JPH0548190A - レーザアニール装置 - Google Patents
レーザアニール装置Info
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- JPH0548190A JPH0548190A JP28743691A JP28743691A JPH0548190A JP H0548190 A JPH0548190 A JP H0548190A JP 28743691 A JP28743691 A JP 28743691A JP 28743691 A JP28743691 A JP 28743691A JP H0548190 A JPH0548190 A JP H0548190A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アニール処理対象の試料に照射されるレーザ
光のエネルギを、簡単に設定および変更できるようにす
ることを目的とする。 【構成】 発振出力されるレーザ光のエネルギを一定と
するとともに、出力されてくるレーザ光の出力光路上
に、透過率の異なる複数の物体を選択的に配置自在とす
る。物体を透過したレーザ光を試料に照射する。レーザ
光のエネルギを変更する場合は、透過率の異なる物体を
出力光路に位置させる。
光のエネルギを、簡単に設定および変更できるようにす
ることを目的とする。 【構成】 発振出力されるレーザ光のエネルギを一定と
するとともに、出力されてくるレーザ光の出力光路上
に、透過率の異なる複数の物体を選択的に配置自在とす
る。物体を透過したレーザ光を試料に照射する。レーザ
光のエネルギを変更する場合は、透過率の異なる物体を
出力光路に位置させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザアニール装置に関
する。
する。
【0002】
【従来の技術】レーザたとえばエキシマレーザを用いて
半導体をアニールすることが考えられている。図4はそ
の従来構成を示し、1はエキシマレーザ装置で、これは
既によく知られているように、エキシマレーザ媒質ガス
(たとえばハロゲンガス、希ガスまたはこれらの混合ガ
ス)を封じ込んであるレーザチャンバ2、その内部で放
電を行なう一対の放電電極3、その放電を発生させるた
めの放電回路4、充電電源5、充放電を制御する制御回
路6、レーザ出力光の一部を取り出すビームスプリッタ
7および取り出したレーザ出力光のエネルギを測定する
エネルギモニタ8などによって構成されている。
半導体をアニールすることが考えられている。図4はそ
の従来構成を示し、1はエキシマレーザ装置で、これは
既によく知られているように、エキシマレーザ媒質ガス
(たとえばハロゲンガス、希ガスまたはこれらの混合ガ
ス)を封じ込んであるレーザチャンバ2、その内部で放
電を行なう一対の放電電極3、その放電を発生させるた
めの放電回路4、充電電源5、充放電を制御する制御回
路6、レーザ出力光の一部を取り出すビームスプリッタ
7および取り出したレーザ出力光のエネルギを測定する
エネルギモニタ8などによって構成されている。
【0003】エキシマレーザ装置1は、エキシマを生成
する媒質ガスを、放電電極3間で発生する放電によって
励起してレーザ光を発生するものであり、発生したレー
ザ光をフロントミラー9とリアミラー10との間で往
復、共振させ、誘導放出現象を利用して増幅し、レーザ
光としてフロントミラー9から取り出す。11はレーザ
光を被照射体にレーザ光を照射するときに開かれるシャ
ッタである。
する媒質ガスを、放電電極3間で発生する放電によって
励起してレーザ光を発生するものであり、発生したレー
ザ光をフロントミラー9とリアミラー10との間で往
復、共振させ、誘導放出現象を利用して増幅し、レーザ
光としてフロントミラー9から取り出す。11はレーザ
光を被照射体にレーザ光を照射するときに開かれるシャ
ッタである。
【0004】放電回路4は、充電電源5によって充電さ
れるコンデンサ13と、オンすることによって充電され
たコンデンサ13を放電させるサイラトロンのようなス
イッチ素子14と、コンデンサ13の放電によって充電
され、その充電電圧が放電電極3間に印加し、自爆放電
させるコンデンサ15とによって主として構成されてい
る。
れるコンデンサ13と、オンすることによって充電され
たコンデンサ13を放電させるサイラトロンのようなス
イッチ素子14と、コンデンサ13の放電によって充電
され、その充電電圧が放電電極3間に印加し、自爆放電
させるコンデンサ15とによって主として構成されてい
る。
【0005】レーザ光の一部はビームスプリッタ7によ
って取り出され、エネルギモニタ8によってそのエネル
ギを測定し、その測定値に応じて充電電源5を制御回路
6によって制御する。これによって所望のエネルギのレ
ーザ光を出力するようにしている。シャッタ11を介し
て出力されるレーザ光は、ミラー16を介して、試料台
17上の試料18に向かう。
って取り出され、エネルギモニタ8によってそのエネル
ギを測定し、その測定値に応じて充電電源5を制御回路
6によって制御する。これによって所望のエネルギのレ
ーザ光を出力するようにしている。シャッタ11を介し
て出力されるレーザ光は、ミラー16を介して、試料台
17上の試料18に向かう。
【0006】試料18は予め試料台17の上に設置さ
れ、コントローラ19からの指令によって試料台17お
よびミラー16を調節して、試料18をアニール位置に
設置したあと、同じくコントローラ19からの指令によ
って制御回路6が制御され、エキシマレーザ装置1より
設定エネルギで、設定ショット数のレーザ光が照射され
るように指令される。
れ、コントローラ19からの指令によって試料台17お
よびミラー16を調節して、試料18をアニール位置に
設置したあと、同じくコントローラ19からの指令によ
って制御回路6が制御され、エキシマレーザ装置1より
設定エネルギで、設定ショット数のレーザ光が照射され
るように指令される。
【0007】エキシマレーザ装置1は、シャッタ11を
閉じた状態でレーザ発振を行い、レーザ出力のエネルギ
が設定値で安定したのち、シャッタ11を開いて試料1
8に設定ショット数のレーザ光を出射する。
閉じた状態でレーザ発振を行い、レーザ出力のエネルギ
が設定値で安定したのち、シャッタ11を開いて試料1
8に設定ショット数のレーザ光を出射する。
【0008】ところでレーザ光のエネルギは、コンデン
サ13の充電電圧、発振繰返し周波数、積算ショット数
などによって変化する。充電電圧が上がると放電電圧が
上がることによって、エキシマレーザ媒質ガスの励起強
度が上がり、レーザ光のエネルギが上昇する。
サ13の充電電圧、発振繰返し周波数、積算ショット数
などによって変化する。充電電圧が上がると放電電圧が
上がることによって、エキシマレーザ媒質ガスの励起強
度が上がり、レーザ光のエネルギが上昇する。
【0009】発振繰返し周波数が上がると、放電によっ
て生ずるガス密度の擾乱、不純物発生などにより、次の
放電に悪影響を与えてエネルギが低下する。積算ショッ
ト数が増加すると、放電によって発生する不純物の増加
あるいは活性なハロゲンガスの濃度低下にともない、同
じくエネルギが低下する。
て生ずるガス密度の擾乱、不純物発生などにより、次の
放電に悪影響を与えてエネルギが低下する。積算ショッ
ト数が増加すると、放電によって発生する不純物の増加
あるいは活性なハロゲンガスの濃度低下にともない、同
じくエネルギが低下する。
【0010】このように制御する充電電圧に対するレー
ザ光のエネルギは、常にレーザ放電時の状態で変化する
ので、レーザ光のエネルギの設定値を変更する場合は、
レーザ光をエネルギモニタ8で測定しながら、制御回路
6を介して充電電源5にフィードバックをかけて制御す
ることが必要である。
ザ光のエネルギは、常にレーザ放電時の状態で変化する
ので、レーザ光のエネルギの設定値を変更する場合は、
レーザ光をエネルギモニタ8で測定しながら、制御回路
6を介して充電電源5にフィードバックをかけて制御す
ることが必要である。
【0011】そのためレーザ光のエネルギを変更した当
初は、変更されたエネルギのレーザ光を出力することは
できない。また設定されたエネルギのレーザ光が出力さ
れるまでには、相当の時間を要するようになる。そのた
め本発明のように、レーザ光によってアニールする場
合、たとえば1〜数ショット毎にレーザ光のエネルギを
変化させるようなとき、極めて不利である。
初は、変更されたエネルギのレーザ光を出力することは
できない。また設定されたエネルギのレーザ光が出力さ
れるまでには、相当の時間を要するようになる。そのた
め本発明のように、レーザ光によってアニールする場
合、たとえば1〜数ショット毎にレーザ光のエネルギを
変化させるようなとき、極めて不利である。
【0012】たとえばアクティブマトリックス型液晶デ
ィスプレイ(LCD)の画素スイッチングトランジスタ
として用いられる薄膜トランジスタの半導体で、大きな
電界移動度をもつ多結晶シリコンの製造プロセスとし
て、アモルファスSiにエキシマレーザ光を照射してア
ニール処理することがある。このエキシマレーザ光の照
射によって、照射部分を溶融、固化させることでP−S
i化する。
ィスプレイ(LCD)の画素スイッチングトランジスタ
として用いられる薄膜トランジスタの半導体で、大きな
電界移動度をもつ多結晶シリコンの製造プロセスとし
て、アモルファスSiにエキシマレーザ光を照射してア
ニール処理することがある。このエキシマレーザ光の照
射によって、照射部分を溶融、固化させることでP−S
i化する。
【0013】この際、照射するレーザエネルギが多結晶
化限界エネルギを越えた場合、急速な温度変化のもとで
溶融、固化するため、Siは多結晶化することなく、再
びアモルファスになってしまう。そのため前記限界エネ
ルギ以下のレーザエネルギを照射する必要がある。
化限界エネルギを越えた場合、急速な温度変化のもとで
溶融、固化するため、Siは多結晶化することなく、再
びアモルファスになってしまう。そのため前記限界エネ
ルギ以下のレーザエネルギを照射する必要がある。
【0014】しかし前記限界エネルギ以下のレーザエネ
ルギを照射する場合でも、一定値以上のエネルギによっ
てレーザ照射した場合は、a−Si中に含有している水
素の噴出が大きくなるため、面荒れの大きな結晶表面と
なり、特性が悪くなる。そのため試料18へのレーザ照
射エネルギを数ショット毎に変化させたり、あるいは照
射位置毎にレーザエネルギを変更させて照射することが
必要となる。
ルギを照射する場合でも、一定値以上のエネルギによっ
てレーザ照射した場合は、a−Si中に含有している水
素の噴出が大きくなるため、面荒れの大きな結晶表面と
なり、特性が悪くなる。そのため試料18へのレーザ照
射エネルギを数ショット毎に変化させたり、あるいは照
射位置毎にレーザエネルギを変更させて照射することが
必要となる。
【0015】このような変更の都度、シャッタ11を閉
じ、レーザ出力エネルギを設定し、安定化させることが
要求されるため、アニール処理の速度が著しく低下する
し、また安定化させるために無駄なレーザ発振をしなけ
ればならない。このようなことはレーザガスの劣化、お
よび消耗部品の劣化を促進し、ランニングコスト、メン
テナンスコストの高騰を促す原因となる。
じ、レーザ出力エネルギを設定し、安定化させることが
要求されるため、アニール処理の速度が著しく低下する
し、また安定化させるために無駄なレーザ発振をしなけ
ればならない。このようなことはレーザガスの劣化、お
よび消耗部品の劣化を促進し、ランニングコスト、メン
テナンスコストの高騰を促す原因となる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、レーザ光の
エネルギの設定および変更を、簡単にかつ迅速に行なう
ことにより、アニール処理の効率を高めることを目的と
する。
エネルギの設定および変更を、簡単にかつ迅速に行なう
ことにより、アニール処理の効率を高めることを目的と
する。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、発振出力され
るレーザ光のエネルギを一定とするとともに、出力され
てくるレーザ光の出力光路上に、透過率の異なる複数の
物体を選択的に配置自在とし、このフィルタを透過した
レーザ光をアニール処理対象の試料に照射するようにし
たことを特徴とする。
るレーザ光のエネルギを一定とするとともに、出力され
てくるレーザ光の出力光路上に、透過率の異なる複数の
物体を選択的に配置自在とし、このフィルタを透過した
レーザ光をアニール処理対象の試料に照射するようにし
たことを特徴とする。
【0018】
【作用】発振出力されるレーザ光はそのエネルギが一定
となるようにするためには、エネルギモニタによってそ
のエネルギを測定し、充電電源にフィードバックをかけ
て安定化する。エネルギの設定変更を必要とするとき
は、その設定値となるような透過率を有する物体を選択
して出力光路上に配置する。
となるようにするためには、エネルギモニタによってそ
のエネルギを測定し、充電電源にフィードバックをかけ
て安定化する。エネルギの設定変更を必要とするとき
は、その設定値となるような透過率を有する物体を選択
して出力光路上に配置する。
【0019】発振出力されるレーザ光のエネルギは常に
一定であるから、これを既知の透過率の物体に通せば、
希望するエネルギのレーザ光を試料に照射させることが
できるようになる。透過率の異なる複数の物体を用意
し、これを選択して出力光路上に設置するだけでよいの
で、その構成ならびに操作は極めて簡単となる。
一定であるから、これを既知の透過率の物体に通せば、
希望するエネルギのレーザ光を試料に照射させることが
できるようになる。透過率の異なる複数の物体を用意
し、これを選択して出力光路上に設置するだけでよいの
で、その構成ならびに操作は極めて簡単となる。
【0020】前記物体としては、フィルタ、各種ミラ
ー、光拡散体、光吸収体などが任意に使用できる。
ー、光拡散体、光吸収体などが任意に使用できる。
【0021】
【実施例】本発明の実施例を図1によって説明する。な
お図4と同じ符号を付した部分は同一または対応する部
分を示す。本発明にしたがい出力光路上に透過率の異な
る物体たとえば、フイルタの複数(図の例では6個)を
配置する。図1に示す構成は、各フィルタ20を円板2
1として構成したものである。円板21はベルト22を
介して駆動プーリ23に連なっている。駆動プーリ23
はステッピングモータ24によって駆動される。
お図4と同じ符号を付した部分は同一または対応する部
分を示す。本発明にしたがい出力光路上に透過率の異な
る物体たとえば、フイルタの複数(図の例では6個)を
配置する。図1に示す構成は、各フィルタ20を円板2
1として構成したものである。円板21はベルト22を
介して駆動プーリ23に連なっている。駆動プーリ23
はステッピングモータ24によって駆動される。
【0022】ステッピングモータ24によって円板21
が回転すると、各フィルタ20は順次ビームスプリッタ
7を通過したレーザ光の光路上に位置するようになる。
これによって任意のフィルタ20を出力光路上に配置す
ることができるようになる。フィルタ20を透過したレ
ーザ光がミラー16を介して試料18に照射される。
が回転すると、各フィルタ20は順次ビームスプリッタ
7を通過したレーザ光の光路上に位置するようになる。
これによって任意のフィルタ20を出力光路上に配置す
ることができるようになる。フィルタ20を透過したレ
ーザ光がミラー16を介して試料18に照射される。
【0023】フロントミラー9から出力されるレーザ光
のエネルギは、常に一定となるように充電電源5、制御
回路6によって制御される。すなわちビームスプリッタ
7から出力されるレーザ光のエネルギは一定となるよう
に、エネルギモニタ8、制御回路6を介して充電電源5
による充電電圧が制御される。
のエネルギは、常に一定となるように充電電源5、制御
回路6によって制御される。すなわちビームスプリッタ
7から出力されるレーザ光のエネルギは一定となるよう
に、エネルギモニタ8、制御回路6を介して充電電源5
による充電電圧が制御される。
【0024】ここで試料18に照射するレーザ光のエネ
ルギを変更しようとする場合は、コントローラ19から
の指令信号によりステッピングモータ24を駆動して、
円板21を回転させて、それまでとは別のフィルタ20
をレーザ光の出力光路上に位置させる。
ルギを変更しようとする場合は、コントローラ19から
の指令信号によりステッピングモータ24を駆動して、
円板21を回転させて、それまでとは別のフィルタ20
をレーザ光の出力光路上に位置させる。
【0025】この場合フロントミラー9から出力される
レーザ光のエネルギは、常に一定となるようにしてある
ので、どの透過率のフィルタ20をレーザ光の出力光路
上に位置させれば、そのフィルタ20を透過するときの
レーザ光がどれくらいのエネルギとなるかは予め判断で
きる。したがってフィルタ20を選択することによっ
て、簡単に所望のエネルギのレーザ光が得られるように
なる。
レーザ光のエネルギは、常に一定となるようにしてある
ので、どの透過率のフィルタ20をレーザ光の出力光路
上に位置させれば、そのフィルタ20を透過するときの
レーザ光がどれくらいのエネルギとなるかは予め判断で
きる。したがってフィルタ20を選択することによっ
て、簡単に所望のエネルギのレーザ光が得られるように
なる。
【0026】図1に示す実施例ではフィルタ20を円板
21として構成した例を示すものであるが、図2に示す
ように各フィルタ20を一直線状に並べて、これをその
直線方向に駆動することによって、任意のフィルタ20
を出力光路上に位置させるようにしてもよい。
21として構成した例を示すものであるが、図2に示す
ように各フィルタ20を一直線状に並べて、これをその
直線方向に駆動することによって、任意のフィルタ20
を出力光路上に位置させるようにしてもよい。
【0027】更に図3に示すように各フィルタ20を出
力光路に対して倒立自在に配置しておき、その各軸25
を駆動させることにしてもよい。これを起立させた場合
は、そのフィルタ20は出力光路上に位置するようにな
り、また倒した場合は、そのフィルタ20は出力光路上
から外れるようになる。
力光路に対して倒立自在に配置しておき、その各軸25
を駆動させることにしてもよい。これを起立させた場合
は、そのフィルタ20は出力光路上に位置するようにな
り、また倒した場合は、そのフィルタ20は出力光路上
から外れるようになる。
【0028】この構成によれば複数のフィルタ20を同
時に出力光路上に位置することができるので、フィルタ
20の透過率を組み合わすことができるようになって都
合がよい。なお図1における円板21の複数、あるいは
図2におけるフィルタ20の複数を併設し、複数のフィ
ルタ20を出力光路上に配置するようにしてもよい。
時に出力光路上に位置することができるので、フィルタ
20の透過率を組み合わすことができるようになって都
合がよい。なお図1における円板21の複数、あるいは
図2におけるフィルタ20の複数を併設し、複数のフィ
ルタ20を出力光路上に配置するようにしてもよい。
【0029】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ア
ニール対象の試料に照射するレーザ光のエネルギを簡単
にかつ迅速に設定変更することができ、したがって速や
かに所望のエネルギ条件によってアニール処理が可能と
なるし、またエネルギの変更の都度レーザ光の発生条件
を変更する必要がないことにより、部品の寿命、装置の
信頼性が向上するようになるとともに、レーザガスの劣
化割合が一定となり、レーザ出力のエネルギの安定性は
向上し、もって効率よくアニール処理が可能となる効果
を奏する。
ニール対象の試料に照射するレーザ光のエネルギを簡単
にかつ迅速に設定変更することができ、したがって速や
かに所望のエネルギ条件によってアニール処理が可能と
なるし、またエネルギの変更の都度レーザ光の発生条件
を変更する必要がないことにより、部品の寿命、装置の
信頼性が向上するようになるとともに、レーザガスの劣
化割合が一定となり、レーザ出力のエネルギの安定性は
向上し、もって効率よくアニール処理が可能となる効果
を奏する。
【図1】本発明の実施例を示す回路図である。
【図2】フィルタの配列構成の実施態様を示す斜視図で
ある。
ある。
【図3】フィルタの配列構成の他の実施態様を示す斜視
図である。
図である。
【図4】従来例の回路図である。
1 エキシマレーザ装置 18 試料 20 透過率が異なる物体(フィルタ)
Claims (1)
- 【請求項1】 発振出力されるレーザ光のエネルギを一
定とするとともに、出力されてくるレーザ光の出力光路
上に、透過率の異なる複数の物体を選択的に配置自在と
し、前記物体を透過したレーザ光をアニール対象の試料
に照射するようにしたことを特徴とするレーザアニール
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28743691A JPH0548190A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | レーザアニール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28743691A JPH0548190A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | レーザアニール装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0548190A true JPH0548190A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=17717296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28743691A Pending JPH0548190A (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | レーザアニール装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0548190A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0888196A (ja) * | 1994-07-22 | 1996-04-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レーザー処理方法 |
US6210996B1 (en) | 1995-01-13 | 2001-04-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser illumination system |
JP2001358087A (ja) * | 2001-04-16 | 2001-12-26 | Nec Corp | パルスレーザ光照射装置及び照射方法 |
JP2003509845A (ja) * | 1999-09-03 | 2003-03-11 | ザ トラスティーズ オブ コロンビア ユニヴァーシティ イン ザ シティ オブ ニューヨーク | 順次側方凝固法を用いた低温での単結晶または多結晶のシリコンフィルムの生産システム及び方法 |
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JP2007019539A (ja) * | 1994-07-22 | 2007-01-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レーザー処理方法 |
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US7622374B2 (en) | 2005-12-29 | 2009-11-24 | Infineon Technologies Ag | Method of fabricating an integrated circuit |
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JPS5823589A (ja) * | 1981-08-06 | 1983-02-12 | Seiko Instr & Electronics Ltd | レ−ザトリミング装置 |
JPS6380987A (ja) * | 1986-09-24 | 1988-04-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レーザビーム照射装置 |
-
1991
- 1991-08-12 JP JP28743691A patent/JPH0548190A/ja active Pending
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