JPH0795538B2 - レ−ザ−アニ−ル装置 - Google Patents
レ−ザ−アニ−ル装置Info
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- JPH0795538B2 JPH0795538B2 JP61101062A JP10106286A JPH0795538B2 JP H0795538 B2 JPH0795538 B2 JP H0795538B2 JP 61101062 A JP61101062 A JP 61101062A JP 10106286 A JP10106286 A JP 10106286A JP H0795538 B2 JPH0795538 B2 JP H0795538B2
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- JP
- Japan
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- mirror
- scanning
- laser annealing
- laser
- semiconductor material
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、特に半導体材料のレーザーアニールにおいて
均一性良くかつ高速の線速度での走査を可能にするレー
ザーアニール装置に関するものである。
均一性良くかつ高速の線速度での走査を可能にするレー
ザーアニール装置に関するものである。
［従来の技術］ 従来、半導体材料のレーザーアニールでは、被アニール
基板の表面におけるレーザービームの走査速度は、数mm
/秒から数10mm/秒が用いられている。これに用いられる
レーザーアニール装置でのレーザービームの二方向、即
ちＸ−Ｙ走査方法は、直線移動する移動台を直交する２
方向に組み合わせたいわゆるＸ−Ｙテーブルを用い、こ
の上に被アニール基板を載せるか、あるいは、レーザー
光源と被アニール基板の間に位置する光学系の１部を該
XYテーブル上に載せて移動させることにより行われて来
た。
基板の表面におけるレーザービームの走査速度は、数mm
/秒から数10mm/秒が用いられている。これに用いられる
レーザーアニール装置でのレーザービームの二方向、即
ちＸ−Ｙ走査方法は、直線移動する移動台を直交する２
方向に組み合わせたいわゆるＸ−Ｙテーブルを用い、こ
の上に被アニール基板を載せるか、あるいは、レーザー
光源と被アニール基板の間に位置する光学系の１部を該
XYテーブル上に載せて移動させることにより行われて来
た。
［発明の解決しようとする問題点］ 従来のレーザーアニール装置で用いられているＸ−Ｙ走
査方法は、直線移動する移動台を直交する２方向に組み
合わせたいわゆるＸ−Ｙテーブルを用いたものであり、
走査方法として比較的簡単で精度が良くかつ、光学系の
設計も自由度が大きい等の利点がある。しかし、走査速
度として慣性が大きい程の理由から、100〜150mm/秒以
下に制限されるという欠点を有していた。これ以上に走
査を、速める場合は、移動の位置精度や速度の精度が著
しく低下し、半導体材料のレーザーアニール装置として
不適当な走査方法となる傾向があった。しかし、最近、
半導体のレーザーアニールにおいて、レーザービームの
走査の線速度を、より高めた条件下で、従来にない新し
い半導体薄膜の製造方法が可能になることが見い出され
ている（特願昭60-242890号）。これによれば、数10cm/
秒〜数10m/秒の範囲での線速度を、実現することが求め
られている。従来のレーザーアニール装置では、精度よ
くかつ、均一性良く、この様な高速での走査は困難であ
った。
査方法は、直線移動する移動台を直交する２方向に組み
合わせたいわゆるＸ−Ｙテーブルを用いたものであり、
走査方法として比較的簡単で精度が良くかつ、光学系の
設計も自由度が大きい等の利点がある。しかし、走査速
度として慣性が大きい程の理由から、100〜150mm/秒以
下に制限されるという欠点を有していた。これ以上に走
査を、速める場合は、移動の位置精度や速度の精度が著
しく低下し、半導体材料のレーザーアニール装置として
不適当な走査方法となる傾向があった。しかし、最近、
半導体のレーザーアニールにおいて、レーザービームの
走査の線速度を、より高めた条件下で、従来にない新し
い半導体薄膜の製造方法が可能になることが見い出され
ている（特願昭60-242890号）。これによれば、数10cm/
秒〜数10m/秒の範囲での線速度を、実現することが求め
られている。従来のレーザーアニール装置では、精度よ
くかつ、均一性良く、この様な高速での走査は困難であ
った。
［問題を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、レーザー光源と、ビームエキスパンダーと、偏向ミ
ラーと、偏向ミラーを駆動偏向せしめるミラー駆動装置
と、ｆθレンズと、半導体材料が積層されたガラス基板
が載置せしめられた移動台とが設けられ、半導体材料に
対しXY方向にレーザービームを走査して照射し、半導体
材料を多結晶化せしめて平面ディスプレイ装置用のアク
ティブマトリクスの製造を行うレーザーアニール装置で
あって、レーザー光源から発したレーザービームはビー
ムエキスパンダーを通過せしめられ、Ｙ方向の走査は偏
向ミラーによって行い、偏向ミラーで反射されたレーザ
ービームはｆθレンズによって半導体材料に結像して照
射され、Ｘ方向の走査は移動台によって行い、200mm以
上のＹ方向走査幅が設けられたことを特徴とするレーザ
ーアニール装置である。
り、レーザー光源と、ビームエキスパンダーと、偏向ミ
ラーと、偏向ミラーを駆動偏向せしめるミラー駆動装置
と、ｆθレンズと、半導体材料が積層されたガラス基板
が載置せしめられた移動台とが設けられ、半導体材料に
対しXY方向にレーザービームを走査して照射し、半導体
材料を多結晶化せしめて平面ディスプレイ装置用のアク
ティブマトリクスの製造を行うレーザーアニール装置で
あって、レーザー光源から発したレーザービームはビー
ムエキスパンダーを通過せしめられ、Ｙ方向の走査は偏
向ミラーによって行い、偏向ミラーで反射されたレーザ
ービームはｆθレンズによって半導体材料に結像して照
射され、Ｘ方向の走査は移動台によって行い、200mm以
上のＹ方向走査幅が設けられたことを特徴とするレーザ
ーアニール装置である。
第１図は、本発明の基本的構成を示した斜視図であり、
図中の番号（１）は、レーザー光源、（２）はビームエ
キスパンダー、（３）は偏向ミラー、（５）は対物レン
ズ、（６）は移動台を示している。レーザービームを一
方の方向であるＹ方向に走査させるための偏向ミラー
（３）のミラー駆動装置（４）とは通常の回転モーター
によっても良いし、ガルバノメーターによっても良い。
又、偏向ミラーは、単一の平面からなる平板ミラーでも
良いし、多面から成るポリゴンミラーを用いても良い。
被アニール基板を載せる移動台（６）は前記一方の方向
であるＹ方向に直交する他方の方向であるＸ方向に移動
し、これによって被アニール基板に対し、レーザービー
ムを二方向であるＸ・Ｙ方向に走査できる。
図中の番号（１）は、レーザー光源、（２）はビームエ
キスパンダー、（３）は偏向ミラー、（５）は対物レン
ズ、（６）は移動台を示している。レーザービームを一
方の方向であるＹ方向に走査させるための偏向ミラー
（３）のミラー駆動装置（４）とは通常の回転モーター
によっても良いし、ガルバノメーターによっても良い。
又、偏向ミラーは、単一の平面からなる平板ミラーでも
良いし、多面から成るポリゴンミラーを用いても良い。
被アニール基板を載せる移動台（６）は前記一方の方向
であるＹ方向に直交する他方の方向であるＸ方向に移動
し、これによって被アニール基板に対し、レーザービー
ムを二方向であるＸ・Ｙ方向に走査できる。
ここで偏向ミラーによるＹ方向の走査の線速度は、ミラ
ーから被アニール基板までの距離に依存するが、ミラー
の偏向動作が角運動として数10度／ミリ秒以上の高速偏
向が可能であるので、被アニール物質表面では100m/秒
程度の高速化が精度良く達成できる。他方、移動台によ
るＸ方向は、従来技術と同じくその走査速度は最大でも
150mm/秒程度に制限されるが、しかし、半導体材料のレ
ーザーアニールでは高速のＹ方向を主走査、低速のＸ方
向を副走査としてラスター走査を行うことによって何ら
支障なく被アニール基板の表面の全面又は選択的に、必
要とされる高速の線速度での走査照射が可能である。
ーから被アニール基板までの距離に依存するが、ミラー
の偏向動作が角運動として数10度／ミリ秒以上の高速偏
向が可能であるので、被アニール物質表面では100m/秒
程度の高速化が精度良く達成できる。他方、移動台によ
るＸ方向は、従来技術と同じくその走査速度は最大でも
150mm/秒程度に制限されるが、しかし、半導体材料のレ
ーザーアニールでは高速のＹ方向を主走査、低速のＸ方
向を副走査としてラスター走査を行うことによって何ら
支障なく被アニール基板の表面の全面又は選択的に、必
要とされる高速の線速度での走査照射が可能である。
本発明では、このような直交するＸ−Ｙ方向に走査する
ことが好ましいが、直交しない異なる二方向に走査する
こともできる。又、Ｘ方向を回転移動し、円の中心から
円周へ向うようにＹ方向の走査を行うことにより放射状
にレーザーアニールするようにすることもでき、移動台
上の被アニール基板を偏向ミラーの走査方向と異なる方
向に移動させる構造となっていればよい。
ことが好ましいが、直交しない異なる二方向に走査する
こともできる。又、Ｘ方向を回転移動し、円の中心から
円周へ向うようにＹ方向の走査を行うことにより放射状
にレーザーアニールするようにすることもでき、移動台
上の被アニール基板を偏向ミラーの走査方向と異なる方
向に移動させる構造となっていればよい。
又、前記説明では、被アニール基板を移動台に載置して
走行する例を示したが、レーザー光源、偏向ミラー等を
移動台上に載置し、被アニール基板を固定して走査する
こともできる。もっとも移動台上に被アニール基板を載
置して走査する方が装置が小型化し、精度も良くなりや
すいので好ましい。
走行する例を示したが、レーザー光源、偏向ミラー等を
移動台上に載置し、被アニール基板を固定して走査する
こともできる。もっとも移動台上に被アニール基板を載
置して走査する方が装置が小型化し、精度も良くなりや
すいので好ましい。
さらに応用として、移動台を２以上設けて一方の走査を
している間に他方の移動台で被アニール基板の移動台上
からの脱着を行うこともでき、このために偏向ミラーの
角度を変化させたり、他の光学ミラーによりビーム方向
を変えたりできるようにしてもよい。
している間に他方の移動台で被アニール基板の移動台上
からの脱着を行うこともでき、このために偏向ミラーの
角度を変化させたり、他の光学ミラーによりビーム方向
を変えたりできるようにしてもよい。
本発明のレーザーアニール装置でアニールされる被アニ
ール基板としては、ガラス、セラミック等の基板上にシ
リコン、ガリウム−ヒ素等の半導体材料を積層したもの
が使用でき、それらをアニールすることにより多結晶化
又は単結晶化させることができる。
ール基板としては、ガラス、セラミック等の基板上にシ
リコン、ガリウム−ヒ素等の半導体材料を積層したもの
が使用でき、それらをアニールすることにより多結晶化
又は単結晶化させることができる。
［実施例］ 第１図に従って説明する。同一平面上にレーザー光源
（１）及びその出射ビームの光軸に沿ってビームエキス
パンダー（２）、偏向ミラー（３）を配置した。偏向ミ
ラーから被アニール基板（８）の間に偏向ミラーの偏向
中心の光軸に沿って結像用の対物レンズ（５）、及びそ
の結像面に被アニール物質表面が載る位置にＸ方向走査
用の移動台（６）を配置した。
（１）及びその出射ビームの光軸に沿ってビームエキス
パンダー（２）、偏向ミラー（３）を配置した。偏向ミ
ラーから被アニール基板（８）の間に偏向ミラーの偏向
中心の光軸に沿って結像用の対物レンズ（５）、及びそ
の結像面に被アニール物質表面が載る位置にＸ方向走査
用の移動台（６）を配置した。
ここで、偏向ミラーのミラー駆動装置（４）にはガルバ
ノメータを用いた。又、Ｘ方向走査用の移動台（６）の
駆動装置（７）にはパルスモーターを用いた。又、結像
用の対物（５）レンズには、Ｙ方向走査幅が大きくでき
てかつ精度良く結像できるいわゆるｆθレンズを用い
た。この装置で、ミラーの偏向全角度を26度となし、6.
7度／ミリ秒の割合でミラーを駆動偏向したところ、レ
ーザービーム9A,9B,9C,9Dは被アニール基板面上でＹ方
向走査幅200mmを、線速度50m/秒で走査できた。このと
き、ストローク300ミリのＸ方向移動台を組み合せて駆
動し、ラスター走査を行ったところ、200mm×300mmのA4
版相当の面積にわたり、線速度50m/秒の速度での全面走
査ができた。
ノメータを用いた。又、Ｘ方向走査用の移動台（６）の
駆動装置（７）にはパルスモーターを用いた。又、結像
用の対物（５）レンズには、Ｙ方向走査幅が大きくでき
てかつ精度良く結像できるいわゆるｆθレンズを用い
た。この装置で、ミラーの偏向全角度を26度となし、6.
7度／ミリ秒の割合でミラーを駆動偏向したところ、レ
ーザービーム9A,9B,9C,9Dは被アニール基板面上でＹ方
向走査幅200mmを、線速度50m/秒で走査できた。このと
き、ストローク300ミリのＸ方向移動台を組み合せて駆
動し、ラスター走査を行ったところ、200mm×300mmのA4
版相当の面積にわたり、線速度50m/秒の速度での全面走
査ができた。
［発明の効果］ 以上の如く本発明は、半導体材料のレーザーアニール装
置において、二方向の走査のうち、少なくとも一方向を
偏向ミラーによる走査としたことにより、ビーム走査の
線速度を従来装置による最大線速度100〜150mm/秒を、1
00m/秒程度まで精度よく高速化することができる。又、
他方の走査方向と組み合せて、ラスター走査ができ、ア
ニール物質表面の全面又は選択的なアニールが精度良
く、広い面積にわたり可能である。
置において、二方向の走査のうち、少なくとも一方向を
偏向ミラーによる走査としたことにより、ビーム走査の
線速度を従来装置による最大線速度100〜150mm/秒を、1
00m/秒程度まで精度よく高速化することができる。又、
他方の走査方向と組み合せて、ラスター走査ができ、ア
ニール物質表面の全面又は選択的なアニールが精度良
く、広い面積にわたり可能である。
これは、特願昭60-242890号に示される様に、新しい半
導体薄膜の製造方法を提供するレーザーアニール装置と
して優れたものであり、特に、平面ディスプレイ装置用
のアクティブマトリクスの製造において、大きな面積に
わたり、優れた半導体薄膜の製造を可能とするものであ
る。
導体薄膜の製造方法を提供するレーザーアニール装置と
して優れたものであり、特に、平面ディスプレイ装置用
のアクティブマトリクスの製造において、大きな面積に
わたり、優れた半導体薄膜の製造を可能とするものであ
る。
第１図は、本発明の基本的構成を示すレーザーアニール
装置の斜視図である。 1;レーザー光源、2;ビームエキスパンダー、3;偏向ミラ
ー、4;ミラー駆動装置、5;対物レンズ、6;移動台、7;移
動台駆動装置、8;被アニール基板、9;レーザービーム
装置の斜視図である。 1;レーザー光源、2;ビームエキスパンダー、3;偏向ミラ
ー、4;ミラー駆動装置、5;対物レンズ、6;移動台、7;移
動台駆動装置、8;被アニール基板、9;レーザービーム
Claims (3)
- 【請求項１】レーザー光源と、ビームエキスパンダー
と、偏向ミラーと、偏向ミラーを駆動偏向せしめるミラ
ー駆動装置と、ｆθレンズと、半導体材料が積層された
ガラス基板が載置せしめられた移動台とが設けられ、半
導体材料に対しXY方向にレーザービームを走査して照射
し、半導体材料を多結晶化せしめて平面ディスプレイ装
置用のアクティブマトリクスの製造を行うレーザーアニ
ール装置であって、レーザー光源から発したレーザービ
ームはビームエキスパンダーを通過せしめられ、Ｙ方向
の走査は偏向ミラーによって行い、偏向ミラーで反射さ
れたレーザービームはｆθレンズによって半導体材料に
結像して照射され、Ｘ方向の走査は移動台によって行
い、200mm以上のＹ方向走査幅が設けられたことを特徴
とするレーザーアニール装置。 - 【請求項２】半導体材料がシリコンである特許請求の範
囲第１項記載のレーザーアニール装置。 - 【請求項３】ミラー駆動装置がガルバノメーターである
特許請求の範囲第１項又は第２項記載のレーザーアニー
ル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61101062A JPH0795538B2 (ja) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | レ−ザ−アニ−ル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61101062A JPH0795538B2 (ja) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | レ−ザ−アニ−ル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62259437A JPS62259437A (ja) | 1987-11-11 |
| JPH0795538B2 true JPH0795538B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=14290624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61101062A Expired - Fee Related JPH0795538B2 (ja) | 1986-05-02 | 1986-05-02 | レ−ザ−アニ−ル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0795538B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01146319A (ja) * | 1987-12-02 | 1989-06-08 | Tokyo Electron Ltd | レーザ熱処理装置 |
| JP4959876B2 (ja) * | 2001-02-26 | 2012-06-27 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 装置 |
| US6849825B2 (en) * | 2001-11-30 | 2005-02-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus |
| JP3949564B2 (ja) | 2001-11-30 | 2007-07-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | レーザ照射装置及び半導体装置の作製方法 |
| JP4549620B2 (ja) * | 2001-11-30 | 2010-09-22 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | レーザ照射装置 |
| US7259082B2 (en) | 2002-10-03 | 2007-08-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor device |
| JP4498716B2 (ja) * | 2002-10-03 | 2010-07-07 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | レーザ照射装置及び前記レーザ照射装置を用いた半導体装置の作製方法 |
| EP1537938A3 (en) | 2003-12-02 | 2009-02-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method for manufacturing semiconductor device |
| EP1553643A3 (en) | 2003-12-26 | 2009-01-21 | Sel Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation method and method for manufacturing crystalline semiconductor film |
| US20090004368A1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-01 | Weyerhaeuser Co. | Systems and methods for curing a deposited layer on a substrate |
| US8463116B2 (en) | 2008-07-01 | 2013-06-11 | Tap Development Limited Liability Company | Systems for curing deposited material using feedback control |
| JP6743752B2 (ja) | 2017-04-20 | 2020-08-19 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS567438A (en) * | 1979-06-28 | 1981-01-26 | Mitsubishi Electric Corp | Annealing device for semiconductor which use laser |
| JPS60176221A (ja) * | 1984-02-22 | 1985-09-10 | Nec Corp | ビ−ムアニ−ル方法及びビ−ムアニ−ル装置 |
-
1986
- 1986-05-02 JP JP61101062A patent/JPH0795538B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62259437A (ja) | 1987-11-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |