レーザ光を照射する方法及び装置、並びに非単結晶半導体膜をアニールする方法及び半導体装置を作製する方法
【課題】 レンズアレイを用いて結晶化等を行う際に照射体において反射した戻り光による悪影響を回避した、レーザ発振器の安定性を高く保ち、かつ均一なレーザ処理をすることができるレーザ照射技術、並びにそれを用いる結晶化方法及び半導体装置の作製方法の提供。
【解決手段】 レーザ発振器から射出されたレーザ光をシリンドリカルレンズアレイ等のレンズアレイを通過させて複数に分割し、分割後のレーザ光を焦点を結ぶ位置でスリットの開口を通過させ、その後更に集光レンズを通過させて照射面上に照射する。
このようにして、スリットを用いることにより照射体で反射した戻り光をカットし、レーザの出力又は周波数の変動や、ロッドの破壊を防ぐものであり、その結果レーザ光の出力を安定化させ、これによって、安定して強度分布の均一なレーザ光を照射面において照射することができ、均一なアニールを行う。
【解決手段】 レーザ発振器から射出されたレーザ光をシリンドリカルレンズアレイ等のレンズアレイを通過させて複数に分割し、分割後のレーザ光を焦点を結ぶ位置でスリットの開口を通過させ、その後更に集光レンズを通過させて照射面上に照射する。
このようにして、スリットを用いることにより照射体で反射した戻り光をカットし、レーザの出力又は周波数の変動や、ロッドの破壊を防ぐものであり、その結果レーザ光の出力を安定化させ、これによって、安定して強度分布の均一なレーザ光を照射面において照射することができ、均一なアニールを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非単結晶半導体膜の結晶化等に好適な、レーザ発振器の安定性を高く保ち、かつ均一なレーザ光を照射することができるレーザ光の照射方法及び装置、並びにそのレーザ光の照射を用いた非単結晶半導体膜をアニールする方法及び半導体装置を作製する方法に関する。
より詳しくは、本発明は、シリンドリカルレンズアレイ又はフライアイレンズアレイ等のレンズアレイを用いて非単結晶半導体膜の結晶化等を行う際に、被照射体において反射した戻り光による悪影響を回避してレーザ発振器の安定性を高く保ち、かつ均一なレーザ光を照射することができるレーザ光の照射方法及び装置、並びにそのレーザ光の照射を用いた非単結晶半導体膜をアニールする方法及び半導体装置を作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基板上に薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと記す。）を製造する技術が大幅に進歩し、アクティブマトリクス型表示装置への応用開発が進められている。
特に、多結晶半導体膜を用いたＴＦＴは、従来の非晶質半導体膜を用いたＴＦＴよりも電界効果移動度が高いので、高速動作が可能である。
そのため、外付けのＩＣチップで実装していた画素の駆動用の回路を、画素と同一の基板上にＴＦＴを用いて一体形成することが可能となっている。
【０００３】
そのＴＦＴを作製するために適した多結晶半導体膜は、非晶質半導体膜を結晶化して得られているが、近年この結晶化には通常レーザアニール法が用いられている。
これは、通常の熱アニールでは６００℃以上の高温が必要であるのに対し、廉価なガラス基板は耐熱性に劣り熱変形しやすいためである。
すなわち、レーザアニール法は輻射加熱あるいは伝導加熱を利用するアニール法と比較して処理時間を大幅に短縮できることや、半導体基板又は半導体膜を選択的、局所的に加熱して、基板に殆ど熱的損傷を与えないといった有利な特徴を有しているため、ガラス基板上に形成した非晶質半導体膜の結晶化に広く用いられている。
【０００４】
そして、そのレーザアニール法とは、半導体基板又は半導体膜に形成された損傷層やアモルファス層を再結晶化する技術や、基板上に形成された非晶質半導体膜を結晶化させる技術や多結晶半導体膜のアニール技術を指している。
また、半導体基板又は半導体膜の平坦化や表面改質に適用される技術も含んでいる。
そのレーザアニール法の一例としては、エキシマレーザに代表されるパルス発振のレーザ光を、照射面において、数ｃｍ角の四角いスポットや、長さ１００ｍｍ以上の線状となるように光学系にて成形し、レーザ光の照射位置を被照射体に対し相対的に移動させて、アニールを行う方法がある（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開平０８‐０８８１９６号公報
【０００５】
なお、ここでいう「線状」は、厳密な意味で「線」を意味しているのではなく、アスペクト比の大きい長方形（もしくは長楕円形）を意味する。
例えば、アスペクト比が２以上（好ましくは１０〜１００００）のものを指すが、照射面における形状が矩形状であるレーザ光（以下、矩形状ビームと呼ぶ）も含まれると考えてよい。
また、線状とするのは被照射体に対して十分なアニールを行うためのエネルギー密度を確保するためであり、矩形状や面状であっても被照射体に対して十分なアニールを行えるのであれば構わない。
【０００６】
前記したエキシマレーザの出力は、大きく、かつ半導体膜として珪素膜を用いた場合には、珪素膜によく吸収される波長を持つことから、レーザアニール工程において一般的に使用されているものの、そのレーザ発振器は大出力になるほど安定性を保つことが困難であるという問題がある。
従って、照射面に対して均一なアニールを行うためには、レーザ発振器の安定性を高く保つ必要がある。
【０００７】
そこで、安定性を高く保ちつつ均一なレーザアニールを行う方法に関し、更に言及すると、レーザ発振器から出力されたレーザ光の強度分布を、照射面において均一化する手段として、シリンドリカルレンズアレイに代表されるレンズアレイを用いてレーザ光を分割し、その後、集光レンズを用いて分割されたレーザ光を合成する方法が知られている。
シリンドリカルレンズアレイとは、シリンドリカルレンズを縦又は横に複数配列した光学系である。
レンズアレイの他の例としては、球面レンズを縦及び横に複数配列したフライアイレンズがある。
【０００８】
こういったレンズアレイを用いてレーザ光を分割することで強度分布の強い箇所が分散し、その後に集光レンズで前記分割したレーザ光を合成することで照射面において強度分布を均一にすることができる。
しかし、被照射体が、用いるレーザ光に対する反射率の高いものであれば、被照射体で反射したレーザ光は、いわゆる戻り光となってレーザ発振器に戻ってしまう。
前記戻り光は、レーザ光の出力や周波数の変動、又はロッドの破壊などの悪影響を及ぼし、レーザ光の発振が不安定になるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題に対処すべく鋭意研究開発に努め、その結果戻り光がレーザ発振器に到達しないようする手段を見出し、開発に成功したものである。
したがって、本発明は、基板上に形成した半導体膜などの加工対象物、すなわち被照射体、に対し、レーザ発振器の安定性を高く保ち、かつ均一にアニールなどのレーザ処理を行うことができるレーザ光を照射する方法及び装置、並びに前記レーザ光の照射装置を用いた結晶化方法及び半導体装置の作製方法を提供することを発明の解決すべき課題、すなわち目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記したとおりレーザ光を照射する方法及び装置、並びにそのレーザ光の照射を用いた非単結晶半導体膜をアニールする方法及び半導体装置を作製する方法を提供するものである。そのうちの戻り光を遮断してレーザ光を照射する方法は、レーザ発振器から射出されたレーザ光をレンズアレイを通過させて複数に分割し、分割後のレーザ光を当該レーザ光が焦点を結ぶ位置でスリットの開口を通過させ、その後更に集光レンズを通過させて照射面上に照射することを特徴としている。また戻り光を遮断してレーザ光を照射する装置は、レーザ発振器、レーザ発振器から射出されたレーザ光を通過させて複数に分割するレンズアレイ、分割後のレーザ光を当該レーザ光が焦点を結ぶ位置で開口を通過させるスリット、スリット通過後のレーザ光を重ね合わせる集光レンズ、集光レンズを通過したレーザ光を照射させる照射面を設置するステージを備えたことを特徴としている。
【００１１】
そして、それらレーザ光の照射を利用する技術である、戻り光を遮断してレーザ光を照射して非単結晶半導体膜をアニールする方法は、レーザ発振器から射出されたレーザ光をレンズアレイを通過させて複数に分割し、分割後のレーザ光を焦点を結ぶ位置でスリットの開口を通過させ、その後更に集光レンズを通過させて非単結晶半導体膜に照射することを特徴としている。また、戻り光を遮断してレーザ光を照射する半導体装置を作製する方法は、レーザ発振器から射出されたレーザ光をレンズアレイを通過させて複数に分割し、分割後のレーザ光を焦点を結ぶ位置でスリットの開口を通過させ、その後更に集光レンズを通過させて非単結晶半導体膜に照射してアニールすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、レーザ発振器から出力されたレーザ光を、シリンドリカルレンズアレイに代表されるレンズアレイを用いて分割し、その後集光レンズを用いて分割されたレーザ光を合成することで照射面においてエネルギー強度分布を均一化できるレーザ光を照射する技術を提供するものである。
そのレーザ光を照射する技術においては、被照射体で反射したレーザ光は、いわゆる戻り光となってレーザ発振器に戻り、その戻り光はレーザ光の出力や周波数の変動又はロッドの破壊などの悪影響を及ぼし、レーザ光の発振が不安定になる。
【００１３】
本発明では、レンズアレイを構成するそれぞれのレンズが焦点を結ぶ位置に、スリットの各開口部を合わせるようにスリットを配置し、それにより戻り光をカットし、レーザ光の出力あるいは周波数の変動や、ロッドの破壊を防ぎ、レーザ光の出力を安定させることができ、本発明は優れた効果を発揮するものである。
本発明は、これによって安定して強度分布の均一なレーザ光を照射面に照射することができ、均一なアニールを行うことができる。
【００１４】
さらに言及すれば、被照射体で反射したレーザ光、すなわち戻り光は、通常さまざまな方向に散乱する散乱光となっており、戻り光が、レンズアレイ通過後のレーザ光が結ぶ焦点と同じ位置に焦点を結ぶことは稀である。
したがって、スリットを用いることにより、シリンドリカルレンズアレイが結ぶ焦点のみをスリットの開口部から通過させ、他の部分を遮ることによって、戻り光のほとんどをカットすることができる。
【００１５】
この点に関し加えて言及すると、戻り光を防ぐために、レンズアレイに応じてスリットを最適化し、開口部の幅を極力細くすることで、レンズアレイを通過したレーザ光が結ぶ焦点のみを通過させ、戻り光の大部分をカットすることができる。
戻り光をよりカットすることで、レーザの出力や周波数の変動や、ロッドの破壊を防ぐことができ、レーザ光の出力をより安定化することができる。
これによって、安定して強度分布の均一なレーザ光を照射面において照射することができ、均一なアニールを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下において、本発明について、発明を実施するための最良の形態を含む実施の形態に関し説明するが、本発明は、それによって何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によって特定されるものであることはいうまでもない。
本発明は、前記したとおりレーザ発振器から射出されたレーザ光をレンズアレイを通過させて複数に分割し、分割後のレーザ光を当該レーザ光が焦点を結ぶ位置でスリットの開口を通過させ、その後更に集光レンズを通過させて照射面上に照射するものである。
【００１７】
本発明では、前記したとおりスリットを用いることにより、被照射体で反射した戻り光をカットし、レーザの出力あるいは周波数の変動や、ロッドの破壊を防ぐものであり、その結果レーザ光の出力を安定化させ、これによって、安定して強度分布の均一なレーザ光を照射面において照射することができ、均一なアニールを行うものである。
この点に関し以下において更に詳細に説明する。
レーザ発振器から出力されたレーザ光の強度分布を、照射面において均一化する手段として、シリンドリカルレンズアレイに代表されるレンズアレイを用いてレーザ光を分割し、その後集光レンズを用いて合成する方法があり、本発明もこの範疇に属する技術である。
【００１８】
レンズアレイの代表的なものは前記したとおりシリンドリカルレンズアレイであり、それはシリンドリカルレンズを縦又は横のいずれかに複数配列した光学系、すなわち複数のシリンドリカルレンズを各シリンドリカルレンズの母線が横方向又は縦方向で平行になるように組み合わせたものである。
レンズアレイには、それ以外のものもあり、その例としては、球面レンズを縦及び横に複数配列したフライアイレンズアレイがあり、これも本発明におけるレンズアレイとして用いることができる。
こういったレンズアレイを用いてレーザ光を分割することで強度分布の強い箇所が分散し、その後に集光レンズで前記分割したレーザ光を合成することで照射面において強度分布を均一にすることができる。
【００１９】
しかしながら、被照射体がレーザ光に対する反射率の高いものであれば、被照射体で反射したレーザ光は、いわゆる戻り光となってレーザ発振器に戻ってしまう。
前記戻り光は、レーザ光の出力や周波数の変動、又はロッドの破壊などの悪影響を及ぼし、レーザ光の発振が不安定になるという問題がある。
本発明は、上記問題を解決するために、前記したとおり戻り光がレーザ発振器に到達しないように、レンズアレイに応じた構成のスリットを設けて、レーザ光を照射する方法及び装置、並びにそのレーザ光の照射を用いた非単結晶を結晶化する方法及び半導体装置を作製する方法を提供するものである。
【００２０】
上記のように、レンズアレイとは複数のレンズが配列しているため、レンズアレイを通過したレーザ光が結ぶ焦点は複数存在する。
従って、スリットにも複数の開口部を設け、レンズアレイを構成するそれぞれのレンズが焦点を結ぶ位置に、スリットの各開口部を合わせるようにスリットを配置する。
各光学系に入射するレーザ光は、レンズアレイ通過後に結ぶ焦点と同じ位置に、戻り光が焦点を結ぶことは稀であり、前記戻り光は通常、さまざまな方向に散乱する散乱光となっている。
従って、シリンドリカルレンズアレイが結ぶ焦点のみをスリットの開口部から通過させ、他の部分を遮ることによって、戻り光のほとんどをカットすることができる。
【００２１】
本発明に使用するスリットの一例を図１に示す。
スリット２０１全体のサイズ及び各開口部２０２のサイズ、間隔、配置する方向等は、使用するレンズアレイに応じて適宜最適化すればよい。
図１に示すスリットは、図２に示すシリンドリカルレンズアレイ２０３に応じて最適化したものである。
図２は、７つのシリンドリカルレンズからなるシリンドリカルレンズアレイ２０３に、本発明によるスリット２０１を設けた構成の上面図を示す。
この場合、シリンドリカルレンズが７つ並んでいるため、このシリンドリカルレンズアレイ２０３を通過したレーザ光は７つの焦点を結んでいる。
【００２２】
前記スリット２０１の開口部２０２の間隔及び幅は、シリンドリカルレンズアレイ２０３通過後のレーザ光に関し前記焦点のみを通過させるように調節し、最適化を行う。
図２に示しているスリット２０１は、シリンドリカルレンズアレイ２０３によって７つの焦点ができるため、開口部を７つ有しており、各開口部の幅はレーザ光が通過することのできる細さとし、０．１ｍｍから３ｍｍの幅が好ましい。
このように、通過するレーザ光が結ぶ焦点の大きさの分だけ開口部を設け、残りの部分を遮ることによって、戻り光２０４の大部分を遮ることができる。
こうして、戻り光２０４がレーザ発振器まで戻り、レーザ光の発振が不安定になる等の悪影響を防止することができる。
【００２３】
そして、本発明において用いるスリットは、図１に示したものに限定されない。
すなわち、図２に示したシリンドリカルレンズアレイ２０３が、レーザ光を分割する方向を横方向とすると、縦方向にレーザ光を分割するシリンドリカルレンズアレイにも、最適化したスリットを用いることができる。
例えば、図４（ａ）に示したような、各開口部２０６を縦方向に並べたスリット２０５を用いることができる。
さらに、レンズアレイとして球面レンズが縦横に並んだフライアイレンズの場合には、それに対応させて、図４（ｂ）に示したような正方形状の開口部２０８を縦横に並べたスリット２０７を用いるのがよい。
なお、その開口部２０８の形状は正方形状に限らず、円状、多角形などでもよい。
また、これらのスリットを組み合わせて用いると、より多くの戻り光をカットできるため、より大きな効果を得られるので好ましい。
【００２４】
以下において、更に本発明を実施するための最良の形態である半導体膜のレーザアニールに関し、図３を用いて説明する。
なお、本発明におけるレーザアニールとは、前記した従来技術の場合と同様に半導体基板又は半導体膜に形成された損傷層やアモルファス層を再結晶化する技術や、基板上に形成された非晶質半導体膜を結晶化させる技術や多結晶半導体膜のアニール技術を指している。
その図３は、本発明のレーザ光の照射装置の一例を示している。
レーザ発振器３０１として、パルス発振であるエキシマレーザを用いて、半導体膜を照射面としてレーザ光を照射し、レーザアニールを行う。
この際、図３に示した光学系を用いて、照射面３０７上に長方形状のレーザ光（以下、長方形状ビームと呼ぶ）に整形してレーザアニールを行う。
なお、図３（ａ）において照射面３０７上に形成される長方形状ビームは、紙面に垂直な方向が短辺方向である。
【００２５】
その図３（ａ）に図示するように、レーザ発振器３０１から出力されたレーザ光は、シリンドリカルレンズアレイ３０２によって、照射面３０７上に形成される長方形状ビームの長辺方向に７分割され、シリンドリカルレンズ３０４によって合成される。
このようにレーザ光が分割、合成されることによって長方形状ビームの長辺方向の強度分布が均一化される。
その際シリンドリカルレンズ３０４によって前記長辺方向の長さが決定される。
【００２６】
他方、図３（ｂ）に図示するように、シリンドリカルレンズアレイ３０３によってレーザ光を前記長方形状ビームの短辺方向に４分割した後、シリンドリカルレンズ３０５によって合成し、前記短辺方向の強度分布も均一にする。
この後、シリンドリカルレンズ３０６ａ、３０６ｂからなるダブレットシリンドリカルレンズ３０６によって前記短辺方向の長さを決定し、照射面３０７上に照射する。
こうして、照射面３０７上に強度分布の均一な長方形状ビームが形成される。
【００２７】
その際に、本発明では被照射体である半導体膜上で反射したレーザ光が戻り光となってレーザ発振器まで到達し、レーザ発振に影響を与えることを防ぐために、スリットを採用しており、その点が本発明の特徴点である。
そのスリットは図１に図示する構造を有しており、そのシリンドリカルレンズアレイとの配置関係及び機能は図２に図示される。
そのスリットはシリンドリカルレンズアレイ３０２の焦点位置に設置され、レーザ発振器３０１から射出されたレーザ光は、図２の実線で図示されるようにシリンドリカルレンズアレイ３０２を通過後、その焦点のみをスリットの開口部から通過させ、残りの部分を遮ることで、ほとんどの戻り光を破線で示すようにカットすることができる。
【００２８】
本発明においては、スリットの配置関係等を積極的に工夫することにより、より一層効果的に戻り光を遮断することができるのであり、それに関し以下において詳しく述べる。
図２に図示するように、シリンドリカルレンズアレイ２０３通過後のレーザ光をスリット２０１の開口で焦点のみを通過させ、更に集光レンズを通過させてレーザ光を平行光として照射面上に照射した場合には、被照射体上で反射した戻り光は、集光レンズの軸の対称方向に反射することとなる。
そのため、シリンドリカルレンズアレイの中心軸を集光レンズの中心軸と一致させた場合には、戻り光もスリットの別の開口に焦点を結ぶこととなる。
【００２９】
その結果、このようにした場合には、戻り光のレーザ発振器への逆行を遮断できないことになる。
しかしながら、この点を逆に利用することにより、すなわちシリンドリカルレンズアレイの中心軸と集光レンズの中心軸とが一致しないように両者を配置した場合には、戻り光のレーザ発振器への侵入をほぼ完全に回避することができ、戻り光による弊害を効果的に抑制できることになる。
【００３０】
これに関し、図６を用いて詳しく説明する。
図６において、レーザ発振器６０１から射出したレーザ光は、シリンドリカルレンズアレイ６０２によって複数の光路に分割される。分割された複数のレーザ光は、シリンドリカルレンズアレイ６０２の焦点位置に開口部を持つスリット６０３を通過し、シリンドリカルレンズ６０４に入射する。
複数に分割されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ６０４によって被照射体６０５上の同一領域に重ね合わされることで、レーザ光の強度を均一化することが可能である。
なお、ここでは、シリンドリカルレンズアレイ６０２の中心軸を一点鎖線６０７で示し、シリンドリカルレンズ６０４の中心軸を二点鎖線６０８で示した。
【００３１】
シリンドリカルレンズ６０４を通過したレーザ光が図６において実線で示すように平行光となるとき、図６において点線で示した戻り光は、集光レンズの軸の対称方向に反射する。
その反射したレーザ光は平行なまま再びシリンドリカルレンズ６０４を通過し、スリット６０３上で焦点６０９を結ぶ。
しかし、シリンドリカルレンズアレイ６０２及びシリンドリカルレンズ６０４の中心軸が図６で示すように一致しないようにずらすことで、焦点６０９はスリット６０３上の開口部がないところに形成されるため戻り光を遮蔽することができる。
以上のとおりであるから、本発明では、スリットの構造及び配置関係等を選択することにより、より効果的に戻り光を遮断することができる。
【００３２】
さらに、レンズを選択することにより、戻り光による弊害を効果的に抑制できる別な態様に関し以下において説明する。
この態様においては、図７に図示する軸はずしレンズを使用する。
ここで使用する軸外しシリンドリカルレンズアレイ７００は、曲率中心軸を曲率面の中心位置に持たない複数枚のシリンドリカルレンズからなるものであり、そのレンズアレイを通過することで複数に分割されたレーザ光を照射面上で同一の領域に重ね合さるように設計されたものである。
【００３３】
このレンズアレイでは、複数に分割されたレーザ光が同一領域上に重ね合わさることで、レーザ光の強度を均一化することが可能である。
このような軸外しシリンドリカルレンズアレイ７００を用いた場合、分割された複数のレーザ光は平行光になることがなく拡がり続ける。
そのため、照射面７０２上で反射したレーザ光は、拡がり角を保ったままレーザ発振器側に戻るため、この場合にはスリット７０１を軸外しシリンドリカルレンズアレイ７００の焦点位置のみに開口部を持たせることで大部分の戻り光を効果的に遮蔽することができる。
【００３４】
本発明では、このようにして、レーザ光の出力を安定させることにより、均一なレーザアニールを行うことができ、非単結晶半導体膜を照射面としてレーザアニールを行うことにより、前記半導体膜を結晶化させたり、結晶性を向上させて一様な結晶性を有する結晶性半導体膜を得たり、不純物の活性化を行うことができる。
さらに、前記結晶性半導体膜を利用して、例えばアクティブマトリクス型のディスプレイを作製することができる。
その作製は、実施者が適宜既知の方法に従って行えばよい。
【実施例１】
【００３５】
以下において、本発明のレーザ光を照射する方法及び装置に関し、実施例を挙げて更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例によってなんら限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によって特定されるものであることはいうまでもない。
本実施例１では、実施の形態と同様に図３に示すレーザ光の照射装置を使用する。
本実施例では、シリンドリカルレンズアレイ３０２だけではなく、シリンドリカルレンズアレイ３０３にもスリットを用いる。
【００３６】
このシリンドリカルレンズアレイ３０３は、シリンドリカルレンズを縦に４つ並べたシリンドリカルレンズアレイであり、スリットはこれに合わせて最適化する必要がある。
そのシリンドリカルレンズアレイ３０３に合わせて最適化したスリットを図４（ａ）に示す。
図４（ａ）に示すスリット２０５は縦に開口部２０６が４つ並んだスリットであり、図３中のシリンドリカルレンズアレイ３０３が焦点を結ぶ位置に配置する。
なお、図３にスリットは図示していない。
【００３７】
こうして、縦方向及び横方向にスリットを計２枚設けることによって、より多くの戻り光をカットすることができる。
なぜなら、シリンドリカルレンズアレイ３０３に設けた横方向スリットの開口部から、戻り光が通過してしまった場合でも、シリンドリカルレンズアレイ３０２に設けた縦方向スリットによってカットすることができるからである。
こうして、本発明を適用して戻り光をカットすることによって、レーザ光の出力が安定し、照射面において、安定して強度分布を均一化することができる。
【実施例２】
【００３８】
本実施例２は、レンズアレイにフライアイレンズを採用した例、すなわちフライアイレンズによってレーザ光を分割し、球面レンズで合成することで強度分布の均一化を行うレーザ光の照射装置において、スリットを用いて戻り光を防止するものであり、それに関し図４（ｂ）及び図５を用いて説明する。
その図５の（ａ）及び（ｂ）において、レーザ発振器５０１はエキシマレーザである。
このレーザ発振器５０１から出力されたレーザ光は、フライアイレンズ５０２によって縦及び横に分割される。
そのことは上面図である図５（ａ）及び側面図である図５（ｂ）の両図に図示されている。
【００３９】
それら両図から明らかなように、具体的には、フライアイレンズ５０２は縦に４つ、横に４つの長方形状の球面レンズが配列しているため、焦点が１６に分散され、強度分布の強い箇所が分散する。
スリット５０３を通過後、球面レンズ５０４によって合成され、強度分布が均一化されて照射面５０５に照射される。
そのフライアイレンズ５０２を構成する各球面レンズは長方形状であり、そのため照射面５０５上に形成されるビームスポットは長方形状になる。
長方形状のビームスポット内全域において、半導体膜のアニールに必要なエネルギーを確保するため、大出力であるエキシマレーザ、例えば、ＳＯＰＲＡ社のエキシマレーザを用いることが好ましい。
【００４０】
その際、該エキシマレーザに対する反射率が高い半導体膜を照射面として用いると、半導体膜でレーザ光は反射し、戻り光５０６としてレーザ発振器５０１の方向に戻っていく。
この戻り光５０６の光路を図５では点線で記載した。
その戻り光５０６がレーザ発振器に影響を及ぼすことを防止するために、本発明にではスリットを採用する。
図４（ｂ）に示すスリットはフライアイレンズ５０２に応じて最適化したものである。
このスリットを用いることによってほぼ全ての戻り光をカットし、レーザ光の出力を安定させることができる。
【００４１】
このようにして、例えば、半導体膜を照射面としてレーザアニールを行えば、前記半導体膜を結晶化させたり、結晶性を向上させて一様な結晶性を有する結晶性半導体膜を得たり、不純物の活性化を行うことができる。
さらに、前記結晶性半導体膜を利用して例えば、アクティブマトリクス型のディスプレイを作製することができる。
なお、前記ディスプレイの作製は、実施者が既知の方法にしたがって行えばよい。
【実施例３】
【００４２】
本実施例は、本発明のレーザ光の照射方法及びレーザ光の照射装置を用い、本発明の半導体装置を作製する方法であり、それについて図８及び図９を用いて説明する。
なお、以下の説明においては、本実施例に加え、その製造プロセスにおいて採用し得る他の態様に関しても併記する。
まず、基板１００上に下地絶縁膜１０１ａ、１０１ｂを形成する（図８（ａ））が、その際本実施例においては基板にガラス基板を使用する。
なお、その基板の材料としては、ガラス基板、石英基板、結晶性ガラスなどの絶縁性基板やセラミック基板、ステンレス基板、金属基板（タンタル、タングステン、モリブデン等）、半導体基板、プラスチック基板（ポリイミド、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン等）等を用いることができるが、少なくともプロセス中に発生する熱に耐えうる材料を使用する。
【００４３】
その絶縁膜としては、本実施例では１層目の下地絶縁膜１０１ａとして窒化酸化シリコン膜を５０ｎｍ、２層目の下地絶縁膜１０１ｂとして酸化窒化シリコン膜を１００ｎｍで形成する。
なお、その基板上に形成する下地絶縁膜１０１ａ、１０１ｂとしては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜などが使用でき、これら絶縁膜を単層又は２以上の複数層形成する。
これらはスパッタ法や減圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の公知の方法を用いて形成する。
前記のとおりであり、本実施例の下地絶縁膜は２層の積層構造だが、本発明では下地絶縁膜は勿論単層でも３層以上の複数層でも構わない。
なお、窒化酸化シリコン膜と酸化窒化シリコン膜はその窒素と酸素の割合が異なっていることを意味しており、前者の方がより窒素の含有量が高いことを示している。
【００４４】
次いで、非晶質半導体膜１０２を形成する。
本実施例では、アモルファスシリコンをＣＶＤ法により膜厚６６ｎｍで形成する。
なお、その非晶質半導体膜はシリコン又はシリコンを主成分とする材料（例えばＳｉxＧｅ1-x等）で２５〜８０ｎｍの厚さに形成すればよい。
その作製方法としては、公知の方法、例えばスパッタ法、減圧ＣＶＤ法又はプラズマＣＶＤ法等が使用できる。
その形成後、アモルファスシリコンの結晶化を行う（図８（ｂ））。
【００４５】
本実施例においては、その結晶化は、勿論本発明のレーザ光の照射方法及び装置を用いるレーザアニールにより行う。
そのレーザ発振器として、パルス発振のエキシマレーザを用いる。
ここでは、上記実施の形態又は実施例で示したように、レーザ光を照射した際に半導体膜で反射した光（戻り光）をカットするためのスリットを設けてレーザ光の照射を行うことによって、レーザ光の出力を安定させて強度分布が均一なレーザ光を照射する。
そのアニールによる結晶化後、エッチングにより所望の形状を有する結晶性半導体膜１０２ａ〜１０２ｄとする。
【００４６】
続いて、ゲート絶縁膜１０３を形成する（図８（ｃ））ことになるが、本実施例では酸化シリコン膜を形成する。
その膜厚は１１５ｎｍ程度とし、減圧ＣＶＤ法またはプラズマＣＶＤ法、スパッタ法などでシリコンを含む絶縁膜を形成すればよい。
その後、ゲート絶縁膜上に第１の導電層１０４ａ〜１０４ｄとして膜厚３０ｎｍの窒化タンタル（ＴａＮ）とその上に第２の導電層１０５ａ〜１０５ｄとして膜厚３７０ｎｍのタングステン（Ｗ）を形成する（図８（ｄ））。
【００４７】
ＴａＮ膜、Ｗ膜ともスパッタ法で形成すればよく、ＴａＮ膜はＴａのターゲットを用いて窒素雰囲気中で、Ｗ膜はＷのターゲットを用いて成膜すればよい。
なお、本実施例では、前記したとおり第１の導電層を膜厚３０ｎｍのＴａＮ、第２の導電層を膜厚３７０ｎｍのＷとしたが、これに限定されず、第１の導電層と第２の導電層は、共にＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成してもよい。
【００４８】
また、それら両導電層は、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよいし、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよいし、更にその組み合わせも適宜選択すればよい。
その両導電層の膜厚は、第１の導電層が２０〜１００ｎｍ、第２の導電層が１００〜４００ｎｍの範囲で形成すればよい。
本実施例では、前記したとおり２層の積層構造としたが、１層としてもよいし、もしくは３層以上の積層構造としてもよい。
【００４９】
次に、ゲート電極またはレジストを形成しパターニングしたものをマスクとして用い、結晶性半導体膜１０２ａ〜１０２ｄにｎ型またはｐ型の導電性を付与する不純物を選択的に添加し、ソース領域、ドレイン領域、さらにはＬＤＤ領域等を形成する。
その後、レジストからなるマスクを除去して第１のパッシベーション膜１２０を形成する（図９（ａ））。
本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚１００ｎｍの酸化窒化シリコン膜を形成する。
なお、この第１のパッシベーション膜としてはシリコンを含む絶縁膜を１００〜２００ｎｍの厚さに形成すればよい。
その膜の成膜法としては、プラズマＣＶＤ法や、スパッタ法を用いればよい。
【００５０】
その際には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化シリコン膜、又はＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜を形成すればよい。
この場合の作製条件は、反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（６０ＭＨｚ）電力密度０．１〜１．０Ｗ／ｃｍ2である。
また、第１のパッシベーション膜としてＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を適用してもよい。
勿論、第１のパッシベーション膜１２０は、本実施例のような酸化窒化シリコン膜の単層構造に限定されるものではなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層構造、もしくは積層構造として用いてもよい。
【００５１】
その後、レーザアニール法を行い、半導体膜の結晶性の回復、半導体膜に添加された不純物元素の活性化を行う。
なお、この場合も、結晶化の場合と同様にレーザ光を照射した際に反射した光（戻り光）をカットするためのスリットを設けてレーザ光の照射を行うことによって、強度分布が均一なレーザ光を照射することができ、本実施例ではそれを採用する。
また、第１のパッシベーション膜１２０を形成した後で熱処理を行うことで、活性化処理と同時に半導体膜の水素化も行うことができる。
その水素化は、第１のパッシベーション膜に含まれる水素によって、半導体膜のダングリングボンドを終端するものである。
【００５２】
さらに、第１のパッシベーション膜１２０を形成する前に加熱処理を行ってもよい。
但し、第１の導電層１０４ａ〜１０４ｄ及び第２の導電層１０５ａ〜１０５ｄを構成する材料が熱に弱い場合には、本実施例のように配線などを保護するため、第１のパッシベーション膜１２０を形成した後で熱処理を行うことが望ましい。
また、この場合、第１のパッシベーション膜がないため、当然パッシベーション膜に含まれる水素を利用しての水素化は行うことができない。
この場合には、プラズマにより励起された水素を用いる手段（プラズマ水素化）を用いての水素化や、３〜１００％の水素を含む雰囲気中において、３００〜４５０℃で１〜１２時間の加熱処理による水素化を用いればよい。
【００５３】
次いで、第１のパッシベーション膜１２０上に第１の層間絶縁膜１２１を形成する（図９（ｂ））。
本実施例では、膜厚１．６μｍの非感光性アクリル膜を形成した（図９（ｂ））。
なお、その第１の層間絶縁膜としては無機絶縁膜あるいは有機絶縁膜を用いることができる。
無機絶縁膜としては、ＣＶＤ法により形成された酸化シリコン膜や、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）法により塗布された酸化シリコン膜などを用いることができ、有機絶縁膜としてはポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、アクリル又はポジ型感光性有機樹脂、ネガ型感光性有機樹脂等の膜を用いることができる。
さらに、アクリル膜と酸化窒化シリコン膜の積層構造を用いてもよい。
【００５４】
また、その層間絶縁膜は、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料で形成することができる。
それについては、前記置換基に関しフッ素、アルキル基、又は芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料で形成することができ、これらの材料の代表例としては、シロキサン系ポリマーが挙げられる。
そのシロキサン系ポリマーは、その構造により、例えばシリカガラス、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化シルセスキオキサンポリマー、水素化アルキルシルセスキオキサンポリマーなどに分類することができる。
さらに、Ｓｉ−Ｎ結合を有するポリマー（ポリシラザン）を含む材料で層間絶縁膜を形成してもよい。
【００５５】
上記した材料を用いることで、層間絶縁膜は、膜厚を薄くしても十分な絶縁性及び平坦性を有するものを得ることができる。
そのため、第１の層間絶縁膜によって基板上に形成されたＴＦＴによる凹凸を緩和し、平坦化することができ、特に、層間絶縁膜は平坦化の意味合いが強いので、平坦化されやすい材質の絶縁膜を用いることが好ましい。
また、上記した材料は、耐熱性が高いため、多層配線におけるリフロー処理にも耐えうる層間絶縁膜を得ることができる。
さらに、吸湿性が低いため、脱水量の少ない層間絶縁膜を形成することができる。
【００５６】
その後、層間絶縁膜上に窒化酸化シリコン膜等からなる第２のパッシベーション膜を形成してもよく、本実施例では、ＲＦスパッタ法を用いて、酸化窒化シリコン膜を７０ｎｍの膜厚で形成する。
なお、その膜厚は、１０〜２００ｎｍ程度で形成すればよく、第２のパッシベーション膜によって層間絶縁膜へ水分が出入りすることを抑制することができる。
第２のパッシベーション膜には、他にも窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜やカーボンナイトライド（ＣＮ）膜も同様に使用できる。
【００５７】
その製膜の際には、ＲＦスパッタ法を用いて成膜された膜は緻密性が高く、バリア性に優れている。
そのＲＦスパッタの条件は、例えば酸化窒化珪素膜を成膜する場合、Ｓｉターゲットで、Ｎ2、Ａｒ、Ｎ2Ｏをガスの流量比が３１：５：４となるように流し、圧力０．４Ｐａ、電力３０００Ｗとして成膜する。
また、例えば第２のパッシベーション膜として窒化珪素膜を成膜する場合、Ｓｉターゲットで、チャンバー内のＮ2、Ａｒをガスの流量比が１：１となるように流し、圧力０．８Ｐａ、電力３０００Ｗ、成膜温度を２１５℃として成膜する。
【００５８】
次いで、エッチングにより第２のパッシベーション膜、第１の層間絶縁膜及び第１のパッシベーション膜をエッチングし、ソース及びドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。
その後、各ソース及びドレイン領域とそれぞれ電気的に接続する配線及び電極を形成する。
なお、これらの配線は、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉ）との積層膜をパターニングして形成する。
勿論２層構造に限らず、単層構造でもよいし、３層以上の積層構造にしてもよい。
また、配線材料としては、ＡｌとＴｉに限らない。
例えばＴａＮ膜上にＡｌ膜やＣｕ膜を形成し、更にＴｉ膜を形成した積層膜をパターニングして配線を形成してもよい。
【００５９】
以上の工程により、図９（ｃ）に示すような半導体装置が完成する。
なお、本発明のレーザアニール方法を用いた半導体装置の作製方法は、上述したＴＦＴの作製工程に限定されない。
また、本実施例は上記実施の形態又は実施例と自由に組み合わせて行うことができる。
【実施例４】
【００６０】
本発明のレーザアニール方法を用い、本発明の作製方法により製造した半導体装置を組み入れた電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）あるいは記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｃ））等が挙げられ、それらは記録媒体を再生し、その画像を表示するディスプレイを備えた装置である。
【００６１】
それら電子機器の具体例を図１０に示す。
図１０（Ａ）はテレビ受像機であり、それは筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。
そのテレビ受像機は、本発明のレーザ光の照射方法を用いて作製した半導体装置を表示部２００３に使用することによって作製することができる。
同（Ｂ）はデジタルカメラであり、それは本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５あるいはシャッター２１０６などを含む。
そのデジタルカメラは、本発明のレーザ光の照射方法を用いて作製した半導体装置を表示部２１０２やその他回路などに使用することによって作製することができる。
【００６２】
図１０（Ｃ）はコンピュータであり、それは本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５あるいはポインティングマウス２２０６等を含む。
そのコンピュータは、本発明のレーザ光の照射方法を用いて作製した半導体装置を表示部２２０３やその他回路などに用いることによって作製することができる。
すなわち、本発明のレーザ光の照射方法を表示部２２０３やその他回路などの加工に用いることによってコンピュータを作製することができる。
同（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、それは本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。
本発明のレーザ光の照射方法を表示部２３０２やその他回路などの加工に用いることによって、モバイルコンピュータを作製することができる。
【００６３】
図１０（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（ＤＶＤ再生装置など）であり、それは、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６あるいはスピーカー部２４０７等を含む。
その表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示する。
本発明のレーザ光の照射方法を表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４あるいはその他の回路などの加工に用いることによって、画像再生装置を作製することができる。
なお、記録媒体を備えた画像再生装置にはゲーム機器なども含まれる。
【００６４】
図１０（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、それは、本体２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。
本発明のレーザ光の照射方法を表示部２５０２やその他回路などの加工に用いることによって、ゴーグル型ディスプレイを作製することができる。
同（Ｇ）はビデオカメラであり、それは、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９あるいは接眼部２６１０等を含む。
本発明のレーザ光の照射方法を表示部２６０２やその他回路などの加工に用いることによって、ビデオカメラを作製することができる。
【００６５】
図１０（Ｈ）は携帯電話であり、それは、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７あるいはアンテナ２７０８等を含む。
本発明のレーザ光の照射方法を表示部２７０３やその他回路などの加工に用いることによって、携帯電話を作製することができる。
なお、上述した電子機器の他に、フロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
以上のとおりであり、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明で使用するスリットの一例を図示する。
【図２】本発明におけるシリンドリカルレンズアレイとスリットとの配置関係及びスリットの機能を図示する。
【図３】本発明のレーザ光の照射装置の１例を図示する。
【図４】本発明で使用するスリットの他の例を図示する。
【図５】本発明のレーザ光の照射装置におけるフライアイレンズアレイを用いた例を図示する。
【図６】スリットと集光レンズの配置関係を工夫することにより、戻り光のレーザ発振器への侵入を回避する態様を図示する。
【図７】軸はずしレンズを使用することで、戻り光のレーザ発振器への侵入を回避する別な態様を図示する。
【図８】本発明のレーザ光の照射方法を用いて、本発明の半導体装置を作製する方法を図示する。
【図９】本発明のレーザ光の照射方法を用いて、本発明の半導体装置を作製する方法を図示する。
【図１０】本発明の半導体装置の作製方法により製造した半導体装置を組み込まれた電子機器を図示する。
【符号の説明】
【００６７】
２０１ スリット
２０２ 開口部
２０３ シリンドリカルレンズアレイ
２０５ スリット
２０６ 開口部
２０７ スリット
２０８ 開口部
３０１ レーザ発振器
３０２ シリンドリカルレンズアレイ
３０３ シリンドリカルレンズアレイ
３０４ シリンドリカルレンズ
３０５ シリンドリカルレンズ
３０６ ダブレットシリンドリカルレンズ
３０６ａ シリンドリカルレンズ
３０６ｂ シリンドリカルレンズ
３０７ 照射面
５０１ レーザ発振器
５０２ フライアイレンズ
５０３ スリット
５０４ 球面レンズ
５０５ 照射面
６０１ レーザ発振器
６０２ シリンドリカルレンズアレイ
６０３ スリット
６０４ シリンドリカルレンズ
６０５ 被照射体
６０７ 一点鎖線
６０８ 二点鎖線
６０９ 焦点
７００ シリンドリカルレンズアレイ
７０１ スリット
７０２ 照射面
１００ 基板
１０１ａ 下地絶縁膜
１０１ｂ 下地絶縁膜
１０２ 非晶質半導体膜
１０２ａ 結晶性半導体膜
１０２ｂ 結晶性半導体膜
１０２ｃ 結晶性半導体膜
１０２ｄ 結晶性半導体膜
１０３ ゲート絶縁膜
１０４ａ 第１の導電層
１０４ｂ 第１の導電層
１０４ｃ 第１の導電層
１０４ｄ 第１の導電層
１０５ａ 第２の導電層
１０５ｂ 第２の導電層
１０５ｃ 第２の導電層
１０５ｄ 第２の導電層
１２０ 第１のパッシベーション膜
１２１ 第１の層間絶縁膜
１２２ 配線及び電極
１２３ 配線及び電極
１２４ 配線及び電極
１２５ 配線及び電極
１２６ 配線及び電極
１２７ 配線及び電極
１２８ 配線及び電極
１２９ 配線及び電極
２００１ 筐体
２００２ 支持台
２００３ 表示部
２００４ スピーカー部
２００５ ビデオ入力端子
２１０１ 本体
２１０２ 表示部
２１０３ 受像部
２１０４ 操作キー
２１０５ 外部接続ポート
２１０６ シャッター
２２０１ 本体
２２０２ 筐体
２２０３ 表示部
２２０４ キーボード
２２０５ 外部接続ポート
２２０６ ポインティングマウス
２３０１ 本体
２３０２ 表示部
２３０３ スイッチ
２３０４ 操作キー
２３０５ 赤外線ポート
２４０１ 本体
２４０２ 筐体
２４０３ 表示部
２４０４ 表示部
２４０５ 記録媒体読み込み部
２４０６ 操作キー
２４０７ スピーカー部
２５０１ 本体
２５０２ 表示部
２５０３ アーム部
２６０１ 本体
２６０２ 表示部
２６０３ 筐体
２６０４ 外部接続ポート
２６０５ リモコン受信部
２６０６ 受像部
２６０７ バッテリー
２６０８ 音声入力部
２６０９ 操作キー
２６１０ 接眼部
２７０１ 本体
２７０２ 筐体
２７０３ 表示部
２７０４ 音声入力部
２７０５ 音声出力部
２７０６ 操作キー
２７０７ 外部接続ポート
２７０８ アンテナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非単結晶半導体膜の結晶化等に好適な、レーザ発振器の安定性を高く保ち、かつ均一なレーザ光を照射することができるレーザ光の照射方法及び装置、並びにそのレーザ光の照射を用いた非単結晶半導体膜をアニールする方法及び半導体装置を作製する方法に関する。
より詳しくは、本発明は、シリンドリカルレンズアレイ又はフライアイレンズアレイ等のレンズアレイを用いて非単結晶半導体膜の結晶化等を行う際に、被照射体において反射した戻り光による悪影響を回避してレーザ発振器の安定性を高く保ち、かつ均一なレーザ光を照射することができるレーザ光の照射方法及び装置、並びにそのレーザ光の照射を用いた非単結晶半導体膜をアニールする方法及び半導体装置を作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基板上に薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと記す。）を製造する技術が大幅に進歩し、アクティブマトリクス型表示装置への応用開発が進められている。
特に、多結晶半導体膜を用いたＴＦＴは、従来の非晶質半導体膜を用いたＴＦＴよりも電界効果移動度が高いので、高速動作が可能である。
そのため、外付けのＩＣチップで実装していた画素の駆動用の回路を、画素と同一の基板上にＴＦＴを用いて一体形成することが可能となっている。
【０００３】
そのＴＦＴを作製するために適した多結晶半導体膜は、非晶質半導体膜を結晶化して得られているが、近年この結晶化には通常レーザアニール法が用いられている。
これは、通常の熱アニールでは６００℃以上の高温が必要であるのに対し、廉価なガラス基板は耐熱性に劣り熱変形しやすいためである。
すなわち、レーザアニール法は輻射加熱あるいは伝導加熱を利用するアニール法と比較して処理時間を大幅に短縮できることや、半導体基板又は半導体膜を選択的、局所的に加熱して、基板に殆ど熱的損傷を与えないといった有利な特徴を有しているため、ガラス基板上に形成した非晶質半導体膜の結晶化に広く用いられている。
【０００４】
そして、そのレーザアニール法とは、半導体基板又は半導体膜に形成された損傷層やアモルファス層を再結晶化する技術や、基板上に形成された非晶質半導体膜を結晶化させる技術や多結晶半導体膜のアニール技術を指している。
また、半導体基板又は半導体膜の平坦化や表面改質に適用される技術も含んでいる。
そのレーザアニール法の一例としては、エキシマレーザに代表されるパルス発振のレーザ光を、照射面において、数ｃｍ角の四角いスポットや、長さ１００ｍｍ以上の線状となるように光学系にて成形し、レーザ光の照射位置を被照射体に対し相対的に移動させて、アニールを行う方法がある（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開平０８‐０８８１９６号公報
【０００５】
なお、ここでいう「線状」は、厳密な意味で「線」を意味しているのではなく、アスペクト比の大きい長方形（もしくは長楕円形）を意味する。
例えば、アスペクト比が２以上（好ましくは１０〜１００００）のものを指すが、照射面における形状が矩形状であるレーザ光（以下、矩形状ビームと呼ぶ）も含まれると考えてよい。
また、線状とするのは被照射体に対して十分なアニールを行うためのエネルギー密度を確保するためであり、矩形状や面状であっても被照射体に対して十分なアニールを行えるのであれば構わない。
【０００６】
前記したエキシマレーザの出力は、大きく、かつ半導体膜として珪素膜を用いた場合には、珪素膜によく吸収される波長を持つことから、レーザアニール工程において一般的に使用されているものの、そのレーザ発振器は大出力になるほど安定性を保つことが困難であるという問題がある。
従って、照射面に対して均一なアニールを行うためには、レーザ発振器の安定性を高く保つ必要がある。
【０００７】
そこで、安定性を高く保ちつつ均一なレーザアニールを行う方法に関し、更に言及すると、レーザ発振器から出力されたレーザ光の強度分布を、照射面において均一化する手段として、シリンドリカルレンズアレイに代表されるレンズアレイを用いてレーザ光を分割し、その後、集光レンズを用いて分割されたレーザ光を合成する方法が知られている。
シリンドリカルレンズアレイとは、シリンドリカルレンズを縦又は横に複数配列した光学系である。
レンズアレイの他の例としては、球面レンズを縦及び横に複数配列したフライアイレンズがある。
【０００８】
こういったレンズアレイを用いてレーザ光を分割することで強度分布の強い箇所が分散し、その後に集光レンズで前記分割したレーザ光を合成することで照射面において強度分布を均一にすることができる。
しかし、被照射体が、用いるレーザ光に対する反射率の高いものであれば、被照射体で反射したレーザ光は、いわゆる戻り光となってレーザ発振器に戻ってしまう。
前記戻り光は、レーザ光の出力や周波数の変動、又はロッドの破壊などの悪影響を及ぼし、レーザ光の発振が不安定になるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題に対処すべく鋭意研究開発に努め、その結果戻り光がレーザ発振器に到達しないようする手段を見出し、開発に成功したものである。
したがって、本発明は、基板上に形成した半導体膜などの加工対象物、すなわち被照射体、に対し、レーザ発振器の安定性を高く保ち、かつ均一にアニールなどのレーザ処理を行うことができるレーザ光を照射する方法及び装置、並びに前記レーザ光の照射装置を用いた結晶化方法及び半導体装置の作製方法を提供することを発明の解決すべき課題、すなわち目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記したとおりレーザ光を照射する方法及び装置、並びにそのレーザ光の照射を用いた非単結晶半導体膜をアニールする方法及び半導体装置を作製する方法を提供するものである。そのうちの戻り光を遮断してレーザ光を照射する方法は、レーザ発振器から射出されたレーザ光をレンズアレイを通過させて複数に分割し、分割後のレーザ光を当該レーザ光が焦点を結ぶ位置でスリットの開口を通過させ、その後更に集光レンズを通過させて照射面上に照射することを特徴としている。また戻り光を遮断してレーザ光を照射する装置は、レーザ発振器、レーザ発振器から射出されたレーザ光を通過させて複数に分割するレンズアレイ、分割後のレーザ光を当該レーザ光が焦点を結ぶ位置で開口を通過させるスリット、スリット通過後のレーザ光を重ね合わせる集光レンズ、集光レンズを通過したレーザ光を照射させる照射面を設置するステージを備えたことを特徴としている。
【００１１】
そして、それらレーザ光の照射を利用する技術である、戻り光を遮断してレーザ光を照射して非単結晶半導体膜をアニールする方法は、レーザ発振器から射出されたレーザ光をレンズアレイを通過させて複数に分割し、分割後のレーザ光を焦点を結ぶ位置でスリットの開口を通過させ、その後更に集光レンズを通過させて非単結晶半導体膜に照射することを特徴としている。また、戻り光を遮断してレーザ光を照射する半導体装置を作製する方法は、レーザ発振器から射出されたレーザ光をレンズアレイを通過させて複数に分割し、分割後のレーザ光を焦点を結ぶ位置でスリットの開口を通過させ、その後更に集光レンズを通過させて非単結晶半導体膜に照射してアニールすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、レーザ発振器から出力されたレーザ光を、シリンドリカルレンズアレイに代表されるレンズアレイを用いて分割し、その後集光レンズを用いて分割されたレーザ光を合成することで照射面においてエネルギー強度分布を均一化できるレーザ光を照射する技術を提供するものである。
そのレーザ光を照射する技術においては、被照射体で反射したレーザ光は、いわゆる戻り光となってレーザ発振器に戻り、その戻り光はレーザ光の出力や周波数の変動又はロッドの破壊などの悪影響を及ぼし、レーザ光の発振が不安定になる。
【００１３】
本発明では、レンズアレイを構成するそれぞれのレンズが焦点を結ぶ位置に、スリットの各開口部を合わせるようにスリットを配置し、それにより戻り光をカットし、レーザ光の出力あるいは周波数の変動や、ロッドの破壊を防ぎ、レーザ光の出力を安定させることができ、本発明は優れた効果を発揮するものである。
本発明は、これによって安定して強度分布の均一なレーザ光を照射面に照射することができ、均一なアニールを行うことができる。
【００１４】
さらに言及すれば、被照射体で反射したレーザ光、すなわち戻り光は、通常さまざまな方向に散乱する散乱光となっており、戻り光が、レンズアレイ通過後のレーザ光が結ぶ焦点と同じ位置に焦点を結ぶことは稀である。
したがって、スリットを用いることにより、シリンドリカルレンズアレイが結ぶ焦点のみをスリットの開口部から通過させ、他の部分を遮ることによって、戻り光のほとんどをカットすることができる。
【００１５】
この点に関し加えて言及すると、戻り光を防ぐために、レンズアレイに応じてスリットを最適化し、開口部の幅を極力細くすることで、レンズアレイを通過したレーザ光が結ぶ焦点のみを通過させ、戻り光の大部分をカットすることができる。
戻り光をよりカットすることで、レーザの出力や周波数の変動や、ロッドの破壊を防ぐことができ、レーザ光の出力をより安定化することができる。
これによって、安定して強度分布の均一なレーザ光を照射面において照射することができ、均一なアニールを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下において、本発明について、発明を実施するための最良の形態を含む実施の形態に関し説明するが、本発明は、それによって何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によって特定されるものであることはいうまでもない。
本発明は、前記したとおりレーザ発振器から射出されたレーザ光をレンズアレイを通過させて複数に分割し、分割後のレーザ光を当該レーザ光が焦点を結ぶ位置でスリットの開口を通過させ、その後更に集光レンズを通過させて照射面上に照射するものである。
【００１７】
本発明では、前記したとおりスリットを用いることにより、被照射体で反射した戻り光をカットし、レーザの出力あるいは周波数の変動や、ロッドの破壊を防ぐものであり、その結果レーザ光の出力を安定化させ、これによって、安定して強度分布の均一なレーザ光を照射面において照射することができ、均一なアニールを行うものである。
この点に関し以下において更に詳細に説明する。
レーザ発振器から出力されたレーザ光の強度分布を、照射面において均一化する手段として、シリンドリカルレンズアレイに代表されるレンズアレイを用いてレーザ光を分割し、その後集光レンズを用いて合成する方法があり、本発明もこの範疇に属する技術である。
【００１８】
レンズアレイの代表的なものは前記したとおりシリンドリカルレンズアレイであり、それはシリンドリカルレンズを縦又は横のいずれかに複数配列した光学系、すなわち複数のシリンドリカルレンズを各シリンドリカルレンズの母線が横方向又は縦方向で平行になるように組み合わせたものである。
レンズアレイには、それ以外のものもあり、その例としては、球面レンズを縦及び横に複数配列したフライアイレンズアレイがあり、これも本発明におけるレンズアレイとして用いることができる。
こういったレンズアレイを用いてレーザ光を分割することで強度分布の強い箇所が分散し、その後に集光レンズで前記分割したレーザ光を合成することで照射面において強度分布を均一にすることができる。
【００１９】
しかしながら、被照射体がレーザ光に対する反射率の高いものであれば、被照射体で反射したレーザ光は、いわゆる戻り光となってレーザ発振器に戻ってしまう。
前記戻り光は、レーザ光の出力や周波数の変動、又はロッドの破壊などの悪影響を及ぼし、レーザ光の発振が不安定になるという問題がある。
本発明は、上記問題を解決するために、前記したとおり戻り光がレーザ発振器に到達しないように、レンズアレイに応じた構成のスリットを設けて、レーザ光を照射する方法及び装置、並びにそのレーザ光の照射を用いた非単結晶を結晶化する方法及び半導体装置を作製する方法を提供するものである。
【００２０】
上記のように、レンズアレイとは複数のレンズが配列しているため、レンズアレイを通過したレーザ光が結ぶ焦点は複数存在する。
従って、スリットにも複数の開口部を設け、レンズアレイを構成するそれぞれのレンズが焦点を結ぶ位置に、スリットの各開口部を合わせるようにスリットを配置する。
各光学系に入射するレーザ光は、レンズアレイ通過後に結ぶ焦点と同じ位置に、戻り光が焦点を結ぶことは稀であり、前記戻り光は通常、さまざまな方向に散乱する散乱光となっている。
従って、シリンドリカルレンズアレイが結ぶ焦点のみをスリットの開口部から通過させ、他の部分を遮ることによって、戻り光のほとんどをカットすることができる。
【００２１】
本発明に使用するスリットの一例を図１に示す。
スリット２０１全体のサイズ及び各開口部２０２のサイズ、間隔、配置する方向等は、使用するレンズアレイに応じて適宜最適化すればよい。
図１に示すスリットは、図２に示すシリンドリカルレンズアレイ２０３に応じて最適化したものである。
図２は、７つのシリンドリカルレンズからなるシリンドリカルレンズアレイ２０３に、本発明によるスリット２０１を設けた構成の上面図を示す。
この場合、シリンドリカルレンズが７つ並んでいるため、このシリンドリカルレンズアレイ２０３を通過したレーザ光は７つの焦点を結んでいる。
【００２２】
前記スリット２０１の開口部２０２の間隔及び幅は、シリンドリカルレンズアレイ２０３通過後のレーザ光に関し前記焦点のみを通過させるように調節し、最適化を行う。
図２に示しているスリット２０１は、シリンドリカルレンズアレイ２０３によって７つの焦点ができるため、開口部を７つ有しており、各開口部の幅はレーザ光が通過することのできる細さとし、０．１ｍｍから３ｍｍの幅が好ましい。
このように、通過するレーザ光が結ぶ焦点の大きさの分だけ開口部を設け、残りの部分を遮ることによって、戻り光２０４の大部分を遮ることができる。
こうして、戻り光２０４がレーザ発振器まで戻り、レーザ光の発振が不安定になる等の悪影響を防止することができる。
【００２３】
そして、本発明において用いるスリットは、図１に示したものに限定されない。
すなわち、図２に示したシリンドリカルレンズアレイ２０３が、レーザ光を分割する方向を横方向とすると、縦方向にレーザ光を分割するシリンドリカルレンズアレイにも、最適化したスリットを用いることができる。
例えば、図４（ａ）に示したような、各開口部２０６を縦方向に並べたスリット２０５を用いることができる。
さらに、レンズアレイとして球面レンズが縦横に並んだフライアイレンズの場合には、それに対応させて、図４（ｂ）に示したような正方形状の開口部２０８を縦横に並べたスリット２０７を用いるのがよい。
なお、その開口部２０８の形状は正方形状に限らず、円状、多角形などでもよい。
また、これらのスリットを組み合わせて用いると、より多くの戻り光をカットできるため、より大きな効果を得られるので好ましい。
【００２４】
以下において、更に本発明を実施するための最良の形態である半導体膜のレーザアニールに関し、図３を用いて説明する。
なお、本発明におけるレーザアニールとは、前記した従来技術の場合と同様に半導体基板又は半導体膜に形成された損傷層やアモルファス層を再結晶化する技術や、基板上に形成された非晶質半導体膜を結晶化させる技術や多結晶半導体膜のアニール技術を指している。
その図３は、本発明のレーザ光の照射装置の一例を示している。
レーザ発振器３０１として、パルス発振であるエキシマレーザを用いて、半導体膜を照射面としてレーザ光を照射し、レーザアニールを行う。
この際、図３に示した光学系を用いて、照射面３０７上に長方形状のレーザ光（以下、長方形状ビームと呼ぶ）に整形してレーザアニールを行う。
なお、図３（ａ）において照射面３０７上に形成される長方形状ビームは、紙面に垂直な方向が短辺方向である。
【００２５】
その図３（ａ）に図示するように、レーザ発振器３０１から出力されたレーザ光は、シリンドリカルレンズアレイ３０２によって、照射面３０７上に形成される長方形状ビームの長辺方向に７分割され、シリンドリカルレンズ３０４によって合成される。
このようにレーザ光が分割、合成されることによって長方形状ビームの長辺方向の強度分布が均一化される。
その際シリンドリカルレンズ３０４によって前記長辺方向の長さが決定される。
【００２６】
他方、図３（ｂ）に図示するように、シリンドリカルレンズアレイ３０３によってレーザ光を前記長方形状ビームの短辺方向に４分割した後、シリンドリカルレンズ３０５によって合成し、前記短辺方向の強度分布も均一にする。
この後、シリンドリカルレンズ３０６ａ、３０６ｂからなるダブレットシリンドリカルレンズ３０６によって前記短辺方向の長さを決定し、照射面３０７上に照射する。
こうして、照射面３０７上に強度分布の均一な長方形状ビームが形成される。
【００２７】
その際に、本発明では被照射体である半導体膜上で反射したレーザ光が戻り光となってレーザ発振器まで到達し、レーザ発振に影響を与えることを防ぐために、スリットを採用しており、その点が本発明の特徴点である。
そのスリットは図１に図示する構造を有しており、そのシリンドリカルレンズアレイとの配置関係及び機能は図２に図示される。
そのスリットはシリンドリカルレンズアレイ３０２の焦点位置に設置され、レーザ発振器３０１から射出されたレーザ光は、図２の実線で図示されるようにシリンドリカルレンズアレイ３０２を通過後、その焦点のみをスリットの開口部から通過させ、残りの部分を遮ることで、ほとんどの戻り光を破線で示すようにカットすることができる。
【００２８】
本発明においては、スリットの配置関係等を積極的に工夫することにより、より一層効果的に戻り光を遮断することができるのであり、それに関し以下において詳しく述べる。
図２に図示するように、シリンドリカルレンズアレイ２０３通過後のレーザ光をスリット２０１の開口で焦点のみを通過させ、更に集光レンズを通過させてレーザ光を平行光として照射面上に照射した場合には、被照射体上で反射した戻り光は、集光レンズの軸の対称方向に反射することとなる。
そのため、シリンドリカルレンズアレイの中心軸を集光レンズの中心軸と一致させた場合には、戻り光もスリットの別の開口に焦点を結ぶこととなる。
【００２９】
その結果、このようにした場合には、戻り光のレーザ発振器への逆行を遮断できないことになる。
しかしながら、この点を逆に利用することにより、すなわちシリンドリカルレンズアレイの中心軸と集光レンズの中心軸とが一致しないように両者を配置した場合には、戻り光のレーザ発振器への侵入をほぼ完全に回避することができ、戻り光による弊害を効果的に抑制できることになる。
【００３０】
これに関し、図６を用いて詳しく説明する。
図６において、レーザ発振器６０１から射出したレーザ光は、シリンドリカルレンズアレイ６０２によって複数の光路に分割される。分割された複数のレーザ光は、シリンドリカルレンズアレイ６０２の焦点位置に開口部を持つスリット６０３を通過し、シリンドリカルレンズ６０４に入射する。
複数に分割されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ６０４によって被照射体６０５上の同一領域に重ね合わされることで、レーザ光の強度を均一化することが可能である。
なお、ここでは、シリンドリカルレンズアレイ６０２の中心軸を一点鎖線６０７で示し、シリンドリカルレンズ６０４の中心軸を二点鎖線６０８で示した。
【００３１】
シリンドリカルレンズ６０４を通過したレーザ光が図６において実線で示すように平行光となるとき、図６において点線で示した戻り光は、集光レンズの軸の対称方向に反射する。
その反射したレーザ光は平行なまま再びシリンドリカルレンズ６０４を通過し、スリット６０３上で焦点６０９を結ぶ。
しかし、シリンドリカルレンズアレイ６０２及びシリンドリカルレンズ６０４の中心軸が図６で示すように一致しないようにずらすことで、焦点６０９はスリット６０３上の開口部がないところに形成されるため戻り光を遮蔽することができる。
以上のとおりであるから、本発明では、スリットの構造及び配置関係等を選択することにより、より効果的に戻り光を遮断することができる。
【００３２】
さらに、レンズを選択することにより、戻り光による弊害を効果的に抑制できる別な態様に関し以下において説明する。
この態様においては、図７に図示する軸はずしレンズを使用する。
ここで使用する軸外しシリンドリカルレンズアレイ７００は、曲率中心軸を曲率面の中心位置に持たない複数枚のシリンドリカルレンズからなるものであり、そのレンズアレイを通過することで複数に分割されたレーザ光を照射面上で同一の領域に重ね合さるように設計されたものである。
【００３３】
このレンズアレイでは、複数に分割されたレーザ光が同一領域上に重ね合わさることで、レーザ光の強度を均一化することが可能である。
このような軸外しシリンドリカルレンズアレイ７００を用いた場合、分割された複数のレーザ光は平行光になることがなく拡がり続ける。
そのため、照射面７０２上で反射したレーザ光は、拡がり角を保ったままレーザ発振器側に戻るため、この場合にはスリット７０１を軸外しシリンドリカルレンズアレイ７００の焦点位置のみに開口部を持たせることで大部分の戻り光を効果的に遮蔽することができる。
【００３４】
本発明では、このようにして、レーザ光の出力を安定させることにより、均一なレーザアニールを行うことができ、非単結晶半導体膜を照射面としてレーザアニールを行うことにより、前記半導体膜を結晶化させたり、結晶性を向上させて一様な結晶性を有する結晶性半導体膜を得たり、不純物の活性化を行うことができる。
さらに、前記結晶性半導体膜を利用して、例えばアクティブマトリクス型のディスプレイを作製することができる。
その作製は、実施者が適宜既知の方法に従って行えばよい。
【実施例１】
【００３５】
以下において、本発明のレーザ光を照射する方法及び装置に関し、実施例を挙げて更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例によってなんら限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によって特定されるものであることはいうまでもない。
本実施例１では、実施の形態と同様に図３に示すレーザ光の照射装置を使用する。
本実施例では、シリンドリカルレンズアレイ３０２だけではなく、シリンドリカルレンズアレイ３０３にもスリットを用いる。
【００３６】
このシリンドリカルレンズアレイ３０３は、シリンドリカルレンズを縦に４つ並べたシリンドリカルレンズアレイであり、スリットはこれに合わせて最適化する必要がある。
そのシリンドリカルレンズアレイ３０３に合わせて最適化したスリットを図４（ａ）に示す。
図４（ａ）に示すスリット２０５は縦に開口部２０６が４つ並んだスリットであり、図３中のシリンドリカルレンズアレイ３０３が焦点を結ぶ位置に配置する。
なお、図３にスリットは図示していない。
【００３７】
こうして、縦方向及び横方向にスリットを計２枚設けることによって、より多くの戻り光をカットすることができる。
なぜなら、シリンドリカルレンズアレイ３０３に設けた横方向スリットの開口部から、戻り光が通過してしまった場合でも、シリンドリカルレンズアレイ３０２に設けた縦方向スリットによってカットすることができるからである。
こうして、本発明を適用して戻り光をカットすることによって、レーザ光の出力が安定し、照射面において、安定して強度分布を均一化することができる。
【実施例２】
【００３８】
本実施例２は、レンズアレイにフライアイレンズを採用した例、すなわちフライアイレンズによってレーザ光を分割し、球面レンズで合成することで強度分布の均一化を行うレーザ光の照射装置において、スリットを用いて戻り光を防止するものであり、それに関し図４（ｂ）及び図５を用いて説明する。
その図５の（ａ）及び（ｂ）において、レーザ発振器５０１はエキシマレーザである。
このレーザ発振器５０１から出力されたレーザ光は、フライアイレンズ５０２によって縦及び横に分割される。
そのことは上面図である図５（ａ）及び側面図である図５（ｂ）の両図に図示されている。
【００３９】
それら両図から明らかなように、具体的には、フライアイレンズ５０２は縦に４つ、横に４つの長方形状の球面レンズが配列しているため、焦点が１６に分散され、強度分布の強い箇所が分散する。
スリット５０３を通過後、球面レンズ５０４によって合成され、強度分布が均一化されて照射面５０５に照射される。
そのフライアイレンズ５０２を構成する各球面レンズは長方形状であり、そのため照射面５０５上に形成されるビームスポットは長方形状になる。
長方形状のビームスポット内全域において、半導体膜のアニールに必要なエネルギーを確保するため、大出力であるエキシマレーザ、例えば、ＳＯＰＲＡ社のエキシマレーザを用いることが好ましい。
【００４０】
その際、該エキシマレーザに対する反射率が高い半導体膜を照射面として用いると、半導体膜でレーザ光は反射し、戻り光５０６としてレーザ発振器５０１の方向に戻っていく。
この戻り光５０６の光路を図５では点線で記載した。
その戻り光５０６がレーザ発振器に影響を及ぼすことを防止するために、本発明にではスリットを採用する。
図４（ｂ）に示すスリットはフライアイレンズ５０２に応じて最適化したものである。
このスリットを用いることによってほぼ全ての戻り光をカットし、レーザ光の出力を安定させることができる。
【００４１】
このようにして、例えば、半導体膜を照射面としてレーザアニールを行えば、前記半導体膜を結晶化させたり、結晶性を向上させて一様な結晶性を有する結晶性半導体膜を得たり、不純物の活性化を行うことができる。
さらに、前記結晶性半導体膜を利用して例えば、アクティブマトリクス型のディスプレイを作製することができる。
なお、前記ディスプレイの作製は、実施者が既知の方法にしたがって行えばよい。
【実施例３】
【００４２】
本実施例は、本発明のレーザ光の照射方法及びレーザ光の照射装置を用い、本発明の半導体装置を作製する方法であり、それについて図８及び図９を用いて説明する。
なお、以下の説明においては、本実施例に加え、その製造プロセスにおいて採用し得る他の態様に関しても併記する。
まず、基板１００上に下地絶縁膜１０１ａ、１０１ｂを形成する（図８（ａ））が、その際本実施例においては基板にガラス基板を使用する。
なお、その基板の材料としては、ガラス基板、石英基板、結晶性ガラスなどの絶縁性基板やセラミック基板、ステンレス基板、金属基板（タンタル、タングステン、モリブデン等）、半導体基板、プラスチック基板（ポリイミド、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン等）等を用いることができるが、少なくともプロセス中に発生する熱に耐えうる材料を使用する。
【００４３】
その絶縁膜としては、本実施例では１層目の下地絶縁膜１０１ａとして窒化酸化シリコン膜を５０ｎｍ、２層目の下地絶縁膜１０１ｂとして酸化窒化シリコン膜を１００ｎｍで形成する。
なお、その基板上に形成する下地絶縁膜１０１ａ、１０１ｂとしては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜などが使用でき、これら絶縁膜を単層又は２以上の複数層形成する。
これらはスパッタ法や減圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の公知の方法を用いて形成する。
前記のとおりであり、本実施例の下地絶縁膜は２層の積層構造だが、本発明では下地絶縁膜は勿論単層でも３層以上の複数層でも構わない。
なお、窒化酸化シリコン膜と酸化窒化シリコン膜はその窒素と酸素の割合が異なっていることを意味しており、前者の方がより窒素の含有量が高いことを示している。
【００４４】
次いで、非晶質半導体膜１０２を形成する。
本実施例では、アモルファスシリコンをＣＶＤ法により膜厚６６ｎｍで形成する。
なお、その非晶質半導体膜はシリコン又はシリコンを主成分とする材料（例えばＳｉxＧｅ1-x等）で２５〜８０ｎｍの厚さに形成すればよい。
その作製方法としては、公知の方法、例えばスパッタ法、減圧ＣＶＤ法又はプラズマＣＶＤ法等が使用できる。
その形成後、アモルファスシリコンの結晶化を行う（図８（ｂ））。
【００４５】
本実施例においては、その結晶化は、勿論本発明のレーザ光の照射方法及び装置を用いるレーザアニールにより行う。
そのレーザ発振器として、パルス発振のエキシマレーザを用いる。
ここでは、上記実施の形態又は実施例で示したように、レーザ光を照射した際に半導体膜で反射した光（戻り光）をカットするためのスリットを設けてレーザ光の照射を行うことによって、レーザ光の出力を安定させて強度分布が均一なレーザ光を照射する。
そのアニールによる結晶化後、エッチングにより所望の形状を有する結晶性半導体膜１０２ａ〜１０２ｄとする。
【００４６】
続いて、ゲート絶縁膜１０３を形成する（図８（ｃ））ことになるが、本実施例では酸化シリコン膜を形成する。
その膜厚は１１５ｎｍ程度とし、減圧ＣＶＤ法またはプラズマＣＶＤ法、スパッタ法などでシリコンを含む絶縁膜を形成すればよい。
その後、ゲート絶縁膜上に第１の導電層１０４ａ〜１０４ｄとして膜厚３０ｎｍの窒化タンタル（ＴａＮ）とその上に第２の導電層１０５ａ〜１０５ｄとして膜厚３７０ｎｍのタングステン（Ｗ）を形成する（図８（ｄ））。
【００４７】
ＴａＮ膜、Ｗ膜ともスパッタ法で形成すればよく、ＴａＮ膜はＴａのターゲットを用いて窒素雰囲気中で、Ｗ膜はＷのターゲットを用いて成膜すればよい。
なお、本実施例では、前記したとおり第１の導電層を膜厚３０ｎｍのＴａＮ、第２の導電層を膜厚３７０ｎｍのＷとしたが、これに限定されず、第１の導電層と第２の導電層は、共にＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成してもよい。
【００４８】
また、それら両導電層は、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよいし、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよいし、更にその組み合わせも適宜選択すればよい。
その両導電層の膜厚は、第１の導電層が２０〜１００ｎｍ、第２の導電層が１００〜４００ｎｍの範囲で形成すればよい。
本実施例では、前記したとおり２層の積層構造としたが、１層としてもよいし、もしくは３層以上の積層構造としてもよい。
【００４９】
次に、ゲート電極またはレジストを形成しパターニングしたものをマスクとして用い、結晶性半導体膜１０２ａ〜１０２ｄにｎ型またはｐ型の導電性を付与する不純物を選択的に添加し、ソース領域、ドレイン領域、さらにはＬＤＤ領域等を形成する。
その後、レジストからなるマスクを除去して第１のパッシベーション膜１２０を形成する（図９（ａ））。
本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚１００ｎｍの酸化窒化シリコン膜を形成する。
なお、この第１のパッシベーション膜としてはシリコンを含む絶縁膜を１００〜２００ｎｍの厚さに形成すればよい。
その膜の成膜法としては、プラズマＣＶＤ法や、スパッタ法を用いればよい。
【００５０】
その際には、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3から作製される酸化窒化シリコン膜、又はＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜を形成すればよい。
この場合の作製条件は、反応圧力２０〜２００Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（６０ＭＨｚ）電力密度０．１〜１．０Ｗ／ｃｍ2である。
また、第１のパッシベーション膜としてＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、Ｈ2から作製される酸化窒化水素化シリコン膜を適用してもよい。
勿論、第１のパッシベーション膜１２０は、本実施例のような酸化窒化シリコン膜の単層構造に限定されるものではなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層構造、もしくは積層構造として用いてもよい。
【００５１】
その後、レーザアニール法を行い、半導体膜の結晶性の回復、半導体膜に添加された不純物元素の活性化を行う。
なお、この場合も、結晶化の場合と同様にレーザ光を照射した際に反射した光（戻り光）をカットするためのスリットを設けてレーザ光の照射を行うことによって、強度分布が均一なレーザ光を照射することができ、本実施例ではそれを採用する。
また、第１のパッシベーション膜１２０を形成した後で熱処理を行うことで、活性化処理と同時に半導体膜の水素化も行うことができる。
その水素化は、第１のパッシベーション膜に含まれる水素によって、半導体膜のダングリングボンドを終端するものである。
【００５２】
さらに、第１のパッシベーション膜１２０を形成する前に加熱処理を行ってもよい。
但し、第１の導電層１０４ａ〜１０４ｄ及び第２の導電層１０５ａ〜１０５ｄを構成する材料が熱に弱い場合には、本実施例のように配線などを保護するため、第１のパッシベーション膜１２０を形成した後で熱処理を行うことが望ましい。
また、この場合、第１のパッシベーション膜がないため、当然パッシベーション膜に含まれる水素を利用しての水素化は行うことができない。
この場合には、プラズマにより励起された水素を用いる手段（プラズマ水素化）を用いての水素化や、３〜１００％の水素を含む雰囲気中において、３００〜４５０℃で１〜１２時間の加熱処理による水素化を用いればよい。
【００５３】
次いで、第１のパッシベーション膜１２０上に第１の層間絶縁膜１２１を形成する（図９（ｂ））。
本実施例では、膜厚１．６μｍの非感光性アクリル膜を形成した（図９（ｂ））。
なお、その第１の層間絶縁膜としては無機絶縁膜あるいは有機絶縁膜を用いることができる。
無機絶縁膜としては、ＣＶＤ法により形成された酸化シリコン膜や、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）法により塗布された酸化シリコン膜などを用いることができ、有機絶縁膜としてはポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、アクリル又はポジ型感光性有機樹脂、ネガ型感光性有機樹脂等の膜を用いることができる。
さらに、アクリル膜と酸化窒化シリコン膜の積層構造を用いてもよい。
【００５４】
また、その層間絶縁膜は、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料で形成することができる。
それについては、前記置換基に関しフッ素、アルキル基、又は芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有する材料で形成することができ、これらの材料の代表例としては、シロキサン系ポリマーが挙げられる。
そのシロキサン系ポリマーは、その構造により、例えばシリカガラス、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化シルセスキオキサンポリマー、水素化アルキルシルセスキオキサンポリマーなどに分類することができる。
さらに、Ｓｉ−Ｎ結合を有するポリマー（ポリシラザン）を含む材料で層間絶縁膜を形成してもよい。
【００５５】
上記した材料を用いることで、層間絶縁膜は、膜厚を薄くしても十分な絶縁性及び平坦性を有するものを得ることができる。
そのため、第１の層間絶縁膜によって基板上に形成されたＴＦＴによる凹凸を緩和し、平坦化することができ、特に、層間絶縁膜は平坦化の意味合いが強いので、平坦化されやすい材質の絶縁膜を用いることが好ましい。
また、上記した材料は、耐熱性が高いため、多層配線におけるリフロー処理にも耐えうる層間絶縁膜を得ることができる。
さらに、吸湿性が低いため、脱水量の少ない層間絶縁膜を形成することができる。
【００５６】
その後、層間絶縁膜上に窒化酸化シリコン膜等からなる第２のパッシベーション膜を形成してもよく、本実施例では、ＲＦスパッタ法を用いて、酸化窒化シリコン膜を７０ｎｍの膜厚で形成する。
なお、その膜厚は、１０〜２００ｎｍ程度で形成すればよく、第２のパッシベーション膜によって層間絶縁膜へ水分が出入りすることを抑制することができる。
第２のパッシベーション膜には、他にも窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜やカーボンナイトライド（ＣＮ）膜も同様に使用できる。
【００５７】
その製膜の際には、ＲＦスパッタ法を用いて成膜された膜は緻密性が高く、バリア性に優れている。
そのＲＦスパッタの条件は、例えば酸化窒化珪素膜を成膜する場合、Ｓｉターゲットで、Ｎ2、Ａｒ、Ｎ2Ｏをガスの流量比が３１：５：４となるように流し、圧力０．４Ｐａ、電力３０００Ｗとして成膜する。
また、例えば第２のパッシベーション膜として窒化珪素膜を成膜する場合、Ｓｉターゲットで、チャンバー内のＮ2、Ａｒをガスの流量比が１：１となるように流し、圧力０．８Ｐａ、電力３０００Ｗ、成膜温度を２１５℃として成膜する。
【００５８】
次いで、エッチングにより第２のパッシベーション膜、第１の層間絶縁膜及び第１のパッシベーション膜をエッチングし、ソース及びドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。
その後、各ソース及びドレイン領域とそれぞれ電気的に接続する配線及び電極を形成する。
なお、これらの配線は、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉ）との積層膜をパターニングして形成する。
勿論２層構造に限らず、単層構造でもよいし、３層以上の積層構造にしてもよい。
また、配線材料としては、ＡｌとＴｉに限らない。
例えばＴａＮ膜上にＡｌ膜やＣｕ膜を形成し、更にＴｉ膜を形成した積層膜をパターニングして配線を形成してもよい。
【００５９】
以上の工程により、図９（ｃ）に示すような半導体装置が完成する。
なお、本発明のレーザアニール方法を用いた半導体装置の作製方法は、上述したＴＦＴの作製工程に限定されない。
また、本実施例は上記実施の形態又は実施例と自由に組み合わせて行うことができる。
【実施例４】
【００６０】
本発明のレーザアニール方法を用い、本発明の作製方法により製造した半導体装置を組み入れた電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）あるいは記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｃ））等が挙げられ、それらは記録媒体を再生し、その画像を表示するディスプレイを備えた装置である。
【００６１】
それら電子機器の具体例を図１０に示す。
図１０（Ａ）はテレビ受像機であり、それは筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。
そのテレビ受像機は、本発明のレーザ光の照射方法を用いて作製した半導体装置を表示部２００３に使用することによって作製することができる。
同（Ｂ）はデジタルカメラであり、それは本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５あるいはシャッター２１０６などを含む。
そのデジタルカメラは、本発明のレーザ光の照射方法を用いて作製した半導体装置を表示部２１０２やその他回路などに使用することによって作製することができる。
【００６２】
図１０（Ｃ）はコンピュータであり、それは本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５あるいはポインティングマウス２２０６等を含む。
そのコンピュータは、本発明のレーザ光の照射方法を用いて作製した半導体装置を表示部２２０３やその他回路などに用いることによって作製することができる。
すなわち、本発明のレーザ光の照射方法を表示部２２０３やその他回路などの加工に用いることによってコンピュータを作製することができる。
同（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、それは本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。
本発明のレーザ光の照射方法を表示部２３０２やその他回路などの加工に用いることによって、モバイルコンピュータを作製することができる。
【００６３】
図１０（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（ＤＶＤ再生装置など）であり、それは、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６あるいはスピーカー部２４０７等を含む。
その表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示する。
本発明のレーザ光の照射方法を表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４あるいはその他の回路などの加工に用いることによって、画像再生装置を作製することができる。
なお、記録媒体を備えた画像再生装置にはゲーム機器なども含まれる。
【００６４】
図１０（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、それは、本体２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。
本発明のレーザ光の照射方法を表示部２５０２やその他回路などの加工に用いることによって、ゴーグル型ディスプレイを作製することができる。
同（Ｇ）はビデオカメラであり、それは、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９あるいは接眼部２６１０等を含む。
本発明のレーザ光の照射方法を表示部２６０２やその他回路などの加工に用いることによって、ビデオカメラを作製することができる。
【００６５】
図１０（Ｈ）は携帯電話であり、それは、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７あるいはアンテナ２７０８等を含む。
本発明のレーザ光の照射方法を表示部２７０３やその他回路などの加工に用いることによって、携帯電話を作製することができる。
なお、上述した電子機器の他に、フロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
以上のとおりであり、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明で使用するスリットの一例を図示する。
【図２】本発明におけるシリンドリカルレンズアレイとスリットとの配置関係及びスリットの機能を図示する。
【図３】本発明のレーザ光の照射装置の１例を図示する。
【図４】本発明で使用するスリットの他の例を図示する。
【図５】本発明のレーザ光の照射装置におけるフライアイレンズアレイを用いた例を図示する。
【図６】スリットと集光レンズの配置関係を工夫することにより、戻り光のレーザ発振器への侵入を回避する態様を図示する。
【図７】軸はずしレンズを使用することで、戻り光のレーザ発振器への侵入を回避する別な態様を図示する。
【図８】本発明のレーザ光の照射方法を用いて、本発明の半導体装置を作製する方法を図示する。
【図９】本発明のレーザ光の照射方法を用いて、本発明の半導体装置を作製する方法を図示する。
【図１０】本発明の半導体装置の作製方法により製造した半導体装置を組み込まれた電子機器を図示する。
【符号の説明】
【００６７】
２０１ スリット
２０２ 開口部
２０３ シリンドリカルレンズアレイ
２０５ スリット
２０６ 開口部
２０７ スリット
２０８ 開口部
３０１ レーザ発振器
３０２ シリンドリカルレンズアレイ
３０３ シリンドリカルレンズアレイ
３０４ シリンドリカルレンズ
３０５ シリンドリカルレンズ
３０６ ダブレットシリンドリカルレンズ
３０６ａ シリンドリカルレンズ
３０６ｂ シリンドリカルレンズ
３０７ 照射面
５０１ レーザ発振器
５０２ フライアイレンズ
５０３ スリット
５０４ 球面レンズ
５０５ 照射面
６０１ レーザ発振器
６０２ シリンドリカルレンズアレイ
６０３ スリット
６０４ シリンドリカルレンズ
６０５ 被照射体
６０７ 一点鎖線
６０８ 二点鎖線
６０９ 焦点
７００ シリンドリカルレンズアレイ
７０１ スリット
７０２ 照射面
１００ 基板
１０１ａ 下地絶縁膜
１０１ｂ 下地絶縁膜
１０２ 非晶質半導体膜
１０２ａ 結晶性半導体膜
１０２ｂ 結晶性半導体膜
１０２ｃ 結晶性半導体膜
１０２ｄ 結晶性半導体膜
１０３ ゲート絶縁膜
１０４ａ 第１の導電層
１０４ｂ 第１の導電層
１０４ｃ 第１の導電層
１０４ｄ 第１の導電層
１０５ａ 第２の導電層
１０５ｂ 第２の導電層
１０５ｃ 第２の導電層
１０５ｄ 第２の導電層
１２０ 第１のパッシベーション膜
１２１ 第１の層間絶縁膜
１２２ 配線及び電極
１２３ 配線及び電極
１２４ 配線及び電極
１２５ 配線及び電極
１２６ 配線及び電極
１２７ 配線及び電極
１２８ 配線及び電極
１２９ 配線及び電極
２００１ 筐体
２００２ 支持台
２００３ 表示部
２００４ スピーカー部
２００５ ビデオ入力端子
２１０１ 本体
２１０２ 表示部
２１０３ 受像部
２１０４ 操作キー
２１０５ 外部接続ポート
２１０６ シャッター
２２０１ 本体
２２０２ 筐体
２２０３ 表示部
２２０４ キーボード
２２０５ 外部接続ポート
２２０６ ポインティングマウス
２３０１ 本体
２３０２ 表示部
２３０３ スイッチ
２３０４ 操作キー
２３０５ 赤外線ポート
２４０１ 本体
２４０２ 筐体
２４０３ 表示部
２４０４ 表示部
２４０５ 記録媒体読み込み部
２４０６ 操作キー
２４０７ スピーカー部
２５０１ 本体
２５０２ 表示部
２５０３ アーム部
２６０１ 本体
２６０２ 表示部
２６０３ 筐体
２６０４ 外部接続ポート
２６０５ リモコン受信部
２６０６ 受像部
２６０７ バッテリー
２６０８ 音声入力部
２６０９ 操作キー
２６１０ 接眼部
２７０１ 本体
２７０２ 筐体
２７０３ 表示部
２７０４ 音声入力部
２７０５ 音声出力部
２７０６ 操作キー
２７０７ 外部接続ポート
２７０８ アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発振器から射出されたレーザ光をレンズアレイを通過させて複数に分割し、分割後のレーザ光を焦点を結ぶ位置でスリットの開口を通過させ、その後更に集光レンズを通過させて照射面上に照射することを特徴とする戻り光を遮断してレーザ光を照射する方法。
【請求項２】
レンズアレイがシリンドリカルレンズアレイ又はフライアイレンズである請求項１に記載のレーザ光を照射する方法。
【請求項３】
レンズアレイの中心軸と、集光レンズの中心軸とを不一致とした請求項１又は２に記載のレーザ光を照射する方法。
【請求項４】
レンズアレイのレンズに軸はずしレンズを用いた請求項１又は２に記載のレーザ光を照射する方法。
【請求項５】
レーザ発振器、レーザ発振器から射出されたレーザ光を通過させて複数に分割するレンズアレイ、分割後のレーザ光が焦点を結ぶ位置で開口を通過させるスリット、スリット通過後のレーザ光を重ね合わせる集光レンズ、集光レンズを通過したレーザ光を照射させる照射面を設置するステージを備えたことを特徴とする戻り光を遮断してレーザ光を照射する装置。
【請求項６】
レンズアレイがシリンドリカルレンズアレイ又はフライアイレンズである請求項５に記載のレーザ光を照射する装置。
【請求項７】
レンズアレイの中心軸と、集光レンズの中心軸とを不一致とした請求項５又は６に記載のレーザ光を照射する装置。
【請求項８】
レンズアレイのレンズに軸はずしレンズを用いた請求項５又は６に記載のレーザ光を照射する装置。
【請求項９】
レーザ発振器から射出されたレーザ光をレンズアレイを通過させて複数に分割し、分割後のレーザ光を焦点を結ぶ位置でスリットの開口を通過させ、その後更に集光レンズを通過させて非単結晶半導体膜に照射することを特徴とする戻り光を遮断してレーザ光を照射し、非単結晶半導体膜をアニールする方法。
【請求項１０】
レーザ発振器から射出されたレーザ光をレンズアレイを通過させて複数に分割し、分割後のレーザ光を焦点を結ぶ位置でスリットの開口を通過させ、その後更に集光レンズを通過させて非単結晶半導体膜に照射してアニールすることを特徴とする戻り光を遮断してレーザ光を照射する半導体装置を作製する方法。
【請求項１】
レーザ発振器から射出されたレーザ光をレンズアレイを通過させて複数に分割し、分割後のレーザ光を焦点を結ぶ位置でスリットの開口を通過させ、その後更に集光レンズを通過させて照射面上に照射することを特徴とする戻り光を遮断してレーザ光を照射する方法。
【請求項２】
レンズアレイがシリンドリカルレンズアレイ又はフライアイレンズである請求項１に記載のレーザ光を照射する方法。
【請求項３】
レンズアレイの中心軸と、集光レンズの中心軸とを不一致とした請求項１又は２に記載のレーザ光を照射する方法。
【請求項４】
レンズアレイのレンズに軸はずしレンズを用いた請求項１又は２に記載のレーザ光を照射する方法。
【請求項５】
レーザ発振器、レーザ発振器から射出されたレーザ光を通過させて複数に分割するレンズアレイ、分割後のレーザ光が焦点を結ぶ位置で開口を通過させるスリット、スリット通過後のレーザ光を重ね合わせる集光レンズ、集光レンズを通過したレーザ光を照射させる照射面を設置するステージを備えたことを特徴とする戻り光を遮断してレーザ光を照射する装置。
【請求項６】
レンズアレイがシリンドリカルレンズアレイ又はフライアイレンズである請求項５に記載のレーザ光を照射する装置。
【請求項７】
レンズアレイの中心軸と、集光レンズの中心軸とを不一致とした請求項５又は６に記載のレーザ光を照射する装置。
【請求項８】
レンズアレイのレンズに軸はずしレンズを用いた請求項５又は６に記載のレーザ光を照射する装置。
【請求項９】
レーザ発振器から射出されたレーザ光をレンズアレイを通過させて複数に分割し、分割後のレーザ光を焦点を結ぶ位置でスリットの開口を通過させ、その後更に集光レンズを通過させて非単結晶半導体膜に照射することを特徴とする戻り光を遮断してレーザ光を照射し、非単結晶半導体膜をアニールする方法。
【請求項１０】
レーザ発振器から射出されたレーザ光をレンズアレイを通過させて複数に分割し、分割後のレーザ光を焦点を結ぶ位置でスリットの開口を通過させ、その後更に集光レンズを通過させて非単結晶半導体膜に照射してアニールすることを特徴とする戻り光を遮断してレーザ光を照射する半導体装置を作製する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２４９１６（Ｐ２００６−２４９１６Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６９７３７（Ｐ２００５−１６９７３７）
【出願日】平成１７年６月９日（２００５．６．９）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月９日（２００５．６．９）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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