JP2003324067A

JP2003324067A - レーザアニール装置及び方法、ポリシリコン膜の製造方法

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Publication number: JP2003324067A
Application number: JP2002127419A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Wada; 裕之和田; Koichi Tatsuki; 幸一田附; Atsushi Fukumoto; 敦福本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2003-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザ発振器の取り扱いが容易であり、大き
なグレーンサイズのポリシリコンを生成する。【解決手段】レーザアニール装置３０は、ガラス基板
上に成膜されたアモルファスシリコンにＣＯ_２レーザを
照射することにより、当該アモルファスシリコンに対し
てアニール処理をする。レーザアニール装置３０は、ア
モルファスシリコン膜の膜圧をｔ（ｎｍ）としたとき
に、アモルファスシリコンに与えるＣＯ_２レーザのエネ
ルギ密度を、０．０４０×ｔ（Ｊ／ｃｍ^２）以上、２．
３（Ｊ／ｃｍ ^２）以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アモルファスシリ
コンをポリシリコン化させるレーザアニール装置及び方
法、ポリシリコン膜生成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、チャネル層にポリシリコン膜を用
いた薄膜トランジスタの実用化が行われている。チャネ
ル層にポリシリコンを用いた場合、チャネル層にアモル
ファスシリコンを用いている場合と比べ、薄膜トランジ
スタの電界移動度が非常に高くなる。そのため、チャネ
ル層にポリシリコン膜を用いた薄膜トランジスタを、例
えば液晶ディスプレイ等の駆動回路に適用した場合に
は、ディスプレイの高精彩化、高速化、小型化等を実現
できる。

【０００３】薄膜トランジスタのチャネル層にポリシリ
コンを形成する場合、低温多結晶プロセスと呼ばれる製
造プロセスを用いるのが一般的になっている。低温多結
晶プロセスは、ガラス基板上に成膜したアモルファスシ
リコンに対してレーザアニールを行うことによって、ポ
リシリコンを形成するプロセスである。

【０００４】ところで、物質の光の吸収係数には波長特
性がある。そのため、レーザアニールを行う場合には、
対象物質に対して光の吸収係数が高い波長のレーザ光を
照射するのが効率的である。シリコンの場合、光の吸収
係数が高い波長領域が、紫外線領域（0.3μm〜0.4μm）
と赤外線領域（10μm以上）とに存在する。従って、ア
モルファスシリコンに対してレーザアニールを行う場合
には、紫外線領域又は赤外線領域のレーザ光を用いるの
がよい。

【０００５】一方、薄膜トランジスタを製造する場合、
ガラス基板上に成膜されたアモルファスシリコンに対し
てレーザアニールがされる。例えば、薄膜トランジスタ
に用いられる一般的なガラス基板としては、例えばショ
ット社のＢＫ７等のホウ珪クラウンガラスが広く用いら
れている。ＢＫ７等のホウ珪クラウンガラスは、耐熱性
は低いが、大面積で安価なガラス基板であるため、薄膜
トランジスタの生産性を向上させることができる。

【０００６】もっとも、ＢＫ７等のホウ珪クラウンガラ
スの場合、赤外線領域の光の吸収係数は高いが、紫外線
領域の光の吸収係数は低い。そのため、レーザアニール
で、赤外線領域のレーザ光を照射した場合、熱損傷して
しまう可能性が高い。

【０００７】このようなレーザ光によるガラス基板の熱
破壊を回避するため、従来の薄膜トランジスタの製造プ
ロセスでは、エキシマレーザ等の紫外光レーザを用いた
レーザアニールがされていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、エキシマレ
ーザ等の紫外光レーザは、出力パワーの変動が大きく不
安定であり、取り扱いが難しかった。

【０００９】また、一般に、ポリシリコンのグレーンサ
イズが大きければ大きいほど電界移動度は高くなる。し
かしながら、紫外光レーザで得られるポリシリコンのグ
レーンサイズは、一般に０．３μｍ程度にしかならず、
非常に小さかった。

【００１０】本発明は、このような実情を鑑みてなされ
たものであり、レーザ発振器の取り扱いが容易であり、
大きなグレーンサイズのポリシリコンを生成することが
できるレーザアニール装置及び方法、並びに、ポリシリ
コン膜生成方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるレーザア
ニール装置及び方法並びにポリシリコン膜生成方法は、
ガラス基板上に成膜されたアモルファスシリコンに赤外
光レーザを照射することにより、当該アモルファスシリ
コンに対してアニール処理をする。

【００１２】本発明にかかるレーザアニール装置及びレ
ーザアニール方法では、上記赤外光レーザとして、ＣＯ
_２レーザを用いる。

【００１３】本発明にかかるレーザアニール装置及び方
法並びにポリシリコン膜生成方法は、上記アモルファス
シリコンに与える上記赤外光レーザのエネルギ密度を、
照射された赤外光レーザのエネルギ密度の変化に対して
生成されるポリシリコンのグレーンサイズの成長量が小
さい均一成長領域における最低のエネルギ密度以上、且
つ、上記赤外光レーザを上記アモルファスシリコンに照
射したときに上記ガラス基板が破壊するエネルギ密度以
下に設定する。

【００１４】本発明にかかるレーザアニール装置及び方
法並びにポリシリコン膜生成方法は、上記アモルファス
シリコン膜の膜圧をｔ（ｎｍ）としたときに、上記アモ
ルファスシリコンに与える上記赤外光レーザのエネルギ
密度を０．０４０×ｔ（Ｊ／ｃｍ^２）以上、２．３（Ｊ
／ｃｍ^２）以下とする。ただし、ｔは５７．５ｎｍより
小さいものとする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態とし
て、本発明を適用した薄膜トランジスタの製造方法につ
いて説明をする。

【００１６】ＴＦＴの製造方法図１に、いわゆるボトムゲート型と呼ばれる薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）の構成図を示す。ボトムゲート型のＴ
ＦＴ１は、図１に示すように、ガラス基板２上に、ゲー
ト電極３、第１のゲート絶縁膜４、第２のゲート絶縁膜
５、ポリシリコン膜６、ストッパ７、第１の層間絶縁膜
８、第２の層間絶縁膜９、配線１０、平坦化膜１１、透
明導電膜１２が積層されて構成される。ボトムゲート型
ＴＦＴの特徴は、ガラス基板２と、チャネル層となるポ
リシリコン膜６との間に、ゲート電極３が設けられてい
ることである。

【００１７】このようなボトムゲート型のＴＦＴ１の製
造方法を以下に説明する。

【００１８】まず、例えば膜厚が０．７ｍｍのガラス基
板２上に、例えば膜厚が５０〜３００ｎｍのモリブデン
（Ｍｏ）を成膜する。ガラス基板２の材質は、例えば、
ショット社のＢＫ７等のホウ珪クラウンガラスである。

【００１９】続いて、成膜したモリブデン（Ｍｏ）を異
方性エッチングによりパターニングして、ゲート電極３
を形成する。

【００２０】続いて、ゲート電極３を形成したガラス基
板２上に、例えば膜厚が５００ｎｍの窒化シリコン（Ｓ
ｉＮ_ｘ）を成膜し、第１のゲート絶縁膜４を形成する。

【００２１】続いて、第１のゲート絶縁膜４上に、例え
ば膜厚が２００ｎｍの二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を成
膜し、第２のゲート絶縁膜５を形成する。

【００２２】続いて、第２のゲート絶縁膜５上に、例え
ばＬＰＣＶＤ法等によって膜厚が３０〜８０ｎｍのアモ
ルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を成膜する。続いて、成
膜したアモルファスシリコンに対して後述する赤外光レ
ーザを用いたレーザアニール装置により、レーザアニー
ルを行い、ポリシリコン膜６を形成する。続いて、ポリ
シリコン膜６に、不純物をイオンドーピングしてソース
／ドレイン領域を形成する。イオンドーピングは、ゲー
ト電極３に対応した部分のポリシリコン膜６上にストッ
パ７を形成した後に行う。ストッパ７を形成することに
よって、ソース／ドレイン領域にのみ不純物がドーピン
グされる。ストッパ７は、例えば膜厚２００ｎｍの二酸
化シリコン（ＳｉＯ_２）からなり、ゲート電極３を形成
したときに用いたマスク等を用いて形成されている。こ
のようなポリシリコン膜６は、当該ＴＦＴ１のチャネル
層として機能する。

【００２３】続いて、ポリシリコン膜６上に、例えば膜
厚が３００ｎｍの窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）を成膜し、
第１の層間絶縁膜８を形成する。

【００２４】続いて、第１の層間絶縁膜８上に、例えば
膜厚が１５０ｎｍの二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を成膜
し、第２の層間絶縁膜９を成膜する。

【００２５】続いて、第１の層間絶縁膜８及び第２の層
間絶縁膜９のソース／ドレイン領域に対応する位置に、
コンタクトホールを開口する。続いて、第２の層間絶縁
膜９上に、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等か
らなる配線１０を、所定の配線パターンに形成する。配
線１０を形成することによって、コンタクトホールを介
してポリシリコン膜６に形成された各トランジスタ間の
ソース／ドレイン領域が接続され、基板上の所定のトラ
ンジスタ回路が形成される。

【００２６】続いて、例えば膜厚が２〜３μｍの平坦化
膜１１を成膜し、当該ＴＦＴ１の表面を平坦化する。

【００２７】続いて、平坦化膜１１にコンタクトホール
を開口し、透明導電膜１２を形成する。透明導電膜１２
は、例えば、ＩＴＯ等からなる透明導電材料からなり、
配線１０と当該ＴＦＴ１の外部に存在する外部素子や外
部配線とを接続するための導電線となる。

【００２８】以上のような製造プロセスで、ＴＦＴ１が
製造される。ＴＦＴ１では、チャネル層にポリシリコン
を用いているため、チャネル層の電界移動度が非常に高
くなる。そのため、例えば液晶ディスプレイ等の駆動回
路として用いた場合には、ディスプレイの高精細化、高
速化、小型化等を実現することができる。

【００２９】また、以上のようなＴＦＴ１は、レーザア
ニールを用いてアモルファスシリコンを熱処理する、い
わゆる低温ポリシリコンプロセスにより、ポリシリコン
膜６が形成されている。

【００３０】レーザアニール装置つぎに、上述したＴＦＴ１の製造工程中の低温ポリシリ
コンプロセスで用いられるレーザアニール装置について
説明をする。

【００３１】本レーザアニール装置は、赤外光レーザを
用いてアモルファスシリコンを溶融固化し、ポリシリコ
ン膜を製造する装置である。

【００３２】本発明の実施形態のレーザアニール装置の
構成図を図２に示す。

【００３３】レーザアニール装置３０は、可動ステージ
３１と、赤外光レーザ光源３２と、対物レンズ３３と、
ミラー等の照射光学系３４と、制御用コンピュータ３５
とを備えて構成される。

【００３４】可動ステージ３１は、アニール対象物であ
るアモルファスシリコン膜が成膜された後のガラス基板
２を支持するためのステージである。可動ステージ３１
は、ガラス基板２を支持するとともに、このガラス基板
２を所定の位置へと移動させる機能も備えている。

【００３５】具体的には、可動ステージ３１は、Ｘステ
ージ、Ｙステージ、Ｚステージ、吸着プレート等を備え
て構成される。

【００３６】Ｘステージ及びＹステージは、ガラス基板
２を水平方向に移動するステージであり、Ｘステージと
Ｙステージとで、ガラス基板２を互いに直交する方向に
移動させ、照射された赤外光レーザのスポットをガラス
基板２を所定の位置へと導くようにしている。Ｚステー
ジは、ガラス基板２を鉛直方向に移動するステージであ
り、アニール対象物となるアモルファスシリコン膜と対
物レンズとの距離を調整するためのものである。吸着プ
レートは、ガラス基板２を吸着して固定するためのもの
である。

【００３７】赤外光レーザ光源３２は、波長１０．６μ
ｍのＣＯ_２レーザ光源である。なお、赤外光レーザ光源
３２から出射されるレーザ光は、シリコンによる光吸収
係数の高い赤外線領域の波長の赤外光レーザ光であれ
ば、ＣＯ_２レーザでなくてもよい。赤外光レーザ光源３
２は、例えば、波長１．０６４μmのＮｄ：ＹＡＧレー
ザや、波長０．８μｍの半導体レーザ等の光源であって
もよい。赤外光レーザ光源３２から出射された赤外光レ
ーザは、ミラー等を含む照射光学系３４、および、対物
レンズを介して可動ステージ３１上のガラス基板２に照
射される。

【００３８】制御用コンピュータ３５は、赤外光レーザ
光源３２の点灯の制御、可動ステージ３１の移動位置の
制御等を行う。

【００３９】このようなレーザアニール装置３０では、
可動ステージ３１に対して、アモルファスシリコン膜が
成膜されたガラス基板２を固定し、アニール処理を行
う。レーザアニール装置３０の赤外光レーザ光源は、例
えば、周波数が３００Ｈｚのパルス状のＣＯ_２レーザを
出射する。照射光学系３４は、赤外光レーザ光源３２か
ら出射されたＣＯ_２レーザを、例えば長手方向の長さが
２０ｃｍ、短辺方向の長さが４００μｍの線状ビームと
するとともに、直線偏向の光とし、ガラス基板２上のア
モルファスシリコン膜上に照射する。制御用コンピュー
タ３５は、レーザ光の発振周期と同期させながら可動ス
テージ３１を水平方向に移動させ、ガラス基板２上のア
モルファスシリコン膜の全体にレーザ光を照射して、当
該アモルファスシリコン膜をアニールしていく。

【００４０】赤外光レーザの最適なエネルギー強度ところで、ガラス基板２上に成膜されたアモルファスシ
リコン膜に対して赤外光レーザを用いてレーザアニール
を行う場合、照射された赤外光レーザによりガラス基板
２が熱破壊をせず、且つ、形成されたポリシリコンのグ
レーンサイズが十分な移動度を得られる程度の照射エネ
ルギ密度に、赤外光レーザの出射パワーを設定しなけれ
ばならない。

【００４１】図３に、ガラス基板２の熱破壊を考慮しな
かった場合における、照射したレーザ光のエネルギ密度
と、形成されたポリシリコンのグレーンサイズとの関係
を示す。

【００４２】レーザアニールで与える照射エネルギ密度
を低レベルから増加させていくと、照射エネルギ密度の
増加に伴いポリシリコンのグレーンサイズが比例的に増
大していく。そして、ある所定の照射エネルギ密度（図
３中のＬの位置：このときの照射エネルギ密度を最低許
容エネルギ密度Ｌと呼ぶ。）以上となると、グレーンサ
イズの増大が止まり、照射エネルギ密度を増加させても
グレーンサイズの変化が少なくなる領域が現れる。

【００４３】最低許容エネルギ密度Ｌからさらにレーザ
アニールで与えるエネルギ密度を増大させていくと、あ
る所定の照射エネルギ密度（図３中のＭの位置：このと
きの照射エネルギ密度を変化点エネルギ密度Ｍと呼
ぶ。）以上となると、こんどは、照射エネルギ密度の増
大に伴いグレーンサイズが急激に大きくなっていく。最
低許容エネルギ密度Ｌから変化点エネルギ密度Ｍまでの
エネルギ密度の範囲、つまり、照射エネルギ密度を増加
させてもグレーンサイズの変化が少なくなる領域を、以
下、均一成長領域と呼ぶ。

【００４４】そして、さらに、この変化点エネルギ密度
Ｍから照射エネルギ密度をさらに増加させていくと、あ
る臨界点のエネルギ密度（図３中のＨの位置：このとき
の照射エネルギ密度を最高許容エネルギ密度Ｈ）が現れ
る。この最高許容エネルギ密度Ｈ以上となると、シリコ
ンのグレーンが微結晶化してしまう。

【００４５】レーザアニールを行う場合、十分大きなグ
レーンサイズとしなければならない。そのため、レーザ
アニールを行う場合、図３で示した許容最低エネルギ密
度Ｌ〜許容最高エネルギ密度Ｈの範囲で、レーザ光のエ
ネルギ密度を設定することとなる。つまり、ガラス基板
２の熱破壊を考慮しなかった場合には、アモルファスシ
リコン膜に対して照射されるレーザ光のエネルギ密度
が、グレーンサイズが十分大きなサイズとなる最低許容
エネルギ密度Ｌから、シリコン膜が微結晶化してしまう
最高エネルギ密度Ｈまでの範囲に入るように、出射する
レーザ光のパワーを設定しなければならない。

【００４６】ここで、赤外光レーザによりポリシリコン
膜に対してレーザアニールを行う場合、アモルファスシ
リコン膜に照射されるレーザ光のエネルギ密度が、上記
の最低許容エネルギ密度Ｌ〜最高許容エネルギ密度Ｈの
範囲となり、且つ、アモルファスシリコン膜の下層にあ
るガラス基板２の熱破壊が生じる照射エネルギ密度（以
下、破壊エネルギ密度Ｘという。）以下となるように、
出射するレーザ光のパワーを設定しなければならない。

【００４７】そのため、本発明者は、赤外光レーザ光源
３２にＣＯ_２レーザ（発振波長１０．６μｍ）を使用
し、アモルファスシリコン膜の膜厚４２ｎｍとし、ガラ
ス基板２にＢＫ７を使用した場合における、赤外光レー
ザの照射エネルギ密度とポリシリコンの平均グレーンサ
イズとの関係、並びに、ガラス基板２が破壊する破壊エ
ネルギ密度Ｘを測定した。

【００４８】この測定結果を図４に示す。図４に示すよ
うに、測定結果は、最低許容エネルギ密度Ｌが１．７
（Ｊ／ｃｍ^２）であり、変化点エネルギ密度Ｍが１．９
（Ｊ／ｃｍ^２）であり、破壊エネルギ密度Ｘは、２．３
（Ｊ／ｃｍ^２）であった。また、最高許容エネルギ密度
Ｈは、正確な値はわからなかったが、微結晶化の前にガ
ラスの破壊(Ｘ)が起こったので、２．３（Ｊ／ｃｍ^２）
であるといえる。

【００４９】このことから、赤外光レーザ光源３２には
ＣＯ_２レーザ（発振波長１０．６μｍ）を使用し、アモ
ルファスシリコン膜の膜厚４２ｎｍ、ガラス基板２にＢ
Ｋ７を使用した場合では、赤外光レーザの照射エネルギ
密度を１．７（Ｊ／ｃｍ^２）〜２．３（Ｊ／ｃｍ^２）に
設定すれば、ガラス基板２が照射した赤外光レーザによ
り熱破壊をせず、且つ、形成されたポリシリコンのグレ
ーンサイズが十分な移動度を得られる。

【００５０】また、アモルファスシリコン膜の膜厚を変
化させて、最低許容エネルギ密度Ｌ、最高許容エネルギ
密度Ｈ、破壊エネルギ密度Ｘを測定したところ、最低許
容エネルギ密度Ｌは、膜厚に応じて線形に変化した。ま
た、ガラス基板２が熱損傷を受ける破壊エネルギ密度Ｘ
は、膜厚に関わらず一定であった。

【００５１】以上のことから、最低許容エネルギ密度Ｌ
（Ｊ／ｃｍ^２）は、アモルファスシリコンの膜厚をｔ
（ｎｍ）としたとき、以下の一次関数で表されることが
わかる。Ｌ＝０．０４０×ｔ従って、アモルファスシリコン膜の膜厚ｔが変化した場
合であっても、０．０４０×ｔ（Ｊ／ｃｍ^２）以上、
２．３（Ｊ／ｃｍ^２）以下の照射エネルギ密度となるよ
うに、ＣＯ_２レーザのレーザパワーを設定すれば、ガラ
ス基板２を熱破壊させず、且つ、十分なグレーンサイズ
のポリシリコン膜を形成することができる。なお、膜厚
ｔが５７．５ｎｍより大きいと、最高許容エネルギ密度
である２．３Ｊ／ｃｍ^２以上となってしまうので、膜厚
ｔは、５７．５ｎｍより小さいものとする。

【００５２】また、最低許容エネルギ密度Ｌで得られる
ポリシリコン膜の平均グレーンサイズは、１０（μｍ）
であった。

【００５３】一般に、レーザアニールを行ってポリシリ
コンを生成した場合、ポリシリコンのグレーンサイズ
は、照射するレーザ光の波長に大きく依存するといわれ
ている。例えば、エキシマレーザ（発振波長０．３０８
μｍ）のエネルギ密度を最低許容エネルギ密度Ｌとした
状態で、アモルファスシリコンに対してエキシマレーザ
アニールをした場合、生成されたポリシリコンの平均グ
レーンサイズは０．３（μｍ）となる。それに対して、
ＣＯ_２レーザ（発振波長１０．６μｍ）の場合は、上述
したように１０（μｍ）となる。このように、従来のエ
キシマレーザを用いたレーザアニールを行った場合より
も、ＣＯ_２レーザを用いたレーザアニールを行ったほう
が、形成されるグレーンサイズは非常に大きいものとな
る。つまり、電界移動度が高い良好なポリシリコンを生
成することができる。

【００５４】

【発明の効果】以上のように本発明にかかるレーザアニ
ール装置及び方法並びにポリシリコン膜生成方法では、
ガラス基板上に成膜されたアモルファスシリコンに赤外
光レーザを照射することにより、当該アモルファスシリ
コンに対してアニール処理をする。

【００５５】このため、本発明では、レーザ発振器の取
り扱いが容易であり、且つ、大きなグレーンサイズのポ
リシリコンを生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の薄膜トランジスタの製造
プロセスで製造される薄膜トランジスタの層構造を示す
図である。

【図２】本発明の実施の形態のレーザアニール装置の構
成を示す図である。

【図３】ガラス基板の熱破壊を考慮しなかった場合にお
ける、照射したレーザ光のエネルギ密度と、形成された
ポリシリコンのグレーンサイズとの関係を示す図であ
る。

【図４】赤外光レーザ光源にＣＯ_２レーザを使用し、ア
モルファスシリコン膜の膜厚４２ｎｍとし、ガラス基板
にＢＫ７を使用した場合における、赤外光レーザの照射
エネルギ密度とポリシリコンの平均グレーンサイズとの
関係、並びに、ガラス基板が破壊する破壊エネルギ密度
の測定結果を示す図である。

【符号の説明】

１薄膜トランジスタ、２ガラス基板、３ゲート電
極、６ポリシリコン膜（アモルファスシリコン膜）、
３０レーザアニール装置、３１可動ステージ、３２
赤外線レーザ光源、３３対物レンズ、３４照射光
学系、３５制御用コンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福本敦東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5F052 AA01 BA07 BB06 CA04 CA07 DA02 DB02 FA00 JA01 JA02 5F110 AA30 BB01 BB02 CC08 DD02 EE04 FF02 FF03 FF09 GG02 GG13 GG16 GG25 GG47 HJ12 HL03 HL04 NN03 NN04 NN14 NN15 NN16 NN23 NN24 PP03 PP04 PP06 QQ11 QQ19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス基板上に成膜されたアモルファス
シリコンに赤外光レーザを照射することにより、当該ア
モルファスシリコンに対してアニール処理をするアニー
ル手段を備えるレーザアニール装置。
【請求項２】上記赤外光レーザは、ＣＯ_２レーザであ
ることを特徴とする請求項１記載のレーザアニール装
置。
【請求項３】上記アニール手段は、上記アモルファス
シリコンに与える上記赤外光レーザのエネルギ密度を、
照射された赤外光レーザのエネルギ密度の変化に対して
生成されるポリシリコンのグレーンサイズの成長量が小
さい均一成長領域における最低のエネルギ密度以上、且
つ、上記赤外光レーザを上記アモルファスシリコンに照
射したときに上記ガラス基板が破壊するエネルギ密度以
下に設定することを特徴とする請求項２記載のレーザア
ニール装置。
【請求項４】上記アニール手段は、上記アモルファス
シリコン膜の膜圧をｔ（ｎｍ）（ｔ＜５７．５）とした
ときに、上記アモルファスシリコンに与える上記赤外光
レーザのエネルギ密度を０．０４０×ｔ（Ｊ／ｃｍ^２）
以上、２．３（Ｊ／ｃｍ^２）以下とすることを特徴とす
る請求項３記載のレーザアニール装置。
【請求項５】ガラス基板上に成膜されたアモルファス
シリコンに赤外光レーザを照射することにより、当該ア
モルファスシリコンに対してアニール処理をすることを
特徴とするレーザアニール方法。
【請求項６】上記赤外光レーザは、ＣＯ_２レーザであ
ることを特徴とする請求項５記載のレーザアニール方
法。
【請求項７】上記アモルファスシリコンに与える上記
赤外光レーザのエネルギ密度を、照射された赤外光レー
ザのエネルギ密度の変化に対して生成されるポリシリコ
ンのグレーンサイズの成長量が小さい均一成長領域にお
ける最低のエネルギ密度以上、且つ、上記赤外光レーザ
を上記アモルファスシリコンに照射したときに上記ガラ
ス基板が破壊するエネルギ密度以下に設定することを特
徴とする請求項６記載のレーザアニール方法。
【請求項８】上記アモルファスシリコン膜の膜圧をｔ
（ｎｍ）（ｔ＜５７．５）としたときに、上記アモルフ
ァスシリコンに与える上記赤外光レーザのエネルギ密度
を０．０４０×ｔ（Ｊ／ｃｍ^２）以上、２．３（Ｊ／ｃ
ｍ^２）以下とすることを特徴とする請求項７記載のレー
ザアニール方法。
【請求項９】ガラス基板上にアモルファスシリコンを
成膜するアモルファスシリコン成膜工程と、上記ガラス基板上に成膜されたアモルファスシリコンに
赤外光レーザを照射することにより、当該アモルファス
シリコンに対してアニール処理をするアニール工程とを
有することを特徴とするポリシリコン膜生成方法。
【請求項１０】上記アニール工程では、ＣＯ_２レーザ
を上記アモルファスシリコンに照射することを特徴とす
る請求項９記載のポリシリコン膜生成方法。
【請求項１１】上記アニール工程では、上記アモルフ
ァスシリコンに与える上記赤外光レーザのエネルギ密度
を、照射された赤外光レーザのエネルギ密度の変化に対
して生成されるポリシリコンのグレーンサイズの成長量
が小さい均一成長領域における最低のエネルギ密度以
上、且つ、上記赤外光レーザを上記アモルファスシリコ
ンに照射したときに上記ガラス基板が破壊するエネルギ
密度以下に設定することを特徴とする請求項１０記載の
ポリシリコン膜生成方法。
【請求項１２】上記アモルファスシリコン成膜工程で
は、膜圧がｔ（ｎｍ）（ｔ＜５７．５）のアモルファス
シリコンを成膜し、上記アニール工程では、上記アモルファスシリコンに与
える上記赤外光レーザのエネルギ密度を０．０４０×ｔ
（Ｊ／ｃｍ^２）以上、２．３（Ｊ／ｃｍ^２）以下とする
ことを特徴とする請求項１１記載のポリシリコン膜生成
方法。