(57)【要約】【課題】移動度の高い多結晶シリコン膜や疑似単結晶シリコン膜などを必要な領域に安定して形成でき、被処理基板へのレーザ照射条件の制御性がよく、大幅な低コスト化を達成できるレーザアニール方法を提供する。【解決手段】レーザ光として、連続発振レーザから出射される連続発振レーザ光を用い、ビームスポットＬＢＳにおける、ビームスポットＬＢＳを相対的に移動させる移動方向（基板移動方向Ｔと反対の方向）の下流側部分のエネルギー密度を、ビームスポットＬＢＳの移動方向の上流側部分のエネルギー密度よりも高く設定し、改質予定領域の端縁部に、ビームスポットＬＢＳを投影して種結晶領域を形成させた後、ビームスポットＬＢＳを移動方向へ移動して、種結晶領域を起点として前記改質予定領域の全面を結晶化シリコン膜に改質させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質シリコン膜の改質予定領域に対して、レーザ光のビームスポットを相対的に移動させ、前記非晶質シリコン膜をレーザアニールして結晶化シリコンへ改質させるレーザアニール方法であって、
前記レーザ光は、連続発振レーザから出射される連続発振レーザ光であり、
前記ビームスポットにおける、当該ビームスポットを相対的に移動させる移動方向の下流側部分のエネルギー密度を、前記ビームスポットの前記移動方向の上流側部分のエネルギー密度よりも高く設定し、
前記改質予定領域の端縁部に、前記ビームスポットを投影して種結晶領域を形成させた後、
前記ビームスポットを前記移動方向へ移動して、前記種結晶領域を起点として前記改質予定領域の全面を結晶化シリコン膜に改質させる
レーザアニール方法。
【請求項２】
前記種結晶領域を形成した後、前記連続発振レーザ光の出射を停止させ、
その後、所定時間内に前記連続発振レーザ光の出射を開始させて、前記ビームスポットを移動させる
請求項１に記載のレーザアニール方法。
【請求項３】
前記種結晶領域を形成した後、前記連続発振レーザ光を出射させた状態のまま連続して前記ビームスポットを移動させる
請求項１に記載のレーザアニール方法。
【請求項４】
前記ビームスポットにおける前記上流側部分のエネルギー密度が前記移動方向の上流側へ向けて漸次減少する
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載レーザアニール方法。
【請求項５】
前記連続発振レーザは、半導体レーザである
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザアニール方法。
【請求項６】
前記ビームスポットにおける前記下流側部分のエネルギー密度を、前記非晶質シリコン膜を溶融させる閾値より高く設定し、
前記ビームスポットの前記上流側部分におけるエネルギー密度を、前記移動方向の上流側に向けて前記閾値を通過して漸次低下するように設定する
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のレーザアニール方法。
【請求項７】
前記ビームスポットを、細長い矩形状に形成し、
前記ビームスポットの長軸が、前記移動方向に直交する方向となるように、当該ビームスポットを前記非晶質シリコン膜へ投影する
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のレーザアニール方法。
【請求項８】
被処理基板の上に形成された非晶質シリコン膜に対して、ビームスポットを相対的に移動させ、前記非晶質シリコン膜をレーザアニールして結晶化シリコンへ改質させるレーザアニール装置であって、
前記被処理基板を配置する基台と、
前記基台に配置された前記被処理基板に対して相対的に移動され、連続発振レーザ光を出射する連続発振レーザを備えたレーザビーム照射部と、
を備え、
前記連続発振レーザから出射される連続発振レーザ光の前記ビームスポットにおける、当該ビームスポットを相対的に移動させる移動方向の下流側部分のエネルギー密度が、前記ビームスポットの前記移動方向の上流側部分のエネルギー密度よりも高く設定されている
レーザアニール装置。
【請求項９】
前記ビームスポットにおける前記上流側部分のエネルギー密度が前記移動方向の上流側へ向けて漸次減少するように設定されている
請求項８に記載のレーザアニール装置。
【請求項１０】
前記連続発振レーザは、半導体レーザである
請求項８または請求項９に記載のレーザアニール装置。
【請求項１１】
前記ビームスポットの前記下流側部分におけるエネルギー密度は、前記非晶質シリコン膜を溶融させる閾値より高く設定され、
前記ビームスポットの前記上流側部分におけるエネルギー密度は、前記移動方向の上流側に向けて前記閾値を通過して漸次低下するように設定されている
請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。
【請求項１２】
前記ビームスポットが、細長い矩形状に形成され、
前記ビームスポットの長軸が、前記移動方向に直交する方向となるように配置されている
請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。
【請求項１３】
レーザビーム照射部は、前記ビームスポットの前記上流側部分のエネルギー密度よりも、前記下流側部分のエネルギー密度の方が高くなるように設定された非対称シリンドカルレンズを備える
請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザアニール方法およびレーザアニール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）は、薄型ディスプレイ（ＦＰＤ：Flat Panel Display）をアクティブ駆動するためのスイッチング素子として用いられている。薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）の半導体層の材料としては、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：amorphous Silicon）や、多結晶シリコン（p−Ｓｉ：polycrystalline Silicon）などが用いられている。
【０００３】
非晶質シリコンは、電子の動き易さの指標である移動度（μ）が低い。このため、非晶質シリコンでは、さらに高密度・高精細化が進むＦＰＤで要求される高移動度には対応しきれない。そこで、ＦＰＤにおけるスイッチング素子としては、非晶質シリコンよりも移動度が大幅に高い多結晶シリコンでチャネル半導体層を形成することが好ましい。多結晶シリコン膜を形成する方法としては、エキシマレーザを使ったエキシマレーザアニール（ＥＬＡ:Excimer Laser Annealing）装置で、非晶質シリコン膜にレーザ光を照射し、非晶質シリコンを再結晶化させて多結晶シリコンを形成する方法がある。
【０００４】
従来のレーザアニール方法としては、被照射領域において、エキシマレーザアニール（以下、ＥＬＡという）装置により発生させたエキシマレーザ光のパルスレーザビームを用いた技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
このレーザアニール方法では、被処理領域を、パルスレーザビームを発生させる高エネルギー部により照射し、この高エネルギー部が通過した後、逐次的に、それよりも小さなエネルギーのレーザビームでなる低エネルギー部の照射を行う。このレーザアニール方法では、低エネルギー部の照射によって高エネルギー部によって生じた残存結晶化不良領域の結晶化を図っている。
【０００６】
この他のレーザアニール方法としては、ＥＬＡ装置によるパルスレーザ光のレーザビームに走査方向に沿ってエネルギー分布を持たせたものなどが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３１３７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＥＬＡ装置は特殊なガスを使ったガスレーザであり、設備コストならびに維持コストが高いという問題がある。また、ＥＬＡ装置は、発生出力が強く、レーザ光の位相のそろい具合（コヒーレンス）や出力を一定の状態に保つことが難しいという問題がある。
【０００９】
上記の特許文献１に開示されたレーザアニール方法では、多くの数の光源を要するため、さらにコスト高となるという問題がある。また、エキシマレーザのパルス光照射によって形成される多結晶シリコンは、結晶粒径が数１０〜３５０ｎｍ程度である。この程度の結晶粒径では、さらに高い移動度を満足することができない。現在でも、ＦＰＤにおける画素トランジスタをオン・オフするドライバ回路のＴＦＴはチャネル半導体層領域に高い移動度が要求されている。さらに、ＦＰＤにおいては、その大型化、高解像度化、動画特性の高速化に伴って、画素のスイッチング素子としてのＴＦＴにおいても高移動度化が要望される。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、移動度の高い多結晶シリコン膜や疑似単結晶シリコン膜などを必要な領域に安定して形成でき、被処理基板へのレーザ照射条件の制御性がよく、大幅な低コスト化を達成できるレーザアニール方法およびレーザアニール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の態様は、非晶質シリコン膜の改質予定領域に対して、レーザ光のビームスポットを相対的に移動させ、前記非晶質シリコン膜をレーザアニールして結晶化シリコンへ改質させるレーザアニール方法であって、前記レーザ光は、連続発振レーザから出射される連続発振レーザ光であり、前記ビームスポットにおける、当該ビームスポットを相対的に移動させる移動方向の下流側部分のエネルギー密度を、前記ビームスポットの前記移動方向の上流側部分のエネルギー密度よりも高く設定し、
前記改質予定領域の端縁部に、前記ビームスポットを投影して種結晶領域を形成させた後、前記ビームスポットを前記移動方向へ移動して、前記種結晶領域を起点として前記改質予定領域の全面を結晶化シリコン膜に改質させることを特徴とする。
【００１２】
上記態様としては、前記種結晶領域を形成した後、前記連続発振レーザ光の出射を停止させ、その後、所定時間内に前記連続発振レーザ光の出射を開始させて、前記ビームスポットを移動させることが好ましい。
【００１３】
上記態様としては、前記種結晶領域を形成した後、前記連続発振レーザ光を出射させた状態のまま連続して前記ビームスポットを移動させることが好ましい。
【００１４】
上記態様としては、前記ビームスポットにおける前記上流側部分のエネルギー密度が前記移動方向の上流側へ向けて漸次減少することが好ましい。
【００１５】
上記態様としては、前記連続発振レーザは、半導体レーザであることが好ましい。
【００１６】
上記態様としては、前記ビームスポットにおける前記下流側部分のエネルギー密度を、前記非晶質シリコン膜を溶融させる閾値より高く設定し、前記ビームスポットの前記上流側部分におけるエネルギー密度を、前記移動方向の上流側に向けて前記閾値を通過して漸次低下するように設定することが好ましい。
【００１７】
上記態様としては、前記ビームスポットを、細長い矩形状に形成し、前記ビームスポットの長軸が、前記移動方向に直交する方向となるように、当該ビームスポットを前記非晶質シリコン膜へ投影することが好ましい。
【００１８】
本発明の他の態様としては、被処理基板の上に形成された非晶質シリコン膜に対して、ビームスポットを相対的に移動させ、前記非晶質シリコン膜をレーザアニールして結晶化シリコンへ改質させるレーザアニール装置であって、前記被処理基板を配置する基台と、前記基台に配置された前記被処理基板に対して相対的に移動され、連続発振レーザ光を出射する連続発振レーザを備えたレーザビーム照射部と、を備え、前記連続発振レーザから出射される連続発振レーザ光の前記ビームスポットにおける、当該ビームスポットを相対的に移動させる移動方向の下流側部分のエネルギー密度が、前記ビームスポットの前記移動方向の上流側部分のエネルギー密度よりも高く設定されていることを特徴とする。
【００１９】
上記態様としては、前記ビームスポットにおける前記上流側部分のエネルギー密度が前記移動方向の上流側へ向けて漸次減少するように設定されていることが好ましい。
【００２０】
上記態様としては、前記連続発振レーザは、半導体レーザであることが好ましい。
【００２１】
上記態様としては、前記ビームスポットの前記下流側部分におけるエネルギー密度は、前記非晶質シリコン膜を溶融させる閾値より高く設定され、前記ビームスポットの前記上流側部分におけるエネルギー密度は、前記移動方向の上流側に向けて前記閾値を通過して漸次低下するように設定されていることが好ましい。
【００２２】
上記態様としては、前記ビームスポットが、細長い矩形状に形成され、前記ビームスポットの長軸が、前記移動方向に直交する方向となるように配置されていることが好ましい。
【００２３】
上記態様としては、レーザビーム照射部は、前記ビームスポットの前記上流側部分のエネルギー密度よりも、前記下流側部分のエネルギー密度の方が高くなるように設定された非対称シリンドカルレンズを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、移動度の高い多結晶シリコン膜や疑似単結晶シリコン膜などを必要な領域に安定して形成でき、被処理基板へのレーザ照射条件の制御性がよく、大幅な低コスト化を達成できるレーザアニール方法およびレーザアニール装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るレーザアニール方法に用いるレーザアニール装置の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係るレーザアニール装置に用いる非対称シリンドカルレンズを示す斜視図である。
【図３】図３（Ａ）は図１のＡ位置でのレーザビームのエネルギー密度分布を示す説明図、図３（Ｂ）は図１のＢ位置でのレーザビームのエネルギー密度分布を示す説明図、図３（Ｃ）は図１のＣ位置でのレーザビームのエネルギー密度分布を示す説明図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係るレーザアニール装置を用いて、被処理基板を移動させてレーザアニールを開始する状態を示す平面説明図である。
【図５−１】図５−１は、本発明の実施の形態に係るレーザアニール方法によるレーザアニールを施す被処理基板を示す平面説明図である。
【図５−２】図５−２は、本発明の実施の形態に係るレーザアニール方法により改質予定領域の端縁にビームスポットを投影した状態を示す平面説明図である。
【図５−３】図５−３は、本発明の実施の形態に係るレーザアニール方法により改質予定領域の中間部までビームスポットを移動させた状態を示す平面説明図である。
【図６−１】図６−１は、本発明の実施の形態に係るレーザアニール方法により改質予定領域の他方の端縁までビームスポットを移動させた状態を示す平面説明図である。
【図６−２】図６−２は、本発明の実施の形態に係るレーザアニール方法により改質予定領域をレーザアニールしたときの時間とエネルギー強度との関係を示す説明図である。
【図６−３】図６−３は、本発明の実施の形態に係るレーザアニール方法の他の実施例により改質予定領域をレーザアニールしたときの時間とエネルギー強度との関係を示す説明図である。
【図７】図７は、本発明の本実施の形態に係るレーザアニール装置に用いる非対称シリンドカルレンズの変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明の実施の形態に係るレーザアニール方法およびレーザアニール装置の詳細を図面に基づいて説明する。但し、図面は模式的なものであり、各部材の数、各部材の寸法、寸法の比率、形状などは現実のものと異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率や形状が異なる部分が含まれている。
【００２７】
［実施の形態］
レーザアニール方法の説明に先駆けて、このレーザアニール方法でアニール処理を行う被処理基板の一例と、レーザアニール方法に用いるレーザアニール装置１０と、について説明する。
【００２８】
（被処理基板）
図１に示すように、被処理基板１は、ガラス基板２と、このガラス基板２の表面に配置されたゲート配線３と、ガラス基板２およびゲート配線３の上に形成されたゲート絶縁膜４と、このゲート絶縁膜４の上に全面に堆積された非晶質シリコン膜５と、を備える。被処理基板１は、最終的に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などが作り込まれたＴＦＴ基板となる。なお、本実施の形態では、非晶質シリコン膜５の全面を改質予定領域とするが、これに限定されるものではなく、大きさや形状は適宜変更可能である。
【００２９】
（レーザアニール装置の概略構成）
以下、図１から図４を用いて、本実施の形態に係るレーザアニール装置１０の概略構成を説明する。図１に示すように、レーザアニール装置１０は、基台１１と、レーザビーム照射部１２と、を備える。
【００３０】
基台１１は、図示しない基板搬送手段を備えている。このレーザアニール装置１０においては、被処理基板１を基台１１の上に配置した状態で、図示しない基板搬送手段によって、後述するビームスポットＬＢＳの相対的な移動方向Ｔｒと反対の基板移動方向Ｔに向けて搬送する。なお、図６−１に示すように、ビームスポットＬＢＳの相対的な移動方向Ｔｒとは、図６−１に矢印Ｔｒで示す方向であり、被処理基板１の基板移動方向Ｔと反対の方向である。
【００３１】
図１に示すように、レーザビーム照射部１２は、連続発振レーザ光（ＣＷレーザ光）を発振する光源としての半導体レーザ１３と、第１レンズ１４と、第２レンズ１５と、第１フライアイレンズ１６と、第２フライアイレンズ１７と、第１シリンドカルレンズ１８と、第２シリンドカルレンズ１９と、非対称シリンドカルレンズ２０と、を備える。レーザビーム照射部１２では、図４に示すように、非晶質シリコン膜５に投影されるビームスポットＬＢＳが細長い矩形状になるように設定されている。
【００３２】
本実施の形態では、半導体レーザ１３から発振された連続発振レーザ光は、第１レンズ１４および第２レンズ１５により、拡散されて拡がるレーザビームとなる。半導体レーザ１３から発振されたレーザビーム（図１の位置Ａにおけるレーザビーム）は、図３（Ａ）に示すようなエネルギー密度分布であり、左右対称なガウス分布となる。また、第２シリンドカルレンズ１９を通過したレーザビームは、図３（Ｂ）に示すような矩形波状のエネルギー密度分布となる。
【００３３】
図１および図２に示すように、非対称シリンドカルレンズ２０は、凸レンズ部２１と、凹レンズ部２２と、がそれぞれ長手方向に沿って延びるように形成されている。図１に示すように、凸レンズ部２１は、レーザビームＬＢを構成する光線を収束させる作用を有する。また、凹レンズ部２２は、レーザビームＬＢを構成する光線を分散させる作用を有する。
【００３４】
このため、図３（Ｃ）に示すように、非対称シリンドカルレンズ２０を通過したレーザビームＬＢ（図１の位置Ｃおけるレーザビーム）の短軸方向（基板移動方向Ｔと平行をなす方向）のエネルギー密度の分布は、高い領域ＡＨと低い領域ＡＬとを有する。高い領域ＡＨが、ビームスポットＬＢＳの一部として投影された場合、この高いエネルギー密度に起因して非晶質シリコン膜５を加熱する温度は、非晶質シリコン膜５を溶融させる温度の閾値よりも高く設定されている。
【００３５】
一方、図３（Ｃ）に示したエネルギー密度の低い領域ＡＬでは、エネルギー密度が、ビームスポットＬＢＳの移動方向（基板移動方向Ｔと反対の方向）の上流側へ向けて漸次低下するように設定されている。
【００３６】
図３（Ｃ）における低い領域ＡＬのエネルギー密度分布における傾斜部ＳＰでは、非晶質シリコン膜５を溶融させる温度を通過して漸次低下する傾斜となっている。なお、この傾斜部ＳＰの傾斜度合いは、実験値に基づいて設定されている。
【００３７】
（レーザアニール方法）
以上、本実施の形態に係るレーザアニール装置１０について説明したが、次に、このレーザアニール装置１０を用いて被処理基板１の表面の非晶質シリコン膜５にレーザアニール処理を行うレーザアニール方法について説明する。
【００３８】
本実施の形態では、図４に示すように基台１１の上に複数の被処理基板１を配置した例を用いて説明するが、このような処理形態に限定されるものではない。以下、図５−１に示す１枚の被処理基板１の表面の非晶質シリコン膜５の全面にレーザアニール処理を行う場合について説明する。
【００３９】
まず、レーザビーム照射部１２で作成するビームスポットＬＢＳの位置に対して、被処理基板１を待機位置に配置しておく。なお、この時点では、レーザビーム照射部１２はオフの状態にしておく。
【００４０】
次に、ビームスポットＬＢＳの位置を固定した状態で、被処理基板１を基板移動方向Ｔへ所定の速度で搬送する。図５−２に示すように、改質予定領域としての非晶質シリコン膜５の端縁部が、ビームスポットＬＢＳが投影される位置に、移動したときに、レーザビーム照射部１２を所定短時間オンにした後、オフに切り換える。
【００４１】
本実施の形態では、この短時間のビームスポットＬＢＳでのレーザビームの照射により、非晶質シリコン膜５の端縁部には、種結晶領域５Ａが形成される（図５−３および図６−１参照）。なお、図６−１に示す種結晶領域５Ａの短軸方向の幅寸法Ｗは、ビームスポットＬＢＳの短軸方向の幅と同じであり、図６−２に示すように、ビームスポットＬＢＳの短軸方向（基板長さ方向）のエネルギー密度分布における時間幅ｔに対応する。
【００４２】
なお、上記の所定短時間のビームスポットＬＢＳによるアニールに際しては、図３（Ｃ）に示す高い領域ＡＨに対応する領域の非晶質シリコン膜５が瞬時に溶融する。このとき、低い領域ＡＬに対応する領域の非晶質シリコン膜５が溶融した非晶質シリコン膜５（溶融したシリコン）が徐々に基板移動方向Ｔに向けて下がる温度勾配（エネルギー密度の勾配）によって、基板移動方向Ｔに向けて微結晶シリコンでなる種結晶領域５Ａが形成されていく。
【００４３】
次に、上記のように種結晶領域５Ａを形成した直後に、図６−２に示すように、レーザビーム照射部１２を再度、オン状態にしてレーザビームＬＢの照射を再開する。このとき、被処理基板１は、一定の速度で、基板移動方向Ｔに沿って移動させる。そして、被処理基板１の改質予定領域の他方の端縁部にビームスポットＬＢＳが投影される位置に達したときに、レーザビーム照射部１２をオフにする。
【００４４】
このようなレーザアニール方法を行うことにより、図６−１に示すように、非晶質シリコン膜５の一方の端縁部から他方の端縁部まで、改質予定領域の略全面を結晶化シリコンとしての疑似単結晶シリコン膜５Ｂに改質することができる。ここでは、疑似単結晶シリコン膜５Ｂの成長に際して、種結晶領域５Ａが起点として、良質な疑似単結晶シリコン膜５Ｂの結晶成長を促す作用を有する。なお、上記実施の形態では、種結晶領域５Ａを形成する際に、エネルギー強度の高い領域ＡＨと低い領域ＡＬとの分布を持つビームスポットＬＢＳを用いたが、均一なエネルギー強度を持つビームスポットを用いてもよい。このような種結晶領域５Ａの形成は、被処理基板１がビームスポットＬＢＳに対して静止した状態で行ってもよい。また、この種結晶領域５Ａの形成に用いるレーザは、パルスレーザであってもよい。
【００４５】
以上のように、本実施の形態に係るレーザアニール方法では、レーザ光として、連続発振レーザから出射されるＣＷレーザ光を用いる。また、このレーザアニール方法では、ビームスポットＬＢＳにおける、相対的に移動させる移動方向（基板移動方向Ｔと反対の方向）の下流側部分（高い領域ＡＨ）のエネルギー密度を、上流側部分（低い領域ＡＬ）のエネルギー密度よりも高く設定している。
【００４６】
そして、本実施の形態では、図６−２に示すように、種結晶領域５Ａを形成した後、レーザビーム照射部１２をオフにして連続発振レーザ光の出射を停止させている。その後、所定短時間内に連続発振レーザ光の出射を開始させて、ビームスポットＬＢＳを被処理基板１に対して相対的に移動させている。
【００４７】
本実施の形態では、上記のレーザアニール方法のように、ビームスポットＬＢＳにおける低い領域ＡＨ（上流側部分）のエネルギー密度が移動方向（基板移動方向Ｔと反対の方向）Ｔｒの上流側へ向けて漸次減少するように設定することで、ビームスポットＬＢＳを非晶質シリコン膜５へ投影させるだけで、良質な種結晶領域５Ａを形成できる。このため、この種結晶領域５Ａを起点として、その後の良質な疑似単結晶シリコン膜５Ｂの成長に繋げることができる。
【００４８】
本実施の形態に係るレーザアニール装置１０は、連続発振レーザとして半導体レーザを用いているため、装置の小型化を実現できる。
【００４９】
上記のレーザアニール方法およびレーザアニール装置１０では、ビームスポットＬＢＳを、細長い矩形状に形成し、ビームスポットＬＢＳの長軸が、移動方向（基板移動方向Ｔと反対の方向）Ｔｒに直交する方向となるように設定したことにより、幅の広い改質予定領域に対しても対応することができる。
【００５０】
（レーザアニール方法およびレーザアニール装置の効果）
本実施の形態に係るレーザアニール方法およびレーザアニール装置１０によれば、移動度の高い多結晶シリコン膜や疑似単結晶シリコン膜などの結晶化シリコンを、必要な領域に安定して形成できる。
【００５１】
また、本実施の形態に係るレーザアニール装置１０によれば、連続発振レーザ光を用い、特に半導体レーザ１３を用いることができるため、被処理基板１へのレーザ照射条件の制御性がよく、大幅な低コスト化を達成できる。
【００５２】
本実施の形態に係るレーザアニール装置１０では、単一の光源を用いて、種結晶領域５Ａの作製および疑似単結晶シリコン膜５Ｂの作製を行えるため、レーザアニール工程数を大幅に低減させる効果がある。このため、ＴＦＴの製造に本実施の形態に係るレーザアニール装置１０を適用することにより、ＴＦＴの製造工程を簡略することが可能となる。
【００５３】
［その他の実施の形態］
以上、実施の形態について説明したが、この実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００５４】
例えば、上記の実施の形態に係るレーザアニール方法およびレーザアニール装置１０では、連続発振レーザ光（ＣＷレーザ光）を発振する光源としての半導体レーザ１３を適用したが、これに限定されるものではなく、固体レーザ、気体レーザ、金属レーザなど連続発振レーザ光を発振する各種のレーザを用いることも可能である。また、連続発振レーザとしては、パルス幅が溶融シリコンの冷却時間よりも長い、例えば、数百ｎｓ〜１ｍｓ程度以上のパルス幅を有するレーザを含む、疑似連続発振レーザを用いることも本発明の適用範囲である。
【００５５】
上記の実施の形態に係るレーザアニール方法では、図６−２に示すように、種結晶領域５Ａを形成した後、レーザビーム照射部１２をオフにして連続発振レーザ光の出射を停止させているが、図６−３の他の実施例に示すように、種結晶領域５Ａを形成した後、連続してビームスポットＬＢＳを相対的に移動させるようにしてもよい。
【００５６】
上記の実施の形態に係るレーザアニール装置１０では、非対称シリンドカルレンズ２０として凹レンズ部２２を備える構造のものを適用したが、図７に示す非対称シリンドカルレンズ２０Ａのように、凸レンズ部２１と平面部２３とを有する構造のものを適用してもよい。なお、図２に示した非対称シリンドカルレンズ２０のような凹レンズ部２２を選択するか、図７に示した非対称シリンドカルレンズ２０のような平面部２３を選択するかは、作成するビームスポットＬＢＳに付与するエネルギー密度分布に応じて決定することができる。
【００５７】
上記の実施の形態では、結晶化シリコン膜として、疑似単結晶シリコン膜５Ｂを形成したが、種結晶領域から多結晶シリコン膜を成長させる構成としても勿論よい。この場合も、種結晶領域５Ａを起点として、良質な多結晶シリコン膜を形成することが可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
ＬＢ  レーザビーム
ＬＢＳ  ビームスポット
Ｔ  基板移動方向（ビームスポットの相対的な移動方向Ｔｒと反対の方向）
Ｔｒ  相対的な移動方向
Ｗ  幅寸法
１  被処理基板
２  ガラス基板
３  ゲート配線
４  ゲート絶縁膜
５  非晶質シリコン膜
５Ａ  種結晶領域
５Ｂ  疑似単結晶シリコン（結晶化シリコン）膜
１０  レーザアニール装置
１１  基台
１２  レーザビーム照射部
１３  半導体レーザ
１４  第１レンズ
１５  第２レンズ
１６  第１フライアイレンズ
１７  第２フライアイレンズ
１８  第１シリンドカルレンズ
１９  第２シリンドカルレンズ
２０  非対称シリンドカルレンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図６−３】
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【図７】
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