以上區(qū)域的寬度的變動(dòng)抑制在0.95%以下。
[0082]圖6是表示另一實(shí)施方式的激光退火裝置Ia的圖，是在多段(該例中為2段)設(shè)置遮蔽部的激光退火裝置。對(duì)與前述實(shí)施方式相同的構(gòu)成付與相同的符號(hào)，省略或簡(jiǎn)化其說(shuō)明。
[0083]在作為聚焦透鏡的柱面透鏡12c和導(dǎo)入窗6之間，配置相當(dāng)于第一個(gè)遮蔽部的第一遮蔽部21，在處理室2內(nèi)配置相當(dāng)于第2個(gè)遮蔽部的第二遮蔽部22。如圖6所示，第一遮蔽部21配置在能夠遮蔽脈沖激光150的射束掃描方向的短軸方向后端部的位置。另外，第二遮蔽部也相同地配置在能夠遮蔽脈沖激光150的激光束掃描方向的短軸方向后端部的位置。
[0084]在第一遮蔽部21、第二遮蔽部22中，也可以將成對(duì)的2張遮蔽板設(shè)定相互的間隔量來(lái)配置，按照遮蔽脈沖激光的掃描方向兩端部的方式配置。
[0085]通過(guò)透過(guò)第一遮蔽部21，在第一遮蔽部21減少了陡峭部152的脈沖激光150因衍射等而在掃描方向的短軸方向后端部形成陡峭部153。但是，陡峭部153是陡峭部152經(jīng)遮蔽而形成的，因此與陡峭部152相比擴(kuò)展寬度相當(dāng)小。
[0086]對(duì)于該第一遮蔽部21，理想的是在高強(qiáng)度區(qū)域的短軸方向端的外側(cè)遮蔽前述脈沖激光的激光束截面的一部分，更理想的是配置在激光束強(qiáng)度分布中的最大強(qiáng)度的70?90%的位置。
[0087]進(jìn)而，具有陡峭部153的脈沖激光150透過(guò)導(dǎo)入窗6導(dǎo)入到處理室2內(nèi)，進(jìn)一步行進(jìn)到達(dá)至第二遮蔽部22。在第一遮蔽部21減少了的陡峭部153位于第二遮蔽部22中。為此，在第二遮蔽部22中，除了短軸方向內(nèi)側(cè)的陡峭部的一部分以外，剩余部分的陡峭部也被遮蔽。在透過(guò)第二遮蔽部22的脈沖激光150中，雖然因衍射等形成陡峭部，但與到達(dá)至第二遮蔽部22之前的陡峭部相比擴(kuò)展寬度進(jìn)一步縮小，陡峭部更為減少。
[0088]對(duì)于該第二遮蔽部22，理想的是在高強(qiáng)度區(qū)域的短軸方向端的外側(cè)遮蔽前述脈沖激光的射束截面的一部分，更理想的是配置在透過(guò)第一遮蔽部21后的射束強(qiáng)度分布中的最大強(qiáng)度的70?90%的位置。
[0089]在上述各實(shí)施方式中，是通過(guò)在光路上配置遮蔽部來(lái)減小掃描方向的短軸方向后端的陡峭部寬度，但也可以通過(guò)例如調(diào)整硅膜相對(duì)于由柱面透鏡12c形成的成像位置的位置、或者作為柱面透鏡12c使用成像性能更好的組合透鏡等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)陡峭部寬度的縮小，也可以將其與遮蔽部組合進(jìn)行。
[0090][實(shí)施例1]
[0091 ] 接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0092]準(zhǔn)備形成有厚度為50nm的非晶硅膜的基板，并且在圖1的實(shí)施方式的激光處理裝置中，將脈沖起振激光光源作為準(zhǔn)分子激光起振器(商品名:LSX540C)，以脈沖頻率300Hz輸出波長(zhǎng)308nm的脈沖激光。
[0093]通過(guò)光學(xué)體系將射束大小調(diào)整為370mmX0.4mm的直線束，通過(guò)掩模將激光束掃描方向的短軸方向后端部的陡峭部的寬度設(shè)為40 μπι。另外，為作比較，準(zhǔn)備了將掩模配置在相對(duì)非晶硅膜高的位置上、并且將短軸方向的陡峭部的寬度設(shè)定為70 μπι的比較例。
[0094]重疊照射次數(shù)為20次。在該條件下，最適合于結(jié)晶化的照射能量密度為310?330mJ/cm2的范圍。在該條件下，掃描間距為20 μπι。
[0095]進(jìn)一步，進(jìn)行了通過(guò)衰減器的調(diào)整將照射能量密度變更為310、320、330、340、350、360、370mJ/cm2的照射試驗(yàn)，評(píng)價(jià)了結(jié)晶性。該例的結(jié)晶化時(shí)的最適合能量密度范圍(OED)為310?340mJ/cm2，但為了使由能量密度的變動(dòng)帶來(lái)的影響更加明顯，對(duì)350mJ/cm2的試驗(yàn)例用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行了表面觀察，暗視野的觀察中得到的表面圖像示于圖7。
[0096]其結(jié)果是，在本發(fā)明例中，每次照射的短軸方向熔融區(qū)域端部的隆起部的間隔為固定值即20 μπι，因此未確認(rèn)到照射不均。
[0097]在比較例中，盡管每次激光照射的硅膜的機(jī)械移動(dòng)量為20 μ m，但實(shí)際的熔融寬度變寬而形成了短軸方向熔融區(qū)域端部的隆起部變大的部分。其原因在于照射該部分時(shí)的激光的脈沖能量以相對(duì)高的值演變，確認(rèn)為照射不均。
[0098]以上，基于上述實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不受限于上述說(shuō)明的內(nèi)容，只要不脫離本發(fā)明的范圍，就可以作出適當(dāng)?shù)淖兏?br>[0099]符號(hào)說(shuō)明
[0100]I 激光退火裝置
[0101]Ia激光退火裝置
[0102]2 處理室
[0103]3 掃描裝置
[0104]5 基板設(shè)置臺(tái)
[0105]6 導(dǎo)入窗
[0106]10脈沖起振激光光源
[0107]11衰減器
[0108]12光學(xué)體系
[0109]12c柱面透鏡
[0110]20遮光部
[0111]21第一遮蔽部
[0112]22第二遮蔽部
[0113]100 硅膜
【主權(quán)項(xiàng)】
1.激光退火方法，該方法是在非單晶半導(dǎo)體膜上將射束截面形狀為直線束的脈沖激光沿前述直線束的短軸方向掃描并進(jìn)行照射的激光退火方法，其特征在于， 前述直線束在射束強(qiáng)度分布中具有位于短軸方向端部的陡峭部，前述陡峭部是具有前述射束強(qiáng)度分布中最大強(qiáng)度的10%以上且90%以下的強(qiáng)度的區(qū)域，以使前述陡峭部中位于掃描方向后方側(cè)的前述陡峭部的短軸方向?qū)挾仍谇笆龇菃尉О雽?dǎo)體膜的照射面上為50 μm以下的條件進(jìn)行前述照射。
2.如權(quán)利要求1所述的激光退火方法，其特征在于，前述脈沖激光的波長(zhǎng)在400nm以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的激光退火方法，其特征在于，前述脈沖激光在照射面上的脈沖半寬值在200ns以下。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的激光退火方法，其特征在于，前述脈沖激光在照射面上的前述射束強(qiáng)度分布中的最大強(qiáng)度值為250?500mJ/cm2。
5.如權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的激光退火方法，其特征在于，前述非單晶半導(dǎo)體為娃。
6.如權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的激光退火方法，其特征在于，前述脈沖激光在射束強(qiáng)度分布中在短軸方向具有平坦部，且前述最大強(qiáng)度以前述平坦部的強(qiáng)度的平均值給出。
7.如權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的激光退火方法，其特征在于，前述脈沖激光在射束強(qiáng)度分布中，兩端部的任一方或雙方局部具有強(qiáng)度上升的強(qiáng)度凸部的情況下，在除了前述強(qiáng)度凸部以外的范圍內(nèi)給出前述最大強(qiáng)度。
8.如權(quán)利要求6或7所述的激光退火方法，其特征在于，前述直線束在前述非單晶半導(dǎo)體膜的照射面上的前述最大強(qiáng)度的96%以上的區(qū)域的短軸寬度為100?500 μπι。
9.激光退火裝置，其特征在于，具備:輸出脈沖激光的激光光源， 調(diào)整前述脈沖激光的透射率的衰減器， 調(diào)整前述脈沖激光的射束截面形狀的同時(shí)將調(diào)整過(guò)的脈沖激光引導(dǎo)至非單晶半導(dǎo)體膜的照射面上的光學(xué)體系， 前述光學(xué)體系具備:將前述脈沖激光的射束截面形狀調(diào)整為在射束強(qiáng)度分布中具有規(guī)定強(qiáng)度以上的高強(qiáng)度區(qū)域的直線束的光學(xué)構(gòu)件，以及使位于前述射束的短軸方向端部的陡峭部中的至少掃描方向后方側(cè)的短軸方向?qū)挾纫栽谇笆龇菃尉О雽?dǎo)體膜的照射面上為50 μ m以下的條件急陸的光學(xué)構(gòu)件。
10.如權(quán)利要求9前述的激光退火裝置，其特征在于，使前述陡峭部急陡化的光學(xué)構(gòu)件配置在前述脈沖激光的光路上，并且為遮蔽前述脈沖激光的射束截面的一部分的遮蔽部。
11.如權(quán)利要求10所述的激光退火裝置，其特征在于，前述遮蔽部在前述高強(qiáng)度區(qū)域的短軸方向端的外側(cè)遮蔽前述脈沖激光的射束截面的一部分。
12.如權(quán)利要求9?11中任一項(xiàng)所述的激光退火裝置，其特征在于，前述激光光源是輸出波長(zhǎng)在400nm以下的前述脈沖激光的光源。
13.如權(quán)利要求9?12中任一項(xiàng)所述的激光退火裝置，其特征在于，前述激光光源是輸出半寬值在200ns以下的前述脈沖激光的光源。
14.如權(quán)利要求9?13中任一項(xiàng)所述的激光退火裝置，其特征在于，前述光學(xué)體系具備將前述脈沖激光的強(qiáng)度調(diào)整為具有強(qiáng)度為最大強(qiáng)度的96%以上的前述高強(qiáng)度區(qū)域和位于端部的陸峭部的射束強(qiáng)度分布的光學(xué)構(gòu)件。
15.如權(quán)利要求9?14中任一項(xiàng)所述的激光退火裝置，其特征在于，前述衰減器將非單晶半導(dǎo)體膜的照射面上的前述脈沖激光的射束強(qiáng)度分布中最大強(qiáng)度值調(diào)整至250?500mJ/cm2。
【專利摘要】為了減少由激光的能量輸出的變動(dòng)引起的照射不均，在非單晶半導(dǎo)體上將射束截面形狀為直線束的脈沖激光沿所述直線束的短軸方向掃描并進(jìn)行照射的激光退火方法中，所述直線束在射束強(qiáng)度分布中具有位于短軸方向端部的陡峭部，所述陡峭部是具有所述射束強(qiáng)度分布中最大強(qiáng)度的10％以上且90％以下的強(qiáng)度的區(qū)域，以使陡峭部中位于掃描方向后方側(cè)的短軸方向?qū)挾仍诜菃尉О雽?dǎo)體膜的照射面上為50μm以下的條件進(jìn)行前述照射，由此可使陡峭部急陡化，減輕由能量輸出變動(dòng)時(shí)的熔融寬度的變動(dòng)引起的影響而減少照射不均。
【IPC分類】H01L21-20, H01L21-268
【公開號(hào)】CN104798180
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380060413
【發(fā)明人】次田純一, 町田政志, 鄭石煥
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社日本制鋼所
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2013年10月29日
【公告號(hào)】WO2014080727A1