレーザ光は直進し、第2〜第4のレーザ光は反射され
てダンパー135aに吸収される。図4(B)はレーザ
132bから発振されたレーザ光を示しており、スリッ
ト132bにより第2のレーザ光は直進し、第1、第
3、第4のレーザ光は反射されてダンパー135aに吸
収される。図4(C)はレーザ132cから発振された
レーザ光を示しており、スリット132cにより第3の
レーザ光は直進し、第1、第2、第4のレーザ光は反射
されてダンパー135cに吸収される。図4(D)はレ
ーザ132dから発振されたレーザ光を示しており、ス
リット132dにより第4のレーザ光は直進し、第1〜
第3のレーザ光は反射されてダンパー135cに吸収さ
れる。このように、スリット132a〜132dは、そ
れぞれのレーザ光の異なるエネルギー分布を有するレー
ザ光を直進させ、それ以外のレーザ光を反射させる役割
を有している。
The laser beams emitted from the lasers 131a to 131d are slits 132a to 132 having reflecting surfaces.
It is divided into two directions by d. However, the slit 132
Since a to 132d are installed at different positions with respect to the respective laser lights, only the laser lights at the different positions go straight. The situation will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the shape of laser light in a cross section perpendicular to the laser traveling direction. FIG. 4A shows laser light oscillated from the laser 132a, and the slit 132a allows the first laser light to oscillate.
Laser light goes straight, and the second to fourth laser lights are reflected and absorbed by the damper 135a. FIG. 4B shows laser light emitted from the laser 132b. The second laser light goes straight through the slit 132b, and the first, third, and fourth laser lights are reflected and absorbed by the damper 135a. To be done. FIG. 4C shows laser light oscillated from the laser 132c. The slit 132c causes the third laser light to travel straight, while the first, second, and fourth laser lights are reflected and absorbed by the damper 135c. To be done. FIG. 4D shows laser light oscillated from the laser 132d. The slit 132d causes the fourth laser light to go straight and
The third laser light is reflected and absorbed by the damper 135c. As described above, the slits 132a to 132d have a role of causing the laser beams having different energy distributions of the respective laser beams to go straight and reflecting the other laser beams.

【0130】次いで、スリット132a〜132dを経
由したレーザ光は、凸レンズ134a〜134dに対し
て斜めに入射する。このようにすることで、非点収差な
どの収差により焦点位置がずれ、照射面またはその近傍
において矩形状ビーム106を形成することができる。
本実施例では、凸レンズ134a、134dの曲率半径
を7mm、凸レンズ134b、134cの曲率半径を9
mmとした。図4で示したように、レーザ光の両端は中
央付近に比べて短い。そのため、曲率半径を変える事
で、元のレーザ光の端部のレーザ光の長尺方向の長さ
が、元のレーザ光の中央のレーザ光よりも拡大され、照
射面またはその近傍で合成されたときに、均一性の高い
矩形状ビームを得ることができる。他にも、照射面に到
達するレーザ光が元のレーザ光の端部のレーザ光である
場合に、シリンドリカルレンズなどによりレーザ光の長
尺方向の長さを拡大させる方法も挙げられる。
Then, the laser light having passed through the slits 132a to 132d is obliquely incident on the convex lenses 134a to 134d. By doing so, the focal position shifts due to aberrations such as astigmatism, and the rectangular beam 106 can be formed on the irradiation surface or in the vicinity thereof.
In this embodiment, the convex lenses 134a and 134d have a radius of curvature of 7 mm, and the convex lenses 134b and 134c have a radius of curvature of 9 mm.
mm. As shown in FIG. 4, both ends of the laser light are shorter than those near the center. Therefore, by changing the radius of curvature, the length of the laser beam at the end of the original laser beam in the lengthwise direction is made larger than that at the center of the original laser beam, and the laser beam is synthesized on or near the irradiation surface. In this case, a rectangular beam with high uniformity can be obtained. In addition, when the laser light reaching the irradiation surface is the laser light at the end portion of the original laser light, a method of enlarging the length of the laser light in the lengthwise direction by a cylindrical lens or the like can be used.

【0131】以上のような構成でなる光学系により照射
面において形成されるレーザ光の形状の模式図は図4
(E)のようになり、シミュレーションにより得られた
結果について図25に示す。図25より、190μm×
950μmの矩形状ビームが得られることが分かる。こ
の矩形状ビームは異なるレーザから発振されたものであ
るため干渉が起こらない。また、異なるエネルギー分布
を有する複数のレーザ光が照射面において合成されてい
るため、エネルギー分布の均一性の優れた矩形状ビーム
になっている。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the shape of the laser beam formed on the irradiation surface by the optical system having the above-mentioned structure.
FIG. 25 shows the result obtained by the simulation as shown in (E). From Figure 25, 190μm ×
It can be seen that a rectangular beam of 950 μm is obtained. Since this rectangular beam is emitted from different lasers, no interference occurs. In addition, since a plurality of laser beams having different energy distributions are combined on the irradiation surface, a rectangular beam with excellent energy distribution uniformity is obtained.

【0132】そして、このようにして形成される矩形状
ビームを照射しながら、例えば108で示す方向または
109で示す方向に被照射体105に対して相対的に移
動することで、被照射体105において所望の領域また
は全面を照射することができる。
Then, while irradiating the rectangular beam thus formed, the object 105 to be irradiated is moved relative to the object 105 to be irradiated in the direction indicated by 108 or the direction indicated by 109, for example. In, the desired area or the entire surface can be irradiated.

【0133】なお、本実施例ではレーザの台数を4、分
割数を4としているが、これらに限定はない。
Although the number of lasers is 4 and the number of divisions is 4 in this embodiment, the number of lasers is not limited to these.

【0134】このようなレーザ照射装置を用いて半導体
膜のアニールを行えば、該半導体膜を結晶化させたり、
結晶性を向上させて結晶性半導体膜を得たり、不純物元
素の活性化を行うことができる。
When the semiconductor film is annealed by using such a laser irradiation apparatus, the semiconductor film is crystallized,
Crystallinity can be improved to obtain a crystalline semiconductor film, and an impurity element can be activated.

【0135】[実施例7]本実施例ではアクティブマト
リクス基板の作製方法について図12〜図15を用いて
説明する。本明細書ではCMOS回路、及び駆動回路
と、画素TFT、保持容量とを有する画素部を同一基板
上に形成された基板を、便宜上アクティブマトリクス基
板と呼ぶ。
[Embodiment 7] In this embodiment, a method for manufacturing an active matrix substrate will be described with reference to FIGS. In this specification, a substrate in which a pixel portion including a CMOS circuit and a driver circuit, a pixel TFT, and a storage capacitor is formed over one substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.

【0136】まず、本実施例ではバリウムホウケイ酸ガ
ラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスか
らなる基板400を用いる。なお、基板400として
は、石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレ
ス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。
また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプ
ラスチック基板を用いてもよいし、可撓性基板を用いて
も良い。なお、本発明はエネルギー分布が同一である矩
形状ビームを複数形成できるので、複数の矩形状ビーム
により大面積基板を効率良くアニールすることが可能で
ある。
First, in this embodiment, a substrate 400 made of glass such as barium borosilicate glass or aluminoborosilicate glass is used. Note that as the substrate 400, a quartz substrate, a silicon substrate, a metal substrate, or a stainless substrate on which an insulating film is formed may be used.
Further, a plastic substrate having heat resistance that can withstand the processing temperature of this embodiment may be used, or a flexible substrate may be used. Since the present invention can form a plurality of rectangular beams having the same energy distribution, a large-area substrate can be efficiently annealed by the plurality of rectangular beams.

【0137】次いで、基板400上に酸化珪素膜、窒化
珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地
膜401を公知の手段により形成する。本実施例では下
地膜401として2層構造を用いるが、前記絶縁膜の単
層膜または2層以上積層させた構造を用いても良い。
Then, a base film 401 made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film or a silicon oxynitride film is formed on the substrate 400 by a known method. Although a two-layer structure is used as the base film 401 in this embodiment, a single layer film of the insulating film or a stacked structure of two or more layers may be used.

【0138】次いで、下地膜上に半導体膜を形成する。
半導体膜は公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、ま
たはプラズマCVD法等)により25〜200nm(好
ましくは30〜150nm)の厚さで半導体膜を成膜
し、レーザ結晶化法により結晶化させる。レーザ結晶化
法は、実施例1乃至6のいずれか一、またはこれらの実
施例を自由に組み合わせて、レーザ光を半導体膜に照射
する。用いるレーザは、連続発振またはパルス発振の固
体レーザまたは気体レーザまたは金属レーザが望まし
い。なお、前記固体レーザとしては連続発振またはパル
ス発振のYAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレー
ザ、YAlO3レーザ、Y23レーザ、ガラスレーザ、
ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ti:サフ
ァイアレーザ等があり、前記気体レーザとしては連続発
振またはパルス発振のエキシマレーザ、Arレーザ、K
rレーザ、CO2レーザ等があり、前記金属レーザとして
はヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レーザ、金蒸気レ
ーザが挙げられる。エキシマレーザは通常パルス発振で
はあるが、連続発振も原理的に可能という説もある。本
発明に連続発振のエキシマレーザも適用できる。もちろ
ん、レーザ結晶化法だけでなく、他の公知の結晶化法
(RTAやファーネスアニール炉を用いた熱結晶化法、
結晶化を助長する金属元素を用いた熱結晶化法等)と組
み合わせて行ってもよい。前記半導体膜としては、非晶
質半導体膜や微結晶半導体膜、結晶性半導体膜などがあ
り、非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有す
る化合物半導体膜を適用しても良い。
Next, a semiconductor film is formed on the base film.
The semiconductor film is formed into a film having a thickness of 25 to 200 nm (preferably 30 to 150 nm) by a known means (a sputtering method, an LPCVD method, a plasma CVD method or the like), and crystallized by a laser crystallization method. In the laser crystallization method, the semiconductor film is irradiated with laser light by using any one of Embodiments 1 to 6 or by freely combining these embodiments. The laser used is preferably a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser, or a metal laser. As the solid-state laser, continuous oscillation or pulse oscillation YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, Y 2 O 3 laser, glass laser,
There are a ruby laser, an alexandride laser, a Ti: sapphire laser, and the like, and the gas laser includes a continuous oscillation or pulse oscillation excimer laser, an Ar laser, and a K laser.
There are r lasers, CO 2 lasers, and the like, and examples of the metal lasers include helium cadmium lasers, copper vapor lasers, and gold vapor lasers. The excimer laser is usually pulsed, but there is also a theory that continuous oscillation is possible in principle. A continuous wave excimer laser can also be applied to the present invention. Of course, not only the laser crystallization method but also other known crystallization methods (thermal crystallization method using RTA or furnace annealing,
It may be carried out in combination with a thermal crystallization method using a metal element that promotes crystallization). Examples of the semiconductor film include an amorphous semiconductor film, a microcrystalline semiconductor film, and a crystalline semiconductor film, and a compound semiconductor film having an amorphous structure such as an amorphous silicon germanium film may be applied.

【0139】本実施例では、プラズマCVD法を用い、
50nmの非晶質珪素膜を成膜し、この非晶質珪素膜に
結晶化を助長する金属元素を用いた熱結晶化法およびレ
ーザ結晶化法を行う。金属元素としてニッケルを用い、
溶液塗布法により非晶質珪素膜上に導入した後、550
℃で5時間の熱処理を行って第1の結晶性珪素膜を得
る。そして、出力10Wの連続発振のYVO4レーザか
ら射出されたレーザ光を非線形光学素子により第2高調
波に変換したのち、実施例1乃至6のいずれか一に示す
光学系、またはこれらの実施例を組み合わせた光学系に
より矩形状ビームを形成して照射して第2の結晶性珪素
膜を得る。前記第1の結晶性珪素膜にレーザ光を照射し
て第2の結晶性珪素膜とすることで、結晶性が向上す
る。このときのエネルギー密度は0.01〜100MW
/cm2程度(好ましくは0.1〜10MW/cm2)が
必要である。そして、0.5〜2000cm/s程度の
速度でレーザ光に対して相対的にステージを動かして照
射し、結晶性珪素膜を形成する。また、パルス発振のエ
キシマレーザを用いる場合には、レーザエネルギー密度
を100〜1000mJ/cm2(代表的には200〜800m
J/cm2)とするのが望ましい。このとき、レーザ光を50
〜98%オーバーラップさせても良い。
In this embodiment, the plasma CVD method is used,
A 50 nm amorphous silicon film is formed, and a thermal crystallization method and a laser crystallization method using a metal element that promotes crystallization are performed on the amorphous silicon film. Using nickel as the metal element,
After being introduced onto the amorphous silicon film by a solution coating method, 550
A first crystalline silicon film is obtained by performing heat treatment at 5 ° C. for 5 hours. Then, laser light emitted from a continuous oscillation YVO 4 laser with an output of 10 W is converted into a second harmonic by a non-linear optical element, and then the optical system according to any one of Examples 1 to 6 or these Examples is used. A rectangular beam is formed by an optical system in which the above are combined and irradiated to obtain a second crystalline silicon film. The crystallinity is improved by irradiating the first crystalline silicon film with laser light to form the second crystalline silicon film. Energy density at this time is 0.01-100 MW
/ Cm 2 (preferably 0.1 to 10 MW / cm 2 ) is required. Then, the stage is moved relative to the laser light at a speed of about 0.5 to 2000 cm / s and irradiation is performed to form a crystalline silicon film. When a pulsed excimer laser is used, the laser energy density is 100 to 1000 mJ / cm 2 (typically 200 to 800 m
J / cm 2 ) is preferable. At this time, 50
~ 98% may be overlapped.

【0140】もちろん、第1の結晶性珪素膜を用いてT
FTを作製することもできるが、第2の結晶性珪素膜は
結晶性が向上しているため、TFTの電気的特性が向上
するので望ましい。例えば、第2の結晶性珪素膜を用い
てTFTを作製すると、移動度は500〜600cm2
/Vs程度の高い値を得る。
Of course, using the first crystalline silicon film, T
Although an FT can be manufactured, the crystallinity of the second crystalline silicon film is improved, which is preferable because the electrical characteristics of the TFT are improved. For example, when a TFT is manufactured using the second crystalline silicon film, the mobility is 500 to 600 cm 2
A high value of about / Vs is obtained.

【0141】このようにして得られた結晶性半導体膜を
フォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理によ
り、半導体層402〜406を形成する。
The crystalline semiconductor film thus obtained is subjected to a patterning process using a photolithography method to form semiconductor layers 402 to 406.

【0142】また、半導体層402〜406を形成した
後、TFTのしきい値を制御するために微量な不純物元
素(ボロンまたはリン)のドーピングを行ってもよい。
After forming the semiconductor layers 402 to 406, a slight amount of impurity element (boron or phosphorus) may be doped in order to control the threshold value of the TFT.

【0143】次いで、半導体層402〜406を覆うゲ
ート絶縁膜407を形成する。ゲート絶縁膜407はプ
ラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜
150nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施
例では、プラズマCVD法により110nmの厚さで酸
化窒化珪素膜を形成する。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒
化珪素膜に限定されるものでなく、他の絶縁膜を単層ま
たは積層構造として用いても良い。
Next, a gate insulating film 407 which covers the semiconductor layers 402 to 406 is formed. The gate insulating film 407 is formed by a plasma CVD method or a sputtering method and has a thickness of 40 to
It is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 150 nm. In this embodiment, a silicon oxynitride film is formed with a thickness of 110 nm by a plasma CVD method. Of course, the gate insulating film is not limited to the silicon oxynitride film, and other insulating films may be used as a single layer or a laminated structure.

【0144】また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラ
ズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Orthosilicate)
とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜
400℃とし、高周波(13.56MHz)電力密度0.
5〜0.8W/cm2で放電させて形成することができる。
このようにして作製される酸化珪素膜は、その後400
〜500℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好
な特性を得ることができる。
When a silicon oxide film is used, TEOS (Tetraethyl Orthosilicate) is formed by the plasma CVD method.
And O 2 are mixed, reaction pressure 40 Pa, substrate temperature 300-
400 ° C., high frequency (13.56 MHz) power density 0.
It can be formed by discharging at 5 to 0.8 W / cm 2 .
The silicon oxide film formed in this manner has a thickness of 400
Good characteristics as a gate insulating film can be obtained by thermal annealing at ˜500 ° C.

【0145】次いで、ゲート絶縁膜407上に膜厚20
〜100nmの第1の導電膜408と、膜厚100〜4
00nmの第2の導電膜409とを積層形成する。本実
施例では、膜厚30nmのTaN膜からなる第1の導電
膜408と、膜厚370nmのW膜からなる第2の導電
膜409を積層形成する。TaN膜はスパッタ法で形成
し、Taのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でス
パッタする。また、W膜は、Wのターゲットを用いたス
パッタ法で形成した。その他に6フッ化タングステン
(WF6)を用いる熱CVD法で形成することもでき
る。いずれにしてもゲート電極として使用するためには
低抵抗化を図る必要があり、W膜の抵抗率は20μΩc
m以下にすることが望ましい。
Then, a film having a thickness of 20 is formed on the gate insulating film 407.
A first conductive film 408 having a thickness of 100 nm and a thickness of 100 to 4
A second conductive film 409 having a thickness of 00 nm is stacked. In this embodiment, a first conductive film 408 made of a TaN film having a thickness of 30 nm and a second conductive film 409 made of a W film having a thickness of 370 nm are stacked. The TaN film is formed by a sputtering method and is sputtered in an atmosphere containing nitrogen using a Ta target. The W film was formed by the sputtering method using a W target. Alternatively, it can be formed by a thermal CVD method using tungsten hexafluoride (WF 6 ). In any case, it is necessary to reduce the resistance in order to use it as a gate electrode, and the resistivity of the W film is 20 μΩc.
It is desirable to be m or less.

【0146】なお、本実施例では、第1の導電膜408
をTaN、第2の導電膜409をWとしているが、特に
限定されず、いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、C
u、Cr、Ndから選ばれた元素、または前記元素を主
成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよ
い。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶
珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、A
gPdCu合金を用いてもよい。
Note that in this embodiment, the first conductive film 408 is used.
Is TaN and the second conductive film 409 is W, but is not particularly limited, and Ta, W, Ti, Mo, Al, and C are all used.
It may be formed of an element selected from u, Cr, and Nd, or an alloy material or a compound material containing the above element as a main component. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. Also, A
A gPdCu alloy may be used.

【0147】次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジ
ストからなるマスク410〜415を形成し、電極及び
配線を形成するための第1のエッチング処理を行う。第
1のエッチング処理では第1及び第2のエッチング条件
で行う。(図12(B))本実施例では第1のエッチン
グ条件として、ICP(Inductively Coupled Plasma:
誘導結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチング
用ガスにCF4とCl2とO2とを用い、それぞれのガス
流量比を25:25:10(sccm)とし、1Paの圧
力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力
を投入してプラズマを生成してエッチングを行う。基板
側(試料ステージ)にも150WのRF(13.56MHz)電
力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加す
る。この第1のエッチング条件によりW膜をエッチング
して第1の導電層の端部をテーパー形状とする。
Next, masks 410 to 415 made of resist are formed by photolithography, and a first etching process for forming electrodes and wirings is performed. The first etching process is performed under the first and second etching conditions. (FIG. 12B) In this embodiment, as the first etching condition, ICP (Inductively Coupled Plasma:
(Inductively coupled plasma) etching method, CF 4 , Cl 2 and O 2 are used as etching gases, the flow rate ratio of each gas is set to 25:25:10 (sccm), and the coil type electrode is applied at a pressure of 1 Pa. RF (13.56 MHz) power of 500 W is applied to the substrate to generate plasma for etching. RF (13.56 MHz) power of 150 W is also applied to the substrate side (sample stage) to apply a substantially negative self-bias voltage. The W film is etched under the first etching condition so that the end portion of the first conductive layer is tapered.

【0148】この後、レジストからなるマスク410〜
415を除去せずに第2のエッチング条件に変え、エッ
チング用ガスにCF4とCl2とを用い、それぞれのガス
流量比を30:30(sccm)とし、1Paの圧力でコ
イル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を投入
してプラズマを生成して約30秒程度のエッチングを行
う。基板側(試料ステージ)にも20WのRF(13.56MH
z)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印
加する。CF4とCl2を混合した第2のエッチング条件
ではW膜及びTaN膜とも同程度にエッチングされる。
なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチング
するためには、10〜20%程度の割合でエッチング時
間を増加させると良い。
After that, the masks 410 to 410 made of resist are formed.
Without removing 415, the second etching condition was changed, CF 4 and Cl 2 were used as etching gases, and the respective gas flow rate ratios were set to 30:30 (sccm) to form a coil-type electrode at a pressure of 1 Pa. RF (13.56 MHz) power of 500 W is applied to generate plasma and etching is performed for about 30 seconds. 20W RF (13.56MH) on the substrate side (sample stage)
z) Apply power and apply a substantially negative self-bias voltage. Under the second etching condition in which CF 4 and Cl 2 are mixed, the W film and the TaN film are etched to the same extent.
Note that in order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, the etching time may be increased at a rate of about 10 to 20%.

【0149】上記第1のエッチング処理では、レジスト
からなるマスクの形状を適したものとすることにより、
基板側に印加するバイアス電圧の効果により第1の導電
層及び第2の導電層の端部がテーパー形状となる。この
テーパー部の角度は15〜45°となる。こうして、第
1のエッチング処理により第1の導電層と第2の導電層
から成る第1の形状の導電層417〜422(第1の導
電層417a〜422aと第2の導電層417b〜42
2b)を形成する。416はゲート絶縁膜であり、第1
の形状の導電層417〜422で覆われない領域は20
〜50nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成さ
れる。
In the first etching process, the shape of the mask made of resist is adjusted to
The edges of the first conductive layer and the second conductive layer are tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. The angle of this tapered portion is 15 to 45 °. Thus, the first shape conductive layers 417 to 422 (first conductive layers 417a to 422a and second conductive layers 417b to 42) including the first conductive layer and the second conductive layer are formed by the first etching treatment.
2b) is formed. 416 is a gate insulating film,
The area not covered with the conductive layers 417 to 422 in the shape of 20 is 20
A thinned region is formed by etching about 50 nm.

【0150】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第2のエッチング処理を行う。(図12(C))こ
こでは、エッチングガスにCF4とCl2とO2とを用
い、W膜を選択的にエッチングする。この時、第2のエ
ッチング処理により第2の導電層428b〜433bを
形成する。一方、第1の導電層417a〜422aは、
ほとんどエッチングされず、第2の形状の導電層428
〜433を形成する。
Then, a second etching process is performed without removing the resist mask. Here (Fig. 12 (C)), using CF 4, Cl 2 and O 2 as an etching gas, to selectively etch the W film. At this time, the second conductive layers 428b to 433b are formed by the second etching treatment. On the other hand, the first conductive layers 417a to 422a are
The second shape conductive layer 428 that is hardly etched
~ 433 is formed.

【0151】そして、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第1のドーピング処理を行い、半導体層にn型を付
与する不純物元素を低濃度に添加する。ドーピング処理
はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行えば良
い。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1013〜5
×1014/cm2とし、加速電圧を40〜80keVと
して行う。本実施例ではドーズ量を1.5×1013/c
2とし、加速電圧を60keVとして行う。n型を付
与する不純物元素として15族に属する元素、典型的に
はリン(P)または砒素(As)を用いるが、ここでは
リン(P)を用いる。この場合、導電層428〜433
がn型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自
己整合的に不純物領域423〜427が形成される。不
純物領域423〜427には1×1018〜1×1020
cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加す
る。
Then, the first doping process is performed without removing the resist mask, and the impurity element imparting n-type is added to the semiconductor layer at a low concentration. The doping treatment may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. The condition of the ion doping method is that the dose amount is 1 × 10 13 to 5
The acceleration voltage is set to × 10 14 / cm 2 and the acceleration voltage is set to 40 to 80 keV. In this embodiment, the dose amount is 1.5 × 10 13 / c.
m 2 and the accelerating voltage is 60 keV. An element belonging to Group 15 is used as the impurity element imparting n-type, typically phosphorus (P) or arsenic (As), but phosphorus (P) is used here. In this case, the conductive layers 428 to 433
Serves as a mask for the impurity element imparting n-type, and impurity regions 423 to 427 are formed in a self-aligned manner. In the impurity regions 423 to 427, 1 × 10 18 to 1 × 10 20 /
An impurity element imparting n-type is added within the concentration range of cm 3 .

【0152】レジストからなるマスクを除去した後、新
たにレジストからなるマスク434a〜434cを形成
して第1のドーピング処理よりも高い加速電圧で第2の
ドーピング処理を行う。イオンドープ法の条件はドーズ
量を1×1013〜1×1015/cm2とし、加速電圧を60
〜120keVとして行う。ドーピング処理は第2の導
電層428b〜432bを不純物元素に対するマスクと
して用い、第1の導電層のテーパー部の下方の半導体層
に不純物元素が添加されるようにドーピングする。続い
て、第2のドーピング処理より加速電圧を下げて第3の
ドーピング処理を行って図13(A)の状態を得る。イ
オンドープ法の条件はドーズ量を1×1015〜1×10
17/cm2とし、加速電圧を50〜100keVとして行
う。第2のドーピング処理および第3のドーピング処理
により、第1の導電層と重なる低濃度不純物領域43
6、442、448には1×1018〜5×1019/cm3
濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加され、高濃
度不純物領域435、441、444、447には1×
1019〜5×1021/cm3の濃度範囲でn型を付与する不
純物元素が添加される。
After removing the masks made of resist, new masks 434a to 434c made of resist are formed, and the second doping process is performed at an acceleration voltage higher than that of the first doping process. The conditions of the ion doping method are a dose amount of 1 × 10 13 to 1 × 10 15 / cm 2 and an acceleration voltage of 60.
~ 120 keV. In the doping process, the second conductive layers 428b to 432b are used as a mask for the impurity element, and doping is performed so that the semiconductor layer below the tapered portion of the first conductive layer is added with the impurity element. Subsequently, the acceleration voltage is lowered from the second doping process and the third doping process is performed to obtain the state of FIG. The condition of the ion doping method is that the dose amount is 1 × 10 15 to 1 × 10 5.
The acceleration voltage is set to 17 / cm 2 and the acceleration voltage is set to 50 to 100 keV. By the second doping treatment and the third doping treatment, the low-concentration impurity region 43 overlapping with the first conductive layer 43 is formed.
6, 442 and 448 are added with an impurity element imparting n-type in a concentration range of 1 × 10 18 to 5 × 10 19 / cm 3 , and 1 × is added to the high concentration impurity regions 435, 441, 444 and 447.
An impurity element imparting n-type is added within a concentration range of 10 19 to 5 × 10 21 / cm 3 .

【0153】もちろん、適当な加速電圧にすることで、
第2のドーピング処理および第3のドーピング処理は1
回のドーピング処理で、低濃度不純物領域および高濃度
不純物領域を形成することも可能である。
Of course, by setting an appropriate acceleration voltage,
The second doping process and the third doping process are 1
It is possible to form the low-concentration impurity region and the high-concentration impurity region by performing the doping process once.

【0154】次いで、レジストからなるマスクを除去し
た後、新たにレジストからなるマスク450a〜450
cを形成して第4のドーピング処理を行う。この第4の
ドーピング処理により、pチャネル型TFTの活性層と
なる半導体層に前記一導電型とは逆の導電型を付与する
不純物元素が添加された不純物領域453、454、4
59、460を形成する。第1の導電層429a、43
2aを不純物元素に対するマスクとして用い、p型を付
与する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を
形成する。本実施例では、不純物領域453、454、
459、460はジボラン(B26)を用いたイオンド
ープ法で形成する。(図13(B))この第4のドーピ
ング処理の際には、nチャネル型TFTを形成する半導
体層はレジストからなるマスク450a〜450cで覆
われている。第1乃至3のドーピング処理によって、不
純物領域453、454、459、460にはそれぞれ
異なる濃度でリンが添加されているが、そのいずれの領
域においてもp型を付与する不純物元素の濃度を1×1
19〜5×1021atoms/cm3となるようにドーピング処
理することにより、pチャネル型TFTのソース領域お
よびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じ
ない。
Next, after removing the resist masks, new resist masks 450a to 450a are formed.
c is formed and a fourth doping process is performed. By the fourth doping process, impurity regions 453, 454, 4 in which an impurity element imparting a conductivity type opposite to the one conductivity type is added to a semiconductor layer which becomes an active layer of a p-channel TFT.
59 and 460 are formed. First conductive layers 429a, 43
Using 2a as a mask for the impurity element, the impurity element imparting p-type is added to form an impurity region in a self-aligned manner. In this embodiment, the impurity regions 453, 454,
459 and 460 are formed by an ion doping method using diborane (B 2 H 6 ). (FIG. 13B) At the time of the fourth doping process, the semiconductor layers forming the n-channel TFTs are covered with resist masks 450a to 450c. By the first to third doping processes, phosphorus is added to the impurity regions 453, 454, 459, and 460 at different concentrations, and the concentration of the impurity element imparting p-type is 1 × in any of the regions. 1
By performing the doping process so as to have a concentration of 0 19 to 5 × 10 21 atoms / cm 3 , there is no problem because it functions as a source region and a drain region of the p-channel TFT.

【0155】以上までの工程で、それぞれの半導体層に
不純物領域が形成される。
Through the above steps, the impurity regions are formed in the respective semiconductor layers.

【0156】次いで、レジストからなるマスク450a
〜450cを除去して第1の層間絶縁膜461を形成す
る。この第1の層間絶縁膜461としては、プラズマC
VD法またはスパッタ法を用い、厚さを100〜200
nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例で
は、プラズマCVD法により膜厚150nmの酸化窒化
珪素膜を形成した。勿論、第1の層間絶縁膜461は酸
化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む
絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
Next, a mask 450a made of resist.
To 450c are removed to form a first interlayer insulating film 461. As the first interlayer insulating film 461, plasma C is used.
The thickness is 100 to 200 using the VD method or the sputtering method.
It is formed of an insulating film containing silicon as nm. In this embodiment, a silicon oxynitride film having a thickness of 150 nm is formed by a plasma CVD method. Of course, the first interlayer insulating film 461 is not limited to the silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a laminated structure.

【0157】次いで、図13(C)に示すように、レー
ザ光を照射して、半導体層の結晶性の回復、それぞれの
半導体層に添加された不純物元素の活性化を行う。レー
ザ活性化は、実施例1乃至6のいずれか一、またはこれ
らの実施例を自由に組み合わせて、レーザ光を半導体膜
に照射する。用いるレーザは、連続発振またはパルス発
振の固体レーザまたは気体レーザまたは金属レーザが望
ましい。なお、前記固体レーザとしては連続発振または
パルス発振のYAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレ
ーザ、YAlO3レーザ、Y23レーザガラスレーザ、
ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ti:サフ
ァイアレーザ等があり、前記気体レーザとしては連続発
振またはパルス発振のエキシマレーザ、Arレーザ、K
rレーザ、CO2レーザ等があり、前記金属レーザとして
はヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レーザ、金蒸気レ
ーザが挙げられる。エキシマレーザは通常パルス発振で
はあるが、連続発振も原理的に可能という説もある。本
発明に連続発振のエキシマレーザも適用できる。このと
き、連続発振のレーザを用いるのであれば、レーザ光の
エネルギー密度は0.01〜100MW/cm2程度
(好ましくは0.01〜10MW/cm2)が必要であ
り、レーザ光に対して相対的に基板を0.5〜2000
cm/sの速度で移動させる。また、パルス発振のレー
ザを用いるのであれば、レーザエネルギー密度を50〜
1000mJ/cm2(代表的には50〜500mJ/cm2)とする
のが望ましい。このとき、レーザ光を50〜98%オー
バーラップさせても良い。なお、レーザニール法の他
に、熱アニール法、またはラピッドサーマルアニール法
(RTA法)などを適用することができる。
Next, as shown in FIG. 13C, laser light is irradiated to recover the crystallinity of the semiconductor layers and activate the impurity elements added to the respective semiconductor layers. Laser activation is performed by irradiating the semiconductor film with laser light by using any one of Embodiments 1 to 6 or by freely combining these embodiments. The laser used is preferably a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser, or a metal laser. As the solid-state laser, continuous oscillation or pulse oscillation YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, Y 2 O 3 laser glass laser,
There are a ruby laser, an alexandride laser, a Ti: sapphire laser, and the like, and the gas laser includes a continuous oscillation or pulse oscillation excimer laser, an Ar laser, and a K laser.
There are r lasers, CO 2 lasers, and the like, and examples of the metal lasers include helium cadmium lasers, copper vapor lasers, and gold vapor lasers. The excimer laser is usually pulsed, but there is also a theory that continuous oscillation is possible in principle. A continuous wave excimer laser can also be applied to the present invention. At this time, if using a continuous wave laser, the energy density of the laser beam is about 0.01 to 100 MW / cm 2 (preferably 0.01~10MW / cm 2) is required, with respect to the laser beam Relative substrate 0.5-2000
Move at a speed of cm / s. If a pulsed laser is used, the laser energy density is 50 to
It is desirable to set it to 1000 mJ / cm 2 (typically 50 to 500 mJ / cm 2 ). At this time, the laser beams may be overlapped by 50 to 98%. Note that a thermal annealing method, a rapid thermal annealing method (RTA method), or the like can be applied in addition to the laser-neal method.

【0158】また、第1の層間絶縁膜を形成する前に活
性化を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱に弱
い場合には、本実施例のように配線等を保護するため層
間絶縁膜(珪素を主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素
膜)を形成した後で活性化処理を行うことが好ましい。
Further, activation may be performed before forming the first interlayer insulating film. However, when the wiring material used is weak against heat, activation is performed after forming an interlayer insulating film (insulating film containing silicon as a main component, for example, a silicon nitride film) to protect the wiring and the like as in this embodiment. It is preferable to carry out a chemical treatment.

【0159】そして、熱処理(300〜550℃で1〜
12時間の熱処理)を行うと水素化を行うことができ
る。この工程は第1の層間絶縁膜461に含まれる水素
により半導体層のダングリングボンドを終端する工程で
ある。第1の層間絶縁膜の存在に関係なく半導体層を水
素化することができる。水素化の他の手段として、プラ
ズマ水素化(プラズマにより励起された水素を用いる)
や、3〜100%の水素を含む雰囲気中で300〜45
0℃で1〜12時間の熱処理を行っても良い。
Then, heat treatment (at 300 to 550 ° C. 1 to
Hydrogenation can be performed by performing heat treatment for 12 hours. This step is a step of terminating the dangling bond of the semiconductor layer with hydrogen contained in the first interlayer insulating film 461. The semiconductor layer can be hydrogenated regardless of the presence of the first interlayer insulating film. Plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) as another means of hydrogenation
Or 300 to 45 in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen
You may perform heat processing for 1 to 12 hours at 0 degreeC.

【0160】次いで、第1の層間絶縁膜461上に無機
絶縁膜材料または有機絶縁物材料から成る第2の層間絶
縁膜462を形成する。本実施例では、膜厚1.6μm
のアクリル樹脂膜を形成したが、粘度が10〜1000
cp、好ましくは40〜200cpのものを用い、表面
に凸凹が形成されるものを用いる。
Next, a second interlayer insulating film 462 made of an inorganic insulating film material or an organic insulating material is formed on the first interlayer insulating film 461. In this embodiment, the film thickness is 1.6 μm
The acrylic resin film of
cp, preferably 40 to 200 cp, and the one having irregularities on the surface is used.

【0161】本実施例では、鏡面反射を防ぐため、表面
に凸凹(図示しない)が形成される第2の層間絶縁膜を
形成することによって画素電極の表面に凸凹を形成し
た。また、画素電極の表面に凹凸を持たせて光散乱性を
図るため、画素電極の下方の領域に凸部を形成してもよ
い。その場合、凸部の形成は、TFTの形成と同じフォ
トマスクで行うことができるため、工程数の増加なく形
成することができる。なお、この凸部は配線及びTFT
部以外の画素部領域の基板上に適宜設ければよい。こう
して、凸部を覆う絶縁膜の表面に形成された凸凹に沿っ
て画素電極の表面に凸凹が形成される。
In this example, in order to prevent specular reflection, the second interlayer insulating film having irregularities (not shown) is formed on the surface to form irregularities on the surface of the pixel electrode. Further, in order to make the surface of the pixel electrode uneven so as to achieve light scattering, a convex portion may be formed in a region below the pixel electrode. In that case, since the projection can be formed using the same photomask as that for forming the TFT, the projection can be formed without increasing the number of steps. Note that this convex portion is the wiring and the TFT.
It may be appropriately provided on the substrate in the pixel portion region other than the portion. Thus, the unevenness is formed on the surface of the pixel electrode along the unevenness formed on the surface of the insulating film covering the convex portion.

【0162】また、第2の層間絶縁膜462として表面
が平坦化する膜を用いてもよい。その場合は、画素電極
を形成した後、公知のサンドブラスト法やエッチング法
等の工程を追加して表面を凹凸化させて、鏡面反射を防
ぎ、反射光を散乱させることによって白色度を増加させ
ることが好ましい。
A film having a flat surface may be used as the second interlayer insulating film 462. In that case, after forming the pixel electrode, a step such as a known sandblasting method or etching method is added to make the surface uneven so as to prevent specular reflection and scatter reflected light to increase the whiteness. Is preferred.

【0163】そして、駆動回路506において、各不純
物領域とそれぞれ電気的に接続する配線463〜467
を形成する。なお、これらの配線は、膜厚50nmのT
i膜と、膜厚500nmの合金膜(AlとTiとの合金
膜)との積層膜をパターニングして形成する。もちろ
ん、二層構造に限らず、単層構造でもよいし、三層以上
の積層構造にしてもよい。また、配線の材料としては、
AlとTiに限らない。例えば、TaN膜上にAlやC
uを形成し、さらにTi膜を形成した積層膜をパターニ
ングして配線を形成してもよい。(図14)
Then, in the drive circuit 506, wirings 463 to 467 electrically connected to the respective impurity regions.
To form. Note that these wirings have a thickness of 50 nm.
A laminated film of an i film and an alloy film (alloy film of Al and Ti) having a film thickness of 500 nm is formed by patterning. Of course, the structure is not limited to the two-layer structure, and may be a single-layer structure or a laminated structure of three or more layers. Also, as the wiring material,
It is not limited to Al and Ti. For example, Al or C on the TaN film
Wiring may be formed by forming u and then patterning a laminated film having a Ti film formed thereon. (Figure 14)

【0164】また、画素部507においては、画素電極
470、ゲート配線469、接続電極468を形成す
る。この接続電極468によりソース配線(433aと
433bの積層)は、画素TFTと電気的な接続が形成
される。また、ゲート配線469は、画素TFTのゲー
ト電極と電気的な接続が形成される。また、画素電極4
70は、画素TFTのドレイン領域と電気的な接続が形
成され、さらに保持容量を形成する一方の電極として機
能する半導体層と電気的な接続が形成される。また、画
素電極470としては、AlまたはAgを主成分とする
膜、またはそれらの積層膜等の反射性の優れた材料を用
いることが望ましい。
In the pixel portion 507, the pixel electrode 470, the gate wiring 469, and the connection electrode 468 are formed. By this connection electrode 468, the source wiring (a stack of 433a and 433b) is electrically connected to the pixel TFT. The gate wiring 469 is electrically connected to the gate electrode of the pixel TFT. Also, the pixel electrode 4
70 is electrically connected to the drain region of the pixel TFT, and is further electrically connected to the semiconductor layer that functions as one electrode forming the storage capacitor. Further, as the pixel electrode 470, it is desirable to use a material having excellent reflectivity such as a film containing Al or Ag as a main component, or a laminated film thereof.

【0165】以上の様にして、nチャネル型TFT50
1とpチャネル型TFT502からなるCMOS回路、
及びnチャネル型TFT503を有する駆動回路506
と、画素TFT504、保持容量505とを有する画素
部507を同一基板上に形成することができる。こうし
て、アクティブマトリクス基板が完成する。
As described above, the n-channel TFT 50
1 and a p-channel TFT 502 CMOS circuit,
And driving circuit 506 having n-channel TFT 503
Then, the pixel portion 507 including the pixel TFT 504 and the storage capacitor 505 can be formed over the same substrate. Thus, the active matrix substrate is completed.

【0166】駆動回路506のnチャネル型TFT50
1はチャネル形成領域437、ゲート電極の一部を構成
する第1の導電層428aと重なる低濃度不純物領域4
36(GOLD領域)、ソース領域またはドレイン領域
として機能する高濃度不純物領域452を有している。
このnチャネル型TFT501と電極466で接続して
CMOS回路を形成するpチャネル型TFT502には
チャネル形成領域445、ソース領域またはドレイン領
域として機能する高濃度不純物領域453と、低濃度不
純物領域454を有している。また、nチャネル型TF
T503にはチャネル形成領域443、ゲート電極の一
部を構成する第1の導電層430aと重なる低濃度不純
物領域442(GOLD領域)、ソース領域またはドレ
イン領域として機能する高濃度不純物領域456を有し
ている。
N-channel TFT 50 of drive circuit 506
Reference numeral 1 denotes a channel formation region 437, and a low-concentration impurity region 4 overlapping with the first conductive layer 428a forming part of the gate electrode.
36 (GOLD region), a high-concentration impurity region 452 which functions as a source region or a drain region.
The p-channel TFT 502, which is connected to the n-channel TFT 501 with an electrode 466 to form a CMOS circuit, has a channel forming region 445, a high-concentration impurity region 453 which functions as a source region or a drain region, and a low-concentration impurity region 454. is doing. In addition, n-channel TF
T503 has a channel formation region 443, a low-concentration impurity region 442 (GOLD region) overlapping with the first conductive layer 430a which forms part of a gate electrode, and a high-concentration impurity region 456 which functions as a source or drain region. ing.

【0167】画素部の画素TFT504にはチャネル形
成領域446、ゲート電極の外側に形成される低濃度不
純物領域445(LDD領域)、ソース領域またはドレ
イン領域として機能する高濃度不純物領域458を有し
ている。また、保持容量505の一方の電極として機能
する半導体層には、n型を付与する不純物元素およびp
型を付与する不純物元素が添加されている。保持容量5
05は、絶縁膜416を誘電体として、電極(432a
と432bの積層)と、半導体層とで形成している。
The pixel TFT 504 in the pixel portion has a channel formation region 446, a low concentration impurity region 445 (LDD region) formed outside the gate electrode, and a high concentration impurity region 458 which functions as a source region or a drain region. There is. In the semiconductor layer functioning as one electrode of the storage capacitor 505, an impurity element imparting n-type conductivity and p
An impurity element that imparts a mold is added. Storage capacity 5
05 is an electrode (432a) using the insulating film 416 as a dielectric.
And 432b) and a semiconductor layer.

【0168】本実施例の画素構造は、ブラックマトリク
スを用いることなく、画素電極間の隙間が遮光されるよ
うに、画素電極の端部をソース配線と重なるように配置
形成する。
In the pixel structure of this embodiment, the end portions of the pixel electrodes are arranged and formed so as to overlap the source wiring so that the gaps between the pixel electrodes are shielded without using the black matrix.

【0169】また、本実施例で作製するアクティブマト
リクス基板の画素部の上面図を図15に示す。なお、図
12〜図15に対応する部分には同じ符号を用いてい
る。図14中の鎖線A−A’は図15中の鎖線A―A’
で切断した断面図に対応している。また、図14中の鎖
線B−B’は図15中の鎖線B―B’で切断した断面図
に対応している。
A top view of the pixel portion of the active matrix substrate manufactured in this embodiment is shown in FIG. The same reference numerals are used for the parts corresponding to those in FIGS. A chain line AA ′ in FIG. 14 is a chain line AA ′ in FIG.
It corresponds to the cross-sectional view cut at. Further, a chain line BB ′ in FIG. 14 corresponds to a sectional view taken along a chain line BB ′ in FIG. 15.

【0170】[実施例8]本実施例では、実施例7で作
製したアクティブマトリクス基板から、反射型液晶表示
装置を作製する工程を以下に説明する。説明には図16
を用いる。
[Embodiment 8] In this embodiment, a process of manufacturing a reflective liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in Embodiment 7 will be described below. 16 for the explanation.
To use.

【0171】まず、実施例5に従い、図14の状態のア
クティブマトリクス基板を得た後、図14のアクティブ
マトリクス基板上、少なくとも画素電極470上に配向
膜567を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例
では配向膜567を形成する前に、アクリル樹脂膜等の
有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を
保持するための柱状のスペーサ572を所望の位置に形
成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状のスペー
サを基板全面に散布してもよい。
First, according to the fifth embodiment, after obtaining the active matrix substrate in the state of FIG. 14, an alignment film 567 is formed on at least the pixel electrode 470 on the active matrix substrate of FIG. 14, and rubbing treatment is performed. In this embodiment, before forming the alignment film 567, the organic resin film such as the acrylic resin film is patterned to form the columnar spacers 572 for holding the substrate distance at desired positions. Further, spherical spacers may be dispersed over the entire surface of the substrate instead of the columnar spacers.

【0172】次いで、対向基板569を用意する。次い
で、対向基板569上に着色層570、571、平坦化
膜573を形成する。赤色の着色層570と青色の着色
層571とを重ねて、遮光部を形成する。また、赤色の
着色層と緑色の着色層とを一部重ねて、遮光部を形成し
てもよい。
Next, a counter substrate 569 is prepared. Next, the coloring layers 570 and 571 and the planarization film 573 are formed over the counter substrate 569. The red colored layer 570 and the blue colored layer 571 are overlapped with each other to form a light shielding portion. In addition, the light-shielding portion may be formed by partially overlapping the red colored layer and the green colored layer.

【0173】本実施例では、実施例5に示す基板を用い
ている。従って、実施例5の画素部の上面図を示す図1
5では、少なくともゲート配線469と画素電極470
の間隙と、ゲート配線469と接続電極468の間隙
と、接続電極468と画素電極470の間隙を遮光する
必要がある。本実施例では、それらの遮光すべき位置に
着色層の積層からなる遮光部が重なるように各着色層を
配置して、対向基板を貼り合わせた。
In this example, the substrate shown in Example 5 is used. Therefore, FIG. 1 showing a top view of the pixel portion of the fifth embodiment.
5 at least the gate wiring 469 and the pixel electrode 470.
It is necessary to shield light from the gap between the gate wiring 469 and the connection electrode 468, and the gap between the connection electrode 468 and the pixel electrode 470. In this example, the colored layers were arranged so that the light-shielding portions formed by stacking the colored layers were overlapped with each other at the positions where they should be shielded, and the counter substrates were bonded together.

【0174】このように、ブラックマトリクス等の遮光
層を形成することなく、各画素間の隙間を着色層の積層
からなる遮光部で遮光することによって工程数の低減を
可能とした。
As described above, the number of steps can be reduced by forming the light-shielding portion formed of the stacked colored layers so as to shield the gaps between the pixels without forming a light-shielding layer such as a black matrix.

【0175】次いで、平坦化膜573上に透明導電膜か
らなる対向電極576を少なくとも画素部に形成し、対
向基板の全面に配向膜574を形成し、ラビング処理を
施した。
Then, a counter electrode 576 made of a transparent conductive film was formed on the flattening film 573 at least in the pixel portion, an alignment film 574 was formed on the entire surface of the counter substrate, and a rubbing treatment was performed.

【0176】そして、画素部と駆動回路が形成されたア
クティブマトリクス基板と対向基板とをシール材568
で貼り合わせる。シール材568にはフィラーが混入さ
れていて、このフィラーと柱状スペーサによって均一な
間隔を持って2枚の基板が貼り合わせられる。その後、
両基板の間に液晶材料575を注入し、封止剤(図示せ
ず)によって完全に封止する。液晶材料575には公知
の液晶材料を用いれば良い。このようにして図16に示
す反射型液晶表示装置が完成する。そして、必要があれ
ば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の
形状に分断する。さらに、対向基板のみに偏光板(図示
しない)を貼りつけた。そして、公知の技術を用いてF
PCを貼りつけた。
Then, the active matrix substrate on which the pixel portion and the driving circuit are formed and the counter substrate are sealed with a sealing material 568.
Stick together. A filler is mixed in the sealing material 568, and the two substrates are bonded to each other with a uniform interval by the filler and the columnar spacers. afterwards,
A liquid crystal material 575 is injected between both substrates and completely sealed with a sealant (not shown). A known liquid crystal material may be used as the liquid crystal material 575. In this way, the reflection type liquid crystal display device shown in FIG. 16 is completed. Then, if necessary, the active matrix substrate or the counter substrate is cut into a desired shape. Further, a polarizing plate (not shown) was attached only to the counter substrate. Then, using a known technique, F
I stuck a PC.

【0177】以上のようにして作製される液晶表示装置
はエネルギー分布の均一なレーザ光により一様にアニー
ルされた半導体膜を用いて作製されたTFTを有してお
り、前記液晶表示装置の動作特性や信頼性が十分なもの
となり得る。そして、このような液晶表示装置は各種電
子機器の表示部として用いることができる。
The liquid crystal display device manufactured as described above has a TFT manufactured using a semiconductor film uniformly annealed by a laser beam having a uniform energy distribution. The characteristics and reliability can be sufficient. Then, such a liquid crystal display device can be used as a display portion of various electronic devices.

【0178】なお、本実施例は実施例1乃至7と自由に
組み合わせることが可能である。
This embodiment can be freely combined with Embodiments 1 to 7.

【0179】[実施例9]本実施例では、実施例7で示
したアクティブマトリクス基板を作製するときのTFT
の作製方法を用いて、発光装置を作製した例について説
明する。本明細書において、発光装置とは、基板上に形
成された発光素子を該基板とカバー材の間に封入した表
示用パネルおよび該表示用パネルにTFTを備えた表示
用モジュールを総称したものである。なお、発光素子
は、電場を加えることで発生するルミネッセンス(Elec
tro Luminescence)が得られる有機化合物を含む層(発
光層)と陽極層と、陰極層とを有する。また、有機化合
物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基
底状態に戻る際の発光(蛍光)と三重項励起状態から基
底状態に戻る際の発光(リン光)があり、これらのうち
どちらか、あるいは両方の発光を含む。
[Embodiment 9] In this embodiment, a TFT for manufacturing the active matrix substrate shown in Embodiment 7
An example in which a light-emitting device is manufactured by using the manufacturing method of will be described. In the present specification, a light emitting device is a generic term for a display panel in which a light emitting element formed on a substrate is enclosed between the substrate and a cover material, and a display module including a TFT on the display panel. is there. Note that the light-emitting element has a luminescence (Elec
It has a layer (light emitting layer) containing an organic compound for which tro luminescence is obtained, an anode layer, and a cathode layer. In addition, luminescence in an organic compound includes light emission when returning from a singlet excited state to a ground state (fluorescence) and light emission when returning from a triplet excited state to a ground state (phosphorescence). Alternatively, it includes both luminescence.

【0180】なお、本明細書中では、発光素子において
陽極と陰極の間に形成された全ての層を有機発光層と定
義する。有機発光層には具体的に、発光層、正孔注入
層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれ
る。基本的に発光素子は、陽極層、発光層、陰極層が順
に積層された構造を有しており、この構造に加えて、陽
極層、正孔注入層、発光層、陰極層や、陽極層、正孔注
入層、発光層、電子輸送層、陰極層等の順に積層した構
造を有していることもある。
In the present specification, all the layers formed between the anode and the cathode in the light emitting device are defined as the organic light emitting layer. The organic light emitting layer specifically includes a light emitting layer, a hole injection layer, an electron injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and the like. Basically, a light emitting device has a structure in which an anode layer, a light emitting layer, and a cathode layer are sequentially stacked. In addition to this structure, an anode layer, a hole injection layer, a light emitting layer, a cathode layer, and an anode layer are provided. It may have a structure in which a hole injecting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, a cathode layer and the like are laminated in this order.

【0181】図17は本実施例の発光装置の断面図であ
る。図17において、基板700上に設けられたスイッ
チングTFT603は図14のnチャネル型TFT50
3を用いて形成される。したがって、構造の説明はnチ
ャネル型TFT503の説明を参照すれば良い。
FIG. 17 is a sectional view of the light emitting device of this embodiment. 17, the switching TFT 603 provided on the substrate 700 is the n-channel TFT 50 of FIG.
3 is used. Therefore, the description of the structure may be referred to the description of the n-channel TFT 503.

【0182】なお、本実施例ではチャネル形成領域が二
つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネル
形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは
三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
Although the double gate structure in which two channel forming regions are formed is used in this embodiment, a single gate structure in which one channel forming region is formed or a triple gate structure in which three channel forming regions are formed is also possible. good.

【0183】基板700上に設けられた駆動回路は図1
4のCMOS回路を用いて形成される。従って、構造の
説明はnチャネル型TFT501とpチャネル型TFT
502の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシ
ングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もし
くはトリプルゲート構造であっても良い。
The driving circuit provided on the substrate 700 is shown in FIG.
4 CMOS circuit is used. Therefore, the description of the structure is given by the n-channel TFT 501 and the p-channel TFT.
The description of 502 may be referred to. Although a single gate structure is used in this embodiment, a double gate structure or a triple gate structure may be used.

【0184】また、配線701、703はCMOS回路
のソース配線、702はドレイン配線として機能する。
また、配線704はソース配線708とスイッチングT
FTのソース領域とを電気的に接続する配線として機能
し、配線705はドレイン配線709とスイッチングT
FTのドレイン領域とを電気的に接続する配線として機
能する。
The wirings 701 and 703 function as a source wiring of the CMOS circuit, and 702 functions as a drain wiring.
The wiring 704 is connected to the source wiring 708 and the switching T.
The wiring 705 functions as a wiring that electrically connects the source region of the FT, and the wiring 705 is connected to the drain wiring 709 and the switching T.
It functions as a wiring that electrically connects the drain region of the FT.

【0185】なお、電流制御TFT604は図14のp
チャネル型TFT502を用いて形成される。従って、
構造の説明はpチャネル型TFT502の説明を参照す
れば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造とし
ているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構
造であっても良い。
The current control TFT 604 has the p-type structure shown in FIG.
It is formed using the channel TFT 502. Therefore,
For the description of the structure, the description of the p-channel TFT 502 may be referred to. Although a single gate structure is used in this embodiment, a double gate structure or a triple gate structure may be used.

【0186】また、配線706は電流制御TFT604
のソース配線(電流供給線に相当する)であり、707
は電流制御TFT604のドレイン配線であり、画素電
極711上に重ねることで画素電極711と電気的に接
続する電極である。
The wiring 706 is a current control TFT 604.
Source wiring (corresponding to a current supply line) of 707
Is a drain wiring of the current control TFT 604, and is an electrode that is electrically connected to the pixel electrode 711 by being overlapped on the pixel electrode 711.

【0187】なお、711は、透明導電膜からなる画素
電極(発光素子の陽極)である。透明導電膜としては、
酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウム
と酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化
インジウムを用いることができる。また、前記透明導電
膜にガリウムを添加したものを用いても良い。画素電極
711は、上記配線を形成する前に平坦な層間絶縁膜7
10上に形成する。本実施例においては、樹脂からなる
平坦化膜710を用いてTFTによる段差を平坦化する
ことは非常に重要である。後に形成される発光層は非常
に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起
こす場合がある。従って、発光層をできるだけ平坦面に
形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化してお
くことが望ましい。
Reference numeral 711 is a pixel electrode (anode of a light emitting element) made of a transparent conductive film. As the transparent conductive film,
A compound of indium oxide and tin oxide, a compound of indium oxide and zinc oxide, zinc oxide, tin oxide, or indium oxide can be used. Moreover, you may use what added gallium to the said transparent conductive film. The pixel electrode 711 has a flat interlayer insulating film 7 before the wiring is formed.
Form on 10. In this embodiment, it is very important to flatten the step due to the TFT by using the flattening film 710 made of resin. Since the light emitting layer that is formed later is very thin, the light emitting failure may occur due to the existence of the step. Therefore, it is desirable to flatten the light emitting layer before forming the pixel electrode so that the light emitting layer can be formed as flat as possible.

【0188】配線701〜707を形成後、図17に示
すようにバンク712を形成する。バンク712は10
0〜400nmの珪素を含む絶縁膜もしくは有機樹脂膜
をパターニングして形成すれば良い。
After forming the wirings 701 to 707, a bank 712 is formed as shown in FIG. Bank 712 is 10
It may be formed by patterning an insulating film containing 0 to 400 nm of silicon or an organic resin film.

【0189】なお、バンク712は絶縁膜であるため、
成膜時における素子の静電破壊には注意が必要である。
本実施例ではバンク712の材料となる絶縁膜中にカー
ボン粒子や金属粒子を添加して抵抗率を下げ、静電気の
発生を抑制する。この際、抵抗率は1×106〜1×1
12Ωm(好ましくは1×108〜1×1010Ωm)と
なるようにカーボン粒子や金属粒子の添加量を調節すれ
ば良い。
Since the bank 712 is an insulating film,
Attention must be paid to the electrostatic breakdown of the device during film formation.
In this embodiment, carbon particles or metal particles are added to the insulating film that is the material of the bank 712 to lower the resistivity and suppress the generation of static electricity. At this time, the resistivity is 1 × 10 6 to 1 × 1.
The addition amount of carbon particles or metal particles may be adjusted so as to be 0 12 Ωm (preferably 1 × 10 8 to 1 × 10 10 Ωm).

【0190】画素電極711の上には発光層713が形
成される。なお、図17では一画素しか図示していない
が、本実施例ではR(赤)、G(緑)、B(青)の各色
に対応した発光層を作り分けている。また、本実施例で
は蒸着法により低分子系有機発光材料を形成している。
具体的には、正孔注入層として20nm厚の銅フタロシ
アニン(CuPc)膜を設け、その上に発光層として7
0nm厚のトリス−8−キノリノラトアルミニウム錯体
(Alq3)膜を設けた積層構造としている。Alq3
キナクリドン、ペリレンもしくはDCM1といった蛍光
色素を添加することで発光色を制御することができる。
A light emitting layer 713 is formed on the pixel electrode 711. Although only one pixel is shown in FIG. 17, light emitting layers corresponding to respective colors of R (red), G (green), and B (blue) are separately formed in this embodiment. Further, in this embodiment, the low molecular weight organic light emitting material is formed by the vapor deposition method.
Specifically, a 20-nm-thick copper phthalocyanine (CuPc) film is provided as a hole injection layer, and a 7-nm light emitting layer is formed thereon.
It has a laminated structure in which a 0 nm thick tris-8-quinolinolato aluminum complex (Alq 3 ) film is provided. The emission color can be controlled by adding a fluorescent dye such as quinacridone, perylene or DCM1 to Alq 3 .

【0191】但し、以上の例は発光層として用いること
のできる有機発光材料の一例であって、これに限定する
必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注
入層を自由に組み合わせて発光層(発光及びそのための
キャリアの移動を行わせるための層)を形成すれば良
い。例えば、本実施例では低分子系有機発光材料を発光
層として用いる例を示したが、中分子系有機発光材料や
高分子系有機発光材料を用いても良い。なお、本明細書
中において、昇華性を有さず、かつ、分子数が20以下
または連鎖する分子の長さが10μm以下の有機発光材
料を中分子系有機発光材料とする。また、高分子系有機
発光材料を用いる例として、正孔注入層として20nm
のポリチオフェン(PEDOT)膜をスピン塗布法によ
り設け、その上に発光層として100nm程度のパラフ
ェニレンビニレン(PPV)膜を設けた積層構造として
も良い。なお、PPVのπ共役系高分子を用いると、赤
色から青色まで発光波長を選択できる。また、電荷輸送
層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いるこ
とも可能である。これらの有機発光材料や無機材料は公
知の材料を用いることができる。
However, the above example is an example of an organic light emitting material that can be used as a light emitting layer, and it is not necessary to limit to this. The light emitting layer (charge transporting layer or charge injecting layer) may be freely combined to form a light emitting layer (a layer for emitting light and for moving carriers therefor). For example, in this embodiment, an example in which a low molecular weight organic light emitting material is used as the light emitting layer is shown, but a medium molecular weight organic light emitting material or a high molecular weight organic light emitting material may be used. In the present specification, an organic light-emitting material having no sublimability and having a number of molecules of 20 or less or a chain of molecules having a length of 10 μm or less is referred to as a medium molecule organic light-emitting material. In addition, as an example of using a polymer organic light emitting material, the hole injection layer has a thickness of 20 nm.
Alternatively, a polythiophene (PEDOT) film may be provided by a spin coating method, and a para-phenylene vinylene (PPV) film having a thickness of about 100 nm may be provided on the polythiophene (PEDOT) film as a laminated structure. By using a PPV π-conjugated polymer, the emission wavelength can be selected from red to blue. Further, it is also possible to use an inorganic material such as silicon carbide for the charge transport layer and the charge injection layer. Known materials can be used as these organic light emitting materials and inorganic materials.

【0192】次に、発光層713の上には導電膜からな
る陰極714が設けられる。本実施例の場合、導電膜と
してアルミニウムとリチウムとの合金膜を用いる。勿
論、公知のMgAg膜(マグネシウムと銀との合金膜)
を用いても良い。陰極材料としては、周期表の1族もし
くは2族に属する元素からなる導電膜もしくはそれらの
元素を添加した導電膜を用いれば良い。
Next, a cathode 714 made of a conductive film is provided on the light emitting layer 713. In this embodiment, an alloy film of aluminum and lithium is used as the conductive film. Of course, a well-known MgAg film (an alloy film of magnesium and silver)
May be used. As the cathode material, a conductive film made of an element belonging to Group 1 or 2 of the periodic table or a conductive film to which those elements are added may be used.

【0193】この陰極714まで形成された時点で発光
素子715が完成する。なお、ここでいう発光素子71
5は、画素電極(陽極)711、発光層713及び陰極
714で形成されたダイオードを指す。
When the cathode 714 is formed, the light emitting element 715 is completed. The light emitting element 71 referred to here
Reference numeral 5 denotes a diode formed by the pixel electrode (anode) 711, the light emitting layer 713 and the cathode 714.

【0194】発光素子715を完全に覆うようにしてパ
ッシベーション膜716を設けることは有効である。パ
ッシベーション膜716としては、炭素膜、窒化珪素膜
もしくは窒化酸化珪素膜を含む絶縁膜からなり、該絶縁
膜を単層もしくは組み合わせた積層で用いる。
It is effective to provide the passivation film 716 so as to completely cover the light emitting element 715. As the passivation film 716, an insulating film including a carbon film, a silicon nitride film, or a silicon nitride oxide film is used, and the insulating films are used as a single layer or a stacked layer in which they are combined.

【0195】この際、カバレッジの良い膜をパッシベー
ション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にD
LC膜を用いることは有効である。DLC膜は室温から
100℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性
の低い発光層713の上方にも容易に成膜することがで
きる。また、DLC膜は酸素に対するブロッキング効果
が高く、発光層713の酸化を抑制することが可能であ
る。そのため、この後に続く封止工程を行う間に発光層
713が酸化するといった問題を防止できる。
At this time, it is preferable to use a film having good coverage as a passivation film, and a carbon film, especially D
It is effective to use an LC film. Since the DLC film can be formed in a temperature range from room temperature to 100 ° C. or lower, it can be easily formed over the light-emitting layer 713 having low heat resistance. In addition, the DLC film has a high blocking effect on oxygen and can suppress oxidation of the light emitting layer 713. Therefore, it is possible to prevent the problem that the light emitting layer 713 is oxidized during the subsequent sealing step.

【0196】さらに、パッシベーション膜716上に封
止材717を設け、カバー材718を貼り合わせる。封
止材717としては紫外線硬化樹脂を用いれば良く、内
部に吸湿効果を有する物質もしくは酸化防止効果を有す
る物質を設けることは有効である。また、本実施例にお
いてカバー材718はガラス基板や石英基板やプラスチ
ック基板(プラスチックフィルムも含む)や可撓性基板
の両面に炭素膜(好ましくはDLC膜)を形成したもの
を用いる。炭素膜以外にもアルミ膜(AlON、Al
N、AlOなど)、SiNなどを用いることができる。
Further, a sealing material 717 is provided on the passivation film 716, and a cover material 718 is attached. An ultraviolet curable resin may be used as the sealing material 717, and it is effective to provide a substance having a moisture absorption effect or a substance having an antioxidant effect inside. In this embodiment, the cover material 718 is a glass substrate, a quartz substrate, a plastic substrate (including a plastic film), or a flexible substrate having a carbon film (preferably a DLC film) formed on both sides. Besides carbon film, aluminum film (AlON, Al
N, AlO, etc.), SiN, etc. can be used.

【0197】こうして図17に示すような構造の発光装
置が完成する。なお、バンク712を形成した後、パッ
シベーション膜716を形成するまでの工程をマルチチ
ャンバー方式(またはインライン方式)の成膜装置を用
いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効であ
る。また、さらに発展させてカバー材718を貼り合わ
せる工程までを大気解放せずに連続的に処理することも
可能である。
Thus, the light emitting device having the structure as shown in FIG. 17 is completed. Note that it is effective to continuously perform the steps from the formation of the bank 712 to the formation of the passivation film 716 using a multi-chamber system (or in-line system) film formation apparatus without exposing to the atmosphere. . Further, it is also possible to further develop and continuously process up to the step of attaching the cover material 718 without exposing to the atmosphere.

【0198】こうして、基板700上にnチャネル型T
FT601、pチャネル型TFT602、スイッチング
TFT(nチャネル型TFT)603および電流制御T
FT(pチャネル型TFT)604が形成される。
Thus, the n-channel type T is formed on the substrate 700.
FT 601, p-channel TFT 602, switching TFT (n-channel TFT) 603 and current control T
An FT (p-channel TFT) 604 is formed.

【0199】さらに、図17を用いて説明したように、
ゲート電極に絶縁膜を介して重なる不純物領域を設ける
ことによりホットキャリア効果に起因する劣化に強いn
チャネル型TFTを形成することができる。そのため、
信頼性の高い発光装置を実現できる。
Further, as described with reference to FIG. 17,
By providing an impurity region overlapping the gate electrode with an insulating film interposed therebetween, n which is resistant to deterioration due to the hot carrier effect is used.
A channel TFT can be formed. for that reason,
It is possible to realize a highly reliable light emitting device.

【0200】また、本実施例では画素部と駆動回路の構
成のみ示しているが、本実施例の製造工程に従えば、そ
の他にも信号分割回路、D/Aコンバータ、オペアン
プ、γ補正回路などの論理回路を同一の絶縁体上に形成
可能であり、さらにはメモリやマイクロプロセッサをも
形成しうる。
Although only the configurations of the pixel portion and the driving circuit are shown in the present embodiment, a signal dividing circuit, a D / A converter, an operational amplifier, a γ correction circuit, etc. may also be used according to the manufacturing process of the present embodiment. Can be formed on the same insulator, and further, a memory and a microprocessor can be formed.

【0201】以上のようにして作製される発光装置はエ
ネルギー分布の均一なレーザ光により一様にアニールさ
れた半導体膜を用いて作製されたTFTを有しており、
前記発光装置の動作特性や信頼性が十分なものとなり得
る。そして、このような発光装置は各種電子機器の表示
部として用いることができる。
The light-emitting device manufactured as described above has a TFT manufactured using a semiconductor film which is uniformly annealed by a laser beam having a uniform energy distribution,
The operating characteristics and reliability of the light emitting device may be sufficient. Then, such a light emitting device can be used as a display portion of various electronic devices.

【0202】なお、本実施例は実施例1乃至7と自由に
組み合わせることが可能である。
This embodiment can be freely combined with Embodiments 1 to 7.

【0203】[実施例10]本発明を適用して、様々な
半導体装置(アクティブマトリクス型液晶表示装置、ア
クティブマトリクス型発光装置、アクティブマトリクス
型EC表示装置)を作製することができる。即ち、それ
ら電気光学装置を表示部に組み込んだ様々な電子機器に
本発明を適用できる。
[Embodiment 10] By applying the present invention, various semiconductor devices (active matrix type liquid crystal display device, active matrix type light emitting device, active matrix type EC display device) can be manufactured. That is, the present invention can be applied to various electronic devices in which those electro-optical devices are incorporated in the display unit.

【0204】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウント
ディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、カーナビゲ
ーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携
帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電
子書籍等)などが挙げられる。それらの例を図18、図
19及び図20に示す。
Examples of such electronic equipment include video cameras, digital cameras, projectors, head mounted displays (goggles type displays), car navigations, car stereos, personal computers, personal digital assistants (mobile computers, mobile phones, electronic books, etc.). ) And the like. Examples of these are shown in FIGS. 18, 19 and 20.

【0205】図18(A)はパーソナルコンピュータで
あり、本体3001、画像入力部3002、表示部30
03、キーボード3004等を含む。本発明により作製
された半導体装置を表示部3003に適用することで、
本発明のパーソナルコンピュータが完成する。
FIG. 18A shows a personal computer, which has a main body 3001, an image input section 3002, and a display section 30.
03, keyboard 3004 and the like. By applying the semiconductor device manufactured according to the present invention to the display portion 3003,
The personal computer of the present invention is completed.

【0206】図18(B)はビデオカメラであり、本体
3101、表示部3102、音声入力部3103、操作
スイッチ3104、バッテリー3105、受像部310
6等を含む。本発明により作製された半導体装置を表示
部3102に適用することで、本発明のビデオカメラが
完成する。
FIG. 18B shows a video camera, which includes a main body 3101, a display portion 3102, a voice input portion 3103, operation switches 3104, a battery 3105, and an image receiving portion 310.
Including 6 etc. The video camera of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portion 3102.

【0207】図18(C)はモバイルコンピュータ(モ
ービルコンピュータ)であり、本体3201、カメラ部
3202、受像部3203、操作スイッチ3204、表
示部3205等を含む。本発明により作製された半導体
装置を表示部3205に適用することで、本発明のモバ
イルコンピュータが完成する。
FIG. 18C shows a mobile computer (mobile computer), which includes a main body 3201, a camera portion 3202, an image receiving portion 3203, operation switches 3204, a display portion 3205, and the like. The mobile computer of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portion 3205.

【0208】図18(D)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体3301、表示部3302、アーム部330
3等を含む。本発明により作製された半導体装置を表示
部3302に適用することで、本発明のゴーグル型ディ
スプレイが完成する。
FIG. 18D shows a goggle type display, which includes a main body 3301, a display section 3302 and an arm section 330.
Including 3 etc. The goggle type display of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portion 3302.

【0209】図18(E)はプログラムを記録した記録
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体3401、表示部3402、スピーカ部340
3、記録媒体3404、操作スイッチ3405等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(D
igital Versatile Disc)、CD
等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネッ
トを行うことができる。本発明により作製された半導体
装置を表示部3402に適用することで、本発明の記録
媒体が完成する。
FIG. 18E shows a player that uses a recording medium (hereinafter, referred to as a recording medium) in which a program is recorded, and includes a main body 3401, a display portion 3402, and a speaker portion 340.
3, a recording medium 3404, operation switches 3405 and the like. This player uses a DVD (D
digital Versatile Disc), CD
It is possible to play music, watch movies, play games, and use the internet. The recording medium of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured according to the present invention to the display portion 3402.

【0210】図18(F)はデジタルカメラであり、本
体3501、表示部3502、接眼部3503、操作ス
イッチ3504、受像部(図示しない)等を含む。本発
明により作製された半導体装置を表示部3502に適用
することで、本発明のデジタルカメラが完成する。
FIG. 18F shows a digital camera, which includes a main body 3501, a display portion 3502, an eyepiece portion 3503, operation switches 3504, an image receiving portion (not shown) and the like. By applying the semiconductor device manufactured according to the present invention to the display portion 3502, the digital camera according to the present invention is completed.

【0211】図19(A)はフロント型プロジェクター
であり、投射装置3601、スクリーン3602等を含
む。本発明により作製された半導体装置を投射装置36
01の一部を構成する液晶表示装置3808やその他の
駆動回路に適用することで、本発明のフロント型プロジ
ェクターが完成する。
FIG. 19A shows a front type projector including a projection device 3601, a screen 3602 and the like. The projection device 36 is a semiconductor device manufactured by the present invention.
01 is applied to the liquid crystal display device 3808 which constitutes a part of No. 01 and other drive circuits, the front type projector of the present invention is completed.

【0212】図19(B)はリア型プロジェクターであ
り、本体3701、投射装置3702、ミラー370
3、スクリーン3704等を含む。本発明により作製さ
れた半導体装置を投射装置3702の一部を構成する液
晶表示装置3808やその他の駆動回路に適用すること
で、本発明のリア型プロジェクターが完成する。
FIG. 19B shows a rear type projector including a main body 3701, a projection device 3702 and a mirror 370.
3, screen 3704 and the like. By applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the liquid crystal display device 3808 which forms a part of the projection device 3702 and other drive circuits, the rear projector of the present invention is completed.

【0213】なお、図19(C)は、図19(A)及び
図19(B)中における投射装置3601、3702の
構造の一例を示した図である。投射装置3601、37
02は、光源光学系3801、ミラー3802、380
4〜3806、ダイクロイックミラー3803、プリズ
ム3807、液晶表示装置3808、位相差板380
9、投射光学系3810で構成される。投射光学系38
10は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施
例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単
板式であってもよい。また、図19(C)中において矢
印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機
能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィル
ム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。
Note that FIG. 19C is a diagram showing an example of the structure of the projection devices 3601 and 3702 in FIGS. 19A and 19B. Projection devices 3601, 37
02 is a light source optical system 3801, mirrors 3802, 380
4 to 3806, dichroic mirror 3803, prism 3807, liquid crystal display device 3808, retardation plate 380.
9, a projection optical system 3810. Projection optical system 38
Reference numeral 10 is composed of an optical system including a projection lens. Although the present embodiment shows an example of a three-plate type, it is not particularly limited and may be, for example, a single-plate type. In addition, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarization function, a film for adjusting a phase difference, an IR film, or the like in the optical path indicated by an arrow in FIG. 19C. Good.

【0214】また、図19(D)は、図19(C)中に
おける光源光学系3801の構造の一例を示した図であ
る。本実施例では、光源光学系3801は、リフレクタ
ー3811、光源3812、レンズアレイ3813、3
814、偏光変換素子3815、集光レンズ3816で
構成される。なお、図19(D)に示した光源光学系は
一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に
実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィル
ムや、位相差を調節するフィルム、IRフィルム等の光
学系を設けてもよい。
FIG. 19D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 3801 in FIG. 19C. In this embodiment, the light source optical system 3801 includes the reflector 3811, the light source 3812, the lens arrays 3813, and 3.
814, a polarization conversion element 3815, and a condenser lens 3816. The light source optical system shown in FIG. 19D is an example and is not particularly limited. For example, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarization function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the light source optical system.

【0215】ただし、図19に示したプロジェクターに
おいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示して
おり、反射型の電気光学装置及び発光装置での適用例は
図示していない。
However, the projector shown in FIG. 19 shows a case where a transmissive electro-optical device is used, and an application example in a reflective electro-optical device and a light emitting device is not shown.

【0216】図20(A)は携帯電話であり、本体39
01、音声出力部3902、音声入力部3903、表示
部3904、操作スイッチ3905、アンテナ3906
等を含む。本発明により作製された半導体装置を表示部
3904に適用することで、本発明の携帯電話が完成す
る。
FIG. 20A shows a mobile phone, which is a main body 39.
01, voice output unit 3902, voice input unit 3903, display unit 3904, operation switch 3905, antenna 3906
Including etc. The mobile phone of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured according to the present invention to the display portion 3904.

【0217】図20(B)は携帯書籍(電子書籍)であ
り、本体4001、表示部4002、4003、記憶媒
体4004、操作スイッチ4005、アンテナ4006
等を含む。本発明により作製された半導体装置は表示部
4002、4003に適用することで、本発明の携帯書
籍が完成する。
FIG. 20B shows a portable book (electronic book) including a main body 4001, display portions 4002 and 4003, a storage medium 4004, operation switches 4005, an antenna 4006.
Including etc. By applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portions 4002 and 4003, the portable book of the present invention is completed.

【0218】図20(C)はディスプレイであり、本体
4101、支持台4102、表示部4103等を含む。
本発明により作製された半導体装置を表示部4103に
適用することで、本発明のディスプレイが完成する。本
発明のディスプレイは特に大画面化した場合において有
利であり、対角10インチ以上(特に30インチ以上)
のディスプレイには有利である。
FIG. 20C shows a display, which includes a main body 4101, a support base 4102, a display portion 4103 and the like.
The display of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portion 4103. The display of the present invention is particularly advantageous when it has a large screen, and has a diagonal of 10 inches or more (particularly 30 inches or more).
Display is advantageous.

【0219】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、さまざまな分野の電子機器に適用することが可能で
ある。また、本実施例の電子機器は実施例1〜8または
9の組み合わせからなる構成を用いても実現することが
できる。
As described above, the applicable range of the present invention is so wide that it can be applied to electronic devices in various fields. Further, the electronic device of this embodiment can also be realized by using a configuration including a combination of the first to eighth or ninth embodiments.

【0220】[0220]

【発明の効果】本発明の構成を採用することにより、以
下に示すような基本的有意性を得ることが出来る。 (a)照射面またはその近傍の平面においてエネルギー
分布の均一性の非常に優れたレーザ光を形成することを
可能とする。そのため、被照射体に対して一様にアニー
ルすることを可能とする。 (b)異なるレーザから発振されたレーザ光を合成する
ため、干渉が起こらない。これは干渉性の高いレーザを
用いる場合に特に有効である。 (c)スループットを向上させることを可能とする。こ
れは、大面積基板の場合に特に有効である。 (d)以上の利点を満たした上で、アクティブマトリク
ス型の液晶表示装置に代表される半導体装置において、
半導体装置の動作特性および信頼性の向上を実現するこ
とができる。さらに、半導体装置の製造コストの低減を
実現することができる。
By adopting the structure of the present invention, the following basic significance can be obtained. (A) It is possible to form a laser beam having a very uniform energy distribution on the irradiation surface or a plane in the vicinity thereof. Therefore, the object to be irradiated can be annealed uniformly. (B) Since laser beams emitted from different lasers are combined, no interference occurs. This is particularly effective when using a laser with high coherence. (C) It is possible to improve throughput. This is particularly effective in the case of a large area substrate. (D) In addition to satisfying the above advantages, in a semiconductor device represented by an active matrix type liquid crystal display device,
It is possible to improve the operating characteristics and reliability of the semiconductor device. Further, it is possible to reduce the manufacturing cost of the semiconductor device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の光学系の例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an example of an optical system of the present invention.

【図2】 図1の光学系により分割されるレーザ光の様
子の例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a state of laser light split by the optical system of FIG.

【図3】 本発明の光学系の例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of an optical system of the present invention.

【図4】 図3の光学系により分割されるレーザ光の様
子の例を示す図。
4 is a diagram showing an example of a state of laser light split by the optical system of FIG.

【図5】 図3の光学系により照射面において形成され
る矩形ビームの形状の例を示す図。
5 is a diagram showing an example of the shape of a rectangular beam formed on the irradiation surface by the optical system of FIG.

【図6】 本発明の光学系の例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an example of an optical system of the present invention.

【図7】 本発明の光学系の例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing an example of an optical system of the present invention.

【図8】 本発明の光学系の例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing an example of an optical system of the present invention.

【図9】 本発明の光学系の例を示す図。FIG. 9 is a diagram showing an example of an optical system of the present invention.

【図10】 従来の光学系の例を示す図。FIG. 10 is a diagram showing an example of a conventional optical system.

【図11】 (A)従来の光学系により形成されるレー
ザ光のエネルギー密度の分布の例を示す図。 (B) 図11(A)で示すレーザ光により大面積基板
をアニールする例を示す図。
FIG. 11A is a diagram showing an example of the energy density distribution of laser light formed by a conventional optical system. FIG. 11B is a diagram showing an example of annealing a large area substrate with the laser light shown in FIG.

【図12】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程
を示す断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a pixel TFT and a driver circuit TFT.

【図13】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程
を示す断面図。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a pixel TFT and a driver circuit TFT.

【図14】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程
を示す断面図。
14A to 14C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a driver circuit TFT.

【図15】 画素TFTの構成を示す上面図。FIG. 15 is a top view showing a configuration of a pixel TFT.

【図16】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の断
面図。
FIG. 16 is a cross-sectional view of an active matrix liquid crystal display device.

【図17】 発光装置の駆動回路及び画素部の断面構造
図。
FIG. 17 is a cross-sectional structure diagram of a driver circuit and a pixel portion of a light emitting device.

【図18】 半導体装置の例を示す図。FIG. 18 illustrates an example of a semiconductor device.

【図19】 半導体装置の例を示す図。FIG. 19 illustrates an example of a semiconductor device.

【図20】 半導体装置の例を示す図。FIG. 20 illustrates an example of a semiconductor device.

【図21】 本発明の光学系の例を示す図。FIG. 21 is a diagram showing an example of an optical system of the present invention.

【図22】 図21の光学系により分割されるレーザ光
の様子の例を示す図。
22 is a diagram showing an example of a state of laser light split by the optical system of FIG.

【図23】 被照射体に対するレーザ光の入射角度θを
求めるための図。
FIG. 23 is a diagram for obtaining an incident angle θ of laser light with respect to an irradiation target.

【図24】 本発明の光学系の例を示す図。FIG. 24 is a diagram showing an example of an optical system of the present invention.

【図25】 本発明により照射面において形成されるレ
ーザ光の形状の例を示す図。
FIG. 25 is a diagram showing an example of the shape of laser light formed on the irradiation surface according to the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F052 AA02 BA01 BA02 BA04 BA14 BA15 BA18 BB01 BB02 BB05 BB06 BB07 DA01 DA03 DA04 DA06 DB02 DB03 DB07 FA06 JA01 JA04 5F072 AB01 AB15 AB20 JJ08 JJ20 KK09 KK12 KK30 MM07 MM08 QQ02 SS06 SS10 YY08 5F110 AA01 BB02 BB04 CC02 DD01 DD02 DD03 DD05 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE06 EE09 EE14 EE23 EE28 EE44 EE45 FF02 FF04 FF28 FF30 FF36 GG01 GG02 GG13 GG24 GG25 GG32 GG33 GG43 GG45 GG47 HJ01 HJ04 HJ12 HJ13 HJ23 HL01 HL02 HL03 HL04 HL06 HL11 HM15 NN03 NN04 NN22 NN27 NN34 NN35 NN71 NN73 PP01 PP02 PP03 PP04 PP05 PP06 PP07 PP10 PP29 PP34 QQ04 QQ11 QQ23 QQ24 QQ25    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5F052 AA02 BA01 BA02 BA04 BA14                       BA15 BA18 BB01 BB02 BB05                       BB06 BB07 DA01 DA03 DA04                       DA06 DB02 DB03 DB07 FA06                       JA01 JA04                 5F072 AB01 AB15 AB20 JJ08 JJ20                       KK09 KK12 KK30 MM07 MM08                       QQ02 SS06 SS10 YY08                 5F110 AA01 BB02 BB04 CC02 DD01                       DD02 DD03 DD05 DD13 DD14                       DD15 DD17 EE01 EE02 EE03                       EE04 EE06 EE09 EE14 EE23                       EE28 EE44 EE45 FF02 FF04                       FF28 FF30 FF36 GG01 GG02                       GG13 GG24 GG25 GG32 GG33                       GG43 GG45 GG47 HJ01 HJ04                       HJ12 HJ13 HJ23 HL01 HL02                       HL03 HL04 HL06 HL11 HM15                       NN03 NN04 NN22 NN27 NN34                       NN35 NN71 NN73 PP01 PP02                       PP03 PP04 PP05 PP06 PP07                       PP10 PP29 PP34 QQ04 QQ11                       QQ23 QQ24 QQ25

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のレーザと、該複数のレーザから発振
される複数の第1のレーザ光のスポットを切断し各々複
数の第2のレーザ光のスポットに分割する手段と、複数
の前記第1のレーザ光のスポットの各々において、前記
第2のレーザ光のスポットから1つずつ選択して照射面
において同一領域で合成する手段と、を有することを特
徴とするレーザ照射装置。
1. A plurality of lasers, a means for cutting a plurality of first laser light spots oscillated from the plurality of lasers, and dividing the plurality of second laser light spots into a plurality of second laser light spots, respectively. Means for selecting one spot from each of the second laser light spots and combining them in the same area on the irradiation surface for each of the one laser light spots.
【請求項2】複数のレーザと、該複数のレーザから発振
される複数の第1のレーザ光のスポットを切断し各々複
数の第2のレーザ光のスポットに分割する手段と、複数
の前記第1のレーザ光のスポットの各々において、前記
第2のレーザ光のスポットから互いに異なるエネルギー
分布を有するレーザ光のスポットを1つずつ選択して照
射面において同一領域で合成する手段と、を有すること
を特徴とするレーザ照射装置。
2. A plurality of lasers, a means for cutting a plurality of first laser light spots oscillated from the plurality of lasers, and dividing the spots into a plurality of second laser light spots, respectively. Each of the one spot of the laser light, a means for selecting one spot of the laser light having a different energy distribution from the spot of the second laser light and combining them in the same area on the irradiation surface. Laser irradiation device characterized by.
【請求項3】請求項1または請求項2において、前記照
射面において同一領域で合成されて形成されるレーザ光
の形状は、線状であることを特徴とするレーザ照射装
置。
3. The laser irradiation device according to claim 1 or 2, wherein the shape of the laser light formed by combining in the same area on the irradiation surface is a linear shape.
【請求項4】請求項1乃至3のいずれか一項において、
前記合成する手段は、ミラー、シリンドリカルレンズか
ら選ばれた一種または複数種であることを特徴とするレ
ーザ照射装置。
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The laser irradiation device is characterized in that the synthesizing means is one or more selected from a mirror and a cylindrical lens.
【請求項5】複数のレーザと、該複数のレーザから発振
される複数の第1のレーザ光のスポットを切断し各々複
数の第2のレーザ光のスポットに分割する手段と、前記
複数の第2のレーザ光に対して斜めに設置される凸レン
ズと、複数の前記第1のレーザ光のスポットの各々にお
いて、前記凸レンズを射出した第2のレーザ光のスポッ
トから1つずつ選択して照射面において同一領域で合成
する手段とを有し、前記照射面は前記凸レンズを経由し
たレーザ光が前記被照射面に対して斜めに入射されるよ
うに設置され、前記凸レンズにより被照射面において前
記レーザ光の形状は線状に形成されることを特徴とする
レーザ照射装置。
5. A plurality of lasers, means for cutting a plurality of first laser light spots oscillated from the plurality of lasers, and dividing the plurality of second laser light spots into a plurality of second laser light spots, respectively. Irradiation surface by selecting one from each of the spots of the second laser light emitted from the convex lens in each of the plurality of first laser light spots and the convex lens obliquely installed with respect to the second laser light. In the same area, the irradiation surface is installed so that the laser light that has passed through the convex lens is obliquely incident on the irradiation surface, and the laser beam on the irradiation surface by the convex lens. The laser irradiation device is characterized in that the light is formed in a linear shape.
【請求項6】複数のレーザと、該複数のレーザから発振
される複数の第1のレーザ光のスポットを切断し各々複
数の第2のレーザ光のスポットに分割する手段と、前記
複数の第2のレーザ光に対して斜めに設置される凸レン
ズと、複数の前記第1のレーザ光のスポットの各々にお
いて、前記凸レンズを射出した第2のレーザ光のスポッ
トから互いに異なるエネルギー分布を有するレーザ光の
スポットを1つずつ選択して照射面において同一領域で
合成する手段とを有し、前記照射面は前記凸レンズを経
由したレーザ光が前記被照射面に対して斜めに入射され
るように設置され、前記凸レンズにより被照射面におい
て前記レーザ光の形状は線状に形成されることを特徴と
するレーザ照射装置。
6. A plurality of lasers, means for cutting a plurality of first laser light spots oscillated from the plurality of lasers, and dividing the spots into a plurality of second laser light spots, respectively. Laser light having different energy distributions from the spots of the second laser light emitted from the convex lens in each of the convex lens installed obliquely with respect to the second laser light and the plurality of spots of the first laser light. Means for selecting the spots one by one and synthesizing them in the same area on the irradiation surface, and the irradiation surface is installed so that the laser light passing through the convex lens is obliquely incident on the irradiation surface. The laser irradiation device is characterized in that the convex lens forms a linear shape of the laser light on the surface to be irradiated.
【請求項7】請求項5または請求項6において、基板上
に設置された被照射体に入射する前記レーザ光のビーム
長をw、前記基板の厚さをdとすると、前記被照射体に
対して入射する前記レーザ光の入射角θは、 θ≧arctan(w/(2×d)) を満たすことを特徴とするレーザ照射装置。
7. The irradiation target according to claim 5 or 6, wherein the beam length of the laser light incident on the irradiation target placed on the substrate is w and the thickness of the substrate is d. The laser irradiation apparatus is characterized in that an incident angle θ of the laser light incident on the surface satisfies θ ≧ arctan (w / (2 × d)).
【請求項8】請求項5乃至7のいずれか一項において、
前記被照射体に対して入射する前記レーザ光の入射角θ
がブリュ−スター角であることを特徴とするレーザ照射
装置。
8. The method according to claim 5, wherein
Incident angle θ of the laser light incident on the irradiation target
Is a Brewster's angle.
【請求項9】請求項1乃至8のいずれか一項において、
前記分割する手段は、スリット、ミラー、プリズム、シ
リンドリカルレンズ、シリンドリカルレンズアレイから
選ばれた一種または複数種であることを特徴とするレー
ザ照射装置。
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
The laser irradiation device is characterized in that the dividing means is one or more selected from a slit, a mirror, a prism, a cylindrical lens, and a cylindrical lens array.
【請求項10】請求項1乃至9のいずれか一項におい
て、前記レーザは、連続発振またはパルス発振の固体レ
ーザまたは気体レーザまたは金属レーザであることを特
徴とするレーザ照射装置。
10. The laser irradiation apparatus according to claim 1, wherein the laser is a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser, or a metal laser.
【請求項11】請求項1乃至10のいずれか一項におい
て、前記レーザは、連続発振またはパルス発振のYAG
レーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レー
ザ、Y23レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレ
キサンドライドレーザ、Ti:サファイアレーザから選
ばれた一種であることを特徴とするレーザ照射装置。
11. The laser according to claim 1, wherein the laser is a continuous wave or pulsed YAG laser.
A laser irradiation device characterized by being a kind selected from a laser, a YVO 4 laser, a YLF laser, a YAlO 3 laser, a Y 2 O 3 laser, a glass laser, a ruby laser, an alexandrite laser, and a Ti: sapphire laser.
【請求項12】請求項1乃至10のいずれか一項におい
て、前記レーザは、Arレーザ、Krレーザ、CO2
ーザから選ばれた一種であることを特徴とするレーザ照
射装置。
12. The laser irradiation device according to claim 1, wherein the laser is one kind selected from Ar laser, Kr laser, and CO 2 laser.
【請求項13】請求項1乃至10のいずれか一項におい
て、前記レーザは、ヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気
レーザ、金蒸気レーザから選ばれた一種であることを特
徴とするレーザ照射装置。
13. The laser irradiation device according to claim 1, wherein the laser is one kind selected from a helium cadmium laser, a copper vapor laser, and a gold vapor laser.
【請求項14】請求項1乃至13のいずれか一項におい
て、前記レーザ光は、非線形光学素子により高調波に変
換されていることを特徴とするレーザ照射装置。
14. The laser irradiation apparatus according to claim 1, wherein the laser light is converted into a harmonic by a non-linear optical element.
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