JP3105488B2 - Laser treatment method - Google Patents

Laser treatment method

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JP3105488B2
JP3105488B2 JP10562698A JP10562698A JP3105488B2 JP 3105488 B2 JP3105488 B2 JP 3105488B2 JP 10562698 A JP10562698 A JP 10562698A JP 10562698 A JP10562698 A JP 10562698A JP 3105488 B2 JP3105488 B2 JP 3105488B2
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宏勇 張
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、信頼性および量産
性に優れ、ばらつきが小さく、歩留りの高いレーアーア
ニール方法等のレーザー照射による加工方法に関する。
特に、本発明は、アモルファスもしくはそれに近い結晶
性の低い状態の半導体材料、金属材料,絶縁体材料や、
イオン照射、イオン注入、イオンドーピング等によって
ダメージを受け、結晶性が著しく損なわれた各種材料の
レーザーアニール方法、もしくは、レーザー照射に伴う
加熱によって、不純物元素のドーピングをおこなう方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing method by laser irradiation such as a layer annealing method which is excellent in reliability and mass productivity, has small variations, and has a high yield.
In particular, the present invention relates to a semiconductor material, a metal material, an insulator material,
The present invention relates to a method for laser annealing various materials which are damaged by ion irradiation, ion implantation, ion doping, and the like and whose crystallinity is significantly impaired, or a method for doping an impurity element by heating accompanying laser irradiation.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体素子プロセスの低温化に関
して盛んに研究が進められている。その理由の1つは、
ガラス等の絶縁基板上に、あるいは半導体基板上に絶縁
被膜を形成した上に半導体素子を形成する必要が生じた
からである。これらの半導体素子の形成には、熱的な処
理が必要とされていた。例えば、アモルファス状態もし
くはそれと同等な結晶性の低い状態の半導体被膜を熱に
よって結晶化させることや、絶縁膜や半導体膜中の不対
電子(ダングリングボンド)等を減らすために熱処理を
おこなうことには、1000℃程度の熱処理が必要とさ
れた。
2. Description of the Related Art In recent years, active research has been made on lowering the temperature of semiconductor device processes. One of the reasons is
This is because a semiconductor element needs to be formed on an insulating substrate such as glass or an insulating film formed on a semiconductor substrate. Thermal processing was required to form these semiconductor elements. For example, to crystallize a semiconductor film in an amorphous state or a state with low crystallinity equivalent thereto by heat, or to perform heat treatment to reduce unpaired electrons (dangling bonds) in an insulating film or a semiconductor film. Required a heat treatment at about 1000 ° C.

【0003】しかしながら、ガラス基板上に素子を形成
するのであれば、ガラス基板がそのような高温の熱処理
に耐える必要があり、また、半導体等の基板上にさらに
半導体素子を立体的に形成する場合にも、下層の素子が
低融点金属の配線を有していれば高温処理は不可能であ
った。
However, if an element is formed on a glass substrate, it is necessary that the glass substrate withstand such high-temperature heat treatment. Further, when a semiconductor element is further formed three-dimensionally on a substrate such as a semiconductor. In addition, high-temperature processing was not possible if the element in the lower layer had a low melting point metal wiring.

【0004】このような場合に、レーザー照射によっ
て、局所的に必要とする高温状態をつくり出し、基板や
他の配線にダメージを与えない処理方法(レーザーアニ
ールを含む)は究極の低温プロセスと注目されている。
特に、1μsec以下の短パルスのレーザー光の照射で
は、熱の伝導によって他の部分に影響が出ることがほと
んどないため理想的である。なかでも、エキシマーレー
ザーは、紫外光であるので多くの材料に効率よく吸収さ
れることと大きなエネルギーが得られることから最も実
用的であると考えられていた。
In such a case, a treatment method (including laser annealing) that creates a locally required high-temperature state by laser irradiation and does not damage the substrate or other wiring is attracting attention as the ultimate low-temperature process. ing.
In particular, irradiation with a short-pulse laser beam of 1 μsec or less is ideal because heat conduction hardly affects other parts. Among them, the excimer laser is considered to be the most practical because it is an ultraviolet light and can be efficiently absorbed by many materials and a large energy can be obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
レーザー処理の条件は極めて難しいとされ、その結果、
レーザー処理技術は非常にばらつきが大きくて、充分な
信頼性が得られず、到底実用化には到らないとされてい
た。本発明の目的は、従来のレーザー処理方法を改善す
ることによって、安定して必要とする特性が得られるレ
ーザー処理技術を提供することである。
However, conventionally,
Laser processing conditions are considered extremely difficult, and as a result,
The laser processing technology had very large variations, could not obtain sufficient reliability, and could not be put to practical use at all. An object of the present invention is to provide a laser processing technique that can stably obtain required characteristics by improving a conventional laser processing method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明のレーザー処理装
置の例は、図1に示すように、少なくとも2段のレーザ
ー装置、すなわち、発振器1と少なくとも1段の増幅器
2からなり、これらのレーザー装置は同期して駆動する
ようにトリガーパルス発振回路(もしくは、それと同等
な機能を有して、レーザー装置を制御する回路)3が設
けられている。そして、発振器1と増幅器2は、それぞ
れケーブル10、11によってトリガーパルス発振回路
3と接続されている。
As shown in FIG. 1, an example of a laser processing apparatus according to the present invention comprises at least a two-stage laser device, that is, an oscillator 1 and at least one stage amplifier 2. The apparatus is provided with a trigger pulse oscillation circuit (or a circuit having a function equivalent thereto and controlling the laser apparatus) 3 so as to be driven synchronously. The oscillator 1 and the amplifier 2 are connected to the trigger pulse oscillation circuit 3 by cables 10 and 11, respectively.

【0007】各レーザー装置には、放電電極やフラッシ
ュランプ等の励起装置4、5が設けられており、トリガ
ーパルス回路からの信号によって、放電したり、発光し
たりし、レーザー媒体を励起するようになっている。こ
のような構成を有する装置において、発振器1のミラー
6は全反射ミラーであり、また、ミラー7はハーフミラ
ーである。この1対のミラーによって、レーザー媒体の
内部で発生したコヒーレント光の一部が共振し、増幅さ
れる。図においては、発振器のレーザー共振器は半共焦
点型が示されているが、それ以外にも、平行平板型であ
っても、共焦点型であっても、不安定形であってもよ
い。増幅器の共振器についても同様であるが、増幅器で
は帰還率を下げる必要がある。帰還率が大きければ、レ
ーザー媒体を励起することによって、自発的に発振して
しまうからである。
Each laser device is provided with an excitation device 4, 5 such as a discharge electrode or a flash lamp, and discharges or emits light by a signal from a trigger pulse circuit to excite the laser medium. It has become. In the device having such a configuration, the mirror 6 of the oscillator 1 is a total reflection mirror, and the mirror 7 is a half mirror. A part of the coherent light generated inside the laser medium resonates and is amplified by the pair of mirrors. In the figure, the laser resonator of the oscillator is shown as a semi-confocal type, but it may be a parallel plate type, a confocal type, or an unstable type. The same applies to the resonator of the amplifier, but it is necessary to reduce the feedback ratio in the amplifier. If the feedback ratio is large, the laser medium will oscillate spontaneously by exciting the laser medium.

【0008】一方、増幅器2の光学素子8、9はハーフ
ミラーもしくは通常の透明な材料で、主として発振器か
ら導かれたレーザー光を透過する必要がある。増幅器2
では、発振器で発生したレーザー光が増幅される。
On the other hand, the optical elements 8 and 9 of the amplifier 2 are half mirrors or ordinary transparent materials, and need to transmit laser light mainly guided from an oscillator. Amplifier 2
Then, the laser light generated by the oscillator is amplified.

【0009】従来、このような装置においては、発振器
1と増幅器2とがほぼ同時に、すなわち、レーザーパル
ス幅(以下、特に断らない場合は、パルス幅は、パルス
の半値幅(FWHM)のことである。)の1/2以下の
同期ずれ(エキシマーレーザーでは典型的には10ns
ec以下)で励起された。このような同期方法では、得
られるレーザーパルスは単発のパルス高(最大パワー)
の大きなビームであった。すなわち、図2(D)に示す
ように、発振器で発生したレーザーパルスが増幅器でそ
のまま増幅された。最終的なパルス高は、発振器の出力
に増幅器の増幅利得を乗じて得られるものであった。
Conventionally, in such an apparatus, the oscillator 1 and the amplifier 2 are almost simultaneously, that is, the laser pulse width (hereinafter, unless otherwise specified, the pulse width is the full width at half maximum (FWHM) of the pulse. ) (Typically 10 ns for excimer lasers)
ec). With such a synchronization method, the resulting laser pulse has a single pulse height (maximum power)
Was a big beam. That is, as shown in FIG. 2D, the laser pulse generated by the oscillator was amplified by the amplifier as it was. The final pulse height was obtained by multiplying the output of the oscillator by the amplification gain of the amplifier.

【0010】図3には各種レーザーパルスの形状および
それらのレーザーパルスが照射された物体表面における
温度変化の概念図が示されているが、従来の同期方法に
よって得られるレーザーパルスは図中にて実曲線Aおよ
びCで示される。そして、その結果の温度変化は、それ
ぞれ、点曲線B、Dで示される。パルスAはパルスCよ
りもパルス高は高いが、パルス幅はほとんど同じ(t1
≒t3 )であった。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the shape of various laser pulses and the temperature change on the surface of an object irradiated with the laser pulses. The laser pulses obtained by the conventional synchronization method are shown in FIG. Shown by solid curves A and C. Then, the resulting temperature changes are indicated by point curves B and D, respectively. The pulse A has a higher pulse height than the pulse C, but has almost the same pulse width (t 1
Δt 3 ).

【0011】しかしながら、これらのパルスを用いて物
体表面を処理するには別の条件も考慮せねばならなかっ
た。例えば、アモルファスシリコンをレーザー照射によ
って結晶化させる場合には、レーザー照射による温度上
昇が不十分でも、また、過剰であっても充分な特性が得
られなかった。また、最適な温度の持続時間が短すぎて
もいけなかった。
However, in order to treat the object surface using these pulses, other conditions must be considered. For example, in the case where amorphous silicon is crystallized by laser irradiation, sufficient characteristics cannot be obtained even if the temperature rise by laser irradiation is insufficient or excessive. Also, the optimal temperature duration must not be too short.

【0012】例えば、パルスAの場合には、パルス高が
高いので温度上昇が大きい。したがって、結晶化に最低
限必要な温度(点鎖線)の持続時間はt2 と、よりパル
ス高の低いパルスCよりも長い。しかしながら、その時
間の多くの部分で結晶化最適温度の上限を越えている。
このような条件では、加熱によって溶融状態となり、結
晶化は、溶融状態から結晶化最適温度に達するまでの短
い時間にしか起こらない。結局、実質的な結晶化のため
の時間はごく短い。
For example, in the case of the pulse A, the temperature rise is large because the pulse height is high. Therefore, the duration of the minimum temperature (dashed line) required for crystallization is t 2 , which is longer than that of the pulse C having a lower pulse height. However, for most of that time, the upper limit of the optimum crystallization temperature is exceeded.
Under such conditions, the material is brought into a molten state by heating, and crystallization occurs only for a short period of time from the molten state to the crystallization optimum temperature. After all, the time for substantial crystallization is very short.

【0013】一方、パルスCでは、パルス高が低いので
被照射面が溶融状態となることはないが、結晶化最適温
度帯にある時間t4 は短い。
On the other hand, in the pulse C, since the pulse height is low, the irradiated surface does not become molten, but the time t 4 in the crystallization optimum temperature zone is short.

【0014】理想的には、パルス高を結晶化最適温度帯
の中にあるようにし、かつ、その間にある時間を長くす
るために、パルス幅を長くすることが有効である。アモ
ルスファス状態やそれに近い結晶性の低い状態のシリコ
ンの結晶化には、パルス幅は30nsec以上、可能で
あれば100nsec以上であることが望まれる。パル
ス高は、パワー密度を光学素子によって増減することに
よって調節することができる。しかし、パルス幅はレー
ザー固有のものであるのでこれを増減させることは難し
い。わずかに電極の構造を変える等の工夫によって放電
状態を変更することによってのみ可能である。
Ideally, it is effective to increase the pulse width so that the pulse height is in the optimum crystallization temperature range and the time between them is increased. For crystallization of silicon in the amorphous state or in a state of low crystallinity close thereto, it is desired that the pulse width be 30 nsec or more, and if possible, 100 nsec or more. The pulse height can be adjusted by increasing or decreasing the power density with an optical element. However, since the pulse width is unique to the laser, it is difficult to increase or decrease the pulse width. It is possible only by changing the discharge state by devising the structure of the electrode slightly.

【0015】この問題を解決するために、本発明では、
発振器と増幅器の同期をずらすことによって複数のパル
スの混合した状態をつくり出し、実質的にパルス幅が長
くなるようにする。同期のずれは、パルス幅の0.5〜
5倍が適当であった。
To solve this problem, the present invention provides:
By shifting the synchronization between the oscillator and the amplifier, a mixed state of a plurality of pulses is created, so that the pulse width is substantially increased. Synchronization deviation is 0.5 to pulse width
Five-fold was appropriate.

【0016】図2を用いて、本発明の原理を説明する。
まず、図2(A)に示すように、発振器にのみトリガー
パルス(第1の信号)を印加する。この結果、発振器内
にレーザー光が発生し、それが増幅器の方へ進行する。
しかし、増幅器にはトリガーパルスが印加されていない
ので、増幅器のレーザー媒体は励起状態でなく、したが
って、増幅器に進入したレーザー光は増幅されることな
く、増幅器を透過する。特に、レーザー媒体として、希
ガスダイマーエキシマー、あるいは希ガスハライドエキ
シマーを用いた場合には、これらのエキシマーの基底状
態は存在しないので、発振器から侵入した光はほとんど
吸収を受けないで(減衰しないで)レーザー媒体の中を
進行するので都合がよい。出力は図3の実曲線Eのよう
に立ち上がり、aの点で極大となる。
The principle of the present invention will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 2A, a trigger pulse (first signal) is applied only to the oscillator. As a result, laser light is generated in the oscillator and travels toward the amplifier.
However, since no trigger pulse is applied to the amplifier, the laser medium of the amplifier is not in an excited state, so that the laser light entering the amplifier is transmitted through the amplifier without being amplified. In particular, when a rare gas dimer excimer or a rare gas halide excimer is used as a laser medium, since the ground state of these excimers does not exist, light penetrating from the oscillator is hardly absorbed (not attenuated). ) Convenient because it travels through the laser medium. The output rises as indicated by the solid curve E in FIG. 3 and reaches a maximum at the point a.

【0017】しばらくすると、発振器内で共振していた
レーザー光は減衰する。そして、この状態で増幅器へ進
入したレーザー光もやはり増幅器をそのまま透過する
(図2(B))。そして、図3の点曲線E上の点bで、
図2(C)に示すようにトリガーパルス(第2の信号)
を増幅器のみに印加すると、発振器に残っていた弱いレ
ーザー光は、増幅器で増幅されて、図3の点曲線E上の
点cで極大となる。図3に示されたように、点曲線Eの
2つのピークは、ほぼ同じ高さである。
After a while, the laser light resonating in the oscillator attenuates. Then, the laser light that has entered the amplifier in this state also passes through the amplifier as it is (FIG. 2B). Then, at a point b on the point curve E in FIG.
As shown in FIG. 2C, a trigger pulse (second signal)
Is applied only to the amplifier, the weak laser light remaining in the oscillator is amplified by the amplifier and reaches a maximum at a point c on the point curve E in FIG. As shown in FIG. 3, the two peaks of the point curve E are approximately at the same height.

【0018】この結果、レーザーパルスは二こぶ状のも
の(即ち、2つのピークを有するパルス)となり、実質
的なレーザーパルス幅は図中にt5 に示される長いもの
となる。また、その結果、被照射面の温度も図3の点曲
線Fに示されるような挙動を示し、結晶化最適温度帯に
ある時間を長くすることができる。
[0018] As a result, the laser pulse is two hump-shaped ones (i.e., a pulse having two peaks), and substantial laser pulse width is longer as shown in t 5 in FIG. As a result, the temperature of the surface to be irradiated also exhibits a behavior as shown by a point curve F in FIG. 3, and the time in the crystallization optimum temperature zone can be extended.

【0019】即ち、本明細書で開示する本発明の構成
は、レーザー発振器に設けられた第1のレーザー媒体の
励起手段に第1の信号を印加し、前記第1のレーザー媒
体が励起し、第1のレーザーパルスを形成し、レーザー
増幅器に設けられた第2のレーザー媒体の励起手段に前
記第1の信号と同期しない第2の信号を印加し、前記第
2のレーザー媒体が励起し、第2のレーザーパルスを形
成し、前記第1のレーザーパルスと前記第2のレーザー
パルスを合成して被照射体に照射するレーザー処理方法
であって、前記第1のレーザーパルスと前記第2のレー
ザーパルスを合成して、複数のピークを形成することを
特徴とするレーザー処理方法である。
That is, according to the configuration of the present invention disclosed in the present specification, a first signal is applied to an exciting means of a first laser medium provided in a laser oscillator, and the first laser medium is excited. Forming a first laser pulse, applying a second signal that is not synchronized with the first signal to excitation means for a second laser medium provided in a laser amplifier, and exciting the second laser medium; A laser processing method of forming a second laser pulse, synthesizing the first laser pulse and the second laser pulse, and irradiating the object to be irradiated with the first laser pulse and the second laser pulse. This is a laser processing method characterized by forming a plurality of peaks by synthesizing laser pulses.

【0020】レーザーパルスの形状は、同期のずれの程
度や発振器と増幅器の励起の強度によって比較的自由に
変更できる。図4にはその例を示す。図4(a)は、従
来におこなわれたように発振器と増幅器の同期をほぼ同
じとした場合であり、パルス高の高い単パルスである。
The shape of the laser pulse can be changed relatively freely depending on the degree of synchronization deviation and the intensity of the excitation of the oscillator and the amplifier. FIG. 4 shows an example. FIG. 4A shows a case where the synchronization between the oscillator and the amplifier is almost the same as in the conventional case, and is a single pulse having a high pulse height.

【0021】発振器を発振させてから、レーザーパルス
幅の時間が経過した後に増幅器を励起した場合は図4
(b)に示される。図4(b)には、2つのピークを有
したパルスが示されており、最初のピークの高さは、他
のピークの高さより低い。また、発振器を発振させてか
ら、レーザーパルス幅の約2倍の時間が経過した後に増
幅器を励起した場合は図4(c)に示される。図4
(c)には、2つのピークを有したパルスが示されてお
り、最初のピークの高さは、他のピークの高さより高
い。
FIG. 4 shows the case where the amplifier is excited after the time of the laser pulse width has elapsed since the oscillation of the oscillator.
It is shown in (b). FIG. 4B shows a pulse having two peaks, and the height of the first peak is lower than the heights of the other peaks. FIG. 4C shows a case where the amplifier is excited after a time approximately twice as long as the laser pulse width has elapsed since the oscillator was oscillated. FIG.
(C) shows a pulse with two peaks, where the height of the first peak is higher than the height of the other peaks.

【0022】また、発振器の励起を弱く、増幅器の励起
を強くし、発振器を発振させてから、レーザーパルス幅
の約2倍の時間が経過した後に増幅器を励起した場合は
図4(d)に示される。このようなパルスでは、最初の
小さなパルスで、比較的エネルギーを必要としない処理
をおこない、次のの大きなパルスで大エネルギーを必要
とする処理をおこなう。例えば、水素を多量に含んだア
モルファスシリコン膜を結晶化させるには、最初から大
きなエネルギーのレーザーを照射すると、含まれている
水素が急激に膨張して、膜が破壊されるので、最初は弱
いエネルギーのレーザー照射によって水素を抜き、その
後、結晶化に充分なエネルギーのパルスを照射して結晶
化をおこなう必要がある。従来は、この工程を2段階の
パルス照射によっておこなっていたが、本発明では図4
(d)のようなパルスを作製して用いることによって、
1段階のレーザー照射で成し遂げることができる。
FIG. 4D shows the case where the pumping of the amplifier is weakened, the pumping of the amplifier is increased, and the oscillator is oscillated. Is shown. In such a pulse, processing requiring relatively little energy is performed with the first small pulse, and processing requiring large energy is performed with the next large pulse. For example, in order to crystallize an amorphous silicon film containing a large amount of hydrogen, if a high-energy laser is irradiated from the beginning, the hydrogen contained therein expands rapidly and destroys the film, so the film is initially weak. It is necessary to remove hydrogen by laser irradiation of energy, and then to perform crystallization by irradiating a pulse of energy sufficient for crystallization. Conventionally, this step was performed by two-step pulse irradiation.
By producing and using a pulse as shown in (d),
This can be achieved by one-step laser irradiation.

【0023】以上の例は2段のレーザー装置を使用した
場合であるが、3段のレーザー装置を使用した場合には
図4(e)のようになる。図4(e)には、3つのピー
クを有したパルスが示されており、最初のピークの高さ
は、他のピークの高さより高い。より多段のレーザー装
置を接続することによって、より多数のピークを形成
し、実質的なパルス幅をさらに長くすることができる。
本発明のレーザー処理方法の第2の例は、図5に示され
るような複数のレーザー装置(発振器として機能する)
が並列に設置されたものを用い、これらのレーザー装置
の励起・発振の同期を調整することによって、レーザー
パルスの形状を図4の(a)〜(e)のように任意に変
更することによって、実質的なパルス幅を最適なものと
するものである。
In the above example, a two-stage laser device is used, but when a three-stage laser device is used, the result is as shown in FIG. FIG. 4E shows a pulse having three peaks, and the height of the first peak is higher than the heights of the other peaks. By connecting more laser devices, more peaks can be formed, and the substantial pulse width can be further increased.
A second example of the laser processing method according to the present invention includes a plurality of laser devices (functioning as an oscillator) as shown in FIG.
Are arranged in parallel, and by adjusting the synchronization of the excitation and oscillation of these laser devices, the shape of the laser pulse is arbitrarily changed as shown in FIGS. , To optimize the effective pulse width.

【0024】すなわち、図5では3つのレーザー発振器
52、53、54が並列に設けられ、これらの出力ビー
ムはミラー58、59、60等で1つに収束させられ
て、被照射面に照射される。各レーザー装置は、トリガ
ーパルス発振回路等の制御装置51とケーブル55、5
6、57によって接続され、その発振のタイミングが制
御される。
That is, in FIG. 5, three laser oscillators 52, 53, 54 are provided in parallel, and their output beams are converged into one by mirrors 58, 59, 60, etc., and irradiated to the surface to be irradiated. You. Each laser device includes a control device 51 such as a trigger pulse oscillation circuit and cables 55 and 5.
6 and 57, the oscillation timing of which is controlled.

【0025】この方式では、各レーザーは独立に発振す
るので、レーザーパルスを複数の離散したものとするこ
とも可能である。その例を図6に示す。図6には、同じ
高さのピークが複数示されている。例えば、各パルスの
間隔は、図6のように一定の時間Δtで全て等しくして
もよいし、異なるようにしてもよい。図6において、実
曲線はパルスのエネルギーの変化を、点曲線は被照射面
の温度変化をそれぞれ示す。特に、被照射面を250℃
以上に保った状態で、Δt=50〜200nsecで、
レーザー照射をおこなうと、被照射面の温度は、極めて
長い間、500〜1000℃の間に保たれる。しかしな
がら、この方法では複数のレーザー光を1本に収束しな
ければならず、特に、高エネルギー光を使用するため、
ハーフミラー59等の設計が難しい。
In this method, since each laser oscillates independently, a plurality of discrete laser pulses can be used. An example is shown in FIG. FIG. 6 shows a plurality of peaks having the same height. For example, the intervals between the pulses may be all equal at a fixed time Δt as shown in FIG. 6 or may be different. In FIG. 6, a solid curve indicates a change in pulse energy, and a dotted curve indicates a change in temperature of the irradiated surface. In particular, the surface to be irradiated should be 250 ° C
While maintaining the above, at Δt = 50 to 200 nsec,
When laser irradiation is performed, the temperature of the surface to be irradiated is kept at 500 to 1000 ° C. for an extremely long time. However, in this method, a plurality of laser lights must be converged into one, and in particular, since high-energy light is used,
It is difficult to design the half mirror 59 and the like.

【0026】本発明においては、レーザー装置として
は、量産性が優れたものが好ましく、例えば、Nd:Y
AGレーザー(1.06μm)、炭酸ガスレーザー(赤
外光)、エキシマーレーザー(紫外光)等がよい。これ
らのレーザーの選択にあたっては、被照射面の各レーザ
ー光に対する吸収係数等を考慮して選択すればよい。エ
キシマーレーザーとしては、Ar2 レーザー(126n
m)、Kr2 レーザー(146nm)、Xe2 レーザー
(172nm)、ArFレーザー(193nm)、Kr
Clレーザー(222nm)、KrFレーザー(248
nm)、XeClレーザー(308nm)、XeFレー
ザー(351nm)等が使用できる。
In the present invention, it is preferable that the laser device has excellent mass productivity. For example, Nd: Y
An AG laser (1.06 μm), a carbon dioxide laser (infrared light), an excimer laser (ultraviolet light) and the like are preferable. In selecting these lasers, the laser may be selected in consideration of the absorption coefficient of the irradiated surface with respect to each laser beam. As an excimer laser, an Ar 2 laser (126 n
m), Kr 2 laser (146 nm), Xe 2 laser (172 nm), ArF laser (193 nm), Kr
Cl laser (222 nm), KrF laser (248
nm), XeCl laser (308 nm), XeF laser (351 nm) and the like can be used.

【0027】一般に、エキシマーレーザーは本来のパル
ス幅が小さいが、これはレーザー媒体であるエキシマー
の寿命が短いためである。すなわち、エキシマーから基
底状態への遷移は紫外光領域であるので、非常にエネル
ギーが高い。励起状態の寿命は他の条件が同じであれ
ば、遷移エネルギーの3乗に比例する。したがって、波
長の短いレーザーほどパルス幅が短くなる傾向がある。
しかし、このことは逆に、長波長のエキシマーレーザー
ではパルス幅が長くなるということでもある。例えば、
XeFレーザーでは、上記の理由からパルス幅が大きい
(40nsec程度)ので、本発明によって、実質的な
パルス幅をさらに増加させることが可能であり、より一
層、良好な効果を得ることができる。しかしながら、発
振波長が長くなるので使用条件は制約を受ける。
In general, an excimer laser has a small inherent pulse width because the excimer, which is a laser medium, has a short lifetime. That is, since the transition from the excimer to the ground state is in the ultraviolet region, the energy is very high. The lifetime of the excited state is proportional to the cube of the transition energy if other conditions are the same. Therefore, a pulse having a shorter wavelength tends to have a shorter pulse width.
However, this also conversely means that a longer wavelength excimer laser has a longer pulse width. For example,
In the XeF laser, the pulse width is large (about 40 nsec) for the above-described reason. Therefore, according to the present invention, the substantial pulse width can be further increased, and a more favorable effect can be obtained. However, the use condition is restricted because the oscillation wavelength becomes long.

【0028】[0028]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕 絶縁基板(コーニング7059ガラス)
上に、スパッタ法によって厚さ100nmの酸化珪素膜
を形成し、さらに、ジシラン(Si2 6 )を原料とし
て、減圧CVD法によってシリコン膜を、厚さ50〜8
0nm堆積した。この成膜過程において、基板温度は4
50℃とした。得られたシリコン膜は多数の微結晶領域
の存在する結晶性の低い膜であった。また、水素濃度は
0.5〜5%であった。
[Example 1] Insulating substrate (Corning 7059 glass)
A silicon oxide film having a thickness of 100 nm is formed thereon by sputtering, and a silicon film having a thickness of 50 to 8 is formed by low pressure CVD using disilane (Si 2 H 6 ) as a raw material.
0 nm was deposited. In this film formation process, the substrate temperature was 4
50 ° C. The obtained silicon film was a film having low crystallinity in which many microcrystalline regions existed. Further, the hydrogen concentration was 0.5 to 5%.

【0029】この被膜に本発明のレーザー照射をおこな
って、結晶性のよいシリコン膜とした。レーザーとして
は、KrFエキシマーレーザーを使用した。単独で使用
した場合のレーザーパルスの幅は17nsecであっ
た。このレーザー装置を2台連結して、発振器と増幅器
とした。そして、発振器を励起してから、15nsec
後に増幅器を励起した。発振器、増幅器とも印加電圧は
37kVと等しくした。得られたパルスの波形は図4
(C)に示されるものとほぼ同じでパルス幅は約35n
secであった。また、1パルスあたりのエネルギーは
1.1Jであった。このようにして出力されたレーザー
光をレンズ等で拡大して、エネルギー密度を250〜3
50mJ/cm2 、好ましくは280〜320mJ/c
2 として、前記シリコン膜に5ショット照射したとこ
ろ、シリコン膜の結晶性が向上したことが認められた。
このようにして作製したシリコン膜を用いて、薄膜トラ
ンジスタを作製して、高い電界移動度(150cm2
Vs以上)が得られた。
The film was irradiated with the laser of the present invention to obtain a silicon film having good crystallinity. As a laser, a KrF excimer laser was used. The laser pulse width when used alone was 17 nsec. Two laser devices were connected to form an oscillator and an amplifier. Then, after exciting the oscillator, 15 nsec
Later, the amplifier was excited. The applied voltage was 37 kV for both the oscillator and the amplifier. The resulting pulse waveform is shown in FIG.
The pulse width is approximately the same as that shown in FIG.
sec. The energy per pulse was 1.1 J. The laser light output in this manner is expanded by a lens or the like to reduce the energy density to 250 to 3
50 mJ / cm 2 , preferably 280 to 320 mJ / c
When m 2 was applied to the silicon film for 5 shots, it was confirmed that the crystallinity of the silicon film was improved.
A thin film transistor is manufactured using the silicon film manufactured in this manner, and a high electric field mobility (150 cm 2 /
Vs or more).

【0030】なお、本実施例では、レーザー照射時の基
板温度は室温としたが、特願平4−100479(平成
4年3月26日出願)に記述されているように、基板を
250〜500℃、好ましくは300〜400℃程度に
加熱しておくとより容易に効果を得ることができる。
In this embodiment, the substrate temperature at the time of laser irradiation was room temperature. However, as described in Japanese Patent Application No. 4-100479 (filed on Mar. 26, 1992), the substrate temperature was set at 250-250. The effect can be more easily obtained by heating to 500 ° C, preferably about 300 to 400 ° C.

【0031】〔実施例2〕 絶縁基板(コーニング70
59ガラス)上に、スパッタ法によって厚さ100nm
の酸化珪素膜を形成し、さらに、モノシラン(Si
4 )を原料として、減圧CVD法によってシリコン膜
を、厚さ50〜80nm堆積した。この成膜過程におい
て、基板温度は250℃とした。得られたシリコン膜は
アモルファス状態の膜であった。また、水素濃度は10
〜30%であった。
Example 2 Insulating substrate (Corning 70)
59 glass) and a thickness of 100 nm by sputtering.
Of silicon oxide film, and then monosilane (Si
Using H 4 ) as a raw material, a silicon film was deposited to a thickness of 50 to 80 nm by a low pressure CVD method. In this film forming process, the substrate temperature was set to 250 ° C. The obtained silicon film was a film in an amorphous state. The hydrogen concentration is 10
3030%.

【0032】この被膜に本発明のレーザー照射をおこな
って、結晶性のよいシリコン膜とした。レーザーとして
は、KrFエキシマーレーザーを使用した。単独で使用
した場合のレーザーパルスの幅は17nsecであっ
た。このレーザー装置を2台連結して、発振器と増幅器
とした。そして、発振器を励起してから、15nsec
後に増幅器を励起した。発振器、増幅器の印加電圧は、
それぞれ、30kV、38kVとし、発振器から発生す
る初期のパルスの出力を弱く、増幅器から発生するパル
ス出力が大きくなるようにした。得られたパルスの波形
は図4(D)に示されるものとほぼ同じで、最初のパル
スの高さは、2つ目のパルスの1/4〜1/2であっ
た。また、パルス幅は約40nsecであった。また、
1パルスあたりのエネルギーは650mJであった。こ
のようにして出力されたレーザー光をレンズ等で拡大し
て、エネルギー密度を250〜350mJ/cm2 、好
ましくは280〜320mJ/cm2 として、前記シリ
コン膜に5ショット照射したところ、シリコン膜の結晶
性が向上したことが認められた。
The film was irradiated with the laser of the present invention to obtain a silicon film having good crystallinity. As a laser, a KrF excimer laser was used. The laser pulse width when used alone was 17 nsec. Two laser devices were connected to form an oscillator and an amplifier. Then, after exciting the oscillator, 15 nsec
Later, the amplifier was excited. The applied voltage of the oscillator and amplifier is
The output was 30 kV and 38 kV, respectively, so that the initial pulse output from the oscillator was weak and the pulse output from the amplifier was large. The waveform of the obtained pulse was almost the same as that shown in FIG. 4D, and the height of the first pulse was 1 / to の of the second pulse. The pulse width was about 40 nsec. Also,
The energy per pulse was 650 mJ. The laser light output in this manner is enlarged by a lens or the like to adjust the energy density to 250 to 350 mJ / cm 2 , preferably 280 to 320 mJ / cm 2 , and the silicon film is irradiated with 5 shots. It was recognized that the crystallinity was improved.

【0033】通常は、水素を多量に含むシリコン膜をレ
ーザー照射によって結晶化させる場合には、事前に40
0〜500℃の温度で2〜10時間保持するか、比較的
弱い出力(100〜200mJ/cm2 )のレーザー光
を照射して、膜中に含まれている水素を離脱させる工程
を経る必要がある。しかし、本実施例では、パルスが、
弱いパルスと強いパルスによって構成されているので、
最初の弱いパルスによって水素離脱をおこない、直後に
強いパルスによって結晶化させることができた。このよ
うにして作製したシリコン膜を用いて、薄膜トランジス
タを作製して、高い電界移動度(150cm2 /Vs以
上)が得られた。
Normally, when a silicon film containing a large amount of hydrogen is crystallized by laser irradiation, the silicon film must be preliminarily prepared.
It is necessary to maintain the film at a temperature of 0 to 500 ° C. for 2 to 10 hours or to irradiate a laser beam with a relatively weak output (100 to 200 mJ / cm 2 ) to remove hydrogen contained in the film. There is. However, in this embodiment, the pulse is
Since it is composed of weak and strong pulses,
Hydrogen desorption was performed by the first weak pulse, and crystallization was immediately performed by the strong pulse. Using the silicon film thus manufactured, a thin film transistor was manufactured, and high electric field mobility (150 cm 2 / Vs or more) was obtained.

【0034】〔実施例3〕 絶縁基板(コーニング70
59ガラス)上に、スパッタ法によって厚さ100nm
の酸化珪素膜を形成し、さらに、モノシラン(Si
4 )を原料として、減圧CVD法によってシリコン膜
を、厚さ100〜150nm堆積した。この成膜過程に
おいて、基板温度は250℃とした。得られたシリコン
膜はアモルファス状態の膜であった。最後に、スパッタ
法によって、厚さ10〜50nmの酸化珪素膜を堆積し
た。そして、この被膜を600℃の還元雰囲気中に24
時間放置し、結晶化させた。さらに、イオンドーピング
法によって2×1015cm-2のドーズ量でリンもしくは
ホウソを注入した。この注入工程によって被膜の結晶性
は劣化した。
Embodiment 3 Insulating substrate (Corning 70)
59 glass) and a thickness of 100 nm by sputtering.
Of silicon oxide film, and then monosilane (Si
Using H 4 ) as a raw material, a silicon film was deposited to a thickness of 100 to 150 nm by a low pressure CVD method. In this film forming process, the substrate temperature was set to 250 ° C. The obtained silicon film was a film in an amorphous state. Finally, a silicon oxide film having a thickness of 10 to 50 nm was deposited by a sputtering method. Then, this film is placed in a reducing atmosphere at 600 ° C. for 24 hours.
Left for a time to crystallize. Further, phosphorus or boron was implanted at a dose of 2 × 10 15 cm −2 by ion doping. The crystallinity of the coating was degraded by this implantation step.

【0035】この被膜に本発明のレーザー照射をおこな
って、再結晶化させた。レーザーとしては、KrFエキ
シマーレーザーを使用した。単独で使用した場合のレー
ザーパルスの幅は17nsecであった。このレーザー
装置を2台連結して、発振器と増幅器とした。そして、
発振器を励起してから、15nsec後に増幅器を励起
した。発振器、増幅器の印加電圧は、いずれも、38k
Vとした。得られたパルスの波形は図4(C)に示され
るものとほぼ同じであった。また、パルス幅は約40n
secであった。また、1パルスあたりのエネルギー
は、1.1Jであった。このようにして出力されたレー
ザー光をレンズ等で拡大して、エネルギー密度を250
〜350mJ/cm2 、好ましくは280〜320mJ
/cm2 として、前記シリコン膜に5ショット照射した
ところ、シリコン膜の結晶性が向上したことが認められ
た。
The coating was irradiated with the laser of the present invention to be recrystallized. As a laser, a KrF excimer laser was used. The laser pulse width when used alone was 17 nsec. Two laser devices were connected to form an oscillator and an amplifier. And
The amplifier was excited 15 nsec after the oscillator was excited. The applied voltage of the oscillator and amplifier is 38k
V. The waveform of the obtained pulse was almost the same as that shown in FIG. The pulse width is about 40n
sec. The energy per pulse was 1.1 J. The laser light output in this manner is expanded by a lens or the like to reduce the energy density to 250.
350350 mJ / cm 2 , preferably 280-320 mJ
/ Cm 2 , the silicon film was irradiated with 5 shots, and it was confirmed that the crystallinity of the silicon film was improved.

【0036】同一基板上の100箇所に関して、シート
抵抗を測定したところ、300Ω/□以下のシート抵抗
を示すものが全体の85%、350Ω/□以下のシート
抵抗を示すものが、全体の95%であった。また、全て
のものがシート抵抗1kΩ/□以下であった。このこと
から、本実施例で、シート抵抗に関する不良を著しく低
減できることが明らかになった。
When the sheet resistance was measured at 100 points on the same substrate, the sheet resistance of 300Ω / □ or less was 85% of the total, and the sheet resistance of 350Ω / □ or less was 95% of the total. Met. Further, all of them had a sheet resistance of 1 kΩ / □ or less. From this, it has been clarified that in the present embodiment, defects relating to sheet resistance can be significantly reduced.

【0037】〔実施例4〕 シリコン基板(n型、抵抗
率1〜3Ω・cm)上に、テトラ・エトキシ・シラン
(TEOS)と酸素ガスを原料として、プラズマCVD
法によって、厚さ100〜150nmの酸化珪素膜を堆
積した。この成膜工程において、基板温度は250℃と
した。得られた酸化珪素膜中には炭素が多量(0.1〜
1%)に含まれており、そのままではゲイト酸化膜とし
ては使用できないレベルのものであった。このような酸
化珪素膜は600℃以上の酸化雰囲気でアニールして炭
素を離脱させることによって、ゲイト酸化膜として使用
できる程度にまで界面準位密度を低減せしめることが可
能である。しかし、この方法では基板として、600℃
のアニールでもちぢみのないものが必要とされるが、多
く使用されている無アルカリガラスは使用に耐えない。
Example 4 Plasma CVD was performed on a silicon substrate (n-type, resistivity: 1 to 3 Ω · cm) using tetraethoxysilane (TEOS) and oxygen gas as raw materials.
A silicon oxide film having a thickness of 100 to 150 nm was deposited by the method. In this film forming step, the substrate temperature was set to 250 ° C. In the obtained silicon oxide film, a large amount of carbon (0.1 to
1%), which cannot be used as a gate oxide film as it is. By annealing such a silicon oxide film in an oxidizing atmosphere of 600 ° C. or more to release carbon, the interface state density can be reduced to such an extent that it can be used as a gate oxide film. However, in this method, the substrate is 600 ° C.
Although no annealing is required for annealing, alkali-free glass, which is widely used, cannot be used.

【0038】このような方法に代わって、レーザーを照
射する方法が提案されている(特願平4−252296
(平成4年8月27日出願))。しかし、従来の方式で
は、レーザーパルスの幅が短かったために、最適な条件
を再現性良く得ることが困難であった。そこで、本実施
例では、本発明によって実質的にパルス幅の拡がったレ
ーザー光を照射することによって、この困難を解決でき
ることを示す。
A laser irradiation method has been proposed instead of such a method (Japanese Patent Application No. 4-252296).
(Applied on August 27, 1992)). However, in the conventional method, it was difficult to obtain optimum conditions with good reproducibility because the width of the laser pulse was short. Therefore, in this embodiment, it is shown that this difficulty can be solved by irradiating a laser beam having a pulse width substantially expanded according to the present invention.

【0039】前記酸化珪素被膜に本発明のレーザー照射
をおこなって、脱炭素をおこなった。レーザーとして
は、XeFエキシマーレーザーを使用した。単独で使用
した場合のレーザーパルスの幅は40nsecであっ
た。このレーザー装置を2台連結して、発振器と増幅器
とした。そして、発振器を励起してから、40nsec
後に増幅器を励起した。発振器、増幅器の印加電圧は、
いずれも、38kVとした。得られたパルスの波形は図
4(C)に示されるものとほぼ同じであった。また、パ
ルス幅は約80nsecであった。また、1パルスあた
りのエネルギーは1.1Jであった。このようにして出
力されたレーザー光をレンズ等で拡大して、エネルギー
密度を200〜300mJ/cm2 、好ましくは250
〜280mJ/cm2 として、前記酸化珪素膜に5ショ
ット照射した。
The silicon oxide film was irradiated with the laser of the present invention to remove carbon. As a laser, an XeF excimer laser was used. The laser pulse width when used alone was 40 nsec. Two laser devices were connected to form an oscillator and an amplifier. Then, after exciting the oscillator, 40 nsec
Later, the amplifier was excited. The applied voltage of the oscillator and amplifier is
In each case, the voltage was 38 kV. The waveform of the obtained pulse was almost the same as that shown in FIG. The pulse width was about 80 nsec. The energy per pulse was 1.1 J. The laser light output in this way is enlarged by a lens or the like, and the energy density is 200 to 300 mJ / cm 2 , preferably 250
The silicon oxide film was irradiated with 5 shots at a pressure of 2280 mJ / cm 2 .

【0040】この酸化珪素膜上に、電子ビーム蒸着法に
よってアルミニウム電極を蒸着し、酸化珪素膜のCV特
性を測定したところ、ヒステリシスのない良好なCV特
性が得られた。また、電極と基板に150℃で+17V
もしくは−17Vの直流電圧を2時間印加して、CV曲
線の変動を調べたところ、シフトは±0.5V以内であ
った。結果として、非常に特性の優れた酸化珪素膜を得
ることができた。
An aluminum electrode was deposited on the silicon oxide film by an electron beam evaporation method, and the CV characteristics of the silicon oxide film were measured. As a result, good CV characteristics without hysteresis were obtained. + 17V at 150 ° C for electrode and substrate
Alternatively, a DC voltage of −17 V was applied for 2 hours, and the change in the CV curve was examined. The shift was within ± 0.5 V. As a result, a silicon oxide film having extremely excellent characteristics was obtained.

【0041】〔実施例5〕 絶縁基板(コーニング70
59ガラス)上に、スパッタ法によって厚さ100nm
の酸化珪素膜を形成し、さらに、モノシラン(Si
4 )を原料として、減圧CVD法によってシリコン膜
を、厚さ100〜150nm堆積した。この成膜過程に
おいて、基板温度は250℃とした。得られたシリコン
膜はアモルファス状態の膜であった。最後に、スパッタ
法によって、厚さ10〜50nmの酸化珪素膜を堆積し
た。そして、この被膜を600℃の還元雰囲気中に24
時間放置し、結晶化させ、表面の酸化珪素膜を除去し
た。
Embodiment 5 Insulating substrate (Corning 70)
59 glass) and a thickness of 100 nm by sputtering.
Of silicon oxide film, and then monosilane (Si
Using H 4 ) as a raw material, a silicon film was deposited to a thickness of 100 to 150 nm by a low pressure CVD method. In this film forming process, the substrate temperature was set to 250 ° C. The obtained silicon film was a film in an amorphous state. Finally, a silicon oxide film having a thickness of 10 to 50 nm was deposited by a sputtering method. Then, this film is placed in a reducing atmosphere at 600 ° C. for 24 hours.
The silicon oxide film on the surface was removed by allowing it to stand for a period of time for crystallization.

【0042】そして、特願平3−283981(平成3
年10月4日出願)に記述されるようにこの被膜にジボ
ランもしくはフォスフィン雰囲気で、本発明のレーザー
照射をおこなって、不純物ドーピングをおこなった。レ
ーザーとしては、KrFエキシマーレーザーを使用し
た。単独で使用した場合のレーザーパルスの幅は17n
secであった。このレーザー装置を3台、図5に示す
ように並列に配置して、それぞれのレーザーの発振の開
始を、例えば60nsecずらして発振させた。これら
のレーザーの印加電圧は、いずれも、38kVとした。
得られたパルスの波形は図6に示されるものとほぼ同じ
であった。このようにして出力されたレーザー光をレン
ズ等で拡大して、エネルギー密度を250〜350mJ
/cm2 、好ましくは280〜320mJ/cm2 とし
て、前記シリコン膜に5ショット照射したところ、シリ
コン膜にホウソもしくはリンが不純物として拡散された
ことが認められた。
Then, Japanese Patent Application No. 3-283981 (Heisei 3)
As described in US Patent Application Publication No. 2005/0123, the film was irradiated with the laser of the present invention in a diborane or phosphine atmosphere to perform impurity doping. As a laser, a KrF excimer laser was used. Laser pulse width of 17n when used alone
sec. Three laser devices were arranged in parallel as shown in FIG. 5, and the start of oscillation of each laser was shifted, for example, by 60 nsec. The applied voltage of each of these lasers was 38 kV.
The waveform of the obtained pulse was almost the same as that shown in FIG. The laser light output in this manner is enlarged by a lens or the like to increase the energy density to 250 to 350 mJ.
/ Cm 2 , preferably 280-320 mJ / cm 2 , when the silicon film was irradiated with 5 shots, it was found that boron or phosphorus was diffused as an impurity in the silicon film.

【0043】同一基板上の100箇所に関して、シート
抵抗を測定したところ、300Ω/□以下のシート抵抗
を示すものが全体の80%、350Ω/□以下のシート
抵抗を示すものが、全体の90%であった。また、全て
のものがシート抵抗2kΩ/□以下であった。このこと
から、本実施例で、シート抵抗に関する不良を著しく低
減できることが明らかになった。
When the sheet resistance was measured at 100 points on the same substrate, the sheet resistance of 300Ω / □ or less was 80% of the total, and the sheet resistance of 350Ω / □ or less was 90% of the total. Met. In addition, all of them had a sheet resistance of 2 kΩ / □ or less. From this, it has been clarified that in the present embodiment, defects relating to sheet resistance can be significantly reduced.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によって、従来、レーザーアニール等のレーザー処理に
は、非常に使いにくかったパルスレーザー装置(特にエ
キシマーレーザー)を使いやすくすることができた。実
施例に示したように、本発明によって最適なレーザーア
ニール等のレーザー処理をおこない、よって、ばらつき
が少なく信頼性の高い半導体膜等を得ることができた。
As is clear from the above description, according to the present invention, a pulse laser device (especially an excimer laser) which has been extremely difficult to use conventionally can be easily used for laser treatment such as laser annealing. . As shown in the examples, laser treatment such as optimal laser annealing was performed according to the present invention, whereby a highly reliable semiconductor film or the like with little variation was obtained.

【0045】上記の実施例はほんの一例であり、例え
ば、特願平3−80800(平成3年3月18日出
願)、特願平3−283981(平成3年10月4日出
願)、特願平3−290719(平成3年10月8日出
願)、特願平4−100479(平成4年3月26日出
願)、特願平4−164303(平成4年5月29日出
願)、特願平4−237763(平成4年8月12日出
願)、特願平4−252296(平成4年8月27日出
願)等の特許出願に記述された各種のレーザー照射技術
と組み合わせると相乗的に効果を得ることができる。こ
のように本発明は工業上、有益なものである。
The above embodiment is only an example. For example, Japanese Patent Application No. 3-80800 (filed on March 18, 1991), Japanese Patent Application No. 3-283981 (filed on October 4, 1991), and Japanese Patent Application No. 3-290719 (filed on October 8, 1991), Japanese Patent Application No. 4-100479 (filed on March 26, 1992), Japanese Patent Application No. 4-164303 (filed on May 29, 1992), When combined with various laser irradiation techniques described in patent applications such as Japanese Patent Application No. 4-237763 (filed on Aug. 12, 1992) and Japanese Patent Application No. 4-252296 (filed on Aug. 27, 1992) The effect can be obtained effectively. Thus, the present invention is industrially useful.

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

【図1】本発明のレーザー処理装置の概念図を示す。FIG. 1 shows a conceptual diagram of a laser processing apparatus of the present invention.

【図2】(A)〜(C) 本発明のレーザー処理装置の
動作例を示す。 (D) 従来のレーザー処理装置の動作例を示す。
FIGS. 2A to 2C show an operation example of the laser processing apparatus of the present invention. (D) An operation example of a conventional laser processing apparatus is shown.

【図3】本発明および従来のレーザー処理方法で得られ
たレーザーパルス(実曲線)および被照射面の温度変化
(点曲線)を示す。
FIG. 3 shows a laser pulse (solid curve) and a temperature change (dot curve) of a surface to be irradiated obtained by the present invention and a conventional laser processing method.

【図4】本発明で得られるレーザーパルス等を示す。FIG. 4 shows a laser pulse and the like obtained by the present invention.

【図5】本発明のレーザー処理装置の概念図を示す。FIG. 5 shows a conceptual diagram of the laser processing apparatus of the present invention.

【図6】本発明で得られるレーザーパルス例を示す。FIG. 6 shows an example of a laser pulse obtained by the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザー装置(発振器) 2 レーザー装置(増幅器) 3 トリガーパルス発振回路 4、5 レーザー媒体励起手段 6 全反射ミラー 7 ハーフミラー 8、9 ハーフミラーもしくは透明材料 10、11 ケーブル Reference Signs List 1 laser device (oscillator) 2 laser device (amplifier) 3 trigger pulse oscillation circuit 4, 5 laser medium excitation means 6 total reflection mirror 7 half mirror 8, 9 half mirror or transparent material 10, 11 cable

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/18 - 21/20 H01L 21/34 - 21/36 H01L 21/84 H01L 21/268 Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/18-21/20 H01L 21/34-21/36 H01L 21/84 H01L 21/268

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】レーザー発振器に設けられた第1のレーザ
ー媒体の励起手段に第1の信号を印加し、 前記第1のレーザー媒体が励起し、第1のレーザーパル
スを形成し、 レーザー増幅器に設けられた第2のレーザー媒体の励起
手段に前記第1の信号と同期しない第2の信号を印加し、 前記第2のレーザー媒体が励起し、第2のレーザーパルス
を形成し、 前記第1のレーザーパルスと前記第2のレーザーパルスを
合成して被照射体に照射するレーザー処理方法であっ
て、 前記第1のレーザーパルスと前記第2のレーザーパルスを
合成して、複数のピークを形成することを特徴とするレ
ーザー処理方法。
A first signal is applied to a first laser medium exciting means provided in a laser oscillator, and the first laser medium is excited to form a first laser pulse. Applying a second signal that is not synchronized with the first signal to the excitation means of the provided second laser medium, exciting the second laser medium, forming a second laser pulse, A laser processing method of combining the laser pulse and the second laser pulse and irradiating the object to be irradiated, wherein the first laser pulse and the second laser pulse are combined to form a plurality of peaks. A laser processing method.
【請求項2】請求項において、 最初のピークの高さは、他のピークの高さより低いこと
を特徴とするレーザー処理方法。
2. The laser processing method according to claim 1, wherein the height of the first peak is lower than the heights of the other peaks.
【請求項3】請求項において、 最初のピークの高さは、他のピークの高さより高いこと
を特徴とするレーザー処理方法。
3. The laser processing method according to claim 1, wherein the height of the first peak is higher than the heights of the other peaks.
【請求項4】請求項において、 前記複数のピークは、同じ高さを有することを特徴とす
るレーザー処理方法。
4. The laser processing method according to claim 1 , wherein the plurality of peaks have the same height.
【請求項5】請求項において、 前記複数のピークは、前記第1のレーザーパルスのピー
クと同じ高さのピークと、 前記第2のレーザーパルスのピークと同じ高さのピーク
とを含むことを特徴とするレーザー処理方法。
5. The method according to claim 1 , wherein the plurality of peaks include a peak having the same height as a peak of the first laser pulse, and a peak having the same height as a peak of the second laser pulse. A laser processing method.
【請求項6】請求項において、 前記第2のレーザーパルスのピークの高さは、前記第1の
レーザーパルスのピークの1/4〜1/2倍であること
を特徴とするレーザー処理方法。
6. The laser processing method according to claim 5 , wherein the height of the peak of the second laser pulse is 1 / to 倍 times the peak of the first laser pulse. .
【請求項7】請求項乃至のいずれか一において、 前記第1の信号は、レーザー発振器に接続された制御手
段から発生することを特徴とするレーザー処理方法。
7. A any one of claims 1 to 6, wherein the first signal, the laser processing method characterized by generating a control means connected to the laser oscillator.
【請求項8】請求項乃至のいずれか一において、 前記第2の信号は、レーザー増幅器に接続された制御手
段から発生することを特徴とするレーザー処理方法。
8. A any one of claims 1 to 6, wherein the second signal, a laser processing method, characterized by generating a control means connected to the laser amplifier.
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