JP2009289922A - Mask, laser crystallization apparatus, laser crystallization method, crystal material, and semiconductor device - Google Patents

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真也 岡崎
Hiroshi Tsunasawa
啓 綱沢
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博明 竹内
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mask, a laser crystallization apparatus, laser crystallization method, crystal material, and a semiconductor device, which are capable of forming a square crystal larger than before. <P>SOLUTION: A slit for a mask element group for seed crystal formation is arranged on a mask so that a seed crystal surrounded by a crystal grain boundary of nearly closed loop may be formed by laser beam irradiation on a mask. Regarding an X-Y rectangular coordinate with an origin at a specific position in the seed crystal, k is set to be a natural number from 1 to 4; in the k-th quadrant, an X-axis positive direction is set to be kX+, an X-axis negative direction kX-, a Y-axis positive direction kY+ and a Y-axis negative direction kY-. After that, a slit for a mask element group for seed crystal expansion, which follows the mask element group for seed crystal formation, is arranged so that the seed crystal surrounded by the crystal grain boundary of nearly closed group may be expanded in the direction of 1X+, 1Y+, 2X-, 2Y+, 3X-, 3Y-, 4X+ and 4Y-, by the control of the irradiation timing of laser beams irradiated through a mask element group for seed crystal expansion following the mask element group for seed crystal formation and also by the control of the relative movement of the mask. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

レーザ光の照射により結晶を形成するレーザ結晶化装置、この装置に用いられるマスク、レーザ結晶化方法、結晶材、および半導体素子に関する。   The present invention relates to a laser crystallization apparatus that forms a crystal by laser light irradiation, a mask used in the apparatus, a laser crystallization method, a crystal material, and a semiconductor element.

近年、半導体デバイスの製造技術として、ガラス基板上にシリコン薄膜を生成したシリコン薄膜を用いて半導体デバイスを製造するSOG(System on Glass)技術が注目されている。また、シリコン薄膜を生成する技術として、ラテラル成長法に分類されるレーザ結晶化技術が知られている。このレーザ結晶化技術を用いると、結晶の成長方向に方位が揃った結晶長の長い結晶が得られるため、当該レーザ結晶化技術は特に注目を集めている。   In recent years, SOG (System on Glass) technology for manufacturing a semiconductor device using a silicon thin film obtained by forming a silicon thin film on a glass substrate has attracted attention as a semiconductor device manufacturing technology. As a technique for producing a silicon thin film, a laser crystallization technique classified as a lateral growth method is known. When this laser crystallization technique is used, a crystal having a long crystal length in which the orientation is aligned in the crystal growth direction can be obtained. Therefore, the laser crystallization technique is particularly attracting attention.

また、上記ラテラル成長法の1つとして、マスクのスリットを通過したパルスレーザ光をシリコン薄膜に対して照射することによって、レーザ光の照射領域におけるシリコン薄膜を厚さ方向の全域に亘って溶融し、その後に結晶成長させる成長工程を繰り返して結晶化を行うSLS(Sequential Lateral Solidification)方法が知られている。   In addition, as one of the lateral growth methods, the silicon thin film in the laser light irradiation region is melted over the entire thickness direction by irradiating the silicon thin film with pulsed laser light that has passed through the slit of the mask. Then, an SLS (Sequential Lateral Solidification) method is known in which crystallization is performed by repeating a growth process for crystal growth thereafter.

特許文献1には、当該SLS方法の一様式が開示されている。具体的には、特許文献1では、微細幅のパルスレーザ光をシリコン薄膜に照射することによって、シリコン薄膜をパルスレーザ光の照射領域の厚さ方向の全域に亘って溶融させ、その後、凝固させることによって結晶化を行っている。   Patent Document 1 discloses one mode of the SLS method. Specifically, in Patent Document 1, by irradiating a silicon thin film with a pulsed laser beam having a fine width, the silicon thin film is melted over the entire region in the thickness direction of the irradiation region of the pulsed laser light, and then solidified. In this way, crystallization is performed.

図96は、特許文献1に記載されている形態のマスク101を示した図である。マスク101には、横長の長尺状スリット(開口部)と遮光部とからなるスリットパターンが形成された第1〜第nのマスク要素(マスク要素の長さ:M)が、第1マス要素ク101−1、第2マスク要素101−2、…、第nマスク要素101−n(同図の例では、n=4)の順に設けられている。この第1〜第nマスク要素の各々を介したレーザ光の照射によって、被照射物80上に、それぞれ、第1〜第nの照射領域が形成される。   FIG. 96 is a diagram showing a mask 101 in the form described in Patent Document 1. In FIG. The mask 101 includes first to n-th mask elements (mask element length: M) in which a slit pattern including a horizontally long slit (opening) and a light-shielding portion is formed. , And the nth mask element 101-n (n = 4 in the example shown in the figure). By irradiation with laser light through each of the first to nth mask elements, first to nth irradiation regions are formed on the irradiation object 80, respectively.

また、第1〜第nの各マスク要素においては、同図に示すとおり、スリット101−1a、スリット101−2a、…、スリット101−4aといったように階段状に各スリットが配置されている(以下、スリット101−1aからスリット101−4aをスリットグループ101aと称する)。また、マスク101においては、同図に示すとおり、スリット101−1b、スリット101−2b、…、スリット101−4bといったように階段状にスリットが配置されている(以下、スリット101−1bからスリット101−4bをスリットグループ101bと称する)。   Further, in each of the first to n-th mask elements, as shown in the figure, the respective slits are arranged in a stepped manner such as slits 101-1a, slits 101-2a,..., Slits 101-4a ( Hereinafter, the slits 101-1a to 101-4a are referred to as slit groups 101a). Further, in the mask 101, as shown in the figure, slits are arranged in a stepped manner such as slits 101-1b, slits 101-2b,..., Slits 101-4b (hereinafter referred to as slits from the slits 101-1b to 101-1b). 101-4b is referred to as a slit group 101b).

さらに、このような階段状のスリットグループが、101a、101bといった順に、上下方向(同図の矢印方向と垂直な方向)に整列されている。また、同図の矢印方向へのマスク101の相対的な移動によって、スリットグループ101a中の最上部(階段の最後部)のスリット101−4aによるレーザ照射領域が、その上部に位置するスリットグループ101b中の最下部(階段の最下部)のスリット101−1bにより形成されていた照射領域と一部重複するように、スリットグループ101aとスリットグループ101bとが形成されている。   Furthermore, such step-like slit groups are arranged in the vertical direction (direction perpendicular to the arrow direction in the figure) in the order of 101a and 101b. Further, by the relative movement of the mask 101 in the direction of the arrow in the figure, the laser irradiation region by the slit 101-4a at the uppermost part (the last part of the staircase) in the slit group 101a is located above the slit group 101b. A slit group 101a and a slit group 101b are formed so as to partially overlap the irradiation region formed by the slit 101-1b at the lowermost part (the lowest part of the stairs).

図97は、マスク101を用いて結晶を成長させる過程における結晶の成長状態を示した図である。   FIG. 97 is a diagram showing a crystal growth state in the process of growing a crystal using the mask 101.

ここで、図97(a)は、上記マスク101によって、基板80上(詳しくはシリコン薄膜上)に形成されるレーザ光の照射パターンを示した図である。このような照射パターンを有するレーザ光の照射(第1照射)により、図97(b)に示すとおり、スリットを介してレーザ光が照射される各位置において結晶成長が起こる。この結晶成長の際しては、マスクの相対移動の向きと垂直となる方向(Y軸方向)におけるスリットの端部(図97(a)の上端および下端)に対応する領域から、スリットの中央部に対応する領域に向けて結晶成長が起こる。なお、図97(b)は、図97(a)に示した照射パターンを有するレーザ光によって、基板80上に形成される結晶を示した図である。   Here, FIG. 97A shows a laser beam irradiation pattern formed on the substrate 80 (specifically, on the silicon thin film) by the mask 101. FIG. By irradiation with laser light having such an irradiation pattern (first irradiation), crystal growth occurs at each position irradiated with laser light through a slit, as shown in FIG. 97 (b). During this crystal growth, from the region corresponding to the end of the slit (upper and lower ends in FIG. 97 (a)) in the direction (Y-axis direction) perpendicular to the direction of relative movement of the mask, the center of the slit Crystal growth occurs toward the region corresponding to the part. Note that FIG. 97B shows a crystal formed on the substrate 80 by the laser beam having the irradiation pattern shown in FIG.

図98は、図97に示した基板80上の第101領域において、成長する結晶の状態を、図97に対応付けて示した図である。   FIG. 98 is a diagram showing the state of crystals growing in the 101st region on the substrate 80 shown in FIG. 97 in association with FIG.

ここで、図98(a)は、上記第1照射によって、第101領域に形成される結晶を示した図である。同図に示すとおり、スリット101−1aに対応する領域に結晶101−Aが形成され、スリット101−1bに対応する領域に結晶101−Bが形成される。なお、図中の結晶101−Aおよび結晶101B内の縦線(マスクの相対移動の向きに垂直な線)は、結晶の成長方向に沿って生じる結晶粒界を模式的に示したものである。また、スリットの上記両端部に対応する位置から各々中央に向けて成長した結晶同士は、スリットの中央に対応する位置で衝突し、その結果、同図に示すとおり、2本の横線として示した、突起部であるリッジ101−ARおよびリッジ101−BRが形成される。   Here, FIG. 98A shows a crystal formed in the 101st region by the first irradiation. As shown in the figure, a crystal 101-A is formed in a region corresponding to the slit 101-1a, and a crystal 101-B is formed in a region corresponding to the slit 101-1b. Note that vertical lines (lines perpendicular to the direction of relative movement of the mask) in the crystal 101-A and the crystal 101B in the figure schematically show crystal grain boundaries that occur along the crystal growth direction. . Further, the crystals grown toward the center from the positions corresponding to the both ends of the slit collide at the positions corresponding to the center of the slit, and as a result, shown as two horizontal lines as shown in FIG. The ridge 101-AR and the ridge 101-BR, which are protrusions, are formed.

図97(c)は、マスク101を基板80に対して図97(a)の矢印の向きにマスク要素の長さMだけ相対的に移動させた後、レーザ光を照射(第2照射)した場合に、基板80上に形成される結晶を示した図である。   In FIG. 97 (c), the mask 101 is moved relative to the substrate 80 in the direction of the arrow in FIG. 97 (a) by the length M of the mask element, and then irradiated with laser light (second irradiation). In this case, the crystal formed on the substrate 80 is shown.

このような第2照射によって、上記第1照射で形成された結晶101−Aと一部が重なる領域と、結晶101−Bと一部が重なる領域とに対して、レーザ光の照射が行われる。その結果、結晶101−Aのリッジ101−ARと、結晶101−Bのリッジ101−BRとを消し去りながら、結晶101−AについてY方向の結晶成長(引継ぎ成長)と、結晶101−BについてY方向の結晶成長が起こる。このため、図98(b)に示すように結晶102−Aと結晶102−Bとが形成される。   By such second irradiation, laser light irradiation is performed on a region partially overlapping with the crystal 101-A formed by the first irradiation and a region partially overlapping with the crystal 101-B. . As a result, while removing the ridge 101-AR of the crystal 101-A and the ridge 101-BR of the crystal 101-B, the crystal growth in the Y direction (takeover growth) for the crystal 101-A and the crystal 101-B Crystal growth in the Y direction occurs. Therefore, a crystal 102-A and a crystal 102-B are formed as shown in FIG.

以後、同様の移動と照射との動作を繰り返すことにより、図97(d)、図97(e)、図98(c)、および図98(d)に示すとおり、スリットグループ101aによるレーザ照射領域がY方向に順次重なるとともに、スリットグループ101bによるレーザ照射領域がY軸方向に順次重なる。その結果、第1照射により形成された結晶101−Aおよび結晶101−Bを種結晶として、図98(d)に示すとおり、Y軸方向に順次引継ぎ成長した最終結晶104−Aと最終結晶104−Bとが形成される。   Thereafter, by repeating the same movement and irradiation operations, as shown in FIGS. 97 (d), 97 (e), 98 (c), and 98 (d), the laser irradiation region by the slit group 101a is obtained. Are sequentially overlapped in the Y direction, and the laser irradiation regions by the slit groups 101b are sequentially overlapped in the Y axis direction. As a result, with the crystals 101-A and 101-B formed by the first irradiation as seed crystals, as shown in FIG. 98 (d), the final crystal 104-A and the final crystal 104, which are successively inherited and grown in the Y-axis direction, are obtained. -B is formed.

しかしながら、特許文献1に記載のSLS法では、上述したスリットの移動とレーザ光の照射とを繰り返すことにより、当該移動の向きと垂直の方向が長手方向となる細長い結晶が形成される。このため、このような結晶を用いてTFT(Thin Film Transistor)を作製した場合、TFTの電流が流れる方向と結晶の長手方向とがなす角度によって、TFT特性は大幅に異なることになる。具体的には、TFTの電流が流れる方向と成長結晶の長手方向とが平行であるとき、TFT特性は最も良好となるのに対し、TFTの電流が流れる方向と成長結晶の長手方向とが垂直であるとき、TFT特性は最も悪くなる。このように、SLS法により結晶化した場合、結晶の異方性に起因して、均一なTFT特性を得ることができない。   However, in the SLS method described in Patent Document 1, an elongated crystal whose longitudinal direction is the direction perpendicular to the direction of the movement is formed by repeating the movement of the slit and the irradiation of the laser light described above. For this reason, when a TFT (Thin Film Transistor) is manufactured using such a crystal, the TFT characteristics differ greatly depending on the angle formed by the direction in which the TFT current flows and the longitudinal direction of the crystal. Specifically, when the direction in which the TFT current flows and the longitudinal direction of the growth crystal are parallel, the TFT characteristics are best, whereas the direction in which the TFT current flows and the longitudinal direction of the growth crystal are perpendicular to each other. The TFT characteristics are the worst. Thus, when crystallized by the SLS method, uniform TFT characteristics cannot be obtained due to crystal anisotropy.

これに対し、特許文献2には、特許文献1とは異なるスリットが形成されたマスクを用いたレーザ結晶化技術が開示されている。この特許文献2には、異なるスリットが形成されたマスクを用いることにより、結晶の短手方向にも結晶成長した角型結晶の形成が可能になり、その結果、上記異方性を改善できることが記載されている。   On the other hand, Patent Document 2 discloses a laser crystallization technique using a mask in which a slit different from that of Patent Document 1 is formed. In Patent Document 2, by using a mask in which different slits are formed, it is possible to form a square crystal that has also grown in the short direction of the crystal, and as a result, the anisotropy can be improved. Are listed.

図99は、特許文献2に記載されている形態のマスク201を示した図である。マスク201には、長尺状スリット(開口部)と遮光部とからなるスリットパターンが形成された第1〜第4のマスク要素(マスク要素の長さ:M)が、第1マスク要素201−1、第2マスク要素201−2、第3マスク要素201−3、第4マスク要素201−4の順に設けられている。この第1〜第4マスク要素の各スリットを介したレーザ光の照射によって、基板80上(詳しくはシリコン薄膜上)に、それぞれ、第1〜第4の照射領域が形成される。   FIG. 99 is a view showing a mask 201 in the form described in Patent Document 2. In FIG. The mask 201 includes first to fourth mask elements (mask element length: M) in which a slit pattern including a long slit (opening) and a light shielding portion is formed. 1, the second mask element 201-2, the third mask element 201-3, and the fourth mask element 201-4 are provided in this order. By irradiation with laser light through the slits of the first to fourth mask elements, first to fourth irradiation regions are formed on the substrate 80 (specifically, on the silicon thin film), respectively.

また、マスク201においては、同図に示すとおり、横長(マスクの相対的な移動の向きが長手)のスリット201−1aおよび横長のスリット201−3a(スリットグループh−201aと称する)と、横長のスリット201−1bおよび横長のスリット201−3b(スリットグループh−201bと称する)と、縦長(マスクの相対的な移動の向きが短手)のスリット201−2aおよび縦長のスリット201−4a(スリットグループv−201aと称する)と、縦長のスリット201−2bおよび縦長のスリット201−4b(スリットグループv−201aと称する)とが配置されている。   Further, in the mask 201, as shown in the figure, a horizontally long slit 201-1a and a horizontally long slit 201-3a (referred to as a slit group h-201a) and a horizontally long Slit 201-1b and horizontally long slit 201-3b (referred to as slit group h-201b), vertically long (the relative movement direction of the mask is short), and slit 201-2a and vertically long slit 201-4a ( A slit group v-201a) and a longitudinal slit 201-2b and a longitudinal slit 201-4b (referred to as a slit group v-201a) are arranged.

さらに、横長のスリットグループが、h−201a、h−201bといった順に、上下方向(同図の矢印方向と垂直な方向)に整列され、縦長のスリットグループが、v−201a、v−201bといった順に、左右方向(同図の矢印方向)に整列されている。   Further, the horizontally long slit groups are arranged in the vertical direction (direction perpendicular to the arrow direction in the figure) in the order of h-201a and h-201b, and the vertically long slit groups are in the order of v-201a and v-201b. Are aligned in the left-right direction (the arrow direction in the figure).

また、マスク201を同図の矢印方向へ2Mだけ相対移動することによって、第3マスク要素201−3のスリット201−3aによるレーザ照射領域が、第1マスク要素201−1のスリット201−1aおよびスリット201−1bによるレーザ照射領域の両方と一部が重畳するように配置されている。さらに、マスク201を同図の矢印の向きへMだけ相対移動することによって、第4マスク要素201−4のスリット201−4aによるレーザ照射領域が、第2マスク要素201−2のスリット201−2aおよびスリット201−2bによるレーザ照射領域の両方と一部が重畳するように配置されている。   Further, by moving the mask 201 relative to the arrow direction in the figure by 2M, the laser irradiation region by the slit 201-3a of the third mask element 201-3 becomes the slit 201-1a of the first mask element 201-1 and It arrange | positions so that both may partly overlap with the laser irradiation area | region by the slit 201-1b. Further, by moving the mask 201 relative to the direction of the arrow in the figure by M, the laser irradiation region by the slit 201-4a of the fourth mask element 201-4 becomes the slit 201-2a of the second mask element 201-2. And the laser irradiation region by the slit 201-2b are arranged so as to partially overlap each other.

図100は、マスク201を用いて結晶を成長させる過程における結晶の成長状態を示した図である。   FIG. 100 is a diagram illustrating a crystal growth state in the process of growing a crystal using the mask 201.

ここで、図100(a)は、上記マスク201によって、基板80上(詳しくはシリコン薄膜上)に形成されるレーザ光の照射パターンを示した図である。このような照射パターンを有するレーザ光の照射(第1照射)により、図100(b)に示すとおり、スリットを介してレーザ光が照射される各位置において結晶成長が起こる。この結晶成長の際しては、マスクの相対移動の向きと垂直となる方向(Y軸方向)におけるスリットの端部(図100(a)の上端および下端)に対応する領域から、スリットの中央部に対応する領域に向けて結晶成長が起こる。なお、図100(b)は、図100(a)に示した照射パターンを有するレーザ光によって、基板80上に形成される結晶を示した図である。   Here, FIG. 100A is a diagram showing an irradiation pattern of a laser beam formed on the substrate 80 (specifically, on a silicon thin film) by the mask 201. FIG. By laser beam irradiation (first irradiation) having such an irradiation pattern, crystal growth occurs at each position where the laser beam is irradiated through the slit, as shown in FIG. In this crystal growth, from the region corresponding to the end of the slit (upper and lower ends of FIG. 100A) in the direction (Y-axis direction) perpendicular to the direction of relative movement of the mask, the center of the slit Crystal growth occurs toward the region corresponding to the part. FIG. 100B shows a crystal formed on the substrate 80 by the laser beam having the irradiation pattern shown in FIG.

図101は、図100に示した基板80上の第201領域において、成長する結晶の状態を、図100に対応付けて示した図である。   FIG. 101 is a diagram showing the state of a crystal grown in the 201st region on the substrate 80 shown in FIG. 100 in association with FIG.

ここで、図101(a)は、上記第1照射によって、第201領域に形成される結晶を示した図である。同図に示すとおり、スリット201−1aに対応する領域に結晶201−Aが形成され、スリット201−1bに対応する領域に結晶201−Bが形成される。なお、図中の結晶201−Aおよび結晶201B内の縦線(マスクの相対移動の向きに垂直な線)は、結晶の成長方向に沿って生じる結晶粒界を模式的に示したものである。また、スリットの上記両端部に対応する位置から各々中央に向けて成長した結晶同士は、スリットの中央に対応する位置で衝突し、その結果、同図に示すとおり、2本の横線として示した、突起部であるリッジ201−ARおよびリッジ201−BRが形成される。   Here, FIG. 101A shows a crystal formed in the 201st region by the first irradiation. As shown in the figure, a crystal 201-A is formed in a region corresponding to the slit 201-1a, and a crystal 201-B is formed in a region corresponding to the slit 201-1b. Note that vertical lines (lines perpendicular to the direction of relative movement of the mask) in the crystal 201-A and the crystal 201B in the figure schematically show crystal grain boundaries that occur along the crystal growth direction. . Further, the crystals grown toward the center from the positions corresponding to the both ends of the slit collide at the positions corresponding to the center of the slit, and as a result, shown as two horizontal lines as shown in FIG. The ridge 201-AR and the ridge 201-BR, which are protrusions, are formed.

図100(c)は、マスク201を基板80に対して図100(a)の矢印の向きにマスク要素の長さMだけ相対的に移動させた後、レーザ光を照射(第2照射)した場合に、基板80上に形成される結晶を示した図である。   In FIG. 100 (c), the mask 201 is moved relative to the substrate 80 in the direction of the arrow in FIG. 100 (a) by the length M of the mask element, and then irradiated with laser light (second irradiation). In this case, the crystal formed on the substrate 80 is shown.

このような第2照射によって、図100に示す第201領域においては、第2マスク要素201−2のスリット201−2aとスリット201−2bとによるレーザ照射が行われる。これにより、第1照射で形成された結晶201−Aと交差した形で結晶202−Aが形成されるとともに、結晶201−Bと交差した形で結晶202−Bが形成される。   With such second irradiation, laser irradiation is performed by the slits 201-2a and 201-2b of the second mask element 201-2 in the 201st region shown in FIG. Thereby, the crystal 202-A is formed so as to intersect with the crystal 201-A formed by the first irradiation, and the crystal 202-B is formed so as to intersect with the crystal 201-B.

また、図101(a)のY軸方向に成長した結晶201−Aと201−Bとについて、同図のX軸方向とY軸方向とにおける結晶成長(引継ぎ成長)が起こる。その結果、図101(b)に示すとおり、矩形状の種結晶202−1、種結晶202−2、…、種結晶202−6が形成される。ここで種結晶とは、結晶内にリッジを含まない結晶(つまり、リッジで囲まれた結晶)を指す。より詳しくは、種結晶とは、連続した結晶粒界または一部が不連続となった結晶粒界に囲まれた結晶を指す。   In addition, crystal growth (takeover growth) occurs in the X-axis direction and Y-axis direction in FIG. 101A with respect to the crystals 201-A and 201-B grown in the Y-axis direction. As a result, as shown in FIG. 101 (b), rectangular seed crystals 202-1, seed crystals 202-2,..., Seed crystals 202-6 are formed. Here, the seed crystal refers to a crystal that does not include a ridge in the crystal (that is, a crystal surrounded by the ridge). More specifically, the seed crystal refers to a crystal surrounded by a continuous crystal grain boundary or a crystal grain boundary partially discontinuous.

図100(d)は、マスク201を基板80に対して図100(a)の矢印の方向にマスク要素の長さMだけさらに相対的に移動させた後、レーザ光を照射(第3照射)した場合に、基板80上に形成される結晶を示した図である。   In FIG. 100D, the mask 201 is further moved relative to the substrate 80 in the direction of the arrow in FIG. 100A by the length M of the mask element, and then irradiated with laser light (third irradiation). FIG. 6 is a diagram showing a crystal formed on a substrate 80 in the case of

このような第3照射によって、図100に示す第201領域においては、第3マスク要素201−3のスリット201−3aとスリット201−3bとによるレーザ照射が行われる。これにより、図100(d)に示すとおり、第1照射で形成された結晶201−Aと結晶201−Bとの両方に一部重畳して、結晶203−Aが形成されるとともに、第1照射で形成された結晶201−Bに一部重畳して、結晶203−Bが形成される。   With such third irradiation, laser irradiation is performed by the slit 201-3a and the slit 201-3b of the third mask element 201-3 in the 201st region shown in FIG. Thereby, as shown in FIG. 100 (d), the crystal 203-A is partially overlapped with both the crystal 201-A and the crystal 201-B formed by the first irradiation, and the first A crystal 203-B is formed so as to partially overlap the crystal 201-B formed by irradiation.

その結果、種結晶202−1、種結晶202−2、…、種結晶202−6といった種結晶について、Y軸方向において結晶成長(引継ぎ成長)が起こる。これにより、図101(c)に示すとおり、種結晶よりも大きな、角型結晶203−1、角型結晶203−2、…、角型結晶203−6といった角型結晶が形成される。   As a result, crystal growth (takeover growth) occurs in the Y-axis direction for the seed crystals such as the seed crystal 202-1, the seed crystal 202-2, ..., the seed crystal 202-6. As a result, as shown in FIG. 101C, square crystals such as a square crystal 203-1, a square crystal 203-2,..., A square crystal 203-6, which are larger than the seed crystal, are formed.

図100(e)は、マスク201を基板80に対して図100(a)の矢印の方向にマスク要素の長さMだけさらに相対的に移動させた後、レーザ光を照射(第4照射)した場合に、基板80上に形成される結晶を示した図である。   In FIG. 100E, the mask 201 is further moved relative to the substrate 80 in the direction of the arrow in FIG. 100A by the length M of the mask element, and then irradiated with laser light (fourth irradiation). FIG. 6 is a diagram showing a crystal formed on a substrate 80 in the case of

このような第4照射によって、図100に示す第201領域においては、第4マスク要素201−4のスリット201−4aとスリット201−4bとによるレーザ照射が行われる。   By such fourth irradiation, laser irradiation is performed by the slit 201-4a and the slit 201-4b of the fourth mask element 201-4 in the 201st region shown in FIG.

これにより、図100(e)に示すとおり、第2照射で形成された結晶202−Aと結晶202−Bとの両方に一部重畳して、結晶204−Aが形成されるとともに、第2照射で形成された結晶201−Bに一部重畳して、結晶204−Bが形成される。   Thereby, as shown in FIG. 100 (e), a crystal 204-A is partially overlapped with both the crystal 202-A and the crystal 202-B formed by the second irradiation, and the second A crystal 204-B is formed so as to partially overlap the crystal 201-B formed by irradiation.

その結果、結晶203−1、結晶203−2、…、結晶203−6といった結晶について、X軸方向において結晶成長(引継ぎ成長)が起こる。これにより、図101(d)に示すとおり、種結晶よりも大きな、角型結晶204−1、角型結晶204−2、…、角型結晶204−9といった角型結晶が形成される。   As a result, crystal growth (takeover growth) occurs in the X-axis direction for the crystals 203-1, the crystal 203-2,..., The crystal 203-6. Thereby, as shown in FIG. 101 (d), square crystals such as a square crystal 204-1, a square crystal 204-2,..., A square crystal 204-9 larger than the seed crystal are formed.

このように、特許文献2に記載のレーザ結晶化方法によれば、第1照射および第2照射の照射パターンが交差する領域に形成される結晶を種結晶として、この種結晶を、第3照射および第4照射の照射パターンにより拡大することができる。これにより、特許文献1に記載のレーザ結晶化方法によって得られる結晶に比べ、X軸方向にも結晶成長した角型結晶を作製することが可能となる。そして、このような結晶を用いてTFTを作成すれば、TFTの電流が流れる方向によらず、均一な特性のTFTを得ることができる。
特開2003−51445号公報 特開2003−22969号公報
Thus, according to the laser crystallization method described in Patent Document 2, a crystal formed in a region where the irradiation patterns of the first irradiation and the second irradiation intersect is used as a seed crystal, and this seed crystal is applied to the third irradiation. And it can be enlarged by the irradiation pattern of the fourth irradiation. This makes it possible to produce a square crystal that has also grown in the X-axis direction compared to the crystal obtained by the laser crystallization method described in Patent Document 1. If a TFT is formed using such a crystal, a TFT having uniform characteristics can be obtained regardless of the direction in which the TFT current flows.
JP 2003-51445 A Japanese Patent Laid-Open No. 2003-22969

ここで、図101(d)に示した角型結晶204−1に着目し、結晶201−1が当該角型結晶204−1に成長する過程について図102〜図105に基づき説明する。   Here, paying attention to the square crystal 204-1 shown in FIG. 101 (d), the process of growing the crystal 201-1 into the square crystal 204-1 will be described with reference to FIGS.

図102は、上記第1照射により形成される結晶201−1を示した図である。また、図103は、上記第2照射により形成される結晶202−1を示した図である。また、図104は、上記第3照射により形成される結晶203−1を示した図である。また、図105は、上記第4照射により形成される結晶204−1を示した図である。   FIG. 102 is a diagram showing the crystal 201-1 formed by the first irradiation. FIG. 103 is a diagram showing the crystal 202-1 formed by the second irradiation. FIG. 104 is a diagram showing the crystal 203-1 formed by the third irradiation. FIG. 105 is a diagram showing the crystal 204-1 formed by the fourth irradiation.

なお、図102〜図105においては、細線で囲まれた領域が各回の照射により結晶化される領域を示し、点線で囲まれた領域が各回の照射よりも1回前の照射により結晶化される領域を示し、太線で囲まれた領域が当該照射により結晶化される結晶を示し、斜線を施した領域が各回の照射より1回前の照射により形成される結晶を示している。   102 to 105, a region surrounded by a thin line indicates a region that is crystallized by each irradiation, and a region surrounded by a dotted line is crystallized by irradiation one time before each irradiation. A region surrounded by a thick line indicates a crystal that is crystallized by the irradiation, and a hatched region indicates a crystal formed by irradiation one time before each irradiation.

図102における結晶201−1は、上記第1照射により、同図の矢印の向きに、上述した照射領域の端部から中央部に向かって成長した針状結晶である。次に、上記第2照射によって、図103に示すとおり、結晶201−1が同図の左向きに伸張され、矩形状の種結晶202−1が形成される。さらに、上記第3照射によって、図104に示すとおり、種結晶202−1が同図の上向きに伸張され、結晶203−1が形成される。そして、上記第4照射によって、図105に示すとおり、結晶203−1が同図の右向きに伸張され、最終的に角型結晶204−1が形成される。これにより、結晶化が完了する。なお、図106は、種結晶と、最終的に形成される角型結晶(角型結晶204−1)との関係を示した図である。   A crystal 201-1 in FIG. 102 is a needle-like crystal that has grown from the end of the irradiation region described above toward the center by the first irradiation in the direction of the arrow in FIG. Next, by the second irradiation, as shown in FIG. 103, the crystal 201-1 is stretched to the left in the figure, and a rectangular seed crystal 202-1 is formed. Further, by the third irradiation, as shown in FIG. 104, the seed crystal 202-1 is expanded upward in the same figure, and a crystal 203-1 is formed. As a result of the fourth irradiation, as shown in FIG. 105, the crystal 203-1 is stretched to the right in the figure, and finally a square crystal 204-1 is formed. Thereby, crystallization is completed. FIG. 106 is a diagram showing the relationship between the seed crystal and the finally formed square crystal (square crystal 204-1).

図107は、第1照射と第2照射とによって形成される種結晶202−1の図心Pを原点とするX−Y直交座標系を示した図である。ここでは、マスクの相対移動の向きと逆(つまり、ステージの移動の向き)である、図102〜図105の各図における右向きをX軸方向の正の向きとし、当該各図における上向きをY軸方向の正の向きとする。   FIG. 107 is a diagram showing an XY orthogonal coordinate system with the centroid P of the seed crystal 202-1 formed by the first irradiation and the second irradiation as the origin. Here, the right direction in each of FIGS. 102 to 105, which is opposite to the direction of relative movement of the mask (that is, the direction of movement of the stage), is the positive direction in the X-axis direction, and the upward direction in each figure is Y. The axial direction is positive.

さらに、図107に示すとおり、X−Y直交座標系における第k象限(k=1,2,3,4)におけるX軸方向の正の向きをkX+と、X軸方向の負の向きをkX−と、Y軸方向の正の向きをkY+と、Y軸方向の負の向きをkY−として表記する。また、X軸方向の正の向きである1X+と4X+とをまとめてX+と、X軸方向の負の向きである2X−と3X−とをまとめてX−と、Y軸方向の正の向きである1Y+と2Y+とをまとめてY+と、Y軸方向の負の向きである3Y−と4Y−とをまとめてY−と表記する。   Furthermore, as shown in FIG. 107, the positive direction in the X-axis direction in the k-th quadrant (k = 1, 2, 3, 4) in the XY orthogonal coordinate system is kX +, and the negative direction in the X-axis direction is kX. The positive direction in the Y-axis direction is expressed as kY +, and the negative direction in the Y-axis direction is expressed as kY-. Further, 1X + and 4X + which are positive directions in the X-axis direction are collectively X +, 2X- and 3X- which are negative directions in the X-axis are collectively X-, and a positive direction in the Y-axis direction. 1Y + and 2Y + are collectively expressed as Y +, and 3Y− and 4Y− as negative directions in the Y-axis direction are collectively expressed as Y−.

また、同図に示すとおり、X軸方向の正の向きを示すX+とX軸方向の負の向きとを示すX−とをまとめてXと、Y軸方向の正の向きを示すY+とY軸方向の負の向きを示すY−とをまとめてYと表記する。つまり、Xは、X軸方向(正の向きと負の向きとを含む)を示し、Yは、Y軸方向(正の向きと負の向きとを含む)を示している。   Further, as shown in the figure, X + indicating the positive direction in the X-axis direction and X- indicating the negative direction in the X-axis direction are collectively X, and Y + and Y indicating the positive direction in the Y-axis direction. Y- indicating the negative direction in the axial direction is collectively expressed as Y. That is, X indicates the X-axis direction (including a positive direction and a negative direction), and Y indicates the Y-axis direction (including a positive direction and a negative direction).

図107に示した方向および向きの定義を用いれば、特許文献2に記載のレーザ結晶化方法において種結晶が伸張される向きは、図102〜図106に示すとおり、第1象限については1X+と1Y+との2つの向きであるが、第2象限は2Y+の1つの向きのみ、第4象限は4X+の1つの向きのみにしか伸張されず、第3象限に至ってはまったく伸張されない。   If the definition of the direction and direction shown in FIG. 107 is used, the direction in which the seed crystal is stretched in the laser crystallization method described in Patent Document 2 is 1X + in the first quadrant as shown in FIGS. The second quadrant is expanded only in one direction of 2Y +, the fourth quadrant is expanded only in one direction of 4X +, and is not expanded at all in the third quadrant.

このように、特許文献2に記載のレーザ結晶化方法では、種結晶は、伸張されうる8つの向きのうち、4つの向き(1X+,4X+,1Y+,2Y+)のみにしか伸張されない。言い換えれば、種結晶は、X軸方向の正の向き(1X+,4X+)と、Y軸方向の正の向き(1Y+,2Y+)とにしか伸張されない。   As described above, in the laser crystallization method described in Patent Document 2, the seed crystal is expanded only in four directions (1X +, 4X +, 1Y +, 2Y +) among the eight directions that can be expanded. In other words, the seed crystal is stretched only in the positive direction (1X +, 4X +) in the X-axis direction and in the positive direction (1Y +, 2Y +) in the Y-axis direction.

図102〜図105においては、図101における角型結晶204−1の形成過程について説明したが、他の角型結晶(204−2〜204−6)についても、角型結晶204−1と同様に考えることにより、以下のことが言える。   102 to 105, the formation process of the square crystal 204-1 in FIG. 101 has been described, but the other square crystals (204-2 to 204-6) are similar to the square crystal 204-1. The following can be said from the above.

角型結晶204−2は、第2象限へは種結晶が拡大されず、種結晶が伸張されうる8方向のうち4方向のみにしか拡大されない。また、角型結晶204−3は、第3象限へは種結晶が伸張されず、種結晶が拡大されうる8方向のうち4方向のみにしか伸張されない。また、角型結晶204−4は、第4象限へは種結晶が伸張されず、種結晶が伸張されうる8方向のうち4方向のみにしか拡大されない。また、角型結晶204−5は、第1象限へは種結晶が伸張されず、種結晶が伸張されうる8方向のうち4方向のみにしか拡大されない。また、角型結晶204−6は、第4象限へは種結晶が伸張されず、種結晶が伸張されうる8方向のうち4方向のみにしか伸張されない。   In the square crystal 204-2, the seed crystal is not expanded into the second quadrant, and is expanded only in four directions among the eight directions in which the seed crystal can be extended. Further, the square crystal 204-3 does not extend the seed crystal to the third quadrant, and extends only in four directions out of the eight directions in which the seed crystal can be expanded. In addition, the square crystal 204-4 is not expanded into the fourth quadrant, and is expanded only in four directions out of the eight directions in which the seed crystal can be expanded. In addition, the square crystal 204-5 is not expanded into the first quadrant, and is expanded only in four directions out of the eight directions in which the seed crystal can be expanded. In addition, the square crystal 204-6 is not expanded into the fourth quadrant, and is expanded only in four directions out of the eight directions in which the seed crystal can be expanded.

このように、特許文献2に記載のレーザ結晶化方法は、第1照射および第2照射によって形成された種結晶を第3照射と第4照射とによって伸張する際に、種結晶が伸張されうる8方向のうち4方向のみに種結晶を伸張するレーザ結晶化方法である。   As described above, in the laser crystallization method described in Patent Document 2, the seed crystal can be stretched when the seed crystal formed by the first irradiation and the second irradiation is stretched by the third irradiation and the fourth irradiation. This is a laser crystallization method in which a seed crystal is stretched only in four directions out of eight directions.

つまり、特許文献2に記載のレーザ結晶化方法は、種結晶毎に考えると、種結晶を、以下の(1)〜(4)のいずれか1つに示される向きに伸張する方法である。
(1)X軸方向の正の向き(1X+,4X+)およびY軸方向の正の向き(1Y+,2Y+)
(2)X軸方向の正の向き(1X+,4X+)およびY軸方向の負の向き(3Y−,4Y−)
(3)X軸方向の負の向き(2X−,3X−)およびY軸方向の正の向き(1Y+,2Y+)
(4)X軸方向の負の向き(2X−,3X−)およびY軸方向の負の向き(3Y−,4Y−)
このため、スリットの幅が固定された値であれば、スリットの幅やレーザ光が重畳して照射される領域の幅などによって決まる大きさの角型結晶しか得られない。
That is, the laser crystallization method described in Patent Document 2 is a method of extending the seed crystal in the direction indicated by any one of the following (1) to (4) when considered for each seed crystal.
(1) Positive direction in the X-axis direction (1X +, 4X +) and positive direction in the Y-axis direction (1Y +, 2Y +)
(2) Positive direction in the X-axis direction (1X +, 4X +) and negative direction in the Y-axis direction (3Y−, 4Y−)
(3) Negative direction in the X-axis direction (2X−, 3X−) and positive direction in the Y-axis direction (1Y +, 2Y +)
(4) Negative direction in the X-axis direction (2X−, 3X−) and negative direction in the Y-axis direction (3Y−, 4Y−)
For this reason, if the slit width is a fixed value, only a square crystal having a size determined by the width of the slit or the width of the region irradiated with the laser beam superimposed can be obtained.

ここで、図100のマスク201のスリットより広い幅のスリットを用いた場合には、図100のマスク201のスリットを用いた場合に比べて、第1照射による照射パターンと第2照射による照射パターンとが交差する領域は広くなる。このため、この交差する領域に形成された結晶を伸張させることにより、より大きな角型結晶を形成することが可能である。   Here, when a slit having a width wider than the slit of the mask 201 in FIG. 100 is used, the irradiation pattern by the first irradiation and the irradiation pattern by the second irradiation are compared with the case of using the slit of the mask 201 in FIG. The area where and intersects becomes wider. Therefore, it is possible to form a larger square crystal by stretching the crystal formed in the intersecting region.

しかしながら、図100のマスク201のスリットより広い幅のスリットを用いる際には、十分な長さの結晶成長距離を得るために、図100のマスク201のスリットを用いる場合より高い照射エネルギーでレーザ光を照射する必要がある。しかしながら、レーザ光の照射エネルギーを高くしすぎると、基板にダメージが生じたり、膜剥離が生じたりするおそれがある。   However, when a slit having a width wider than the slit of the mask 201 in FIG. 100 is used, in order to obtain a sufficiently long crystal growth distance, the laser beam is emitted with a higher irradiation energy than in the case of using the slit of the mask 201 in FIG. Need to be irradiated. However, if the laser beam irradiation energy is too high, the substrate may be damaged or the film may be peeled off.

また、1回のレーザ光の照射における結晶成長距離が長くなるほど、結晶幅が不均一になる傾向がある。このため、第1照射による照射パターンと第2照射による照射パターンとが交差する領域において、第1照射により形成した結晶を、第2照射により引き継ぎ成長させて種結晶を作成する際に、種結晶に割れ(粒割れ)が発生しやすくなる。また、このような粒割れを含んだ種結晶を、第3照射および第4照射により伸張させても、結晶性の悪い角型結晶しか得られない。   In addition, as the crystal growth distance in one laser light irradiation increases, the crystal width tends to become non-uniform. For this reason, when a seed crystal is formed by inheriting and growing a crystal formed by the first irradiation in a region where the irradiation pattern by the first irradiation and the irradiation pattern by the second irradiation intersect, Cracks (grain cracks) are likely to occur. Even if the seed crystal including such grain cracks is stretched by the third irradiation and the fourth irradiation, only a square crystal having poor crystallinity can be obtained.

このように、幅広のスリットを用いる場合においても、スリットの幅を広くすることには限度があるため、得られる角型結晶の大きさには限界がある。   Thus, even when a wide slit is used, there is a limit to increasing the width of the slit, and thus there is a limit to the size of the obtained square crystal.

それゆえ、特許文献2に記載のレーザ結晶化方法によって形成した角型結晶を用いてTFTを作製したした場合、TFTのチャネル領域の大きさによっては、チャネル内に多数の結晶粒界を含むことになる。したがって、このような場合、特性の低いTFTしか得ることができい。   Therefore, when a TFT is manufactured using a square crystal formed by the laser crystallization method described in Patent Document 2, depending on the size of the channel region of the TFT, a large number of crystal grain boundaries may be included in the channel. become. Therefore, in such a case, only TFTs with low characteristics can be obtained.

本願発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、従来よりも大きな角型結晶を形成可能な、マスク、レーザ結晶化装置、レーザ結晶化方法、結晶材、および半導体素子を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a mask, a laser crystallization apparatus, a laser crystallization method, a crystal material, and a semiconductor element capable of forming a larger square crystal than in the past. Is to provide.

本発明のある局面に従うと、マスクは、開口部を有し、当該開口部を介して、相対的に移動する被処理物に対してレーザ光を照射することによって、被処理物上に照射パターンを形成するためのマスクであって、移動方向に沿って配された、種結晶形成用マスク要素群と種結晶伸張用マスク要素群とを備え、レーザ光の照射によって略閉ループの結晶粒界に包囲された種結晶が形成するように、種結晶形成用マスク要素群の開口部が配置され、種結晶中の特定位置を原点とするX−Y直交座標系について、kを1から4の自然数とし、第k象限におけるX軸正方向をkX+と、X軸負方向をkX−と、Y軸正方向をkY+と、Y軸負方向をkY−とすると、種結晶形成用マスク要素群に続く種結晶伸張用マスク要素群を介して照射されるレーザ光の照射タイミングの制御と、移動の制御とにより、形成された略閉ループの結晶粒界に包囲された種結晶が、1X+、1Y+、2X−、2Y+、3X−、3Y−、4X+、および4Y−の各方向に伸張するように、種結晶伸張用マスク要素群の開口部が配置されている。   According to an aspect of the present invention, the mask has an opening, and the irradiation pattern is irradiated on the object to be processed by irradiating the object to be processed relatively moving through the opening. Comprising a seed crystal formation mask element group and a seed crystal extension mask element group arranged along the moving direction, and is applied to a substantially closed-loop grain boundary by laser light irradiation. An opening of the seed crystal forming mask element group is arranged so that an enclosed seed crystal is formed, and k is a natural number of 1 to 4 in an XY orthogonal coordinate system having a specific position in the seed crystal as an origin. And the X-axis positive direction in the k-th quadrant is kX +, the X-axis negative direction is kX-, the Y-axis positive direction is kY +, and the Y-axis negative direction is kY-. A laser beam irradiated through a mask element group for seed crystal stretching. By controlling the irradiation timing of light and controlling the movement, the seed crystal surrounded by the substantially closed-loop crystal grain boundary is formed into 1X +, 1Y +, 2X−, 2Y +, 3X−, 3Y−, 4X +, and 4Y. The openings of the seed crystal stretching mask element group are arranged so as to extend in the respective directions of −.

また、前記1Y+および前記2Y+の2方向、前記2X−および前記3X−の2方向、前記3Y−および前記4Y−の2方向、ならびに前記1X+および前記4X+の2方向のうち、少なくともいずれか1つの2方向に前記種結晶を同時伸張するように、前記種結晶伸張用マスク要素群の開口部が配置されていることが好ましい。   Further, at least one of the two directions 1Y + and 2Y +, the two directions 2X− and 3X−, the two directions 3Y− and 4Y−, and the two directions 1X + and 4X + It is preferable that an opening of the seed crystal stretching mask element group is disposed so as to simultaneously stretch the seed crystal in two directions.

また、種結晶形成用マスク要素群は、X軸正方向をX+と、X軸負方向をX−と、Y軸正方向をY+と、Y軸負方向をY−とし、nを1以上の自然数とすると、上記Y+方向に前記種結晶を伸張させるための第4n−3開口部を有する第4n−3伸張マスク要素と、上記Y−方向に前記種結晶を伸張させるための第4n−2開口部を有する第4n−2伸張マスク要素と、上記X+方向に前記種結晶を伸張させるための第4n−1開口部を有する第4n−1伸張マスク要素と、上記X−方向に前記種結晶を伸張させるための第4n開口部を有する第4nマスク要素とを備えることが好ましい。   The seed crystal forming mask element group has an X-axis positive direction as X +, an X-axis negative direction as X-, a Y-axis positive direction as Y +, and a Y-axis negative direction as Y-, and n is 1 or more. As a natural number, a fourth n-3 stretch mask element having a fourth n-3 opening for stretching the seed crystal in the Y + direction and a fourth n-2 for stretching the seed crystal in the Y- direction. A fourth n-2 stretch mask element having an opening, a fourth n-1 stretch mask element having a fourth n-1 opening for stretching the seed crystal in the X + direction, and the seed crystal in the X- direction. And a fourth n mask element having a fourth n opening for stretching the.

また、前記第4n−3開口部の各開口部は、nの値に関わらず、それぞれ平行に配され、前記第4n−2開口部の各開口部は、nの値に関わらず、それぞれ平行に配され、前記第4n−1開口部の各開口部は、nの値に関わらず、それぞれ平行に配され、前記第4n開口部の各開口部は、nの値に関わらず、それぞれ平行に配されていることが好ましい。   Further, the openings of the fourth n-3 opening are arranged in parallel regardless of the value of n, and the openings of the fourth n-2 opening are parallel regardless of the value of n. Each opening of the 4n-1 opening is arranged in parallel regardless of the value of n, and each opening of the fourth n opening is parallel regardless of the value of n. It is preferable that it is arranged.

また、sを1以上の自然数、第s伸張マスク要素の第s開口部によって、基板上に形成される照射パターンを第s照射パターンとすると、nの値が1のときの第1照射パターンは、少なくとも第1象限および第2象限の結晶粒界の一部を含むように、種結晶と重なり、nの値が1のときの第2照射パターンは、少なくとも第3象限および第4象限の結晶粒界の一部を含むように、種結晶と重なり、nの値が1のときの第3照射パターンは、少なくとも第1象限および第4象限の結晶粒界の一部を含むように、種結晶と重なり、nの値が1のときの第4照射パターンは、少なくとも第2象限および第4象限の結晶粒界の一部を含むように、種結晶と重なるように、第1〜4開口部が配置されていることが好ましい。   Further, when s is a natural number of 1 or more and the irradiation pattern formed on the substrate by the sth opening of the sth expansion mask element is the sth irradiation pattern, the first irradiation pattern when the value of n is 1 is The second irradiation pattern when the value of n overlaps with the seed crystal so as to include at least a part of the grain boundaries of the first quadrant and the second quadrant, and the crystal in the at least the third quadrant and the fourth quadrant The third irradiation pattern overlaps with the seed crystal so as to include a part of the grain boundary and the value of n is 1, so that the seed irradiation includes at least a part of the crystal grain boundary in the first quadrant and the fourth quadrant. The fourth irradiation pattern when it overlaps with the crystal and the value of n is 1 has the first to fourth openings so as to overlap with the seed crystal so as to include at least part of the grain boundaries in the second quadrant and the fourth quadrant. It is preferable that the parts are arranged.

また、第4n−3伸張マスク要素と第4n−2伸張マスク要素と第4n−1伸張マスク要素と第4n伸張マスク要素との各マスク要素に関し、nの値がkであるときのマスク要素をk番目のマスク要素とし、nの値がk+1であるときのマスク要素をk+1番目のマスク要素とし、さらに、k番目のマスク要素の開口部をk番目の開口部と、k+1番目のマスク要素の開口部をk+1番目の開口部と、k番目の開口部の第1方向における中心線を第1方向におけるk番目の中心線とし、k番目の開口部の第2方向における中心線を第2方向におけるk番目の中心線とすると、第4n−3伸張マスク要素に関しては、k+1番目のマスク要素は、k番目のマスク要素に対し種結晶形成用マスク要素群とは反対側に配されるとともに、k+1番目の開口部の一部が、第2方向の前記一方の向き側において第1方向におけるk番目の中心線と重なり、第4n−2伸張マスク要素に関しては、k+1番目のマスク要素は、k番目のマスク要素に対し種結晶形成用マスク要素群とは反対側に配されるとともに、k+1番目の開口部の一部が、第2方向の前記他方の向き側において第1方向におけるk番目の中心線と重なり、第4n−1伸張マスク要素に関しては、k+1番目のマスク要素は、k番目のマスク要素に対し種結晶形成用マスク要素群とは反対側に配されるとともに、k+1番目の開口部の一部が、第1方向の前記一方の向き側において第2方向におけるk番目の中心線と重なり、第4n伸張マスク要素に関しては、k+1番目のマスク要素は、k番目のマスク要素に対し種結晶形成用マスク要素群とは反対側に配されるとともに、k+1番目の開口部の一部が、第1方向の前記他方の向き側において第2方向におけるk番目の中心線と重なることが好ましい。   For each of the mask elements of the 4n-3 expanded mask element, the 4n-2 expanded mask element, the 4n-1 expanded mask element, and the 4n expanded mask element, the mask element when the value of n is k is The mask element when the value of n is k + 1 is the (k + 1) th mask element, the opening of the kth mask element is the kth opening, and the k + 1th mask element The opening is the (k + 1) th opening, the center line in the first direction of the kth opening is the kth centerline in the first direction, and the centerline in the second direction of the kth opening is in the second direction. The k + 1 center mask element, the (k + 1) th mask element is disposed on the opposite side of the seed crystal formation mask element group with respect to the kth mask element. k + 1th A portion of the opening overlaps the kth centerline in the first direction on the one direction side in the second direction, and for the 4n-2 expanded mask element, the k + 1th mask element is the kth mask. The element is arranged on the opposite side of the seed crystal forming mask element group with respect to the element, and a part of the (k + 1) th opening is formed on the other direction side of the second direction with the kth center line in the first direction. Regarding the overlapping 4n-1 stretched mask element, the (k + 1) th mask element is arranged on the opposite side of the seed crystal formation mask element group with respect to the kth mask element, and one of the (k + 1) th opening portion. Part overlaps the kth centerline in the second direction on the one direction side in the first direction, and for the 4nth stretched mask element, the k + 1th mask element is seeded with respect to the kth mask element. Together arranged on a side opposite to the use mask element group, k + 1-th part of the opening is preferably overlapping with the k-th of the center line in the second direction in the other direction side of the first direction.

また、第4n−3伸張マスク要素と、第4n−2伸張マスク要素と、第4n−1伸張マスク要素と、第4n伸張マスク要素とが、nの値に関わらず、この順に配されていることが好ましい。   Also, the 4n-3 expanded mask element, the 4n-2 expanded mask element, the 4n-1 expanded mask element, and the 4n expanded mask element are arranged in this order regardless of the value of n. It is preferable.

また、第4n−3伸張マスク要素と、第4n−1伸張マスク要素と、第4n−2伸張マスク要素と、第4n伸張マスク要素とが、nの値に関わらず、この順に配されていることが好ましい。   Also, the 4n-3 expanded mask element, the 4n-1 expanded mask element, the 4n-2 expanded mask element, and the 4n expanded mask element are arranged in this order regardless of the value of n. It is preferable.

また、第4n−3伸張マスク要素についてのk番目のマスク要素と、第4n−3伸張マスク要素についてのk+1番目のマスク要素と、第4n−2伸張マスク要素についてのk番目のマスク要素と、第4n−2伸張マスク要素についてのk+1番目のマスク要素と、第4n−1伸張マスク要素についてのk番目のマスク要素と、第4n−1伸張マスク要素についてのk+1番目のマスク要素と、第4n伸張マスク要素についてのk番目のマスク要素と、第4n伸張マスク要素についてのk+1番目のマスク要素とが、kの値に関わらず、この順に配されていることが好ましい。   A kth mask element for the 4n-3 expanded mask element; a k + 1th mask element for the 4n-3 expanded mask element; a kth mask element for the 4n-2 expanded mask element; The (k + 1) th mask element for the 4n-2 expanded mask element, the kth mask element for the 4n-1 expanded mask element, the (k + 1) th mask element for the 4n-1 expanded mask element, and the 4nth It is preferable that the kth mask element for the extended mask element and the (k + 1) th mask element for the 4nth extended mask element are arranged in this order regardless of the value of k.

また、第4n−3伸張マスク要素についてのk番目のマスク要素と、第4n−2伸張マスク要素についてのk番目のマスク要素と、第4n−3伸張マスク要素についてのk+1番目のマスク要素と、第4n−2伸張マスク要素についてのk+1番目のマスク要素と、第4n−1伸張マスク要素についてのk番目のマスク要素と、第4n伸張マスク要素についてのk番目のマスク要素と、第4n−1伸張マスク要素についてのk+1番目のマスク要素と、第4n伸張マスク要素についてのk+1番目のマスク要素とが、kの値に関わらず、この順に配されていることが好ましい。   A kth mask element for the 4n-3 expanded mask element; a kth mask element for the 4n-2 expanded mask element; a k + 1th mask element for the 4n-3 expanded mask element; The (k + 1) th mask element for the 4n-2 expanded mask element, the kth mask element for the 4n-1 expanded mask element, the kth mask element for the 4nth expanded mask element, and the 4n-1 It is preferable that the (k + 1) th mask element for the extended mask element and the (k + 1) th mask element for the fourth n extended mask element are arranged in this order regardless of the value of k.

また、第4n−3伸張マスク要素についてのk番目のマスク要素と、第4n−2伸張マスク要素についてのk番目のマスク要素と、第4n−1伸張マスク要素についてのk番目のマスク要素と、第4n伸張マスク要素についてのk番目のマスク要素と、第4n−3伸張マスク要素についてのk+1番目のマスク要素と、第4n−2伸張マスク要素についてのk+1番目のマスク要素と、第4n−1伸張マスク要素についてのk+1番目のマスク要素と、第4n伸張マスク要素についてのk+1番目のマスク要素とが、kの値に関わらず、この順に配されていることが好ましい。   A kth mask element for the 4n-3 stretched mask element, a kth mask element for the 4n-2 stretched mask element, a kth mask element for the 4n-1 stretched mask element, The kth mask element for the 4n expanded mask element, the (k + 1) th mask element for the 4n-3 expanded mask element, the (k + 1) th mask element for the 4n-2 expanded mask element, and the 4n−1. It is preferable that the (k + 1) th mask element for the extended mask element and the (k + 1) th mask element for the fourth n extended mask element are arranged in this order regardless of the value of k.

また、種結晶伸張用マスク要素群は、nを1以上の自然数とすると、Y+方向に種結晶を伸張させるための第2n−1のA開口部およびY−方向に種結晶を伸張させるための第2n−1のB開口部を有する第2n−1伸張マスク要素と、X+方向に種結晶を伸張させるための第2nのA開口部およびX−方向に種結晶を伸張させるための第2nのB開口部を有する第2n伸張マスク要素とを備えることが好ましい。   Further, the mask element group for seed crystal extension has a second n-1 A opening for extending the seed crystal in the Y + direction and a seed crystal in the Y− direction, where n is a natural number of 1 or more. A 2n-1 stretch mask element having a 2n-1 B opening, a 2n A opening for stretching the seed crystal in the X + direction, and a second n for stretching the seed crystal in the X- direction. And a second n stretch mask element having a B opening.

また、第2n−1のA開口部の各開口部は、nの値に関わらず、それぞれ平行に配され、第2n−1のB開口部の各開口部は、nの値に関わらず、それぞれ平行に配されるとともに、第2n−1のA開口部に平行に配され、第2nのA開口部の各開口部は、nの値に関わらず、それぞれ平行に配され、第2nのB開口部の各開口部は、nの値に関わらず、それぞれ平行に配されるとともに、第2nのA開口部に平行に配されていることが好ましい。   Further, the openings of the (2n-1) th A opening are arranged in parallel regardless of the value of n, and the openings of the (2n-1) th B opening are independent of the value of n. Each of the openings of the second n-th A opening is arranged in parallel with each other regardless of the value of n. The openings of the B opening are preferably arranged in parallel with each other regardless of the value of n, and are arranged in parallel with the 2nth A opening.

また、tを1以上の自然数、第t伸張マスクの第tのA開口部によって、基板上に形成される照射パターンを第tA照射パターンと、第t伸張マスクの第tのB開口部によって、基板上に形成される照射パターンを第tB照射パターンとすると、nの値が1のときの第1A照射パターンは、少なくとも第1象限および第2象限の結晶粒界の一部を含むように、種結晶と重なり、nの値が1のときの第1B照射パターンは、少なくとも第3象限および第4象限の結晶粒界の一部を含むように、種結晶と重なり、nの値が1のときの第2A照射パターンは、少なくとも第1象限および第4象限の結晶粒界の一部を含むように、種結晶と重なり、nの値が1のときの第2B照射パターンは、少なくとも第2象限および第4象限の結晶粒界の一部を含むように、種結晶と重なるように、開口部が配置されていることが好ましい。   Further, t is a natural number of 1 or more, and the irradiation pattern formed on the substrate is formed by the tA irradiation pattern and the tth B opening of the tth extension mask by the tth A opening of the tth extension mask. When the irradiation pattern formed on the substrate is the tB irradiation pattern, the first A irradiation pattern when the value of n is 1 includes at least part of the crystal grain boundaries in the first quadrant and the second quadrant. The 1B irradiation pattern when it overlaps with the seed crystal and the value of n is 1 overlaps with the seed crystal so that it includes at least a part of the crystal grain boundaries in the third and fourth quadrants, and the value of n is 1 The second A irradiation pattern overlaps with the seed crystal so as to include at least part of the grain boundaries of the first quadrant and the fourth quadrant, and the second B irradiation pattern when the value of n is 1 is at least the second Includes part of the grain boundaries in quadrants and quadrants As such, so as to overlap with the seed crystal, it is preferable that the opening is located.

また、第2n−1伸張マスク要素と第2n伸張マスク要素とに関し、nの値がkであるときのマスク要素をk番目のマスク要素とし、nの値がk+1であるときのマスク要素をk+1番目のマスク要素とし、さらに、k番目のマスク要素の2つの開口部をk番目のAの開口部とk番目のBの開口部と、k+1番目のマスク要素の前記2つの開口部をk+1番目のAの開口部とk+1番目のBの開口部とし、さらに、k番目のAの開口部の第1方向における中心線を第1方向におけるk番目のAの中心線と、k番目のAの開口部の前記第2方向における中心線を第2方向におけるk番目のAの中心線と、k番目のBの開口部の第1方向における中心線を第1方向におけるk番目のBの中心線と、k番目のBの開口部の第2方向における中心線を第2方向におけるk番目のBの中心線とすると、第2n−1伸張マスク要素に関しては、k+1番目のマスク要素は、k番目のマスク要素に対し種結晶形成用マスク要素群とは反対側に配されるとともに、k+1番目のAの開口部の一部が、第2方向の前記一方の向き側において第1方向におけるk番目のAの中心線と重なり、かつk+1番目のBの開口部の一部が、第2方向の前記他方の向き側において第1方向におけるk番目のBの中心線と重なり、第2n伸張マスク要素に関しては、k+1番目のマスク要素は、k番目のマスク要素に対し種結晶形成用マスク要素群とは反対側に配されるとともに、k+1番目のAの開口部の一部が、第1方向の前記一方の向き側において第2方向におけるk番目のAの中心線と重なり、かつk+1番目のBの開口部の一部が、第1方向の前記他方の向き側において第2方向におけるk番目のBの中心線と重なることが好ましい。   Further, regarding the 2n-1 expanded mask element and the 2n expanded mask element, the mask element when the value of n is k is the kth mask element, and the mask element when the value of n is k + 1 is k + 1. And the two openings of the kth mask element are the kth A opening and the kth B opening, and the two openings of the (k + 1) th mask element are k + 1th. And the (k + 1) th B opening, and the kth A centerline in the first direction is the kth A centerline in the first direction, and the kth A opening The center line in the second direction of the opening is the kth A centerline in the second direction, and the centerline in the first direction of the kth B opening is the kth B centerline in the first direction. And the center line in the second direction of the kth B opening. Assuming the kth B center line in two directions, for the 2n-1 stretched mask element, the (k + 1) th mask element is arranged on the opposite side of the seed crystal formation mask element group with respect to the kth mask element. In addition, a part of the (k + 1) th A opening overlaps the kth A center line in the first direction on one side in the second direction, and one of the (k + 1) th B opening. Portion overlaps the kth B centerline in the first direction on the other direction side in the second direction, and for the second n stretched mask element, the (k + 1) th mask element is the seed for the kth mask element. A part of the (k + 1) th A opening is arranged on the side opposite to the crystal forming mask element group, and the kth A center line in the second direction on the one direction side in the first direction Overlap and k + 1 Part of the opening of the B is preferably overlapping with the center line of the k-th B in the second direction in the other direction side of the first direction.

また、第2n−1伸張マスク要素についてのk番目のマスク要素と、第2n−1伸張マスク要素についてのk+1番目のマスク要素と、第2n伸張マスク要素についてのk番目のマスク要素と、第2n伸張マスク要素についてのk+1番目のマスク要素とが、kの値に関わらず、この順に配されていることが好ましい。   Also, the kth mask element for the 2n-1 expanded mask element, the k + 1th mask element for the 2n-1 expanded mask element, the kth mask element for the 2nth expanded mask element, and the 2nth It is preferable that the (k + 1) -th mask element for the stretched mask element is arranged in this order regardless of the value of k.

また、第2n−1伸張マスク要素についてのk番目のマスク要素と、第2n伸張マスク要素についてのk番目のマスク要素と、第2n−1伸張マスク要素についてのk+1番目のマスク要素と、第2n伸張マスク要素についてのk+1番目のマスク要素とが、kの値に関わらず、この順に配されていることが好ましい。   Also, the kth mask element for the 2n-1 expanded mask element, the kth mask element for the 2n-1 expanded mask element, the k + 1th mask element for the 2n-1 expanded mask element, and the 2nth It is preferable that the (k + 1) -th mask element for the stretched mask element is arranged in this order regardless of the value of k.

また、種結晶形成用マスク要素群は、移動方向に沿って配された、第1方向に伸びた第1開口部を有する第1マスク要素と、第2方向に伸びた第2開口部を有する第2マスク要素とを備えることが好ましい。   The seed crystal forming mask element group includes a first mask element having a first opening extending in the first direction and a second opening extending in the second direction, which are arranged along the moving direction. And a second mask element.

また、種結晶形成用マスク要素群は、移動方向に沿って配された、第1方向に伸びた開口部を1つ以上有する第1形成マスク要素と、第2方向に伸びた開口部を1つ以上有する第2形成マスク要素とを備えることが好ましい。   The seed crystal forming mask element group includes a first forming mask element having one or more openings extending in the first direction and one opening extending in the second direction, which are arranged along the moving direction. And at least two second forming mask elements.

また、種結晶形成用マスク要素群における各マスク要素の各開口部と、種結晶伸張用マスク要素群における各マスク要素の各開口部とが、矩形であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that each opening of each mask element in the mask element group for seed crystal formation and each opening of each mask element in the mask element group for seed crystal extension are rectangular.

また、種結晶形成用マスク要素群における各マスク要素の各開口部が、円形状であり、種結晶伸張用マスク要素群における各マスク要素の各開口部が、矩形であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that each opening of each mask element in the mask element group for seed crystal formation is circular, and each opening of each mask element in the mask element group for seed crystal extension is rectangular.

また、第2方向は第1方向に対して垂直な方向であることが好ましい。
また、前記1X+および前記1Y+の2方向、前記2X−および前記2Y+の2方向、前記3X−および前記3Y−の2方向、ならびに前記4X+および前記4Y−の2方向のうち、少なくともいずれか1つの2方向に前記種結晶を同時伸張するように、前記種結晶伸張用マスク要素群の開口部が配置されていることが好ましい。
The second direction is preferably a direction perpendicular to the first direction.
Further, at least one of the two directions 1X + and 1Y +, the two directions 2X− and 2Y +, the two directions 3X− and 3Y−, and the two directions 4X + and 4Y−. It is preferable that an opening of the seed crystal stretching mask element group is disposed so as to simultaneously stretch the seed crystal in two directions.

本発明のさらに他の局面に従うと、レーザ結晶化装置は、上記マスクと、上記レーザ光を照射するレーザ光照射装置と、上記被処理物を前記マスクに対して相対的に移動させる移動装置と、照射と移動とを制御する制御装置とを備える。   According to still another aspect of the present invention, a laser crystallization apparatus includes the mask, a laser beam irradiation apparatus that irradiates the laser beam, and a moving device that moves the object to be processed relative to the mask. And a control device for controlling irradiation and movement.

また、レーザ結晶化装置は、レーザ光照射装置が照射する一回あたりのレーザ光のエネルギー量が、基板上の被処理物を当該被処理物の厚み方向に亘り溶融させるエネルギー量であることが好ましい。   In the laser crystallization apparatus, the amount of energy of the laser light emitted by the laser light irradiation device per time is an energy amount that melts the workpiece on the substrate in the thickness direction of the workpiece. preferable.

また、レーザ結晶化装置は、上記レーザ光を第1レーザ光とすると、当該第1レーザ光とは異なる第2レーザ光を前記被処理物に対して照射する第2レーザ光照射装置をさらに備え、第1レーザ光の照射とともに、第1レーザ光が照射されている領域対して第2レーザ光の照射を行うことが好ましい。   In addition, the laser crystallization apparatus further includes a second laser beam irradiation device that irradiates the workpiece with a second laser beam different from the first laser beam when the laser beam is the first laser beam. In addition to the irradiation with the first laser beam, it is preferable that the region irradiated with the first laser beam is irradiated with the second laser beam.

本発明のさらに他の局面に従うと、レーザ結晶化方法は、開口部を介してレーザ光を相対的に移動する被処理物に照射することにより、結晶粒を形成するレーザ結晶化方法であって、連続した結晶粒界または一部が不連続となった結晶粒界に囲まれた種結晶を、被処理物上に形成する種結晶形成ステップと、種結晶の特定位置を原点としたX−Y直交座標系について、X軸正方向をX+と、X軸負方向をX−と、Y軸正方向をY+と、Y軸負方向をY−とし、さらに被処理物の相対的な移動方向をX+とすると、種結晶を、X+とX−とY+とY−とに、伸張させるための種結晶伸張ステップとを含む。   According to still another aspect of the present invention, a laser crystallization method is a laser crystallization method for forming crystal grains by irradiating an object to be moved with a laser beam through an opening. A seed crystal forming step for forming a seed crystal surrounded by a continuous crystal grain boundary or a partly discontinuous crystal grain boundary on an object to be processed, and X- For the Y orthogonal coordinate system, the X-axis positive direction is X +, the X-axis negative direction is X-, the Y-axis positive direction is Y +, the Y-axis negative direction is Y-, and the relative movement direction of the workpiece , X + includes a seed crystal extension step for extending the seed crystal to X +, X-, Y +, and Y-.

また、種結晶伸張ステップでは、X+とX−とにおける結晶の伸張が終了した後に、Y+とY−とにおける結晶の伸張を行うことが好ましい。   In the seed crystal stretching step, it is preferable to perform the crystal stretching at Y + and Y− after the crystal stretching at X + and X− is completed.

また、種結晶伸張ステップでは、X+およびX−における結晶の伸張と、Y+およびY−における結晶の伸張とを交互に行うことが好ましい。   In the seed crystal stretching step, it is preferable to alternately perform crystal stretching in X + and X− and crystal stretching in Y + and Y−.

また、種結晶伸張ステップでは、X+の伸張とX−の伸張とを同時に行うことが好ましい。   In the seed crystal stretching step, it is preferable to simultaneously perform X + stretching and X- stretching.

また、種結晶形成ステップでは、少なくとも2つの種結晶を形成し、種結晶伸張ステップでは、形成された種結晶を所定方向に伸張して得られた伸張途中の2つの結晶であって、所定方向において隣合う2つの結晶について、所定方向への最後の伸張を行う際に、一つの開口部を用いて同時に伸張させることが好ましい。   In the seed crystal forming step, at least two seed crystals are formed, and in the seed crystal stretching step, two crystals in the middle of stretching obtained by stretching the formed seed crystals in a predetermined direction, the predetermined direction It is preferable to simultaneously stretch two crystals adjacent to each other using one opening when performing the final stretching in a predetermined direction.

また、上記種結晶形成ステップと、上記種結晶伸張ステップと、上記移動方向に対して垂直な方向へ被処理物を相対的に移動させる移動ステップとを繰り返すことが好ましい。

また、種結晶伸張ステップでは、形成された種結晶を上記移動方向と上記垂直な方向とに伸張して得られた伸張途中の第1結晶と、垂直な方向において隣合う伸張途中の第2結晶について、垂直な方向への最後の伸張を行う際に、一つの開口部を用いて第1結晶と第2結晶とを同時に伸張させることが好ましい。
Moreover, it is preferable to repeat the seed crystal forming step, the seed crystal stretching step, and a moving step of moving the object to be processed in a direction perpendicular to the moving direction.

In the seed crystal stretching step, the first crystal in the middle of stretching obtained by stretching the formed seed crystal in the moving direction and the vertical direction and the second crystal in the middle of stretching adjacent to each other in the vertical direction. When the final extension in the vertical direction is performed, it is preferable to simultaneously extend the first crystal and the second crystal using one opening.

本発明のさらに他の局面に従うと、レーザ結晶化方法は、開口部を介してレーザ光を相対的に移動する被処理物に照射することにより、結晶粒を形成するレーザ結晶化方法であって、連続した結晶粒界または一部が不連続となった結晶粒界に囲まれた種結晶を、被処理物上に形成する種結晶形成ステップと、種結晶の特定位置を原点としたX−Y直交座標系について、X軸正方向をX+と、X軸負方向をX−と、Y軸正方向をY+と、Y軸負方向をY−とし、さらに被処理物の相対的な移動方向をX+とすると、種結晶を、座標系における第1象限においてはX+とY+とに、座標系における第2象限においてはX−とY+とに、座標系における第3象限においてはX−とY−とに、座標系における第4象限においてはX+とY−とに、伸張させるための種結晶伸張ステップとを含む。   According to still another aspect of the present invention, a laser crystallization method is a laser crystallization method for forming crystal grains by irradiating an object to be moved with a laser beam through an opening. A seed crystal forming step for forming a seed crystal surrounded by a continuous crystal grain boundary or a partly discontinuous crystal grain boundary on an object to be processed, and X- For the Y orthogonal coordinate system, the X-axis positive direction is X +, the X-axis negative direction is X-, the Y-axis positive direction is Y +, the Y-axis negative direction is Y-, and the relative movement direction of the workpiece Is X +, X + and Y + in the first quadrant in the coordinate system, X- and Y + in the second quadrant in the coordinate system, and X- and Y in the third quadrant in the coordinate system. In the fourth quadrant in the coordinate system, it expands to X + and Y-. And a seed crystal elongation step for.

本発明のさらに他の局面に従うと、結晶材は、上記のレーザ結晶化方法によって形成された結晶粒を含んでいる。   According to still another aspect of the present invention, the crystal material includes crystal grains formed by the laser crystallization method described above.

本発明のさらに他の局面に従うと、半導体素子は、上記結晶材における結晶粒中にチャネル領域を有するトランジスタを含んでいる。   According to still another aspect of the present invention, a semiconductor element includes a transistor having a channel region in crystal grains in the crystal material.

上記マスク、レーザ結晶化装置、レーザ結晶化方法を用いることにより、従来に比べて巨大な角型結晶を得ることができる。このため、チャネルサイズが大きなTFTであってもTFTの特性が低くなることがなく、従来のTFTに比べて高性能なTFTを得ることができる。   By using the mask, the laser crystallization apparatus, and the laser crystallization method, a huge square crystal can be obtained as compared with the conventional case. Therefore, even if the TFT has a large channel size, the TFT characteristics do not deteriorate, and a high-performance TFT can be obtained as compared with the conventional TFT.

〔実施の形態1〕
本発明の一実施の形態にかかるレーザ光照射装置について、図1から図70に基づいて説明すると、以下のとおりである。
[Embodiment 1]
A laser beam irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1は、レーザ結晶化装置1の概略構成を示した図である。
レーザ結晶化装置1は、同図に示すとおり、レーザ光発振器10と、可変減衰器11と、ミラー12と、ミラー13と、照明光学素子14と、マスク15と、結像レンズ16と、ミラー17と、ステージ18と、制御装置19とを備えている。また、ステージ18上には、レーザ光の照射対象となる被処理物20が載置される。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a laser crystallization apparatus 1.
As shown in the figure, the laser crystallization apparatus 1 includes a laser oscillator 10, a variable attenuator 11, a mirror 12, a mirror 13, an illumination optical element 14, a mask 15, an imaging lens 16, and a mirror. 17, a stage 18, and a control device 19. On the stage 18, a workpiece 20 to be irradiated with laser light is placed.

ここで、レーザ結晶化装置1の各部材10〜19の説明に先立ち、被処理物20について説明する。図2は、被処理物20の断面を示した断面図である。   Here, prior to the description of the members 10 to 19 of the laser crystallization apparatus 1, the workpiece 20 will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section of the workpiece 20.

被処理物20は、基板21と、基板21上に形成された下地膜22と、下地膜22上に形成された非晶質半導体薄膜23とから構成されている。   The workpiece 20 includes a substrate 21, a base film 22 formed on the substrate 21, and an amorphous semiconductor thin film 23 formed on the base film 22.

基板21としては、たとえばガラス基板または石英基板等を用いることができる。なかでも、安価である点および大面積基板を容易に製造できる点から、基板21としてはガラス基板を用いることが好ましい。   As the substrate 21, for example, a glass substrate or a quartz substrate can be used. Among these, a glass substrate is preferably used as the substrate 21 because it is inexpensive and a large-area substrate can be easily manufactured.

下地膜22は、主として、レーザ光による非晶質半導体薄膜23についての溶融と結晶化との際に、溶融した非晶質半導体薄膜23の熱による影響が基板21に及ばないようにするための膜である。下地膜22を形成することにより、基板21から非晶質半導体薄膜23への不純物の拡散を防止することもできる。下地膜22としては、たとえば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜等を用いることができる。下地膜22は、たとえば、蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等により、たとえば100nm〜300nmの厚さに形成される。   The base film 22 is mainly used to prevent the substrate 21 from being affected by the heat of the melted amorphous semiconductor thin film 23 when the amorphous semiconductor thin film 23 is melted and crystallized by the laser beam. It is a membrane. By forming the base film 22, it is possible to prevent diffusion of impurities from the substrate 21 to the amorphous semiconductor thin film 23. As the base film 22, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or the like can be used. The base film 22 is formed to a thickness of, for example, 100 nm to 300 nm by, for example, vapor deposition, ion plating, sputtering, or the like.

非晶質半導体薄膜23は、たとえば、膜厚が10nm〜100nmとなるように、プラズマエンハンスト化学気相成長(PECVD)、蒸着、スパッタリング等により生成することができる。非晶質半導体薄膜23としては、半導体特性を示すものであれば特に限定なく用いることができるが、結晶質半導体膜における結晶成長の長さを長くすることにより種々の特性が顕著に向上する非晶質シリコン膜を用いることが好ましい。非晶質半導体薄膜23の材質は、シリコンからなる材質に限られるものではなく、ゲルマニウム等の他の元素を含んだシリコンを主成分とする材質を用いることもできる。   The amorphous semiconductor thin film 23 can be generated by, for example, plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), vapor deposition, sputtering, or the like so that the film thickness becomes 10 nm to 100 nm. The amorphous semiconductor thin film 23 can be used without particular limitation as long as it exhibits semiconductor characteristics, but various characteristics are remarkably improved by increasing the length of crystal growth in the crystalline semiconductor film. It is preferable to use a crystalline silicon film. The material of the amorphous semiconductor thin film 23 is not limited to a material made of silicon, and a material mainly containing silicon containing other elements such as germanium can also be used.

次に、レーザ結晶化装置1の各部材10〜19について説明する。
レーザ光発振器10は、パルス発振によりパルスレーザ光を出射する。レーザ光発振器10は、固体状態にある非晶質半導体薄膜23への吸収率が高い範囲の波長を有するパルスレーザ光を照射することができるものであれば、特に限定されるものではない。ただし、たとえば紫外域(1nm以上400nm以下)の波長を有するパルスレーザ光を照射できるものであることが好ましい。また、レーザ光発振器10から照射されるパルスレーザ光の1回の照射あたりのエネルギー量は、固体状態の非晶質半導体薄膜23の厚さ方向に亘って溶融させるエネルギー量以上としている。たとえば、レーザ光発振器10から照射されるレーザ光としては、波長が308nmのXeClエキシマレーザ光を挙げることができる。
Next, each member 10-19 of the laser crystallization apparatus 1 is demonstrated.
The laser light oscillator 10 emits pulsed laser light by pulse oscillation. The laser oscillator 10 is not particularly limited as long as it can irradiate a pulsed laser beam having a wavelength with a high absorption rate to the amorphous semiconductor thin film 23 in a solid state. However, it is preferable to be able to irradiate pulsed laser light having a wavelength in the ultraviolet region (1 nm to 400 nm). Further, the amount of energy per irradiation of the pulsed laser light emitted from the laser light oscillator 10 is set to be equal to or more than the amount of energy to be melted in the thickness direction of the solid state amorphous semiconductor thin film 23. For example, examples of the laser light emitted from the laser light oscillator 10 include XeCl excimer laser light having a wavelength of 308 nm.

可変減衰器11は、レーザ光の吸収や散乱を通じて、レーザ光発振器10から出射されたパルスレーザ光のパワーを減衰させる。特に、可変減衰器11は、外部からの信号もしくは調節つまみによってその減衰量を変化させることができる。可変減衰器11により減衰されたパルスレーザ光は、ミラー12に向かって出射される。   The variable attenuator 11 attenuates the power of the pulsed laser light emitted from the laser light oscillator 10 through absorption and scattering of the laser light. In particular, the variable attenuator 11 can change the amount of attenuation by an external signal or an adjustment knob. The pulse laser beam attenuated by the variable attenuator 11 is emitted toward the mirror 12.

ミラー12は、可変減衰器11から出射したパルスレーザ光を、ミラー13の方向へ反射する。   The mirror 12 reflects the pulsed laser light emitted from the variable attenuator 11 in the direction of the mirror 13.

ミラー13は、ミラー12により反射されたパルスレーザ光を、照明光学素子14の方向へ反射する。   The mirror 13 reflects the pulsed laser light reflected by the mirror 12 in the direction of the illumination optical element 14.

照明光学素子14は、ホモジナイザやフィールドレンズ(視野レンズ)を備えている。照明光学素子は、ミラー13により反射されたパルスレーザ光を、所望の寸法に整形し、当該整形したレーザ光を均一の強度のレーザ光として、マスク15の方向へ出射する。   The illumination optical element 14 includes a homogenizer and a field lens (field lens). The illumination optical element shapes the pulsed laser light reflected by the mirror 13 into a desired dimension, and emits the shaped laser light in the direction of the mask 15 as a uniform intensity laser light.

マスク15は、スリット(つまり、開口部)を備えており、照明光学素子14から出射したパルスレーザ光を、スリットを介して通過させる。なお、マスク15の詳細については、後述する。   The mask 15 includes a slit (that is, an opening), and allows the pulse laser beam emitted from the illumination optical element 14 to pass through the slit. Details of the mask 15 will be described later.

結像レンズ16は、マスク15上の像をレーザ結晶化装置1の光学設計により決定される倍率で非晶質半導体薄膜23の表面上に結像させる。したがって、マスク15のスリットと被処理物20の表面上に照射される像とは相似となる。   The imaging lens 16 forms an image on the mask 15 on the surface of the amorphous semiconductor thin film 23 at a magnification determined by the optical design of the laser crystallization apparatus 1. Therefore, the slit of the mask 15 and the image irradiated on the surface of the workpiece 20 are similar.

ミラー17は、結増レンズ16から出射したパルスレーザ光を被処理物20の方向へ反射する。   The mirror 17 reflects the pulsed laser light emitted from the coupling lens 16 in the direction of the workpiece 20.

ステージ18は、所定の方向に移動可能となっている。
制御装置19は、レーザ光発振器10におけるレーザ光の出射のタイミングと、ステージ18の位置を制御する。
The stage 18 is movable in a predetermined direction.
The control device 19 controls the emission timing of the laser beam in the laser beam oscillator 10 and the position of the stage 18.

以上のように、レーザ結晶化装置1においては、レーザ光発振器10から出射されたレーザ光が、可変減衰器11と、照明光学素子14と、マスク15と、結像レンズ16とをこの順に通り、ステージ18上に載置された被処理物20の表面に対し入射する。   As described above, in the laser crystallization apparatus 1, the laser light emitted from the laser light oscillator 10 passes through the variable attenuator 11, the illumination optical element 14, the mask 15, and the imaging lens 16 in this order. Then, the light is incident on the surface of the workpiece 20 placed on the stage 18.

なお、所定の位置にステージ18が移動し、かつ所定のタイミングでレーザ光の照射がなされるのであれば、ステージ18を連続移動させながらレーザ光を被処理物20に照射する方式としてもよいし、あるいはステージ18をステップ&リピートさせながらレーザ光を照射する方式としてもよい。なお、以下では、ステージ18を連続移動させながらレーザ光を被処理物20に照射するものとして説明する。   If the stage 18 moves to a predetermined position and the laser beam is irradiated at a predetermined timing, a method of irradiating the workpiece 20 with the laser beam while continuously moving the stage 18 may be adopted. Alternatively, a method of irradiating laser light while stepping and repeating the stage 18 may be adopted. In the following description, it is assumed that the workpiece 20 is irradiated with laser light while the stage 18 is continuously moved.

ここで、マスク15の詳細について説明する。
図3は、角型結晶を形成するためのマスクの構成を示した図である。
Here, details of the mask 15 will be described.
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a mask for forming a square crystal.

マスク15は、同図に示すように、スリットである開口部(スリット幅:SW)と遮光部とからなるスリットパターン(開口部パターン)が形成された第1マスク要素から第nマスク要素(マスク要素の長さ:M)が、第1マスク要素、第2マスク要素、…、第nマスク要素(図2の例では、n=14)の順に設けられて構成されている。この第1マスク要素から第nマスク要素を介したレーザ光の照射によって、被処理物20上に、それぞれ、第1の照射パターンから第nの照射パターンが形成される。なお、スリット幅SWは数μm〜10μm程度の値であり、各マスク要素の長さMは数100μm〜1mm程度の値である。なお、各マスク要素におけるスリット幅(SW)は一定である。また、本実施の形態における他の構成のマスクについても、各マスク要素におけるスリット幅は一定である。   As shown in the figure, the mask 15 includes a first mask element to an nth mask element (mask) in which a slit pattern (opening pattern) including a slit opening (slit width: SW) and a light shielding portion is formed. Element length: M) is provided in the order of the first mask element, the second mask element,..., The nth mask element (n = 14 in the example of FIG. 2). By irradiation of laser light from the first mask element through the nth mask element, the first irradiation pattern to the nth irradiation pattern are formed on the workpiece 20, respectively. The slit width SW is a value of about several μm to 10 μm, and the length M of each mask element is a value of about several hundred μm to 1 mm. The slit width (SW) in each mask element is constant. Moreover, the slit width in each mask element is also constant for the masks of other configurations in the present embodiment.

また、マスク15は、被処理物20上に種結晶を形成するための種結晶形成用マスク要素群と、当該種結晶を伸張させるための種結晶伸張用マスク要素群とから構成されている。また、種結晶形成用マスク要素群と種結晶伸張用マスク要素群とは、種結晶形成用マスク要素群をマスクの相対的な移動の向き(つまり、ステージ18の移動の向きと逆の方向)における先頭側として、この順に並んでいる。   The mask 15 includes a seed crystal forming mask element group for forming a seed crystal on the workpiece 20 and a seed crystal extending mask element group for extending the seed crystal. The seed crystal formation mask element group and the seed crystal extension mask element group are relative to the direction of relative movement of the mask with respect to the seed crystal formation mask element group (that is, the direction opposite to the direction of movement of the stage 18). Are arranged in this order.

種結晶形成用マスク要素群は、横長(マスクの相対的な移動の向きが長手)のスリットを有する種結晶形成用マスク要素1−1と、縦長(マスクの相対的な移動の向きが短手)のスリットを有する種結晶形成用マスク要素2−1とから構成されている。なお、図3においては、種結晶形成用マスク要素1−1、種結晶形成用マスク要素2−1の順に配置してあるが、これが逆順の配置であってもよい。   The seed crystal forming mask element group includes a seed crystal forming mask element 1-1 having a horizontally long (longitudinal movement direction of the mask) and a long (short relative movement direction of the mask). ) Of the seed crystal forming mask element 2-1 having a slit. In FIG. 3, the seed crystal formation mask element 1-1 and the seed crystal formation mask element 2-1 are arranged in this order, but this may be arranged in the reverse order.

ここで、種結晶形成用マスク群は、略閉ループの結晶粒界に包囲された種結晶を形成するマスク群である。つまり、種結晶形成用マスク群は、内部にリッジを含まない種結晶を形成するマスク群である。さらに、言い換えれば、連続した結晶粒界または一部が不連続となった結晶粒界に囲まれた種結晶を形成するマスク群である。   Here, the seed crystal forming mask group is a mask group for forming a seed crystal surrounded by a substantially closed-loop crystal grain boundary. That is, the seed crystal forming mask group is a mask group for forming a seed crystal that does not include a ridge therein. Furthermore, in other words, the mask group forms a seed crystal surrounded by a continuous crystal grain boundary or a crystal grain boundary partially discontinuous.

以下では、レーザ結晶化装置1は、マスク15が距離M(つまり、マスク要素の長さ)移動する度に、1回だけパルスレーザ光の照射を行うものとする。   In the following description, it is assumed that the laser crystallization apparatus 1 irradiates the pulse laser beam only once each time the mask 15 moves the distance M (that is, the length of the mask element).

図4は、種結晶形成用マスク要素1−1を用いたレーザ光の照射(第1照射)と、マスク15が距離M移動した後の、種結晶形成用マスク要素2−1を用いたレーザ光の照射(第2照射)とによって形成される種結晶2AAの図心Pを原点とするX−Y直交座標系を示した図である。ここでは、マスクの相対移動の向きと逆の向き(つまり、ステージの移動の向き)きをX軸方向の正の向きとし、図3に示したマスク15の相対移動の向きと垂直なる図の矢印の向き(上向き)をY軸方向の正の向きとする。   FIG. 4 shows laser irradiation (first irradiation) using the seed crystal formation mask element 1-1 and laser using the seed crystal formation mask element 2-1 after the mask 15 has moved a distance M. It is the figure which showed the XY orthogonal coordinate system which makes the origin the centroid P of the seed crystal 2AA formed by light irradiation (2nd irradiation). Here, a direction opposite to the direction of relative movement of the mask (that is, the direction of movement of the stage) is defined as a positive direction in the X-axis direction, and is perpendicular to the direction of relative movement of the mask 15 shown in FIG. The direction of the arrow (upward) is the positive direction in the Y-axis direction.

さらに、図107と同様に、図4に示すとおり、X−Y直交座標系における第k象限(k=1、2、3、4)におけるX軸方向の正の向き(X軸正方向)をkX+と、X軸方向の負の向き(X軸負方向)をkX−と、Y軸方向の正の向き(Y軸正方向)をkY+と、Y軸方向の負の向き(X軸負方向)をkY−として表記する。また、X軸方向の正の向きである1X+と4X+とをまとめてX+と、X軸方向の負の向きである2X−と3X−とをまとめてX−と、Y軸方向の正の向きである1Y+と2Y+とをまとめてY+と、Y軸方向の負の向きである3Y−と4Y−とをまとめてY−と表記する。   Further, similarly to FIG. 107, as shown in FIG. 4, the positive direction (X-axis positive direction) in the X-axis direction in the k-th quadrant (k = 1, 2, 3, 4) in the XY orthogonal coordinate system is set. kX +, the negative direction in the X-axis direction (X-axis negative direction) is kX-, the positive direction in the Y-axis direction (Y-axis positive direction) is kY +, and the negative direction in the Y-axis direction (X-axis negative direction) ) As kY-. Further, 1X + and 4X + which are positive directions in the X-axis direction are collectively X +, 2X- and 3X- which are negative directions in the X-axis are collectively X-, and a positive direction in the Y-axis direction. 1Y + and 2Y + are collectively expressed as Y +, and 3Y− and 4Y− as negative directions in the Y-axis direction are collectively expressed as Y−.

また、同図に示すとおり、X軸方向の正の向きを示すX+とX軸方向の負の向きとを示すX−とをまとめてXと、Y軸方向の正の向きを示すY+とY軸方向の負の向きを示すY−とをまとめてYと表記する。つまり、Xは、X軸の方向(正の向きと負の向きとを含む)を示し、Yは、Y軸の方向(正の向きと負の向きとを含む)を示している。   Further, as shown in the figure, X + indicating the positive direction in the X-axis direction and X- indicating the negative direction in the X-axis direction are collectively X, and Y + and Y indicating the positive direction in the Y-axis direction. Y- indicating the negative direction in the axial direction is collectively expressed as Y. That is, X indicates the direction of the X axis (including a positive direction and a negative direction), and Y indicates the direction of the Y axis (including a positive direction and a negative direction).

ここで、再度図3に戻り、種結晶伸張用マスク要素群について、説明する。
種結晶伸張用マスク要素群は、図3に示すとおり、それぞれに横長のスリットを有する、種結晶伸張用マスク要素3−1と、種結晶伸張用マスク要素3−2と、…、種結晶伸張用マスク要素3−jと、種結晶伸張用マスク要素4−1と、種結晶伸張用マスク要素4−2と、…、種結晶伸張用マスク要素4−kとを備える。さらに、種結晶伸張用マスク要素群は、同図に示すとおり、それぞれに縦長のスリットを有する、種結晶伸張用マスク要素5−1、種結晶伸張用マスク要素5−2、…、種結晶伸張用マスク要素5−lと、種結晶伸張用マスク要素6−1、種結晶伸張用マスク要素6−2、…、種結晶伸張用マスク要素6−mとを備えている。なお、図3は、j=k=l=m=3の例を示している。
Here, returning to FIG. 3 again, the seed crystal stretching mask element group will be described.
As shown in FIG. 3, the seed crystal stretching mask element group includes a seed crystal stretching mask element 3-1, a seed crystal stretching mask element 3-2,... Mask element 3-j, seed crystal stretching mask element 4-1, seed crystal stretching mask element 4-2,..., Seed crystal stretching mask element 4-k. Further, the seed crystal stretching mask element group includes a seed crystal stretching mask element 5-1, a seed crystal stretching mask element 5-2,... , A seed crystal stretching mask element 6-1, a seed crystal stretching mask element 6-2,..., And a seed crystal stretching mask element 6-m. FIG. 3 shows an example in which j = k = l = m = 3.

そして、種結晶伸張用マスク要素3−1のスリット3−1aと、当該スリット3−1aに対して図3のY軸方向の正の向きへとマスク15のスリットを距離をδずつずらして配置した、種結晶伸張用マスク要素3−2のスリット3−2aと種結晶伸張用マスク3−3要素のスリット3−3aとが、スリットグループ(以下、スリットグループ3−aと称する)を構成している。   Then, the slit 3-1a of the seed crystal stretching mask element 3-1 and the slit of the mask 15 are shifted by δ from the slit 3-1a in the positive direction in the Y-axis direction of FIG. The slit 3-2a of the seed crystal stretching mask element 3-2 and the slit 3-3a of the seed crystal stretching mask 3-3 element constitute a slit group (hereinafter referred to as slit group 3-a). ing.

また、種結晶伸張用マスク要素4−1のスリット4−1aと、当該スリット4−1aに対して図3のY軸方向の負の向きへとマスク15のスリットを距離をδずつずらして配置した、種結晶伸張用マスク要素4−2のスリット4−2aと種結晶伸張用マスク4−3要素のスリット4−3aとがスリットグループ(以下、スリットグループ4−aと称する)を構成している。   Further, the slit 4-1a of the mask element 4-1 for seed crystal extension and the slit of the mask 15 are arranged by shifting the distance by δ with respect to the slit 4-1a in the negative direction in the Y-axis direction of FIG. The slit 4-2a of the seed crystal stretching mask element 4-2 and the slit 4-3a of the seed crystal stretching mask 4-3 element constitute a slit group (hereinafter referred to as slit group 4-a). Yes.

さらに、種結晶伸張用マスク要素5−1のスリット5−1aと、当該スリット5−1aに対して図3のマスク相対移動の向きと逆の向き(X軸方向の正の向き)へとマスク15のスリットを距離をδずつずらして配置した、種結晶伸張用マスク要素5−2のスリット5−2aと種結晶伸張用マスク5−3要素のスリット5−3aとが、スリットグループ(以下、スリットグループ5−aと称する)を構成している。   Further, the mask 5-1a of the seed crystal stretching mask element 5-1 and the mask opposite to the direction of relative movement of the mask of FIG. 3 with respect to the slit 5-1a (positive direction in the X-axis direction). The slit 5-2a of the seed crystal stretching mask element 5-2 and the slit 5-3a of the seed crystal stretching mask 5-3 element, in which the 15 slits are arranged with the distance shifted by δ, are divided into slit groups (hereinafter, Slit group 5-a).

また、種結晶伸張用マスク要素6−1のスリット6−1aと、当該スリット6−1aに対して図3のマスク相対移動の向き(X軸方向の負の向き)へとマスク15のスリットを距離をδずつずらして配置した、種結晶伸張用マスク要素6−2のスリット6−2aと種結晶伸張用マスク6−3要素のスリット6−3aとが、スリットグループ(以下、スリットグループ6−aと称する)を構成している。   Also, the slit 6-1a of the mask element 6-1 for seed crystal extension and the slit of the mask 15 in the mask relative movement direction (negative direction in the X-axis direction) of FIG. 3 with respect to the slit 6-1a. The slit 6-2a of the seed crystal stretching mask element 6-2 and the slit 6-3a of the seed crystal stretching mask 6-3 element, which are arranged by shifting the distance by δ, are divided into slit groups (hereinafter, slit group 6- 6). a).

ここで、上記距離δの値は、スリット幅SWの1/2の値よりも小さくなるように設定している。   Here, the value of the distance δ is set to be smaller than a half value of the slit width SW.

なお、以下では、種結晶形成用マスク要素1−1のスリット1−1aの長手方向(第1方向)における中心線を第1中心線とし、種結晶形成用マスク要素2−1のスリット2−1aの長手方向(第2方向)における中心線を第2中心線とする。   Hereinafter, the center line in the longitudinal direction (first direction) of the slit 1-1a of the seed crystal formation mask element 1-1 is defined as a first center line, and the slit 2- of the seed crystal formation mask element 2-1 is used. A center line in the longitudinal direction (second direction) of 1a is taken as a second center line.

また、種結晶伸張用マスク要素3−1のスリット3−1aは、マスク15を同図のX軸方向の負の向きに距離2Mだけ相対移動させることにより、種結晶形成用マスク要素1−1のスリット1−1aの上半分(Y軸方向の正の向き側の半分)の領域の一部とY軸方向の正の向き側において重なるように配置されている。つまり、種結晶伸張用マスク要素3−1は、Y軸方向の正の向き側(第2方向の一方の向き側)において一部が種結晶形成用マスク要素1−1のスリット1−1aと重なる位置にスリット3−1aを有している。   Further, the slit 3-1a of the seed crystal stretching mask element 3-1 moves the mask 15 relative to the negative direction in the X-axis direction of FIG. The slit 1-1a is arranged so as to overlap a part of the upper half (half on the positive direction side in the Y-axis direction) region on the positive direction side in the Y-axis direction. That is, the seed crystal stretching mask element 3-1 is partly formed with the slit 1-1 a of the seed crystal forming mask element 1-1 on the positive direction side in the Y-axis direction (one direction side in the second direction). A slit 3-1a is provided at the overlapping position.

また、種結晶伸張用マスク要素4−1のスリット4−1aは、それぞれ種結晶形成用マスク要素1−1のスリット1−1aの上半分の領域の一部とY軸方向の負の向き側において重なるように配置される。つまり、種結晶伸張用マスク要素4−1は、Y軸方向の負の向き側(第2方向の他方の向き側)において一部が上記第1中心線と重なる位置にスリット4−1aを有している。   In addition, the slit 4-1a of the seed crystal stretching mask element 4-1 is a part of the upper half region of the slit 1-1a of the seed crystal forming mask element 1-1 and the negative direction side in the Y-axis direction. Are arranged so as to overlap each other. That is, the seed crystal stretching mask element 4-1 has the slit 4-1a at a position where a part thereof overlaps the first center line on the negative direction side in the Y-axis direction (the other direction side in the second direction). is doing.

スリット3−1aとスリット4−1aとを上述した配置とすることにより、種結晶形成用マスク要素1−1のスリット1−1aの上半分の領域で形成される種結晶を、種結晶伸張用マスク要素3−1のスリット3−1aによりY+方向に伸張させ、かつ、種結晶伸張用マスク要素4−1のスリット4−1aによりY−に伸張させることができる。つまり、上記配置により、Y軸方向(Y軸方向の正の向きおよびY軸方向の負の向き)に種結晶を伸張させることができる。   By arranging the slit 3-1a and the slit 4-1a as described above, the seed crystal formed in the upper half region of the slit 1-1a of the mask element 1-1 for seed crystal formation is used for seed crystal extension. It can be extended in the Y + direction by the slit 3-1a of the mask element 3-1, and can be extended to Y- by the slit 4-1a of the mask element 4-1 for seed crystal extension. That is, with the above arrangement, the seed crystal can be extended in the Y-axis direction (positive direction in the Y-axis direction and negative direction in the Y-axis direction).

なお、上記においては、種結晶形成用マスク要素1−1のスリット1−1aの上半分の領域を種結晶として伸張させる例を示したが、種結晶伸張用マスク要素3−1のスリット3−1aと種結晶伸張用マスク要素4−1のスリット4−1aとを、種結晶形成用マスク1−1のスリット1−1aの下半分(Y軸方向の負の向き側の半分)の領域と重畳するようにしても同様の結晶を形成することが可能である。   In the above example, the upper half region of the slit 1-1a of the seed crystal forming mask element 1-1 is extended as a seed crystal. However, the slit 3- 1a and the slit 4-1a of the seed crystal extension mask element 4-1 are arranged in the lower half of the slit 1-1a of the seed crystal formation mask 1-1 (half on the negative direction side in the Y-axis direction). It is possible to form a similar crystal even if they are overlapped.

また、種結晶伸張用マスク要素5−1のスリット5−1aは、マスク15を同図のX軸方向の負の向きに距離7Mだけ相対移動させることにより、種結晶形成用マスク要素2−1のスリット2−1aの右半分(X軸方向の正の向き側の半分)の領域の一部とX軸方向の正の向き側において重なるように配置されている。つまり、種結晶伸張用マスク要素5−1が、X軸方向の正の向き側(第1方向の一方の向き側)において一部が種結晶形成用マスク要素2−1のスリット2−1aと重なる位置にスリット5−1aを有している。   Further, the slit 5-1a of the seed crystal stretching mask element 5-1 moves the mask 15 relative to the negative direction in the X-axis direction of FIG. The slit 2-1a is arranged so as to overlap a part of the right half (half on the positive direction side in the X-axis direction) on the positive direction side in the X-axis direction. That is, part of the seed crystal stretching mask element 5-1 is partly on the slit 2-1a of the seed crystal forming mask element 2-1 on the positive direction side in the X-axis direction (one direction side in the first direction). A slit 5-1a is provided at the overlapping position.

また、種結晶伸張用マスク要素6−1のスリット6−1aは、種結晶形成用マスク要素2−1のスリット2−1aの右半分(X軸方向の正の向き側の半分)の領域の一部とX軸方向の負の向き側において重なるように配置されている。つまり、種結晶伸張用マスク要素6−1が、X軸方向の負の向き側(第1方向の他方の向き側)において一部が上記第2中心線と重なる位置にスリット6−1aを有している。   The slit 6-1a of the seed crystal stretching mask element 6-1 is a right half of the slit 2-1a of the seed crystal forming mask element 2-1 (half on the positive side in the X-axis direction). It arrange | positions so that it may overlap with a part in the negative direction side of a X-axis direction. That is, the seed crystal stretching mask element 6-1 has the slit 6-1a at a position where a part thereof overlaps the second center line on the negative direction side in the X-axis direction (the other direction side in the first direction). is doing.

スリット5−1aとスリット6−1aとを上述した配置とすることにより、たとえば、種結晶形成用マスク要素2−1のスリット2−1aの右半分の領域で形成される結晶を、種結晶伸張用マスク要素5−1のスリット5−1aによりX+に伸張させ、かつ、種結晶伸張用マスク要素6−1のスリット6−1aによりX−に伸張させることができる。   By arranging the slit 5-1a and the slit 6-1a as described above, for example, a crystal formed in the right half region of the slit 2-1a of the mask element 2-1 for seed crystal formation is seed crystal stretched. It can be extended to X + by the slit 5-1a of the mask element 5-1, and can be extended to X- by the slit 6-1a of the seed crystal extension mask element 6-1.

以上のように、マスク15は、スリットを有し、当該スリットを介してレーザ光を相対的に移動する被処理物に照射させるためのマスクである。また、マスク15は、移動の向きに沿って配された、X軸方向(第1方向)に伸びたスリット1−1aを有する種結晶形成用マスク要素1−1と、Y軸方向(第2方向)に伸びたスリット2−1aを有する種結晶形成用マスク要素1−1とを備えた種結晶形成用マスク要素群を備える構成である。   As described above, the mask 15 has a slit, and is a mask for irradiating an object to be processed that relatively moves laser light through the slit. In addition, the mask 15 includes a seed crystal forming mask element 1-1 having a slit 1-1a arranged in the direction of movement and extending in the X-axis direction (first direction), and the Y-axis direction (second A seed crystal forming mask element group including a seed crystal forming mask element 1-1 having a slit 2-1a extending in a direction).

さらに、マスク15は、種結晶形成用マスク要素1−1と種結晶形成用マスク要素1−1とに続き、上記移動の向きに沿って配された、スリット3−1aを有する種結晶伸張用マスク要素3−1と、スリット4−1aを有する種結晶伸張用マスク要素と、スリット5−1aを有する種結晶伸張用マスク要素5−1と、スリット6−1aを有する種結晶伸張用マスク要素6−1とを備えた種結晶伸張用マスク要素群を備える構成である。   Further, the mask 15 is for extending the seed crystal having the slit 3-1a arranged along the direction of the movement following the mask element 1-1 for seed crystal formation and the mask element 1-1 for seed crystal formation. Mask element 3-1, seed crystal stretching mask element having slit 4-1a, seed crystal stretching mask element 5-1 having slit 5-1a, and seed crystal stretching mask element having slit 6-1a 6-1 and a mask element group for extending a seed crystal.

さらに、上述したように、スリット1−1aのX軸方向(第1方向)における中心線を第1中心線とし、スリット2−1aのY軸方向(第2方向)における中心線を第2中心線とすると、マスク15は、スリット3−1aの一部が、Y軸方向の一方の向き側においてスリット1−1aと重なり、スリット4−1aの一部が、Y軸方向の他方の向き側において上記第1中心線と重なり、スリット5−1aの一部が、X軸方向の一方の向き側においてスリット2−1aと重なり、スリット6−1aの一部が、X軸方向の他方の向き側において上記第2中心線と重なる構成である。   Further, as described above, the center line in the X-axis direction (first direction) of the slit 1-1a is the first center line, and the center line in the Y-axis direction (second direction) of the slit 2-1a is the second center. In the case of a line, in the mask 15, a part of the slit 3-1a overlaps with the slit 1-1a on one side in the Y-axis direction, and a part of the slit 4-1a is on the other side in the Y-axis direction. And the slit 5-1a partially overlaps the slit 2-1a on one side in the X-axis direction, and part of the slit 6-1a extends in the other direction in the X-axis direction. It is the structure which overlaps with the said 2nd centerline in the side.

ここで、種結晶伸張用マスク要素3−1を第1伸張マスク要素と、種結晶伸張用マスク要素3−2を第5伸張マスク要素と、種結晶伸張用マスク要素3−3を第9伸張マスク要素とすると、種結晶を上記Y+方向に伸張させるマスク要素は、nを1以上の自然数とし、第4n−3伸張マスク要素として表記することができる。同様に、種結晶伸張用マスク要素4−1を第2伸張マスク要素と、種結晶伸張用マスク要素4−2を第6伸張マスク要素と、種結晶伸張用マスク要素4−3を第10伸張マスク要素とすると、種結晶を上記Y−方向に伸張させるマスク要素は、nを1以上の自然数とし、第4n−2伸張マスク要素として表記することができる。   Here, the seed crystal extension mask element 3-1 is extended to the first extension mask element, the seed crystal extension mask element 3-2 to the fifth extension mask element, and the seed crystal extension mask element 3-3 to the ninth extension. As a mask element, a mask element that extends the seed crystal in the Y + direction can be expressed as a fourth n-3 extended mask element, where n is a natural number of 1 or more. Similarly, the seed crystal extension mask element 4-1 is extended to the second extension mask element, the seed crystal extension mask element 4-2 is extended to the sixth extension mask element, and the seed crystal extension mask element 4-3 is extended to the tenth extension. As a mask element, the mask element that extends the seed crystal in the Y-direction can be expressed as a fourth n-2 extended mask element, where n is a natural number of 1 or more.

さらに、スリット3−1aを第1伸張スリットと、スリット3−2aを第5伸張スリットと、スリット3−3aを第9伸張スリットとすると、種結晶を上記Y+方向に伸張させるマスク要素のスリットは、nを1以上の自然数とし、第4n−3伸張スリットとして表記することができる。同様に、スリット4−1aを第2伸張スリットと、スリット4−2aを第6伸張スリットと、スリット4−3aを第10伸張スリットとすると、種結晶を上記Y−方向に伸張させるマスク要素のスリットは、nを1以上の自然数とし、第4n−2伸張スリットとして表記することができる。   Further, when the slit 3-1a is the first extension slit, the slit 3-2a is the fifth extension slit, and the slit 3-3a is the ninth extension slit, the slit of the mask element that extends the seed crystal in the Y + direction is as follows. , N is a natural number of 1 or more, and can be expressed as a fourth n-3 extension slit. Similarly, when the slit 4-1a is the second extension slit, the slit 4-2a is the sixth extension slit, and the slit 4-3a is the tenth extension slit, the mask element for extending the seed crystal in the Y-direction is used. The slit can be expressed as a 4n-2 extension slit, where n is a natural number of 1 or more.

また、種結晶伸張用マスク要素5−1を第3伸張マスク要素と、種結晶伸張用マスク要素5−2を第7伸張マスク要素と、種結晶伸張用マスク要素5−3を第11伸張マスク要素とすると、種結晶を上記X+方向に伸張させるマスク要素は、nを1以上の自然数とし、第4n−1伸張マスク要素として表記することができる。同様に、種結晶伸張用マスク要素6−1を第4伸張マスク要素と、種結晶伸張用マスク要素6−2を第8伸張マスク要素と、種結晶伸張用マスク要素6−3を第12伸張マスク要素とすると、種結晶を上記X−方向に伸張させるマスク要素は、nを1以上の自然数とし、第4n伸張マスク要素として表記することができる。   Further, the seed crystal stretching mask element 5-1 is the third stretching mask element, the seed crystal stretching mask element 5-2 is the seventh stretching mask element, and the seed crystal stretching mask element 5-3 is the eleventh stretching mask. As an element, a mask element that extends the seed crystal in the X + direction can be expressed as a fourth n-1 extended mask element, where n is a natural number of 1 or more. Similarly, the seed crystal extension mask element 6-1 is extended to the fourth extension mask element, the seed crystal extension mask element 6-2 is extended to the eighth extension mask element, and the seed crystal extension mask element 6-3 is extended to the twelfth extension. As a mask element, a mask element that extends the seed crystal in the X-direction can be expressed as a fourth n extended mask element, where n is a natural number of 1 or more.

さらに、スリット5−1aを第3伸張スリットと、スリット5−2aを第7伸張スリットと、スリット5−3aを第11伸張スリットとすると、種結晶を上記X+方向に伸張させるマスク要素のスリットは、nを1以上の自然数とし、第4n−1伸張スリットとして表記することができる。同様に、スリット6−1aを第4伸張スリットと、スリット6−2aを第8伸張スリットと、スリット6−3aを第12伸張スリットとすると、種結晶を上記X−方向に伸張させるマスク要素のスリットは、nを1以上の自然数とし、第4n伸張スリットとして表記することができる。   Further, when the slit 5-1a is the third extension slit, the slit 5-2a is the seventh extension slit, and the slit 5-3a is the eleventh extension slit, the slit of the mask element that extends the seed crystal in the X + direction is as follows. , N is a natural number of 1 or more, and can be expressed as a 4n-1 extension slit. Similarly, when the slit 6-1a is the fourth extension slit, the slit 6-2a is the eighth extension slit, and the slit 6-3a is the twelfth extension slit, the mask element for extending the seed crystal in the X-direction is used. The slit can be expressed as a fourth n extension slit, where n is a natural number of 1 or more.

また、マスク15は、連続した結晶粒界または一部が不連続となった結晶粒界に囲まれた種結晶を、被処理物20上に形成するためのスリットパターンを有する種結晶形成用マスク要素群と、上記種結晶の特定位置Pを原点としたX−Y直交座標系において被処理物20の相対的な移動の向きをX軸方向の正の向きとすると、上記種結晶を、X軸方向の正の向きと、X軸方向の負の向きと、Y軸方向の正の向きと、Y軸方向の負の向とに、伸張させるためのスリットパターンを有する種結晶伸張用マスク要素群とを備える構成でもある。   The mask 15 is a seed crystal forming mask having a slit pattern for forming a seed crystal surrounded by a continuous crystal grain boundary or a crystal grain boundary partially discontinuous on the workpiece 20. When the relative movement direction of the workpiece 20 in the XY orthogonal coordinate system with the element group and the specific position P of the seed crystal as the origin is the positive direction in the X-axis direction, the seed crystal Seed crystal stretching mask element having a slit pattern for stretching in a positive axial direction, a negative X-axis direction, a positive Y-axis direction, and a negative Y-axis direction It is also a structure provided with a group.

さらに、マスク15は、上記種結晶を、上記座標系における第1象限においてはX軸方向の正の向きとY軸方向の正の向きとに、上記座標系における第2象限においてはX軸方向の負の向きとY軸方向の正の向きとに、上記座標系における第3象限においてはX軸方向の負の向きとY軸方向の負の向きとに、上記座標系における第4象限においてはX軸方向の正の向きとY軸方向の負の向きとに、伸張させるためのスリットパターンを有する種結晶伸張用マスク要素群とを備える構成でもある。   Further, the mask 15 is arranged so that the seed crystal is in a positive direction in the X-axis direction and a positive direction in the Y-axis direction in the first quadrant in the coordinate system, and in the X-axis direction in the second quadrant in the coordinate system. In the negative direction and the positive direction in the Y-axis direction, in the third quadrant in the coordinate system, in the negative direction in the X-axis direction and in the negative direction in the Y-axis direction, in the fourth quadrant in the coordinate system. Is also configured to include a seed crystal stretching mask element group having a slit pattern for stretching in a positive direction in the X-axis direction and a negative direction in the Y-axis direction.

なお、上記においては、種結晶形成用マスク要素2−1のスリット2−1aの右半分の領域を種結晶として伸張させる例を示したが、種結晶伸張用マスク要素5−1のスリット5−1aと種結晶伸張用マスク要素6−1のスリット6−1aとを、種結晶形成用マスク要素2−1のスリット2−1aの左半分の領域と重ねるようにしても同様の結晶を形成することが可能である。また、上記重畳領域は、なるべく小さくなるようにすることで、より大きな角型結晶を形成することができる。   In the above example, the right half region of the slit 2-1a of the seed crystal formation mask element 2-1 is extended as a seed crystal. However, the slit 5- of the seed crystal extension mask element 5-1 is shown. A similar crystal is formed even if 1a and the slit 6-1a of the seed crystal stretching mask element 6-1 are overlapped with the left half region of the slit 2-1a of the seed crystal forming mask element 2-1. It is possible. In addition, a larger square crystal can be formed by making the overlapping region as small as possible.

以上のような構成を有するレーザ結晶化装置1によって、レーザ光発振器10からパルスレーザ光が、可変減衰器11と、ミラー12と、ミラー13と、照明光学素子14と、マスク15と、結像レンズ16と、ミラー17とを介して被処理物20の表面に照射され、スリットが投影される各位置において、非晶質半導体薄膜23の照射領域がその厚さ方向に亘って溶融する。   With the laser crystallization apparatus 1 having the above-described configuration, pulsed laser light from the laser light oscillator 10 is converted into a variable attenuator 11, a mirror 12, a mirror 13, an illumination optical element 14, a mask 15, and an image. The irradiated area of the amorphous semiconductor thin film 23 is melted in the thickness direction at each position where the surface of the workpiece 20 is irradiated through the lens 16 and the mirror 17 and the slit is projected.

そして、パルスレーザ光の照射が完了した後は、溶融した非晶質半導体薄膜23が凝固し始め、スリットを通してレーザ光が照射された領域の端部から中央部の方向に結晶が横方向成長する。つまり、マスクの相対移動の向きと垂直となる方向(Y軸の方向)におけるスリットの端部に対応する領域から、スリットの中央部に対応する領域に向けて結晶成長が起こる。   After the irradiation with the pulse laser beam is completed, the melted amorphous semiconductor thin film 23 begins to solidify, and the crystal grows laterally from the end of the region irradiated with the laser beam through the slit toward the center. . That is, crystal growth occurs from a region corresponding to the end of the slit in a direction perpendicular to the direction of relative movement of the mask (Y-axis direction) toward a region corresponding to the center of the slit.

その後、制御装置19により、レーザ光発振器10およびステージ18を制御することにより、被処理物20に対しマスク15をマスク長さMだけX−(X軸方向の負方向)に移動させた状態で、レーザ光発振器10が、再度レーザ光の照射を行う。   Thereafter, the control device 19 controls the laser light oscillator 10 and the stage 18 to move the mask 15 relative to the workpiece 20 by the mask length M in the X− (negative direction in the X-axis direction). Then, the laser beam oscillator 10 irradiates the laser beam again.

このようなレーザ光の照射と被処理物20の移動とを繰り返すことにより、種結晶形成用マスク要素1−1のスリット1−1aを介して結晶化された領域上に、種結晶マスク要素2−1のスリット2−1aを介した結晶化、種結晶伸張用マスク要素3−1のスリット3−1aを介した結晶化(伸張化)、…、種結晶伸張用マスク要素6−3のスリット6−3aを介した結晶化(伸張化)という具合に隣接するマスクのスリットを介した結晶化が行われる。   By repeating such laser light irradiation and movement of the workpiece 20, the seed crystal mask element 2 is formed on the region crystallized through the slit 1-1a of the seed crystal forming mask element 1-1. -1 through the slit 2-1a, crystallization through the slit 3-1a of the seed crystal stretching mask element 3-1 (stretching),..., Slit of the seed crystal stretching mask element 6-3 Crystallization is performed through the slits of the adjacent mask, such as crystallization (extension) through 6-3a.

以下では、図3に示したマスク15を用いて、種結晶を形成する過程と当該形成した種結晶を伸張させる過程とを、図5〜図18に基づいて説明する。より詳しくは、第1回目の照射(第1照射)により種結晶形成用マスク要素1−1のスリット1−1aを介して結晶化された領域についての結晶形成過程について、図5〜図18に基づき説明する。   Hereinafter, a process of forming a seed crystal and a process of extending the formed seed crystal using the mask 15 shown in FIG. 3 will be described with reference to FIGS. More specifically, FIG. 5 to FIG. 18 show the crystal formation process for the region crystallized through the slit 1-1a of the seed crystal formation mask element 1-1 by the first irradiation (first irradiation). This will be explained based on.

また、以下では、このようにスリット1−1aを用いて第1照射を行った際の、種結晶形成用マスク要素1−1に対応する被処理物20上の領域を対応領域を称する。より詳しくは、スリット1−1a(開口部)と、種結晶形成用マスク要素1−1のうちスリット1−1aを除いた遮光部と(つまり、種結晶形成用マスク要素1−1全体)を被処理物20の表面に対して平行投影した領域を対応領域を称する。   Hereinafter, the region on the workpiece 20 corresponding to the seed crystal formation mask element 1-1 when the first irradiation is performed using the slit 1-1a is referred to as a corresponding region. More specifically, the slit 1-1a (opening) and the light shielding portion of the seed crystal formation mask element 1-1 excluding the slit 1-1a (that is, the entire seed crystal formation mask element 1-1). A region projected in parallel on the surface of the workpiece 20 is referred to as a corresponding region.

さらに、以下では、上記第1照射に引き続き、上記対応領域に対して順次照射するレーザ光の照射を、第2照射、第3照射、…、第14照射と称する。   Further, hereinafter, the irradiation of the laser light sequentially irradiated on the corresponding area following the first irradiation will be referred to as second irradiation, third irradiation,..., 14th irradiation.

また、図5〜図18においては、細線で囲まれた領域が各回の照射により結晶化される領域を示し、点線で囲まれた領域が各回の照射よりも1回前の照射により結晶化される領域を示し、太線で囲まれた領域が当該照射により結晶化される結晶を示し、斜線を施した領域が各回の照射より1回前の照射により形成される結晶を示す。   In FIGS. 5 to 18, the region surrounded by the thin line indicates the region that is crystallized by each irradiation, and the region surrounded by the dotted line is crystallized by the irradiation one time before each irradiation. A region surrounded by a thick line indicates a crystal that is crystallized by the irradiation, and a hatched region indicates a crystal formed by irradiation one time before each irradiation.

図5は、種結晶形成用マスク要素1−1のスリット1−1aを用いて、第1照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 5 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the first irradiation using the slit 1-1a of the seed crystal formation mask element 1-1.

上記対応領域には、図5に示すように、種結晶形成用マスク要素1−1のスリット1−1aによって、結晶1−1Aが形成される。ここで、図5における結晶1AAは、第1照射により形成される結晶1−1Aの一部であり、細長い針状結晶である。   In the corresponding region, as shown in FIG. 5, the crystal 1-1A is formed by the slit 1-1a of the seed crystal forming mask element 1-1. Here, the crystal 1AA in FIG. 5 is a part of the crystal 1-1A formed by the first irradiation, and is an elongated needle-like crystal.

図6は、種結晶形成用マスク要素2−1のスリット2−1aを用いて、第2照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 6 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the second irradiation using the slit 2-1a of the seed crystal formation mask element 2-1.

この第2照射により、図6に示すとおり、上記対応領域には結晶2−1Aが形成される。このとき、第1照射で形成されたような針状結晶が形成される。さらに、結晶2−1Aと第1照射により形成された結晶1−1Aとが交差する領域においては、針状結晶1AAがX−に引き伸ばされて、角型の種結晶2AAが形成される。ここで、この種結晶2AAは、略閉ループの結晶粒界(リッジ)に囲まれた結晶であって、その内部には結晶粒界を含まない結晶である。なお、以降のレーザ光の照射(第3照射〜第14照射)により、この種結晶を伸張させていくことになる。   By this second irradiation, as shown in FIG. 6, a crystal 2-1A is formed in the corresponding region. At this time, a needle-like crystal formed by the first irradiation is formed. Further, in a region where the crystal 2-1A and the crystal 1-1A formed by the first irradiation intersect, the acicular crystal 1AA is stretched to X-, and a square seed crystal 2AA is formed. Here, the seed crystal 2AA is a crystal surrounded by a substantially closed-loop crystal grain boundary (ridge), and does not include a crystal grain boundary therein. The seed crystal is stretched by subsequent laser light irradiation (third irradiation to fourteenth irradiation).

図7は、種結晶伸張用マスク要素3−1のスリット3−1aを用いて、第3照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図8は、種結晶伸張用マスク要素3−2のスリット3−2aを用いて、第4照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図9は、種結晶伸張用マスク要素3−3のスリット3−3aを用いて、第5照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 7 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by third irradiation using the slit 3-1a of the seed crystal stretching mask element 3-1. FIG. 8 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the fourth irradiation using the slit 3-2a of the mask element 3-2 for extending the seed crystal. FIG. 9 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the fifth irradiation using the slit 3-3a of the mask element 3-3 for seed crystal extension.

上記第3照射によって、図7に示すとおり、上記対応領域には結晶3−1Aが形成される。また、この第3照射によって、同図に示すとおり、種結晶2AAがY+に伸張され、その結果、結晶3AAが形成される。なお、同図に示すとおり、結晶2AAの図心を、XY座標系の原点Pとする。その後、上記第4照射によって、図8に示すとおり、上記対応領域には結晶3−2Aが形成される。また、この第4照射によって、同図に示すとおり、結晶3AAがY+に伸張され、その結果、結晶4AAが形成される。さらにその後、第5照射によって、図9に示すとおり、上記対応領域には結晶3−3Aが形成される。また、この第5照射によって、同図に示すとおり、結晶4AAがY+に伸張され、その結果、結晶5AAが形成する。   By the third irradiation, as shown in FIG. 7, a crystal 3-1A is formed in the corresponding region. In addition, by this third irradiation, as shown in the figure, the seed crystal 2AA is expanded to Y +, and as a result, a crystal 3AA is formed. As shown in the figure, the centroid of the crystal 2AA is the origin P of the XY coordinate system. Thereafter, as shown in FIG. 8, crystals 3-2A are formed in the corresponding region by the fourth irradiation. Further, by this fourth irradiation, as shown in the figure, the crystal 3AA is expanded to Y +, and as a result, the crystal 4AA is formed. Further, by the fifth irradiation, as shown in FIG. 9, a crystal 3-3A is formed in the corresponding region. In addition, by the fifth irradiation, as shown in the figure, the crystal 4AA is expanded to Y +, and as a result, the crystal 5AA is formed.

図10は、種結晶伸張用マスク要素4−1のスリット4−1aを用いて、第6照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図11は、種結晶伸張用マスク要素4−2のスリット4−2aを用いて、第7照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図12は、種結晶伸張用マスク要素4−3のスリット4−3aを用いて、第8照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 10 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by sixth irradiation using the slit 4-1a of the seed crystal stretching mask element 4-1. FIG. 11 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by seventh irradiation using the slit 4-2a of the seed crystal stretching mask element 4-2. FIG. 12 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the eighth irradiation using the slit 4-3a of the seed crystal stretching mask element 4-3.

上記第6照射によって、図10に示すとおり、上記対応領域には結晶4−1Aが形成される。また、この第6照射によって、同図に示すとおり、結晶5AAはY−に伸張され、その結果、結晶6AAが形成される。その後、上記第7照射によって、図11に示すとおり、上記対応領域には結晶4−2Aが形成される。また、この第7照射によって、同図に示すとおり、結晶6AAがY−に伸張され、その結果、結晶7AAが形成される。さらにその後、第8照射によって、上記対応領域には結晶4−3Aが形成される。また、この第8照射によって、同図に示すとおり、結晶7AAがY−に伸張され、その結果、結晶8AAが形成される。   As a result of the sixth irradiation, a crystal 4-1A is formed in the corresponding region as shown in FIG. Further, by this sixth irradiation, the crystal 5AA is stretched to Y- as shown in the figure, and as a result, the crystal 6AA is formed. Thereafter, as a result of the seventh irradiation, a crystal 4-2A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the seventh irradiation, as shown in the figure, the crystal 6AA is expanded to Y-, and as a result, the crystal 7AA is formed. Thereafter, the crystal 4-3A is formed in the corresponding region by the eighth irradiation. Further, by the eighth irradiation, as shown in the figure, the crystal 7AA is expanded to Y-, and as a result, the crystal 8AA is formed.

図13は、種結晶伸張用マスク要素5−1のスリット5−1aを用いて、第9照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図14は、種結晶伸張用マスク要素5−2のスリット5−2aを用いて、第10照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図15は、種結晶伸張用マスク要素5−3のスリット5−3aを用いて、第11照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 13 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the ninth irradiation using the slit 5-1a of the seed crystal stretching mask element 5-1. FIG. 14 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the tenth irradiation using the slit 5-2a of the seed crystal stretching mask element 5-2. FIG. 15 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the eleventh irradiation using the slit 5-3a of the seed crystal stretching mask element 5-3.

上記第9照射によって、図13に示すとおり、上記対応領域には結晶5−1Aが形成される。また、この第9照射によって、同図に示すとおり、種結晶8AAはX+に伸張され、その結果、結晶9AAが形成される。その後、上記第10照射によって、図14に示すとおり、上記対応領域には結晶5−2Aが形成される。また、この第10照射によって、同図に示すとおり、結晶9AAがX+に伸張され、その結果、結晶10AAが形成される。さらにその後、第11照射によって、図15に示すとおり、上記対応領域には結晶5−3Aが形成される。また、この第11照射によって、同図に示すとおり、結晶10AAがX+に伸張され、その結果、結晶11AAが形成される。   As a result of the ninth irradiation, a crystal 5-1A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the ninth irradiation, the seed crystal 8AA is expanded to X + as shown in the figure, and as a result, the crystal 9AA is formed. Thereafter, as a result of the tenth irradiation, a crystal 5-2A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the tenth irradiation, the crystal 9AA is expanded to X + as shown in the figure, and as a result, the crystal 10AA is formed. Further, as a result of the eleventh irradiation, a crystal 5-3A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, as a result of the eleventh irradiation, the crystal 10AA is expanded to X + as shown in the figure, and as a result, the crystal 11AA is formed.

図16は、種結晶伸張用マスク要素6−1のスリット6−1aを用いて、第12照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図17は、種結晶伸張用マスク要素6−2のスリット6−2aを用いて、第13照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図18は、種結晶伸張用マスク要素6−3のスリット6−3aを用いて、第14照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 16 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by twelfth irradiation using the slit 6-1a of the seed crystal stretching mask element 6-1. FIG. 17 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by thirteenth irradiation using the slit 6-2a of the seed crystal stretching mask element 6-2. FIG. 18 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the 14th irradiation using the slit 6-3a of the mask element 6-3 for extending the seed crystal.

上記第12照射によって、図16に示すとおり、上記対応領域には結晶6−1Aが形成される。また、この第12照射によって、同図に示すとおり、種結晶11AAはX−に伸張され、その結果、結晶12AAが形成される。その後、上記第13照射によって、図17に示すとおり、上記対応領域には結晶6−2Aが形成される。また、この第13照射によって、同図に示すとおり、結晶12AAがX−に伸張され、その結果、結晶13AAが形成される。さらにその後、第14照射によって、図18に示すとおり、上記対応領域には結晶6−3Aが形成される。また、この第14照射によって、同図に示すとおり、結晶13AAがX−に伸張され、その結果、結晶14AAが形成される。   As a result of the twelfth irradiation, a crystal 6-1A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, as a result of the twelfth irradiation, the seed crystal 11AA is expanded to X- as shown in the figure, and as a result, the crystal 12AA is formed. Thereafter, by the thirteenth irradiation, a crystal 6-2A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, as a result of the thirteenth irradiation, the crystal 12AA is expanded to X− as shown in the figure, and as a result, the crystal 13AA is formed. Thereafter, the 14th irradiation forms crystals 6-3A in the corresponding region as shown in FIG. In addition, as a result of the fourteenth irradiation, the crystal 13AA is expanded to X- as shown in the figure, and as a result, the crystal 14AA is formed.

以上により、結晶化が完了する。
このように、マスク15においては、種結晶伸張用マスク要素群が、さらに少なくとも、上述したマスクの移動の向きに沿って配された、スリット3−2aを有する種結晶伸張用マスク要素3−2と、スリット4−2aを有する種結晶伸張用マスク要素4−2と、スリット5−2aを有する種結晶伸張用マスク要素5−2と、スリット6−2aを有する種結晶伸張用マスク要素6−2とを備える。
Thus, crystallization is completed.
Thus, in the mask 15, the seed crystal stretching mask element group 3-2 having the slits 3-2 a arranged at least along the above-described direction of movement of the mask. A seed crystal stretching mask element 4-2 having a slit 4-2a, a seed crystal stretching mask element 5-2 having a slit 5-2a, and a seed crystal stretching mask element 6-6 having a slit 6-2a. 2 is provided.

ここで、上述したスリット3−1aのX軸方向(第1方向)における中心線を第3中心線と、スリット4−1aのX軸方向における中心線を第4中心線と、スリット5−1aのY軸方向(第2方向)における中心線を第5中心線と、スリット6−1aのY軸方向における中心線を第6中心線とする。   Here, the center line in the X-axis direction (first direction) of the slit 3-1a described above is the third center line, the center line in the X-axis direction of the slit 4-1a is the fourth center line, and the slit 5-1a. The center line in the Y-axis direction (second direction) is the fifth center line, and the center line in the Y-axis direction of the slit 6-1a is the sixth center line.

このように各中心線を定義すると、種結晶伸張用マスク要素3−2は、種結晶伸張用マスク要素3−1に対し種結晶形成用マスク要素1−1および種結晶形成用マスク要素2−1とは反対側に配されるとともに、スリット3−2aの一部が、Y軸方向の上記一方の向き側において上記第3中心線と重なる構成である。また、種結晶伸張用マスク要素4−2は、種結晶伸張用マスク要素4−1に対し種結晶形成用マスク要素1−1および種結晶形成用マスク要素2−1とは反対側に配されるとともに、スリット4−2aの一部が、Y軸方向の上記他方の向き側において上記第4中心線と重なる構成である。さらに、種結晶伸張用マスク要素5−2は、種結晶伸張用マスク要素5−1に対し種結晶形成用マスク要素1−1および種結晶形成用マスク要素2−1とは反対側に配されるとともに、スリット5−2aの一部が、X軸方向の上記一方の向き側において上記第5中心線と重なる構成である。また、種結晶伸張用マスク要素6−2は、種結晶伸張用マスク要素6−1に対し種結晶形成用マスク要素1−1および種結晶形成用マスク要素2−1とは反対側に配されるとともに、スリット6−2aの一部が、X軸方向の上記他方の向き側において上記第6中心線と重なる構成である。   When each center line is defined in this way, the seed crystal stretching mask element 3-2 is different from the seed crystal stretching mask element 3-1, in the seed crystal forming mask element 1-1 and the seed crystal forming mask element 2-. 1 and a part of the slit 3-2a overlaps the third center line on the one direction side in the Y-axis direction. The seed crystal extension mask element 4-2 is arranged on the opposite side of the seed crystal formation mask element 1-1 and the seed crystal formation mask element 2-1 with respect to the seed crystal extension mask element 4-1. In addition, a part of the slit 4-2a overlaps the fourth center line on the other direction side in the Y-axis direction. Further, the seed crystal extension mask element 5-2 is arranged on the opposite side of the seed crystal formation mask element 1-1 and the seed crystal formation mask element 2-1 with respect to the seed crystal extension mask element 5-1. In addition, a part of the slit 5-2a overlaps the fifth center line on the one direction side in the X-axis direction. The seed crystal extension mask element 6-2 is arranged on the opposite side of the seed crystal formation mask element 1-1 and the seed crystal formation mask element 2-1 with respect to the seed crystal extension mask element 6-1. In addition, a part of the slit 6-2a overlaps the sixth center line on the other direction side in the X-axis direction.

図19は、種結晶と、最終的に形成される角型結晶との関係を示した図である。図4に示した方向の定義を用いると、レーザ結晶化装置1では、第1照射および第2照射により種結晶を形成した後、第3照射〜第5照射によりY+へ種結晶が伸張され、第6照射〜第8照射によりY−へ種結晶が伸張され、第9照射〜第11照射によりX+へ種結晶が伸張され、第12照射〜第14照射によりX−へ種結晶が伸張される。このように、レーザ結晶化装置1を用いることにより、第1象限〜第4象限の全ての象限において種結晶を伸張させることができる。この点において、レーザ結晶化装置1を用いて形成された結晶と、従来(特許文献2)のレーザ結晶化方法により形成された結晶とは異なっている。   FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the seed crystal and the finally formed square crystal. When the definition of the direction shown in FIG. 4 is used, in the laser crystallization apparatus 1, after the seed crystal is formed by the first irradiation and the second irradiation, the seed crystal is expanded to Y + by the third irradiation to the fifth irradiation. The seed crystal is expanded to Y- by the sixth irradiation to the eighth irradiation, the seed crystal is expanded to X + by the ninth irradiation to the eleventh irradiation, and the seed crystal is expanded to X- by the twelfth irradiation to the fourteenth irradiation. . Thus, by using the laser crystallization apparatus 1, the seed crystal can be extended in all quadrants of the first quadrant to the fourth quadrant. In this respect, the crystal formed using the laser crystallization apparatus 1 is different from the crystal formed by the conventional laser crystallization method (Patent Document 2).

以上のように、マスク15は、レーザ光の照射によって略閉ループの結晶粒界に包囲された種結晶が形成するように、種結晶形成用マスク要素群のスリットが配置された構成であって、種結晶形成用マスク要素群に続く種結晶伸張用マスク要素群を介して照射されるレーザ光の照射タイミングの制御と上述した移動の制御とにより、形成された略閉ループの結晶粒界に包囲された種結晶が、1X+、1Y+、2X−、2Y+、3X−、3Y−、4X+、および4Y−の各方向に伸張するように、種結晶伸張用マスク要素群のスリットが配置されている構成であるといえる。   As described above, the mask 15 has a configuration in which the slits of the seed crystal formation mask element group are arranged so that the seed crystal surrounded by the substantially closed-loop crystal grain boundary is formed by the laser light irradiation. By the control of the irradiation timing of the laser light irradiated through the mask element group for extending the seed crystal following the mask element group for forming the seed crystal and the above-described movement control, it is surrounded by the formed substantially closed-loop crystal grain boundary. The slit of the mask element group for seed crystal extension is arranged so that the seed crystal extends in each direction of 1X +, 1Y +, 2X−, 2Y +, 3X−, 3Y−, 4X +, and 4Y−. It can be said that there is.

また、レーザ結晶化装置1によるレーザ結晶化方法は、第1照射および第2照射によって形成される種結晶を以降の照射により伸張させる際に、種結晶の図心Pを原点とする直交座標系における全象限(第1象限〜第4象限)において、それぞれ、X軸方向(X+またはX−)とY軸方向(Y+またはY−)とに種結晶を伸張するレーザ結晶化方法である。   Further, the laser crystallization method by the laser crystallization apparatus 1 is an orthogonal coordinate system having the centroid P of the seed crystal as the origin when the seed crystal formed by the first irradiation and the second irradiation is expanded by the subsequent irradiation. Is a laser crystallization method in which the seed crystal is extended in the X-axis direction (X + or X-) and the Y-axis direction (Y + or Y-), respectively, in all quadrants (first quadrant to fourth quadrant).

より詳しくは、当該レーザ結晶化方法は、第1象限においては1X+と1Y+とに、第2象限においては2X−と2Y+とに、第3象限においては3X−と3Y−とに、第4象限においては4X+と4Y−とに、種結晶を伸張させる方法である。それゆえ、種結晶が伸張されうる8方向すべてにおいて結晶成長させることができる。   More specifically, the laser crystallization method includes 1X + and 1Y + in the first quadrant, 2X− and 2Y + in the second quadrant, 3X− and 3Y− in the third quadrant, and the fourth quadrant. In this method, the seed crystal is extended to 4X + and 4Y−. Therefore, the crystal can be grown in all eight directions in which the seed crystal can be stretched.

言い換えれば、レーザ結晶化装置1によるレーザ結晶化方法により、X軸方向の正の向きと、X軸方向の負の向きと、Y軸方向の正の向きと、Y軸方向の負の向きとに、種結晶を成長させることができる。   In other words, according to the laser crystallization method by the laser crystallization apparatus 1, the positive direction in the X-axis direction, the negative direction in the X-axis direction, the positive direction in the Y-axis direction, and the negative direction in the Y-axis direction In addition, a seed crystal can be grown.

以上により、レーザ結晶化装置1では、幅広のスリットを用いることなく、従来に比べて巨大な角型結晶を得ることができる。   As described above, the laser crystallization apparatus 1 can obtain a large square crystal as compared with the prior art without using a wide slit.

ところで、TFTのチャネルサイズが角型結晶よりも小さい場合、この角型結晶内に収まるようにチャネルを配置することによって、このようにチャネルを配置しない場合に比べて高性能なTFTを得ることができる。しかしながら、チャネルサイズが角型結晶よりも大きい場合には、チャネル内の角型結晶以外の領域は、結晶化されていない膜(非晶質半導体膜)で構成されることになる。このため、チャネルサイズが角型結晶よりも大きい場合には、TFTの特性は低くなる。   By the way, when the channel size of the TFT is smaller than that of the square crystal, it is possible to obtain a high-performance TFT by arranging the channel so as to be accommodated in the square crystal as compared with the case where the channel is not arranged in this way. it can. However, in the case where the channel size is larger than that of the square crystal, the region other than the square crystal in the channel is composed of a non-crystallized film (amorphous semiconductor film). For this reason, when the channel size is larger than that of the square crystal, the TFT characteristics are lowered.

ところが、レーザ結晶化装置1では、従来に比べ巨大な角型結晶を形成できるため、チャネルサイズが大きなTFTであってもTFTの特性が低くなることがない。このため、従来のTFTに比べ、高性能なTFTを得ることができる。   However, since the laser crystallization apparatus 1 can form a larger square crystal as compared with the prior art, the TFT characteristics do not deteriorate even when the TFT has a large channel size. Therefore, a high-performance TFT can be obtained as compared with the conventional TFT.

〈マスク構成の変更例−1〉
ところで、上記においては、Y+への伸張と、Y−への伸張と、X+への伸張と、X−への伸張とが、この順に完了し、これにより角型結晶が得られる例を記載した。しかしながら、これに限定されるものではなく、一方向への伸張が完了する前に、他方向への伸張を実施してもよい。
<Modification Example of Mask Configuration-1>
By the way, in the above description, an example was described in which the extension to Y +, the extension to Y-, the extension to X +, and the extension to X- were completed in this order, whereby a square crystal was obtained. . However, the present invention is not limited to this, and the stretching in the other direction may be performed before the stretching in one direction is completed.

そこで、以下では、例として、Y+への伸張とY−への伸張とを交互に繰返したのち、X+への伸張とX−への伸張とを繰り返すレーザ結晶化方法について、図20〜図34に基づいて説明する。   Therefore, in the following, as an example, a laser crystallization method in which extension to Y + and extension to Y− are alternately repeated, and then extension to X + and extension to X− is repeated will be described with reference to FIGS. Based on

図20は、角型結晶を形成するためのマスクの構成を示した図である。
同図に示すマスク15aは、種結晶伸張用マスク要素の配列が、図3に示したマスク15における種結晶伸張用マスク要素と異なっている。その他は、図20に示すマスク15aと図3に示すマスク15とは、同一である。なお、図20において、図3に示すマスク15の種結晶伸張用マスク要素と同じマスク要素については、同一の符号を付している。
FIG. 20 is a diagram showing a configuration of a mask for forming a square crystal.
The mask 15a shown in the figure is different from the seed crystal extension mask elements in the mask 15 shown in FIG. 3 in the arrangement of the seed crystal extension mask elements. Other than that, the mask 15a shown in FIG. 20 is the same as the mask 15 shown in FIG. In FIG. 20, the same reference numerals are assigned to the same mask elements as the seed crystal stretching mask elements of the mask 15 shown in FIG.

以下では、図20に示したマスク15aを用いて、種結晶を形成する過程と当該形成した種結晶を伸張させる過程とを、図21〜図34に基づいて説明する。なお、図21〜図34においても、細線で囲まれた領域が各回の照射により結晶化される領域を示し、点線で囲まれた領域が各回の照射よりも1回前の照射により結晶化される領域を示し、太線で囲まれた領域が当該照射により結晶化される結晶を示し、斜線を施した領域が各回の照射より1回前の照射により形成される結晶を示している。   Hereinafter, a process of forming a seed crystal and a process of extending the formed seed crystal using the mask 15a shown in FIG. 20 will be described with reference to FIGS. In FIGS. 21 to 34, the region surrounded by the thin line indicates the region that is crystallized by each irradiation, and the region surrounded by the dotted line is crystallized by the irradiation one time before each irradiation. A region surrounded by a thick line indicates a crystal that is crystallized by the irradiation, and a hatched region indicates a crystal formed by irradiation one time before each irradiation.

図21は、種結晶形成用マスク要素1−1のスリット1−1aを用いて、第1照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 21 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the first irradiation using the slit 1-1a of the seed crystal formation mask element 1-1.

上記対応領域には、図21に示すように、種結晶形成用マスク要素1−1のスリット1−1aによって、結晶1−1Aが形成される。ここで、図21における結晶1AAは、第1照射により形成される結晶1−1Aの一部であり、細長い針状結晶である。   In the corresponding region, as shown in FIG. 21, a crystal 1-1A is formed by the slit 1-1a of the seed crystal forming mask element 1-1. Here, the crystal 1AA in FIG. 21 is a part of the crystal 1-1A formed by the first irradiation, and is an elongated needle-like crystal.

図22は、種結晶形成用マスク要素2−1のスリット2−1aを用いて、第2照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 22 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the second irradiation using the slit 2-1a of the seed crystal formation mask element 2-1.

この第2照射により、図22に示すとおり、上記対応領域には結晶2−1Aが形成される。このとき、第1照射で形成されたような針状結晶が形成される。さらに、結晶2−1Aと第1照射により形成された結晶1−1Aとが交差する領域においては、針状結晶1AAがX−に引き伸ばされて、角型の種結晶2AAが形成される。ここで、この種結晶2AAは、略閉ループの結晶粒界(リッジ)に囲まれた結晶であって、その内部には結晶粒界を含まない結晶である。なお、以降のレーザ光の照射(第3照射〜第14照射)により、この種結晶を伸張させていくことになる。   By this second irradiation, as shown in FIG. 22, a crystal 2-1A is formed in the corresponding region. At this time, a needle-like crystal formed by the first irradiation is formed. Further, in a region where the crystal 2-1A and the crystal 1-1A formed by the first irradiation intersect, the acicular crystal 1AA is stretched to X-, and a square seed crystal 2AA is formed. Here, the seed crystal 2AA is a crystal surrounded by a substantially closed-loop crystal grain boundary (ridge), and does not include a crystal grain boundary therein. The seed crystal is stretched by subsequent laser light irradiation (third irradiation to fourteenth irradiation).

図23は、種結晶伸張用マスク要素3−1のスリット3−1aを用いて、第3照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図24は、種結晶伸張用マスク要素4−1のスリット4−1aを用いて、第4照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 23 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the third irradiation using the slit 3-1a of the seed crystal stretching mask element 3-1. FIG. 24 is a top view of the workpiece 20 in the case where crystallization is performed by the fourth irradiation using the slit 4-1a of the seed crystal stretching mask element 4-1.

上記第3照射によって、図23に示すとおり、上記対応領域には結晶3−1Aが形成される。また、この第3照射によって、同図に示すとおり、種結晶2AAがY+に伸張され、その結果、結晶3AAが形成される。その後、上記第4照射によって、図24に示すとおり、上記対応領域には結晶4−1Aが形成される。また、この第4照射によって、同図に示すとおり、結晶3AAがY−に伸張され、その結果、結晶4AAが形成される。   By the third irradiation, a crystal 3-1A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by this third irradiation, as shown in the figure, the seed crystal 2AA is expanded to Y +, and as a result, a crystal 3AA is formed. Thereafter, the fourth irradiation forms crystals 4-1A in the corresponding region as shown in FIG. In addition, the fourth irradiation causes the crystal 3AA to expand to Y- as shown in the figure, and as a result, the crystal 4AA is formed.

図25は、種結晶伸張用マスク要素3−2のスリット3−2aを用いて、第5照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図26は、種結晶伸張用マスク要素4−2のスリット4−2aを用いて、第6照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 25 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the fifth irradiation using the slit 3-2a of the mask element 3-2 for seed crystal extension. FIG. 26 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by sixth irradiation using the slit 4-2a of the seed crystal stretching mask element 4-2.

上記第5照射によって、図25に示すとおり、上記対応領域には結晶3−2Aが形成される。また、この第5照射によって、同図に示すとおり、結晶4AAがY+に伸張され、その結果、結晶5AAが形成される。その後、第6照射によって、図26に示すとおり、上記対応領域には結晶4−2Aが形成される。また、この第6照射によって、同図に示すとおり、結晶5AAはY−に伸張され、その結果、結晶6AAが形成される。   As a result of the fifth irradiation, a crystal 3-2A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the fifth irradiation, as shown in the figure, the crystal 4AA is expanded to Y +, and as a result, the crystal 5AA is formed. Thereafter, the sixth irradiation forms crystals 4-2A in the corresponding region as shown in FIG. Further, by this sixth irradiation, the crystal 5AA is stretched to Y- as shown in the figure, and as a result, the crystal 6AA is formed.

図27は、種結晶伸張用マスク要素3−3のスリット3−3aを用いて、第7照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図28は、種結晶伸張用マスク要素4−3のスリット4−3aを用いて、第8照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 27 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by seventh irradiation using the slit 3-3a of the seed crystal stretching mask element 3-3. FIG. 28 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the eighth irradiation using the slit 4-3a of the mask element 4-3 for extending the seed crystal.

上記第7照射によって、図27に示すとおり、上記対応領域には結晶4−2Aが形成される。また、この第7照射によって、同図に示すとおり、結晶6AAがY+に伸張され、その結果、結晶7AAが形成される。その後、第8照射によって、図28に示すとおり、上記対応領域には結晶4−3Aが形成される。また、この第8照射によって、同図に示すとおり、結晶7AAがY−に伸張され、その結果、結晶8AAが形成される。   By the seventh irradiation, a crystal 4-2A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the seventh irradiation, as shown in the figure, the crystal 6AA is expanded to Y +, and as a result, the crystal 7AA is formed. Thereafter, as a result of the eighth irradiation, a crystal 4-3A is formed in the corresponding region as shown in FIG. Further, by the eighth irradiation, as shown in the figure, the crystal 7AA is expanded to Y-, and as a result, the crystal 8AA is formed.

図29は、種結晶伸張用マスク要素5−1のスリット5−1aを用いて、第9照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図30は、種結晶伸張用マスク要素6−1のスリット6−1aを用いて、第10照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 29 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the ninth irradiation using the slit 5-1a of the mask element 5-1 for crystal growth. FIG. 30 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the tenth irradiation using the slit 6-1a of the mask element 6-1 for seed crystal extension.

上記第9照射によって、図29に示すとおり、上記対応領域には結晶5−1Aが形成される。また、この第9照射によって、同図に示すとおり、種結晶8AAはX+に伸張され、その結果、結晶9AAが形成される。その後、上記第10照射によって、図30に示すとおり、上記対応領域には結晶6−1Aが形成される。また、この第10照射によって、同図に示すとおり、結晶9AAがX−に伸張され、その結果、結晶10AAが形成される。   As a result of the ninth irradiation, a crystal 5-1A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the ninth irradiation, the seed crystal 8AA is expanded to X + as shown in the figure, and as a result, the crystal 9AA is formed. Thereafter, as a result of the tenth irradiation, a crystal 6-1A is formed in the corresponding region as shown in FIG. Further, by the tenth irradiation, the crystal 9AA is expanded to X− as shown in the figure, and as a result, the crystal 10AA is formed.

図31は、種結晶伸張用マスク要素5−2のスリット5−2aを用いて、第11照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図32は、種結晶伸張用マスク要素6−2のスリット6−2aを用いて、第12照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 31 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by eleventh irradiation using the slit 5-2a of the seed crystal stretching mask element 5-2. FIG. 32 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the twelfth irradiation using the slit 6-2a of the seed crystal stretching mask element 6-2.

上記第11照射によって、図31に示すとおり、上記対応領域には結晶5−2Aが形成される。また、この第11照射によって、同図に示すとおり、結晶10AAがX+に伸張され、その結果、結晶11AAが形成される。その後、上記第12照射によって、図32に示すとおり、上記対応領域には結晶6−2Aが形成される。また、この第12照射によって、同図に示すとおり、種結晶11AAはX−に伸張され、その結果、結晶12AAが形成される。   As a result of the eleventh irradiation, a crystal 5-2A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, as a result of the eleventh irradiation, the crystal 10AA is expanded to X + as shown in the figure, and as a result, the crystal 11AA is formed. Thereafter, by the twelfth irradiation, as shown in FIG. 32, a crystal 6-2A is formed in the corresponding region. In addition, as a result of the twelfth irradiation, the seed crystal 11AA is expanded to X- as shown in the figure, and as a result, the crystal 12AA is formed.

図33は、種結晶伸張用マスク要素5−3のスリット5−3aを用いて、第13照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図34は、種結晶伸張用マスク要素6−3のスリット6−3aを用いて、第14照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 33 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the thirteenth irradiation using the slit 5-3a of the seed crystal stretching mask element 5-3. FIG. 34 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the 14th irradiation using the slit 6-3a of the mask element 6-3 for seed crystal extension.

上記第13照射によって、図33に示すとおり、上記対応領域には結晶5−3Aが形成される。また、この第13照射によって、同図に示すとおり、結晶12AAがX+に伸張され、その結果、結晶13AAが形成される。その後、第14照射によって、図34に示すとおり、上記対応領域には結晶6−3Aが形成される。また、この第14照射によって、同図に示すとおり、結晶13AAがX−に伸張され、その結果、結晶14AAが形成される。   As a result of the thirteenth irradiation, a crystal 5-3A is formed in the corresponding region as shown in FIG. Further, by this thirteenth irradiation, as shown in the figure, the crystal 12AA is expanded to X +, and as a result, the crystal 13AA is formed. Thereafter, the 14th irradiation forms crystals 6-3A in the corresponding region as shown in FIG. In addition, as a result of the fourteenth irradiation, the crystal 13AA is expanded to X- as shown in the figure, and as a result, the crystal 14AA is formed.

以上により、結晶化が完了する。
このように、図20に示したマスク15aを用いた場合においては、図3に示したマスク15を用いた場合とは結晶成長の順序が異なるだけで、図3に示したマスク15を用いたときと同じ大きさの角型結晶を形成することができる。
Thus, crystallization is completed.
As described above, when the mask 15a shown in FIG. 20 is used, the order of crystal growth is different from the case where the mask 15 shown in FIG. 3 is used, and the mask 15 shown in FIG. 3 is used. Square crystals of the same size as sometimes can be formed.

〈マスク構成の変更例−2〉
次に、Y+への伸張とY−への伸張を同時に行うとともに、X+への伸張とX−への伸張を同時に行う構成について、図35〜図43に基づいて説明する。
<Mask configuration change example-2>
Next, a configuration in which the extension to Y + and the extension to Y− are simultaneously performed, and the extension to X + and the extension to X− are simultaneously performed will be described with reference to FIGS.

図35は、角型結晶を形成するためのマスクの構成を示した図である。同図に示すマスク15bは、Y+への伸張用スリットとY−への伸張用スリットとを同一マスク要素に配置するとともに、X+への伸張用スリットとX−への伸張用スリットとを同一マスク要素に配置している。   FIG. 35 is a diagram showing a configuration of a mask for forming a square crystal. The mask 15b shown in the figure has the slit for extending to Y + and the slit for extending to Y- being arranged in the same mask element, and the slit for extending to X + and the slit to extend to X- are the same mask. Placed in the element.

マスク要素11−1とマスク要素12−1とが、種結晶形成用マスク要素となる。また、その他の6個のマスク要素(13−1〜13−3、および15−1〜15−3)が、種結晶伸張用マスク要素となる。ここで、種結晶伸張用マスク要素は、各マスク要素が2つのスリットを有している。   The mask element 11-1 and the mask element 12-1 serve as seed crystal forming mask elements. The other six mask elements (13-1 to 13-3 and 15-1 to 15-3) serve as seed crystal stretching mask elements. Here, in the mask element for seed crystal extension, each mask element has two slits.

具体的には、種結晶形成用マスク要素11−1はスリット11−1aを備え、種結晶形成用マスク要素12−1はスリット12−1aを備えている。また、種結晶伸張用マスク13−1はスリット13−1aおよびスリット14−1aを備え、種結晶伸張用マスク13−2はスリット13−2aおよびスリット14−2aを備え、種結晶伸張用マスク13−3はスリット13−3aおよびスリット14−3aを備えている。さらに、種結晶伸張用マスク要素15−1はスリット15−1aおよびスリット16−1aを備え、種結晶伸張用マスク要素15−2はスリット15−2aおよびスリット16−2aを備え、種結晶伸張用マスク要素15−3はスリット15−3aおよびスリット16−3aを備えている。   Specifically, the seed crystal forming mask element 11-1 includes a slit 11-1a, and the seed crystal forming mask element 12-1 includes a slit 12-1a. The seed crystal stretching mask 13-1 includes a slit 13-1a and a slit 14-1a, and the seed crystal stretching mask 13-2 includes a slit 13-2a and a slit 14-2a. -3 includes a slit 13-3a and a slit 14-3a. Further, the seed crystal stretching mask element 15-1 includes a slit 15-1a and a slit 16-1a, and the seed crystal stretching mask element 15-2 includes a slit 15-2a and a slit 16-2a. The mask element 15-3 includes a slit 15-3a and a slit 16-3a.

ここで、種結晶伸張用マスク要素13−1を第1伸張マスク要素、種結晶伸張用マスク要素13−2を第3伸張マスク要素、種結晶伸張用マスク要素13−3を第5伸張マスク要素とすると、種結晶を上記Y+方向およびY−方向に伸張させるマスク要素は、nを1以上の自然数とし、第2n−1伸張マスク要素として表記することができる。   Here, the seed crystal extension mask element 13-1 is the first extension mask element, the seed crystal extension mask element 13-2 is the third extension mask element, and the seed crystal extension mask element 13-3 is the fifth extension mask element. Then, the mask element that extends the seed crystal in the Y + direction and the Y− direction can be expressed as a second n−1 extended mask element where n is a natural number of 1 or more.

さらに、スリット13−1aを第1のA伸張スリットと、スリット3−2aを第3のA伸張スリットとスリット13−3aを第5のA伸張スリットとすると、種結晶を上記Y+方向に伸張させるマスク要素のスリットは、nを1以上の自然数とし、第2n−1のA伸張スリットとして表記することができる。同様に、スリット14−1aを第1のB伸張スリットと、スリット14−2aを第3のB伸張スリットとスリット14−3aを第5のB伸張スリットとすると、種結晶を上記Y−方向に伸張させるマスク要素のスリットは、nを1以上の自然数とし、第2n−1のB伸張スリットとして表記することができる。   Further, when the slit 13-1a is a first A extension slit, the slit 3-2a is a third A extension slit, and the slit 13-3a is a fifth A extension slit, the seed crystal is extended in the Y + direction. The slit of the mask element can be expressed as a 2n-1th A extension slit, where n is a natural number of 1 or more. Similarly, if the slit 14-1a is the first B extension slit, the slit 14-2a is the third B extension slit, and the slit 14-3a is the fifth B extension slit, the seed crystal is aligned in the Y-direction. The slit of the mask element to be extended can be expressed as a 2n-1th B extension slit, where n is a natural number of 1 or more.

また、種結晶伸張用マスク要素15−1を第2伸張マスク要素、種結晶伸張用マスク要素15−2を第4伸張マスク要素、種結晶伸張用マスク要素15−3を第6伸張マスク要素とすると、種結晶を上記X+方向およびX−方向に伸張させるマスク要素は、nを1以上の自然数とし、第2n伸張マスク要素として表記することができる。   The seed crystal stretching mask element 15-1 is a second stretching mask element, the seed crystal stretching mask element 15-2 is a fourth stretching mask element, and the seed crystal stretching mask element 15-3 is a sixth stretching mask element. Then, the mask element that extends the seed crystal in the X + direction and the X-direction can be expressed as a second n extended mask element, where n is a natural number of 1 or more.

さらに、スリット15−1aを第2のA伸張スリットと、スリット15−2aを第4のA伸張スリットとスリット15−3aを第6のA伸張スリットとすると、種結晶を上記X+方向に伸張させるマスク要素のスリットは、nを1以上の自然数とし、第2nのA伸張スリットとして表記することができる。同様に、スリット16−1aを第2のB伸張スリットと、スリット16−2aを第4のB伸張スリットとスリット16−3aを第6のB伸張スリットとすると、種結晶を上記X−方向に伸張させるマスク要素のスリットは、nを1以上の自然数とし、第2nのB伸張スリットとして表記することができる。   Further, when the slit 15-1a is the second A extension slit, the slit 15-2a is the fourth A extension slit, and the slit 15-3a is the sixth A extension slit, the seed crystal is extended in the X + direction. The slit of the mask element can be expressed as a 2nth A extension slit, where n is a natural number of 1 or more. Similarly, if the slit 16-1a is the second B extension slit, the slit 16-2a is the fourth B extension slit, and the slit 16-3a is the sixth B extension slit, the seed crystal is aligned in the X-direction. The slit of the mask element to be extended can be expressed as a 2nth B extension slit, where n is a natural number of 1 or more.

ところで、図35にも示すとおり、各マスク要素における各スリットの位置については、図3のマスク15または図20のマスク15aとの間で、以下の関係がある。   Incidentally, as shown in FIG. 35, the position of each slit in each mask element has the following relationship with the mask 15 in FIG. 3 or the mask 15a in FIG.

まず、スリット11−1aはスリット1−1aと同じ位置に、スリット12−1aはスリット2−1aと同じ位置に設けられている。また、スリット13−1aはスリット3−1aと同じ位置に、スリット13−2aはスリット3−2aと同じ位置に、スリット13−3aはスリット3−3aと同じ位置に設けられている。さらに、スリット14−1aはスリット4−1aと同じ位置に、スリット14−2aはスリット4−2aと同じ位置に、スリット14−3aはスリット4−3aと同じ位置に設けられている。   First, the slit 11-1a is provided at the same position as the slit 1-1a, and the slit 12-1a is provided at the same position as the slit 2-1a. Further, the slit 13-1a is provided at the same position as the slit 3-1a, the slit 13-2a is provided at the same position as the slit 3-2a, and the slit 13-3a is provided at the same position as the slit 3-3a. Further, the slit 14-1a is provided at the same position as the slit 4-1a, the slit 14-2a is provided at the same position as the slit 4-2a, and the slit 14-3a is provided at the same position as the slit 4-3a.

また、スリット15−1aはスリット5−1aと同じ位置に、スリット15−2aはスリット5−2aと同じ位置に、スリット15−3aはスリット5−3aと同じ位置に設けられている。さらに、スリット16−1aはスリット6−1aと同じ位置に、スリット16−2aはスリット6−2aと同じ位置に、スリット16−3aはスリット6−3aと同じ位置に設けられている。   The slit 15-1a is provided at the same position as the slit 5-1a, the slit 15-2a is provided at the same position as the slit 5-2a, and the slit 15-3a is provided at the same position as the slit 5-3a. Further, the slit 16-1a is provided at the same position as the slit 6-1a, the slit 16-2a is provided at the same position as the slit 6-2a, and the slit 16-3a is provided at the same position as the slit 6-3a.

以上のように、マスク15bは、種結晶形成用マスク要素11−1と種結晶形成用マスク要素12−1とに続き、少なくとも、上述したマスクの移動の向きに沿って配された、スリット13−1aおよびスリット14−1aを有する種結晶伸張用マスク要素13−1と、スリット15−1aおよびスリット16−1aを有する種結晶伸張用マスク要素15−1とを備えた種結晶伸張用マスク要素群を備えた構成である。   As described above, the mask 15b has the slits 13 arranged at least along the direction of movement of the mask described above, following the seed crystal formation mask element 11-1 and the seed crystal formation mask element 12-1. -1a and a seed crystal stretching mask element 13-1 having a slit 14-1a and a seed crystal stretching mask element 15-1 having a slit 15-1a and a slit 16-1a It is the structure provided with a group.

ここで、スリット11−1a(第1スリット)のX軸方向(第1方向)における中心線を第1中心線と、スリット12−1a(第2スリット)のY軸方向(第2方向)における中心線を第2中心線と定義する。   Here, the center line in the X-axis direction (first direction) of the slit 11-1a (first slit) is the first center line, and the Y-axis direction (second direction) of the slit 12-1a (second slit). The center line is defined as the second center line.

このように各中心線を定義すると、マスク15bは、スリット13−1aの一部が、Y軸方向の一方の向き側においてスリット11−1aと重なるとともに、スリット14−1aの一部が、Y軸方向の他方の向き側において上記第1中心線と重なる構成である。さらに、マスク15bは、スリット15−1aの一部が、X軸方向の一方の向き側においてスリット12−1aと重なるとともに、スリット16−1aの一部が、X軸方向の他方の向き側において上記第2中心線と重なる構成である。   When each center line is defined in this way, the mask 15b has a portion of the slit 13-1a overlapping the slit 11-1a on one side in the Y-axis direction, and a portion of the slit 14-1a is It is the structure which overlaps with the said 1st centerline in the other direction side of an axial direction. Further, in the mask 15b, a part of the slit 15-1a overlaps the slit 12-1a on one side in the X-axis direction, and a part of the slit 16-1a is on the other side in the X-axis direction. It is the structure which overlaps with the said 2nd centerline.

さらに、マスク15bにおいては、種結晶伸張用マスク要素群が、さらに、上記移動の向きに沿って配された、スリット13−2aおよびスリット14−2aを有する種結晶伸張用マスク要素13−2と、スリット15−2aおよびスリット16−2aを有する種結晶伸張用マスク要素15−2とを備える構成である。   Further, in the mask 15b, the seed crystal stretching mask element group further includes a seed crystal stretching mask element 13-2 having a slit 13-2a and a slit 14-2a arranged along the direction of movement. , And a seed crystal stretching mask element 15-2 having a slit 15-2a and a slit 16-2a.

ここでは、スリット13−1aのX軸方向(第1方向)における中心線を第3A中心線と、スリット14−1aのX軸方向における中心線を第3B中心線と、スリット15−1aのY軸方向における中心線を第4A中心線と、スリット16−1aのY軸方向における中心線を第4B中心線と定義する。   Here, the center line in the X-axis direction (first direction) of the slit 13-1a is the third A center line, the center line in the X-axis direction of the slit 14-1a is the third B center line, and the Y of the slit 15-1a. The center line in the axial direction is defined as the 4A center line, and the center line in the Y axis direction of the slit 16-1a is defined as the 4B center line.

このように各中心線を定義すると、マスク15bは、スリット13−2aの一部が、Y軸方向の上記一方の向き側において上記第3A中心線と重なるとともに、スリット14−2aの一部が、Y軸方向の上記他方の向き側において上記第3B中心線と重なる構成である。さらに、マスク15bは、スリット15−2aの一部が、X軸方向の上記一方の向き側において上記第4A中心線と重なるとともに、スリット16−2aの一部が、X軸方向の上記他方の向き側において上記第4B中心線と重なる構成である。   When each center line is defined in this way, the mask 15b has a part of the slit 13-2a that overlaps the third A center line on the one direction side in the Y-axis direction and a part of the slit 14-2a. , And the third B center line on the other direction side in the Y-axis direction. Further, in the mask 15b, a part of the slit 15-2a overlaps the fourth A center line on the one direction side in the X-axis direction, and a part of the slit 16-2a is in the other direction in the X-axis direction. It is the structure which overlaps with the said 4B centerline in the direction side.

以下では、図35に示したマスク15bを用いて、種結晶を形成する過程と当該形成した種結晶を伸張させる過程とを、図36〜図43に基づいて説明する。なお、図36〜図43においても、細線で囲まれた領域が各回の照射により結晶化される領域を示し、点線で囲まれた領域が各回の照射よりも1回前の照射により結晶化される領域を示し、太線で囲まれた領域が当該照射により結晶化される結晶を示し、斜線を施した領域が各回の照射より1回前の照射により形成される結晶を示している。   In the following, a process of forming a seed crystal and a process of extending the formed seed crystal using the mask 15b shown in FIG. 35 will be described with reference to FIGS. In FIGS. 36 to 43, the region surrounded by the thin line indicates the region that is crystallized by each irradiation, and the region surrounded by the dotted line is crystallized by the irradiation one time before each irradiation. A region surrounded by a thick line indicates a crystal that is crystallized by the irradiation, and a hatched region indicates a crystal formed by irradiation one time before each irradiation.

図36は、種結晶形成用マスク要素11−1のスリット11−1aを用いて、第1照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 36 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the first irradiation using the slit 11-1a of the seed crystal forming mask element 11-1.

上記対応領域には、図36に示すように、種結晶形成用マスク要素11−1のスリット11−1aによって、結晶11−1Aが形成される。ここで、図36における結晶1AAは、第1照射により形成される結晶11−1Aの一部であり、細長い針状結晶である。   In the corresponding region, as shown in FIG. 36, the crystal 11-1A is formed by the slit 11-1a of the seed crystal forming mask element 11-1. Here, the crystal 1AA in FIG. 36 is a part of the crystal 11-1A formed by the first irradiation, and is an elongated needle-like crystal.

図37は、種結晶形成用マスク要素12−1のスリット12−1aを用いて、第2照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 37 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the second irradiation using the slit 12-1a of the seed crystal forming mask element 12-1.

この第2照射により、図37に示すとおり、上記対応領域には結晶12−1Aが形成される。このとき、第1照射で形成されたような針状結晶が形成される。さらに、結晶12−1Aと第1照射により形成された結晶11−1Aとが交差する領域においては、針状結晶1AAがX−に引き伸ばされて、角型の種結晶2AAが形成される。ここで、この種結晶2AAは、略閉ループの結晶粒界(リッジ)に囲まれた結晶であって、その内部には結晶粒界を含まない結晶である。なお、以降のレーザ光の照射(第3照射〜第8照射)により、この種結晶を伸張させていくことになる。   By this second irradiation, crystals 12-1A are formed in the corresponding region as shown in FIG. At this time, a needle-like crystal formed by the first irradiation is formed. Further, in the region where the crystal 12-1A and the crystal 11-1A formed by the first irradiation intersect, the acicular crystal 1AA is stretched to X-, and the square seed crystal 2AA is formed. Here, the seed crystal 2AA is a crystal surrounded by a substantially closed-loop crystal grain boundary (ridge), and does not include a crystal grain boundary therein. The seed crystal is stretched by subsequent laser light irradiation (third irradiation to eighth irradiation).

図38は、種結晶伸張用マスク要素13−1のスリット13−1aおよびスリット14−1aを用いて、第3照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図39は、種結晶伸張用マスク要素13−2のスリット13−2aおよびスリット14−2aを用いて、第4照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図40は、種結晶伸張用マスク要素13−3のスリット13−3aおよびスリット14−3aを用いて、第5照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 38 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by third irradiation using the slit 13-1a and the slit 14-1a of the seed crystal stretching mask element 13-1. FIG. 39 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the fourth irradiation using the slit 13-2a and the slit 14-2a of the seed crystal stretching mask element 13-2. . FIG. 40 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by fifth irradiation using the slit 13-3a and the slit 14-3a of the seed crystal stretching mask element 13-3. .

上記第3照射によって、図38に示すとおり、上記対応領域には結晶13−1Aと結晶14−1Aとが形成される。また、この第3照射によって、同図に示すとおり、種結晶2AAがY+とY−とに伸張され、その結果、結晶3AAが形成される。さらに、上記第4照射によって、図39に示すとおり、上記対応領域には結晶13−2Aと結晶14−2Aとが形成される。また、この第4照射によって、同図に示すとおり、結晶3AAがY+とY−とに伸張され、その結果、結晶4AAが形成される。さらにその後、上記第5照射によって、図40に示すとおり、上記対応領域には結晶13−3Aと結晶14−3Aとが形成される。また、この第5照射によって、同図に示すとおり、結晶4AAがY+とY−とに伸張され、その結果、結晶5AAが形成される。   As a result of the third irradiation, crystals 13-1A and crystals 14-1A are formed in the corresponding region as shown in FIG. Further, by this third irradiation, as shown in the figure, the seed crystal 2AA is expanded to Y + and Y−, and as a result, the crystal 3AA is formed. Further, by the fourth irradiation, as shown in FIG. 39, crystals 13-2A and crystals 14-2A are formed in the corresponding region. Further, by this fourth irradiation, as shown in the figure, the crystal 3AA is expanded to Y + and Y−, and as a result, the crystal 4AA is formed. Thereafter, as shown in FIG. 40, crystals 13-3A and crystals 14-3A are formed in the corresponding region by the fifth irradiation. Further, by this fifth irradiation, as shown in the figure, the crystal 4AA is expanded to Y + and Y−, and as a result, the crystal 5AA is formed.

図41は、種結晶伸張用マスク要素15−1のスリット15−1aおよびスリット16−1aを用いて、第6照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図42は、種結晶伸張用マスク要素15−2のスリット15−2aおよびスリット16−2aを用いて、第7照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図43は、種結晶伸張用マスク要素15−3のスリット15−3aおよびスリット16−3aを用いて、第8照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 41 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by sixth irradiation using the slit 15-1a and the slit 16-1a of the seed crystal stretching mask element 15-1. FIG. 42 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the seventh irradiation using the slit 15-2a and the slit 16-2a of the mask element 15-2 for extending the seed crystal. . FIG. 43 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the eighth irradiation using the slit 15-3a and the slit 16-3a of the seed crystal stretching mask element 15-3. .

上記第6照射によって、図41に示すとおり、上記対応領域には結晶15−1Aと結晶16−1Aとが形成される。また、この第6照射によって、同図に示すとおり、結晶5AAはX+とX−とに伸張され、その結果、結晶6AAが形成される。さらに、上記第7照射によって、図42に示すとおり、上記対応領域には結晶15−2Aと結晶16−2Aとが形成される。また、この第7照射によって、同図に示すとおり、結晶6AAがX+とX−とに伸張され、その結果、結晶7AAが形成される。さらにその後、第8照射によって、上記対応領域には結晶15−3Aと結晶16−3Aとが形成される。また、この第8照射によって、同図に示すとおり、結晶7AAがX+とX−とに伸張され、その結果、結晶8AAが形成される。   As a result of the sixth irradiation, crystals 15-1A and 16-1A are formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the sixth irradiation, the crystal 5AA is expanded to X + and X− as shown in the figure, and as a result, the crystal 6AA is formed. Furthermore, the seventh irradiation forms crystals 15-2A and crystals 16-2A in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the seventh irradiation, as shown in the figure, the crystal 6AA is expanded to X + and X−, and as a result, the crystal 7AA is formed. Thereafter, by the eighth irradiation, crystals 15-3A and crystals 16-3A are formed in the corresponding region. In addition, by the eighth irradiation, as shown in the figure, the crystal 7AA is expanded to X + and X−, and as a result, the crystal 8AA is formed.

以上により、結晶化が完了する。
このような図35に示したマスク15bを用いることにより、図20に示したマスク15aを用いる場合に比べて、同じ大きさの角型結晶を得る際の照射回数を減らすことができる。これにより、結晶作製時間を短縮することができる。
Thus, crystallization is completed.
By using such a mask 15b shown in FIG. 35, it is possible to reduce the number of times of irradiation when obtaining a square crystal of the same size as compared with the case of using the mask 15a shown in FIG. Thereby, the crystal production time can be shortened.

また、照射回数を減らすことができるため、レーザ光の照射に伴って被処理物20に発生する蓄熱を抑制することができる。これにより、被処理物20の損傷を低減する効果を奏する。   Moreover, since the frequency | count of irradiation can be reduced, the heat storage which generate | occur | produces in the to-be-processed object 20 with the irradiation of a laser beam can be suppressed. Thereby, there exists an effect which reduces the damage of the to-be-processed object 20. FIG.

〈マスク構成の変更例−3〉
ところで、図3および図20においては、各マスク要素に一つのスリットが設けられているマスクの構成を示した。また、図35においては、各種結晶伸張用マスク要素に2つのスリットが設けられているマスクの構成を示した。しかしながら、図3、図20、および図35に示したマスクを用いた場合、上記一つの対応領域においては、種結晶は1つしか形成されない。
<Mask configuration change example-3>
By the way, in FIG.3 and FIG.20, the structure of the mask in which one slit was provided in each mask element was shown. FIG. 35 shows a mask configuration in which two slits are provided in various crystal stretching mask elements. However, when the masks shown in FIGS. 3, 20, and 35 are used, only one seed crystal is formed in the one corresponding region.

そこで、以下では、種結晶形成用マスク要素により、上記対応領域において種結晶を2つ形成する構成について、図44〜図57に基づいて説明する。より詳しくは、Y+への伸張と、Y−への伸張と、X+への伸張と、X−への伸張とがこの順に完了し、Y軸方向において隣接する角型結晶を2個形成する場合について説明する。   Therefore, hereinafter, a configuration in which two seed crystals are formed in the corresponding region by the seed crystal forming mask element will be described with reference to FIGS. More specifically, when the extension to Y +, the extension to Y−, the extension to X +, and the extension to X− are completed in this order, and two square crystals adjacent in the Y-axis direction are formed. Will be described.

図44は、角型結晶を形成するためのマスクの構成を示した図である。
同図に示すマスク15cにおいては、マスク要素21−1とマスク要素22−1とが、種結晶形成用マスク要素となる。また、その他の11個のマスク要素(23−1,23−2,24−1〜24−3,25−1〜25−3,26−1〜26−3)が、種結晶伸張用マスク要素となる。
FIG. 44 is a diagram showing the configuration of a mask for forming a square crystal.
In the mask 15c shown in the figure, the mask element 21-1 and the mask element 22-1 serve as seed crystal formation mask elements. The other eleven mask elements (23-1, 23-2, 24-1 to 24-3, 25-1 to 25-3, 26-1 to 26-3) are mask elements for seed crystal extension. It becomes.

ここで、同図に示すとおり、種結晶形成用マスク要素21−1と、種結晶伸張用マスク要素23−1と、種結晶伸張用マスク要素23−2と、種結晶伸張用マスク要素24−1と、種結晶伸張用マスク要素24−2と、種結晶伸張用マスク要素24−3とが、それぞれ2つのスリットを有している。   Here, as shown in the figure, a seed crystal formation mask element 21-1, a seed crystal extension mask element 23-1, a seed crystal extension mask element 23-2, and a seed crystal extension mask element 24- 1, the seed crystal extension mask element 24-2 and the seed crystal extension mask element 24-3 each have two slits.

具体的には、種結晶形成用マスク要素21−1はスリット21−1aおよびスリット21−bを備え、種結晶形成用マスク要素22−1はスリット22−1aを備えている。また、種結晶伸張用マスク23−1はスリット23−1aおよびスリット23−1bを備え、種結晶伸張用マスク23−2はスリット23−2aおよびスリット23−2bを備えている。また、種結晶伸張用マスク24−1はスリット24−1aおよびスリット24−1bを備え、種結晶伸張用マスク24−2はスリット24−2aおよびスリット24−2bを備え、種結晶伸張用マスク24−3はスリット24−3aおよびスリット24−3bを備えている。   Specifically, the seed crystal forming mask element 21-1 includes a slit 21-1a and a slit 21-b, and the seed crystal forming mask element 22-1 includes a slit 22-1a. The seed crystal stretching mask 23-1 includes slits 23-1a and 23-1b, and the seed crystal stretching mask 23-2 includes slits 23-2a and 23-2b. The seed crystal stretching mask 24-1 includes a slit 24-1a and a slit 24-1b, and the seed crystal stretching mask 24-2 includes a slit 24-2a and a slit 24-2b. -3 includes a slit 24-3a and a slit 24-3b.

また、種結晶伸張用マスク25−1はスリット25−1aを備え、種結晶伸張用マスク25−2はスリット25−2aを備え、種結晶伸張用マスク25−3はスリット25−3aを備えている。また、種結晶伸張用マスク65−1はスリット26−1aを備え、種結晶伸張用マスク26−2はスリット26−2aを備え、種結晶伸張用マスク26−3はスリット26−3aを備えている。   The seed crystal stretching mask 25-1 includes a slit 25-1a, the seed crystal stretching mask 25-2 includes a slit 25-2a, and the seed crystal stretching mask 25-3 includes a slit 25-3a. Yes. The seed crystal extension mask 65-1 includes a slit 26-1a, the seed crystal extension mask 26-2 includes a slit 26-2a, and the seed crystal extension mask 26-3 includes a slit 26-3a. Yes.

ところで、図44にも示すとおり、各マスク要素における各スリットの位置については、図3のマスクとの間で、以下の関係がある。   Incidentally, as shown in FIG. 44, the position of each slit in each mask element has the following relationship with the mask of FIG.

まず、スリット21−1aはスリット1−1aと同じ位置に、スリット22−1aはスリット2−1aと同じ位置に設けられている。また、スリット23−1aはスリット3−1aと同じ位置に、スリット23−2aはスリット3−2aと同じ位置に、スリット24−3bはスリット3−3aと同じ位置に設けられている。さらに、スリット24−1aはスリット4−1aと同じ位置に、スリット24−2aはスリット4−2aと同じ位置に、スリット24−3aはスリット4−3aと同じ位置に設けられている。   First, the slit 21-1a is provided at the same position as the slit 1-1a, and the slit 22-1a is provided at the same position as the slit 2-1a. Further, the slit 23-1a is provided at the same position as the slit 3-1a, the slit 23-2a is provided at the same position as the slit 3-2a, and the slit 24-3b is provided at the same position as the slit 3-3a. Further, the slit 24-1a is provided at the same position as the slit 4-1a, the slit 24-2a is provided at the same position as the slit 4-2a, and the slit 24-3a is provided at the same position as the slit 4-3a.

ここで、種結晶伸張用マスク要素24−3におけるスリット24−3aとスリット24−3bとの距離をスリット間距離と称すると、スリット21−1b、スリット23−1b、スリット23−2b、スリット24−1b、およびスリット24−2bは、それぞれ、スリット21−1a、スリット23−1a、スリット23−2a、スリット24−1a、およびスリット24−2aを、上記スリット間距離だけ、同一マスク要素においてY軸方向の正の向きに平行移動した位置にある。   Here, when the distance between the slit 24-3a and the slit 24-3b in the seed crystal extension mask element 24-3 is referred to as an inter-slit distance, the slit 21-1b, the slit 23-1b, the slit 23-2b, and the slit 24 are referred to. -1b and slit 24-2b are the same as the slit 21-1a, slit 23-1a, slit 23-2a, slit 24-1a, and slit 24-2a in the same mask element by the distance between the slits. It is in a position translated in the positive axial direction.

また、スリット25−1aはスリット5−1aと同じ位置に、スリット25−2aはスリット5−2aと同じ位置に、スリット25−3aはスリット5−3aと同じ位置に設けられている。さらに、スリット26−1aはスリット6−1aと同じ位置に、スリット26−2aはスリット6−2aと同じ位置に、スリット26−3aはスリット6−3aと同じ位置に設けられている。   The slit 25-1a is provided at the same position as the slit 5-1a, the slit 25-2a is provided at the same position as the slit 5-2a, and the slit 25-3a is provided at the same position as the slit 5-3a. Further, the slit 26-1a is provided at the same position as the slit 6-1a, the slit 26-2a is provided at the same position as the slit 6-2a, and the slit 26-3a is provided at the same position as the slit 6-3a.

以上のように、マスク15cは、ともにX軸方向に伸びたスリット21−1aおよびスリット21−1bを有する種結晶形成用マスク要素21−1と、Y軸方向に伸びたスリット22−1aを有する種結晶形成用マスク要素22−1とを有する種結晶形成用マスク要素群を備える構成である。さらに、マスク15cは、種結晶形成用マスク要素21−1と種結晶形成用マスク要素22−1とに続き、上記マスクの移動の向きに沿って配された、スリット23−1aおよびスリット23−1bを有する種結晶伸張用マスク要素23−1と、スリット24−1aおよびスリット24−1bを有する種結晶伸張用マスク要素24−1と、スリット25−1aを有する種結晶伸張用マスク要素25−1と、スリット26−1aを有する種結晶伸張用マスク要素26−1とを備えた種結晶伸張用マスク要素群とを備える構成である。   As described above, the mask 15c includes the seed crystal forming mask element 21-1 having the slits 21-1a and 21-1b extending in the X-axis direction and the slit 22-1a extending in the Y-axis direction. A seed crystal forming mask element group having a seed crystal forming mask element 22-1 is provided. Further, the mask 15c is arranged following the seed crystal formation mask element 21-1 and the seed crystal formation mask element 22-1, and is arranged along the direction of movement of the mask 23-1a and slit 23-. Seed crystal stretching mask element 23-1 having 1b, seed crystal stretching mask element 24-1 having slit 24-1a and slit 24-1b, and seed crystal stretching mask element 25- having slit 25-1a. 1 and a seed crystal stretching mask element group including a seed crystal stretching mask element 26-1 having a slit 26-1a.

ここでは、スリット21−1aのX軸方向における中心線を第1A中心線と、スリット21−1bのX軸方向における中心線を第1B中心線と、スリット22−1aのY軸方向における中心線を第2中心線と定義する。   Here, the center line in the X-axis direction of the slit 21-1a is the first A center line, the center line in the X-axis direction of the slit 21-1b is the first B center line, and the center line in the Y-axis direction of the slit 22-1a. Is defined as the second centerline.

このように各中心線を定義すると、マスク15cは、スリット23−1aの一部が、Y軸方向の一方の向き側においてスリット21−1aと重なるとともに、スリット23−1bの一部が、Y軸方向の上記一方の向き側においてスリット21−1bと重なる構成である。また、マスク15cは、スリット24−1aの一部が、Y軸方向の他方の向き側において上記第1A中心線と重なるとともに、スリット24−1bの一部が、Y軸方向の上記他方の向き側において上記第1B中心線と重なる構成である。さらに、マスク15cは、スリット25−1aの一部が、X軸方向の一方の向き側においてスリット22−1aと重なり、スリット26−1aの一部が、X軸方向の他方の向き側において上記第2中心線と重なる構成である。   When each center line is defined in this way, the mask 15c has a portion of the slit 23-1a overlapping the slit 21-1a on one side in the Y-axis direction, and a portion of the slit 23-1b is It is the structure which overlaps with the slit 21-1b in the said one direction side of an axial direction. In the mask 15c, a part of the slit 24-1a overlaps the first A center line on the other direction side in the Y-axis direction, and a part of the slit 24-1b extends in the other direction in the Y-axis direction. It is the structure which overlaps with the said 1B centerline on the side. Further, in the mask 15c, a part of the slit 25-1a overlaps with the slit 22-1a on one side in the X axis direction, and a part of the slit 26-1a is on the other side in the X axis direction. The configuration overlaps the second center line.

以下では、図44に示したマスク15cを用いて、種結晶を形成する過程と当該形成した種結晶を伸張させる過程とを、図45〜図57に基づいて説明する。なお、図45〜図57においても、細線で囲まれた領域が各回の照射により結晶化される領域を示し、点線で囲まれた領域が各回の照射よりも1回前の照射により結晶化される領域を示し、太線で囲まれた領域が当該照射により結晶化される結晶を示し、斜線を施した領域が各回の照射より1回前の照射により形成される結晶を示している。   Hereinafter, a process of forming a seed crystal and a process of extending the formed seed crystal using the mask 15c shown in FIG. 44 will be described with reference to FIGS. 45 to 57, the region surrounded by the thin line indicates the region that is crystallized by each irradiation, and the region surrounded by the dotted line is crystallized by the irradiation one time before each irradiation. A region surrounded by a thick line indicates a crystal that is crystallized by the irradiation, and a hatched region indicates a crystal formed by irradiation one time before each irradiation.

図45は、種結晶形成用マスク要素21−1のスリット21−1aおよびスリット21−1−bを用いて、第1照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 45 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the first irradiation using the slit 21-1a and the slit 21-1-b of the seed crystal formation mask element 21-1. .

上記対応領域には、図45に示すように、種結晶形成用マスク要素21−1のスリット21−1aによって結晶21−1Aが形成されるとともに、スリット21−1bによって結晶21−1Bが形成される。ここで、図45における結晶1AAは、第1照射により形成される結晶21−1Aの一部であり、結晶1ABは、第1照射により形成される結晶21−1Bの一部である。また、これらの結晶1AAと結晶1ABとは、ともに細長い針状結晶である。   In the corresponding region, as shown in FIG. 45, the crystal 21-1A is formed by the slit 21-1a of the seed crystal forming mask element 21-1, and the crystal 21-1B is formed by the slit 21-1b. The Here, the crystal 1AA in FIG. 45 is a part of the crystal 21-1A formed by the first irradiation, and the crystal 1AB is a part of the crystal 21-1B formed by the first irradiation. Further, both the crystal 1AA and the crystal 1AB are elongated needle-like crystals.

図46は、種結晶形成用マスク要素22−1のスリット22−1aを用いて、第2照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 46 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the second irradiation using the slit 22-1a of the seed crystal formation mask element 22-1.

この第2照射により、図46に示すとおり、上記対応領域には結晶22−1Aが形成される。このとき、第1照射で形成されたような針状結晶が形成される。さらに、結晶22−1Aと第1照射により形成された結晶21−1Aとが交差する領域においては、針状結晶1AAがX−に引き伸ばされて、角型の種結晶2AAが形成される。また、結晶22−1Aと第1照射により形成された結晶21−1Bとが交差する領域においては、針状結晶1ABがX−に引き伸ばされて、角型の種結晶2ABが形成される。   By this second irradiation, as shown in FIG. 46, a crystal 22-1A is formed in the corresponding region. At this time, a needle-like crystal formed by the first irradiation is formed. Further, in the region where the crystal 22-1A and the crystal 21-1A formed by the first irradiation intersect, the acicular crystal 1AA is stretched to X-, and the square seed crystal 2AA is formed. Further, in the region where the crystal 22-1A and the crystal 21-1B formed by the first irradiation intersect, the acicular crystal 1AB is stretched to X-, and the square seed crystal 2AB is formed.

ここで、この種結晶2AAと種結晶2ABとは、略閉ループの結晶粒界(リッジ)に囲まれた結晶であって、その内部には結晶粒界を含まない結晶である。なお、以降のレーザ光の照射(第3照射〜第13照射)により、この種結晶を伸張させていくことになる。   Here, the seed crystal 2AA and the seed crystal 2AB are crystals surrounded by a substantially closed-loop crystal grain boundary (ridge), and the crystal does not include a crystal grain boundary therein. The seed crystal is stretched by subsequent laser light irradiation (third irradiation to thirteenth irradiation).

図47は、種結晶伸張用マスク要素23−1のスリット23−1aおよびスリット23−1bを用いて、第3照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図48は、種結晶伸張用マスク要素23−2のスリット23−2aおよびスリット23−2bを用いて、第4照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 47 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by third irradiation using the slits 23-1a and 23-1b of the seed crystal stretching mask element 23-1. FIG. 48 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the fourth irradiation using the slit 23-2a and the slit 23-2b of the seed crystal stretching mask element 23-2. .

上記第3照射によって、図47に示すとおり、上記対応領域には結晶23−1Aと結晶23−1Bとが形成される。また、この第3照射によって、同図に示すとおり、種結晶2AAがY+に伸張され、その結果、結晶3AAが形成される。また、結晶2ABがY+に伸張され、その結果、結晶3ABが形成される。その後、上記第4照射によって、図48に示すとおり、上記対応領域には結晶23−2Aと結晶23−2Bとが形成される。また、この第4照射によって、同図に示すとおり、結晶3AAがY+に伸張され、その結果、結晶4AAが形成される。また、結晶3ABがY+に伸張され、その結果、結晶4ABが形成される。   As a result of the third irradiation, as shown in FIG. 47, crystals 23-1A and crystals 23-1B are formed in the corresponding region. In addition, by this third irradiation, as shown in the figure, the seed crystal 2AA is expanded to Y +, and as a result, a crystal 3AA is formed. Further, the crystal 2AB is expanded to Y +, and as a result, the crystal 3AB is formed. Thereafter, the fourth irradiation forms crystals 23-2A and crystals 23-2B in the corresponding region as shown in FIG. Further, by this fourth irradiation, as shown in the figure, the crystal 3AA is expanded to Y +, and as a result, the crystal 4AA is formed. Further, the crystal 3AB is expanded to Y +, and as a result, the crystal 4AB is formed.

図49は、種結晶伸張用マスク要素24−1のスリット24−1aおよびスリット24−1bを用いて、第5照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図50は、種結晶伸張用マスク要素24−2のスリット24−2aおよびスリット24−2bを用いて、第6照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図51は、種結晶伸張用マスク要素24−3のスリット24−3aおよびスリット24−3bを用いて、第7照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 49 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the fifth irradiation using the slit 24-1a and the slit 24-1b of the seed crystal stretching mask element 24-1. FIG. 50 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by sixth irradiation using the slit 24-2a and the slit 24-2b of the seed crystal stretching mask element 24-2. . FIG. 51 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by seventh irradiation using the slit 24-3a and the slit 24-3b of the seed crystal stretching mask element 24-3. .

上記第5照射によって、図49に示すとおり、上記対応領域には結晶24−1Aと結晶24−1Bとが形成される。また、この第5照射によって、同図に示すとおり、結晶4AAがY−に伸張され、その結果、結晶5AAが形成される。また、結晶4ABがY−に伸張され、その結果、結晶5ABが形成される。その後、上記第6照射によって、図50に示すとおり、上記対応領域には結晶24−2Aと結晶24−2Bとが形成される。また、この第6照射によって、同図に示すとおり、結晶5AAはY−に伸張され、その結果、結晶6AAが形成される。また、結晶5ABがY−に伸張され、その結果、結晶6ABが形成される。   As a result of the fifth irradiation, crystals 24-1A and 24-1B are formed in the corresponding region as shown in FIG. Further, by the fifth irradiation, as shown in the figure, the crystal 4AA is expanded to Y-, and as a result, the crystal 5AA is formed. Further, the crystal 4AB is expanded to Y-, and as a result, the crystal 5AB is formed. Thereafter, the sixth irradiation forms crystals 24-2A and crystals 24-2B in the corresponding region, as shown in FIG. Further, by this sixth irradiation, the crystal 5AA is stretched to Y- as shown in the figure, and as a result, the crystal 6AA is formed. Further, the crystal 5AB is stretched to Y-, and as a result, the crystal 6AB is formed.

さらにその後、上記第7照射によって、図51に示すとおり、上記対応領域には結晶24−3Aと結晶24−3Bとが形成される。また、この第7照射によって、同図に示すとおり、結晶6AAがY−とY+とに伸張され、その結果、結晶7AAが形成される。また、結晶6ABがY−に伸張され、その結果、結晶7ABが形成される。つまり、同図に示すとおり、隣接種結晶(2AA,2AB)の隣接する方向(Y軸方向)への最終伸張において、隣接種結晶間の境界に向けて相反する方向に結晶6AAと結晶6ABとが成長し、当該境界において成長結晶が同時に衝突する。   Thereafter, the seventh irradiation forms crystals 24-3A and crystals 24-3B in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the seventh irradiation, as shown in the figure, the crystal 6AA is expanded to Y− and Y +, and as a result, the crystal 7AA is formed. Also, the crystal 6AB is stretched to Y-, and as a result, the crystal 7AB is formed. That is, as shown in the figure, in the final extension in the adjacent direction (Y-axis direction) of the adjacent seed crystals (2AA, 2AB), the crystals 6AA and 6AB are in opposite directions toward the boundary between the adjacent seed crystals. And the growing crystals collide simultaneously at the boundary.

このような点から、図44に示すマスク15cは、Y軸方向への最終伸張において、6AAのY+への伸張に用いるスリットを、6ABのY−への伸張に用いるスリット(図44においてはスリット24−3b)が兼用するように、スリットが配置されている構成であるといえる。   From this point, in the mask 15c shown in FIG. 44, in the final extension in the Y-axis direction, the slit used for extending 6AA to Y + is used as the slit used for extending 6AB to Y− (in FIG. It can be said that the slit is arranged so that 24-3b) is also used.

図52は、種結晶伸張用マスク要素25−1のスリット25−1aを用いて、第8照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図53は、種結晶伸張用マスク要素25−2のスリット25−2aを用いて、第9照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図54は、種結晶伸張用マスク要素25−3のスリット25−3aを用いて、第10照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 52 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the eighth irradiation using the slit 25-1a of the seed crystal stretching mask element 25-1. FIG. 53 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the ninth irradiation using the slit 25-2a of the seed crystal stretching mask element 25-2. FIG. 54 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the tenth irradiation using the slit 25-3a of the mask element 25-3 for seed crystal extension.

上記第8照射によって、図52に示すとおり、上記対応領域には結晶25−1Aが形成される。また、この第8照射によって、同図に示すとおり、結晶7AAがX+に伸張され、その結果、結晶8AAが形成される。また、結晶7ABがX+に伸張され、その結果、結晶8ABが形成される。その後、上記第9照射によって、図53に示すとおり、上記対応領域には結晶25−2Aが形成される。また、この第9照射によって、同図に示すとおり、結晶8AAはX+に伸張され、その結果、結晶9AAが形成される。また、結晶8ABがX+に伸張され、その結果、結晶9ABが形成される。さらにその後、上記第10照射によって、図54に示すとおり、上記対応領域には結晶25−3Aが形成される。また、この第10照射によって、同図に示すとおり、結晶9AAがX+に伸張され、その結果、結晶10AAが形成される。また、結晶9ABがX+に伸張され、その結果、結晶10ABが形成される。   As a result of the eighth irradiation, a crystal 25-1A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the eighth irradiation, as shown in the figure, the crystal 7AA is expanded to X +, and as a result, the crystal 8AA is formed. Further, the crystal 7AB is expanded to X +, and as a result, the crystal 8AB is formed. Thereafter, by the ninth irradiation, a crystal 25-2A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the ninth irradiation, as shown in the figure, the crystal 8AA is expanded to X +, and as a result, the crystal 9AA is formed. Further, the crystal 8AB is expanded to X +, and as a result, the crystal 9AB is formed. Further, by the tenth irradiation, crystals 25-3A are formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the tenth irradiation, the crystal 9AA is expanded to X + as shown in the figure, and as a result, the crystal 10AA is formed. Further, the crystal 9AB is expanded to X +, and as a result, the crystal 10AB is formed.

図55は、種結晶伸張用マスク要素26−1のスリット26−1aを用いて、第11照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図56は、種結晶伸張用マスク要素26−2のスリット26−2aを用いて、第12照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図57は、種結晶伸張用マスク要素26−3のスリット26−3aを用いて、第13照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 55 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the eleventh irradiation using the slit 26-1a of the seed crystal stretching mask element 26-1. FIG. 56 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the twelfth irradiation using the slit 26-2a of the seed crystal stretching mask element 26-2. FIG. 57 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by thirteenth irradiation using the slit 26-3a of the seed crystal stretching mask element 26-3.

上記第11照射によって、図55に示すとおり、上記対応領域には結晶26−1Aが形成される。また、この第11照射によって、同図に示すとおり、結晶10AAがX−に伸張され、その結果、結晶11AAが形成される。また、結晶10ABがX−に伸張され、その結果、結晶11ABが形成される。その後、上記第12照射によって、図56に示すとおり、上記対応領域には結晶26−2Aが形成される。また、この第12照射によって、同図に示すとおり、結晶11AAはX−に伸張され、その結果、結晶12AAが形成される。また、結晶11ABがX−に伸張され、その結果、結晶12ABが形成される。さらにその後、上記第13照射によって、図57に示すとおり、上記対応領域には結晶26−3Aが形成される。また、この第13照射によって、同図に示すとおり、結晶12AAがX−に伸張され、その結果、結晶13AAが形成される。また、結晶12ABがX−に伸張され、その結果、結晶13ABが形成される。   As a result of the eleventh irradiation, a crystal 26-1A is formed in the corresponding region as shown in FIG. Further, as a result of this eleventh irradiation, the crystal 10AA is expanded to X- as shown in the figure, and as a result, the crystal 11AA is formed. Further, the crystal 10AB is expanded to X-, and as a result, the crystal 11AB is formed. Thereafter, the twelfth irradiation forms crystals 26-2A in the corresponding region as shown in FIG. In addition, as a result of the twelfth irradiation, the crystal 11AA is expanded to X− as shown in the figure, and as a result, the crystal 12AA is formed. Further, the crystal 11AB is expanded to X-, and as a result, the crystal 12AB is formed. Thereafter, as a result of the thirteenth irradiation, crystals 26-3A are formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, as a result of the thirteenth irradiation, the crystal 12AA is expanded to X− as shown in the figure, and as a result, the crystal 13AA is formed. Further, the crystal 12AB is expanded to X-, and as a result, the crystal 13AB is formed.

以上により、結晶化が完了する。
このように、図44に示すマスク15cにおいては、隣接種結晶の隣接する方向への最終伸張において、隣接種結晶間の境界に向けて相反する方向に成長し、前記境界において成長結晶が同時に衝突するような、配置および形状のスリットパターンが形成されているといえる。
Thus, crystallization is completed.
As described above, in the mask 15c shown in FIG. 44, in the final extension of the adjacent seed crystal in the adjacent direction, it grows in the opposite direction toward the boundary between the adjacent seed crystals, and the grown crystal collides simultaneously with the boundary. It can be said that a slit pattern having such an arrangement and shape is formed.

すなわち、図44に示すマスク15cは、種結晶2AAを伸張して角型結晶13AAを形成し、かつ種結晶2ABを伸張して角型結晶13ABを形成する際に、Y+への最終伸張に用いるスリットを、Y−への最終伸張に用いるスリットが兼用するように、スリットが配置されている構成といえる。   That is, the mask 15c shown in FIG. 44 is used for final extension to Y + when the seed crystal 2AA is extended to form the square crystal 13AA, and the seed crystal 2AB is extended to form the square crystal 13AB. It can be said that the slit is arranged so that the slit is also used for the final extension to Y−.

図44に示すマスク15cは、図3に示したマスク15中に示した種結晶伸張用マスク要素3−3に相当するマスク要素を備えていない。このような、図44に示すマスク15cを用いることにより、図57に示すように、隙間なく隣接した複数個の角型結晶を形成することができる。   The mask 15c shown in FIG. 44 does not include a mask element corresponding to the seed crystal stretching mask element 3-3 shown in the mask 15 shown in FIG. By using such a mask 15c shown in FIG. 44, it is possible to form a plurality of adjacent square crystals without a gap as shown in FIG.

なお、上記においては、Y軸方向において角型結晶が隣接する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、種結晶形成用マスク要素21−1のスリットをY軸方向に沿った配置とし、かつ種結晶形成用マスク要素22−1のスリットをX軸方向に沿った配置することにより、X軸方向において角型結晶が隣接する構成とすることができる。   In the above description, the configuration in which the square crystals are adjacent to each other in the Y-axis direction has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the slits of the seed crystal forming mask element 21-1 are arranged along the Y-axis direction, and the slits of the seed crystal forming mask element 22-1 are arranged along the X-axis direction. In the structure, the square crystals can be adjacent to each other.

〈ステージのY軸方向への移動〉
ところで、上記においては、マスクをマスクの相対移動の向き(X軸方向の負の向き)に移動させて、角型結晶を形成することについて説明した。以下では、このような移動により角型結晶を形成しかつステージをデフォルトの位置に戻した後に、ステージをY軸方向に所定の距離だけ移動させることにより被処理物20をY軸方向に所定の距離(以下、改行量と称する)だけ移動させて、被処理物20における角型結晶を形成した領域とは異なる領域に、再度、角型結晶を形成する構成について説明する。
<Moving the stage in the Y-axis direction>
In the above description, it has been described that the square crystal is formed by moving the mask in the relative movement direction of the mask (negative direction in the X-axis direction). In the following, after the square crystal is formed by such movement and the stage is returned to the default position, the workpiece 20 is moved in the Y-axis direction by a predetermined distance by moving the stage in the Y-axis direction by a predetermined distance. A configuration in which the square crystal is formed again in a region different from the region where the square crystal is formed in the object to be processed 20 by moving the distance (hereinafter referred to as a line feed amount) will be described.

以下に、このような角型結晶の形成と、Y軸方向への所定距離(以下、改行量と称する)の移動とを繰り返すことにより、複数個の角型結晶を形成する過程について、図58〜図70に基づいて説明する。なお、以下では、角型結晶が形成される領域を結晶領域と称する。   A process of forming a plurality of square crystals by repeating such formation of the square crystals and movement of a predetermined distance in the Y-axis direction (hereinafter referred to as a line feed amount) will be described below with reference to FIG. Description will be made with reference to FIG. Hereinafter, a region where a square crystal is formed is referred to as a crystal region.

ここでは、図3に示したマスク15から種結晶伸張用マスク要素3−3を除いたマスクを用いることとする。つまり、種結晶伸張用マスク要素4−1が種結晶伸張用マスク要素3−2に隣接する構成のマスクを用いることとする。さらに、互いに隣接する結晶化領域についての隣接方向(Y軸方向)への最終伸張において、当該隣接する結晶化領域間の境界に向けて相反する向きに結晶を成長させるとともに、当該境界において成長結晶を同時に衝突するように、上記改行量を設定しておく。   Here, a mask obtained by removing the seed crystal stretching mask element 3-3 from the mask 15 shown in FIG. 3 is used. That is, a mask having a configuration in which the seed crystal stretching mask element 4-1 is adjacent to the seed crystal stretching mask element 3-2 is used. Further, in the final extension in the adjacent direction (Y-axis direction) for the crystallization regions adjacent to each other, the crystal grows in the opposite direction toward the boundary between the adjacent crystallization regions, and the crystal grown at the boundary The above line feed amount is set so as to collide simultaneously.

なお、図58〜図70においては、細線で囲まれた領域が各回の照射により結晶化される領域を示し、太線で囲まれた領域が当該照射により結晶化される結晶を示し、斜線を施した領域が各回の照射より1回前の照射により形成される結晶を示している。   In FIGS. 58 to 70, a region surrounded by a thin line indicates a region that is crystallized by each irradiation, a region surrounded by a thick line indicates a crystal that is crystallized by the irradiation, and hatched lines are applied. The region shown is a crystal formed by irradiation one time before each irradiation.

図58は、第1結晶化領域に角型結晶を途中まで形成してから、上記改行量だけ被処理物20を移動させた後に、第2結晶化領域に対して、種結晶形成用マスク要素1−1のスリット1−1aを用いて第1照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 58 shows a seed crystal formation mask element with respect to the second crystallization region after the workpiece 20 is moved by the line feed amount after a square crystal is formed partway in the first crystallization region. It is a top view of the to-be-processed object 20 at the time of crystallizing by 1st irradiation using the slit 1-1a of 1-1.

上記対応領域には、図58に示すように、種結晶形成用マスク要素1−1のスリット1−1aによって、結晶1−1Aが形成される。ここで、図58における結晶1ABは、第1照射により形成される結晶1−1Aの一部であり、細長い針状結晶である。   In the corresponding region, as shown in FIG. 58, the crystal 1-1A is formed by the slit 1-1a of the seed crystal forming mask element 1-1. Here, the crystal 1AB in FIG. 58 is a part of the crystal 1-1A formed by the first irradiation, and is an elongated needle-like crystal.

図59は、種結晶形成用マスク要素2−1のスリット2−1aを用いて、第2照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 59 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the second irradiation using the slit 2-1a of the seed crystal formation mask element 2-1.

この第2照射により、図59に示すとおり、上記対応領域には結晶2−1Aが形成される。このとき、第1照射で形成されたような針状結晶が形成される。さらに、結晶2−1Aと第1照射により形成された結晶1−1Aとが交差する領域においては、針状結晶1ABがX−に引き伸ばされて、角型の種結晶2ABが形成される。ここで、この種結晶2ABは、略閉ループの結晶粒界(リッジ)に囲まれた結晶であって、その内部には結晶粒界を含まない結晶である。なお、以降のレーザ光の照射(第3照射〜第13照射)により、この種結晶を伸張させていくことになる。なお、同図に示すとおり、結晶2ABの図心を、XY座標系の原点とする。   By this second irradiation, as shown in FIG. 59, a crystal 2-1A is formed in the corresponding region. At this time, a needle-like crystal formed by the first irradiation is formed. Further, in the region where the crystal 2-1A and the crystal 1-1A formed by the first irradiation intersect, the acicular crystal 1AB is stretched to X-, and the square seed crystal 2AB is formed. Here, the seed crystal 2AB is a crystal surrounded by a substantially closed-loop crystal grain boundary (ridge), and does not include a crystal grain boundary therein. The seed crystal is stretched by subsequent laser light irradiation (third irradiation to thirteenth irradiation). As shown in the figure, the centroid of the crystal 2AB is the origin of the XY coordinate system.

図60は、種結晶伸張用マスク要素3−1のスリット3−1aを用いて、第3照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図61は、種結晶伸張用マスク要素3−2のスリット3−2aを用いて、第4照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 60 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the third irradiation using the slit 3-1a of the seed crystal stretching mask element 3-1. FIG. 61 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the fourth irradiation using the slit 3-2a of the mask element 3-2 for extending the seed crystal.

上記第3照射によって、図60に示すとおり、上記対応領域(第2結晶化領域)には結晶3−1Aが形成される。また、この第3照射によって、同図に示すとおり、種結晶2ABがY+に伸張され、その結果、結晶3ABが形成される。その後、上記第4照射によって、図61に示すとおり、上記対応領域には結晶3−2Aが形成される。また、この第4照射によって、同図に示すとおり、結晶3ABがY+に伸張され、その結果、結晶4ABが形成される。   By the third irradiation, as shown in FIG. 60, a crystal 3-1A is formed in the corresponding region (second crystallization region). In addition, by this third irradiation, the seed crystal 2AB is expanded to Y + as shown in the figure, and as a result, the crystal 3AB is formed. Thereafter, as shown in FIG. 61, crystal 3-2A is formed in the corresponding region by the fourth irradiation. Further, by this fourth irradiation, as shown in the figure, the crystal 3AB is expanded to Y +, and as a result, the crystal 4AB is formed.

図62は、種結晶伸張用マスク要素4−1のスリット4−1aを用いて、第5照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図63は、種結晶伸張用マスク要素4−2のスリット4−2aを用いて、第6照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図64は、種結晶伸張用マスク要素4−3のスリット4−3aを用いて、第7照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 62 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the fifth irradiation using the slit 4-1a of the seed crystal stretching mask element 4-1. FIG. 63 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by sixth irradiation using the slit 4-2a of the seed crystal stretching mask element 4-2. FIG. 64 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the seventh irradiation using the slit 4-3a of the seed crystal stretching mask element 4-3.

上記第5照射によって、図62に示すとおり、上記対応領域には結晶4−1Aが形成される。また、この第5照射によって、同図に示すとおり、結晶4ABはY−に伸張され、その結果、結晶5ABが形成される。その後、上記第6照射によって、図63に示すとおり、上記対応領域には結晶4−2Aが形成される。また、この第6照射によって、同図に示すとおり、結晶5ABがY−に伸張され、その結果、結晶6ABが形成される。さらにその後、第7照射によって、図64に示すとおり、上記対応領域には結晶4−3Aが形成される。また、この第7照射によって、同図に示すとおり、結晶6ABがY−に伸張され、その結果、結晶7ABが形成される。さらに、同図に示すとおり、結晶6AAがY+に伸張され、その結果、結晶7AAが形成される。   As a result of the fifth irradiation, a crystal 4-1A is formed in the corresponding region as shown in FIG. Further, by this fifth irradiation, as shown in the figure, the crystal 4AB is expanded to Y-, and as a result, the crystal 5AB is formed. Thereafter, the sixth irradiation forms crystals 4-2A in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the sixth irradiation, as shown in the figure, the crystal 5AB is expanded to Y-, and as a result, the crystal 6AB is formed. Thereafter, as a result of the seventh irradiation, crystals 4-3A are formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the seventh irradiation, as shown in the figure, the crystal 6AB is expanded to Y-, and as a result, the crystal 7AB is formed. Furthermore, as shown in the figure, the crystal 6AA is expanded to Y +, and as a result, the crystal 7AA is formed.

つまり、同図に示すとおり、隣接種結晶(第1結晶化領域において形成された種結晶2AA(図示せず),種結晶2AB)の隣接する方向(Y軸方向)への最終伸張において、隣接種結晶間の境界に向けて相反する方向に結晶6AAと結晶6ABとが成長し、当該境界において成長結晶が同時に衝突する。   That is, as shown in the figure, in the final extension in the adjacent direction (Y-axis direction) of the adjacent seed crystal (the seed crystal 2AA (not shown) formed in the first crystallization region, the seed crystal 2AB), Crystals 6AA and 6AB grow in opposite directions toward the boundary between the seed crystals, and the grown crystals collide simultaneously at the boundary.

図65は、種結晶伸張用マスク要素5−1のスリット5−1aを用いて、第8照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図66は、種結晶伸張用マスク要素5−2のスリット5−2aを用いて、第9照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図67は、種結晶伸張用マスク要素5−3のスリット5−3aを用いて、第10照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 65 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the eighth irradiation using the slit 5-1a of the seed crystal stretching mask element 5-1. FIG. 66 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the ninth irradiation using the slit 5-2a of the seed crystal stretching mask element 5-2. FIG. 67 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the tenth irradiation using the slit 5-3a of the seed crystal stretching mask element 5-3.

上記第8照射によって、図65に示すとおり、上記対応領域には結晶5−1Aが形成される。また、この第8照射によって、同図に示すとおり、種結晶7ABはX+に伸張され、その結果、結晶8ABが形成される。その後、上記第9照射によって、図66に示すとおり、上記対応領域には結晶5−2Aが形成される。また、この第9照射によって、同図に示すとおり、結晶8ABがX+に伸張され、その結果、結晶9ABが形成される。さらにその後、第10照射によって、図67に示すとおり、上記対応領域には結晶5−3Aが形成される。また、この第10照射によって、同図に示すとおり、結晶9ABがX+に伸張され、その結果、結晶10ABが形成される。   As a result of the eighth irradiation, a crystal 5-1A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the eighth irradiation, as shown in the figure, the seed crystal 7AB is expanded to X +, and as a result, the crystal 8AB is formed. Thereafter, by the ninth irradiation, as shown in FIG. 66, a crystal 5-2A is formed in the corresponding region. In addition, by the ninth irradiation, as shown in the figure, the crystal 8AB is expanded to X +, and as a result, the crystal 9AB is formed. Thereafter, as a result of the tenth irradiation, crystals 5-3A are formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the tenth irradiation, the crystal 9AB is expanded to X + as shown in the figure, and as a result, the crystal 10AB is formed.

図68は、種結晶伸張用マスク要素6−1のスリット6−1aを用いて、第11照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図69は、種結晶伸張用マスク要素6−2のスリット6−2aを用いて、第12照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図70は、種結晶伸張用マスク要素6−3のスリット6−3aを用いて、第13照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 68 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by eleventh irradiation using the slit 6-1a of the seed crystal stretching mask element 6-1. FIG. 69 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the twelfth irradiation using the slit 6-2a of the seed crystal stretching mask element 6-2. FIG. 70 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the thirteenth irradiation using the slit 6-3a of the seed crystal stretching mask element 6-3.

上記第11照射によって、図68に示すとおり、上記対応領域には結晶6−1Aが形成される。また、この第11照射によって、同図に示すとおり、種結晶10ABはX−に伸張され、その結果、結晶11ABが形成される。その後、上記第12照射によって、図69に示すとおり、上記対応領域には結晶6−2Aが形成される。また、この第12照射によって、同図に示すとおり、結晶11ABがX−に伸張され、その結果、結晶12ABが形成される。さらにその後、第13照射によって、図70に示すとおり、上記対応領域には結晶6−3Aが形成される。また、この第13照射によって、同図に示すとおり、結晶12ABがX−に伸張され、その結果、結晶13ABが形成される。   As a result of the eleventh irradiation, a crystal 6-1A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, as a result of the eleventh irradiation, the seed crystal 10AB is expanded to X- as shown in the figure, and as a result, the crystal 11AB is formed. Thereafter, as a result of the twelfth irradiation, a crystal 6-2A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, as a result of the twelfth irradiation, the crystal 11AB is expanded to X- as shown in the figure, and as a result, the crystal 12AB is formed. Thereafter, the 13th irradiation forms crystals 6-3A in the corresponding region as shown in FIG. In addition, as a result of the thirteenth irradiation, the crystal 12AB is expanded to X- as shown in the figure, and as a result, the crystal 13AB is formed.

以上により、結晶化が完了する。
このような結晶化を行うレーザ結晶化装置1は、第1結晶化領域において種結晶2AAを伸張して角型結晶13AAを形成し、かつ第2結晶化領域において種結晶2ABを伸張して角型結晶13ABを形成する際に、角型結晶13AAのY+への最終伸張に用いるスリットを角型結晶13ABのY−への最終伸張に用いるスリットが兼用するように、スリットの配置と改行量とが設定されている構成であるといえる。
Thus, crystallization is completed.
The laser crystallization apparatus 1 that performs such crystallization extends the seed crystal 2AA in the first crystallization region to form the square crystal 13AA, and extends the seed crystal 2AB in the second crystallization region to When forming the mold crystal 13AB, the slit arrangement and the amount of line breaks are such that the slit used for the final extension of the square crystal 13AA to Y + is also used as the slit used for the final extension of the square crystal 13AB to Y-. It can be said that the configuration is set.

また、このような構成の装置を用いて結晶化を行うことにより、図70に示すように、隙間なく隣接した結晶化領域を形成することができる。なお、上記においては、Y軸方向の正の向き(Y+)へ移動(改行)する構成を例に挙げて説明したが、Y軸方向の負の向き(Y−)へ移動する構成としてもよい。   Further, by performing crystallization using the apparatus having such a configuration, adjacent crystallization regions can be formed without gaps as shown in FIG. In the above description, the configuration in which movement (line feed) is performed in the positive direction (Y +) in the Y-axis direction has been described as an example. .

ところで、一般的に、TFTのチャンルサイズが角型結晶よりも大きい場合、チャネル内の角型結晶以外の領域は、結晶化されていない膜(非晶質半導体膜)で構成されることになる。このようなTFTは、結晶化されていない膜をも含むため、このような膜を含まないTFTに比べて特性が低くなる。   By the way, generally, when the channel size of the TFT is larger than that of the square crystal, the region other than the square crystal in the channel is composed of a non-crystallized film (amorphous semiconductor film). . Since such a TFT includes a film that is not crystallized, the characteristics are lower than those of a TFT that does not include such a film.

一方で、チャネルサイズが大きい場合に、高性能のTFTを得るためには、チャネル内を角型結晶で埋める必要がある。この手段として、チャネルサイズよりも大きな角型結晶を形成し、その角型結晶の中にチャネルを配置する方法と、図70に示したような複数の角型結晶が隙間なく並んだ角型結晶群を形成し、この角型結晶群の中にチャネルを配置する方法とがある。   On the other hand, in order to obtain a high-performance TFT when the channel size is large, it is necessary to fill the channel with square crystals. As this means, a square crystal larger than the channel size is formed, and a channel is arranged in the square crystal, and a square crystal in which a plurality of square crystals as shown in FIG. There is a method of forming a group and arranging a channel in the square crystal group.

上述したように改行量分の移動を行い角型結晶を形成する構成では、図70に示したように、隣接した角型結晶(隣接した結晶化領域)を形成することによって、複数の角型結晶がリッジを隔てて複数個並ぶ角型結晶群を得ることができる。このため、当該角型結晶群を用いることにより、チャネルサイズが大きくても、高性能のTFTを製作することができる。   As described above, in the configuration in which the amount of line feed is moved to form a square crystal, as shown in FIG. 70, a plurality of square shapes are formed by forming adjacent square crystals (adjacent crystallization regions). A square crystal group in which a plurality of crystals are arranged with a ridge therebetween can be obtained. Therefore, by using the square crystal group, a high-performance TFT can be manufactured even when the channel size is large.

〈マスク構成の他の変更例〉
ところで、上記においては、種結晶形成用マスク要素群における複数のスリットの配置パターンが互い交差するパターンである例を挙げて説明した。しかしながら、これに限定されるものではなく、一部の照射領域を重畳させながら伸張した針状結晶(例えば、図98(b)の針状結晶)に対し、交差するパターンであってもよい。
<Other examples of mask configuration changes>
By the way, in the above, the example which is a pattern which the arrangement pattern of the some slit in the mask element group for seed crystal formation cross | intersects was demonstrated. However, the present invention is not limited to this, and may be a pattern that intersects needle crystals (for example, the needle crystals shown in FIG. 98B) that are stretched while overlapping a part of the irradiation regions.

この場合、一部の照射領域を重畳させながら結晶を伸張することにより、針状結晶の結晶幅を均一なものとすることができる。このため、後に交差したパターンを有するスリットを用いてレーザ光を照射した場合に形成される矩形状種結晶は、一部の照射領域を重畳させない構成に比べて、より均質な結晶性を有することになる。   In this case, the crystal width of the acicular crystal can be made uniform by stretching the crystal while overlapping a part of the irradiation regions. For this reason, the rectangular seed crystal that is formed when laser light is irradiated using slits having patterns that intersect each other later has a more uniform crystallinity than a configuration in which some irradiation regions are not overlapped. become.

なお、上記の図3に示したマスク15および図20に示したマスク15aにおいては、j=k=l=m=3の例を示してあるが、これに限るものではなく、j、k、l、mが増加するほど大きな角型結晶が得られる。   In the mask 15 shown in FIG. 3 and the mask 15a shown in FIG. 20, the example of j = k = l = m = 3 is shown. However, the present invention is not limited to this, and j, k, Larger square crystals can be obtained as l and m increase.

また、本実施の形態においては、種結晶形成用マスク要素のスリットの幅と種結晶伸張用マスク要素のスリットの幅とを、同一幅とした例を挙げて説明した。しかしながら、これに限定されるものではなく、種結晶形成用マスク群における種結晶形成用マスク要素のスリットの幅が、種結晶伸張用マスク群における種結晶伸張用マスク要素のスリットの幅と同じであるか、あるいは、種結晶伸張用マスク要素のスリットの幅より狭ければよい。これは、種結晶形成用マスク群における種結晶形成用マスク要素のスリットの幅が狭いほど、均質な矩形状種結晶を得ることができるためである。   Further, in the present embodiment, an example in which the width of the slit of the mask element for seed crystal formation and the width of the slit of the mask element for seed crystal extension are the same width has been described. However, the present invention is not limited to this, and the width of the slit of the seed crystal forming mask element in the seed crystal forming mask group is the same as the width of the slit of the seed crystal extending mask element in the seed crystal extending mask group. It suffices to be smaller than the slit width of the mask element for extending the seed crystal. This is because a narrower rectangular seed crystal can be obtained as the slit width of the seed crystal forming mask element in the seed crystal forming mask group is narrower.

ところで、上記においては、X軸方向の正の向きと、X軸方向の負の向きと、Y軸方向の正の向きと、Y軸方向の負の向きとに、種結晶を伸張させる例を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。   By the way, in the above example, the seed crystal is extended in the positive direction in the X-axis direction, the negative direction in the X-axis direction, the positive direction in the Y-axis direction, and the negative direction in the Y-axis direction. Although described above, the present invention is not limited to this.

X軸方向の正の向きと、X軸方向の負の向きと、Y軸方向の正の向きと、Y軸方向の負の向きとのうち、少なくとも3つの向きに種結晶を伸張させる構成であればよい。このような構成であっても、例えばX軸方向の正負の向きとY軸方向の正の向きとにしか種結晶が伸張されない従来の構成に比べ、大きな角型結晶を得ることができる。   The seed crystal is extended in at least three directions among a positive direction in the X-axis direction, a negative direction in the X-axis direction, a positive direction in the Y-axis direction, and a negative direction in the Y-axis direction. I just need it. Even with such a configuration, for example, a large square crystal can be obtained as compared with the conventional configuration in which the seed crystal is expanded only in the positive and negative directions in the X-axis direction and in the positive direction in the Y-axis direction.

このようなマスクの構成は、例えば図2に示すマスク15から、例えばY軸方向の負の向きに伸張させるために用いた種結晶伸張用マスク要素を取り除き、配列はそのままに他のマスク要素を隣接させるような構成とすればよい。なお、この場合には、X軸方向の正の向きと、X軸方向の負の向きと、Y軸方向の正の向きとに種結晶が伸張することになる。   Such a mask configuration is obtained by, for example, removing the seed crystal stretching mask element used for stretching in the negative direction in the Y-axis direction, for example, from the mask 15 shown in FIG. What is necessary is just to make it the structure which makes it adjoin. In this case, the seed crystal extends in a positive direction in the X-axis direction, a negative direction in the X-axis direction, and a positive direction in the Y-axis direction.

つまり、X軸方向の正の向きに伸張させるためのマスク要素と、X軸方向の負の向きに伸張させるためのマスク要素と、Y軸方向の正の向きに伸張させるためのマスク要素と、Y軸方向の負の向きに伸張させるためのマスク要素とのうち、いずれかのマスク用を備えない構成とすることにより、これら4つの方向のうち3つの方向のみに種結晶を伸張させることができる。   That is, a mask element for extending in a positive direction in the X axis direction, a mask element for extending in a negative direction in the X axis direction, a mask element for extending in a positive direction in the Y axis direction, By adopting a configuration in which any of the mask elements for extending in the negative direction of the Y-axis direction is not provided, the seed crystal can be extended only in three of these four directions. it can.

〔実施の形態2〕
本発明の他の実施の形態にかかるレーザ結晶化装置について、図71から図94に基づいて説明すると、以下のとおりである。なお、実施の形態1で示した部材については同一符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
A laser crystallization apparatus according to another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Note that members shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施の形態にかかるレーザ結晶化装置は、マスクの構成が実施の形態1で示したマスクの構成と異なっているだけで、他の構成は実施の形態1のレーザ結晶化装置1と同じである。   The laser crystallization apparatus according to the present embodiment is the same as the laser crystallization apparatus 1 of the first embodiment except that the mask configuration is different from the mask configuration shown in the first embodiment. is there.

実施の形態1では、Y軸方向への伸張が完了してからX軸方向への伸張を行うレーザ結晶化方法、あるいは、X軸方向の伸張が完了してからY軸方向の伸張を行うレーザ結晶化方法について説明した。一方、本実施の形態は、実施の形態1のレーザ結晶化方法と異なっており、X軸方向への伸張とY軸方向への伸張とを交互に繰り返しながら結晶を伸張させる。   In the first embodiment, a laser crystallization method that extends in the X-axis direction after the extension in the Y-axis direction is completed, or a laser that extends in the Y-axis direction after the extension in the X-axis direction is completed. The crystallization method has been described. On the other hand, the present embodiment is different from the laser crystallization method of the first embodiment, and the crystal is stretched while alternately repeating stretching in the X-axis direction and stretching in the Y-axis direction.

以下、具体的なマスクの構成を示して、角型結晶を形成する過程を説明する。
図71は、本実施の形態で用いる、角型結晶を形成するためのマスクの構成を示した図である。
Hereinafter, a process of forming a square crystal will be described with a specific mask configuration.
FIG. 71 is a diagram showing a configuration of a mask for forming a square crystal used in the present embodiment.

同図に示すマスク150は、種結晶伸張用マスク要素の配列が、図3に示したマスク15における種結晶伸張用マスク要素と異なっている。その他は、図71に示すマスク150と図3に示すマスク15とは、同一である。   The mask 150 shown in the figure is different from the seed crystal extension mask elements in the mask 15 shown in FIG. 3 in the arrangement of the seed crystal extension mask elements. Otherwise, the mask 150 shown in FIG. 71 and the mask 15 shown in FIG. 3 are the same.

以下では、図71に示したマスク150を用いて、種結晶を形成する過程と当該形成した種結晶を伸張させる過程とを、図72〜図85に基づいて説明する。なお、図72〜図85においても、細線で囲まれた領域が各回の照射により結晶化される領域を示し、点線で囲まれた領域が各回の照射よりも1回前の照射により結晶化される領域を示し、太線で囲まれた領域が当該照射により結晶化される結晶を示し、斜線を施した領域が各回の照射より1回前の照射により形成される結晶を示している。   Hereinafter, a process of forming a seed crystal and a process of extending the formed seed crystal using the mask 150 shown in FIG. 71 will be described with reference to FIGS. 72 to 85, the region surrounded by a thin line indicates a region that is crystallized by each irradiation, and the region surrounded by a dotted line is crystallized by irradiation one time before each irradiation. A region surrounded by a thick line indicates a crystal that is crystallized by the irradiation, and a hatched region indicates a crystal formed by irradiation one time before each irradiation.

図72は、種結晶形成用マスク要素1−1のスリット1−1aを用いて、第1照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 72 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the first irradiation using the slit 1-1a of the seed crystal forming mask element 1-1.

上記対応領域には、図72に示すように、種結晶形成用マスク要素1−1のスリット1−1aによって、結晶1−1Aが形成される。ここで、図72における結晶1AAは、第1照射により形成される結晶1−1Aの一部であり、細長い針状結晶である。   In the corresponding region, as shown in FIG. 72, a crystal 1-1A is formed by the slit 1-1a of the seed crystal forming mask element 1-1. Here, the crystal 1AA in FIG. 72 is a part of the crystal 1-1A formed by the first irradiation, and is an elongated needle-like crystal.

図73は、種結晶形成用マスク要素2−1のスリット2−1aを用いて、第2照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 73 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the second irradiation using the slit 2-1a of the seed crystal formation mask element 2-1.

この第2照射により、図73に示すとおり、上記対応領域には結晶2−1Aが形成される。このとき、第1照射で形成されたような針状結晶が形成される。さらに、結晶2−1Aと第1照射により形成された結晶1−1Aとが交差する領域においては、針状結晶1AAがX−に引き伸ばされて、角型の種結晶2AAが形成される。ここで、この種結晶2AAは、略閉ループの結晶粒界(リッジ)に囲まれた結晶であって、その内部には結晶粒界を含まない結晶である。なお、以降のレーザ光の照射(第3照射〜第14照射)により、この種結晶を伸張させていくことになる。   By this second irradiation, as shown in FIG. 73, a crystal 2-1A is formed in the corresponding region. At this time, a needle-like crystal formed by the first irradiation is formed. Further, in a region where the crystal 2-1A and the crystal 1-1A formed by the first irradiation intersect, the acicular crystal 1AA is stretched to X-, and a square seed crystal 2AA is formed. Here, the seed crystal 2AA is a crystal surrounded by a substantially closed-loop crystal grain boundary (ridge), and does not include a crystal grain boundary therein. The seed crystal is stretched by subsequent laser light irradiation (third irradiation to fourteenth irradiation).

図74は、種結晶伸張用マスク要素3−1のスリット3−1aを用いて、第3照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図75は、種結晶伸張用マスク要素4−1のスリット4−1aを用いて、第4照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 74 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the third irradiation using the slit 3-1a of the seed crystal stretching mask element 3-1. FIG. 75 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the fourth irradiation using the slit 4-1a of the seed crystal stretching mask element 4-1.

上記第3照射によって、図74に示すとおり、上記対応領域には結晶3−1Aが形成される。また、この第3照射によって、同図に示すとおり、種結晶2AAがY+に伸張され、その結果、結晶3AAが形成される。その後、上記第4照射によって、図75に示すとおり、上記対応領域には結晶4−1Aが形成される。また、この第4照射によって、同図に示すとおり、結晶3AAがY−に伸張され、その結果、結晶4AAが形成される。   As a result of the third irradiation, a crystal 3-1A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by this third irradiation, as shown in the figure, the seed crystal 2AA is expanded to Y +, and as a result, a crystal 3AA is formed. Thereafter, the fourth irradiation forms crystals 4-1A in the corresponding region, as shown in FIG. In addition, the fourth irradiation causes the crystal 3AA to expand to Y- as shown in the figure, and as a result, the crystal 4AA is formed.

図76は、種結晶伸張用マスク要素5−1のスリット5−1aを用いて、第5照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図77は、種結晶伸張用マスク要素6−1のスリット6−1aを用いて、第6照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 76 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the fifth irradiation using the slit 5-1a of the seed crystal stretching mask element 5-1. FIG. 77 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by sixth irradiation using the slit 6-1a of the mask element 6-1 for extending the seed crystal.

上記第5照射によって、図76に示すとおり、上記対応領域には結晶5−1Aが形成される。また、この第5照射によって、同図に示すとおり、結晶4AAがX+に伸張され、その結果、結晶5AAが形成される。その後、第6照射によって、図77に示すとおり、上記対応領域には結晶6−1Aが形成される。また、この第6照射によって、同図に示すとおり、結晶5AAはX−に伸張され、その結果、結晶6AAが形成される。   As a result of the fifth irradiation, a crystal 5-1A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the fifth irradiation, as shown in the figure, the crystal 4AA is expanded to X +, and as a result, the crystal 5AA is formed. Thereafter, the sixth irradiation forms crystals 6-1A in the corresponding region, as shown in FIG. In addition, by the sixth irradiation, the crystal 5AA is expanded to X− as shown in the figure, and as a result, the crystal 6AA is formed.

図78は、種結晶伸張用マスク要素3−2のスリット3−2aを用いて、第7照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図79は、種結晶伸張用マスク要素4−2のスリット4−2aを用いて、第8照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 78 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by seventh irradiation using the slit 3-2a of the mask element 3-2 for seed crystal extension. FIG. 79 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the eighth irradiation using the slit 4-2a of the seed crystal stretching mask element 4-2.

上記第7照射によって、図78に示すとおり、上記対応領域には結晶3−2Aが形成される。また、この第7照射によって、同図に示すとおり、結晶6AAがY+に伸張され、その結果、結晶7AAが形成される。その後、第8照射によって、図79に示すとおり、上記対応領域には結晶4−2Aが形成される。また、この第8照射によって、同図に示すとおり、結晶7AAがY−に伸張され、その結果、結晶8AAが形成される。   As a result of the seventh irradiation, a crystal 3-2A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the seventh irradiation, as shown in the figure, the crystal 6AA is expanded to Y +, and as a result, the crystal 7AA is formed. Thereafter, as shown in FIG. 79, the crystal 4-2A is formed in the corresponding region by the eighth irradiation. Further, by the eighth irradiation, as shown in the figure, the crystal 7AA is expanded to Y-, and as a result, the crystal 8AA is formed.

図80は、種結晶伸張用マスク要素5−2のスリット5−2aを用いて、第9照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図81は、種結晶伸張用マスク要素6−2のスリット6−2aを用いて、第10照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 80 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the ninth irradiation using the slit 5-2a of the seed crystal stretching mask element 5-2. FIG. 81 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the tenth irradiation using the slit 6-2a of the seed crystal stretching mask element 6-2.

上記第9照射によって、図80に示すとおり、上記対応領域には結晶5−2Aが形成される。また、この第9照射によって、同図に示すとおり、種結晶8AAはX+に伸張され、その結果、結晶9AAが形成される。その後、上記第10照射によって、図81に示すとおり、上記対応領域には結晶6−2Aが形成される。また、この第10照射によって、同図に示すとおり、結晶9AAがX−に伸張され、その結果、結晶10AAが形成される。   As a result of the ninth irradiation, a crystal 5-2A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the ninth irradiation, the seed crystal 8AA is expanded to X + as shown in the figure, and as a result, the crystal 9AA is formed. Thereafter, the tenth irradiation forms crystals 6-2A in the corresponding region, as shown in FIG. Further, by the tenth irradiation, the crystal 9AA is expanded to X− as shown in the figure, and as a result, the crystal 10AA is formed.

図82は、種結晶伸張用マスク要素3−3のスリット3−3aを用いて、第11照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図83は、種結晶伸張用マスク要素4−3のスリット4−3aを用いて、第12照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 82 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the eleventh irradiation using the slit 3-3a of the seed crystal stretching mask element 3-3. FIG. 83 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the twelfth irradiation using the slit 4-3a of the mask element 4-3 for seed crystal extension.

上記第11照射によって、図82に示すとおり、上記対応領域には結晶3−3Aが形成される。また、この第11照射によって、同図に示すとおり、結晶10AAがY+に伸張され、その結果、結晶11AAが形成される。その後、上記第12照射によって、図83に示すとおり、上記対応領域には結晶4−3Aが形成される。また、この第12照射によって、同図に示すとおり、種結晶11AAはY−に伸張され、その結果、結晶12AAが形成される。   As a result of the eleventh irradiation, a crystal 3-3A is formed in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the eleventh irradiation, as shown in the figure, the crystal 10AA is expanded to Y +, and as a result, the crystal 11AA is formed. Thereafter, by the twelfth irradiation, a crystal 4-3A is formed in the corresponding region as shown in FIG. Further, by this twelfth irradiation, as shown in the figure, the seed crystal 11AA is expanded to Y-, and as a result, the crystal 12AA is formed.

図84は、種結晶伸張用マスク要素5−3のスリット5−3aを用いて、第13照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図85は、種結晶伸張用マスク要素6−3のスリット6−3aを用いて、第14照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 84 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by thirteenth irradiation using the slit 5-3a of the seed crystal stretching mask element 5-3. FIG. 85 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the fourteenth irradiation using the slit 6-3a of the mask element 6-3 for extending the seed crystal.

上記第13照射によって、図84に示すとおり、上記対応領域には結晶5−3Aが形成される。また、この第13照射によって、同図に示すとおり、結晶12AAがX+に伸張され、その結果、結晶13AAが形成される。その後、第14照射によって、図85に示すとおり、上記対応領域には結晶6−3Aが形成される。また、この第14照射によって、同図に示すとおり、結晶13AAがX−に伸張され、その結果、結晶14AAが形成される。   As a result of the thirteenth irradiation, a crystal 5-3A is formed in the corresponding region as shown in FIG. Further, by this thirteenth irradiation, as shown in the figure, the crystal 12AA is expanded to X +, and as a result, the crystal 13AA is formed. Thereafter, the 14th irradiation forms crystals 6-3A in the corresponding region as shown in FIG. In addition, as a result of the fourteenth irradiation, the crystal 13AA is expanded to X- as shown in the figure, and as a result, the crystal 14AA is formed.

以上により、結晶化が完了する。
その結果、マスク150を用いることにより、図85に示したとおり、図3に示したマスク15を用いた場合に得られる角型結晶と同じ大きさの角型結晶を得ることができる。
Thus, crystallization is completed.
As a result, by using the mask 150, as shown in FIG. 85, a square crystal having the same size as that of the square crystal obtained when the mask 15 shown in FIG. 3 is used can be obtained.

以上のように、本実施の形態においては、マスク150を用いることにより種結晶をX軸方向およびY軸方向に交互に少しずつ伸張させることができる。それゆえ、本実施の形態においては、実施の形態1に記した、例えば種結晶をY軸方向に伸張させた結晶をX軸方向に伸張させることにより得られる角型結晶よりも、結晶粒割れが少ない角型結晶を得ることができる。   As described above, in the present embodiment, the seed crystal can be alternately extended little by little in the X-axis direction and the Y-axis direction by using the mask 150. Therefore, in this embodiment, the crystal grain cracking described in the first embodiment, for example, than the square crystal obtained by stretching the crystal obtained by stretching the seed crystal in the Y-axis direction in the X-axis direction. Can be obtained.

〈マスク構成の変更例〉
次に、X軸方向への伸張とY軸方向への伸張とを交互に繰り返しながら結晶を伸張させるとともに、Y+への伸張とY−への伸張を同時に行い、かつX+への伸張とX−への伸張を同時に行う構成について、図86〜図94に基づいて説明する。
<Mask configuration change example>
Next, the crystal is stretched while alternately repeating the stretching in the X-axis direction and the stretching in the Y-axis direction, the stretching to Y + and the stretching to Y− are simultaneously performed, and the stretching to X + and the X− A configuration for performing the expansion at the same time will be described with reference to FIGS. 86 to 94.

図86は、角型結晶を形成するためのマスクの構成を示した図である。同図に示すマスク150aは、Y+への伸張用スリットとY−への伸張用スリットとを同一マスク要素に配置するとともに、X+への伸張用スリットとX−への伸張用スリットとを同一マスク要素に配置している。   FIG. 86 is a diagram showing a configuration of a mask for forming a square crystal. The mask 150a shown in the figure has a slit for extending to Y + and a slit for extending to Y− in the same mask element, and the slit for extending to X + and the slit for extending to X− are the same mask. Placed in the element.

マスク150aは、種結晶伸張用マスク要素の配列が、実施の形態1で示したマスク15b(図35参照)における種結晶伸張用マスク要素と異なっている。その他は、図86に示すマスク150aと図35に示すマスク15bとは、同一である。なお、図86において、図35に示すマスク15bの種結晶伸張用マスク要素と同じマスク要素については、同一の符号を付している。   In the mask 150a, the arrangement of the seed crystal stretching mask elements is different from the seed crystal stretching mask elements in the mask 15b shown in the first embodiment (see FIG. 35). Otherwise, the mask 150a shown in FIG. 86 and the mask 15b shown in FIG. 35 are the same. In FIG. 86, the same reference numerals are assigned to the same mask elements as the seed crystal stretching mask elements of the mask 15b shown in FIG.

以下では、図86に示したマスク150aを用いて、種結晶を形成する過程と当該形成した種結晶を伸張させる過程とを、図87〜図94に基づいて説明する。なお、図87〜図94においても、細線で囲まれた領域が各回の照射により結晶化される領域を示し、点線で囲まれた領域が各回の照射よりも1回前の照射により結晶化される領域を示し、太線で囲まれた領域が当該照射により結晶化される結晶を示し、斜線を施した領域が各回の照射より1回前の照射により形成される結晶を示している。   Hereinafter, a process of forming a seed crystal and a process of extending the formed seed crystal using the mask 150a shown in FIG. 86 will be described with reference to FIGS. In FIGS. 87 to 94, the region surrounded by the thin line indicates the region that is crystallized by each irradiation, and the region surrounded by the dotted line is crystallized by the irradiation one time before each irradiation. A region surrounded by a thick line indicates a crystal that is crystallized by the irradiation, and a hatched region indicates a crystal formed by irradiation one time before each irradiation.

図87は、種結晶形成用マスク要素11−1のスリット11−1aを用いて、第1照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 87 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the first irradiation using the slit 11-1a of the mask element 11-1 for seed crystal formation.

上記対応領域には、図87に示すように、種結晶形成用マスク要素11−1のスリット11−1aによって、結晶11−1Aが形成される。ここで、図36における結晶1AAは、第1照射により形成される結晶11−1Aの一部であり、細長い針状結晶である。   In the corresponding region, as shown in FIG. 87, the crystal 11-1A is formed by the slit 11-1a of the seed crystal forming mask element 11-1. Here, the crystal 1AA in FIG. 36 is a part of the crystal 11-1A formed by the first irradiation, and is an elongated needle-like crystal.

図88は、種結晶形成用マスク要素12−1のスリット12−1aを用いて、第2照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 88 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the second irradiation using the slit 12-1a of the seed crystal forming mask element 12-1.

この第2照射により、図88に示すとおり、上記対応領域には結晶12−1Aが形成される。このとき、第1照射で形成されたような針状結晶が形成される。さらに、結晶12−1Aと第1照射により形成された結晶11−1Aとが交差する領域においては、針状結晶1AAがX−に引き伸ばされて、角型の種結晶2AAが形成される。ここで、この種結晶2AAは、略閉ループの結晶粒界(リッジ)に囲まれた結晶であって、その内部には結晶粒界を含まない結晶である。なお、以降のレーザ光の照射(第3照射〜第8照射)により、この種結晶を伸張させていくことになる。   By this second irradiation, crystals 12-1A are formed in the corresponding region as shown in FIG. At this time, a needle-like crystal formed by the first irradiation is formed. Further, in the region where the crystal 12-1A and the crystal 11-1A formed by the first irradiation intersect, the acicular crystal 1AA is stretched to X-, and the square seed crystal 2AA is formed. Here, the seed crystal 2AA is a crystal surrounded by a substantially closed-loop crystal grain boundary (ridge), and does not include a crystal grain boundary therein. The seed crystal is stretched by subsequent laser light irradiation (third irradiation to eighth irradiation).

図89は、種結晶伸張用マスク要素13−1のスリット13−1aおよびスリット14−1aを用いて、第3照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図90は、種結晶伸張用マスク要素15−1のスリット15−1aおよびスリット16−1aを用いて、第4照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 89 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the third irradiation using the slit 13-1a and the slit 14-1a of the seed crystal stretching mask element 13-1. FIG. 90 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the fourth irradiation using the slit 15-1a and the slit 16-1a of the seed crystal stretching mask element 15-1. .

上記第3照射によって、図89に示すとおり、上記対応領域には結晶13−1Aと結晶14−1Aとが形成される。また、この第3照射によって、同図に示すとおり、種結晶2AAがY+とY−とに伸張され、その結果、結晶3AAが形成される。その後、上記第4照射によって、図90に示すとおり、上記対応領域には結晶15−1Aと結晶16−1Aとが形成される。また、この第4照射によって、同図に示すとおり、結晶3AAがX+とX−とに伸張され、その結果、結晶4AAが形成される。   By the third irradiation, as shown in FIG. 89, crystals 13-1A and crystals 14-1A are formed in the corresponding region. Further, by this third irradiation, as shown in the figure, the seed crystal 2AA is expanded to Y + and Y−, and as a result, the crystal 3AA is formed. Thereafter, the fourth irradiation forms crystals 15-1A and crystals 16-1A in the corresponding region as shown in FIG. In addition, by the fourth irradiation, as shown in the figure, the crystal 3AA is expanded to X + and X−, and as a result, the crystal 4AA is formed.

図91は、種結晶伸張用マスク要素13−2のスリット13−2aおよびスリット14−2aを用いて、第5照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図92は、種結晶伸張用マスク要素15−2のスリット15−2aおよびスリット16−2aを用いて、第6照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 91 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by fifth irradiation using the slit 13-2a and the slit 14-2a of the seed crystal extension mask element 13-2. FIG. 92 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the sixth irradiation using the slit 15-2a and the slit 16-2a of the seed crystal stretching mask element 15-2. .

上記第5照射によって、図91に示すとおり、上記対応領域には結晶13−2Aと結晶14−2Aとが形成される。また、この第5照射によって、同図に示すとおり、結晶4AAがY+とY−とに伸張され、その結果、結晶5AAが形成される。その後、上記第6照射によって、図92に示すとおり、上記対応領域には結晶15−2Aと結晶16−2Aとが形成される。また、この第6照射によって、同図に示すとおり、結晶5AAはX+とX−とに伸張され、その結果、結晶6AAが形成される。   With the fifth irradiation, as shown in FIG. 91, crystals 13-2A and crystals 14-2A are formed in the corresponding region. Further, by this fifth irradiation, as shown in the figure, the crystal 4AA is expanded to Y + and Y−, and as a result, the crystal 5AA is formed. Thereafter, by the sixth irradiation, as shown in FIG. 92, crystals 15-2A and crystals 16-2A are formed in the corresponding region. In addition, by the sixth irradiation, the crystal 5AA is expanded to X + and X− as shown in the figure, and as a result, the crystal 6AA is formed.

図93は、種結晶伸張用マスク要素13−3のスリット13−3aおよびスリット14−3aを用いて、第7照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。また、図94は、種結晶伸張用マスク要素15−3のスリット15−3aおよびスリット16−3aを用いて、第8照射により結晶化を行った場合における、被処理物20の上面図である。   FIG. 93 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the seventh irradiation using the slit 13-3a and the slit 14-3a of the seed crystal stretching mask element 13-3. FIG. 94 is a top view of the workpiece 20 when crystallization is performed by the eighth irradiation using the slit 15-3a and the slit 16-3a of the seed crystal stretching mask element 15-3. .

上記第7照射によって、図93に示すとおり、上記対応領域には結晶13−3Aと結晶14−3Aとが形成される。また、この第7照射によって、同図に示すとおり、結晶6AAがY+とY−とに伸張され、その結果、結晶7AAが形成される。その後、第8照射によって、上記対応領域には結晶15−3Aと結晶16−3Aとが形成される。また、この第8照射によって、同図に示すとおり、結晶7AAがX+とX−とに伸張され、その結果、結晶8AAが形成される。   As a result of the seventh irradiation, crystals 13-3A and crystals 14-3A are formed in the corresponding region as shown in FIG. Further, by this seventh irradiation, as shown in the figure, the crystal 6AA is expanded to Y + and Y−, and as a result, the crystal 7AA is formed. Thereafter, the eighth irradiation forms crystals 15-3A and crystals 16-3A in the corresponding region. In addition, by the eighth irradiation, as shown in the figure, the crystal 7AA is expanded to X + and X−, and as a result, the crystal 8AA is formed.

以上により、結晶化が完了する。
このような図86に示したマスク150aを用いることにより、図71に示したマスク150を用いる場合に比べて、同じ大きさの角型結晶を得る際の照射回数を減らすことができる。これにより、結晶作製時間を短縮することができる。
Thus, crystallization is completed.
Use of such a mask 150a shown in FIG. 86 makes it possible to reduce the number of times of irradiation when obtaining a square crystal of the same size as compared with the case of using mask 150 shown in FIG. Thereby, the crystal production time can be shortened.

また、照射回数を減らすことができるため、レーザ光の照射に伴って被処理物20に発生する蓄熱を抑制することができる。これにより、被処理物20の損傷を低減する効果を奏する。   Moreover, since the frequency | count of irradiation can be reduced, the heat storage which generate | occur | produces in the to-be-processed object 20 with the irradiation of a laser beam can be suppressed. Thereby, there exists an effect which reduces the damage of the to-be-processed object 20. FIG.

さらに、本実施の形態においても、実施の形態1に記したように、改行量分の移動を行い角型結晶を形成する構成とし、隣接した角型結晶(隣接した結晶化領域)を形成することによって、複数の角型結晶がリッジを隔てて複数個並ぶ角型結晶群を得ることができる。このため、当該角型結晶群を用いることにより、チャネルサイズが大きくても、高性能のTFTを製作することができる。   Further, also in the present embodiment, as described in the first embodiment, the structure is such that a square crystal is formed by moving by the amount of line feed, and adjacent square crystals (adjacent crystallization regions) are formed. Thus, a square crystal group in which a plurality of square crystals are arranged with a ridge therebetween can be obtained. Therefore, by using the square crystal group, a high-performance TFT can be manufactured even when the channel size is large.

〔実施の形態3〕
本発明の他の実施の形態にかかるレーザ結晶化装置について、図95に基づいて説明すると、以下のとおりである。なお、実施の形態1および実施の形態2で示した部材については同一符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
A laser crystallization apparatus according to another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the member shown in Embodiment 1 and Embodiment 2, and the description is abbreviate | omitted.

図95は、レーザ結晶化装置100の概略構成を示した図である。
レーザ結晶化装置100は、同図に示すとおり、レーザ光発振器10と、可変減衰器11と、ミラー12と、ミラー13と、照明光学素子14と、マスク15と、結像レンズ16と、ミラー17と、ステージ18と、制御装置19と、レーザ光発振器30と、可変減衰器31と、ミラー32とを備えている。また、ステージ18上には、レーザ光の照射対象となる被処理物20が載置される。
FIG. 95 is a diagram showing a schematic configuration of the laser crystallization apparatus 100.
As shown in the figure, the laser crystallization apparatus 100 includes a laser oscillator 10, a variable attenuator 11, a mirror 12, a mirror 13, an illumination optical element 14, a mask 15, an imaging lens 16, and a mirror. 17, a stage 18, a control device 19, a laser light oscillator 30, a variable attenuator 31, and a mirror 32. On the stage 18, a workpiece 20 to be irradiated with laser light is placed.

つまり、本実施の形態にかかるレーザ結晶化装置100は、レーザ結晶化装置1が備える部材に加え、さらにレーザ光発振器30と可変減衰器31とミラー32とを備える点において、実施の形態1にかかるレーザ結晶化装置1と異なっている。   That is, the laser crystallization apparatus 100 according to the present embodiment is different from the members included in the laser crystallization apparatus 1 in that it further includes the laser light oscillator 30, the variable attenuator 31, and the mirror 32. This is different from the laser crystallization apparatus 1.

レーザ光発振器30は、固体状態にある非晶質半導体薄膜23への吸収率が高い範囲の波長を有するレーザ光を照射することができるものであれば、特に限定されるものではない。たとえば、レーザ発振器30として、波長10.6μmの炭酸ガスレーザ発振器を用いることができる。ここで、レーザ光発振器30から照射されるレーザ光の1回の照射あたりのエネルギー量は、固体状態の非晶質半導体薄膜23の厚さ方向に亘って溶融させるエネルギー量未満とする。   The laser light oscillator 30 is not particularly limited as long as it can irradiate laser light having a wavelength with a high absorption rate to the amorphous semiconductor thin film 23 in a solid state. For example, a carbon dioxide laser oscillator having a wavelength of 10.6 μm can be used as the laser oscillator 30. Here, the energy amount per irradiation of the laser light emitted from the laser light oscillator 30 is less than the energy amount to be melted in the thickness direction of the amorphous semiconductor thin film 23 in the solid state.

可変減衰器31は、レーザ光の吸収や散乱を通じて、レーザ光発振器30から出射されたレーザ光のパワーを減衰させる。特に、可変減衰器31は、外部からの信号もしくは調節つまみによってその減衰量を変化させることのできる。可変減衰器31で減衰されたパルスレーザ光は、ミラー32に向かって出射される。   The variable attenuator 31 attenuates the power of the laser light emitted from the laser light oscillator 30 through absorption and scattering of the laser light. In particular, the variable attenuator 31 can change the amount of attenuation by an external signal or an adjustment knob. The pulse laser beam attenuated by the variable attenuator 31 is emitted toward the mirror 32.

ミラー32は、可変減衰器31から出射したパルスレーザ光を、ステージ18上の被処理物20の方向へ反射する。   The mirror 32 reflects the pulse laser beam emitted from the variable attenuator 31 toward the workpiece 20 on the stage 18.

つまり、レーザ結晶化装置100においては、レーザ光発振器300から出射されたレーザ光が、可変減衰器31を通り、ステージ18上に載置された被処理物20の表面に対し入射する。   That is, in the laser crystallization apparatus 100, the laser light emitted from the laser light oscillator 300 passes through the variable attenuator 31 and enters the surface of the workpiece 20 placed on the stage 18.

また、レーザ結晶化装置100では、レーザ光発振器10から出射されたレーザ光(以下、第1レーザ光と称する)と、レーザ光発振器30から出射されたレーザ光(以下、第2レーザ光と称する)とが、同時に被処理物20に照射される。なお、本実施の形態においては、制御装置19は、さらに、レーザ光発振器30におけるレーザ光の出射のタイミングを制御する。   In the laser crystallization apparatus 100, a laser beam emitted from the laser beam oscillator 10 (hereinafter referred to as a first laser beam) and a laser beam emitted from the laser beam oscillator 30 (hereinafter referred to as a second laser beam). ) Is irradiated to the workpiece 20 at the same time. In the present embodiment, the control device 19 further controls the timing of laser light emission in the laser light oscillator 30.

被処理物20へのレーザ光の入射方向に関しては、例えば、レーザ光発振器10から出射した第1レーザ光を非晶質半導体薄膜23に対して垂直方向から入射させ、レーザ光発振器30から出射した第2レーザ光を非晶質半導体薄膜23に対し斜方から入射させる。   Regarding the incident direction of the laser beam to the workpiece 20, for example, the first laser beam emitted from the laser beam oscillator 10 is incident on the amorphous semiconductor thin film 23 from the vertical direction and emitted from the laser beam oscillator 30. The second laser beam is incident on the amorphous semiconductor thin film 23 from an oblique direction.

また、第2レーザ光による被処理物20におけるレーザ光照射領域(以下、第2照射領域と称する)が、第1レーザ光による被処理物20における照射領域(以下、第1照射領域と称する)を包含するような、第1照射領域よりも広い領域となるように、第2レーザ光を調整する。   In addition, a laser light irradiation area (hereinafter referred to as a second irradiation area) in the object 20 to be processed by the second laser light is an irradiation area (hereinafter referred to as a first irradiation area) in the object 20 to be processed by the first laser light. The second laser light is adjusted so as to be an area wider than the first irradiation area.

さらに、制御装置19は、被処理物20に対する第2レーザ光の照射を開始した後に、被処理物20に対する第1レーザ光の照射を開始するとともに、当該第2レーザ光の照射を終了する前に当該第1レーザ光の照射を終了させる。   Further, the control device 19 starts irradiating the workpiece 20 with the first laser beam after starting the irradiation of the workpiece 20 with the second laser beam, and before ending the irradiation with the second laser beam. Then, the irradiation of the first laser beam is terminated.

レーザ結晶化装置100では、第1照射領域と第2照射領域とを上記のように設定するとともに、第1レーザ光と第2レーザ光との照射タイミングを上記のように設定することにより、溶融状態にある非晶質半導体膜23が凝固するまでの時間を延長することができる。   In the laser crystallization apparatus 100, the first irradiation region and the second irradiation region are set as described above, and the irradiation timing of the first laser beam and the second laser beam is set as described above, thereby melting the first irradiation region and the second irradiation region as described above. The time until the amorphous semiconductor film 23 in the state is solidified can be extended.

それゆえ、第1レーザ光のみを照射する構成に比べて、レーザ結晶化装置100では結晶成長距離を大幅に延ばすことができる。したがって、第1レーザ光の1回の照射によって、実施の形態1および2の構成に比べ、結晶成長をより長くすることが可能となる。   Therefore, compared to the configuration in which only the first laser beam is irradiated, the laser crystallization apparatus 100 can greatly extend the crystal growth distance. Therefore, the crystal growth can be made longer by one irradiation of the first laser light as compared with the configurations of the first and second embodiments.

それゆえ、マスク15におけるスリットのスリット幅を広くすることが可能となる。したがって、本実施の形態では、実施の形態1および実施の形態2に比べて、より巨大な角型結晶を形成することも可能となる。   Therefore, the slit width of the slit in the mask 15 can be increased. Therefore, in the present embodiment, a larger square crystal can be formed as compared with the first and second embodiments.

なお、上記においては、マスク15を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、マスク15の代わりにマスク15a、マスク15b、マスク15c、マスク150、またはマスク150aを用いてもよい。   In the above description, the mask 15 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. The mask 15a, the mask 15b, the mask 15c, the mask 150, or the mask 150a may be used instead of the mask 15. Good.

また、図95には記載していないが、レーザ結晶化装置100に対し、レーザ光発振器30が出射するレーザ光を所望の寸法に整形するためのビーム整形光学系や、当該レーザ光を均一な強度で照射するためのビーム均一化光学系などを必要に応じて導入してもよい。   Although not shown in FIG. 95, a beam shaping optical system for shaping the laser light emitted from the laser light oscillator 30 to a desired size with respect to the laser crystallization apparatus 100 or a uniform laser light. A beam homogenizing optical system for irradiating with intensity may be introduced as necessary.

また、上記においては、第1レーザ光を非晶質半導体薄膜23に対して垂直方向から入射させ、第2レーザ光を非晶質半導体薄膜23に対し斜方から入射させたが、このような方向に限定されるものではない。   In the above description, the first laser light is incident on the amorphous semiconductor thin film 23 from the vertical direction, and the second laser light is incident on the amorphous semiconductor thin film 23 from an oblique direction. It is not limited to the direction.

また、第2照射領域が第1照射領域を包含するような構成を例に挙げたが、第2照射領域が第1照射領域を完全に包含しない場合であっても、照射領域が重複している領域があれば、当該領域については上述した効果を奏する。   In addition, the configuration in which the second irradiation region includes the first irradiation region has been described as an example. However, even when the second irradiation region does not completely include the first irradiation region, the irradiation regions overlap. If there is a region that is present, the above-described effects can be obtained for the region.

なお、上記の各実施の形態において用いたマスクのスリット形状を、矩形状としたが、これに限定されるものではない。例えば、スリット形状を円形や楕円形としてもよい。   In addition, although the slit shape of the mask used in each said embodiment was made into the rectangular shape, it is not limited to this. For example, the slit shape may be a circle or an ellipse.

また、上記においては、ステージ18が移動する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、マスクが移動する構成としてもよい。   In the above description, the configuration in which the stage 18 moves is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and a configuration in which the mask moves may be used.

また、上記においては、マスクが各マスク要素からなる構成を示した。つまり、物理的に一つのマスクを用いた構成を挙げて説明した。しかしながら、複数のマスクが集合して一つのマスクをなす構成であってもよい。この場合、複数のマスクのうち各マスクが、マスク要素に相当することになる。   In the above description, the mask is composed of each mask element. That is, the configuration using a single physical mask has been described. However, a configuration in which a plurality of masks are combined to form one mask may be used. In this case, each mask among the plurality of masks corresponds to a mask element.

また、上記の各実施形態においては、種結晶の形成方法として、交差する2つのスリットを用いる構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、単独のスリット(例えば、図3のスリット1−1a)で形成される針状結晶を上記の種結晶とし、当該種結晶を種結晶伸張用マスク要素群で伸張させる構成としてもよい。あるいは、円形の開口部(円状のスリット)を有するマスクを用いて形成される円状結晶を上記の種結晶とし、当該種結晶を種結晶伸張用マスク要素群で伸張させる構成としてもよい。さらに、第1のスリット、第1のスリットに垂直に配されたスリット、および第1のスリットに平行なスリットといったように、3つ以上のスリットを用いて種結晶を形成してもよい。   Further, in each of the above-described embodiments, the configuration using two intersecting slits has been described as an example of the method for forming a seed crystal. However, the present invention is not limited to this. For example, a needle-like crystal formed by a single slit (for example, slit 1-1a in FIG. 3) may be the above-described seed crystal, and the seed crystal may be stretched by a seed crystal stretching mask element group. Alternatively, a circular crystal formed using a mask having a circular opening (circular slit) may be used as the seed crystal, and the seed crystal may be stretched by the seed crystal stretching mask element group. Further, the seed crystal may be formed using three or more slits such as a first slit, a slit arranged perpendicular to the first slit, and a slit parallel to the first slit.

また、上記円状のスリットを有するマスクを介してレーザ光を照射することによって種結晶を伸張させる場合や、矩形の種結晶に対して斜め方向から矩形の開口部(矩形状のスリット)を有するマスクを介してレーザ光を照射することによって当該種結晶を伸張させる場合のように、レーザ結晶化装置によるレーザ結晶化の方法を、同一象限に関し2つの方向(例えば1X+方向および1Y+方向)に同時に種結晶を伸張させる構成とすることもできる。   In addition, when the seed crystal is extended by irradiating the laser beam through the mask having the circular slit, the rectangular seed crystal has a rectangular opening (rectangular slit) from an oblique direction. As in the case where the seed crystal is stretched by irradiating laser light through a mask, the laser crystallization method using the laser crystallization apparatus is performed simultaneously in two directions (for example, 1X + direction and 1Y + direction) in the same quadrant. The seed crystal may be extended.

また、図44に示したマスク15cにおいては、マスク要素21−1とマスク要素22−1とが種結晶形成用マスク要素に該当し、当該マスク15cによって、2つの種結晶を同時に生成できた。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではない。マスク要素の数と各マスク要素におけるスリットの配置とを適宜変更することにより、X軸方向に2つ以上の種結晶、および/または、Y軸方向に2つ以上の種結晶を同時に形成することもできる。   In the mask 15c shown in FIG. 44, the mask element 21-1 and the mask element 22-1 correspond to the seed crystal formation mask elements, and two seed crystals could be generated simultaneously by the mask 15c. However, the present invention is not limited to this. Two or more seed crystals in the X-axis direction and / or two or more seed crystals in the Y-axis direction are simultaneously formed by appropriately changing the number of mask elements and the arrangement of slits in each mask element. You can also.

つまり、種結晶形成用マスク要素群が、上述した移動方向に沿って配された、第1方向に伸びた開口部を1つ以上有する第1形成マスク要素と、第2方向に伸びた開口部を1つ以上有する第2形成マスク要素とを備えていればよい。   That is, the seed crystal forming mask element group is arranged along the moving direction described above, the first forming mask element having one or more openings extending in the first direction, and the opening extending in the second direction. And a second formation mask element having one or more of the above.

今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   Each embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

レーザ結晶化装置の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the laser crystallization apparatus. 被処理物の断面を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the cross section of the to-be-processed object. 角型結晶を形成するためのマスクの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the mask for forming a square crystal. 種結晶形成用マスク要素を用いた第1照射と、マスク15が距離M移動した後の、他の種結晶形成用マスク要素を用いた第2照射とによって形成される種結晶の図心Pを原点とするX−Y直交座標系を示した図である。The centroid P of the seed crystal formed by the first irradiation using the mask element for seed crystal formation and the second irradiation using another mask element for seed crystal formation after the mask 15 has moved by the distance M It is the figure which showed the XY rectangular coordinate system made into an origin. 図3に示したマスクのスリット1−1aを用いて、第1照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 1st irradiation using the slit 1-1a of the mask shown in FIG. 図3に示したマスクのスリット2−1aを用いて、第2照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 2nd irradiation using the slit 2-1a of the mask shown in FIG. 図3に示したマスクのスリット3−1aを用いて、第3照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 3rd irradiation using the slit 3-1a of the mask shown in FIG. 図3に示したマスクのスリット3−2aを用いて、第4照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 4th irradiation using the slit 3-2a of the mask shown in FIG. 図3に示したマスクのスリット3−3aを用いて、第5照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object at the time of crystallizing by 5th irradiation using the slit 3-3a of the mask shown in FIG. 図3に示したマスクのスリット4−1aを用いて、第6照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object at the time of crystallizing by 6th irradiation using the slit 4-1a of the mask shown in FIG. 図3に示したマスクのスリット4−2aを用いて、第7照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 7th irradiation using the slit 4-2a of the mask shown in FIG. 図3に示したマスクのスリット4−3aを用いて、第8照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 8th irradiation using the slit 4-3a of the mask shown in FIG. 図3に示したマスクのスリット5−1aを用いて、第9照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 9th irradiation using the slit 5-1a of the mask shown in FIG. 図3に示したマスクのスリット5−2aを用いて、第10照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 10th irradiation using the slit 5-2a of the mask shown in FIG. 図3に示したマスクのスリット5−3aを用いて、第11照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 11th irradiation using the slit 5-3a of the mask shown in FIG. 図3に示したマスクのスリット6−1aを用いて、第12照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 12th irradiation using the slit 6-1a of the mask shown in FIG. 図3に示したマスクのスリット6−2aを用いて、第13照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object at the time of crystallizing by 13th irradiation using the slit 6-2a of the mask shown in FIG. 図3に示したマスクのスリット6−3aを用いて、第14照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 14th irradiation using the slit 6-3a of the mask shown in FIG. 種結晶と、最終的に形成される角型結晶との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between a seed crystal and the square crystal finally formed. 角型結晶を形成するための他のマスクの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the other mask for forming a square crystal. 図20に示したマスクのスリット1−1aを用いて、第1照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 1st irradiation using the slit 1-1a of the mask shown in FIG. 図20に示したマスクのスリット2−1aを用いて、第2照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。FIG. 21 is a top view of an object to be processed when crystallization is performed by second irradiation using the slit 2-1a of the mask shown in FIG. 図20に示したマスクのスリット3−1aを用いて、第3照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。FIG. 21 is a top view of an object to be processed when crystallization is performed by third irradiation using the slit 3-1a of the mask shown in FIG. 図20に示したマスクのスリット4−1aを用いて、第4照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 4th irradiation using the slit 4-1a of the mask shown in FIG. 図20に示したマスクのスリット3−2aを用いて、第5照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 5th irradiation using the slit 3-2a of the mask shown in FIG. 図20に示したマスクのスリット4−2aを用いて、第6照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 6th irradiation using the slit 4-2a of the mask shown in FIG. 図20に示したマスクのスリット3−3aを用いて、第7照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 7th irradiation using the slit 3-3a of the mask shown in FIG. 図20に示したマスクのスリット4−3aを用いて、第8照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 8th irradiation using the slit 4-3a of the mask shown in FIG. 図20に示したマスクのスリット5−1aを用いて、第9照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 9th irradiation using the slit 5-1a of the mask shown in FIG. 図20に示したマスクのスリット6−1aを用いて、第10照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 10th irradiation using the slit 6-1a of the mask shown in FIG. 図20に示したマスクのスリット5−2aを用いて、第11照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 11th irradiation using the slit 5-2a of the mask shown in FIG. 図20に示したマスクのスリット6−2aを用いて、第12照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 12th irradiation using the slit 6-2a of the mask shown in FIG. 図20に示したマスクのスリット5−3aを用いて、第13照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 13th irradiation using the slit 5-3a of the mask shown in FIG. 図20に示したマスクのスリット6−3aを用いて、第14照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 14th irradiation using the slit 6-3a of the mask shown in FIG. 角型結晶を形成するための、さらに他のマスクの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the further another mask for forming a square crystal. 図35に示したマスクのスリット11−1aを用いて、第1照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 1st irradiation using the slit 11-1a of the mask shown in FIG. 図35に示したマスクのスリット12−1aを用いて、第2照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 2nd irradiation using the slit 12-1a of the mask shown in FIG. 図35に示したマスクのスリット13−1aおよびスリット14−1aを用いて、第3照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 3rd irradiation using the slit 13-1a and the slit 14-1a of the mask shown in FIG. 図35に示したマスクのスリット13−2aおよびスリット14−2aを用いて、第4照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 4th irradiation using the slit 13-2a and slit 14-2a of the mask shown in FIG. 図35に示したマスクのスリット13−3aおよびスリット14−3aを用いて、第5照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 5th irradiation using the slit 13-3a and the slit 14-3a of the mask shown in FIG. 図35に示したマスクのスリット15−1aおよびスリット16−1aを用いて、第6照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 6th irradiation using the slit 15-1a and the slit 16-1a of the mask shown in FIG. 図35に示したマスクのスリット15−2aおよびスリット16−2aを用いて、第7照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 7th irradiation using the slit 15-2a and slit 16-2a of the mask shown in FIG. 図35に示したマスクのスリット15−3aおよびスリット16−3aを用いて、第8照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 8th irradiation using the slit 15-3a and slit 16-3a of the mask shown in FIG. 角型結晶を形成するための、さらに他のマスクの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the further another mask for forming a square crystal. 図44に示したマスクのスリット21−1aおよびスリット21−1−bを用いて、第1照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 1st irradiation using the slit 21-1a and slit 21-1-b of the mask shown in FIG. 図44に示したマスクのスリット22−1aを用いて、第2照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 2nd irradiation using the slit 22-1a of the mask shown in FIG. 図44に示したマスクのスリット23−1aおよびスリット23−1bを用いて、第3照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 3rd irradiation using the slit 23-1a and the slit 23-1b of the mask shown in FIG. 図44に示したマスクのスリット23−2aおよびスリット23−2bを用いて、第4照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 4th irradiation using the slit 23-2a and slit 23-2b of the mask shown in FIG. 図44に示したマスクのスリット24−1aおよびスリット24−1bを用いて、第5照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 5th irradiation using the slit 24-1a and the slit 24-1b of the mask shown in FIG. 図44に示したマスクのスリット24−2aおよびスリット24−2bを用いて、第6照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 6th irradiation using the slit 24-2a and slit 24-2b of the mask shown in FIG. 図44に示したマスクのスリット24−3aおよびスリット24−3bを用いて、第7照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 7th irradiation using the slit 24-3a and slit 24-3b of the mask shown in FIG. 図44に示したマスクのスリット25−1aを用いて、第8照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 8th irradiation using the slit 25-1a of the mask shown in FIG. 図44に示したマスクのスリット25−2aを用いて、第9照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 9th irradiation using the slit 25-2a of the mask shown in FIG. 図44に示したマスクのスリット25−3aを用いて、第10照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 10th irradiation using the slit 25-3a of the mask shown in FIG. 図44に示したマスクのスリット26−1aを用いて、第11照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 11th irradiation using the slit 26-1a of the mask shown in FIG. 図44に示したマスクのスリット26−2aを用いて、第12照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 12th irradiation using the slit 26-2a of the mask shown in FIG. 図44に示したマスクのスリット26−3aを用いて、第13照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 13th irradiation using the slit 26-3a of the mask shown in FIG. 第1結晶化領域に角型結晶を途中まで形成した後、第2結晶化領域に対して、他のマスクのスリット1−1aを用いて第1照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。After forming a square crystal in the first crystallization region partway, the second crystallization region is subjected to crystallization by first irradiation using the slit 1-1a of another mask. It is a top view of a thing. 上記他のマスクのスリット2−1aを用いて、第2照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 2nd irradiation using the slit 2-1a of said other mask. 上記他のマスクのスリット3−1aを用いて、第3照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 3rd irradiation using the slit 3-1a of said other mask. 上記他のマスクのスリット3−2aを用いて、第4照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object at the time of crystallizing by 4th irradiation using the slit 3-2a of said other mask. 上記他のマスクのスリット4−1aを用いて、第5照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 5th irradiation using the slit 4-1a of said other mask. 上記他のマスクのスリット4−2aを用いて、第6照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 6th irradiation using the slit 4-2a of said other mask. 上記他のマスクのスリット4−3aを用いて、第7照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object at the time of crystallizing by 7th irradiation using the slit 4-3a of said other mask. 上記他のマスクのスリット5−1aを用いて、第8照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 8th irradiation using the slit 5-1a of said other mask. 上記他のマスクのスリット5−2aを用いて、第9照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object at the time of crystallizing by 9th irradiation using the slit 5-2a of said other mask. 上記他のマスクのスリット5−3aを用いて、第10照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object at the time of crystallizing by 10th irradiation using the slit 5-3a of said other mask. 上記他のマスクのスリット6−1aを用いて、第11照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object at the time of crystallizing by 11th irradiation using the slit 6-1a of said other mask. 上記他のマスクのスリット6−2aを用いて、第12照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 12th irradiation using the slit 6-2a of said other mask. 上記他のマスクのスリット6−3aを用いて、第13照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object at the time of crystallizing by 13th irradiation using the slit 6-3a of said other mask. 他の実施の形態に係る、角型結晶を形成するためのマスクの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the mask for forming a square crystal based on other embodiment. 図71に示したマスクのスリット1−1aを用いて、第1照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。FIG. 72 is a top view of an object to be processed when crystallization is performed by first irradiation using the slit 1-1a of the mask shown in FIG. 71. 図71に示したマスクのスリット2−1aを用いて、第2照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。FIG. 72 is a top view of an object to be processed when crystallization is performed by second irradiation using the slit 2-1a of the mask shown in FIG. 71. 図71に示したマスクのスリット3−1aを用いて、第3照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。FIG. 72 is a top view of an object to be processed when crystallization is performed by third irradiation using the slit 3-1a of the mask shown in FIG. 71. 図71に示したマスクのスリット4−1aを用いて、第4照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。FIG. 72 is a top view of an object to be processed when crystallization is performed by fourth irradiation using the slit 4-1a of the mask shown in FIG. 71. 図71に示したマスクのスリット5−1aを用いて、第5照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。FIG. 72 is a top view of an object to be processed when crystallization is performed by fifth irradiation using the slit 5-1a of the mask shown in FIG. 71. 図71に示したマスクのスリット6−1aを用いて、第6照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。FIG. 72 is a top view of an object to be processed when crystallization is performed by sixth irradiation using the slit 6-1a of the mask shown in FIG. 71. 図71に示したマスクのスリット3−2aを用いて、第7照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。FIG. 72 is a top view of an object to be processed when crystallization is performed by seventh irradiation using the slit 3-2a of the mask shown in FIG. 71. 図71に示したマスクのスリット4−2aを用いて、第8照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。FIG. 72 is a top view of an object to be processed when crystallization is performed by eighth irradiation using the slit 4-2a of the mask shown in FIG. 71. 図71に示したマスクのスリット5−2aを用いて、第9照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。FIG. 72 is a top view of an object to be processed when crystallization is performed by ninth irradiation using the slit 5-2a of the mask shown in FIG. 71. 図71に示したマスクのスリット6−2aを用いて、第10照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。FIG. 72 is a top view of an object to be processed when crystallization is performed by tenth irradiation using the slit 6-2a of the mask shown in FIG. 71. 図71に示したマスクのスリット3−3aを用いて、第11照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。FIG. 72 is a top view of an object to be processed when crystallization is performed by eleventh irradiation using the slit 3-3a of the mask shown in FIG. 71. 図71に示したマスクのスリット4−3aを用いて、第12照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。FIG. 72 is a top view of an object to be processed when crystallization is performed by twelfth irradiation using the slit 4-3a of the mask shown in FIG. 71. 図71に示したマスクのスリット5−3aを用いて、第13照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。FIG. 72 is a top view of an object to be processed when crystallization is performed by thirteenth irradiation using the slit 5-3a of the mask shown in FIG. 71. 図71に示したマスクのスリット6−3aを用いて、第14照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。FIG. 72 is a top view of an object to be processed when crystallization is performed by 14th irradiation using the slit 6-3a of the mask shown in FIG. 71. 角型結晶を形成するための他のマスクの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the other mask for forming a square crystal. 図86に示したマスクのスリット11−1aを用いて、第1照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 1st irradiation using the slit 11-1a of the mask shown in FIG. 図86に示したマスクのスリット12−1aを用いて、第2照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 2nd irradiation using the slit 12-1a of the mask shown in FIG. 図86に示したマスクのスリット13−1aおよびスリット14−1aを用いて、第3照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 3rd irradiation using the slit 13-1a and the slit 14-1a of the mask shown in FIG. 図86に示したマスクのスリット15−1aおよびスリット16−1aを用いて、第4照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 4th irradiation using the slit 15-1a and the slit 16-1a of the mask shown in FIG. 図86に示したマスクのスリット13−2aおよびスリット14−2aを用いて、第5照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 5th irradiation using the slit 13-2a and the slit 14-2a of the mask shown in FIG. 図86に示したマスクのスリット15−2aおよびスリット16−2aを用いて、第6照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 6th irradiation using the slit 15-2a and slit 16-2a of the mask shown in FIG. 図86に示したマスクのスリット13−3aおよびスリット14−3aを用いて、第7照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 7th irradiation using the slit 13-3a and slit 14-3a of the mask shown in FIG. 図86に示したマスクのスリット15−3aおよびスリット16−3aを用いて、第8照射により結晶化を行った場合における、被処理物の上面図である。It is a top view of a to-be-processed object in the case of crystallizing by 8th irradiation using the slit 15-3a and slit 16-3a of the mask shown in FIG. さらに他の実施の形態に係るレーザ結晶化装置の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the laser crystallization apparatus which concerns on other embodiment. 従来のマスクを示した図である。It is the figure which showed the conventional mask. 上記従来のマスクを用いて結晶を成長させる過程における結晶の成長状態を示した図であり、(a)は上記マスクによって基板上に形成されるレーザ光の照射パターンを示した図であり、(b)は(a)に示した照射パターンを有するレーザ光によって基板上に形成される結晶を示した図であり、(c)はマスクを基板に対して(a)の矢印の方向に長さMだけ相対的に移動させた後にレーザ光を照射した場合における、基板上に形成される結晶を示した図であり、(d)はマスクをさらに長さMだけ相対的に移動させた後にレーザ光を照射した場合における、基板上に形成される結晶を示した図であり、(e)はマスクをさらに長さMだけ相対的に移動させた後にレーザ光を照射した場合における、基板上に形成される結晶を示した図である。It is the figure which showed the growth state of the crystal | crystallization in the process of growing a crystal using the said conventional mask, (a) is the figure which showed the irradiation pattern of the laser beam formed on a board | substrate by the said mask, b) is a view showing a crystal formed on a substrate by laser light having the irradiation pattern shown in (a), and (c) is a length of the mask in the direction of the arrow of (a) with respect to the substrate. It is the figure which showed the crystal | crystallization formed on a board | substrate at the time of irradiating a laser beam after moving only relatively M, (d) is a laser after moving a mask further only by length M. It is the figure which showed the crystal | crystallization formed on a board | substrate in the case of irradiating light, (e) is a figure on the board | substrate in the case of irradiating a laser beam after moving a mask by the length M further relatively. It is the figure which showed the crystal | crystallization formed. . 図97に示した基板上の領域において成長する結晶の状態を図97に対応付けて示した図であって、(a)は第1照射によって上記領域に形成される結晶を示した図であり、(b)は第2照射によって上記領域に形成される結晶を示した図であり、(c)は第3照射によって上記領域に形成される結晶を示した図であり、(d)は第4照射によって上記領域に形成される結晶を示した図である。97 is a diagram showing the state of crystals grown in the region on the substrate shown in FIG. 97 in association with FIG. 97, and (a) is a diagram showing crystals formed in the region by the first irradiation. (B) is the figure which showed the crystal | crystallization formed in the said area | region by 2nd irradiation, (c) is the figure which showed the crystal | crystallization formed in the said area | region by 3rd irradiation, (d) It is the figure which showed the crystal | crystallization formed in the said area | region by 4 irradiation. 従来の他のマスクを示した図である。It is the figure which showed the other conventional mask. 図99のマスクを用いて結晶を成長させる過程における結晶の成長状態を示した図であって、(a)は上記マスクによって基板上に形成されるレーザ光の照射パターンを示した図であり、(b)は(a)に示した照射パターンを有するレーザ光によって基板上に形成される結晶を示した図であり、(c)は上記マスクを基板に対して(a)の矢印の方向に長さMだけ相対的に移動させた後にレーザ光を照射した場合における、基板上に形成される結晶を示した図であり、(d)は上記マスクをさらに長さMだけさらに相対的に移動させた後にレーザ光を照射した場合における、基板上に形成される結晶を示した図であり、(e)は上記マスクさらに長さMだけさらに相対的に移動させた後に、レーザ光を照射した場合における、基板80上に形成される結晶を示した図である。FIG. 99 is a diagram illustrating a crystal growth state in the process of growing a crystal using the mask of FIG. 99, and (a) is a diagram illustrating an irradiation pattern of a laser beam formed on the substrate by the mask; (B) is the figure which showed the crystal | crystallization formed on a board | substrate with the laser beam which has the irradiation pattern shown to (a), (c) is the said mask in the direction of the arrow of (a) with respect to a board | substrate. It is the figure which showed the crystal | crystallization formed on a board | substrate at the time of irradiating a laser beam after moving only by the length M, (d) is a further relative movement of the said mask only by the length M. It is the figure which showed the crystal | crystallization formed on a board | substrate in the case of irradiating with a laser beam after having been made, (e) is irradiated with the laser beam after moving further relative to the said mask and length M further. On the substrate 80 in the case It is a diagram showing a crystal made. 図100に示した基板上の領域において成長する結晶の状態を図100に対応付けて示した図であって、(a)は第1照射によって上記領域に形成される結晶を示した図であり、(b)は第2照射によって上記領域に形成される結晶を示した図であり、(c)は第3照射によって上記領域に形成される結晶を示した図であり、(d)は第4照射によって上記領域に形成される結晶を示した図である。FIG. 100 is a diagram showing the state of crystals grown in the region on the substrate shown in FIG. 100 in association with FIG. 100, and (a) is a diagram showing crystals formed in the region by the first irradiation. (B) is the figure which showed the crystal | crystallization formed in the said area | region by 2nd irradiation, (c) is the figure which showed the crystal | crystallization formed in the said area | region by 3rd irradiation, (d) It is the figure which showed the crystal | crystallization formed in the said area | region by 4 irradiation. 図99のマスクを用いた場合における第1照射により形成される結晶を示した図である。FIG. 100 is a diagram showing a crystal formed by the first irradiation when the mask of FIG. 99 is used. 図99のマスクを用いた場合における第2照射により形成される結晶を示した図である。FIG. 99 is a diagram showing a crystal formed by the second irradiation when the mask of FIG. 99 is used. 図99のマスクを用いた場合における第3照射により形成される結晶を示した図である。FIG. 100 is a diagram showing a crystal formed by third irradiation when the mask of FIG. 99 is used. 図99のマスクを用いた場合における第4照射により形成される結晶を示した図である。FIG. 100 is a diagram showing a crystal formed by the fourth irradiation when the mask of FIG. 99 is used. 種結晶と最終的に形成される角型結晶との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between a seed crystal and the square crystal finally formed. 上記第1照射と上記第2照射とによって形成される種結晶の図心Pを原点とするX−Y直交座標系を示した図である。It is the figure which showed the XY orthogonal coordinate system which makes the origin the centroid P of the seed crystal formed by the said 1st irradiation and the said 2nd irradiation.

符号の説明Explanation of symbols

1,100 レーザ結晶化装置、10,30 レーザ光発振器、15,15a,15b,15c,150,150a マスク、18 ステージ、19 制御装置、20 被処理物。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 Laser crystallization apparatus, 10, 30 Laser light oscillator, 15, 15a, 15b, 15c, 150, 150a Mask, 18 stages, 19 Control apparatus, 20 To-be-processed object.

Claims (36)

開口部を有し、当該開口部を介して、相対的に移動する被処理物に対してレーザ光を照射することによって、前記被処理物上に照射パターンを形成するためのマスクであって、
前記移動方向に沿って配された、種結晶形成用マスク要素群と種結晶伸張用マスク要素群とを備え、
前記レーザ光の照射によって略閉ループの結晶粒界に包囲された種結晶が形成するように、前記種結晶形成用マスク要素群の開口部が配置され、
前記種結晶中の特定位置を原点とするX−Y直交座標系について、kを1から4の自然数とし、第k象限におけるX軸正方向をkX+と、X軸負方向をkX−と、Y軸正方向をkY+と、Y軸負方向をkY−とすると、
前記種結晶形成用マスク要素群に続く前記種結晶伸張用マスク要素群を介して照射される前記レーザ光の照射タイミングの制御と、前記移動の制御とにより、前記形成された略閉ループの結晶粒界に包囲された種結晶が、1X+、1Y+、2X−、2Y+、3X−、3Y−、4X+、および4Y−の各方向に伸張するように、前記種結晶伸張用マスク要素群の開口部が配置されている、マスク。
A mask for forming an irradiation pattern on the object to be processed by irradiating a laser beam to the object to be processed that has an opening and moves relatively through the opening,
A seed crystal forming mask element group and a seed crystal stretching mask element group arranged along the moving direction,
An opening of the mask element group for seed crystal formation is arranged so that a seed crystal surrounded by a substantially closed-loop crystal grain boundary is formed by the laser light irradiation,
In the XY orthogonal coordinate system having the specific position in the seed crystal as the origin, k is a natural number of 1 to 4, the X axis positive direction in the kth quadrant is kX +, the X axis negative direction is kX−, Y If the positive axis direction is kY + and the negative Y axis direction is kY−,
The substantially closed-loop crystal grains formed by controlling the irradiation timing of the laser beam irradiated through the seed crystal stretching mask element group following the seed crystal forming mask element group and the movement control. The opening of the mask element group for seed crystal extension is formed so that the seed crystal surrounded by the boundary extends in each direction of 1X +, 1Y +, 2X−, 2Y +, 3X−, 3Y−, 4X +, and 4Y−. The mask that has been placed.
前記1Y+および前記2Y+の2方向、前記2X−および前記3X−の2方向、前記3Y−および前記4Y−の2方向、ならびに前記1X+および前記4X+の2方向のうち、少なくともいずれか1つの2方向に前記種結晶を同時伸張するように、前記種結晶伸張用マスク要素群の開口部が配置されている、請求項1に記載のマスク。   At least one of the two directions 1Y + and 2Y +, the two directions 2X- and 3X-, the two directions 3Y- and 4Y-, and the two directions 1X + and 4X + 2. The mask according to claim 1, wherein an opening of the seed crystal stretching mask element group is disposed so as to simultaneously stretch the seed crystal. 前記種結晶伸張用マスク要素群は、X軸正方向をX+と、X軸負方向をX−と、Y軸正方向をY+と、Y軸負方向をY−とし、nを1以上の自然数とすると、前記Y+方向に前記種結晶を伸張させるための第4n−3開口部を有する第4n−3伸張マスク要素と、前記Y−方向に前記種結晶を伸張させるための第4n−2開口部を有する第4n−2伸張マスク要素と、前記X+方向に前記種結晶を伸張させるための第4n−1開口部を有する第4n−1伸張マスク要素と、前記X−方向に前記種結晶を伸張させるための第4n開口部を有する第4n伸張マスク要素とを備える、請求項1または2に記載のマスク。   The seed crystal stretching mask element group has an X-axis positive direction as X +, an X-axis negative direction as X-, a Y-axis positive direction as Y +, and a Y-axis negative direction as Y-, and n is a natural number of 1 or more. A fourth n-3 extension mask element having a fourth n-3 opening for extending the seed crystal in the Y + direction, and a fourth n-2 opening for extending the seed crystal in the Y- direction. A 4n-2 stretch mask element having a portion, a 4n-1 stretch mask element having a 4n-1 opening for stretching the seed crystal in the X + direction, and the seed crystal in the X- direction. A mask according to claim 1 or 2, comprising a fourth n stretch mask element having a fourth n opening for stretching. 前記第4n−3開口部の各開口部は、前記nの値に関わらず、それぞれ平行に配され、
前記第4n−2開口部の各開口部は、前記nの値に関わらず、それぞれ平行に配され、
前記第4n−1開口部の各開口部は、前記nの値に関わらず、それぞれ平行に配され、
前記第4n開口部の各開口部は、前記nの値に関わらず、それぞれ平行に配されている、請求項3に記載のマスク。
The openings of the fourth n-3 opening are arranged in parallel regardless of the value of n,
Each opening of the fourth n-2 opening is arranged in parallel regardless of the value of n,
Each opening of the fourth n-1 opening is arranged in parallel regardless of the value of n,
4. The mask according to claim 3, wherein the openings of the fourth n opening are arranged in parallel regardless of the value of n. 5.
sを1以上の自然数、第s伸張マスク要素の第s開口部によって、基板上に形成される照射パターンを第s照射パターンとすると、
前記nの値が1のときの第1照射パターンは、少なくとも第1象限および第2象限の結晶粒界の一部を含むように、種結晶と重なり、
前記nの値が1のときの第2照射パターンは、少なくとも第3象限および第4象限の結晶粒界の一部を含むように、種結晶と重なり、
前記nの値が1のときの第3照射パターンは、少なくとも第1象限および第4象限の結晶粒界の一部を含むように、種結晶と重なり、
前記nの値が1のときの第4照射パターンは、少なくとも第2象限および第4象限の結晶粒界の一部を含むように、種結晶と重なるように、第1〜4開口部が配置されている、請求項4に記載のマスク。
When s is a natural number equal to or greater than 1 and the irradiation pattern formed on the substrate by the sth opening of the sth expansion mask element is the sth irradiation pattern,
The first irradiation pattern when the value of n is 1 overlaps the seed crystal so as to include at least a part of the crystal grain boundaries of the first quadrant and the second quadrant,
The second irradiation pattern when the value of n is 1 overlaps with the seed crystal so as to include at least a part of the crystal grain boundaries in the third quadrant and the fourth quadrant,
The third irradiation pattern when the value of n is 1 overlaps with the seed crystal so as to include at least a part of the crystal grain boundaries of the first quadrant and the fourth quadrant,
In the fourth irradiation pattern when the value of n is 1, the first to fourth openings are arranged so as to overlap the seed crystal so as to include at least part of the crystal grain boundaries in the second quadrant and the fourth quadrant. The mask according to claim 4, wherein
前記第4n−3伸張マスク要素と第4n−2伸張マスク要素と第4n−1伸張マスク要素と第4n伸張マスク要素との各マスク要素に関し、nの値がkであるときのマスク要素をk番目のマスク要素とし、nの値がk+1であるときのマスク要素をk+1番目のマスク要素とし、さらに、前記k番目のマスク要素の開口部をk番目の開口部と、前記k+1番目のマスク要素の開口部をk+1番目の開口部と、前記k番目の開口部の前記第1方向における中心線を第1方向におけるk番目の中心線とし、前記k番目の開口部の前記第2方向における中心線を第2方向におけるk番目の中心線とすると、
前記第4n−3伸張マスク要素に関しては、前記k+1番目のマスク要素は、前記k番目のマスク要素に対し前記種結晶形成用マスク要素群とは反対側に配されるとともに、前記k+1番目の開口部の一部が、前記第2方向の前記一方の向き側において前記第1方向におけるk番目の中心線と重なり、
前記第4n−2伸張マスク要素に関しては、前記k+1番目のマスク要素は、前記k番目のマスク要素に対し前記種結晶形成用マスク要素群とは反対側に配されるとともに、前記k+1番目の開口部の一部が、前記第2方向の前記他方の向き側において前記第1方向におけるk番目の中心線と重なり、
前記第4n−1伸張マスク要素に関しては、前記k+1番目のマスク要素は、前記k番目のマスク要素に対し前記種結晶形成用マスク要素群とは反対側に配されるとともに、前記k+1番目の開口部の一部が、前記第1方向の前記一方の向き側において前記第2方向におけるk番目の中心線と重なり、
前記第4n伸張マスク要素に関しては、前記k+1番目のマスク要素は、前記k番目のマスク要素に対し前記種結晶形成用マスク要素群とは反対側に配されるとともに、前記k+1番目の開口部の一部が、前記第1方向の前記他方の向き側において前記第2方向におけるk番目の中心線と重なる、請求項5に記載のマスク。
For each mask element of the 4n-3 expanded mask element, the 4n-2 expanded mask element, the 4n-1 expanded mask element, and the 4n expanded mask element, the mask element when the value of n is k is k The mask element when the value of n is k + 1 is the (k + 1) th mask element, the opening of the kth mask element is the kth opening, and the k + 1th mask element And the center of the k-th opening in the first direction is the k-th center line in the first direction, and the center of the k-th opening in the second direction. If the line is the kth centerline in the second direction,
With respect to the 4n-3 extended mask element, the (k + 1) th mask element is disposed on the opposite side of the seed crystal formation mask element group with respect to the kth mask element, and the (k + 1) th opening. A portion of the portion overlaps the kth center line in the first direction on the one direction side in the second direction;
With respect to the 4n-2 stretched mask element, the (k + 1) th mask element is disposed on the opposite side to the seed crystal formation mask element group with respect to the kth mask element, and the (k + 1) th opening. A portion of the portion overlaps the kth center line in the first direction on the other direction side of the second direction;
Regarding the 4n-1 extended mask element, the (k + 1) th mask element is disposed on the opposite side of the seed crystal forming mask element group with respect to the kth mask element, and the (k + 1) th opening. A portion of the portion overlaps the kth center line in the second direction on the one direction side in the first direction;
With respect to the 4nth extended mask element, the (k + 1) th mask element is disposed on the opposite side of the seed crystal forming mask element group with respect to the kth mask element, and the k + 1th opening portion is provided. The mask according to claim 5, wherein a part of the mask overlaps with the kth center line in the second direction on the other direction side in the first direction.
前記第4n−3伸張マスク要素と、第4n−2伸張マスク要素と、第4n−1伸張マスク要素と、第4n伸張マスク要素とが、前記nの値に関わらず、この順に配されている、請求項6に記載のマスク。   The 4n-3 expanded mask element, the 4n-2 expanded mask element, the 4n-1 expanded mask element, and the 4n expanded mask element are arranged in this order regardless of the value of n. The mask according to claim 6. 前記第4n−3伸張マスク要素と、前記第4n−1伸張マスク要素と、前記第4n−2伸張マスク要素と、前記第4n伸張マスク要素とが、前記nの値に関わらず、この順に配されている、請求項6に記載のマスク。   The fourth n-3 stretched mask element, the fourth n-1 stretched mask element, the fourth n-2 stretched mask element, and the fourth n stretched mask element are arranged in this order regardless of the value of n. The mask according to claim 6, wherein 前記第4n−3伸張マスク要素についての前記k番目のマスク要素と、前記第4n−3伸張マスク要素についての前記k+1番目のマスク要素と、前記第4n−2伸張マスク要素についての前記k番目のマスク要素と、前記第4n−2伸張マスク要素についての前記k+1番目のマスク要素と、前記第4n−1伸張マスク要素についての前記k番目のマスク要素と、前記第4n−1伸張マスク要素についての前記k+1番目のマスク要素と、前記第4n伸張マスク要素についての前記k番目のマスク要素と、前記第4n伸張マスク要素についての前記k+1番目のマスク要素とが、前記kの値に関わらず、この順に配されている、請求項6に記載のマスク。   The kth mask element for the 4n-3 stretched mask element, the k + 1th mask element for the 4n-3 stretched mask element, and the kth mask element for the 4n-2 stretched mask element. A mask element, the k + 1th mask element for the 4n-2 stretched mask element, the kth mask element for the 4n-1 stretched mask element, and the 4n-1 stretched mask element. The k + 1th mask element, the kth mask element for the 4n expanded mask element, and the k + 1th mask element for the 4n expanded mask element, regardless of the value of k, The mask according to claim 6 arranged in order. 前記第4n−3伸張マスク要素についての前記k番目のマスク要素と、前記第4n−2伸張マスク要素についての前記k番目のマスク要素と、前記第4n−3伸張マスク要素についての前記k+1番目のマスク要素と、前記第4n−2伸張マスク要素についての前記k+1番目のマスク要素と、前記第4n−1伸張マスク要素についての前記k番目のマスク要素と、前記第4n伸張マスク要素についての前記k番目のマスク要素と、前記第4n−1伸張マスク要素についての前記k+1番目のマスク要素と、前記第4n伸張マスク要素についての前記k+1番目のマスク要素とが、前記kの値に関わらず、この順に配されている、請求項6に記載のマスク。   The k-th mask element for the 4n-3 stretched mask element, the k-th mask element for the 4n-2 stretched mask element, and the k + 1-th for the 4n-3 stretched mask element. A mask element, the k + 1th mask element for the 4n-2 stretched mask element, the kth mask element for the 4n-1 stretched mask element, and the k for the 4n stretched mask element. The k + 1th mask element for the 4n-1 expanded mask element, and the k + 1th mask element for the 4n expanded mask element, regardless of the value of k. The mask according to claim 6 arranged in order. 前記第4n−3伸張マスク要素についての前記k番目のマスク要素と、前記第4n−2伸張マスク要素についての前記k番目のマスク要素と、前記第4n−1伸張マスク要素についての前記k番目のマスク要素と、前記第4n伸張マスク要素についての前記k番目のマスク要素と、前記第4n−3伸張マスク要素についての前記k+1番目のマスク要素と、前記第4n−2伸張マスク要素についての前記k+1番目のマスク要素と、前記第4n−1伸張マスク要素についての前記k+1番目のマスク要素と、前記第4n伸張マスク要素についての前記k+1番目のマスク要素とが、前記kの値に関わらず、この順に配されている、請求項6に記載のマスク。   The kth mask element for the 4n-3 stretched mask element, the kth mask element for the 4n-2 stretched mask element, and the kth mask element for the 4n-1 stretched mask element. A mask element, the kth mask element for the 4n expanded mask element, the k + 1th mask element for the 4n-3 expanded mask element, and the k + 1 for the 4n-2 expanded mask element. The k + 1th mask element for the 4n-1 expanded mask element, and the k + 1th mask element for the 4n expanded mask element, regardless of the value of k. The mask according to claim 6 arranged in order. 前記種結晶伸張用マスク要素群は、nを1以上の自然数とすると、前記Y+方向に前記種結晶を伸張させるための第2n−1のA開口部および前記Y−方向に前記種結晶を伸張させるための第2n−1のB開口部を有する第2n−1伸張マスク要素と、前記X+方向に前記種結晶を伸張させるための第2nのA開口部および前記X−方向に前記種結晶を伸張させるための第2nのB開口部を有する第2n伸張マスク要素とを備える、請求項1または2に記載のマスク。   The mask element group for extending the seed crystal extends a second n−1 A opening for extending the seed crystal in the Y + direction and the seed crystal in the Y− direction, where n is a natural number of 1 or more. A second n-1 stretched mask element having a 2n-1 B opening for forming the second crystal, a second n A opening for stretching the seed crystal in the X + direction, and the seed crystal in the X-direction. 3. A mask according to claim 1 or 2, comprising a second n stretch mask element having a second n B opening for stretching. 前記第2n−1のA開口部の各開口部は、前記nの値に関わらず、それぞれ平行に配され、
前記第2n−1のB開口部の各開口部は、前記nの値に関わらず、それぞれ平行に配されるとともに、前記第2n−1のA開口部に平行に配され、
前記第2nのA開口部の各開口部は、前記nの値に関わらず、それぞれ平行に配され、
前記第2nのB開口部の各開口部は、前記nの値に関わらず、それぞれ平行に配されるとともに、前記第2nのA開口部に平行に配されている、請求項12に記載のマスク。
The openings of the (2n-1) th A openings are arranged in parallel regardless of the value of the n,
Each opening of the 2n-1 B opening is arranged in parallel regardless of the value of n, and is arranged in parallel to the 2n-1 A opening,
The openings of the second n A openings are arranged in parallel regardless of the value of n,
The openings of the second n B openings are arranged in parallel with each other regardless of the value of the n, and are arranged in parallel with the second n A openings. mask.
tを1以上の自然数、第t伸張マスクの第tのA開口部によって、基板上に形成される照射パターンを第tA照射パターンと、第t伸張マスクの第tのB開口部によって、基板上に形成される照射パターンを第tB照射パターンとすると、
前記nの値が1のときの第1A照射パターンは、少なくとも第1象限および第2象限の結晶粒界の一部を含むように、種結晶と重なり、
前記nの値が1のときの第1B照射パターンは、少なくとも第3象限および第4象限の結晶粒界の一部を含むように、種結晶と重なり、
前記nの値が1のときの第2A照射パターンは、少なくとも第1象限および第4象限の結晶粒界の一部を含むように、種結晶と重なり、
前記nの値が1のときの第2B照射パターンは、少なくとも第2象限および第4象限の結晶粒界の一部を含むように、種結晶と重なるように、開口部が配置されている、請求項13に記載のマスク。
t is a natural number of 1 or more, and the irradiation pattern formed on the substrate by the tth A opening of the tth extension mask is the irradiation pattern formed on the substrate by the tA irradiation pattern and the tth B opening of the tth extension mask. When the irradiation pattern formed in the tB irradiation pattern is
The first A irradiation pattern when the value of n is 1 overlaps with the seed crystal so as to include at least a part of the grain boundaries of the first quadrant and the second quadrant,
The 1B irradiation pattern when the value of n is 1 overlaps with the seed crystal so as to include at least a part of the crystal grain boundaries in the third and fourth quadrants,
The second A irradiation pattern when the value of n is 1 overlaps with the seed crystal so as to include at least part of the crystal grain boundaries of the first quadrant and the fourth quadrant,
In the second B irradiation pattern when the value of n is 1, an opening is arranged so as to overlap with the seed crystal so as to include at least a part of the crystal grain boundary in the second quadrant and the fourth quadrant. The mask according to claim 13.
前記第2n−1伸張マスク要素と前記第2n伸張マスク要素とに関し、前記nの値がkであるときのマスク要素をk番目のマスク要素とし、nの値がk+1であるときのマスク要素をk+1番目のマスク要素とし、
さらに、前記k番目のマスク要素の前記2つの開口部をk番目のAの開口部とk番目のBの開口部と、前記k+1番目のマスク要素の前記2つの開口部をk+1番目のAの開口部とk+1番目のBの開口部とし、
さらに、前記k番目のAの開口部の前記第1方向における中心線を第1方向におけるk番目のAの中心線と、前記k番目のAの開口部の前記第2方向における中心線を第2方向におけるk番目のAの中心線と、前記k番目のBの開口部の前記第1方向における中心線を第1方向におけるk番目のBの中心線と、前記k番目のBの開口部の前記第2方向における中心線を第2方向におけるk番目のBの中心線とすると、
前記第2n−1伸張マスク要素に関しては、前記k+1番目のマスク要素は、前記k番目のマスク要素に対し前記種結晶形成用マスク要素群とは反対側に配されるとともに、前記k+1番目のAの開口部の一部が、前記第2方向の前記一方の向き側において前記第1方向におけるk番目のAの中心線と重なり、かつ前記k+1番目のBの開口部の一部が、前記第2方向の前記他方の向き側において前記第1方向におけるk番目のBの中心線と重なり、
前記第2n伸張マスク要素に関しては、前記k+1番目のマスク要素は、前記k番目のマスク要素に対し前記種結晶形成用マスク要素群とは反対側に配されるとともに、前記k+1番目のAの開口部の一部が、前記第1方向の前記一方の向き側において前記第2方向におけるk番目のAの中心線と重なり、かつ前記k+1番目のBの開口部の一部が、前記第1方向の前記他方の向き側において前記第2方向におけるk番目のBの中心線と重なる、請求項14に記載のマスク。
Regarding the second n-1 expanded mask element and the second n expanded mask element, the mask element when the value of n is k is the kth mask element, and the mask element when the value of n is k + 1 is k + 1 as the mask element,
Further, the two openings of the k-th mask element are k-th A openings and k-th B openings, and the two openings of the k + 1-th mask element are k + 1-th A openings. The opening and the (k + 1) th B opening,
Further, the center line in the first direction of the kth A opening is the kth A centerline in the first direction, and the centerline in the second direction of the kth A opening is in the second direction. The k-th A center line in two directions, the center line in the first direction of the k-th B opening, the k-th B center line in the first direction, and the k-th B opening If the center line in the second direction is the kth B center line in the second direction,
With respect to the 2n-1 stretched mask element, the (k + 1) th mask element is arranged on the opposite side of the seed crystal forming mask element group with respect to the kth mask element, and the (k + 1) th A Part of the opening overlaps the k-th A center line in the first direction on the one direction side in the second direction, and part of the k + 1-th B opening corresponds to the first direction. Overlapping the kth B centerline in the first direction on the other direction side in two directions,
Regarding the second n-th stretched mask element, the (k + 1) th mask element is disposed on the opposite side of the seed crystal forming mask element group with respect to the kth mask element, and the (k + 1) th A opening. A part of the portion overlaps the kth A center line in the second direction on the one direction side of the first direction, and a part of the (k + 1) th B opening is in the first direction. The mask according to claim 14, wherein the mask overlaps with the kth B center line in the second direction on the other facing side of the mask.
前記第2n−1伸張マスク要素についての前記k番目のマスク要素と、前記第2n−1伸張マスク要素についての前記k+1番目のマスク要素と、前記第2n伸張マスク要素についての前記k番目のマスク要素と、前記第2n伸張マスク要素についての前記k+1番目のマスク要素とが、kの値に関わらず、この順に配されている、請求項15に記載のマスク。   The kth mask element for the 2n-1 stretched mask element, the k + 1th mask element for the 2n-1 stretched mask element, and the kth mask element for the 2nn stretched mask element. The mask according to claim 15, wherein the (k + 1) th mask element for the second n expanded mask elements is arranged in this order regardless of the value of k. 前記第2n−1伸張マスク要素についての前記k番目のマスク要素と、前記第2n伸張マスク要素についての前記k番目のマスク要素と、前記第2n−1伸張マスク要素についての前記k+1番目のマスク要素と、前記第2n伸張マスク要素についての前記k+1番目のマスク要素とが、kの値に関わらず、この順に配されている、請求項15に記載のマスク。   The kth mask element for the 2n-1 stretched mask element, the kth mask element for the 2nn stretched mask element, and the k + 1th mask element for the 2n-1 stretched mask element. The mask according to claim 15, wherein the (k + 1) th mask element for the second n expanded mask elements is arranged in this order regardless of the value of k. 前記種結晶形成用マスク要素群は、前記移動方向に沿って配された、第1方向に伸びた第1開口部を有する第1マスク要素と、第2方向に伸びた第2開口部を有する第2マスク要素とを備える、請求項1から17のいずれか1項に記載のマスク。   The seed crystal formation mask element group includes a first mask element having a first opening extending in the first direction and a second opening extending in the second direction, which are arranged along the moving direction. 18. A mask according to any one of the preceding claims, comprising a second mask element. 前記種結晶形成用マスク要素群は、前記移動方向に沿って配された、第1方向に伸びた開口部を1つ以上有する第1形成マスク要素と、第2方向に伸びた開口部を1つ以上有する第2形成マスク要素とを備える、請求項1から18のいずれか1項に記載のマスク。   The seed crystal forming mask element group includes a first forming mask element arranged in the moving direction and having one or more openings extending in the first direction, and an opening extending in the second direction. 19. A mask according to any one of the preceding claims, comprising two or more second forming mask elements. 前記種結晶形成用マスク要素群における各マスク要素の各開口部と、前記種結晶伸張用マスク要素群における各マスク要素の各開口部とが、矩形である、請求項1から19のいずれか1項に記載のマスク。   The opening of each mask element in the mask element group for seed crystal formation and each opening of each mask element in the mask element group for extending the seed crystal are rectangular. The mask according to item. 前記種結晶形成用マスク要素群における各マスク要素の各開口部が、円形状であり、前記種結晶伸張用マスク要素群における各マスク要素の各開口部が、矩形である、請求項1から19のいずれか1項に記載のマスク。   20. Each opening of each mask element in the seed crystal forming mask element group is circular, and each opening of each mask element in the seed crystal extending mask element group is rectangular. The mask of any one of these. 前記第2方向は前記第1方向に対して垂直な方向である、請求項1から21のいずれか1項に記載のマスク。   The mask according to any one of claims 1 to 21, wherein the second direction is a direction perpendicular to the first direction. 前記1X+および前記1Y+の2方向、前記2X−および前記2Y+の2方向、前記3X−および前記3Y−の2方向、ならびに前記4X+および前記4Y−の2方向のうち、少なくともいずれか1つの2方向に前記種結晶を同時伸張するように、前記種結晶伸張用マスク要素群の開口部が配置されている、請求項1に記載のマスク。   At least one of the two directions 1X + and 1Y +, the two directions 2X− and 2Y +, the two directions 3X− and 3Y−, and the two directions 4X + and 4Y− 2. The mask according to claim 1, wherein an opening of the seed crystal stretching mask element group is disposed so as to simultaneously stretch the seed crystal. 請求項1から23のいずれか1項に記載のマスクと、
前記レーザ光を照射するレーザ光照射装置と、
前記被処理物を前記マスクに対して相対的に移動させる移動装置と、
前記照射と前記移動とを制御する制御装置とを備える、レーザ結晶化装置。
A mask according to any one of claims 1 to 23;
A laser beam irradiation apparatus for irradiating the laser beam;
A moving device for moving the object to be processed relative to the mask;
A laser crystallization apparatus comprising: a control device that controls the irradiation and the movement.
前記レーザ光照射装置が照射する一回あたりのレーザ光のエネルギー量が、基板上の前記被処理物を当該被処理物の厚み方向に亘り溶融させるエネルギー量である、請求項24に記載のレーザ結晶化装置。   25. The laser according to claim 24, wherein the amount of energy of the laser beam irradiated by the laser beam irradiation device is an energy amount for melting the object to be processed on the substrate in the thickness direction of the object to be processed. Crystallizer. 前記レーザ光を第1レーザ光とすると、当該第1レーザ光とは異なる第2レーザ光を前記被処理物に対して照射する第2レーザ光照射装置をさらに備え、
前記第1レーザ光の照射とともに、第1レーザ光が照射されている領域対して前記第2レーザ光の照射を行う、請求項24または25に記載のレーザ結晶化装置。
When the laser beam is a first laser beam, the laser beam irradiation apparatus further includes a second laser beam irradiation device that irradiates the workpiece with a second laser beam different from the first laser beam.
The laser crystallization apparatus according to claim 24 or 25, wherein the second laser beam is irradiated to a region irradiated with the first laser beam together with the irradiation of the first laser beam.
開口部を介してレーザ光を相対的に移動する被処理物に照射することにより、結晶粒を形成するレーザ結晶化方法であって、
連続した結晶粒界または一部が不連続となった結晶粒界に囲まれた種結晶を、前記被処理物上に形成する種結晶形成ステップと、
前記種結晶の特定位置を原点としたX−Y直交座標系について、X軸正方向をX+と、X軸負方向をX−と、Y軸正方向をY+と、Y軸負方向をY−とし、さらに前記被処理物の相対的な移動方向を前記X+とすると、前記種結晶を、X+とX−とY+とY−とに、伸張させるための種結晶伸張ステップとを含む、レーザ結晶化方法。
A laser crystallization method for forming crystal grains by irradiating an object to be moved relatively moving laser light through an opening,
A seed crystal forming step for forming a seed crystal surrounded by a continuous crystal grain boundary or a crystal grain boundary partially discontinuous on the workpiece;
In the XY orthogonal coordinate system with the specific position of the seed crystal as the origin, the X-axis positive direction is X +, the X-axis negative direction is X-, the Y-axis positive direction is Y +, and the Y-axis negative direction is Y-. And a seed crystal stretching step for stretching the seed crystal to X +, X−, Y +, and Y−, where X + is a relative moving direction of the workpiece. Method.
前記種結晶伸張ステップでは、X+とX−とにおける結晶の伸張が終了した後に、Y+とY−とにおける結晶の伸張を行う、請求項27に記載のレーザ結晶化方法。   28. The laser crystallization method according to claim 27, wherein, in the seed crystal stretching step, the crystal stretching in Y + and Y- is performed after the crystal stretching in X + and X- is completed. 前記種結晶伸張ステップでは、X+およびX−における結晶の伸張と、Y+およびY−における結晶の伸張とを交互に行う、請求項27に記載のレーザ結晶化方法。   28. The laser crystallization method according to claim 27, wherein in the seed crystal stretching step, crystal stretching in X + and X- and crystal stretching in Y + and Y- are alternately performed. 前記種結晶伸張ステップでは、X+の伸張とX−の伸張とを同時に行う、請求項27に記載のレーザ結晶化方法。   28. The laser crystallization method according to claim 27, wherein in the seed crystal stretching step, X + stretching and X- stretching are simultaneously performed. 前記種結晶形成ステップでは、少なくとも2つの種結晶を形成し、
前記種結晶伸張ステップでは、前記形成された種結晶を所定方向に伸張して得られた伸張途中の2つの結晶であって、前記所定方向において隣合う2つの結晶について、前記所定方向への最後の伸張を行う際に、一つの開口部を用いて同時に伸張させる、請求項27から30のいずれか1項に記載のレーザ結晶化方法。
In the seed crystal formation step, at least two seed crystals are formed,
In the seed crystal stretching step, two crystals in the middle of stretching obtained by stretching the formed seed crystal in a predetermined direction, the two crystals adjacent in the predetermined direction being last in the predetermined direction. The laser crystallization method according to any one of claims 27 to 30, wherein when the stretching is performed, stretching is simultaneously performed using one opening.
前記種結晶形成ステップと、
前記種結晶伸張ステップと、
前記移動方向に対して垂直な方向へ前記被処理物を相対的に移動させる移動ステップとを繰り返す、請求項27から31のいずれか1項に記載のレーザ結晶化方法。
The seed crystal forming step;
The seed crystal stretching step;
32. The laser crystallization method according to any one of claims 27 to 31, wherein a moving step of relatively moving the object to be processed in a direction perpendicular to the moving direction is repeated.
前記種結晶伸張ステップでは、前記形成された種結晶を前記移動方向と前記垂直な方向とに伸張して得られた伸張途中の第1結晶と、前記垂直な方向において隣合う伸張途中の第2結晶について、前記垂直な方向への最後の伸張を行う際に、一つの開口部を用いて前記第1結晶と前記第2結晶とを同時に伸張させる、請求項27から30のいずれか1項に記載のレーザ結晶化方法。   In the seed crystal stretching step, a first crystal in the middle of stretching obtained by stretching the formed seed crystal in the moving direction and the vertical direction, and a second halfway in the middle of stretching adjacent to the vertical direction. 31. The method according to any one of claims 27 to 30, wherein the first crystal and the second crystal are simultaneously stretched using one opening when performing a final stretching of the crystal in the vertical direction. The laser crystallization method as described. 開口部を介してレーザ光を相対的に移動する被処理物に照射することにより、結晶粒を形成するレーザ結晶化方法であって、
連続した結晶粒界または一部が不連続となった結晶粒界に囲まれた種結晶を、前記被処理物上に形成する種結晶形成ステップと、
前記種結晶の特定位置を原点としたX−Y直交座標系について、X軸正方向をX+と、X軸負方向をX−と、Y軸正方向をY+と、Y軸負方向をY−とし、さらに前記被処理物の相対的な移動方向を前記X+とすると、前記種結晶を、前記座標系における第1象限においてはX+とY+とに、前記座標系における第2象限においてはX−とY+とに、前記座標系における第3象限においてはX−とY−とに、前記座標系における第4象限においてはX+とY−とに、伸張させるための種結晶伸張ステップとを含む、レーザ結晶化方法。
A laser crystallization method for forming crystal grains by irradiating an object to be moved relatively moving laser light through an opening,
A seed crystal forming step for forming a seed crystal surrounded by a continuous crystal grain boundary or a crystal grain boundary partially discontinuous on the workpiece;
In the XY orthogonal coordinate system with the specific position of the seed crystal as the origin, the X-axis positive direction is X +, the X-axis negative direction is X-, the Y-axis positive direction is Y +, and the Y-axis negative direction is Y-. And the relative movement direction of the workpiece is X +, the seed crystal is X + and Y + in the first quadrant in the coordinate system, and X− in the second quadrant in the coordinate system. And Y +, a seed crystal extension step for extending X− and Y− in the third quadrant in the coordinate system, and X + and Y− in the fourth quadrant in the coordinate system, Laser crystallization method.
請求項27から34のいずれか1項に記載のレーザ結晶化方法によって形成された結晶粒を含んだ、結晶材。   35. A crystal material comprising crystal grains formed by the laser crystallization method according to any one of claims 27 to 34. 請求項35に記載の結晶材における前記結晶粒中にチャネル領域を有するトランジスタを含んだ、半導体素子。   36. A semiconductor device comprising a transistor having a channel region in the crystal grain of the crystal material according to claim 35.
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