JP2008147429A - レーザアニール装置及びレーザアニール方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
固体レーザ発振器を用い、アニール領域を接続して広い面積を均一に多結晶化する。
【解決手段】
固体レーザ光源から出射するレーザビームを複数本の均等なレーザビームに分割し、複数本のレーザビームの各々を均等な長尺状開口を有する複数のマスクの対応する１つに照射し、ａーＳｉ膜上の所定ピッチで配列された複数の加工位置に、それぞれＡＦを行って、複数のマスクの結像をそれぞれ照射し、ａーＳｉ膜を溶融させ、冷却期間に溶融したａーＳｉ膜をラテラル結晶成長させ、ａーＳｉ膜上で、複数のマスクの結像を短尺方向に１つのラテラル結晶成長幅未満移動して、ラテラル成長を繰り返し、ラテラル結晶をストライプ状に伸張させ、ａーＳｉ膜上で、複数のマスクの結像位置をマスクの長尺方向にずらし、前回成長したストライプ状ラテラル結晶に端部を重ねて、ストライプ状アニールを繰り返し、ストライプ状ラテラル結晶の幅を増加する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザアニール装置とレーザアニール方法に関し、特にアモルファスシリコン（Ｓｉ）膜やグレインサイズの小さい多結晶Ｓｉ膜等の半導体膜を結晶化できる、レーザアニール装置とレーザアニール方法に関する。

液晶表示装置などにおいて、ガラス基板上に形成したアモルファスＳｉ膜にレーザ光を照射して多結晶化することが行なわれている。アモルファスＳｉ中の電子の移動度は高々１ｃｍ^２／Ｖｓであるが、例えばエキシマレーザで結晶化した多結晶Ｓｉ中の電子の移動度は１００ｃｍ^２／Ｖｓ〜２００ｃｍ^２／Ｖｓ程度にも達すると言われている。多結晶Ｓｉ膜中の電荷担体の移動度は、多結晶中のグレインの大きさに依存する。グレインサイズの小さな多結晶Ｓｉ膜にレーザアニールを行い、グレインサイズを大きくすると、電荷担体の移動度を向上できる。以下、制限的意味なく、アモルファスＳｉ膜のレーザアニールを主に説明する。

パルス発振エキシマレーザの出力は、例えば３００Ｗ程度ある。エキシマレーザの出力光を、表示装置の寸法に合わせて、例えば長さ３２ｃｍ〜３７ｃｍ、幅０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度の長尺ビームに整形し、アモルファスＳｉ膜上に照射する。エキシマレーザ光を照射されたアモルファスＳｉ膜は溶融し、結晶化する。この時、長尺ビームの幅方向両側から結晶化が進み、２つのラテラル成長結晶領域が生じる。ラテラル成長結晶領域が重なり合うように、パルスレーザ光を次々に照射し、ビーム短尺方向に走査する。ラテラル成長のためにはレーザビームの縁部の強度変化が急峻であることが好ましい。ビーム強度の変化が緩やかであると、微結晶が発生してラテラル成長を阻害する。ビーム強度の変化（減少）するスロープ部は、マスクの利用などにより幅方向では十分狭くできるが、長尺方向端部では１００μｍ程度ある。このため、長尺方向端部の結晶性は劣る。長尺方向の寸法を表示装置の寸法に合わせ、長尺方向の接続部分を液晶表示装置の表示部分に利用しないようにしている。

図４Ａ−４Ｅを参照して、エキシマレーザを用いたアモルファスＳｉ膜のアニール処理の例を説明する。図４Ａに示すように、断面形状を長尺形状にした３００Ｈｚのパルス発振エキシマレーザビームＥＬを矩形長尺形状の開口を有するマスク５１で整形する。矩形の代わりに、対向２辺の開口を用いてもよい。図４Ｂに示すように長さ３６５ｍｍの長さ方向プロファイル５２ｌ、図４Ｃに示すように幅２００μｍの幅方向プロファイル５２ｗを得る。図４Ｄに示すように、このように整形したエキシマレーザビームをアモルファスシリコン膜５３に照射し、照射領域５４のアモルファスＳｉ膜を溶融する。レーザアニールはガラス基板を過度に加熱することなく行なえる。

図４Ｅに示すように、溶融したＳｉ膜が縁部及び下部から結晶化する。レーザビームの縁部の強度変化を急峻にし、強度が低下するスロープ部の幅を狭くすると、幅方向両側からラテラル結晶５６が成長する。幅方向中央部葉、ラテラル結晶の成長前に下部からの冷却により微結晶５７が成長する。幅方向縁部も側面からの冷却で微結晶５５となる。長尺方向端部はスロープ部の幅が１００μｍ程度有り、微結晶５８が生じる。このようなアニール処理は長尺方向端部を重ねて複数回アニール処理を行なっても、接続部の結晶品質は劣るものとなる。

ところで、エキシマレーザは大出力が可能であるが、安定性が悪く、メインテナンスに手間がかかる。ＹＡＧ等のレーザダイオード（ＬＤ）励起の固体レーザは、エキシマレーザと比べて、安定な動作が可能で、メインテナンスが楽である。２倍高調波発振（ＳＨＧ）の固体レーザを用いて、アモルファスＳｉを結晶化できることが知られている。しかし、固体レーザの出力は、エキシマレーザと比べて小さい。例えば、３ＫＨｚ発振のパルス発振固体レーザの出力は、７０Ｗ（２５ｍＪ／パルス）程度である。４ＫＨｚ発振で出力２００Ｗのレーザもあるが、パルス当たりエネルギは５０ｍＪである。長尺レーザビームの寸法は、短尺方向（幅方向）で１０μｍ以下、長尺方向（長さ方向）は長ければ長いほどよい。

エキシマレーザ同様のレーザ処理を行なうために、複数台の固体レーザ発振器を用い、出力光を重ね合わせることが考えられる。

特開２００５−２９４４９３号は、Ｎｄ：ＹＡＧ，Ｎｄ：ＹＶＯ_４等の固体レーザを複数台（例えば３０台）用い、出力光を重ね合わせてエキシマレーザ並みの出力とし、長尺レーザビームを形成することを提案する。固体レーザビームを重ね合わせると干渉が避けがたいので、高速偏向を行なって干渉縞を移動させる。各レーザ発振器の出力、照射位置のエネルギ密度をモニタし、照射位置で所定エネルギ密度を実現するようにバリアブルアッテネータ、励起用ＬＤを制御し、寿命の来たレーザ発振器は取り外し、他のレーザ発振器によって一定強度を保つように制御しつつ交換を行ない、交換後は元の状態に戻す。ビームエッジ部のスティープネス（スロープ部）は、結像光学系により５μｍ以内にする。スティープネスは、できる限り小さい方がよい旨も開示する。スティープネスを小さくするため、アパーチャを結像光学系で結像する形式とし、結像光学系の開口数ＮＡを大きくする。

アモルファスＳｉ膜はガラス基板全面上に形成されるが、多結晶Ｓｉ膜として利用されるのは、その極一部のみである。多結晶Ｓｉ膜に変換して利用しようとする領域のみをアニール処理する提案もある。

特開２００３−３３２２３５号は、複数の連続発振レーザから出射するレーザビームをそれぞれ複数のサブビームに分割し、非晶質半導体の選択された部分に照射して結晶化することを提案する。レーザビーム間の広がりの差はビームエキスパンダを用いて補正する。

特開２００５−２９４４９３号公報 特開２００３−３３２２３５号公報

エキシマレーザ同様のレーザ処理を行なうために複数台の固体レーザ発振器を用い、出力光を重ね合わせる方法は、実用化のためには種々の問題がある。１台の固体レーザ発振器を用い、広い面積を均等に結晶化することが望まれる。

固体レーザの出力光は精々幅１０μｍ、長さ１００ｍｍ〜１５０ｍｍ程度の長尺ビームしか作れない。長さ１００ｍｍ〜１５０ｍｍでは、表示面内で走査領域を接続する必要がある。

接続した結晶化Ｓｉ膜の結晶性を確保するためには、長尺方向端部のスロープ部の幅を２μｍ（以下）とし、走査領域をオーバラップさせることが望まれる。長尺１００ｍｍ、スロープ部の幅２μｍの対物レンズは現在存在しない。露光装置レベルの対物レンズで、１０ｍｍ長、スロープ幅２μｍである。しかもこのクラスのレンズは、極めて高価で、重量も３０Ｋｇ程度ある。レーザアニール装置に適用するには問題が大きい。

本発明の目的は、固体レーザ発振器を用い、アモルファスＳｉ等の半導体膜上のアニール領域を接続して広い面積を均一に多結晶化できるレーザアニール方法ないしレーザアニール装置を提供することである。

本発明の１観点によれば、
（ａ）固体レーザ光源から出射する第１のレーザビームを複数本の均等な第２のレーザビームに分割する工程と、
（ｂ）前記複数本の第２のレーザビームの各々を均等な長尺状開口を有する複数のマスクの対応する１つに照射する工程と、
（ｃ）加工対象物である半導体膜上の所定ピッチで配列された複数の加工位置に、それぞれ自動焦点合わせを行って、前記第２のレーザビームによる前記複数のマスクの結像をそれぞれ照射し、半導体膜を溶融させ、続く冷却期間に前記溶融した半導体膜をラテラル結晶成長させる工程と、
（ｄ）前記半導体膜上で、前記複数のマスクの結像を短尺方向に１つのラテラル結晶成長幅未満移動して、工程（ｃ）を繰り返し、ラテラル結晶をストライプ状に伸張させる工程と、
（ｅ）前記半導体膜上で、前記複数のマスクの結像位置をマスクの長尺方向にずらし、前回成長したストライプ状ラテラル結晶に端部を重ねて、工程（ｃ）、（ｄ）を繰り返し、ストライプ状ラテラル結晶の幅を増加する工程と、
を含む半導体膜のレーザアニール方法
が提供される。

本発明の他の観点によれば、
第１のレーザビームを出射するレーザ光源と、
前記第１のレーザビームを複数の第２のレーザビームに分割する分波光学系と、
各第２のレーザビームを均等な長尺形状に整形する開口を有する複数のマスクと、
前記マスクの結像をそれぞれ加工対象物である半導体膜上に所定ピッチで形成する複数の結像光学系であって、それぞれ自動焦点合わせ機構を備え、前記開口を通過した複数の各第２のレーザビームを半導体膜上に照射し、半導体膜を長尺状に溶融させる複数の結像光学系と、
加工対象物を載置し、Ｘ方向、Ｙ方向に移動できるステージと、
前記レーザ光源からの出射光と前記ステージとの相対的関係を制御し、前記第２のレーザビームによる前記複数のマスクの結像をそれぞれ照射し、半導体膜を溶融、冷却によりラテラル結晶成長させ、半導体膜上で、前記複数のマスクの結像を短尺方向に１つのラテラル結晶成長幅未満移動して、照射を繰り返し、ラテラル結晶をストライプ状に伸張させ、半導体膜上で、前記複数のマスクの結像位置をマスクの長尺方向にずらし、前回成長したストライプ状ラテラル結晶に端部を重ねて、照射を繰り返し、ストライプ状ラテラル結晶の幅を増加する制御装置と、
を有する半導体膜用レーザアニール装置
が提供される。

長尺ビームの長尺方向端部のスロープ部の幅を約２μｍ以下にできるので、アニ−ル領域を接続して、広い面積を均一に結晶化できる。１つの第２のレーザビームの像を小さくすることにより小型軽量の結像レンズを利用できる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

固体レーザＳＬは、レーザダイオード励起のＮｄ：ＹＡＧ，Ｎｄ：ＹＶＯ_４等の２次高調波（２ω）、波長５２７ｎｍ〜５３２ｎｍの第１のレーザビームＬＢを発振する。第１のレーザビームＬＢはミラーＭ１で方向を変え、バリアブルアッテネータＶＡ、イコライザＥＱを通って均一なエネルギ密度を有するレーザビームになる。パワーメータＰＭは、ミラーＭ１を移動させ、個体レーザＳＬから出射するレーザビームの出力をモニタできる。部分反射ミラーＰＭ１，ＰＭ２，…、ミラーＭｉはレーザビームＬＢを均等な複数の第２のレーザビームＬＢ１、ＬＢ２、...ＬＢｉに分波する。添字１〜ｉは、各第２のレーザビームを指定する。添字なしで表記するときは、まとめたものを意味する。部分反射ミラーは、誘電体多層膜で形成できる。最初の部分ミラーＰＭ１を全反射ミラーとし、その下の光学系を省略してもよい。最後のミラーＰＭｉも部分反射ミラーとしてもよい。分波光学系は公知の他の構成としてもよい。

複数の第２のレーザビームのそれぞれの光軸上に、バリアブルアッテネータｖａ,コンデンサレンズＣＬ,マスクＭ，結像組レンズの前段レンズＦＬｆ、結像組レンズの最終段レンズＦＬｍが配置される。マスクＭは長尺状矩形開口を有する。結像組レンズの最終段レンズＦＬｍには、光軸方向に駆動する自動焦点合わせ機構ＡＦが結合されている。各第２のレーザビームに対する、バリアブルアッテネータｖａ,コンデンサレンズＣＬ,マスクＭ，結像組レンズの前段レンズＦＬｆ、結像組レンズの最終段レンズＦＬｍ、自動焦点合わせ機構ＡＦは、均等なものである。最終段レンズＦＬｍを通ったレーザビームＬＢは、基板ＳＵＢ上に形成したアモルファスＳｉ膜上に均一なピッチで配置された加工領域を照射する。基板ＳＵＢは、ステージＳＴＧ上に載置されている。照射領域の走査は制御装置ＣＴＬによって制御される。

各照射領域はマスクＭの像を結像し、その寸法は長さ約１ｍｍ、幅約２００μｍの長尺形状である。照射領域のピッチは例えば約５０ｍｍである。光源の固体レーザは１台に限られない。図に示すように任意の数の固体レーザを並列に配置し、それぞれに図１Ａに示す光学系を備えることができる。レーザビームの合波は行なわないので、干渉などの問題は生じない。

図１Ｂは、自動焦点合わせ機構ＡＦの構成例を示す。ガラス基板ＳＵＢは、矢印の方行に走査される。ガラス基板表面は、約２０μｍ程度の緩やかな凹凸は避けがたい。レーザビームの照射位置より走査方向前方にハイトセンサＨＳが配置され、基板表面の高さを検出する。ハイトセンサの検出信号は、レンズ駆動機ＤＲに送られ、基板表面の高さに応じて結像組レンズの最終段レンズＦＬｍを光軸方向に駆動し、レーザビームを基板ＳＵＢの表面に焦点合わせする。

長さ１ｍｍ程度の像を結像する結像レンズとしては、顕微鏡用の対物レンズを用いることができ、スロープ部の幅は約２μｍ以下にできる。また、重量も１００ｇ程度とでき、ステッパ用のレンズの重量約３０ｋｇよりはるかに小さい。自動焦点合わせのため、結像レンズの少なくとも最終段を駆動する際、軽量であることは高速制御を可能にする。

このクラスのレンズは例えば２０万円程度で購入でき、例え２０個用いても、１０ｍｍ程度の像をスロープ部の幅（解像度）２μｍで結像できるステッパ用レンズの価格４０００万円よりはるかに安価である。

制御装置ＣＴＬは、ラテラル成長結晶を接続して、任意の面積を均一にアニールする制御を行なう。エキシマレーザが、３２ｃｍ〜３７ｃｍの長さの長尺ビームを照射するのに対し、本実施例では長さ１ｍｍの長尺ビームを複数同時に照射する。ラテラル結晶を幅方向に伸張する点は図４Ａ−４Ｅに示した従来技術と同様である。なお、アモルファスＳｉ膜の多結晶化と同様に、グレインサイズの小さい多結晶シリコン膜をレーザアニールしてグレインサイズの大きい多結晶シリコン膜を形成することもできる。例えば、エキシマレーザアニールでグレインサイズ１μｍ程度以下の多結晶化を行なった後、さらにレーザアニールしてグレインサイズを大きくする。

図２Ａは、基板上のレーザビーム照射の方法を概略的に示す。複数の第２のレーザビームを照射し、長尺形状の幅方向に走査することにより、複数のストライプ状領域ＳＣ１をアニールする。パルスレーザの場合は、図４Ｅに示すラテラル成長領域５６の幅未満をステップとして、順次走査し、ストライプ状の領域を多結晶化する。連続発振レーザの場合は、長尺ビームを連続的に幅方向に走査する。次に基板を相対的に長尺ビームの長さ未満、長さ方向に移動させ、同様のアニールを繰り返して、隣の複数のストライプ状領域ＳＣ２をアニールする。

図２Ｂは、各ストライプ領域をアニールするレーザビームの重なりプロファイルを示す。横軸は位置を、縦軸はレーザビームの強度を示す。長さ１ｍｍのレーザビームを端部で重ねて照射することで、広い面積を均一にアニールする。

図２Ｃは隣り合う照射領域のレーザビームの重なりプロファイルをより詳細に示す。縦軸、横軸は図２Ｂと同様である。レーザビームの長尺方向端部のスロープ部は約２μｍ以下であり、均一強度を有する部分を数μｍ重ねてレーザビームの照射を行なう。基板を次々に長尺ビームの長尺方向に移動させ、ストライプ状領域のアニールを繰り返す。やがて、照射領域が隣のレーザビームが既にアニールした領域に達する。単位領域Ｕ１１内のアモルファスＳｉ膜、多結晶Ｓｉ膜等の半導体膜は全てアニールされ、未処理の半導体膜はなくなる。

図２Ｄに示すように、単位領域Ｕ１１のアニールをおえたら、基板を大きく移動し、隣の単位領域Ｕ１２、またはＵ２１のアニールを行なう。このようにして広い面積も均一にアニール処理できる。

図３Ａ−３Ｄは自動焦点合わせにおけるレンズ駆動機構の例を示す。

図３Ａは、圧電（ピエゾ）駆動装置ＰＺによって、最終段レンズを駆動する例を示す。圧電材料は、例えばＰＺＴであり、複数層を積層したものが使える。ハイトセンサからの検出信号に応じた電圧が圧電駆動装置ＰＺに供給され、その長さを伸縮する。

図３Ｂは、ボイスコイルを用いる例である。永久磁石ＰＭの作る磁場内に最終段レンズに結合されたコイルＬが配置され、ハイトセンサからの検出信号に応じた電流が供給され、位置を上下させる。

図３Ｃは、モータで楔を駆動する場合を示す。楔の移動により最終段レンズの保持部材が上下する。

図３Ｄは、ガス圧を利用した例を示す。最終段レンズの周囲から窒素ガスなどのガスを噴き出し、周囲で回収する。ガス圧に応じて最終段レンズの位置が上下する。ハイトセンサを用いなくても、基板と最終段レンズとの間の距離は一定に保たれる。但し、最適ガス圧の決定時等にハイトセンサを使って調整することはよい。

以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限られない。例えば種々の変更、置換、改良、組み合わせなどが可能なことは当業者に自明であろう。

図１Ａ，１Ｂは、本発明の実施例によるレーザアニール装置の構成を概略的に示すブロック図、および自動焦点合わせ機構の構成を概略的に示す側面図である。 図２Ａ−２Ｄは、本発明の実施例によるレーザアニール方法を概略的に示す平面図、及びレーザ強度のプロファイルを概略的に示すグラフである。 図３Ａ−３Ｄは、自動焦点合わせ機構の例を示す概略側面図である。 図４Ａ−４Ｅは、エキシマレーザを用いたアモルファスシリコン膜のアニールを示す斜視図、グラフ、平面図である。

符号の説明

ＳＬ 固体レーザ、
ＬＢ レーザビーム、
ＶＡ，ｖａ バリアブルアッテネータ、
ＥＱ イコライザ、
ＰＭ 部分反射鏡、
ＣＬ コンデンサレンズ、
Ｍ マスク、
ＦＬ 結像組レンズ、
ＦＬｆ （結像組レンズの）前段レンズ、
ＦＬｍ （結像組レンズの）最終段レンズ、
ＡＦ 自動焦点合わせ機構、
ＳＵＢ 基板、
ＨＳ ハイトセンサ、
ＤＲ 駆動機

Claims (20)

1. （ａ）固体レーザ光源から出射する第１のレーザビームを複数本の均等な第２のレーザビームに分割する工程と、
   （ｂ）前記複数本の第２のレーザビームの各々を均等な長尺状開口を有する複数のマスクの対応する１つに照射する工程と、
   （ｃ）加工対象物である半導体膜上の所定ピッチで配列された複数の加工位置に、それぞれ自動焦点合わせを行って、前記第２のレーザビームによる前記複数のマスクの結像をそれぞれ照射し、半導体膜を溶融させ、続く冷却期間に前記溶融した半導体膜をラテラル結晶成長させる工程と、
   （ｄ）前記半導体膜上で、前記複数のマスクの結像を短尺方向に走査して、工程（ｃ）を繰り返し、ラテラル結晶をストライプ状に伸張させる工程と、
   （ｅ）前記半導体膜上で、前記複数のマスクの結像位置をマスクの長尺方向にずらし、前回成長したストライプ状ラテラル結晶に端部を重ねて、工程（ｃ）、（ｄ）を繰り返し、ストライプ状ラテラル結晶の幅を増加する工程と、
   を含む半導体膜のレーザアニール方法。
2. 前記工程（ｃ）は、前記マスクの結像の長尺方向でビーム強度が減少するスロープ部の幅が約２μｍ以下である請求項１記載の半導体膜のレーザアニール方法。
3. 前記工程（ｃ）は、前記マスクの結像の長尺方向でビーム強度が一定の部分の長さが約１ｍｍ以下である請求項１または２記載の半導体膜のレーザアニール方法。
4. 前記工程（ｃ）は、前記マスクの結像の短尺方向長さが約３μｍ〜１０μｍであり、前記工程（ｄ）は、前記複数のマスクの結像を１つのラテラル結晶成長幅未満づつ移動する請求項１〜３のいずれか１項記載の半導体膜のレーザアニール方法。
5. 前記工程（ｃ）は、各第２のレーザビームに対してそれぞれ結像組レンズを用い、組レンズの最終段レンズを光軸方向に移動して自動焦点合わせを行なう請求項１〜４のいずれか１項記載の半導体膜のレーザアニール方法。
6. 前記工程（ｃ）は、各第２のレーザビームに対してそれぞれハイトセンサを用い、ハイトセンサの出力で自動焦点合わせを制御する請求項５記載の半導体膜のレーザアニール方法。
7. 前記工程（ｃ）は、結像レンズと被加工面との間にガスを噴出して行ない、ガスの圧力に応じて自動焦点合わせを行なう請求項１〜５のいずれか１項記載の半導体膜のレーザアニール方法。
8. 前記工程（ａ）の複数の第２のレーザビームの本数は１０本以上である請求項１〜７のいずれか１項記載の半導体膜のレーザアニール方法。
9. 前記工程（ａ）の第１のレーザビームは複数本のレーザビームである請求項８記載の半導体膜のレーザアニール方法。
10. （ｆ）前記工程（ｅ）で幅を増加したストライプ状ラテラル結晶が互いに連続した後、前記半導体膜上で、前記複数のマスクの結像位置をマスクの長尺方向に沿って、未処理領域上に、ずらし、前回成長したラテラル結晶に端部を重ねて、工程（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）を繰り返す工程、
    をさらに含む請求項１〜９のいずれか１項記載の半導体膜のレーザアニール方法。
11. 第１のレーザビームを出射するレーザ光源と、
    前記第１のレーザビームを複数の第２のレーザビームに分割する分波光学系と、
    各第２のレーザビームを均等な長尺形状に整形する開口を有する複数のマスクと、
    前記マスクの結像をそれぞれ加工対象物である半導体膜上に所定ピッチで形成する複数の結像光学系であって、それぞれ自動焦点合わせ機構を備え、前記開口を通過した複数の各第２のレーザビームを半導体膜上に照射し、半導体膜を長尺状に溶融させる複数の結像光学系と、
    加工対象物を載置し、Ｘ方向、Ｙ方向に移動できるステージと、
    前記レーザ光源からの出射光と前記ステージとの相対的関係を制御し、前記第２のレーザビームによる前記複数のマスクの結像をそれぞれ照射し、半導体膜を溶融、冷却によりラテラル結晶成長させ、半導体膜上で、前記複数のマスクの結像を短尺方向に１つのラテラル結晶成長幅未満移動して、照射を繰り返し、ラテラル結晶をストライプ状に伸張させ、半導体膜上で、前記複数のマスクの結像位置をマスクの長尺方向にずらし、前回成長したストライプ状ラテラル結晶に端部を重ねて、照射を繰り返し、ストライプ状ラテラル結晶の幅を増加する制御装置と、
    を有する半導体膜用レーザアニール装置。
12. 前記複数の結像光学系のそれぞれが長さ約１ｍｍの像を端部のビーム強度が減少するスロープ部の幅を約２μｍ以下で結像できる請求項１１記載の半導体膜用レーザアニール装置。
13. 前記マスク、結像光学系は、長尺方向長さ約１ｍｍ以下、短尺方向幅約３μｍ〜１０μｍの結像を、半導体膜上に形成できる請求項１１または１２記載の半導体膜用レーザアニール装置。
14. 前記複数の結像光学系のそれぞれが組レンズを含み、前記自動焦点合わせ機構は、前記各組レンズの最終段レンズを光軸方向に移動する請求項１１〜１３のいずれか１項記載の半導体膜用レーザアニール装置。
15. 前記結像光学系は、各第２のレーザビームに対してハイトセンサを備え、ハイトセンサの出力によって前記自動焦点合わせ機構を制御する請求項１４記載の半導体膜用レーザアニール装置。
16. 前記結像光学系のそれぞれは、結像レンズと加工対象面との間にガスを噴出し、圧力で焦点合わせを行なう請求項１１〜１４のいずれか１項記載の半導体膜用レーザアニール装置。
17. 前記複数の第２のレーザビームの本数は１０本以上である請求項１１〜１６のいずれか１項記載の半導体膜用レーザアニール装置。
18. 前記レーザ光源は、複数の第１のレーザビームを出射する請求項１１〜１７のいずれか１項記載の半導体膜用レーザアニール装置。
19. 前記レーザ光源は、レーザダイオード励起の固体レーザの高次波を出力する請求項１１〜１８のいずれか１項記載の半導体膜用レーザアニール装置。
20. 前記レーザ光源は、波長５２７ｎｍ〜５３２ｎｍの範囲のレーザ光を出射する請求項１９記載の半導体膜用レーザアニール装置。

Images