JPH11283933A - Laser beam irradiating device, manufacture of non-single crystal semiconductor film, and manufacture of liquid crystal display device - Google Patents

Laser beam irradiating device, manufacture of non-single crystal semiconductor film, and manufacture of liquid crystal display device

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JPH11283933A
JPH11283933A JP2133599A JP2133599A JPH11283933A JP H11283933 A JPH11283933 A JP H11283933A JP 2133599 A JP2133599 A JP 2133599A JP 2133599 A JP2133599 A JP 2133599A JP H11283933 A JPH11283933 A JP H11283933A
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JP
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laser light
laser
laser beam
pulse
intensity
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Application number
JP2133599A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Matsunaka
繁樹 松中
Tsutomu Sumino
努 角野
Junji Fujiwara
淳史 藤原
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam irradiating device which is constituted to set the intensity of laser beam irradiating an object to be treated with high accuracy. SOLUTION: A laser beam irradiating device with which an object 19 to be treated is irradiated with the laser beam, by controlling the intensity of the laser beam is provided with a laser oscillator 1, homogenizers 7 and 11 which make the intensity distribution of the laser beam outputted from the oscillator 1 uniform, a condenser lens 15 which converges the laser beam shaped through a slit 16 that shapes the laser beam, the intensity of which is made uniform by means of the homogenizers 7 and 11 into the form of a prescribed beam by removing the part of the laser beam and projects the converged shaped laser beam upon the object 19, a detector 23 which detects the intensity of the laser beam passed through the slit 16 and made incident to the detector 23, and a controller 25 which controls the intensity of the laser beam, based on the detecting signal of the detector 23.

Description

【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】この発明はレーザ光を被処理
物に照射するためのレーザ照射装置及びそれを用いた非
単結晶半導体膜の製造方法と液晶表示装置の製造方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser irradiation apparatus for irradiating an object with a laser beam, a method for manufacturing a non-single-crystal semiconductor film using the same, and a method for manufacturing a liquid crystal display.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置や液晶表示装置を製造する場
合、光の照射が必要とされるものにはフォトリソグラフ
ィー工程やアニール工程があり、これらの工程ではレー
ザ光による薄膜処理が行われる。例えば、アニール工程
では非単結晶半導体膜としてのアモルファス半導体膜を
エキシマレーザ発振器からのレーザ光で照射してアニー
ル処理をすることで、多結晶化するということが行われ
る。また、フォトリソグラフィー工程では半導体基板上
のフォトレジストに対してマスク像の転写をするのに際
して、レーザ発振器からのレーザ光の照射処理によって
行なう。
2. Description of the Related Art When a semiconductor device or a liquid crystal display device is manufactured, light irradiation is required for a photolithography process and an annealing process. In these processes, a thin film process using a laser beam is performed. For example, in the annealing step, an amorphous semiconductor film as a non-single-crystal semiconductor film is irradiated with a laser beam from an excimer laser oscillator to perform an annealing treatment, thereby performing polycrystallization. In the photolithography process, when transferring a mask image to a photoresist on a semiconductor substrate, the mask image is transferred by a laser beam irradiation process from a laser oscillator.

【0003】このようなレーザ光による処理を行うレー
ザ照射装置はレーザ発振器を有しており、このレーザ発
振器から出力されたレーザ光は、例えばホモジナイザな
どの光学素子からなる光学系を通して強度分布がほぼ均
一化されるとともに、所定のビーム照射面の形状に成形
されてから被処理物に導かれ、この被処理物を照射する
ようになっている。
[0003] A laser irradiation apparatus for performing processing using such a laser beam has a laser oscillator. The laser beam output from the laser oscillator has an intensity distribution substantially through an optical system including optical elements such as a homogenizer. In addition to being made uniform and being shaped into a predetermined beam irradiation surface, the beam is guided to an object to be processed, and the object to be processed is irradiated.

【0004】このようなレーザ光を用いた処理におい
て、その処理の精度を高めるためには、被処理物を照射
するレーザ光のもつ光強度を高精度に管理しなければな
らない。レーザ光の強度を管理する場合には、従来はレ
ーザ発振器から出力されたレーザ光の一部を、例えば部
分反射鏡などの分割手段で分割し、その分割されたレー
ザ光の光強度を検出することによって行なっていた。そ
して、その検出値によってこのレーザ発振器から出力さ
れるレーザ光の光強度を制御していた。
In such a process using a laser beam, in order to increase the accuracy of the process, the intensity of the laser beam for irradiating the object to be processed must be controlled with high precision. Conventionally, when managing the intensity of a laser beam, a part of the laser beam output from a laser oscillator is divided by a dividing unit such as a partial reflecting mirror, and the light intensity of the divided laser beam is detected. By doing that. The light intensity of the laser light output from the laser oscillator is controlled based on the detected value.

【0005】しかしながら、レーザ発振器から出力され
たレーザ光は、ハーフミラー等の分割手段で分割された
後に、その強度分布をほぼ均一化するホモジナイザやビ
ーム形状を成形するスリットなどを通過してから被処理
物を照射する。そのため、この分割手段で分割されたレ
ーザ光の強度と、実際に被処理物を照射する照射面での
レーザ光の強度とでばらつきが生じる原因となってい
た。従って、被処理物を照射するレーザ光の光強度の制
御を高精度に行うことができず、レーザ光の照射による
処理の精度に悪影響を及ぼすということがあった。
However, the laser light output from the laser oscillator is split by a splitting means such as a half mirror, and then passes through a homogenizer for making the intensity distribution almost uniform, a slit for shaping the beam shape, and the like. Irradiate the processed object. For this reason, the intensity of the laser beam split by the splitting unit and the intensity of the laser beam on the irradiation surface that actually irradiates the object to be processed cause a variation. Therefore, the control of the light intensity of the laser beam irradiating the object to be processed cannot be performed with high accuracy, which may adversely affect the accuracy of the processing by the laser beam irradiation.

【0006】また、レーザ光の強度を検出するために、
レーザ発振器から出力されたレーザ光を分割する場合、
分割されたレーザ光は直ちに検出器に入射してその光強
度が検出される。しかし、上述したとおり被処理物を照
射するレーザ光はホモジナイザや集光レンズなどの複数
の光学素子から構成される光学系を通過して被処理物に
到達する。
In order to detect the intensity of the laser beam,
When splitting the laser light output from the laser oscillator,
The split laser light immediately enters the detector and its light intensity is detected. However, as described above, the laser light that irradiates the object to be processed passes through an optical system including a plurality of optical elements such as a homogenizer and a condenser lens, and reaches the object to be processed.

【0007】そのために、被処理物を照射するレーザ光
は、これらの光学素子などによる光エネルギーの吸収の
ため、光学系における被処理物に到達するまでの光路に
て光エネルギーの光学的損失が生じる。それに対して、
分割手段で分割されてこの光学系を構成する複数の光学
素子を通ることなく、直接に検出器で検出されるレーザ
光では、複数の光学素子における光エネルギーの光学的
損失が生じるということがほとんどない。
[0007] Therefore, the laser light irradiating the object to be processed absorbs the optical energy by these optical elements and the like, so that the optical loss of the optical energy in the optical path to the object to be processed in the optical system is reduced. Occurs. On the other hand,
The laser light directly detected by the detector without passing through the plurality of optical elements constituting the optical system after being split by the splitting means almost always causes optical loss of light energy in the plurality of optical elements. Absent.

【0008】そのため、検出器で検出するレーザ光の強
度と、被処理物を照射するレーザ光の強度とに差が生じ
るために、検出器で検出したレーザ光の強度に基づいて
レーザ発振器から出力されるレーザ光の強度を制御を行
なっても、被処理物を照射するレーザ光の照射面での光
強度を所定の設定値へ高精度に設定することができない
という欠点がある。
Therefore, a difference occurs between the intensity of the laser beam detected by the detector and the intensity of the laser beam irradiating the object to be processed, and the output from the laser oscillator is determined based on the intensity of the laser beam detected by the detector. Even if the intensity of the laser light to be processed is controlled, the light intensity on the irradiation surface of the laser light for irradiating the object to be processed cannot be set to a predetermined value with high accuracy.

【0009】また、昨今では熱アニールの処理時間を短
くして生産効率(スループット)を向上させるために、
ガラス基板上に薄膜状に形成された、半導体膜としての
非晶質(アモルファス)シリコン膜に対して、エキシマ
レーザのような紫外波長域のレーザ光を線状の照射面
(ラインビーム)として図16のように照射することに
より非晶質シリコン膜を多結晶シリコン膜に代表される
非単結晶シリコン膜に変えることにより、以下に述べる
電子移動度が高い半導体膜を形成する、エキシマレーザ
アニール(ELA:Excimer Laser Anneal)技術が開発
されている。このプロセスによると非晶質シリコン膜が
瞬時に溶融し結晶化するために、基板への熱損傷が少な
い約450℃以下の低温プロセスにて非単結晶シリコン
膜の形成をすることができる。そのため、耐熱性には劣
るが大面積で安価なガラス基板を用いて非単結晶シリコ
ン膜を形成することができるという利点がある。
In recent years, in order to shorten the processing time of thermal annealing and improve production efficiency (throughput),
A laser beam in the ultraviolet wavelength range, such as an excimer laser, is applied as a linear irradiation surface (line beam) on an amorphous silicon film as a semiconductor film formed on a glass substrate as a thin film. The excimer laser annealing (FIG. 16) forms a semiconductor film having a high electron mobility described below by changing the amorphous silicon film to a non-single-crystal silicon film typified by a polycrystalline silicon film by irradiating as shown in FIG. ELA (Excimer Laser Anneal) technology has been developed. According to this process, since the amorphous silicon film is instantaneously melted and crystallized, the non-single-crystal silicon film can be formed by a low-temperature process of about 450 ° C. or less, which causes less heat damage to the substrate. Therefore, there is an advantage that a non-single-crystal silicon film can be formed using a large-area and inexpensive glass substrate, which is inferior in heat resistance.

【0010】ここでは、電子移動度の大きさはμ=|v
d /E|(cm2 /S・V)で表されるものであり、結晶に対
して電界E(V/cm)を与えた際の、結晶中における電子
の平均移動速度(ドリフト速度:vd (cm/s))の単位
電界大きさ当たりでの値である。また非単結晶シリコン
に関しては、非晶質シリコンから多結晶シリコンへの相
転移途上の状態をも含むものとする。何故ならばレーザ
光によるアニールの対象となる非晶質シリコンと称され
るものは高純度ではあっても、非晶質シリコンの比率が
100%とは限られるものではないが、本発明により形
成される非単結晶シリコン膜はレーザ光によるアニール
の後に非晶質シリコンの比率が減少して多結晶シリコン
に近づくことができれば得ることができるからである。
Here, the magnitude of the electron mobility is μ = | v
d / E | (cm 2 / S · V), and the average moving speed (drift speed: v) of electrons in the crystal when an electric field E (V / cm) is applied to the crystal. d (cm / s)) per unit electric field magnitude. In addition, non-single-crystal silicon includes a state in which a phase transition from amorphous silicon to polycrystalline silicon is in progress. This is because the amorphous silicon to be annealed by the laser beam is high purity, but the amorphous silicon ratio is not limited to 100%. This is because the non-single-crystal silicon film to be obtained can be obtained if the ratio of amorphous silicon decreases after annealing with laser light and can approach polycrystalline silicon.

【0011】このような非単結晶シリコン膜を用いるこ
とにより上記の低温プロセスにてガラス基板上に高い電
子移動度を持った薄膜トランジスタ(TFT:Thin Fil
mTransistor)を作成することができる。この非単結晶
シリコンTFTによれば、上記の課題は解決されて、ガ
ラス基板上に駆動部TFT(相補型トランジスタ)と画
素部TFTとが形成されたアクティブマトリクス基板を
用いた、ドライバーモノリシック型と呼ばれる薄型で高
精彩の液晶表示装置を得ることができる。ここでは、図
17でガラス基板上に形成されたLCDユニットを示す
ように、駆動部TFTはゲート線(走査線)とデータ線
(信号線)とによって制御されて、液晶に電圧を加える
ことで画像を表示する。
By using such a non-single-crystal silicon film, a thin film transistor (TFT: Thin Film Transistor) having a high electron mobility on a glass substrate in the low-temperature process described above.
mTransistor). According to this non-single-crystal silicon TFT, the above problem is solved, and a driver monolithic type using an active matrix substrate in which a driving unit TFT (complementary transistor) and a pixel unit TFT are formed on a glass substrate is used. It is possible to obtain a thin, high-definition liquid crystal display device called a so-called liquid crystal display device. Here, as shown in FIG. 17 showing an LCD unit formed on a glass substrate, the driving unit TFT is controlled by a gate line (scanning line) and a data line (signal line) to apply a voltage to the liquid crystal. Display an image.

【0012】そして、このゲート線とデータ線とを制御
するのがゲートドライバとソースドライバとから構成さ
れる駆動部TFTである。各ドライバには、信号制御部
からの映像信号と同期信号及び電源部からの電力が各々
入力される。ゲートドライバは、1フレーム(60H
z)に1度、各ゲート線を選択する機能をもったディジ
タル回路であり、走査時間(15〜40μ秒)の周期で
動作する。ソースドライバは、アレイ基板上の透明なI
TO(Indium Tin Oxide)膜からなる画素電極と対向基
板上の対向画素電極との間に充填された液晶にゲート線
に電圧が印加して、画素部TFTを介して映像情報に応
じた電圧を印加する回路である。液晶は、直流電圧を印
加し続けると表示が劣化するので対向透明電極に対して
交互に反対極性の電圧を印加する反転駆動という交流駆
動を行なう。ソースドライバの駆動周波数は20〜10
0MHzといった高い周波数になる。従って、高周波数
の動作が要求される駆動部TFTの電子移動度は高くす
る必要がある。しかし、この場合には、照射されるレー
ザ光の光強度を正確に制御してアニール処理の精度を上
げることにより良好な特性を持つ非単結晶シリコンを得
る必要があった。
The gates and the data lines are controlled by a driver TFT composed of a gate driver and a source driver. The video signal and the synchronization signal from the signal control unit and the power from the power supply unit are input to each driver. The gate driver is one frame (60H
Once in z), this is a digital circuit having a function of selecting each gate line, and operates in a cycle of a scanning time (15 to 40 μsec). The source driver is a transparent I / O on the array substrate.
A voltage is applied to the gate line to the liquid crystal filled between the pixel electrode made of a TO (Indium Tin Oxide) film and the opposing pixel electrode on the opposing substrate, and a voltage corresponding to the video information is passed through the pixel TFT. It is a circuit to apply. The display of the liquid crystal is deteriorated if the DC voltage is continuously applied. Therefore, the liquid crystal is subjected to AC driving called inversion driving in which a voltage of opposite polarity is alternately applied to the opposite transparent electrode. The driving frequency of the source driver is 20 to 10
It becomes a high frequency such as 0 MHz. Therefore, it is necessary to increase the electron mobility of the driver TFT that requires high-frequency operation. However, in this case, it is necessary to accurately control the light intensity of the irradiated laser beam to increase the accuracy of the annealing treatment, thereby obtaining non-single-crystal silicon having good characteristics.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】このように、被処理物
を照射するレーザ光の光強度を制御する場合、従来は光
強度を検出するためのレーザ光と、被処理物を照射する
レーザ光との強度に差が生じることがあったため、被処
理物への適切な光強度をもつレーザ光の照射精度にばら
つきが生じていた。そのため、被処理物へ適切な光強度
をもつレーザ光の照射をすることができず、高精度な処
理を行うことができないという問題があった。
As described above, when controlling the light intensity of a laser beam for irradiating an object to be processed, conventionally, a laser beam for detecting the light intensity and a laser beam for irradiating the object to be processed are conventionally used. In some cases, there is a difference in the intensity of the laser light and the irradiation accuracy of the laser light having an appropriate light intensity on the object to be processed. For this reason, there is a problem that it is not possible to irradiate a laser beam having an appropriate light intensity to the object to be processed, and it is not possible to perform highly accurate processing.

【0014】この発明は、光強度を検出するためのレー
ザ光と、被処理物を照射するレーザ光との間に光強度の
差できるだけが生じないようにすることで、被処理物を
照射するレーザ光の光強度を高精度に設定できるように
して良好な処理を行うことができるレーザ照射装置を提
供することにある。
According to the present invention, the object to be processed is irradiated by minimizing the difference in light intensity between the laser light for detecting the light intensity and the laser light for irradiating the object to be processed. It is an object of the present invention to provide a laser irradiation apparatus capable of setting a light intensity of a laser beam with high accuracy and performing favorable processing.

【0015】また、上記のレーザ照射装置を用いて高い
電子移動度をもつ非単結晶半導体膜の製造方法と、その
半導体膜を用いて良好な動作特性を示す液晶表示装置の
製造方法とを提供することにある。
Further, the present invention provides a method for manufacturing a non-single-crystal semiconductor film having high electron mobility using the above-described laser irradiation apparatus, and a method for manufacturing a liquid crystal display device exhibiting good operation characteristics using the semiconductor film. Is to do.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、レー
ザ光の光強度を制御して被処理物に照射するレーザ照射
装置において、レーザ発振器と、このレーザ発振器から
出力されたレーザ光の強度分布がほぼ均一化された部分
を形成する強度均一化手段と、この強度均一化手段を通
過したレーザ光の一部を除去して所定のビーム形状に成
形する成形手段と、この成形手段によって成形されたレ
ーザ光を集束して前記被処理物に照射させる集光光学手
段と、前記成形手段で除去されたレーザ光の強度を検出
する検出手段と、この検出手段からの検出信号によって
レーザ光の強度を制御する制御手段とを具備したことを
特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser irradiation apparatus for controlling a light intensity of a laser beam to irradiate an object to be processed with a laser oscillator and a laser beam output from the laser oscillator. Intensity uniforming means for forming a portion where the intensity distribution is substantially uniformed; forming means for removing a part of the laser light passing through the intensity uniformizing means to form a predetermined beam shape; Focusing optical means for converging the shaped laser light to irradiate the object to be processed; detecting means for detecting the intensity of the laser light removed by the forming means; and laser light based on a detection signal from the detecting means. And control means for controlling the intensity of the light.

【0017】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記成形手段に入射するレーザ光は、そのビーム形
状が長部と短部をもつ矩形状であるとともに、前記成形
手段は前記強度均一化手段によって強度が均一化された
部分を含む前記ビーム形状の長手方向両端部を除去する
ことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the laser beam incident on the shaping means has a rectangular beam shape having a long part and a short part, and the shaping means has the intensity. The method is characterized in that both ends in the longitudinal direction of the beam shape including a portion where the intensity is made uniform by the uniforming means are removed.

【0018】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、前記検出手段は、前記成形手段によって除去された
レーザ光を所定方向に反射させる反射ミラーと、この反
射ミラーで反射したレーザ光が入射する検出器と、この
検出器と前記反射ミラーとの間に設けられ前記検出器に
入射するレーザ光の一部を除去するスリットとを有する
ことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the detecting means includes a reflecting mirror for reflecting the laser light removed by the shaping means in a predetermined direction, and a laser light reflected by the reflecting mirror. It is characterized by having a detector for incidence, and a slit provided between the detector and the reflection mirror for removing a part of laser light incident on the detector.

【0019】請求項4の発明は、レーザ光の強度を制御
して被処理物を照射するレーザ照射装置において、レー
ザ発振器と、このレーザ発振器から出力されたレーザ光
の強度分布を均一化させる強度均一化手段と、この強度
均一化手段によって均一化されたレーザ光を集束して前
記被処理物に照射させる集光光学手段と、前記レーザ発
振器から出力されたレーザ光の一部を分割する分割手段
と、この分割手段によって分割されたレーザ光の強度を
検出する検出手段と、この検出手段からの検出信号によ
ってレーザ光の強度を制御する制御手段と、前記分割手
段と前記検出手段との間に設けられ前記被処理物を照射
するレーザ光に与えられる光学的損失とほぼ等価の光学
的損失を前記分割手段で分割されて前記検出手段で検出
されるレーザ光に対して与える等価光学手段とを具備し
たことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a laser irradiation apparatus for irradiating an object to be processed by controlling the intensity of a laser beam, and a laser oscillator and an intensity for making the intensity distribution of the laser beam output from the laser oscillator uniform. Homogenizing means, condensing optical means for converging the laser light homogenized by the intensity homogenizing means and irradiating the object with the laser light, and division for dividing a part of the laser light output from the laser oscillator Means, detecting means for detecting the intensity of the laser light split by the splitting means, control means for controlling the intensity of the laser light based on a detection signal from the detecting means, and between the splitting means and the detecting means. The optical loss substantially equivalent to the optical loss given to the laser light for irradiating the object to be processed is provided to the laser light divided by the dividing means and detected by the detecting means. Characterized by comprising the equivalent optical means for providing to.

【0020】請求項5の発明は、請求項4の発明におい
て、前記等価光学手段は、前記強度均一化手段および前
記集光光学手段と同一の構成をもつ光学手段であること
を特徴とする。
A fifth aspect of the present invention is characterized in that, in the fourth aspect of the invention, the equivalent optical means is an optical means having the same configuration as the intensity equalizing means and the condensing optical means.

【0021】請求項6の発明は、基板の上に形成された
非晶質半導体膜へレーザ光を1ショット毎に複数の光学
素子を通して照射するとともにこのレーザ光を前記基板
に対して相対的に所定距離だけ走査させる工程と、前記
レーザ光の照射により前記非晶質半導体膜を非単結晶化
する工程とを有する非単結晶半導体膜の製造方法におい
て、前記非晶質半導体膜を多結晶化する工程は、前記光
学素子のうちのもっとも光学的に前記非晶質半導体膜に
近い光学素子を通過した前記レーザ光を採取して、前記
レーザ光のエネルギーを制御する工程を有することを特
徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, the amorphous semiconductor film formed on the substrate is irradiated with laser light through a plurality of optical elements for each shot, and the laser light is emitted relative to the substrate. A method of manufacturing a non-single-crystal semiconductor film, comprising: a step of scanning by a predetermined distance; and a step of non-single-crystallizing the amorphous semiconductor film by irradiation with the laser light. The step of collecting the laser light that has passed through the optical element closest to the amorphous semiconductor film most optically of the optical element, and controlling the energy of the laser light. I do.

【0022】請求項7の発明は、基板の上に形成された
非晶質半導体膜へレーザ光を1ショット毎に複数の光学
素子を通して照射するとともにこのレーザ光を前記基板
に対して相対的に所定距離だけ走査させる工程と、前記
レーザ光の照射により前記非晶質半導体膜を多結晶化す
る工程とを有する非単結晶半導体膜の製造方法におい
て、前記非晶質半導体膜を多結晶化する工程は、(前記
レーザ光の1パルスでの最初のパルスの面積積分値×前
記レーザ光の照射部でのエネルギー)と(前記レーザ光
の1パルスの面積積分値)との比または(前記レーザ光
の1パルスでの最初のパルスのピーク値×前記レーザ光
の照射部でのエネルギー)と(前記レーザ光の1パルス
での最初のパルスのピーク値+前記レーザ光の1パルス
での2番目のパルスのピーク値+前記レーザ光の1パル
スでの3番目のパルスのピーク値)との比を一定にして
前記レーザ光を照射することを特徴とする。
According to a seventh aspect of the invention, an amorphous semiconductor film formed on a substrate is irradiated with laser light through a plurality of optical elements for each shot, and the laser light is emitted relative to the substrate. A method of manufacturing a non-single-crystal semiconductor film, comprising: a step of scanning by a predetermined distance; and a step of polycrystallizing the amorphous semiconductor film by irradiation with the laser light, wherein the amorphous semiconductor film is polycrystallized. The step is a ratio of (the area integral of the first pulse in one pulse of the laser light × the energy at the irradiation part of the laser light) to (the area integral of one pulse of the laser light) or (the laser (Peak value of first pulse in one pulse of light × energy at irradiation part of laser light) and (peak value of first pulse in one pulse of laser light + second peak in one pulse of laser light) Of the pulse The laser light is irradiated with a ratio of (peak value + peak value of a third pulse in one pulse of the laser light) constant.

【0023】請求項8の発明は、第1の基板上に形成さ
れた非晶質半導体膜へレーザ光を1ショット毎に複数の
光学素子を通して照射するとともにこのレーザ光を前記
第1の基板に対して相対的に所定距離だけ走査させて照
射する工程と、前記レーザ光の照射により前記非晶質半
導体膜を非単結晶化する工程と、ゲート電極線及びソー
ス電極線を具備する薄膜トランジスタ群を非単結晶化さ
れた前記非晶質半導体膜を用いて前記第1の基板上に形
成する工程と、第2の基板との間に液晶を介在させた状
態で前記第1の基板及び前記第2の基板を封止する工程
とを有する液晶表示装置の製造方法において、前記非晶
質半導体膜を非単結晶化する工程は、前記光学素子のう
ちのもっとも光学的に前記非晶質半導体膜に近い光学素
子を通過した前記レーザ光を採取して、前記レーザ光の
エネルギーを制御する工程を有することを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, a laser beam is applied to the amorphous semiconductor film formed on the first substrate through a plurality of optical elements for each shot, and the laser beam is applied to the first substrate. A step of irradiating the amorphous semiconductor film by non-single-crystallizing by irradiating the laser beam with the laser light, and a step of forming a thin film transistor group including a gate electrode line and a source electrode line. Forming on the first substrate using the non-single-crystallized amorphous semiconductor film; and forming the first substrate and the second substrate in a state where liquid crystal is interposed between the first substrate and the second substrate. And a step of encapsulating the substrate. 2. The step of non-single-crystallizing the amorphous semiconductor film, wherein the amorphous semiconductor film is the most optically Passed through an optical element close to Were taken laser light, characterized by having a step of controlling the energy of the laser beam.

【0024】請求項9の発明は、第1の基板上に形成さ
れた非晶質半導体膜へレーザ光を1ショット毎に複数の
光学素子を通して照射するとともにこのレーザ光を前記
第1の基板に対して相対的に所定距離だけ走査させて照
射する工程と、前記レーザ光の照射により前記非晶質半
導体膜を非単結晶化する工程と、ゲート電極線及びソー
ス電極線を具備する薄膜トランジスタ群を非単結晶化さ
れた前記非晶質半導体膜を用いて前記第1の基板上に形
成する工程と、第2の基板との間に液晶を介在させた状
態で前記第1の基板及び前記第2の基板を封止する工程
とを有する液晶表示装置の製造方法において、前記非晶
質半導体膜を多結晶化する工程は、(前記レーザ光の1
パルスでの最初のパルスの面積積分値×前記レーザ光の
照射部でのエネルギー)と(前記レーザ光の1パルスの
面積積分値)との比または(前記レーザ光の1パルスで
の最初のパルスのピーク値×前記レーザ光の照射部での
エネルギー)と(前記レーザ光の1パルスでの最初のパ
ルスのピーク値+前記レーザ光の1パルスでの2番目の
パルスのピーク値+前記レーザ光の1パルスでの3番目
のパルスのピーク値)との比を一定にして前記レーザ光
を照射することを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, a laser beam is applied to the amorphous semiconductor film formed on the first substrate through a plurality of optical elements for each shot, and the laser beam is applied to the first substrate. A step of irradiating the amorphous semiconductor film by non-single-crystallizing by irradiating the laser beam with the laser light, and a step of forming a thin film transistor group including a gate electrode line and a source electrode line. Forming on the first substrate using the non-single-crystallized amorphous semiconductor film; and forming the first substrate and the second substrate in a state where liquid crystal is interposed between the first substrate and the second substrate. In the method of manufacturing a liquid crystal display device having a step of encapsulating the second substrate.
The ratio of the area integral value of the first pulse in the pulse × the energy at the irradiation part of the laser light) to (the area integral value of the one pulse of the laser light) or (the first pulse in one pulse of the laser light) The peak value of the laser beam irradiation energy) and (the peak value of the first pulse in one pulse of the laser beam + the peak value of the second pulse in one pulse of the laser beam + the laser beam) (The peak value of the third pulse in one pulse) is irradiated with the laser light.

【0025】請求項1の発明によれば、成形手段で所定
のビーム形状に成形された被処理物を照射する直前のレ
ーザ光の強度を検出し、その検出信号でレーザ光の強度
を制御するため、被処理物を照射するレーザ光の強度を
高精度に設定することができるとともに、成形手段で除
去される不要なレーザ光を用いてレーザ光の強度を検出
するため、被処理物の処理に用いるレーザ光を無駄にす
ることなく、その強度検出を行うことができる。
According to the first aspect of the present invention, the intensity of the laser beam immediately before irradiating the object formed into a predetermined beam shape by the shaping means is detected, and the intensity of the laser beam is controlled by the detection signal. Therefore, the intensity of the laser light for irradiating the object can be set with high accuracy, and the intensity of the laser light is detected by using the unnecessary laser light removed by the molding means. The intensity can be detected without wasting the laser light used for the laser beam.

【0026】請求項2の発明によれば、成形手段で除去
するレーザ光が、均一化手段によって強度が均一化され
た部分を含むことにより、検出手段が検出する成形手段
で除去されたレーザ光の強度と、被処理物を照射するレ
ーザ光の強度とに差が生じることが少なくなる。
According to the second aspect of the present invention, the laser light removed by the shaping means detected by the detecting means is included in the laser light to be removed by the shaping means, because the laser light includes a portion whose intensity is made uniform by the equalizing means. And the intensity of the laser light irradiating the object to be processed are less likely to be different.

【0027】請求項3の発明によれば、成形手段によっ
て除去されたレーザ光を検出する際、そのレーザ光の一
部をスリットによって除去して検出器に入射せるように
することにより、レーザ光の強度分布の均一度の低い部
分を取り除き、この検出器による検出精度を向上させる
ことができる。
According to the third aspect of the present invention, when detecting the laser beam removed by the shaping means, a part of the laser beam is removed by the slit so as to be incident on the detector. A portion of the intensity distribution having low uniformity can be removed, and the detection accuracy by this detector can be improved.

【0028】請求項4と請求項5の発明によれば、レー
ザ発振器から出力されたレーザ光の一部を分割して強度
を測定する際に、測定するレーザ光が光学素子による吸
収などで生ずる光学的損失を、被処理物を照射するレー
ザ光が受ける光学的損失と同じになるようにしたので、
被処理物を照射するレーザ光の強度を精度よく制御する
ことができる。
According to the fourth and fifth aspects of the present invention, when measuring the intensity by dividing a part of the laser light output from the laser oscillator, the laser light to be measured is generated by absorption by the optical element or the like. Since the optical loss is set to be the same as the optical loss received by the laser beam irradiating the workpiece,
The intensity of the laser light for irradiating the object to be processed can be accurately controlled.

【0029】請求項6の発明によれば、所定のビーム形
状に成形された被処理物を照射する直前のレーザ光の強
度を検出し、その検出信号でレーザ光の強度を制御する
ため、被処理物を照射するレーザ光の強度を高精度に設
定することができ、電子移動度の高い良質な非単結晶半
導体膜を得ることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the intensity of the laser beam immediately before irradiating the object shaped into a predetermined beam shape is detected, and the intensity of the laser beam is controlled by the detection signal. The intensity of laser light for irradiating a processed object can be set with high accuracy, and a high-quality non-single-crystal semiconductor film with high electron mobility can be obtained.

【0030】請求項7の発明によれば、ガスレーザ媒質
の劣化などでレーザ光の出力波形自体が変化してしま
い、それによりビーム形状や拡がり角などのビーム品質
が変化してもアニール処理がうまく行えて、電子移動度
の高い良質な非単結晶半導体膜を得ることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, the output waveform of the laser light itself changes due to deterioration of the gas laser medium or the like, so that even if the beam quality such as the beam shape and the divergence angle changes, the annealing process can be performed successfully. Accordingly, a high-quality non-single-crystal semiconductor film with high electron mobility can be obtained.

【0031】請求項8の発明によれば、所定のビーム形
状に成形された被処理物を照射する直前のレーザ光の強
度を検出し、その検出信号でレーザ光の強度を制御する
ため、被処理物を照射するレーザ光の強度を高精度に設
定することができ、電子移動度の高い良質な非単結晶半
導体を用いた液晶表示装置を得ることができる。
According to the eighth aspect of the present invention, the intensity of the laser beam immediately before irradiating the object shaped into a predetermined beam shape is detected, and the intensity of the laser beam is controlled by the detection signal. The intensity of laser light for irradiating a processed object can be set with high accuracy, and a liquid crystal display device using a high-quality non-single-crystal semiconductor with high electron mobility can be obtained.

【0032】請求項9の発明によれば、ガスレーザ媒質
の劣化などでレーザ光の出力波形自体が変化してしま
い、それによりビーム形状や拡がり角などのビーム品質
が変化してもアニール処理がうまく行えて、電子移動度
の高い良質な非単結晶半導体膜を用いた液晶表示装置を
得ることができる。
According to the ninth aspect of the present invention, even if the output quality of the laser beam itself changes due to deterioration of the gas laser medium or the like, the annealing process can be performed successfully even if the beam quality such as the beam shape and the divergence angle changes. Accordingly, a liquid crystal display device using a high-quality non-single-crystal semiconductor film with high electron mobility can be obtained.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。図1乃至図4はこの発明の第1
の実施の形態であり、図1に示すレーザ照射装置はレー
ザ発振器1を備えている。このレーザ発振器1はたとえ
ばXeClエキシマレーザなどであって、このレーザ発
振器1からパルス出力されるビーム形状が矩形のレーザ
光Lは第1の反射ミラー2で反射してバリアブルアッテ
ネータ3に入射する。このバリアブルアッテネータ3で
強度が調整されたレーザ光Lはコンペンセンタ4で光路
が修正されて第2の反射ミラー5に入射する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 show a first embodiment of the present invention.
The laser irradiation apparatus shown in FIG. The laser oscillator 1 is, for example, a XeCl excimer laser, and a laser beam L having a rectangular beam shape output as a pulse from the laser oscillator 1 is reflected by a first reflection mirror 2 and is incident on a variable attenuator 3. The laser beam L whose intensity has been adjusted by the variable attenuator 3 is incident on the second reflecting mirror 5 after the optical path is corrected by the compensating center 4.

【0034】この第2の反射ミラー5で反射したレーザ
光Lはテレスコープ6に入射する。このテレスコープ6
は、焦点距離が異なるとともに互いの焦点位置を一致さ
せて配置された第1のレンズ6aと第2のレンズ6bと
からなり、第1のレンズ6aに入射したレーザ光Lはそ
のビーム径が拡大されて第2のレンズ6bから平行光線
となって出射するようになっている。
The laser light L reflected by the second reflecting mirror 5 enters a telescope 6. This telescope 6
Is composed of a first lens 6a and a second lens 6b having different focal lengths and having the same focal position, and the laser beam L incident on the first lens 6a has an enlarged beam diameter. Then, the light is emitted from the second lens 6b as a parallel light beam.

【0035】テレスコープ6から出射したレーザ光Lは
長軸用ホモジナイザ7で長軸方向の光強度分布がほぼ均
一化されたのち、この長軸用ホモジナイザ7を構成する
長軸用結像レンズ8で長軸方向が結像されるようになっ
ている。長軸用ホモジナイザ7は一対の長軸用シリンド
リカルレンズアレイ9を所定の間隔で離間させて配置し
てなる。
The laser light L emitted from the telescope 6 is made substantially uniform in the light intensity distribution in the long axis direction by the long axis homogenizer 7, and then the long axis imaging lens 8 constituting the long axis homogenizer 7 is formed. , An image is formed in the long axis direction. The long axis homogenizer 7 is configured by disposing a pair of long axis cylindrical lens arrays 9 at predetermined intervals.

【0036】長軸用結像レンズ8から出射したレーザ光
Lは、一対の短軸用シリンドリカルレンズアレイ10が
所定の間隔で離間して配置された短軸用ホモジナイザ1
1で短軸方向の光強度分布がほぼ均一化されてから、こ
の短軸用ホモジナイザ11を構成する第1の短軸用結像
レンズ12で短軸方向が結像されて短軸用フィールドレ
ンズ13に入射する。
The laser light L emitted from the long-axis imaging lens 8 is applied to the short-axis homogenizer 1 in which a pair of short-axis cylindrical lens arrays 10 are arranged at predetermined intervals.
After the light intensity distribution in the short-axis direction is made substantially uniform at 1, the short-axis direction is imaged by the first short-axis imaging lens 12 constituting the short-axis homogenizer 11, and the short-axis field lens is formed. 13 is incident.

【0037】つまり、レーザ発振器1から出力されたレ
ーザ光Lは、長軸用ホモジナイザ7と短軸用ホモジナイ
ザ11との長軸用結像レンズ8およびで第1の短軸用結
像レンズ12で図3(a)に示すようにビーム形状が長
部と短部をもつ矩形状に成形されるとともに、光強度分
布は同図(b)に示すようにビーム形状における長手方
向の両端部を除く部分がエネルギーAで示す光強度へと
ほぼ均一化される。
That is, the laser beam L output from the laser oscillator 1 is transmitted to the long axis homogenizer 7, the short axis homogenizer 11, the long axis imaging lens 8 and the first short axis imaging lens 12. As shown in FIG. 3A, the beam shape is formed into a rectangular shape having a long part and a short part, and the light intensity distribution excludes both ends in the longitudinal direction of the beam shape as shown in FIG. 3B. The portion is almost uniformed to the light intensity indicated by energy A.

【0038】短軸用結像フィールドレンズ13から出射
するレーザ光Lは第3の反射ミラー14で反射して第2
の短軸用結像レンズ15で結像されながら成形手段を構
成する第1のスリット16で所定形状、この実施の形態
では上述した細長い矩形状のビーム形状の一部として長
手方向の両端部分が除去されてアニールなどを行う処理
室17に入射する。具体的には、図3(b)にEで示す
光強度分布がなだらかに減少する両端部分、つまり光強
度分布が均一化されたエネルギーAの部分をわずかに含
む両端部のEの部分(エッジ部)が第1のスリット16
によって除去されて処理室17に入射する。このEの部
分は、被処理物(ガラス基板)19への照射には用いら
れない。すなわちアニール処理には用いられない。
The laser beam L emitted from the short-axis imaging field lens 13 is reflected by the third reflecting mirror 14 and is
The first slit 16 constituting the shaping means while being imaged by the short-axis imaging lens 15 has a predetermined shape. In this embodiment, both ends in the longitudinal direction are part of the above-described elongated rectangular beam shape. After being removed, the light enters a processing chamber 17 where annealing is performed. Specifically, both ends where the light intensity distribution indicated by E in FIG. 3B gradually decreases, that is, both ends E (edges) slightly including a portion of energy A where the light intensity distribution is uniformized Part) is the first slit 16
And enters the processing chamber 17. This portion E is not used for irradiating the object to be processed (glass substrate) 19. That is, it is not used for annealing.

【0039】処理室17はレーザ光Lが入射する透過窓
17aを有し、第2の短軸用結像レンズ15で結像され
たレーザ光Lは、透過窓17aを透過して載置台18上
に載置された被処理物19を照射するようになってい
る。
The processing chamber 17 has a transmission window 17a into which the laser light L enters, and the laser light L imaged by the second short-axis imaging lens 15 passes through the transmission window 17a and is placed on the mounting table 18 The object to be processed 19 placed thereon is irradiated.

【0040】被処理物19の上面には、図1と図2に示
すようにレーザ光Lによってアニール処理されるための
非晶質(アモルファス)シリコン膜19aが一様に成膜
されている。つまり、CVD(Chemical Vapor Depositi
on) などの手段によって、アンダーコートと非晶質半導
体膜とが、所定の厚さで一様に被処理物19上に成膜さ
れている。なお、ここでは非晶質半導体膜としては、膜
厚が50nm〜100nmのアモルファスシリコン膜を
用い、その半導体膜の下層には膜厚が0.35μm〜
0.40μmであるSiOx ,SiNx やTEOS(Te
tra Ethyl Ortho Silicate:Si[OC254 )が
アンダーコートとして成膜されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, an amorphous silicon film 19a to be annealed by a laser beam L is uniformly formed on the upper surface of the object 19. In other words, CVD (Chemical Vapor Depositi
On) and the like, an undercoat and an amorphous semiconductor film are uniformly formed on the object to be processed 19 to a predetermined thickness. Note that an amorphous silicon film having a thickness of 50 nm to 100 nm is used as the amorphous semiconductor film, and a thickness of 0.35 μm to
0.40 μm SiO x , SiN x or TEOS (Te
tra Ethyl Ortho Silicate: Si [OC 2 H 5 ] 4 ) is formed as an undercoat.

【0041】第1のスリット16はビーム形状が細長い
矩形状をなしたレーザ光Lの長手方向の寸法を、アモル
ファスシリコン膜19aの幅寸法と同じ長さ寸法に成形
するようになっている。つまり、第2のスリット22
は、アモルファスシリコン膜19aを照射してアニール
処理する際に、レーザ光Lのうちの、アニール処理に寄
与しない不要な部分(Eの部分)を除去するようになっ
ている。
The first slit 16 is formed so that the longitudinal dimension of the laser beam L having an elongated rectangular beam shape is formed to the same length as the width of the amorphous silicon film 19a. That is, the second slit 22
When the amorphous silicon film 19a is irradiated and annealed, an unnecessary portion (a portion E) of the laser beam L that does not contribute to the annealing is removed.

【0042】図2に示すように、レーザ光Lの長手方向
における一端側の、第1のスリット16で除去された部
分、つまり除去レーザ光Rの光路には、この除去レーザ
光Rを所定方向に反射する第4の反射ミラー21が配置
されている。この第4の反射ミラー21で反射した除去
レーザ光Rは第2のスリット22で成形されて光強度を
検出する検出器23(エネルギーモニタ)に入射する。
As shown in FIG. 2, a portion of the laser beam L on one end side in the longitudinal direction, which is removed by the first slit 16, ie, an optical path of the removed laser beam R, is provided with the removed laser beam R in a predetermined direction. A fourth reflection mirror 21 that reflects light from the light source is disposed. The removed laser light R reflected by the fourth reflection mirror 21 is formed by the second slit 22 and is incident on a detector 23 (energy monitor) that detects light intensity.

【0043】第2のスリット22は、除去レーザ光のう
ちの一部を除去する機能をもっている。つまり、図4
(a)に示す除去レーザ光Rの幅方向の光強度分布にお
いて、強度分布の度合が低い幅方向の両端部分(細長い
矩形ビームの幅方向の両端部分にあたる)を除去し、図
4(b)に示すように均一な部分だけにして、検出器2
3に入射させる。それによって、検出器23による除去
レーザ光Rの光強度の検出精度を向上させることができ
るようになっている。
The second slit 22 has a function of removing a part of the removed laser light. That is, FIG.
In the light intensity distribution in the width direction of the removed laser light R shown in (a), both end portions in the width direction having low degrees of intensity distribution (corresponding to both end portions in the width direction of the elongated rectangular beam) are removed, and FIG. Detector 2
3 Thereby, the detection accuracy of the light intensity of the removed laser light R by the detector 23 can be improved.

【0044】検出器23で検出された除去レーザ光Rの
強度信号はエネルギモニタ24を介して制御装置25に
入力される。この制御装置25は被処理物19の処理の
種類に応じて要求されるレーザ光Lの光強度を設定でき
るようになっていて、この制御装置25ではここに設定
された設定値と検出器23が検出した除去レーザ光Rの
光強度とが比較される。
The intensity signal of the removed laser light R detected by the detector 23 is input to the control device 25 via the energy monitor 24. The control device 25 can set the required light intensity of the laser beam L in accordance with the type of processing of the processing object 19. The control device 25 sets the set value set here and the detector 23. Is compared with the detected light intensity of the removed laser light R.

【0045】比較の結果に差があると、その差に応じた
駆動信号が上記バリアブルアッテネータ3とコンペンセ
ンタ4を駆動する各駆動部26a、26bに出力され
る。それによって、バリアブルアッテネータ3を通過す
るレーザ光Lの強度が設定値と同じ値になるよう補正さ
れ、またコンペンセンタ4によってバリアブルアッテネ
ータ3を透過したレーザ光Lの光路がもとの光路からず
れることがないよう補正される。
If there is a difference between the comparison results, a drive signal corresponding to the difference is output to each of the drive units 26a and 26b for driving the variable attenuator 3 and the compensing center 4. As a result, the intensity of the laser beam L passing through the variable attenuator 3 is corrected to be equal to the set value, and the optical path of the laser beam L transmitted through the variable attenuator 3 by the compensating center 4 is shifted from the original optical path. It is corrected so that there is no.

【0046】検出器23により検出された検出信号の上
記制御装置25での処理は以下のごとくに行われる。つ
まり、第1のスリット22で除去された除去レーザ光R
の波形は、検出器23によってエネルギーが積分された
波形として検出されるため、この波形のピーク値をホー
ルドすることで、アナログデータがディジタルデータと
して処理される。
The processing of the detection signal detected by the detector 23 in the control device 25 is performed as follows. That is, the removed laser light R removed by the first slit 22
Is detected as a waveform whose energy is integrated by the detector 23. By holding the peak value of this waveform, the analog data is processed as digital data.

【0047】検出器23の基本性能は、バリアブルアッ
テネータ3の透過率に対して検出器23の平均エネルギ
ーの値が線形となるようになっている。もし、線形性が
得られない場合には、レーザ波形に対して曲線近似を行
ってもよい。
The basic performance of the detector 23 is such that the average energy value of the detector 23 is linear with respect to the transmittance of the variable attenuator 3. If linearity cannot be obtained, curve approximation may be performed on the laser waveform.

【0048】通常は、線形性が得られるため、下記
(1)式が成立する。 E=a・T+b …(1)式 ただし、E:エネルギー値で、T:バリアブルアッテネ
ータ3の透過率であり、a,b:係数である。
Normally, since linearity is obtained, the following equation (1) is satisfied. E = a · T + b (1) where E: energy value, T: transmittance of the variable attenuator 3, and a, b: coefficients.

【0049】レーザアニール開始時に下記(2)式で表
されたエネルギ式が下記(3)式のようにE2 に変化し
たとしても、常にE1 のエネルギとなるようバリアブル
アッテネータ3の透過率を変える。 E1 =a・T1 +b …(2)式 E2 =a・T1 +b …(3)式
Even when the energy equation expressed by the following equation (2) changes to E 2 as shown in the following equation (3) at the start of the laser annealing, the transmittance of the variable attenuator 3 is always adjusted to the energy of E 1. Change. E 1 = a · T 1 + b Equation (2) E 2 = a · T 1 + b Equation (3)

【0050】エネルギの増減率を係数bをキャンセルし
て算出し、(1)式を用いてフィードバックする透過率
2 を下記(4)式から算出する。 T2 =[E1 {(E1 −b)/(E2 −b)}−b]/a …(4)式
The energy increase / decrease rate is calculated by canceling the coefficient b, and the transmittance T 2 to be fed back is calculated from the following equation (4) using the equation (1). T 2 = [E 1 {(E 1 -b) / (E 2 -b)}-b] / a (4)

【0051】上記(4)式の結果をもとにバリアブルア
ッテネータ3を駆動してT2 の透過率にする。それによ
って、バリアブルアッテネータ3を透過するレーザ光L
の強度を一定に制御することができる。
Based on the result of the above equation (4), the variable attenuator 3 is driven to have a transmittance of T 2 . Thereby, the laser light L transmitted through the variable attenuator 3
Can be controlled to be constant.

【0052】上記構成のレーザ照射装置によれば、レー
ザ光Lの強度の検出は、そのレーザ光Lが処理室17に
入射する直前で行うようにしている。つまり、レーザ光
Lが処理室17に入射する直前で第1のスリット16に
よって成形されることで生じる除去レーザ光Rの光強度
を検出器23で検出するようにしている。
According to the laser irradiation apparatus having the above structure, the intensity of the laser beam L is detected immediately before the laser beam L enters the processing chamber 17. That is, the detector 23 detects the light intensity of the removed laser light R generated by the first slit 16 being formed just before the laser light L enters the processing chamber 17.

【0053】被処理物19を照射するレーザ光Lと、検
出器23によって光強度が検出される除去レーザ光Rと
は、ほぼ同じ光路を経ている。そのため、これら各レー
ザ光L,Rは光路中の複数の光学素子による光学的損失
ももほぼ同じであるので、光強度もほぼ同じである。よ
って、除去レーザ光Rの光強度から被処理物19を照射
するレーザ光Lの光強度を高精度で検出することができ
る。
The laser beam L for irradiating the object 19 and the removal laser beam R whose light intensity is detected by the detector 23 pass through substantially the same optical path. Therefore, these laser beams L and R also have substantially the same optical loss due to the plurality of optical elements in the optical path, and thus have substantially the same light intensity. Therefore, the light intensity of the laser light L that irradiates the workpiece 19 can be detected with high accuracy from the light intensity of the removal laser light R.

【0054】そのため、検出器23からの検出信号に基
づいてバリアブルアッテネータ3の透過率(レーザ光L
に対する角度)を制御すれば、たとえばレーザ発振器1
から出力されるレーザ光Lの強度が経時的に変化して
も、被処理物19を照射するレーザ光Lの光強度を制御
装置25に設定された設定値に対してほとんど誤差のな
い光強度に制御することができる。
Therefore, based on the detection signal from the detector 23, the transmittance of the variable attenuator 3 (the laser beam L
Is controlled, for example, the laser oscillator 1
Even if the intensity of the laser light L output from the controller changes with time, the light intensity of the laser light L for irradiating the processing object 19 is substantially equal to the set value set in the control device 25. Can be controlled.

【0055】検出器23は、第1のスリット16で除去
された除去レーザ光Rの光強度を検出するようにしてい
る。第1のスリット16は、レーザ光Lの被処理物19
を処理するために必要でない部分、つまりアモルファス
シリコン膜19aの幅寸法全体を照射する際に、その幅
方向の両端からはみ出す不要な部分を除去している。そ
のため、レーザ光Lの光強度を検出するに際しても、被
処理物19の処理に用いられるレーザ光Lを無駄に消費
せずにすむ。
The detector 23 detects the light intensity of the removed laser light R removed by the first slit 16. The first slit 16 is an object 19 to be processed by the laser light L.
When the entire width of the amorphous silicon film 19a is irradiated, unnecessary portions protruding from both ends in the width direction are removed. Therefore, even when detecting the light intensity of the laser light L, the laser light L used for processing the workpiece 19 is not wastefully consumed.

【0056】しかも、第1のスリット16によって分割
された除去レーザ光Rは、その細長い矩形ビームにおけ
る長手方向の端部の光強度分布がほぼ均一化された部分
を含んでいる。そのため、除去レーザ光Rの光強度は被
処理物19を照射するレーザ光Lの光強度とほぼ同一で
あるから、その検出信号によってレーザ光Lの光強度を
高精度に制御することができる。
Moreover, the removed laser beam R split by the first slit 16 includes a portion where the light intensity distribution at the longitudinal end of the elongated rectangular beam is substantially uniform. Therefore, since the light intensity of the removed laser light R is substantially the same as the light intensity of the laser light L irradiating the processing target 19, the light intensity of the laser light L can be controlled with high accuracy by the detection signal.

【0057】さらに、検出器23に入射する除去レーザ
光Rは第2のスリット22によって光強度分布の均一度
合が低い除去レーザ光Rの両端部分が除去される。その
ため、そのことによっても検出器23による除去レーザ
光Rの検出精度が向上するから、レーザ光Lの光強度を
高精度に制御することができる。
Further, both ends of the removed laser light R having a low degree of uniformity of the light intensity distribution are removed by the second slit 22 in the removed laser light R incident on the detector 23. Therefore, the detection accuracy of the removed laser light R by the detector 23 is also improved, so that the light intensity of the laser light L can be controlled with high accuracy.

【0058】図5はこの発明の第2の実施の形態に係る
レーザ照射装置の概略構成を示す図である。図1及び図
2と同じ番号の構成は、特に説明のない限り同じ構成や
作用をもつものとする。図5において、成形光学系27
はレーザ光Lの光強度を均一化するとともに成形するも
のである。また、第3の反射ミラー14は、図1の場合
にはレーザ光Lを全反射するが、図5では一部を透過し
て、レンズ28を通して第1の実施の形態と同様なレー
ザ波形をモニタリングする検出器(エネルギーモニタ)
23にも導いている。そして、レーザ光の空間的強度分
布を測定するCCDから構成されるビームプロファイラ
29も備える。なお、ここでは検出器23はレーザ光L
を測定し、ビームプロファイラ29は除去レーザ光Rを
測定するような分離した構成としているが、第1の実施
の形態と同様に光学素子による光学的損失を防ぐため、
双方とも除去レーザ光Rを測定するような構成としても
差支えない。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a laser irradiation apparatus according to a second embodiment of the present invention. 1 and 2 have the same configuration and operation unless otherwise specified. In FIG. 5, the molding optical system 27
Is to make the light intensity of the laser light L uniform and to mold it. The third reflection mirror 14 totally reflects the laser beam L in the case of FIG. 1, but transmits a part of the laser beam L in FIG. 5, and passes through the lens 28 the same laser waveform as in the first embodiment. Monitoring detector (energy monitor)
23. Further, a beam profiler 29 composed of a CCD for measuring the spatial intensity distribution of the laser light is provided. In this case, the detector 23 detects the laser light L
, And the beam profiler 29 has a separated configuration for measuring the removed laser beam R. However, in order to prevent optical loss due to the optical element as in the first embodiment,
Both may be configured to measure the removal laser light R.

【0059】ここで、レーザ発振器1のガスレーザ媒質
が劣化することから、ガスレーザ媒質を交換することが
ある。また、透過窓17aがアニール処理によって汚染
され、交換が必要となることもある。このような場合に
被処理物20上の加工点でのレーザ光Lの光強度分布が
変化することがある。これは、ガスレーザ媒質の充填時
や透過窓17aの交換時にレーザ光軸がずれるためであ
ると考えられる。このように光軸にずれを生じると、図
6に示すように斜線で表される照射エネルギーの総和に
は変化がなくとも、I1 とI2 で表されるエネルギー強
度のピーク値に変化を生じてしまい、適切なアニールを
行うことができなくなる。
Here, since the gas laser medium of the laser oscillator 1 is deteriorated, the gas laser medium may be replaced. Further, the transmission window 17a may be contaminated by the annealing process and need to be replaced. In such a case, the light intensity distribution of the laser beam L at the processing point on the workpiece 20 may change. It is considered that this is because the laser optical axis shifts when the gas laser medium is filled or the transmission window 17a is replaced. When the optical axis shifts in this way, as shown in FIG. 6, even if there is no change in the sum of the irradiation energies indicated by oblique lines, a change occurs in the peak value of the energy intensity indicated by I 1 and I 2. Occurs, and proper annealing cannot be performed.

【0060】従って、図7に示すようにビームプロファ
イラ29で測定した、光軸が適切な位置であるときの短
軸方向断面(つまり長軸方向)の強度分布の形状から、
強度分布の中心位置となるc点を(b−a)/2=cと
なるように算出する。a点とb点とは、この強度分布に
おける肩部分の位置である。そして、光強度の変化率が
一定のフラット部分からこの変化率が下がってくるステ
ィープネス部分に変わる箇所をd点とe点とする。ま
た、それに対応して光軸がずれたときの短軸方向断面の
強度分布の形状にも対応して、a´点,b´点,c´点
及びd´点を定める。
Therefore, as shown in FIG. 7, from the shape of the intensity distribution in the short-axis direction cross section (that is, the long axis direction) when the optical axis is at an appropriate position as measured by the beam profiler 29,
The point c, which is the center position of the intensity distribution, is calculated so that (ba) / 2 = c. Points a and b are the positions of the shoulders in this intensity distribution. Points at which the rate of change of the light intensity changes from a flat portion to a steepness portion where the rate of change decreases become point d and point e. Further, the points a ′, b ′, c ′, and d ′ are determined corresponding to the shape of the intensity distribution in the short-axis direction cross section when the optical axis is shifted accordingly.

【0061】ここで、(c´−c),(d´−d)及び
(e´−e)のいずれかが所定値(例えば10μm)ず
れた場合にc´−c=0となるように第1の反射ミラー
2に取り付けられたアクチュエータ30を駆動させるこ
とで短軸方向断面の強度分布の形状が最適となるように
調節する。なお、このずれがアクチュエータ30の駆動
でも修正できない場合には、レーザ発振器1自体の欠陥
が考えられるので、アニール処理を中止する。
Here, if any one of (c'-c), (d'-d) and (e'-e) deviates by a predetermined value (for example, 10 .mu.m), c'-c = 0. By driving the actuator 30 attached to the first reflection mirror 2, the shape of the intensity distribution in the short-axis direction cross section is adjusted to be optimal. If this deviation cannot be corrected even by driving the actuator 30, the annealing process is stopped because the laser oscillator 1 itself may be defective.

【0062】また、上述したようにガスレーザ媒質の交
換などを行なう必要があるが、この際にはガスレーザ発
振器1の放電回路のインピーダンスが変化する。また、
ガスレーザ媒質の劣化自体でも、この放電回路のインピ
ーダンスが変化する。従って、レーザ光Lの出力波形自
体も変化してしまい、それによりビーム形状や拡がり角
などのビーム品質が変化する。そこで、加工点のエネル
ギーを計測してガスレーザ発振器1の出力を常に一定と
しても、ガスレーザ媒質の劣化とともにアニール処理が
うまく行えなくなるという問題が生じている。
Further, as described above, it is necessary to exchange the gas laser medium, and at this time, the impedance of the discharge circuit of the gas laser oscillator 1 changes. Also,
Even when the gas laser medium deteriorates itself, the impedance of the discharge circuit changes. Therefore, the output waveform itself of the laser light L also changes, thereby changing the beam quality such as the beam shape and the divergence angle. Therefore, even if the energy of the processing point is measured and the output of the gas laser oscillator 1 is always kept constant, there is a problem that the annealing process cannot be performed well with the deterioration of the gas laser medium.

【0063】しかし、レーザ出力波形の面積の積分値が
一定の場合には、目標の平均結晶粒径を得る際に加工点
でのエネルギーと出力波形の第1ピーク値との間には図
8に示す線形な関係があると、本願の発明者は確認し
た。その現象を利用することによって正確なモニタリン
グを実現し目標の平均結晶粒径を得る方法を以下で開示
する。
However, when the integrated value of the area of the laser output waveform is constant, there is a difference between the energy at the processing point and the first peak value of the output waveform when obtaining the target average crystal grain size. The inventor of the present application has confirmed that there is a linear relationship shown in FIG. A method of realizing accurate monitoring by using the phenomenon and obtaining a target average crystal grain size will be disclosed below.

【0064】図9及び図10に示すように破線で区切っ
た山々について、第1乃至第3パルスとするとともに、
これらのパルスのピーク値を第1乃至第3ピークとして
レーザ出力波形におけるパルスとピークの定義を行な
う。なお、レーザ光Lの出力波形にはこれらの図のよう
に2つや3つの山々を持つものがある。この形状をもと
にして、最適なアニール処理を行うこととしている。
As shown in FIG. 9 and FIG. 10, the first to third pulses are set for the mountains separated by broken lines,
The peak values of these pulses are defined as first to third peaks to define the pulses and peaks in the laser output waveform. Note that some output waveforms of the laser light L have two or three peaks as shown in these figures. Based on this shape, an optimum annealing process is performed.

【0065】レーザ光Lの出力波形を検出器23で測定
するとともにビームプロファイラ29も用いて各パルス
毎の面積積分値と出力波形全体の面積積分値及び各ピー
ク値を検出する。さらに、ガスレーザ発振器1の出力は
刻々に多少は変動をするので、加工点で測定したパルス
エネルギーの平均値(5パルス以上についての平均値が
望ましい)を算出する。これらの結果により、以下に示
す2つの式が一定値をとるようにすると最適なアニール
処理が可能となる。ただし、(6)式においてピークが
2つしかない場合には、第3ピーク値はゼロとして計算
する。 (第1パルスの面積積分値×加工点の平均エネルギー)/全面積積分値 =一定 …(5)式 (第1ピーク値×加工点の平均エネルギー)/(第1ピーク値+第2ピー ク値+第3ピーク値)=一定 …(6)式
The output waveform of the laser light L is measured by the detector 23, and the area integral value of each pulse, the area integral value of the entire output waveform, and each peak value are detected by using the beam profiler 29. Further, since the output of the gas laser oscillator 1 fluctuates somewhat every moment, the average value of the pulse energy measured at the processing point (preferably an average value for 5 or more pulses) is calculated. Based on these results, optimal annealing can be performed if the following two equations take constant values. However, when there are only two peaks in the equation (6), the third peak value is calculated as zero. (1st pulse area integrated value × average energy at processing point) / total area integrated value = constant (5) Equation (1st peak value × average energy at processing point) / (first peak value + second peak) Value + third peak value) = constant ... Equation (6)

【0066】上式を満たすようにバリアブルアッテネー
タ3の透過率(レーザ光Lに対する角度)を制御する
が、アニール処理が進むにつれて光学系全体でみた透過
光量が変化してエネルギーの面積積分値やピーク値が変
化してしまうので、単位あたりのエネルギーの面積積分
値やピーク値で一定値を取るようにしている。また、こ
の一定値はガスレーザ媒質の条件などによって異なる
が、一定値から5%以内の変動で抑えられることが望ま
しく、あまりにも変動が大きいときにはアニール処理を
中止する。
The transmittance (angle with respect to the laser beam L) of the variable attenuator 3 is controlled so as to satisfy the above equation. However, as the annealing process proceeds, the amount of transmitted light in the entire optical system changes, and the area integral value and peak of energy are changed. Since the value changes, a constant value is taken as the integral value or peak value of the energy per unit. Further, this constant value varies depending on the conditions of the gas laser medium and the like, but it is desirable to suppress the variation within 5% from the constant value. If the variation is too large, the annealing process is stopped.

【0067】なお、図8に示す結果から第2の短軸用結
像レンズ15を透過した光のみを用いて測定した場合に
は、第1ピーク値の絶対値が一定になるようにバリアブ
ルアッテネータ3の透過率を制御することでもある程度
の効果を上げることは可能である。
When the measurement is performed using only the light transmitted through the second short-axis imaging lens 15 from the results shown in FIG. 8, a variable attenuator is used so that the absolute value of the first peak value is constant. By controlling the transmittance of No. 3, a certain effect can be achieved.

【0068】ところで、ビームプロファイラ29で空間
的な光強度分布を測定することができるが、その精度は
低いものとなっていた。その理由は、加工点でのエネル
ギー強度I(mJ/cm2 )の算出で、この空間的な光
強度分布を一様な台形と近似しているからである。つま
り、ラインビームの短軸方向断面での光強度が90%の
幅(=W)の2分の1又は半値幅(=w)の2分の1が
ラインビームの中心位置としてレーザ出力P(W)やレ
ーザの繰り返し周波数f(Hz)あたりのレーザ出力で
あるエネルギーE(J)から算出している。即ち、I=
E/L・WまたはI=E/(L・w)としている。ここ
でL(cm)はラインビームの切り出し部分の長さであ
る。しかし、図6に示すようにエネルギーの面積積分値
が一定であっても、強度分布がゆがむことでピーク値や
半値幅などが異なってしまう場合がある。
By the way, the spatial light intensity distribution can be measured by the beam profiler 29, but the accuracy is low. The reason is that the calculation of the energy intensity I (mJ / cm 2 ) at the processing point approximates this spatial light intensity distribution to a uniform trapezoid. In other words, half of the width (= W) or half of the half-value width (= w) of the 90% light intensity (= W) of the line beam in the short-axis direction cross section is taken as the center position of the line beam and the laser output P ( W) and the energy E (J), which is the laser output per laser repetition frequency f (Hz). That is, I =
E / L · W or I = E / (L · w). Here, L (cm) is the length of the cutout portion of the line beam. However, as shown in FIG. 6, even if the area integral value of the energy is constant, the peak value and the half width may be different due to distortion of the intensity distribution.

【0069】そこで、本発明ではビームプロファイラ2
9における分解能である単位横軸距離成分をα(cm)
とし、検出器23におけるエネルギー強度測定値成分の
分解能である単位縦軸強度成分をβ(mJ/cm2 )と
して以下のように短軸方向断面での光強度プロファイル
の面積積分値Δは図11のメッシュ分割総数であるδに
メッシュ面積を掛けた値となる。 Δ=δ・α・β …(7)式
Therefore, in the present invention, the beam profiler 2
Α (cm) is the unit horizontal axis distance component which is the resolution at 9
Assuming that the unit vertical axis intensity component which is the resolution of the energy intensity measurement value component in the detector 23 is β (mJ / cm 2 ), the area integral value Δ of the light intensity profile in the short-axis direction cross section is as shown in FIG. Δ, which is the total number of mesh divisions, is multiplied by the mesh area. Δ = δ ・ α ・ β ... Equation (7)

【0070】しかし、上式ではα,δは既知であるもの
のβは未知数であるので求める必要がある。従って、検
出器23で直接にエネルギーを測定した値をもとに図1
1で示されている台形の面積S(J/cm)は以下の式
で与えられる。 S=E/L …(8)式
However, in the above equation, α and δ are known, but β is an unknown number, so it needs to be obtained. Therefore, based on the value of the energy directly measured by the detector 23, FIG.
The area S (J / cm) of the trapezoid indicated by 1 is given by the following equation. S = E / L Equation (8)

【0071】このとき、第2のスリット22内の任意測
定点ではレーザ発振器1のエネルギー安定度の標準偏差
σを考慮して、平均値ξ%よりも小さくなるように統計
的に平均化して光強度分布を測定する。この平均値より
も小さくするためのレーザパルス数nは以下の式で与え
られる。例えば、ξが2%でσが2.5%ならばnは1
4ショット以上になる。 n>(3σ/ξ)2 …(9)式 それぞれのΔ及びSのデータから制御装置25ではβを
算出する。これによって図11の台形の単位横軸距離成
分あたりの単位高さが求められる。従ってα・βを重ね
合わせて積分していくことで正確な台形の形状が求める
ことができ、故に正確なエネルギー積分値及びピーク値
を求めることができる。なお、ビームプロファイラ29
では、画素毎に最高のエネルギー強度をもつ点を測定で
きる。この最高のエネルギー密度の数をNとすると、光
学系の透過率をt(%)として以下の式で与えられる。 I・t=N・β …(10)式 ここで、今までの処理についての流れを図12のフロー
チャートで示す。まず、レーザ発振器1からの単位パル
スあたりの平均エネルギーをエネルギー変動の影響を少
なくするために測定する。その平均エネルギーの測定値
から光学系での減衰やレーザ発振器1内での誤差に起因
する、測定エネルギー強度と設定エネルギー強度とのず
れを考慮した補正係数を算出する。
At this time, at an arbitrary measurement point in the second slit 22, taking into account the standard deviation σ of the energy stability of the laser oscillator 1, the light is statistically averaged so as to be smaller than the average value ξ%. Measure the intensity distribution. The number n of laser pulses for reducing the average value is given by the following equation. For example, if ξ is 2% and σ is 2.5%, n is 1
4 shots or more. n> (3σ / ξ) 2 (9) The control device 25 calculates β from the respective Δ and S data. Thus, a unit height per unit horizontal axis distance component of the trapezoid in FIG. 11 is obtained. Therefore, an accurate trapezoidal shape can be obtained by superimposing and integrating α and β, so that an accurate energy integrated value and an accurate peak value can be obtained. The beam profiler 29
Can measure the point with the highest energy intensity for each pixel. Assuming that the number of the highest energy density is N, the transmittance of the optical system is given by the following equation as t (%). It · N = N · β (10) Here, the flow of the processing up to now is shown in the flowchart of FIG. First, the average energy per unit pulse from the laser oscillator 1 is measured to reduce the influence of energy fluctuation. From the measured value of the average energy, a correction coefficient is calculated in consideration of the difference between the measured energy intensity and the set energy intensity due to the attenuation in the optical system and the error in the laser oscillator 1.

【0072】補正係数の値を基にバリアブルアッテネー
タ3を駆動する場合もあるが、その後にELA処理が開
始される。そして、1パルス毎にエネルギー強度などの
データを測定して、1スキャン(走査)の終了とともに
アニール処理中でのエネルギー強度の平均値やばらつき
などを演算により改めて求める。それらのデータは保存
されてアニール処理の品質管理に用いることになる。全
てのスキャンが終了すれば処理は終りであるが、そうで
なければまた次のスキャンのパルスエネルギーを測定し
てアニール処理の終了まで同じ工程を繰り返すことにな
る。
The variable attenuator 3 may be driven based on the value of the correction coefficient, but the ELA processing is started thereafter. Then, data such as the energy intensity is measured for each pulse, and the average value and the variation of the energy intensity during the annealing process are newly obtained upon completion of one scan (scanning). These data are stored and used for quality control of the annealing process. If all the scans are completed, the process is finished. Otherwise, the pulse energy of the next scan is measured, and the same process is repeated until the end of the annealing process.

【0073】図13はこの発明の第3の実施の形態に係
るレーザ照射装置の概略構成を示す図である。この実施
の形態のレーザ照射装置は上述した第1の実施の形態と
同様なXeClエキシマレーザなどのレーザ発振器31
を備えている。このレーザ発振器31から出力されたレ
ーザ光Lの光路にはビームスプリッタ32が45度の角
度で配置されていて、レーザ光Lの一部を分割するよう
になっている。
FIG. 13 is a view showing a schematic configuration of a laser irradiation apparatus according to the third embodiment of the present invention. The laser irradiation apparatus according to this embodiment has a laser oscillator 31 such as a XeCl excimer laser similar to that of the first embodiment.
It has. A beam splitter 32 is arranged at an angle of 45 degrees in the optical path of the laser light L output from the laser oscillator 31 so as to split a part of the laser light L.

【0074】ビームスプリッタ32を通過したレーザ光
Lは第1のテレスコープ33aでビーム径が拡大されて
から第1のホモジナイザ33によって長軸方向と短軸方
向との光強度分布がほぼ均一化される。
The laser beam L that has passed through the beam splitter 32 has its beam diameter expanded by the first telescope 33a, and the first homogenizer 33 makes the light intensity distribution in the major axis direction and the minor axis direction substantially uniform. You.

【0075】ついで、レーザ光Lは、反射ミラー34a
で反射されてから第1の集光レンズ34で集束されて処
理室35の透過窓36からその内部へ入射する。処理室
35の内部には、上記第1の実施の形態と同様に、アモ
ルファスシリコン膜が成膜された液晶用ガラス基板から
なる被処理物38が載置台37に載置されており、その
アモルファスシリコン膜がレーザ光Lによって照射され
てアニール処理されるようになっている。
Next, the laser beam L is reflected by the reflection mirror 34a.
After being reflected by the first condensing lens 34, the light is converged by the first condenser lens 34 and enters the inside of the processing chamber 35 through the transmission window 36. Inside the processing chamber 35, similarly to the first embodiment, an object to be processed 38 made of a glass substrate for a liquid crystal on which an amorphous silicon film is formed is mounted on a mounting table 37. The silicon film is irradiated with the laser light L and annealed.

【0076】ビームスプリッタ32で分割された分割レ
ーザ光R´は、等価光学手段41を通過して検出器42
で光強度が検出される。この等価光学手段41は、ビー
ムスプリッタ32と処理室35との間に配置された複数
の光学素子と同じ光学素子からなる。つまり、ビームス
プリッタ32と検出器42との間には、第2のテレスコ
ープ43と、第2のホモジナイザ44および第2の集光
レンズ45が配置されている。
The split laser beam R ′ split by the beam splitter 32 passes through the equivalent optical means 41 and passes through the detector 42.
The light intensity is detected. The equivalent optical means 41 is composed of the same optical elements as a plurality of optical elements disposed between the beam splitter 32 and the processing chamber 35. That is, between the beam splitter 32 and the detector 42, the second telescope 43, the second homogenizer 44, and the second condenser lens 45 are arranged.

【0077】したがって、処理室35内に被処理物38
を照射するレーザ光Lがビームスプリッタ32を透過し
てから被処理物38を照射するまでに受ける光学素子の
吸収などによる光学的損失と、ビームスプリッタ32で
分割された分割レーザ光Rが検出器42で検出されるま
でに受ける光学素子の吸収などによる光学的損失とがほ
ぼ等価になる。
Therefore, the object 38 to be processed is placed in the processing chamber 35.
The optical loss due to absorption of an optical element and the like from the transmission of the laser beam L for irradiating the beam splitter 32 to the irradiation of the workpiece 38 and the split laser beam R split by the beam splitter 32 are detected by a detector. The optical loss due to absorption of the optical element and the like before the detection at 42 is substantially equivalent.

【0078】検出器42が分割レーザ光R´の光強度を
検出すると、その検出信号は制御装置46に入力され
る。制御装置46には被処理物38の処理の種類に応じ
た設定値が設定されていて、この制御装置46では検出
値と設定値とが比較される。
When the detector 42 detects the light intensity of the divided laser light R ', the detection signal is input to the control device 46. A set value corresponding to the type of processing of the workpiece 38 is set in the control device 46, and the control device 46 compares the detected value with the set value.

【0079】比較の結果に差があると、その差に基づい
て上記レーザ発振器31に励起エネルギを供給する高電
圧電源47が制御される。それによって、レーザ発振器
31から出力されるレーザ光Lの強度が制御装置46に
設定された設定値と同じになるよう制御されるようにな
っている。
If there is a difference between the comparison results, the high-voltage power supply 47 for supplying excitation energy to the laser oscillator 31 is controlled based on the difference. Thus, the intensity of the laser light L output from the laser oscillator 31 is controlled so as to be equal to the set value set in the control device 46.

【0080】このような構成のレーザ照射装置によれ
ば、ビームスプリッタ32で分割されて検出器42で検
出される分割レーザ光R´の光路に、ビームスプリッタ
32を透過して処理室35の被処理物38を照射するレ
ーザ光Lが受ける光学的損失とほぼ等価な光学的損失を
有する等価光学手段41を設けるようにした。
According to the laser irradiation apparatus having such a configuration, the laser beam R ′ split by the beam splitter 32 and detected by the detector 42 passes through the beam splitter 32 and passes through the optical path of the processing chamber 35. An equivalent optical means 41 having an optical loss substantially equivalent to the optical loss received by the laser light L irradiating the processing object 38 is provided.

【0081】そのため、レーザ光Lの強度を検出するた
めに、レーザ発振器31から出力され、ビームスプリッ
タ32を透過して被処理物38を照射するレーザ光Lが
受ける光学的損失と、ビームスプリッタ32で反射して
検出器42で検出される分割レーザ光R´が受ける光学
的損失とがほぼ等価になるため、分割レーザ光R´の光
強度と、被処理物38を照射するレーザ光Lの光強度と
がほぼ同じになる。
Therefore, in order to detect the intensity of the laser beam L, the optical loss received by the laser beam L output from the laser oscillator 31 and transmitted through the beam splitter 32 to irradiate the object to be processed 38 and the beam splitter 32 Since the optical loss received by the divided laser light R ′ detected by the detector 42 after being reflected by the laser beam 42 becomes substantially equivalent, the light intensity of the divided laser light R ′ and the laser light L irradiating the workpiece 38 are The light intensity is almost the same.

【0082】したがって、分割レーザ光R´の光強度を
検出し、その検出結果に基づいてレーザ光Lの光強度を
制御するようにしても、レーザ光Lの光強度を高精度に
設定することができる。
Therefore, even if the light intensity of the divided laser light R 'is detected and the light intensity of the laser light L is controlled based on the detection result, the light intensity of the laser light L can be set with high accuracy. Can be.

【0083】さて、ここでこれらのレーザ照射装置によ
って具現化され、上記の非単結晶シリコン膜の製造方法
を用いることによって、上記被処理物であるガラス基板
80aの上に製造された非単結晶シリコンによって構成
される、ドライバーモノリシック型の液晶表示装置を製
造する方法について、本発明の第4の実施の形態として
説明する。図14は液晶表示装置81の断面を示す。な
お、スペーサ、カラーフィルタ、遮光膜及び偏光板等は
不図示である。この液晶表示装置81のガラス基板80
a上には、半導体装置としてのコプラナー型薄膜トラン
ジスタが通常のPEP(Photo Engraving Process) 工程
等を経て各々形成される。つまりP型TFT82、N型
TFT83および画素TFT84が形成される。P型T
FT82とN型TFT83は駆動部85を形成してお
り、相補型トランジスタ(CMOS)となっている。画
素TFT84は画素マトリクス部(表示部)86を形成
している。
Now, by using the above-described method for manufacturing a non-single-crystal silicon film, which is embodied by these laser irradiation apparatuses, the non-single-crystal A method for manufacturing a driver monolithic liquid crystal display device made of silicon will be described as a fourth embodiment of the present invention. FIG. 14 shows a cross section of the liquid crystal display device 81. In addition, a spacer, a color filter, a light shielding film, a polarizing plate, and the like are not shown. The glass substrate 80 of the liquid crystal display device 81
On a, a coplanar thin film transistor as a semiconductor device is formed through a normal PEP (Photo Engraving Process) process or the like. That is, a P-type TFT 82, an N-type TFT 83, and a pixel TFT 84 are formed. P type T
The FT 82 and the N-type TFT 83 form a driving unit 85 and are complementary transistors (CMOS). The pixel TFT 84 forms a pixel matrix section (display section) 86.

【0084】各TFT82〜84はアモルファスシリコ
ン膜を上述したアニール方法により、結晶化した部分を
もつ非単結晶シリコン膜(以下、ポリシリコン膜とい
う)87に所定の形状で形成され、ガラス基板80a上
に成膜されたアンダーコート80bに積層されている。
このポリシリコン膜87には電子が流れる通路となるチ
ャネル領域87aと、P(リン)やB(ボロン)等の不
純物(ドナー/アクセプタ)がドープされたソース領域
87b及びドレイン領域87cとに形成されている。
Each of the TFTs 82 to 84 is formed in a predetermined shape on a non-single-crystal silicon film (hereinafter, referred to as a polysilicon film) 87 having a crystallized portion by the above-described annealing method on the amorphous silicon film. Is formed on the undercoat 80b.
In the polysilicon film 87, a channel region 87a serving as a passage through which electrons flow, and a source region 87b and a drain region 87c doped with impurities (donor / acceptor) such as P (phosphorus) and B (boron) are formed. ing.

【0085】ポリシリコン膜87は、ゲート絶縁膜88
によって覆われている。ゲート絶縁膜88上にはゲート
電極89が形成され、このゲート電極89は層間絶縁膜
91によって覆われている。そして、層間絶縁膜91に
はコンタクトホールが設けられ、それを介してソース領
域87bに接続されたソース電極92a及びドレイン領
域87cに接続されたドレイン電極92bが形成されて
いる。さらに画素TFT84にはソース電極92aを介
してソース電極線(信号線)93aが接続されると共
に、ドレイン電極92bを介してITO(Indium Tin Ox
ide)膜からなる画素電極93bが接続されている。な
お、ソース領域87bとドレイン領域87cとが入れ替
っても液晶表示装置81の動作を行うことはできるのは
言うまでもない。
The polysilicon film 87 is formed of a gate insulating film 88
Covered by A gate electrode 89 is formed on the gate insulating film 88, and the gate electrode 89 is covered with an interlayer insulating film 91. A contact hole is provided in the interlayer insulating film 91, and a source electrode 92a connected to the source region 87b and a drain electrode 92b connected to the drain region 87c are formed through the contact hole. Further, a source electrode line (signal line) 93a is connected to the pixel TFT 84 via a source electrode 92a, and ITO (Indium Tin Ox) is connected via a drain electrode 92b.
ide) The pixel electrode 93b made of a film is connected. Needless to say, the operation of the liquid crystal display device 81 can be performed even if the source region 87b and the drain region 87c are exchanged.

【0086】上述のような構成の半導体装置が形成され
たガラス基板80aの上方には、下面にITO膜からな
る対向画素電極(共通電極)101が設けられた対向ガ
ラス基板102が,図示しないスペーサを介して所定間
隔で配置されている。そして、これらのガラス基板80
aと対向ガラス基板102との間に存する画素マトリク
ス部86を形成する空間の周縁部は、シール剤により封
止されている。これにより形成された密封空間部には液
晶103が充填されている。なお液晶103の充填は、
このシール剤による封止前に液晶103をガラス基板5
または対向ガラス基板102上に滴下した後にガラス基
板80aと対向ガラス基板102とを張り合わせて行っ
ても良いし、このシール剤による封止後にシール剤の注
入口から液晶103を前記密封空間部中に注入もしくは
真空吸引して行っても良い。更に、画素マトリクス部8
6に対応するガラス基板5と対向ガラス基板102には
液晶103を挟み込む形でポリイミドによる配向膜10
4が形成されている。また図15に示すとおりにゲート
電極89にはゲート電極線(走査線)105が接続され
ている。
Above the glass substrate 80a on which the semiconductor device having the above-described structure is formed, a counter glass substrate 102 provided with a counter pixel electrode (common electrode) 101 made of an ITO film on the lower surface is provided with a spacer (not shown). Are arranged at a predetermined interval via the. And these glass substrates 80
The periphery of the space forming the pixel matrix portion 86 existing between the a and the opposing glass substrate 102 is sealed with a sealant. The liquid crystal 103 is filled in the sealed space thus formed. The liquid crystal 103 is filled with
Before sealing with the sealant, the liquid crystal 103 is placed on the glass substrate 5.
Alternatively, the glass substrate 80a and the opposite glass substrate 102 may be attached to each other after being dropped on the opposite glass substrate 102, or the liquid crystal 103 may be injected into the sealed space from the inlet of the sealant after sealing with the sealant. The injection or vacuum suction may be performed. Further, the pixel matrix section 8
An alignment film 10 made of polyimide is sandwiched between a glass substrate 5 corresponding to
4 are formed. As shown in FIG. 15, a gate electrode line (scanning line) 105 is connected to the gate electrode 89.

【0087】上記の半導体装置を有する液晶表示装置8
1は、上述したレーザ照射装置を用いて行われるアニー
ル方法によって結晶化されたポリシリコン膜87で得ら
れる半導体装置であるTFTを含んだ形で形成されてい
る。また、このアニール方法によれば、アモルファスシ
リコン膜の結晶化を促進して適切な電子移動度を得るこ
とができる。
Liquid crystal display device 8 having the above semiconductor device
1 is formed so as to include a TFT which is a semiconductor device obtained by a polysilicon film 87 crystallized by an annealing method performed using the above-described laser irradiation apparatus. Further, according to this annealing method, crystallization of the amorphous silicon film can be promoted to obtain an appropriate electron mobility.

【0088】よって、最適な電子移動度が得られていな
いようなポリシリコン膜87を用いて半導体装置が形成
されることが抑制されるので、この半導体装置を組み込
んだ液晶表示装置81の製造工程における歩留まりを結
果として向上させることができる。
Therefore, the formation of the semiconductor device using the polysilicon film 87 for which the optimum electron mobility has not been obtained is suppressed, and the manufacturing process of the liquid crystal display device 81 incorporating this semiconductor device is suppressed. Can be improved as a result.

【0089】この発明は上記した各実施の形態に限定さ
れず、種々変形可能である。たとえば、上記各実施の形
態において、検出器による検出値に基づくレーザ光の光
強度の制御は、第1の実施の形態のようにバリアブルア
ッテネータに対するレーザ光の入射角度を制御してもよ
く、あるいは第3の実施の形態のようにレーザ発振器を
励起する高電圧電源を制御してもよく、要はいずれの方
法でレーザ光の強度を制御するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments, but can be variously modified. For example, in each of the above embodiments, the control of the light intensity of the laser light based on the value detected by the detector may control the incident angle of the laser light to the variable attenuator as in the first embodiment, or As in the third embodiment, a high-voltage power supply for exciting a laser oscillator may be controlled. In short, the intensity of the laser beam may be controlled by any method.

【0090】[0090]

【発明の効果】以上で述べたようにこの発明は、被処理
物を照射するレーザ光の強度を検出してこのレーザ光の
光強度を制御する場合に、光強度を検出するためのレー
ザ光と、被加工物を照射するレーザ光との間にできるだ
け強度差が生じないようにした。
As described above, according to the present invention, when the intensity of a laser beam for irradiating an object to be processed is detected and the intensity of the laser beam is controlled, the laser beam for detecting the optical intensity is used. And a laser beam for irradiating the workpiece as little as possible.

【0091】そのため、被処理物を照射するレーザ光の
光強度を高精度に制御することができ、故に電子移動度
が高い良質の非単結晶半導体膜およびそれを用いた動作
特性の良い液晶表示装置を得ることができる。
Therefore, the light intensity of the laser beam for irradiating the object to be processed can be controlled with high accuracy, and therefore, a high-quality non-single-crystal semiconductor film having high electron mobility and a liquid crystal display having good operating characteristics using the same. A device can be obtained.

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

【図1】この発明の第1の実施の形態のレーザ照射装置
を示す全体構成図。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a laser irradiation apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置において、レーザ光の一部を除去し
てその強度を検出する部分を示す斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing a part of the apparatus shown in FIG. 1 for removing a part of the laser beam and detecting the intensity thereof.

【図3】(a)は同じくホモジナイザによってエネルギ
が均一化されるとともにビーム形状が細長い矩形状にさ
れたレーザ光のビーム形状を示す断面図、(b)は同じ
くそのビーム形状でのレーザ光のエネルギー状態を示す
分布図。
FIG. 3A is a cross-sectional view showing a beam shape of a laser beam whose energy is made uniform by a homogenizer and whose beam shape is elongated, and FIG. 3B is a sectional view of the laser beam having the same beam shape. FIG. 3 is a distribution diagram showing an energy state.

【図4】(a)は図3の状態において、検出器に入射す
る前の分割レーザ光の幅方向でのエネルギー状態を示す
分布図、(b)は同じく、第2のスリットで成形された
分割レーザ光のエネルギー状態を示す分布図。
4A is a distribution diagram showing the energy state in the width direction of the divided laser beam before entering the detector in the state of FIG. 3, and FIG. 4B is similarly formed by a second slit. FIG. 3 is a distribution diagram illustrating an energy state of a divided laser beam.

【図5】この発明の第2の実施の形態のレーザ照射装置
を示す全体構成図。
FIG. 5 is an overall configuration diagram showing a laser irradiation apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図6】光学調整前と光学調整後のエネルギー強度分布
の変動を示す分布図。
FIG. 6 is a distribution diagram showing a change in energy intensity distribution before optical adjustment and after optical adjustment.

【図7】図6の状態における拡大図。FIG. 7 is an enlarged view in the state of FIG. 6;

【図8】この発明のレーザ照射装置を用いた際に生じる
第1ピークのエネルギーと最適粒径が得られる加工点で
のエネルギーとの相関関係を示すグラフ。
FIG. 8 is a graph showing a correlation between the energy of the first peak generated when the laser irradiation apparatus of the present invention is used and the energy at a processing point at which an optimum grain size is obtained.

【図9】この発明のレーザ照射装置を用いた際に生じる
レーザ出力波形の一例をしめす分布図。
FIG. 9 is a distribution diagram showing an example of a laser output waveform generated when using the laser irradiation apparatus of the present invention.

【図10】図9と同じくレーザ出力波形の一例をしめす
分布図。
FIG. 10 is a distribution diagram showing an example of a laser output waveform as in FIG. 9;

【図11】ビームプロファイラで得られた詳細なエネル
ギー強度分布を示す分布図。
FIG. 11 is a distribution diagram showing a detailed energy intensity distribution obtained by a beam profiler.

【図12】この発明のレーザ照射装置を用いて行なうア
ニール処理の流れを示すフローチャート。
FIG. 12 is a flowchart showing a flow of an annealing process performed by using the laser irradiation apparatus of the present invention.

【図13】この発明の第3の実施の形態のレーザ照射装
置を示す全体構成図。
FIG. 13 is an overall configuration diagram showing a laser irradiation apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図14】この発明の第4の実施の形態で得られるドラ
イバーモノリシック型の液晶表示装置の構造を示す概略
断面図。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a driver monolithic liquid crystal display device obtained in a fourth embodiment of the present invention.

【図15】図14の装置において、画素部の構造を示す
概略上面図。
15 is a schematic top view showing a structure of a pixel portion in the device shown in FIG.

【図16】レーザ光の被処理体(ガラス基板)への走査
を示す概略斜視図。
FIG. 16 is a schematic perspective view showing scanning of an object to be processed (glass substrate) with laser light.

【図17】LCDユニットの構造を示す概略構成図。FIG. 17 is a schematic configuration diagram showing the structure of an LCD unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…レーザ発振器 7,11…ホモジナイザ(光強度均一化手段) 15…集光レンズ(集光光学手段) 16…第1のスリット(成形手段) 19…被処理物 21…第4の反射ミラー 22…第2のスリット 23…検出器 25…制御装置(制御手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser oscillator 7, 11 ... Homogenizer (light intensity equalization means) 15 ... Condensing lens (condensing optical means) 16 ... 1st slit (forming means) 19 ... Workpiece 21 ... 4th reflection mirror 22 ... Second slit 23 ... Detector 25 ... Control device (control means)

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光の光強度を制御して被処理物
に照射するレーザ照射装置において、 レーザ発振器と、このレーザ発振器から出力されたレー
ザ光の強度分布がほぼ均一化された部分を形成する強度
均一化手段と、この強度均一化手段を通過したレーザ光
の一部を除去して所定のビーム形状に成形する成形手段
と、この成形手段によって成形されたレーザ光を集束し
て前記被処理物に照射させる集光光学手段と、前記成形
手段で除去されたレーザ光の強度を検出する検出手段
と、この検出手段からの検出信号によって上記レーザ光
の強度を制御する制御手段とを具備したことを特徴とす
るレーザ照射装置。
1. A laser irradiation apparatus for controlling the light intensity of a laser beam to irradiate an object to be processed, wherein a laser oscillator and a portion where the intensity distribution of the laser beam output from the laser oscillator is substantially uniform are formed. Intensity shaping means, a shaping means for removing a part of the laser light passing through the shaping means and shaping it into a predetermined beam shape, and converging the laser light shaped by the shaping means to form the laser beam. Condensing optical means for irradiating the processing object, detecting means for detecting the intensity of the laser light removed by the shaping means, and control means for controlling the intensity of the laser light by a detection signal from the detecting means A laser irradiation device, characterized in that:
【請求項2】 前記成形手段に入射するレーザ光は、
そのビーム形状が長部と短部をもつ矩形状であるととも
に、前記成形手段は前記強度均一化手段によって強度が
ほぼ均一化された部分を含む前記ビーム形状の長手方向
両端部を除去することを特徴とする請求項1記載のレー
ザ照射装置。
2. The laser beam incident on the shaping means,
The beam shape is a rectangular shape having a long part and a short part, and the shaping means removes both ends in the longitudinal direction of the beam shape including a part where the strength is made substantially uniform by the strength equalizing means. The laser irradiation device according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記検出手段は、前記成形手段によっ
て除去されたレーザ光を所定方向に反射させる反射ミラ
ーと、この反射ミラーで反射したレーザ光が入射する検
出器と、この検出器と前記反射ミラーとの間に設けられ
前記検出器に入射するレーザ光の一部を除去するスリッ
トとを有することを特徴とする請求項1記載のレーザ照
射装置。
3. The detecting means includes: a reflecting mirror for reflecting the laser light removed by the shaping means in a predetermined direction; a detector on which the laser light reflected by the reflecting mirror is incident; 2. The laser irradiation apparatus according to claim 1, further comprising a slit provided between the mirror and a mirror for removing a part of the laser light incident on the detector.
【請求項4】 レーザ光の光強度を制御して被処理物
に照射するレーザ照射装置において、 レーザ発振器と、このレーザ発振器から出力されたレー
ザ光の強度分布を均一化させる強度均一化手段と、この
強度均一化手段によって均一化されたレーザ光を集束し
て前記被処理物に照射させる集光光学手段と、前記レー
ザ発振器から出力されたレーザ光の一部を分割する分割
手段と、この分割手段によって分割されたレーザ光の強
度を検出する検出手段と、この検出手段からの検出信号
によって前記レーザ発振器から出力されるレーザ光の強
度を制御する制御手段と、前記分割手段と前記検出手段
との間に設けられ前記被処理物を照射するレーザ光に与
えられる光学的損失とほぼ等価の光学的損失を前記分割
手段で分割されて前記検出手段で検出されるレーザ光に
対して与える等価光学手段とを具備したことを特徴とす
るレーザ照射装置。
4. A laser irradiation apparatus for controlling the light intensity of a laser beam to irradiate an object to be processed, comprising: a laser oscillator; and an intensity equalizing means for uniforming the intensity distribution of the laser beam output from the laser oscillator. A condensing optical unit that converges the laser light uniformed by the intensity uniformizing unit and irradiates the object with the laser light; a dividing unit that divides a part of the laser light output from the laser oscillator; Detecting means for detecting the intensity of the laser light split by the splitting means, control means for controlling the intensity of the laser light output from the laser oscillator based on a detection signal from the detecting means, the splitting means and the detecting means And an optical loss substantially equivalent to an optical loss given to the laser light irradiating the object to be processed is divided by the dividing means and detected by the detecting means. The laser irradiation apparatus, characterized in that provided with the equivalent optical means for providing the laser beam.
【請求項5】 前記等価光学手段は、前記強度均一化
手段および前記集光光学手段と同一の構成をもつ光学手
段であることを特徴とする請求項4記載のレーザ照射装
置。
5. The laser irradiation apparatus according to claim 4, wherein said equivalent optical unit is an optical unit having the same configuration as said intensity equalizing unit and said condensing optical unit.
【請求項6】 基板の上に形成された非晶質半導体膜
へレーザ光を1ショット毎に複数の光学素子を通して照
射するとともにこのレーザ光を前記基板に対して相対的
に所定距離だけ走査させる工程と、前記レーザ光の照射
により前記非晶質半導体膜を多結晶化する工程とを有す
る非単結晶半導体膜の製造方法において、 前記非晶質半導体膜を多結晶化する工程は、前記光学素
子のうちのもっとも光学的に前記非晶質半導体膜に近い
光学素子を通過した前記レーザ光を採取して、前記レー
ザ光のエネルギーを制御する工程を有することを特徴と
する非単結晶半導体膜の製造方法。
6. A laser beam is irradiated to an amorphous semiconductor film formed on a substrate through a plurality of optical elements for each shot, and the laser beam is scanned relative to the substrate by a predetermined distance. A method of manufacturing a non-single-crystal semiconductor film, comprising the steps of: polycrystallizing the amorphous semiconductor film by irradiating the laser light; Non-single-crystal semiconductor film, comprising a step of collecting the laser light that has passed through an optical element which is optically closest to the amorphous semiconductor film among the elements, and controlling the energy of the laser light. Manufacturing method.
【請求項7】 基板の上に形成された非晶質半導体膜
へレーザ光を1ショット毎に複数の光学素子を通して照
射するとともにこのレーザ光を前記基板に対して相対的
に所定距離だけ走査させる工程と、前記レーザ光の照射
により前記非晶質半導体膜を多結晶化する工程とを有す
る非単結晶半導体膜の製造方法において、 前記非晶質半導体膜を多結晶化する工程は、(前記レー
ザ光の1パルスでの最初のパルスの面積積分値×前記レ
ーザ光の照射部でのエネルギー)と(前記レーザ光の1
パルスの面積積分値)との比または(前記レーザ光の1
パルスでの最初のパルスのピーク値×前記レーザ光の照
射部でのエネルギー)と(前記レーザ光の1パルスでの
最初のパルスのピーク値+前記レーザ光の1パルスでの
2番目のパルスのピーク値+前記レーザ光の1パルスで
の3番目のパルスのピーク値)との比を一定にして前記
レーザ光を照射することを特徴とする非単結晶半導体膜
の製造方法。
7. A laser beam is irradiated onto an amorphous semiconductor film formed on a substrate through a plurality of optical elements for each shot, and the laser beam is scanned relative to the substrate by a predetermined distance. In the method for producing a non-single-crystal semiconductor film, the method further comprising: a step of: polycrystallizing the amorphous semiconductor film by irradiation with the laser light. (Integral area value of first pulse in one pulse of laser light × energy at irradiation part of laser light) and (1 of laser light)
Pulse area integral value) or (1 of the laser light)
(Peak value of first pulse in pulse × energy at irradiation part of laser light) and (peak value of first pulse in one pulse of laser light + second pulse in one pulse of laser light) A method for manufacturing a non-single-crystal semiconductor film, comprising: irradiating the laser light with a ratio of (peak value + peak value of a third pulse in one pulse of the laser light) constant.
【請求項8】 第1の基板上に形成された非晶質半導
体膜へレーザ光を1ショット毎に複数の光学素子を通し
て照射するとともにこのレーザ光を前記第1の基板に対
して相対的に所定距離だけ走査させて照射する工程と、
前記レーザ光の照射により前記非晶質半導体膜を非単結
晶化する工程と、ゲート電極線及びソース電極線を具備
する薄膜トランジスタ群を非単結晶化された前記非晶質
半導体膜を用いて前記第1の基板上に形成する工程と、
第2の基板との間に液晶を介在させた状態で前記第1の
基板及び前記第2の基板を封止する工程とを有する液晶
表示装置の製造方法において、 前記非晶質半導体膜を多結晶化する工程は、前記光学素
子のうちのもっとも光学的に前記非晶質半導体膜に近い
光学素子を通過した前記レーザ光を採取して、前記レー
ザ光のエネルギーを制御する工程を有することを特徴と
する液晶表示装置の製造方法。
8. A laser beam is irradiated to an amorphous semiconductor film formed on a first substrate through a plurality of optical elements for each shot, and the laser beam is emitted relative to the first substrate. Irradiating by scanning a predetermined distance,
Non-single-crystallizing the amorphous semiconductor film by irradiating the laser light, and forming the thin film transistor group including a gate electrode line and a source electrode line using the non-single-crystallized amorphous semiconductor film. Forming on a first substrate;
Sealing the first substrate and the second substrate with a liquid crystal interposed between the substrate and a second substrate. The crystallizing step includes a step of collecting the laser light that has passed through the optical element closest to the amorphous semiconductor film optically most of the optical elements, and controlling the energy of the laser light. A method for manufacturing a liquid crystal display device characterized by the above-mentioned.
【請求項9】 第1の基板上に形成された非晶質半導
体膜へレーザ光を1ショット毎に複数の光学素子を通し
て照射するとともにこのレーザ光を前記第1の基板に対
して相対的に所定距離だけ走査させて照射する工程と、
前記レーザ光の照射により前記非晶質半導体膜を非単結
晶化する工程と、ゲート電極線及びソース電極線を具備
する薄膜トランジスタ群を非単結晶化された前記非晶質
半導体膜を用いて前記第1の基板上に形成する工程と、
第2の基板との間に液晶を介在させた状態で前記第1の
基板及び前記第2の基板を封止する工程とを有する液晶
表示装置の製造方法において、 前記非晶質半導体膜を多結晶化する工程は、(前記レー
ザ光の1パルスでの最初のパルスの面積積分値×前記レ
ーザ光の照射部でのエネルギー)と(前記レーザ光の1
パルスの面積積分値)との比または(前記レーザ光の1
パルスでの最初のパルスのピーク値×前記レーザ光の照
射部でのエネルギー)と(前記レーザ光の1パルスでの
最初のパルスのピーク値+前記レーザ光の1パルスでの
2番目のパルスのピーク値+前記レーザ光の1パルスで
の3番目のパルスのピーク値)との比を一定にして前記
レーザ光を照射することを特徴とする非単結晶半導体膜
の製造方法。
9. An amorphous semiconductor film formed on a first substrate is irradiated with laser light through a plurality of optical elements for each shot, and the laser light is emitted relative to the first substrate. Irradiating by scanning a predetermined distance,
Non-single-crystallizing the amorphous semiconductor film by irradiating the laser light, and forming the thin film transistor group including a gate electrode line and a source electrode line using the non-single-crystallized amorphous semiconductor film. Forming on a first substrate;
Sealing the first substrate and the second substrate with a liquid crystal interposed between the substrate and a second substrate. The crystallization step includes (area integral value of first pulse in one pulse of the laser beam × energy in the laser beam irradiation part) and (1 of the laser beam).
Pulse area integral value) or (1 of the laser light)
(Peak value of first pulse in pulse × energy at irradiation part of laser light) and (peak value of first pulse in one pulse of laser light + second pulse in one pulse of laser light) A method for manufacturing a non-single-crystal semiconductor film, comprising: irradiating the laser light with a ratio of (peak value + peak value of a third pulse in one pulse of the laser light) constant.
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