以上区域的宽度的变动抑制在0.95%以下。
[0082]图6是表示另一实施方式的激光退火装置Ia的图，是在多段(该例中为2段)设置遮蔽部的激光退火装置。对与前述实施方式相同的构成付与相同的符号，省略或简化其说明。
[0083]在作为聚焦透镜的柱面透镜12c和导入窗6之间，配置相当于第一个遮蔽部的第一遮蔽部21，在处理室2内配置相当于第2个遮蔽部的第二遮蔽部22。如图6所示，第一遮蔽部21配置在能够遮蔽脉冲激光150的射束扫描方向的短轴方向后端部的位置。另外，第二遮蔽部也相同地配置在能够遮蔽脉冲激光150的激光束扫描方向的短轴方向后端部的位置。
[0084]在第一遮蔽部21、第二遮蔽部22中，也可以将成对的2张遮蔽板设定相互的间隔量来配置，按照遮蔽脉冲激光的扫描方向两端部的方式配置。
[0085]通过透过第一遮蔽部21，在第一遮蔽部21减少了陡峭部152的脉冲激光150因衍射等而在扫描方向的短轴方向后端部形成陡峭部153。但是，陡峭部153是陡峭部152经遮蔽而形成的，因此与陡峭部152相比扩展宽度相当小。
[0086]对于该第一遮蔽部21，理想的是在高强度区域的短轴方向端的外侧遮蔽前述脉冲激光的激光束截面的一部分，更理想的是配置在激光束强度分布中的最大强度的70?90%的位置。
[0087]进而，具有陡峭部153的脉冲激光150透过导入窗6导入到处理室2内，进一步行进到达至第二遮蔽部22。在第一遮蔽部21减少了的陡峭部153位于第二遮蔽部22中。为此，在第二遮蔽部22中，除了短轴方向内侧的陡峭部的一部分以外，剩余部分的陡峭部也被遮蔽。在透过第二遮蔽部22的脉冲激光150中，虽然因衍射等形成陡峭部，但与到达至第二遮蔽部22之前的陡峭部相比扩展宽度进一步缩小，陡峭部更为减少。
[0088]对于该第二遮蔽部22，理想的是在高强度区域的短轴方向端的外侧遮蔽前述脉冲激光的射束截面的一部分，更理想的是配置在透过第一遮蔽部21后的射束强度分布中的最大强度的70?90%的位置。
[0089]在上述各实施方式中，是通过在光路上配置遮蔽部来减小扫描方向的短轴方向后端的陡峭部宽度，但也可以通过例如调整硅膜相对于由柱面透镜12c形成的成像位置的位置、或者作为柱面透镜12c使用成像性能更好的组合透镜等方式来实现陡峭部宽度的缩小，也可以将其与遮蔽部组合进行。
[0090][实施例1]
[0091 ] 接着，对本发明的实施例进行说明。
[0092]准备形成有厚度为50nm的非晶硅膜的基板，并且在图1的实施方式的激光处理装置中，将脉冲起振激光光源作为准分子激光起振器(商品名:LSX540C)，以脉冲频率300Hz输出波长308nm的脉冲激光。
[0093]通过光学体系将射束大小调整为370mmX0.4mm的直线束，通过掩模将激光束扫描方向的短轴方向后端部的陡峭部的宽度设为40 μπι。另外，为作比较，准备了将掩模配置在相对非晶硅膜高的位置上、并且将短轴方向的陡峭部的宽度设定为70 μπι的比较例。
[0094]重叠照射次数为20次。在该条件下，最适合于结晶化的照射能量密度为310?330mJ/cm2的范围。在该条件下，扫描间距为20 μπι。
[0095]进一步，进行了通过衰减器的调整将照射能量密度变更为310、320、330、340、350、360、370mJ/cm2的照射试验，评价了结晶性。该例的结晶化时的最适合能量密度范围(OED)为310?340mJ/cm2，但为了使由能量密度的变动带来的影响更加明显，对350mJ/cm2的试验例用光学显微镜进行了表面观察，暗视野的观察中得到的表面图像示于图7。
[0096]其结果是，在本发明例中，每次照射的短轴方向熔融区域端部的隆起部的间隔为固定值即20 μπι，因此未确认到照射不均。
[0097]在比较例中，尽管每次激光照射的硅膜的机械移动量为20 μ m，但实际的熔融宽度变宽而形成了短轴方向熔融区域端部的隆起部变大的部分。其原因在于照射该部分时的激光的脉冲能量以相对高的值演变，确认为照射不均。
[0098]以上，基于上述实施方式对本发明进行了说明，但本发明不受限于上述说明的内容，只要不脱离本发明的范围，就可以作出适当的变更。
[0099]符号说明
[0100]I 激光退火装置
[0101]Ia激光退火装置
[0102]2 处理室
[0103]3 扫描装置
[0104]5 基板设置台
[0105]6 导入窗
[0106]10脉冲起振激光光源
[0107]11衰减器
[0108]12光学体系
[0109]12c柱面透镜
[0110]20遮光部
[0111]21第一遮蔽部
[0112]22第二遮蔽部
[0113]100 硅膜
【主权项】
1.激光退火方法，该方法是在非单晶半导体膜上将射束截面形状为直线束的脉冲激光沿前述直线束的短轴方向扫描并进行照射的激光退火方法，其特征在于， 前述直线束在射束强度分布中具有位于短轴方向端部的陡峭部，前述陡峭部是具有前述射束强度分布中最大强度的10%以上且90%以下的强度的区域，以使前述陡峭部中位于扫描方向后方侧的前述陡峭部的短轴方向宽度在前述非单晶半导体膜的照射面上为50 μm以下的条件进行前述照射。
2.如权利要求1所述的激光退火方法，其特征在于，前述脉冲激光的波长在400nm以下。
3.如权利要求1或2所述的激光退火方法，其特征在于，前述脉冲激光在照射面上的脉冲半宽值在200ns以下。
4.如权利要求1?3中任一项所述的激光退火方法，其特征在于，前述脉冲激光在照射面上的前述射束强度分布中的最大强度值为250?500mJ/cm2。
5.如权利要求1?4中任一项所述的激光退火方法，其特征在于，前述非单晶半导体为娃。
6.如权利要求1?5中任一项所述的激光退火方法，其特征在于，前述脉冲激光在射束强度分布中在短轴方向具有平坦部，且前述最大强度以前述平坦部的强度的平均值给出。
7.如权利要求1?6中任一项所述的激光退火方法，其特征在于，前述脉冲激光在射束强度分布中，两端部的任一方或双方局部具有强度上升的强度凸部的情况下，在除了前述强度凸部以外的范围内给出前述最大强度。
8.如权利要求6或7所述的激光退火方法，其特征在于，前述直线束在前述非单晶半导体膜的照射面上的前述最大强度的96%以上的区域的短轴宽度为100?500 μπι。
9.激光退火装置，其特征在于，具备:输出脉冲激光的激光光源， 调整前述脉冲激光的透射率的衰减器， 调整前述脉冲激光的射束截面形状的同时将调整过的脉冲激光引导至非单晶半导体膜的照射面上的光学体系， 前述光学体系具备:将前述脉冲激光的射束截面形状调整为在射束强度分布中具有规定强度以上的高强度区域的直线束的光学构件，以及使位于前述射束的短轴方向端部的陡峭部中的至少扫描方向后方侧的短轴方向宽度以在前述非单晶半导体膜的照射面上为50 μ m以下的条件急陆的光学构件。
10.如权利要求9前述的激光退火装置，其特征在于，使前述陡峭部急陡化的光学构件配置在前述脉冲激光的光路上，并且为遮蔽前述脉冲激光的射束截面的一部分的遮蔽部。
11.如权利要求10所述的激光退火装置，其特征在于，前述遮蔽部在前述高强度区域的短轴方向端的外侧遮蔽前述脉冲激光的射束截面的一部分。
12.如权利要求9?11中任一项所述的激光退火装置，其特征在于，前述激光光源是输出波长在400nm以下的前述脉冲激光的光源。
13.如权利要求9?12中任一项所述的激光退火装置，其特征在于，前述激光光源是输出半宽值在200ns以下的前述脉冲激光的光源。
14.如权利要求9?13中任一项所述的激光退火装置，其特征在于，前述光学体系具备将前述脉冲激光的强度调整为具有强度为最大强度的96%以上的前述高强度区域和位于端部的陆峭部的射束强度分布的光学构件。
15.如权利要求9?14中任一项所述的激光退火装置，其特征在于，前述衰减器将非单晶半导体膜的照射面上的前述脉冲激光的射束强度分布中最大强度值调整至250?500mJ/cm2。
【专利摘要】为了减少由激光的能量输出的变动引起的照射不均，在非单晶半导体上将射束截面形状为直线束的脉冲激光沿所述直线束的短轴方向扫描并进行照射的激光退火方法中，所述直线束在射束强度分布中具有位于短轴方向端部的陡峭部，所述陡峭部是具有所述射束强度分布中最大强度的10％以上且90％以下的强度的区域，以使陡峭部中位于扫描方向后方侧的短轴方向宽度在非单晶半导体膜的照射面上为50μm以下的条件进行前述照射，由此可使陡峭部急陡化，减轻由能量输出变动时的熔融宽度的变动引起的影响而减少照射不均。
【IPC分类】H01L21-20, H01L21-268
【公开号】CN104798180
【申请号】CN201380060413
【发明人】次田纯一, 町田政志, 郑石焕
【申请人】株式会社日本制钢所
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2013年10月29日
【公告号】WO2014080727A1