KR20130089149A - 레이저 어닐링 처리 장치 및 레이저 어닐링 처리 방법 - Google Patents

레이저 어닐링 처리 장치 및 레이저 어닐링 처리 방법 Download PDF

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Abstract

반도체 막에 펄스 레이저 광을 조사하여 어닐링 할 때, 적정한 펄스 에너지 밀도를 높이지 않고 상기 펄스 에너지 밀도의 마진을 크게 하는 것을 가능하게 한다. 펄스 레이저 광을 출력하는 레이저 광원과, 펄스 레이저 광을 정형하여 처리 대상의 반도체 막으로 인도하는 광학계와, 펄스 레이저 광이 조사되는 상기 반도체 막을 설치하는 스테이지를 갖고, 상기 반도체 막에 조사되는 상기 펄스 레이저 광이 펄스 에너지 밀도에서 최대 높이의 10%로부터 최대 높이에 이르기까지의 상승 시간이 35n초 이하, 최대 높이로부터 최대 높이의 10%에 이르기까지의 하강 시간이 80n초 이상인 것으로 함으로써 결정화 등에 적합한 펄스 에너지 밀도를 각별히 크게 하지 않고 그 마진량을 크게 하여 양질의 어닐링 처리를 수율을 저하시키지 않고 행한다.

Description

레이저 어닐링 처리 장치 및 레이저 어닐링 처리 방법{LASER ANNEALING DEVICE AND LASER ANNEALING METHOD}
본 발명은 반도체 막에 펄스 레이저 광을 조사하여 레이저 어닐링을 행하는 레이저 어닐링 처리 장치 및 레이저 어닐링 처리 방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이나 유기 EL(Electro-Luminescence) 디스플레이의 화소 스위치나 구동 회로에 이용되는 박막 트랜지스터에서는 저온 프로세스 제조 방법의 일환으로서 레이저 광을 이용한 레이저 어닐링이 행해지고 있다. 이 방법은 기판 상에 성막된 비단결정 반도체 막에 레이저 광을 조사하여 국부적으로 가열 용융한 후 또는 용융하지 않고 가열한 후 그 냉각 과정에서 반도체 박막을 다결정 또는 단결정으로 결정화하는 것이다. 결정화된 반도체 박막은 캐리어의 이동도가 높아지기 때문에 박막 트랜지스터를 고성능화할 수 있다. 또한, 결정 반도체 박막에 레이저 어닐링 처리를 행함으로써 개질을 행할 수도 있다.
상기 레이저 광의 조사에 있어서는 펄스 레이저 광을 직사각형상이나 라인상으로 정형하고, 상기 펄스 레이저 광을 주사하면서 오버랩 조사하여 반도체를 어닐링하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌 1).
상기 레이저 광의 조사에서는 반도체 막 전체에 균질한 처리가 행해질 필요가 있어 조사되는 펄스 레이저 광이 안정된 펄스 에너지 밀도를 갖도록 레이저 출력을 소정 범위 내로 조정하는 제어나 가변 감쇠기에 의해 펄스 에너지를 소정 범위로 조정하는 제어가 일반적으로 행해진다.
일본 특허공개 평6-5537호 공보
그런데, 펄스 레이저 광이 조사되는 결정화된 반도체 막에서는 입경이 큰 결정립이 균일하게 존재하고 있음으로써 반도체 소자로서 뛰어난 특성이 얻어진다. 이 때문에, 레이저 어닐링시에 조사되는 펄스 레이저 광은 에너지 밀도의 과부족이 없고 상기 에너지 밀도가 결정화에 적합한 범위 내에 있는 것이 필요하다.
이처럼, 레이저 어닐링시에는 결정화에 적합한 범위 내가 되도록 레이저 출력이 제어되게 되지만 종래의 펄스 레이저 광에서는 그 적정 범위 즉 마진이 작고, 제어를 위한 장치 부담이 크고, 또한 출력 변동에 의해 결정성에 불균일이 발생하기 쉬워진다는 문제가 있다.
종래의 펄스 레이저 광은 도 6에 나타낸 바와 같이 상승, 하강 모두 급격한 펄스 파형을 가지고 있고, 본 발명자들은 이것을 넓은 펄스 파형으로 함으로써 결정화에 적합한 에너지 밀도 자체가 높아지고, 또한 그 범위가 비교적 커진다는 것을 발견하였다.
그러나, 결정화에 적합한 에너지 밀도가 높아진다라는 것은 출력 펄스 에너지에 변함이 없다면 펄스 레이저 광의 조사 면적을 작게 하여 펄스 에너지 밀도를 높게 해야만 한다는 것을 의미하고 있다. 펄스 레이저 광의 조사 면적을 작게 하면 반도체 막 일면을 처리하기 위한 펄스 조사 횟수가 필연적으로 많아져 수율이 저하된다.
본 발명은 상기 사정을 배경으로 하여 이루어진 것이며, 수율의 저하를 가능한 한 억제하면서 결정화 등에 적합한 에너지 밀도의 범위 즉 적정 마진을 크게 하는 것이 가능한 레이저 어닐링 처리 장치 및 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명의 레이저 어닐링 처리 장치 중 제 1 본 발명은 펄스 레이저 광을 출력하는 레이저 광원과, 상기 펄스 레이저 광을 정형하여 처리 대상의 반도체 막으로 인도하는 광학계와, 상기 펄스 레이저 광이 조사되는 상기 반도체 막을 설치하는 스테이지를 갖고, 상기 반도체 막에 조사되는 상기 펄스 레이저 광이 펄스 에너지 밀도에서 최대 높이의 10%로부터 상기 최대 높이에 이르기까지의 상승 시간이 35n초 이하, 상기 최대 높이로부터 상기 최대 높이의 10%에 이르기까지의 하강 시간이 80n초 이상인 것을 특징으로 한다.
제 2 본 발명의 레이저 어닐링 처리 장치는 상기 제 1 본 발명에 있어서 상기 상승 시간이 30n초 이하, 상기 하강 시간이 85n초 이상인 것을 특징으로 한다.
제 3 본 발명의 레이저 어닐링 처리 장치는 상기 제 1 또는 제 2 본 발명에 있어서 상기 레이저 광원으로부터 출력된 펄스 레이저 광을 상기 상승 시간과 상기 하강 시간을 갖는 펄스 파형으로 정형하는 파형 정형부를 갖는 것을 특징으로 한다.
제 4 본 발명의 레이저 어닐링 처리 장치는 상기 제 3 본 발명에 있어서 상기 파형 정형부는, 상기 레이저 광원으로부터 출력된 펄스 레이저 광을 복수의 빔으로 분할하는 빔 분할 수단과, 분할된 각 빔을 지연시키는 지연 수단과, 분할된 각 빔을 합성하는 빔 합성 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
제 5 본 발명의 레이저 어닐링 처리 장치는 상기 제 1∼제 4 본 발명 중 어느 하나에 있어서 복수의 레이저 광원을 갖고, 각 레이저 광으로부터 출력되는 펄스 레이저 광을 중첩시켜 상기 반도체 막에 조사하는 펄스 레이저 광을 얻는 것을 특징으로 한다.
제 6 본 발명의 레이저 어닐링 처리 장치는 상기 제 1∼제 5 본 발명 중 어느 하나에 있어서 상기 펄스 레이저 광이 조사되는 반도체 막이 비단결정 실리콘인 것을 특징으로 한다.
제 7 본 발명의 레이저 어닐링 처리 장치는 상기 제 1∼제 6 본 발명 중 어느 하나에 있어서 상기 펄스 레이저 광이 엑시머 레이저인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 레이저 어닐링 처리 방법은 펄스 파형에 있어서의 펄스 에너지 밀도에서 최대 높이의 10%로부터 최대 높이에 이르기까지의 상승 시간이 35n초 이하, 상기 최대 높이로부터 최대 높이의 10%에 이르기까지의 하강 시간이 80n초 이상인 펄스 레이저 광을 얻어서 상기 펄스 레이저 광을 반도체 막에 조사하면서 상대적으로 주사하여 상기 반도체 막의 표면처리를 행하는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에 의하면, 상승 시간, 하강 시간을 적절하게 정한 펄스 레이저 광이 반도체 막에 조사됨으로써 마진이 큰 적정한 펄스 에너지 밀도로 양호한 어닐링 처리를 행할 수 있다. 또한, 결정화 등에 적합한 펄스 에너지 밀도도 비교적 작게 억제할 수 있고, 조사 면적을 가능한 한 크게 하여 양호한 수율로 처리를 행하는 것이 가능하다.
또한, 상승 시간이 35n초를 초과하면 결정화 등에 적합한 펄스 에너지 밀도가 커져서 펄스 레이저 광의 조사 면적을 작게 할 필요가 발생한다. 이 때문에, 상승 시간은 35n초 이하로 한다. 같은 이유로 30n초 이하가 바람직하다.
또한, 하강 시간이 80n초 미만이면 결정화 등에 적합한 펄스 에너지 밀도에 있어서의 마진이 작아져 장치 부담이 커지거나 균일한 결정도 얻기 어려워진다. 이 때문에, 하강 시간은 80n초 이상으로 한다. 같은 이유로 하강 시간은 85n초 이상이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상승 시간은 펄스 파형에 있어서의 최대 높이의 10%로부터 최대 높이에 이르기까지의 시간이라고 정의한다. 또한, 본 발명에서 하강 시간은 펄스 파형에 있어서의 최대 높이로부터 최대 높이의 10%에 이르기까지의 시간이라고 정의한다.
상기 상승 시간 및 하강 시간을 갖는 펄스 파형은 레이저 광원으로부터 출력되는 펄스 레이저 광이 갖는 것이어도 좋지만 파형 정형부에 의해 펄스 파형을 정형한 것이어도 좋다. 이것에 의해 특수한 레이저 광원을 이용하지 않고 원하는 펄스 파형이 얻어진다. 파형 정형부로서는 예를 들면 지연 수단을 이용한 것을 들 수 있다. 지연 수단을 이용하는 것에서는 레이저 광원으로부터 출력된 펄스 레이저 광을 복수의 빔으로 분할하는 빔 분할 수단과, 분할된 각 빔을 지연시키는 지연 수단과, 분할된 각 빔을 합성하는 빔 합성 수단을 구비함으로써 파형 정형부를 구성할 수 있다. 지연 수단에 있어서의 지연량의 설정에 의해 펄스 파형을 적절한 형태로 할 수 있다. 지연 수단은 광로 길이의 조정에 의해 지연량을 변경할 수 있다.
예를 들면, 상기 빔 분할 수단에 의해 분할된 레이저를 각각 광로 길이가 다른 광학계로 인도한다. 분할하여 지연시킨 빔을 다시 단일의 광로 상으로 인도함으로써 펄스 시간 폭을 신장시켜 펄스 파형을 조정할 수 있다. 특히 분할시의 강도 비의 조정과 분할 후 각각의 광로 길이의 설정에 의해 펄스 시간 파형을 적절히 변경할 수 있다.
또한, 상기 상승 시간 및 하강 시간을 갖는 펄스 파형은 복수의 레이저 광원으로부터 출력된 펄스 레이저 광을 중첩시킴으로써 얻을 수도 있다. 상기 파형은 미리 복수의 펄스 레이저 광을 합성하여 1개의 펄스 레이저 광으로 해서 반도체 막에 조사하는 것이어도 좋고, 또한, 복수의 펄스 레이저 광을 반도체 막에 조사함으로써 결과적으로 원하는 펄스 파형이 되는 에너지 밀도로 조사되는 것이어도 좋다. 복수의 펄스 레이저 광을 중첩시킬 때에 펄스 출력의 위상을 조정하거나 지연 수단을 개재시킴으로써 원하는 펄스 파형이 얻어지도록 해도 좋다.
본 발명은 비정질의 실리콘 막의 결정화에 적합하게 이용할 수 있지만, 본 발명으로서는 재료의 종별, 목적이 특정한 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 결정질의 반도체 막에 펄스 레이저 광을 조사하여 개질을 행하는 것이어도 좋다. 펄스 레이저 광으로서는 고출력의 엑시머 레이저 광을 적합하게 사용할 수 있지만 본 발명으로서는 이것에 한정되는 것은 아니다.
<발명의 효과>
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 펄스 레이저 광을 출력하는 레이저 광원과, 상기 펄스 레이저 광을 정형하여 처리 대상의 반도체 막으로 인도하는 광학계와, 상기 펄스 레이저 광이 조사되는 상기 반도체 막을 설치하는 스테이지를 갖고, 상기 반도체 막에 조사되는 상기 펄스 레이저 광이 펄스 에너지 밀도에서 최대 높이의 10%로부터 상기 최대 높이에 이르기까지의 상승 시간이 35n초 이하, 상기 최대 높이로부터 상기 최대 높이의 10%에 이르기까지의 하강 시간이 80n초 이상이므로 결정화 등에 적합한 펄스 에너지 밀도를 각별히 크게 하지 않고 결정화 등에 적정한 마진량을 크게 확보할 수 있고, 불균일이 없는 어닐링 처리를 장치 부담을 증대시키지 않고 또한 수율을 저하시키지 않고 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시형태의 레이저 어닐링 처리 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 마찬가지로 파형 정형부를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 이용된 펄스 레이저 광의 각 펄스 파형을 나타내는 도면이다.
도 4는 마찬가지로 펄스 상승 시간과 펄스 에너지 밀도의 마진의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 마찬가지로 실시예에 있어서의 펄스 레이저 광 조사 후의 실리콘 박막의 표면 결정을 나타내는 도면 대용 사진이다.
도 6은 종래의 레이저 어닐링 처리 장치에서 이용되고 있는 펄스 레이저 광의 펄스 파형을 나타내는 도면이다.
이하에 본 발명의 일실시형태를 설명한다.
도 1은 본 발명의 레이저 어닐링 처리 장치(1)의 개략을 나타내는 도면이다.
레이저 어닐링 처리 장치(1)는 처리실(2)을 구비하고 있고, 상기 처리실(2) 내에 X-Y 방향으로 이동 가능한 주사 장치(3)를 구비하고, 그 상부에 기대(4)를 구비하고 있다. 기대(4) 상에는 스테이지로서 기판 배치대(5)가 설치되어 있다. 어닐링 처리시에는 상기 기판 배치대(5) 상에 반도체 막으로서 비정질의 실리콘 막(100) 등이 설치된다. 실리콘 막(100)은 도시되지 않은 기판 상에 50㎚ 두께로 형성되어 있다. 상기 형성은 통상의 방법에 의해 행할 수 있고, 본 발명으로서는 반도체 막의 형성 방법이 특별히 한정되는 것은 아니다.
또한, 주사 장치(3)는 도시되지 않은 모터 등에 의해 구동된다. 또한, 처리실(2)에는 외부로부터 펄스 레이저 광을 도입하는 도입 창(6)이 설치되어 있다.
처리실(2)의 외부에는 펄스 레이저 광원(10)이 설치되어 있다. 상기 펄스 레이저 광원(10)은 엑시머 레이저 발진기로 구성되어 있어, 파장 308㎚, 반복 발진 주파수 300㎐, 펄스 상승 시간 <5n초, 펄스 하강 시간 약 45n초의 펄스 레이저 광을 출력 가능하게 되어 있고, 상기 펄스 레이저 광원(10)에서는 피드백 제어에 의해 펄스 레이저 광의 출력을 소정 범위 내로 유지하도록 제어된다.
상기 펄스 레이저 광원(10)에 있어서 펄스 발진되어 출력되는 펄스 레이저 광(15)은 필요에 따라 감쇠기(11)에 의해 에너지 밀도가 조정되고, 렌즈, 반사 미러, 호모지나이저 등에 의해 구성되는 광학계(12)에서 빔 정형이나 편향이 이루어지고, 처리실(2)에 설치된 도입 창을 통해 처리실(2) 내의 비정질 실리콘 막(100)에 조사된다. 조사 시의 조사면 형상은 특별히 한정되지 않지만 상기 광학계(12)에 의해 예를 들면 스폿형상, 원형상, 각이 진 형상, 장척상 등으로 정형된다.
또한, 광학계(12)에는 파형 정형부(13)가 포함되어 있다. 상기 파형 정형부(13)의 개략을 도 2에 의거하여 설명한다.
파형 정형부(13)에는 광로 상에 하프 미러로 이루어지는 빔 스플리터(130)가 배치되어 있어 일부의 빔(15a)은 90도 반사되고 나머지 빔(15b)은 투과하도록 분할된다. 즉, 빔 스플리터(130)는 본 발명의 빔 분할 수단에 해당된다. 또한, 빔 스플리터(130)의 반사 방향에는 입사각이 45도가 되도록 전반사 미러(131)가 배치되고, 상기 전반사 미러(131)의 반사 방향에 입사각이 45도가 되도록 전반사 미러(132)가 배치되고, 전반사 미러(132)의 반사 방향에 입사각이 45도가 되도록 전반사 미러(133)가 배치되고, 전반사 미러(133)의 반사 방향에 입사각이 45도가 되도록 전반사 미러(134)가 배치되어 있다.
전반사 미러(134)의 반사 방향에는 상기 빔 스플리터(130)의 이면측이 위치하고 있어 입사각 45도로 빔이 조사된다.
빔 스플리터(130)에서 90도 반사된 빔(15a)은 전반사 미러(131, 132, 133, 134)에서 순차 90도씩 반사됨으로써 지연된 빔(15c)이 되어 빔 스플리터(130)의 이면측에 이르고, 일부가 90도 반사되어 빔(15b)에 지연된 형태로 중첩되고, 나머지 빔은 빔 스플리터(130)를 투과하여 상기 전반사, 빔 스플리터(130)에서의 분할이 반복된다. 빔(15b)측에서 중첩된 빔은 지연된 빔이 중첩됨으로써 펄스 파형 정형이 이루어져 상승이 급격하고 하강은 완만한 펄스 파형이 되어 펄스 레이저 광(150)으로서 광로 상을 진행한다. 구체적으로는 펄스 레이저 광(150)은 펄스 에너지 밀도에서 최대 높이의 10%로부터 상기 최대 높이에 이르기까지의 상승 시간이 35n초 이하, 상기 최대 높이로부터 상기 최대 높이의 10%에 이르기까지의 하강 시간이 80n초 이상의 펄스 파형으로 된다. 또한, 각 전반사 미러의 위치를 변경하여 광로 길이를 조정함으로써 빔의 지연량을 변경할 수 있고, 이것에 의해 중첩된 펄스 레이저 광의 펄스 파형을 임의로 변경할 수 있다. 또한, 분할된 펄스 레이저 광의 강도를 개별적으로 조정하도록 해도 좋다.
펄스 레이저 광(150)은 도입 창(6)을 통해 처리실(2) 내로 도입되어 기판 배치대(5) 상의 실리콘 막(100)에 조사된다. 이때 기판 배치대(5)는 주사 장치(3)에 의해 기대(4)와 함께 이동되어 펄스 레이저 광(150)이 실리콘 막(100) 상에서 상대적으로 주사되면서 조사되게 된다.
이 때의 펄스 레이저 광(150)은 결정화에 적합한 에너지 밀도가 얻어지도록 레이저 광원(10)의 출력, 감쇠기(11)의 감쇠율, 펄스 레이저 광의 조사 단면적이 설정되어 있어 비정질의 실리콘 막(100)을 균일하게 결정화한다.
또한, 펄스 레이저 광(150)의 일부를 제거하고, 조사면과 동등하게 되는 위치에서 펄스 에너지 밀도를 측정할 수 있다. 상기 측정 결과에 의거하여 상기 펄스 레이저 광원(10)이나 감쇠기(11)를 조정하여 펄스 레이저 광(150)의 펄스 에너지 밀도를 적정 값으로 조정할 수 있다.
상기 펄스 레이저 광(150)이 조사되어 결정화된 실리콘 막(100)은 결정립이 비교적 크고 결정 입경이 정렬된 결정성이 뛰어난 것이 된다. 또한, 이때에 적정한 펄스 에너지 밀도의 마진은 크고 장치 부담을 경감할 수 있음과 아울러 레이저 출력이 변동했을 때에도 어닐링 처리의 균일성을 확보할 수 있다. 또한, 결정화 등에 적합한 에너지 밀도도 비교적 낮게 설정할 수 있고, 펄스 레이저 광의 조사 단면적을 크게 하여 수율을 높일 수 있다.
실시예 1
이하에 본 발명의 실시예 및 비교예를 설명한다.
도 1, 2에 나타낸 레이저 어닐링 처리 장치(1)를 이용하여 파형 정형부(13)의 지연량을 조정하여 상승, 하강 시간이 다른 펄스 파형을 갖는 펄스 레이저 광을 얻었다. 또한, 이 실시예에서는 펄스 레이저 광의 조사면 형상은 465㎚, 폭 0.4㎜의 라인 빔 형상을 갖는 것으로 하였다.
도 3은 각 펄스 레이저 광에 있어서의 펄스 파형을 나타내는 것이며, 도면 내에는 상승 시간, 하강 시간을 구체적으로 나타내고 있다. 또한, 도면에서는 하강 시간을 펄스 감쇠 시간으로서 표기하고 있다.
상기 펄스 파형을 갖는 펄스 레이저 광에 대해서 펄스 에너지 밀도를 변경하여 비정질의 실리콘 막(100)에 조사하여 결정성의 평가를 행하였다. 또한, 펄스 에너지 밀도의 변경은 주로 감쇠기(11)에 있어서의 감쇠율 조정에 의해 행하였다.
상기 결정성의 평가는 결정화된 실리콘 막의 표면을 전자현미경에 의해 확인하여 큰 결정립으로 형성되고 또한 입경이 정렬된 것을 양질의 것으로 판단했다. 또한, 결정립은 예를 들면 200㎚ 이상을 양호한 것으로 했다.
각 펄스 파형에 대하여 결정립의 크기, 균일성의 점에서 각각 최적인 결정화 펄스 에너지 밀도를 구했다. 또한, 상승 시간 51n초 이외의 펄스 레이저 광에서는 결정화에 적합한 펄스 에너지 밀도의 상하 범위를 구했다.
각 펄스 파형의 펄스 레이저 광을 이용한 조사 결과를 도 4에 나타냈다. 펄스 상승 시간이 짧아짐에 따라 최적화 펄스 에너지 밀도가 점차 감소하고, 35n초 이하에서는 급격하게 최적화 펄스 에너지 밀도가 저하하는 것을 알 수 있다. 따라서, 상승 시간은 35n초 이하로 할 필요가 있다. 또한, 상승 시간은 30n초 이하에서 보다 현저하게 최적화 펄스 에너지 밀도가 저하한다.
도 5는 펄스 상승 시간 22n초, 펄스 하강 시간 87n초의 펄스 파형을 갖는 펄스 레이저 광을 비정질 실리콘 막에 조사하여 결정화한 실리콘 막의 표면을 관찰한 전자현미경사진을 나타내는 것이다. 이 사진으로부터는 결정화에 적합한 펄스 에너지 밀도 범위가 330∼370ｍJ/㎠이며, 최적인 펄스 에너지 밀도가 340ｍJ/㎠인 것을 알 수 있다. 결정화에 적합한 펄스 에너지 밀도보다도 낮은 펄스 에너지 밀도로 펄스 레이저 광을 조사하면 얻어진 결정은 결정 입경이 작아져 있다. 또한, 결정화에 적합한 펄스 에너지 밀도보다도 높은 펄스 에너지 밀도로 펄스 레이저 광을 조사하면 얻어진 결정은 결정 입경의 불균일이 커지고 또한 에너지 밀도의 상승에 따라 결정립이 작아져 있다.
그러나, 상승 시간 7n초의 펄스 레이저 광에서는 결정화에 적합한 펄스 에너지 밀도는 저하하지만 적정한 범위로 되는 마진량이 급격히 작아졌다. 이것은 하강 시간이 78n초로 80n초를 하회하고 있기 때문이다.
따라서, 상승 시간, 하강 시간 모두 본 발명의 조건을 충족시키는 것이 필요하다.
이상, 본 발명에 대하여 상기 실시형태 및 실시예에 근거하여 설명했지만 본 발명은 상기 설명의 내용에 한정되는 것이 아니고, 당연히 본 발명을 일탈하지 않는 한 적절한 변경이 가능하다.
1 : 레이저 어닐링 처리 장치 2 : 처리실
3 : 주사 장치 5 : 기판 배치대
6 : 도입 창 10 : 펄스 레이저 광원
11 : 감쇠기 12 : 광학계
13 : 파형 정형부 15 : 펄스 레이저 광
100 : 실리콘 막 150 : 펄스 레이저 광

Claims (8)

  1. 펄스 레이저 광을 출력하는 레이저 광원과, 상기 펄스 레이저 광을 정형하여 처리 대상의 반도체 막으로 인도하는 광학계와, 상기 펄스 레이저 광이 조사되는 상기 반도체 막을 설치하는 스테이지를 갖고, 상기 반도체 막에 조사되는 상기 펄스 레이저 광이 펄스 에너지 밀도에서 최대 높이의 10%로부터 상기 최대 높이에 이르기까지의 상승 시간이 35n초 이하, 상기 최대 높이로부터 상기 최대 높이의 10%에 이르기까지의 하강 시간이 80n초 이상인 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상승 시간이 30n초 이하, 상기 하강 시간이 85n초 이상인 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 레이저 광원으로부터 출력된 펄스 레이저 광을 상기 상승 시간과 상기 하강 시간을 갖는 펄스 파형으로 정형하는 파형 정형부를 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 파형 정형부는 상기 레이저 광원으로부터 출력된 펄스 레이저 광을 복수의 빔으로 분할하는 빔 분할 수단과, 분할된 각 빔을 지연시키는 지연 수단과, 분할된 각 빔을 합성하는 빔 합성 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링 처리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 레이저 광원을 갖고, 각 레이저 광으로부터 출력되는 펄스 레이저 광을 중첩시켜 상기 반도체 막에 조사하는 펄스 레이저 광을 얻는 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링 처리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펄스 레이저 광이 조사되는 반도체 막이 비단결정 실리콘인 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링 처리 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펄스 레이저 광이 엑시머 레이저인 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링 처리 장치.
  8. 펄스 파형에 있어서 펄스 에너지 밀도에서 최대 높이의 10%로부터 최대 높이에 이르기까지의 상승 시간이 35n초 이하, 상기 최대 높이로부터 최대 높이의 10%에 이르기까지의 하강 시간이 80n초 이상인 펄스 레이저 광을 얻어서 상기 펄스 레이저 광을 반도체 막에 조사하면서 상대적으로 주사하여 상기 반도체 막의 표면처리를 행하는 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링 처리 방법.
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