JP7161758B2 - レーザアニール装置 - Google Patents
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Description
(レーザアニール装置の概略構成)
以下、図1から図5を用いて、本実施の形態に係るレーザアニール装置10の概略構成を説明する。図1に示すように、レーザアニール装置10は、基台11と、連続発振レーザ光(CWレーザ光)を発振する連続発振レーザとしての半導体レーザ2と、反射鏡3と、マスク4と、を備える。なお、実際には、マスク4は細長い矩形状であるが、説明の便宜から、図2に示すように長手方向の寸法に対して短軸方向Xの寸法を比較的長く示している。
本実施の形態に係るレーザアニール装置10によれば、移動度の高い多結晶シリコン膜や疑似単結晶シリコン膜などの結晶化シリコンを、必要な領域に安定して形成できる。
本実施の形態に係るレーザアニール装置10では、図9に示すようなマスク43を用いることができる。なお、マスク43は、実際には細長い矩形状のものであるが、説明の便宜から、図9に示すように長手方向の寸法に対して短軸方向Xの寸法を比較的長く示している。
本実施の形態に係るレーザアニール装置10では、図10に示すようなマスク44を用いることができる。このマスク44においても、実際には細長い矩形状のものであるが、説明の便宜から、図10に示すように長手方向の寸法に対して短軸方向Xの寸法を比較的長く示している。
本実施の形態に係るレーザアニール装置10では、図11および図12に示すようなマスク45を用いることができる。このマスク45においても、実際には細長い矩形状のものであるが、説明の便宜から、図11に示すように長手方向の寸法に対して短軸方向Xの寸法を比較的長く示している。
以上、実施の形態について説明したが、この実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
LBS ビームスポット
S 傾斜部(エネルギー強度分布における傾斜部)
T 基板移動方向
Tr 相対的な移動方向(基板移動方向Tと反対の方向)
X 短軸方向
W 幅寸法
1 被処理基板
2 半導体レーザ
4,43.44,45 マスク
5 非晶質シリコン膜
5A 種結晶領域
5B 疑似単結晶シリコン(結晶化シリコン)膜
6 改質予定領域
10 レーザアニール装置
11 基台
41 透明基板
42 遮光膜
42A,42B 切り欠き部
42C ドット部
42D ライン部
42E グラデーション部
Claims (20)
- 被処理基板の上に形成された非晶質シリコン膜に対して、ビームスポットを相対的に移動させ、前記非晶質シリコン膜を結晶化シリコンへ改質させるレーザアニール装置であって、
連続発振レーザ光を出射する連続発振レーザと、
前記連続発振レーザから出射されたレーザ光が入射されて、前記非晶質シリコン膜に投影する前記ビームスポットを形成するマスクと、
を備え、
前記マスクは、透明基板の表面に遮光膜が形成され、前記ビームスポットを相対的に移動させる移動方向の下流側の領域にエネルギー強度の高い高透過率領域が設けられ、前記移動方向の上流側の領域にエネルギー強度の低い低透過率領域が設けられ、
前記高透過率領域は、前記遮光膜に形成された切り欠き部の面積が大きく設定され、
前記低透過率領域は、複数の切り欠き部が形成され、前記遮光膜に形成された切り欠き部の面積が小さく設定され、
前記低透過率領域内の前記切り欠き部は、前記遮光膜に対して、前記高透過率領域と反対の方向へ向けて順次幅が狭くなる
レーザアニール装置。 - 被処理基板の上に形成された非晶質シリコン膜に対して、ビームスポットを相対的に移動させ、前記非晶質シリコン膜を結晶化シリコンへ改質させるレーザアニール装置であって、
連続発振レーザ光を出射する連続発振レーザと、
前記連続発振レーザから出射されたレーザ光が入射されて、前記非晶質シリコン膜に投影する前記ビームスポットを形成するマスクと、
を備え、
前記マスクは、前記ビームスポットを相対的に移動させる移動方向の下流側の領域にエネルギー強度の高い高透過率領域が設けられ、前記移動方向の上流側の領域にエネルギー強度の低い低透過率領域が設けられ、
前記マスクは、透明基板の表面に遮光膜が形成され、
前記高透過率領域は、前記遮光膜に形成された切り欠き部の面積が大きく設定され、
前記低透過率領域は、前記高透過率領域の前記切り欠き部に向けて、前記遮光膜の膜厚が漸次薄くなるグラデーション部である
レーザアニール装置。 - 前記マスクは、透明基板の表面に前記遮光膜が形成され、
前記高透過率領域は、前記透明基板の表面に形成された遮光膜に開口率の高い切り欠き部が形成され、
前記低透過率領域は、前記透明基板の表面に前記遮光膜でなる複数のドット部が分散して配置されている
請求項1に記載のレーザアニール装置。 - 前記低透過率領域における光透過率が前記移動方向の上流側へ向けて漸次減少するように設定されている
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記連続発振レーザは、半導体レーザである
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記連続発振レーザは、レーザのパルス幅が溶融シリコンの冷却時間より長い疑似連続発振レーザを用いる
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記ビームスポットの下流側部分におけるエネルギー強度は、前記非晶質シリコン膜を溶融させる閾値より高く設定され、
前記ビームスポットの上流側部分におけるエネルギー強度は、前記移動方向の上流側に向けて前記閾値を通過して漸次低下するように設定されている
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記ビームスポットが、細長い矩形状に形成され、
前記ビームスポットの短軸方向が、前記移動方向と同じである
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記マスクは、前記連続発振レーザ光を前記高透過率領域および前記低透過率領域で透過させる位置と、前記連続発振レーザ光を前記高透過率領域のみで透過させる位置と、に変位可能である
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 被処理基板の上に形成された非晶質シリコン膜に対して、ビームスポットを相対的に移動させ、前記非晶質シリコン膜を結晶化シリコンへ改質させるレーザアニール装置であって、
連続発振レーザ光を出射する連続発振レーザと、
前記連続発振レーザから出射されたレーザ光が入射されて、前記非晶質シリコン膜に投影する前記ビームスポットを形成するマスクと、
を備え、
前記マスクは、透明基板の表面に遮光膜が形成され、前記ビームスポットを相対的に移動させる移動方向の一方側の領域にエネルギー強度の高い高透過率領域が設けられ、前記移動方向の他方側の領域にエネルギー強度の低い低透過率領域が設けられ、
前記高透過率領域は、前記遮光膜に形成された切り欠き部の面積が大きく設定され、
前記低透過率領域は、複数の切り欠き部が形成され、前記遮光膜に形成された切り欠き部の面積が小さく設定され、
前記低透過率領域内の前記切り欠き部は、前記遮光膜に対して、前記高透過率領域と反
対の方向へ向けて順次幅が狭くなる
レーザアニール装置。 - 被処理基板の上に形成された非晶質シリコン膜に対して、ビームスポットを相対的に移動させ、前記非晶質シリコン膜を結晶化シリコンへ改質させるレーザアニール装置であって、
連続発振レーザ光を出射する連続発振レーザと、
前記連続発振レーザから出射されたレーザ光が入射されて、前記非晶質シリコン膜に投影する前記ビームスポットを形成するマスクと、
を備え、
前記マスクは、前記ビームスポットを相対的に移動させる移動方向の一方側の領域にエネルギー強度の高い高透過率領域が設けられ、前記移動方向の他方側の領域にエネルギー強度の低い低透過率領域が設けられ、
前記マスクは、透明基板の表面に遮光膜が形成され、
前記高透過率領域は、前記遮光膜に形成された切り欠き部の面積が大きく設定され、
前記低透過率領域は、前記高透過率領域の前記切り欠き部に向けて、前記遮光膜の膜厚が漸次薄くなるグラデーション部である
レーザアニール装置。 - 前記マスクは、透明基板の表面に遮光膜が形成され、
前記高透過率領域は、前記透明基板の表面に形成された前記遮光膜に開口率の高い切り欠き部が形成され、
前記低透過率領域は、前記透明基板の表面に前記遮光膜でなる複数のドット部が分散して配置されている
請求項10に記載のレーザアニール装置。 - 前記低透過率領域における光透過率が前記移動方向の上流側へ向けて漸次減少するように設定されている
請求項10から請求項12のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記連続発振レーザは、半導体レーザである
請求項10から請求項13のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記連続発振レーザは、レーザのパルス幅が溶融シリコンの冷却時間より長い疑似連続発振レーザを用いる
請求項10から請求項14のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記ビームスポットの下流側部分におけるエネルギー強度は、前記非晶質シリコン膜を溶融させる閾値より高く設定され、
前記ビームスポットの上流側部分におけるエネルギー強度は、前記移動方向の上流側に向けて前記閾値を通過して漸次低下するように設定されている
請求項10から請求項15のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記ビームスポットが、細長い矩形状に形成され、
前記ビームスポットの短軸方向が、前記移動方向と同じである
請求項10から請求項16のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記マスクは、前記連続発振レーザ光を前記高透過率領域および前記低透過率領域で透過させる位置と、前記連続発振レーザ光を前記高透過率領域のみで透過させる位置と、に変位可能である
請求項10から請求項17のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 被処理基板の上に形成された非晶質シリコン膜に対して、ビームスポットを相対的に移動させ、前記非晶質シリコン膜を結晶化シリコンへ改質させるレーザアニール装置であって、
連続発振レーザ光を出射する連続発振レーザと、
前記連続発振レーザから出射されたレーザ光が入射されて、前記非晶質シリコン膜に投影する前記ビームスポットを形成するマスクと、
を備え、
前記マスクは、前記ビームスポットを相対的に移動させる移動方向の下流側の領域にエネルギー強度の高い高透過率領域が設けられ、前記移動方向の上流側の領域にエネルギー強度の低い低透過率領域が設けられ、
前記低透過率領域における光透過率が前記移動方向の上流側へ向けて漸次減少するように設定されている
レーザアニール装置。 - 被処理基板の上に形成された非晶質シリコン膜に対して、ビームスポットを相対的に移動させ、前記非晶質シリコン膜を結晶化シリコンへ改質させるレーザアニール装置であって、
連続発振レーザ光を出射する連続発振レーザと、
前記連続発振レーザから出射されたレーザ光が入射されて、前記非晶質シリコン膜に投影する前記ビームスポットを形成するマスクと、
を備え、
前記マスクは、前記ビームスポットを相対的に移動させる移動方向の下流側の領域にエネルギー強度の高い高透過率領域が設けられ、前記移動方向の上流側の領域にエネルギー強度の低い低透過率領域が設けられ、
前記マスクは、前記連続発振レーザ光を前記高透過率領域および前記低透過率領域で透過させる位置と、前記連続発振レーザ光を前記高透過率領域のみで透過させる位置と、に変位可能である
レーザアニール装置。
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