本発明は被照射面におけるビームスポットをある特定の領域で均一化するビームホモジナイザに関する。また、ビームスポットを被照射面に照射するレーザ照射装置に関する。
近年、ガラス等の絶縁基板上に形成された非晶質半導体膜(a−Si:H)や結晶性半導体膜(多結晶半導体膜や微結晶半導体膜(所謂マイクロクリスタル半導体(μc−Si:H))等の結晶性を有する半導体膜)、即ち非単結晶半導体膜に対し、レーザアニールを施して、結晶化させ、又は結晶性を向上させる技術が、広く研究されている。上記半導体膜には、珪素膜がよく用いられる。
ガラス基板は、従来よく使用されてきた石英基板と比較し、安価で加工性に富んでおり、大面積基板を容易に作製できる利点を持っている。これが上記研究の行われる理由である。また、結晶化に好んでレーザが使用されるのは、ガラス基板の融点が低いからである。レーザは基板の温度をあまり上昇させずに非単結晶膜にのみ高いエネルギーを与えることができる。
結晶性珪素膜は多くの結晶粒からできているため、多結晶珪素膜、あるいは多結晶半導体膜と呼ばれる。レーザアニールを施して形成された結晶性珪素膜は、高い移動度を有するため、この結晶性珪素膜を用いて薄膜トランジスタ(TFT)を形成し、例えば、一枚のガラス基板上に、画素駆動用と駆動回路用のTFTを作製する、モノリシック型の液晶電気光学装置等に盛んに利用されている。
また、出力の大きい、エキシマレーザ等のパルスレーザビームを、被照射面において、数cm角の四角いスポットや、長さ10cm以上の線状となるように光学系にて加工し、レーザビームを走査させて(あるいはレーザビームの照射位置を被照射面に対し相対的に移動させて)、レーザアニールを行う方法が、量産性が高く工業的に優れているため、好んで用いられている。
特に、線状レーザビームを用いると、前後左右の走査が必要なスポット状のレーザビームを用いた場合とは異なり、線状レーザの線方向に直角な方向だけの走査で被照射面全体にレーザ照射を行うことができるため、高い量産性が得られる。線方向に直角な方向に走査するのは、それが最も効率のよい走査方向であるからである。この高い量産性により、現在レーザアニールにはパルス発振エキシマレーザビームを適当な光学系で加工した線状レーザビームを使用することが主流になりつつある。
図1に、照射面においてレーザビームの断面形状を線状に加工するための光学系の構成の例を示す。この構成は、レーザビームの断面形状を線状に変換するだけでなく、同時に、照射面におけるレーザビームのエネルギー均一化を果たすものである。一般に光学素子(シリンドリカルレンズ、タブレットレンズ等)を用いてビームのエネルギーの均一化を行う光学系を、ビームホモジナイザと呼ぶ。
まず、図1(A)の側面図について説明する。レーザ発振器101から出たレーザビームは、シリンドリカルレンズアレイ102aと102bにより、レーザビームの進行方向と直角方向に分割される。該方向を縦方向と呼ぶことにする。この構成では、4分割となっている。これらの分割されたレーザビームは、シリンドリカルレンズ104により、いったん1つのレーザビームにまとめられる。ミラー106で反射され、その後、ダブレットシリンドリカルレンズ107により、照射面108にて再び1つのレーザビームに集光される。ダブレットシリンドリカルレンズとは、2枚のシリンドリカルレンズで構成されているレンズのことをいう。これにより、線状レーザビームの幅方向のエネルギー均一化がなされ、幅方向の長さが決定される。
次に、図1(B)の平面図について説明する。レーザ発振器101から出たレーザビームは、シリンドリカルレンズアレイ103により、レーザビームの進行方向と直角方向でかつ、縦方向と直角方向に分割される。該方向を横方向と呼ぶことにする。この構成では、7分割となっている。その後、シリンドリカルレンズ105にて、レーザビームは照射面108にて1つに合成される。これにより、線状レーザビームの長手方向のエネルギー均一化がなされ、線状レーザビームの長さが決定される。
上記の諸レンズは、エキシマレーザに対応するため合成石英製である。また、エキシマレーザをよく透過するように表面にコーティングを施している。これにより、レンズ1つのエキシマレーザの透過率は99%以上になった。
上記の構成で加工された線状レーザビームをそのレーザビームの幅方向に徐々にずらしながら重ねて照射することにより、非単結晶珪素膜全面に対し、レーザアニールを施して、結晶化させ、又は結晶性を向上させることができる。
パルス発振エキシマレーザビームを上述したような光学系により線状に加工し、例えば非単結晶珪素膜に対し、前記線状レーザビームを走査させながら照射すると、多結晶珪素膜が得られる。
得られた多結晶珪素膜を観察した結果、縦横に走る縞模様ができてしまう現象が目立った。これらの縞の一本一本で膜の半導体特性が異なったため、例えばこの縞状の膜を使用してドライバー画素一体型(システムオンパネル)の表示装置を作製した場合、この縞が画面にそのまま出てしまう不都合が生じた。画面上にでる縞は主に画素部における結晶性の不均一に起因した。この問題は、レーザビームや、レーザビームの照射対象である非単結晶珪素膜の膜質を改良することで低減することができる。
特に線状レーザビームの走査方向と平行に生じる縞の発生は、レーザビームを形成する光学系の設計による影響が大きい。そのため、様々な光学系の設計が行われているが、光学系を構成する光学素子にはそれぞれの特性に起因する配置の制約が存在するため、所望のレーザビームを形成する光学系を設計するのは困難なものとなっている。
そこで、本発明は光学素子の配置上の制約を受けず、所望の性能を持つ光学系の設計を可能とすることを課題とする。また、光学素子の配置上の制約を受けず、所望の性能を持つビームホモジナイザを提供することを課題とする。また、このビームホモジナイザを用いたレーザ照射装置を提供することを課題とする。
レーザ光のスポットを一方向に集光する第1の光学素子を照射面側、レーザ光のスポットを一方向に分割する第2の光学素子を光源側に配置し、第2の光学素子に入射し、分割されたレーザ光の光線を光源側に延長したときに、分割されたレーザ光の光線がそれぞれ同一領域に重畳する仮想的な面が、第1の光学素子を介して照射面と共役関係となるように光学系を設計する。
また、レーザ光のスポットを一方向に分割する軸外しシリンドリカルレンズアレイと、レーザ光のスポットを一方向に集光する集光用光学素子とを用いてビームホモジナイザを構成する。
また、レーザ光のスポットを長方形状の短辺方向に分割する短手方向形成用光学素子と、レーザ光のスポットを長方形状の長辺方向に分割する軸外しシリンドリカルレンズアレイと、レーザ光のスポットを長辺方向に集光する長手方向集光用光学素子と、レーザ光のスポットを短辺方向に集光する短手方向集光用光学素子とを用いてビームホモジナイザを構成する。
また、レーザ光を発振させるレーザ発振器と、レーザ光のスポットを一方向に分割する軸外しシリンドリカルレンズアレイと、レーザ光のスポットを一方向に集光する集光用光学素子とを用いてレーザ照射装置を構成する。
また、レーザ光を発振させるレーザ発振器と、レーザ光のスポットを長方形状の短辺方向に分割する短手方向形成用光学素子と、レーザ光のスポットを長方形状の長辺方向に分割する軸外しシリンドリカルレンズアレイと、レーザ光のスポットを長辺方向に集光する長手方向集光用光学素子と、レーザ光のスポットを短辺方向に集光する短手方向集光用光学素子とを用いてレーザ照射装置を構成する。
また、通常のシリンドリカルレンズはレンズの母線に対して左右対称であるが、上記軸外しシリンドリカルレンズは、母線に対して左右非対称である。軸外しシリンドリカルレンズをシリンドリカルレンズアレイとして用いると光線の進行方向を自由にコントロールすることができる。そこで、ビームの長手方向に作用するシリンドリカルレンズアレイに軸外しシリンドリカルレンズアレイを用いる。なお、本明細書において母線とは、シリンドリカルレンズの曲面部にあって、該シリンドリカルレンズの平面部から最も遠い位置にある母線を指す。
本発明において、複数の軸外しシリンドリカルレンズを含む軸外しシリンドリカルレンズアレイは、軸外しシリンドリカルレンズアレイを構成する個々の軸外しシリンドリカルレンズの母線とレンズ中心軸とのずれ量が、所望のビーム長と集光レンズの曲率、アレイを構成するシリンドリカルレンズの曲率に応じて作製されたものを用いる。また、長手方向の集光レンズと組み合わせたときに、個々の軸外しシリンドリカルレンズを通過した光線が照射面において同一箇所に重畳するように設計する。例えば奇数個のシリンドリカルレンズで構成された軸外しシリンドリカルレンズアレイを用いる場合、中央には通常のシリンドリカルレンズを配置し、軸外しシリンドリカルレンズアレイの中心から両端に配置された軸外しシリンドリカルレンズに向かって、母線とレンズ中心軸とのずれ量が大きくなっているものを用いる。
本発明では長手方向形成用軸外しシリンドリカルレンズアレイと長手方向集光用シリンドリカルレンズを組み合わせることで、上記の課題を解決する。
長手方向形成用軸外しシリンドリカルレンズアレイと長手方向集光用シリンドリカルレンズを組み合わせる利点として、光学系設計の段階で自由度が増すことが挙げられる。従来であれば、長手方向集光用シリンドリカルレンズを配置する際に配置上の制約を受けていたが、軸外しシリンドリカルレンズアレイを適用することにより長手方向集光用シリンドリカルレンズ通過後の光線の進行方向をコントロールしながら光学系を設計することが可能になる。その結果、光学系を構成する際の自由度が増え、所望の位置に長手方向集光用シリンドリカルレンズを配置することが可能になる。
また、長手方向のエネルギー分布をより均一にするなどの所望の機能を果たす光学系の設計を行うことが可能になる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に 理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
(実施の形態1)
本実施の形態では軸外しシリンドリカルレンズアレイと長手方向集光用レンズの組み合わせにより線状ビームの長軸方向を形成するものであるが、光学系としての本質は以下に示すように、長手方向集光用レンズから照射面までの距離を自由に設計できることにある。
光学系を構成する軸外しシリンドリカルレンズアレイと集光用レンズのパラメータを図6を用いて説明する。
図6(A)は、本実施の形態の光学系を説明する図であり、軸外しシリンドリカルレンズアレイ601によりレーザ光が分割され、分割されたレーザ光が長手方向に集光用レンズ602により集光され、照射面603において同一領域に重畳的に照射されている様子を示している。
ここで、レンズの屈折率をn、軸外しシリンドリカルレンズアレイ601のレンズの識別番号をi(中央のレンズをi=0とし、レンズの識別番号は外側のアレイに向って増加する。)、軸外しシリンドリカルレンズアレイ601を構成するシリンドリカルレンズ第1面の曲率半径をrとし、長手方向集光用レンズ602第1面の曲率半径はm、長手方向集光用レンズ602の中心厚604をs、軸外しシリンドリカルレンズアレイ601を通過したレーザ光の焦点位置から長手方向集光用レンズ602までの距離605をL、長手方向集光用レンズ602から照射面603までの距離606をgとする。
また、軸外しシリンドリカルレンズアレイ601を構成するシリンドリカルレンズを図6(B)に示す。軸外しシリンドリカルレンズアレイ601を構成するシリンドリカルレンズ609の曲率方向の幅610をd、シリンドリカルレンズ609の中心軸611からの母線612のずれ幅である軸外し量613をxiとする。
光学系設計の際には上記のパラメータを最適化する必要がある。パラメータの最適化を行うためには、レーザ光線の進行方向を計算することが不可欠になるが、長手方向集光用レンズ602から照射面603までの距離606は、gとして以下の式で近似することができる。
ここで、軸外しシリンドリカルレンズアレイ601で分割されたレーザ光が、軸外しシリンドリカルレンズアレイ601を構成する軸外しシリンドリカルレンズの中心軸との成す角607をθaiとし(図6(A)参照)、θaiは以下の式で表される。
そして、長手方向集光用レンズ602に入射するレーザ光の入射位置を通る光軸と平行の軸616と、長手方向集光用レンズ602のレーザ光の入射位置における法線617との成す角618をθbi、その時のレーザ光の入射位置における長手方向集光用レンズ602の厚さ619をPiとし(図6(C)参照)、θbi及びPiは以下の式で表される。
そして長手方向集光用レンズ602中を進行するレーザ光と、長手方向集光用レンズ602のレーザ光入射位置における法線617(レーザ光入射位置における接線615に垂直な線)との角620をθciとし、θciは以下の式で表される。
そして、長手方向集光用レンズ602から射出するときのレーザ光と、集光用シリンドリカルレンズ602の光軸614との成す角608をθdiとし、θdiは以下の式で表される。
なお、距離gは各アレイを通過した光線が照射面において全て同一箇所に集光する時の近似値である。上記の式により、軸外しシリンドリカルレンズアレイを導入した時の光線の進行方向を予測することができる。これにより所望の性能を持つ光学系を構成することができる。
(実施の形態2)
また、本実施の形態による光学系では、軸外しシリンドリカルレンズアレイと光源との間に形成される仮想的な物体点と照射面(像点)との間に共役関係が成立する。ここで、図12を用いて軸外しシリンドリカルレンズアレイ1201を構成する、ある一つの軸外しシリンドリカルレンズに平行光束が入射した場合について説明する。なお、この軸外しシリンドリカルレンズに平行光束で入射する光束を、光束1202で示している。この軸外しシリンドリカルレンズの中心軸1208と軸外しシリンドリカルレンズ第一面との交点を交点1209とする。ここで、交点1209と平行光束が軸外しシリンドリカルレンズアレイ1201と長手方向集光用レンズ1205との間に集光される点(集光点)1210とを結ぶ光線を光源側に延長する。軸外しシリンドリカルレンズアレイを構成する任意の2つの軸外しシリンドリカルレンズについて、上記と同様に光線を光源側に延長すると、光線は物体点1203で交わることになり、物体点1203と照射面の中心位置(像点)1204は長手方向集光用レンズ1205に対して共役関係となる。
上記の関係を利用することによっても、光学系設計において最適なパラメータを求めることが可能となる。例えば、平行光束が軸外しシリンドリカルレンズアレイ1201に入射した時の光路を光源側の物体点1203まで延長する。物体点1203から長手方向集光用レンズ1205までの距離をa、長手方向集光用レンズ1205から照射面までの距離をbとすると、長手方向集光用レンズ1205の焦点距離fとの間には、1/f=1/a+1/bとなる結像方程式が成立する。ここで、物体点1203において仮想的に形成されるビームの長手方向の長さは物体高1206の二倍であることから、物体高1206と照射面における所望のビーム長の半分1207との比はa:bで表されるため、上記の結像方程式を利用しながら光学設計を行うことにより、照射面において所望の長さを持つビームを設計することが可能となる。
レーザビームを走査させる方向に平行の方向に発生する縞の原因は、主に光学系を構成するレンズの脈理やレンズ表面に付着し、レーザ光の照射により焼き付いてしまったゴミなどによるものと考えられる。上記の不均質な領域に起因してレンズの透過率にムラが生じると縞が発生することがある。さらに、長手方向に均一なビームを形成するために分割された光線が透過率にムラのある領域を通過すると、ほぼ等間隔の周期模様の縞が発生することもある。
このような縞の発生を抑止するには線状ビームの長手方向を形成するシリンドリカルレンズアレイを、より照射面側に近づけると良い。特に、長手方向を形成するシリンドリカルレンズアレイを、短手方向の均一化に用いるシリンドリカルレンズアレイと照射面との間に配置すると縞の発生防止に有効となる。
ここで、ビームの長手方向を形成するシリンドリカルレンズアレイを照射面側に近づけて配置する構成を例に挙げる。上記の構成で所望のビーム長を得るためには、長手方向を形成するシリンドリカルレンズアレイを構成する個々のシリンドリカルレンズの焦点距離を短焦点化させる必要がある。ところがシリンドリカルレンズを短焦点化させることによって急激にビームが広がることになる。ここで、短手方向の集光レンズにダブレットレンズを用いた場合、レーザ光の光線が大きな画角を持ってダブレットレンズに入射することになる。光線の持つ画角はダブレットレンズを透過する位置に依存して異なるため、照射面においてビームの長手方向の中央部に照射される光線と、端部に照射される光線との間で焦点距離にずれが生じる。その結果、短手方向のビーム形状は線状ビームの中央部と端部で異なることになり、照射面において均一なビームを形成することが困難となる。
また、光線が大きな画角成分を持つことにより、ビームの長手方向のエネルギー分布にも悪影響を及ぼしてしまうことになる。長手方向のビームを形成するシリンドリカルレンズアレイを照射面側に近づけて配置すると、線状ビームの長手方向の中心部の強度が端部の強度に比べ大きくなるという不具合が生じることがある。半導体膜を処理する場合、ビームの長手方向の強度の平均値に対する変動の範囲は1%以内であることが望ましいが、場合によっては変動の範囲が10%程度まで悪化することがある。以上のように光線が大きな画角を持つと、ビームの長手方向の中央部と端部で照射エネルギー密度に差が生じることになる。その結果、基板全面を均一に処理することが不可能になる。
また、線状ビームの長手方向に平行の方向に発生する縞が目立たなくなる照射エネルギーのマージンは小さいものである。そのため、ビームのエネルギー分布が長手方向に不均一になると照射エネルギーを基板処理の最適マージン内とすることができなくなる。その結果、線状ビームの長手方向に平行の方向に新たに縞模様を形成する原因にもなる。上記の理由から、長手方向のビームを形成するシリンドリカルレンズアレイを照射面側に近づける構成は容易に実現できないことがわかる。
ここで、照射面の分布に影響を及ぼす因子として画角による影響が大きいと思われるため、図2(A)に示すようにまず短焦点の長手方向に作用する長手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ201により所望のビーム長まで光線を広げる。次に長手方向に集光する長手方向集光用シリンドリカルレンズ202により画角を抑える構成とする。上記の構成にすることにより、短手方向に集光する短手方向集光用ダブレットシリンドリカルレンズ203に入射する光線の画角を小さくすることが可能になる。なお、図2の構成で、長手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ201により分割されたビームを照射面において同一箇所に集光させたい場合、長手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ201から長手方向集光用シリンドリカルレンズ202までの距離と、長手方向集光用シリンドリカルレンズ202から照射面204までの距離はほぼ等しくなるという配置上の制約を受ける。
図2(B)に画角の影響を抑えた構成としたときのレーザ照射装置の典型的な光学系配置例を示す。レーザ発振器207よりレーザビームが射出し、照射面204に照射される。図2(B)は、シリンドリカルレンズ202をシリンドリカルレンズ206と照射面204との間に配置した例を示している。ここで、シリンドリカルレンズ202の焦点距離はシリンドリカルレンズ202から照射面204までの距離に等しくなっており、シリンドリカルレンズ202は、この焦点距離に応じた曲率を持っている。そのため、レーザビームの通過する領域により、レンズの厚さに差が生じることになる。例えば曲率半径が500mmのシリンドリカルレンズ202を配置し、長さが300mmの線状ビームを形成する場合、ビーム中心とビーム端でシリンドリカルレンズ202の厚みの差が40mm程度生じる。さらに、シリンドリカルレンズアレイ205aおよび205bによって分割されたビームをシリンドリカルレンズ206によって集光させ均一化させる際に、光軸とビームの短手方向の軸を含む面内に角度を持ってレーザ光が進行することになる。したがって、ビームの長手方向の中心部を形成する光線と端部を形成する光線の光路差がより顕著となる。また、照射面においてビーム中央部とビーム端部で焦点距離の差が大きくなる。
なお、図2(B)の光学系配置とは異なり、シリンドリカルレンズ202をシリンドリカルレンズ206とレーザ発振器207との間に配置すると、上記のシリンドリカルレンズ202において生じる光路差の問題は回避できる。しかし、シリンドリカルレンズ206で形成される均一面の投影倍率や、ダブレットシリンドリカルレンズ203の結像性能及び開口径等を勘案すると、シリンドリカルレンズ206から照射面204までの距離は数m程度と大きいものとなることが多い。したがって、シリンドリカルレンズ202をシリンドリカルレンズ206に対してレーザ発振器側に配置すると、シリンドリカルレンズ202から照射面204との間の距離も必然的に数m以上となる。ここで、シリンドリカルレンズアレイ201と照射面204との間の距離は、シリンドリカルレンズ202と照射面204との間の距離の倍程度とする必要があることから、上記の構成とすると光学系のフットプリントが著しく大きくなる欠点が生じる。
以上のように、縞の発生を抑止する目的で、短手方向の均一化に用いるシリンドリカルレンズアレイと照射面との間に長手方向に作用する長手方向形成用のシリンドリカルレンズアレイを配置して均一なレーザ照射を行うことは難しいことがわかる。現状では長手方向の均一性を確保するため、縞の出来やすい配置でレーザ照射を行うことが多い。
上記の理由により、縞模様の発生を抑え、線状ビームの長手方向の均一性を確保することで基板全面を均一に処理し、さらにレーザ光のエネルギーの利用効率も高く保てる装置が求められてきた。
そこで、本実施例で開示するレーザ照射装置の光学系を、図3を用いて説明する。
まず、図3(B)の側面図について説明する。レーザ発振器301から出たレーザビームは図3中、矢印の方向に伝搬される。まず、レーザビームは球面レンズ302a及び302bにより拡大される。この構成は、レーザ発振器301から出るビームスポットが十分に大きい場合には必要ない。
レーザ発振器301から出たレーザビームは、短手方向に作用する短手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ303a及び303bにより、レーザ光のビームスポットが短手方向に分割される。短手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ303aは、第1面の曲率半径が+300mmで、厚さが6mm、幅8mmのシリンドリカルレンズを曲率方向に4個並べたものである。短手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ303bは第1面の曲率半径が−240mm、厚さ6mm、幅8mmのシリンドリカルレンズを曲率方向に4個並べたものである。また、短手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ303aと303bとの間隔は185mmとした。なお、曲率半径の符号は、曲率中心がレンズ面に対して光線の射出側にある時が正、曲率中心がレンズ面に対して入射側にある時を負とする。また、レンズ面は光が入射する面を第1面、射出する面を第2面とする。
その後、短手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ303bに対して照射面寄り888mmに置かれた第1面の曲率半径が+486mm、厚さ20mmの短手方向に集光する短手方向集光用シリンドリカルレンズ306にて、レーザビームを集光する。これにより各アレイを透過した光線が一箇所に集光され、短手方向集光用シリンドリカルレンズ306と照射面との間に均一面が形成される。これにより、ビームスポットの短手方向のエネルギー分布の均一化がなされ、形成された均一面を照射面に結像させることによって均一なエネルギー分布を持つ線状ビームを形成することができる。
ビームの結像を行うために、短手方向集光用シリンドリカルレンズ306から2080mm照射面寄りにダブレットシリンドリカルレンズ307a及び307bを配置する。ここでダブレットシリンドリカルレンズ307とは、2枚のシリンドリカルレンズで構成されているレンズのことをいう。ダブレットシリンドリカルレンズを構成する2枚のシリンドリカルレンズは、1枚は第1面の曲率半径が+125mm、第2面の曲率半径が+77mm、厚さ10mmのシリンドリカルレンズであり、もう1枚は第1面の曲率半径が+97mm、第2面の曲率半径が−200mm、厚さ20mmのシリンドリカルレンズであり、2枚のシリンドリカルレンズの間隔は5.5mmである。これにより、レーザ光のビームスポットの短辺方向のエネルギー分布の均一化がなされ、短辺方向の長さが決定される。ダブレットシリンドリカルレンズは使用しなくとも構わないが、ダブレットシリンドリカルレンズを用いることにより、光学系と照射面との間に距離がとれるため、空間的な余裕ができる。ダブレットシリンドリカルレンズから照射面寄り235mmに配置した被照射面308に光線を集光する。これにより、短手方向に均一なエネルギー分布を持つビームを形成することができる。
次に、図3(A)の平面図について説明する。レーザ発振器301から出たレーザビームは、長手方向に作用する長手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ304により、ビームスポットが長手方向に分割される。長手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ304は、第1面の曲率半径が+19mmで、厚さが5mm、幅6.5mmのシリンドリカルレンズを曲率方向に15個並べたものである。図4に長手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ304の平面図を示す。長手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ304の中央に配置したシリンドリカルレンズ401は、レンズの母線に対して左右の幅が等しい通常のシリンドリカルレンズである。しかし、残りの14個のシリンドリカルレンズはレンズの母線に対して左右の幅が異なっている。シリンドリカルレンズ402及び403はレンズの母線がレンズの幅方向の中心軸から0.2mmレンズの外側方向にずれるよう作製されている。さらに、シリンドリカルレンズ404及び405はレンズの母線が幅方向の中心軸から0.3mm、シリンドリカルレンズ406及び407はレンズの母線が幅方向の中心線から0.4mm、シリンドリカルレンズ408及び409はレンズの母線が幅方向の中心線から0.5mm、シリンドリカルレンズ410及び411はレンズの母線が幅方向の中心線から0.6mm、シリンドリカルレンズ412及び413はレンズの母線が幅方向の中心線から0.7mm、シリンドリカルレンズ414及び415はレンズの母線が幅方向の中心線から0.8mm、レンズの外側にずれるよう作製したものである。以上のように母線に対する左右の幅のずれ量は、アレイの中心からアレイの両端に向かって大きくなっている。幅方向の中心線に対してレンズの母線をずらすことにより、光線の進行方向を自由にコントロールすることが可能である。上記の方法によって長手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ304を通過し、長手方向に集光する長手方向集光用シリンドリカルレンズ305を透過した光線を全て同一箇所に集光させることができる。
その後、長手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ304に対して照射面寄り740mmに置かれた第1面の曲率半径が+660mm、厚さ50mmの長手方向に集光する長手方向集光用シリンドリカルレンズ305にて、レーザビームは被照射面308にて1つに合成される。これにより、レーザ光のビームスポットの長辺方向のエネルギー分布の均一化がなされ、長辺方向の長さが決定される。ここで、長手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ304を構成するシリンドリカルレンズは上記のずれ量を持つため、ずれ量を持たない通常のシリンドリカルレンズアレイを使用した場合には発生してしまうビームの損失を低減させることが可能となっている。
上記の構成により、長手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ304を短手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ303と照射面との間に配置することができる。さらに長手方向集光用シリンドリカルレンズ305を短手方向集光用シリンドリカルレンズ306とレーザ発振器との間に配置することが可能になる。長手方向形成用シリンドリカルレンズアレイ304及び長手方向集光用シリンドリカルレンズ305を有する本実施例は、従来の光学系で被照射面における線状ビームの長手方向のエネルギー分布の不均一性の原因となった、光線の画角を緩和することができ、かつエネルギーの利用効率を改善することができる。
図5に光学設計ソフトでシミュレーションを行い、長辺方向の長さが300mm、短辺方向の長さが0.4mmのエネルギー分布が均一な線状ビームが得られた結果を示す。図5(A)は、線状ビームの長手方向のエネルギー分布である。ビームの長手方向の強度の平均値に対する変動の範囲は0.5%以内(横軸が−150〜+150mmの間)となっている。また図5(B)は、線状ビームの短手方向のエネルギー分布である。図5より均一なビームが照射面において形成されていることがわかる。
本実施例の光学系と組み合わせるレーザ発振器は、大出力でかつ半導体膜によく吸収される波長域が好ましい。半導体膜として珪素膜を用いた場合、吸収率を考慮し、用いるレーザ発振器の出すレーザビームの波長は600nm以下であることが好ましい。このようなレーザビームを出すレーザ発振器には、例えば、エキシマレーザ、YAGレーザ(高調波)、ガラスレーザ(高調波)がある。
また、珪素膜の結晶化に適当な波長のレーザビームを発振するレーザ発振器として、例えば、YVO4レーザ(高調波)、YLFレーザ(高調波)、Arレーザ、GdVO4レーザ(高調波)がある。
以下、本実施例では、実施例1に示したレーザ照射装置を用いた半導体装置の作製方法について説明する。まず、基板として600×720×0.7mmのガラス基板(AN100)を用意する。この基板は600℃までの温度であれば充分な耐久性がある。前記ガラス基板上に下地膜として酸化珪素膜を200nm成膜する。さらに、その上から非晶質珪素膜を55nmの厚さに成膜する。成膜は、共にスパッタ法にて行う。あるいはプラズマCVD法にて成膜してもよい。
上記成膜済の基板を、450℃の窒素雰囲気中に1時間おく。本工程は非晶質珪素膜中の水素濃度を減らすための工程である。膜中の水素が多すぎると膜がレーザエネルギーに対して耐えきれないので本工程をいれる。 前記膜内の水素の濃度は1020/cm3オーダーが適当である。ここで、1020/cm3とは、1cm3あたりに水素原子が1020個存在するという意味である。
本実施例では、レーザ発振器として、ラムダフィジック社製STEEL1000XeClエキシマレーザを使う。前記エキシマレーザは、パルスレーザである。前記エキシマレーザの最大エネルギーは、1パルスあたり1000mJ、発振波長は308nm、最大周波数は300Hzである。基板1枚をレーザ処理する間、該パルスレーザの1パルスごとのエネルギー変動は、±10%以内、好ましくは±5%以内に収まっていると、均一な結晶化が行える。
ここで述べているレーザエネルギーの変動は、以下のように定義する。すなわち、基板1枚を照射している期間のレーザエネルギーの平均値を基準とし、その期間の最小エネルギーまたは最大エネルギーと前記平均値との差を%で表したものである。
レーザビームの照射は例えば、被照射面をのせたステージを長方形の短辺方向に走査させながら行う。このとき、被照射面におけるビームスポットのエネルギー密度や、走査のスピードは、実施者が適宜決めればよい。だいたいの目安は、エネルギー密度200mJ/cm2〜1000mJ/cm2(好ましくは300mJ/cm2〜600mJ/cm2)の範囲である。走査のスピードは、長方形状のビームスポットの短辺方向の幅が90%程度もしくはそれ以上で互いに重なり合う範囲で適当なものを選ぶと、均一なレーザアニールを行える可能性が高い。最適な走査スピードは、レーザ発振器の周波数に依存し、前記周波数に比例すると考えてよい。
こうして、レーザアニール工程が終了する。上記工程を繰り返すことにより、多数の基板を処理できる。前記基板を利用して例えばアクティブマトリクス型の液晶表示装置やEL表示装置を公知の方法に従って作製することができる。
上記の例ではレーザ発振器にエキシマレーザを用いた。エキシマレーザはコヒーレント長が数μmと非常に小さいため、上記例の光学系に適している。以下に示すレーザにはコヒーレント長が長いものもあるが、作為的にコヒーレント長を変えたものを用いればよい。YAGレーザの高調波やガラスレーザの高調波を用いても同様な大出力が得られ、かつ珪素膜にレーザビームのエネルギーが良く吸収されるので好ましい。珪素膜の結晶化に適当なレーザ発振器として、YVO4レーザ(高調波)、YLFレーザ(高調波)、Arレーザ、GdVO4レーザ(高調波)などがある。これらのレーザビームの波長域は珪素膜によく吸収される。
上記の例では、非単結晶半導体膜には非晶質珪素膜を使ったが、実施例1に示したレーザ照射装置は他の非単結晶半導体にも適用できることが容易に推測できる。例えば、非単結晶半導体膜に非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を使用しても良い。あるいは、非単結晶半導体膜に多結晶珪素膜を使用してもよい。
本実施例では表示装置の作製方法について図7〜10を用いて説明する。本実施例で説明する表示装置の作製方法は画素部とその周辺に設けられる駆動回路部のTFTを同時に作製する方法である。但し、説明を簡単にするために、駆動回路に関しては基本単位であるCMOS回路を図示することとする。
まず、図7(A)に示すように、下地膜(図示せず)を表面に設けた基板701を用意する。本実施例では基板上に下地膜として100nm厚の窒化酸化珪素膜と200nm厚の酸化珪素膜とを積層して用いる。この時、窒素濃度を10〜25wt%としておくと良い。あるいは、下地膜を設けずに石英基板上に直接半導体膜を形成しても良い。
次に基板701の上に45nmの厚さのアモルファスシリコン膜702を公知の成膜法で形成する。なお、アモルファスシリコン膜に限定する必要はなく、非晶質構造を含む半導体膜(微結晶半導体膜を含む)であれば良い。さらに非晶質シリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を含む化合物半導体膜でも良い。
次にアモルファスシリコン膜702をレーザ結晶化法により結晶化させる。レーザ結晶化は実施例1に示したレーザ照射装置を用いて行うことができる。もちろんレーザ結晶化法だけでなく、RTAやファーネスアニール炉を用いた熱結晶化法や、結晶化を助長する金属元素を用いた熱結晶化法などと組み合わせて行っても良い。
上述したレーザ結晶化によって、非晶質半導体膜に部分的に結晶化された領域703、704、705が形成される(図7(B))。
次に、部分的に結晶性が高められた結晶性半導体膜を所望の形状にパターニングして、結晶化された領域703、704、705から島状の半導体膜706〜709を形成する(図7(C))。
次に、図7(D)に示すように、島状の半導体膜706〜709を覆うゲート絶縁膜710を形成する。ゲート絶縁膜710はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜150nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマCVD法により110nmの厚さで酸化窒化珪素膜(組成比Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%)で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Orthosilicate)とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜400℃とし、高周波(13.56MHz)電力密度0.5〜0.8W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後400〜500℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
次に、図7(E)に示すように、レジストマスク711を形成し、ゲート絶縁膜710を介してp型を付与する不純物元素(以下、p型不純物元素という)を添加する。p型不純物元素としては、代表的には13族に属する元素、典型的にはボロンまたはガリウムを用いることができる。この工程(チャネルドープ工程という)はTFTのしきい値電圧を制御するための工程である。
なお、本実施例ではジボラン(B2H6)を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドーピング法でボロンを添加する。勿論、質量分離を行うイオン注入法を用いても良い。この工程により1×1015〜1×1018atoms/cm3(代表的には5×1016〜5×1017atoms/cm3)の濃度でボロンを含む不純物領域712〜714が形成される。
次に、200〜400nm厚の導電膜を形成し、パターニングしてゲート電極801〜805を形成する(図8(A))。なお、ゲート電極は単層の導電膜で形成しても良いが、必要に応じて二層、三層といった積層膜とすることが好ましい。ゲート電極の材料としては公知の導電膜を用いることができる。
具体的には、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、クロム(Cr)、導電性を有するシリコン(Si)から選ばれた元素でなる膜、または前記元素の窒化物でなる膜(代表的には窒化タンタル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜)、または前記元素を組み合わせた合金膜(代表的にはMo−W合金、Mo−Ta合金)、または前記元素のシリサイド膜(代表的にはタングステンシリサイド膜、チタンシリサイド膜)を用いることができる。勿論、単層で用いても積層して用いても良い。
本実施例では、50nm厚の窒化タングステン(WN)膜と、350nm厚のタングステン(W)膜とでなる積層膜を用いる。これはスパッタ法で形成すれば良い。また、スパッタガスとしてXe、Ne等の不活性ガスを添加すると応力による膜はがれを防止することができる。
次に、図8(B)に示すように、ゲート電極801〜805をマスクとして自己整合的にn型不純物元素(本実施例ではリン)を添加する。こうして形成される不純物領域806〜814には1×1016〜5×1018atoms/cm3(典型的には3×1017〜3×1018atoms/cm3)の濃度でリンが添加されるようにすることが好ましい。
次に、図8(C)に示すように、ゲート電極等を覆う形でレジストマスク815a〜815cを形成し、n型不純物元素(本実施例ではリン)を添加して高濃度にリンを含む不純物領域816〜822を形成する。ここでもフォスフィン(PH3)を用いたイオンドーピング法で行い、この領域のリンの濃度は1×1020〜1×1021atoms/cm3(代表的には2×1020〜5×1021atoms/cm3)となるように調節する。
この工程によってnチャネル型TFTのソース領域若しくはドレイン領域が形成されるが、スイッチング用TFTは、図8(B)の工程で形成したn型不純物領域810〜812の一部を残す。この残された領域がスイッチング用TFTのLDD領域となる。
次に、図9(A)に示すように、レジストマスク815a〜815cを除去し、新たにレジストマスク901を形成する。そして、p型不純物元素(本実施例ではボロン)を添加し、高濃度にボロンを含む不純物領域902、903を形成する。ここではジボラン(B2H6)を用いたイオンドーピング法により3×1020〜3×1021atoms/cm3(代表的には5×1020〜1×1021atoms/cm3)濃度となるようにボロンを添加する。
なお、不純物領域902、903には既に1×1020〜1×1021atoms/cm3の濃度でリンが添加されているが、ここで添加されるボロンはその少なくとも3倍以上の濃度で添加される。そのため、予め形成されていたn型の不純物領域は完全にP型に反転し、P型の不純物領域として機能する。
次に、図9(B)に示すように、レジストマスク901を除去した後、第1の層間絶縁膜904を形成する。第1の層間絶縁膜904としては、珪素を含む絶縁膜を用いることができる。本実施例ではプラズマCVD法により膜厚150nmの酸化窒化珪素膜を形成する。
その後、それぞれの濃度で添加されたn型またはp型不純物元素を活性化する。活性化処理としてレーザアニール法にて行う。レーザアニ−ル法を用いる場合、結晶化の際に用いたレーザを使用することが可能である。活性化の場合は、結晶化の場合と同程度か、それよりやや少ない100〜1000mJ/cm2、(好ましくは300〜600mJ/cm2)のエネルギー密度が必要となる。
また、第1の層間絶縁膜904を形成する前に活性化処理を行っても良い。
さらに、3〜100%の水素を含む雰囲気中で、300〜450℃で1〜12時間の熱処理を行い水素化処理を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体膜の不対結合手を水素終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化(プラズマにより励起された水素を用いる)を行っても良い。
なお、水素化処理は第1の層間絶縁膜904を形成する間に入れても良い。即ち、200nm厚の窒化酸化珪素膜を形成した後で上記のように水素化処理を行い、その後で残り800nm厚の酸化珪素膜を形成しても構わない。
次に第1の層間絶縁膜904上に無機絶縁膜材料又は有機絶縁材料から成る第2の層間絶縁膜905を形成する。本実施例では膜厚1.6μmのアクリル樹脂膜を形成する。その後第3の層間絶縁膜を形成する(図示しない)。この第3の層間絶縁膜は第2の層間絶縁膜が後の工程で形成する有機発光層に入るのを防ぐのに効果的である。
次に、図9(C)に示すように、第1の層間絶縁膜904、第2の層間絶縁膜905、第3の層間絶縁膜(図示しない)に対してコンタクトホールを形成し、ソース及びドレイン配線906〜912を形成する。なお、本実施例ではこの電極を、Ti膜を100nm、Tiを含むアルミニウム膜を300nm、Ti膜150nmをスパッタ法で連続形成した3層構造の積層膜とする。勿論、他の導電膜でも良い。
続いてドレイン配線911に接するように画素電極1001を形成する。画素電極1001は透明導電膜をパターニングして形成する。画素電極1001は発光素子の陽極として機能する。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズ、又は酸化インジウムを用いることができる。
画素電極を形成後、樹脂材料でなるバンク1002を形成する。バンク1002は1〜2μm厚のアクリル膜又はポリイミド膜をパターニングして画素電極1001の一部を露出させるように形成する。なお、バンク1002の下層には遮蔽膜(図示しない)となる黒色からなる膜を形成するのが好ましい。
次に、EL層1003及び陰極(MgAg電極)1004を、真空蒸着法を用いて大気解放しないで連続形成する。 なお、EL層1003の膜厚は80〜200nm(典型的には100〜120nm)、陰極1004の厚さは180〜300nm(典型的には200〜250nm)とすれば良い。
この工程では、赤色に対応する画素、緑色に対応する画素及び青色に対応する画素に対して順次EL層及び陰極を形成する。但し、EL層は溶液に対する耐性に乏しいためフォトリソグラフィ技術を用いずに各色個別に形成しなくてはならない。そこでメタルマスクを用いて所望の画素以外を隠し、必要箇所だけ選択的にEL層及び陰極を形成するのが好ましい。
即ち、まず赤色に対応する画素以外を全て隠すマスクをセットし、そのマスクを用いて赤色発光のEL層及び陰極を選択的に形成する。次いで、緑色に対応する画素以外を全て隠すマスクをセットし、そのマスクを用いて緑色発光のEL層及び陰極を選択的に形成する。次いで、同様に青色に対応する画素以外を全て隠すマスクをセットし、そのマスクを用いて青色発光のEL層及び陰極を選択的に形成する。なお、ここでは全て異なるマスクを用いるように記載しているが、同じマスクを使いまわしても構わない。また、全画素にEL層及び陰極を形成するまで真空を破らずに処理することが好ましい。
なお、EL層1003としては公知の材料を用いることができる。公知の材料としては、駆動電圧を考慮すると有機材料を用いるのが好ましい。例えば正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子注入層でなる4層構造をEL層とすれば良い。また、本実施例ではEL素子の陰極としてMgAg電極を用いた例を示すが、公知の他の材料であっても良い。
陰極1004まで形成された時点で発光素子1005が完成する。その後発光素子1005を完全に覆うようにして保護膜1006を設ける。保護膜1006としては、炭素膜、窒化珪素膜、もしくは窒化酸化珪素膜を含む絶縁膜を用いることができ、これらの絶縁膜を単層又は積層させて用いることができる。
さらに保護膜1006を覆って封止材1007を設け、カバー材1008を貼り合わせる。封止材1007としては紫外線硬化樹脂であり、内部に吸湿効果を有する物質もしくは酸化防止効果を有する物質を用いることが好ましい。また、本実施例においてカバー材1008にはガラス基板、石英基板やプラスティック基板を用いることができる、
こうして図10(B)に示すようなpチャネル型TFT1009,nチャネル型TFT1010、スイッチング用TFT1011及び電流制御用TFT1012を有する構造のアクティブマトリクス型EL表示装置が完成する。もちろんこのような構造の表示装置に限らず様々な表示装置の作製においても本発明のレーザ照射装置を用いることができる。また、半導体膜の結晶化に限らず、レジストマスクを形成するフォトリソグラフィーにおいてレジストを露光するときにも実施例1で示したレーザ照射装置を用いることができる。
実施例1に示したレーザ照射装置を用いて作製した半導体装置(特に表示装置(液晶表示装置、EL表示装置等))は様々な電子機器に適用することができる。半導体装置を適用することができる電子機器の例として、テレビジョン装置、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。それらの電子機器の具体例を図11に示す。
図11(A)はテレビジョン装置であり、筐体13001、支持台13002、表示部13003、スピーカー部13004、ビデオ入力端子13005等を含む。実施例1に示したレーザ照射装置は表示部13003などの加工に用いることができ、テレビジョン装置を完成することができる。表示部13003は、ELディスプレイや、液晶ディスプレイなどを用いることができる。なお、テレビジョン装置は、コンピュータ用、テレビ放送受信用、広告表示用などの全てのテレビジョン装置が含まれる。
図11(B)はデジタルカメラであり、本体13101、表示部13102、受像部13103、操作キー13104、外部接続ポート13105、シャッター13106等を含む。実施例1に示したレーザ照射装置は表示部13102などの加工に用いることができ、デジタルカメラを完成することができる。
図11(C)はコンピュータであり、本体13201、筐体13202、表示部13203、キーボード13204、外部接続ポート13205、ポインティングマウス13206等を含む。実施例1に示したレーザ照射装置は表示部13203などの加工に用いることができ、コンピュータを完成することができる。
図11(D)はモバイルコンピュータであり、本体13301、表示部13302、スイッチ13303、操作キー13304、赤外線ポート13305等を含む。実施例1に示したレーザ照射装置は表示部13302などの加工に用いることができ、モバイルコンピュータを完成することができる。
図11(E)は記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDVD再生装置)であり、本体13401、筐体13402、表示部A13403、表示部B13404、記録媒体(DVD等)読み込み部13405、操作キー13406、スピーカー部13407等を含む。表示部A13403は主として画像情報を表示し、表示部B13404は主として文字情報を表示するが、実施例1に示したレーザ照射装置は表示部A13403及び表示部B13404などの加工に用いることができ、画像再生装置を完成することができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置にはゲーム機器なども含まれる。
図11(F)はゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)であり、本体13501、表示部13502、アーム部13503を含む。実施例1に示したレーザ照射装置は表示部13502などの加工に用いることができ、ゴーグル型ディスプレイを完成することができる。
図11(G)はビデオカメラであり、本体13601、表示部13602、筐体13603、外部接続ポート13604、リモコン受信部13605、受像部13606、バッテリー13607、音声入力部13608、操作キー13609等を含む。実施例1に示したレーザ照射装置は表示部13602などの加工に用いることができ、ビデオカメラを完成することができる。
図11(H)は携帯電話であり、本体13701、筐体13702、表示部13703、音声入力部13704、音声出力部13705、操作キー13706、外部接続ポート13707、アンテナ13708等を含む。実施例1に示したレーザ照射装置は表示部13703などの加工に用いることができ、携帯電話を完成することができる。なお、表示部13703は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電流を抑えることができる。
特にこれらの電子機器の表示部に用いられる表示装置には画素の駆動のために薄膜トランジスタを有しており、その薄膜トランジスタに用いられている半導体膜の結晶化に実施例1に示したレーザ照射装置を用いることができる。さらに電子機器の表示部に用いられている表示装置がEL表示装置のように高詳細、高特性を求める場合には、実施例1に示したレーザ照射装置を用いて半導体膜の結晶化を行うことで、より表示むらの発生を低減させた表示部を有する電子機器を作製することができる。
以上の様に、実施例1に示したレーザ照射装置で作製した半導体装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。
本実施例において、本発明のレーザ照射装置により均一なエネルギー分布のビームが得られた結果を示す。
表1は本発明のレーザ照射装置により得られた線状ビームの長辺方向のパワー測定データである。
そして、その測定値を基に線状ビームの長辺方向のエネルギー分布のグラフを図13(A)に、エネルギーの強度の平均値に対する変動を示すグラフを図13(B)に示す。図13(A)の横軸はビームの長さ[mm]を示し、縦軸はエネルギー[mJ/3cm]を示す。図13(A)に示すように、長辺方向の長さが270mmの均一な線状ビームが得られた。そして、このとき平均エネルギーは74.66[mJ/3cm]であった。また、図13(B)の横軸は測定位置[mm]を示し、縦軸はエネルギー[%]を示している。図13(B)のグラフからも長辺方向のエネルギーの変動は小さくなっていることが分かる。そして、エネルギーの強度の平均値に対する変動の範囲も0.94%(横軸が−135〜+135mmの間)となっていた。
よって、本発明のレーザ照射装置を用いることで、光線の画角を緩和し、均一なビームを照射面において形成することができる。
従来のレーザ照射装置を示す図。
(A)光線の画角を抑える光学系の例、(B)光線の画角を抑えた構成のレーザ照射装置の例。
レーザ照射装置の光学系を示す図。
軸外しシリンドリカルレンズアレイを示す図。
レーザ光のエネルギー分布を示す図。
軸外しシリンドリカルレンズアレイと長手方向集光用レンズのパラメータを説明する図。
半導体装置の作製方法を説明する図。
半導体装置の作製方法を説明する図。
半導体装置の作製方法を説明する図。
半導体装置の作製方法を説明する図。
半導体装置を具備した電子機器の例。
共役関係を説明する図。
レーザ光のエネルギー分布を示す図。