(57)【要約】【課題】結晶化シリコン膜が必要な領域に選択的に改質が行え、製造コストを下げることができ、タクトタイムを短縮できるレーザアニール装置およびレーザアニール方法を提供すること。【解決手段】非晶質シリコン膜の改質を行う改質予定領域にレーザ光を照射して前記改質予定領域を結晶化シリコン膜に成長させて改質を行うレーザアニール装置であって、前記非晶質シリコン膜に種結晶領域を形成する第１のレーザ光の照射を行う第１の照射部と、前記種結晶領域を起点として、前記非晶質シリコン膜の表面に照射するレーザ光のビームスポットを、前記改質予定領域内を網羅するように移動させて、前記改質予定領域内の前記非晶質シリコン膜が前記結晶化シリコン膜になるように改質させる第２のレーザ光の照射を行う第２の照射部と、を備える。【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を行う改質予定領域にレーザ光を照射して前記改質予定領域を結晶化シリコン膜に成長させて改質を行うレーザアニール装置であって、
第１のレーザ光と第２のレーザ光とを発振するレーザ光源部と、
前記レーザ光源部から発振されたレーザ光を前記非晶質シリコン膜の表面へ選択的に照射させるレーザビーム照射部と、
を備え、
前記レーザ光源部から発振された前記第１のレーザ光を、前記非晶質シリコン膜に照射して種結晶領域を形成する第１照射と、
前記レーザ光源部から発振された前記第２のレーザ光を、前記種結晶領域を起点として、前記非晶質シリコン膜の表面に照射する前記第２のレーザ光のビームスポットを、前記改質予定領域内を網羅するように移動させて、前記改質予定領域内の前記非晶質シリコン膜が前記結晶化シリコン膜になるように改質させる第２照射と、
を行うレーザアニール装置。
【請求項２】
前記改質予定領域は、薄膜トランジスタのチャネル層領域である
請求項１に記載のレーザアニール装置。
【請求項３】
前記第１照射は、前記非晶質シリコン膜が種結晶として微結晶化する条件のエネルギー量に設定され、
前記第２のレーザ光は連続発振レーザ光であり、前記第２照射は、連続発振レーザ光を連続照射する
請求項１または請求項２に記載のレーザアニール装置。
【請求項４】
前記レーザ光源部は、連続発振レーザ光を発振する光源を備え、前記第１照射に際して、前記光源から連続発振されたレーザ光をパルス化して前記第１のレーザ光を発振し、前記第２照射に際して、前記光源から発振された連続発振レーザ光を直接発振する
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。
【請求項５】
前記レーザ光源部は、互いに異なる光源を備え、
前記第１照射と前記第２照射は、互いに異なる光源を用いる
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。
【請求項６】
前記改質予定領域は、矩形状であり、
前記第１照射は、前記改質予定領域における互いに平行をなす一対の辺のうちの一方の辺に沿って一列の前記種結晶領域を形成し、
前記第２照射は、前記一列の前記種結晶領域を起点として、前記改質予定領域における互いに対向する前記一対の辺のうちの他方の辺に向けて前記第２のレーザ光のビームスポットを移動させる
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装置。
【請求項７】
前記改質予定領域は、矩形状であり、
前記第１照射は、前記改質予定領域における一つの角部に前記種結晶領域を形成し、
前記第２照射は、前記角部に形成した前記種結晶領域を起点として、前記第２のレーザ光のビームスポットを、前記一つの前記角部を含む辺から、前記一つの角部を含む辺と互いに平行をなす一対の辺の他方の辺まで、ジグザグに移動させる
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装置。
【請求項８】
前記レーザビーム照射部は、前記レーザ光源部から発振されたレーザ光を選択的に反射させてレーザビームを前記改質予定領域内へ選択的に照射させる空間光変調器を備える
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。
【請求項９】
前記空間光変調器は、多数のマイクロミラーがマトリクス状に配置され、該マイクロミラーのそれぞれが個別に、前記非晶質シリコン膜の表面へのレーザビームの照射状態と非照射状態とに切り換え可能に選択駆動される
請求項８に記載のレーザアニール装置。
【請求項１０】
前記空間光変調器と前記非晶質シリコン膜との間に投影レンズが配置され、
前記空間光変調器は、前記投影レンズの光軸或いは鉛直軸の周りに回転可能に設けられ、
前記第２のレーザ光のビームスポットを移動させたときに、前記マイクロミラー同士の間隙が反映されないように、前記マイクロミラーからのレーザビームの投影領域が前記改質予定領域内で稠密となる向きに前記空間光変調器が変位可能である
請求項９に記載のレーザアニール装置。
【請求項１１】
前記結晶化シリコン膜は、多結晶シリコン膜、疑似単結晶シリコン膜から選ばれる
請求項１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】
非晶質シリコン膜の改質を行う改質予定領域にレーザ光を照射して前記改質予定領域を結晶化シリコン膜に成長させて改質を行うレーザアニール方法であって、
前記非晶質シリコン膜に種結晶領域を形成する第１のレーザ光の照射を行う第１照射工程と、
前記種結晶領域を起点として、前記非晶質シリコン膜の表面に第２のレーザ光のビームスポットを、前記改質予定領域内を網羅するように移動させて照射し、前記改質予定領域内の前記非晶質シリコン膜が前記結晶化シリコン膜になるように改質させる第２照射工程と、
を備えるレーザアニール方法。
【請求項１３】
前記改質予定領域は、薄膜トランジスタのチャネル層領域である
請求項１２に記載のレーザアニール方法。
【請求項１４】
前記第１照射工程の前記第１のレーザ光の照射における照射エネルギー量は、前記非晶質シリコン膜が種結晶として微結晶化する条件に設定し、
前記第２照射工程の前記第２のレーザ光の照射は、連続発振レーザ光を用いて連続照射する
請求項１２または請求項１３に記載のレーザアニール方法。
【請求項１５】
前記第２照射工程で用いる前記連続発振レーザ光をパルス化して前記第１のレーザ光として照射する
請求項１４に記載のレーザアニール方法。
【請求項１６】
前記第１照射工程と前記第２照射工程では、互いに異なる光源を用いる
請求項１２から請求項１４のいずれか一項に記載のレーザアニール方法。
【請求項１７】
前記改質予定領域は、矩形状であり、
前記第１照射工程では、前記改質予定領域における互いに平行をなす一対の辺のうちの一方の辺に沿って一列の前記種結晶領域を形成させ、
前記第２照射工程では、前記一列の前記種結晶領域を起点として、前記改質予定領域における互いに対向する前記一対の辺のうちの他方の辺に向けて前記第２のレーザ光のビームスポットを移動させる
請求項１２から請求項１６のいずれか一項に記載のレーザアニール方法。
【請求項１８】
前記改質予定領域は、矩形状であり、
前記第１照射工程では、前記改質予定領域における一つの角部に前記種結晶領域を形成させ、
前記第２照射工程では、前記角部に形成した前記種結晶領域を起点として、前記第２のレーザ光のビームスポットを、前記一つの前記角部を含む辺から、当該一つの前記角部を含む辺と互いに平行をなす一対の辺の他方の辺まで、ジグザグに移動させる
請求項１２から請求項１６のいずれか一項に記載のレーザアニール方法。
【請求項１９】
前記第１照射工程と前記第２照射工程は、レーザ光を選択的に反射させてレーザビームを前記改質予定領域内へ選択的に照射させる空間光変調器と、を用いて行う
請求項１２から請求項１８のいずれか一項に記載のレーザアニール方法。
【請求項２０】
前記空間光変調器は、多数のマイクロミラーがマトリクス状に配置され、該マイクロミラーのそれぞれが個別に、前記非晶質シリコン膜の表面へのレーザビームの照射状態と非照射状態とに切り換え可能に選択駆動される
請求項１９に記載のレーザアニール方法。
【請求項２１】
前記空間光変調器は、前記改質予定領域に対して、
前記第２のレーザ光のビームスポットを移動させたときに、前記マイクロミラー同士の間隙が反映されないように、前記マイクロミラーからのレーザビームの投影領域が前記改質予定領域内で稠密となる向きに配置する
請求項２０に記載のレーザアニール方法。
【請求項２２】
前記結晶化シリコン膜は、多結晶シリコン膜、疑似単結晶シリコン膜から選ばれる
請求項１２から請求項２１のいずれか一項に記載のレーザアニール方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザアニール装置に関する。
に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ:Organic Electroluminescence Display）などの薄型ディスプレイ（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】
ＴＦＴにおけるソースとドレインを結ぶ方向（ソース・ドレイン方向）の移動度を高めるため、ソース・ドレイン方向に沿って疑似単結晶シリコンを、横方向（ラテラル）結晶成長させる技術が知られている。また、ＦＰＤにおける表示部に多結晶シリコン膜をチャネル層とするＴＦＴを作製し、表示部の周辺に作製する駆動回路には高移動度の疑似単結晶シリコン膜をチャネル層とするＴＦＴを作製する技術が知られている（特許文献１参照）。この特許文献１では、駆動回路におけるスイッチング素子のソース・ドレイン方向に応じて、成長方向が第１の方向のチャネル層と第２の方向のチャネル層とを混在するように形成する技術が開示されている。この従来技術では、基板上の全面に形成された非晶質シリコン膜の全面に対して、エキシマレーザアニールを行って基板上に多結晶シリコン膜を全面に形成している。加えて、この従来技術では、基板上の必要箇所に、第１の方向に移動する連続発振（ＣＷ：Continuous Wave）レーザ光によるアニールを行って第１の方向に成長させた疑似単結晶シリコン膜を形成する工程と、第２の方向に移動するＣＷレーザ光によるアニールを行って第２の方向に成長させた疑似単結晶シリコン膜を形成する工程と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４１９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、従来技術では、ラテラル結晶成長で疑似単結晶シリコン膜を形成する前処理として、基板上の非晶質シリコン膜の全面にエキシマレーザアニールを行って多結晶シリコン膜を形成する工程を要する。近年、ＦＰＤの大型化がさらに進んでおり、この従来技術のように基板全面にエキシマレーザアニールを施した場合、チャネル層以外の領域に形成された多結晶シリコン膜をパターニングとエッチングするプロセスが必要となる。したがって、この従来技術では、製造コストが嵩むという問題がある。また、この従来技術では、多結晶シリコン膜の形成に際してはエキシマレーザアニール装置を用い、疑似単結晶シリコン膜の形成に際してはＣＷレーザを光源とするＣＷレーザアニール装置を用いるため、装置コストが嵩むという問題がある。さらに、この従来技術では、多くの工程を必要とするため、タクトタイムがかかってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、多結晶シリコン膜や疑似単結晶シリコン膜を必要な領域に選択的に形成でき、製造コストを下げることができ、タクトタイムを短縮できるレーザアニール装置およびレーザアニール方法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】
【０００８】
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を行う改質予定領域にレーザ光を照射して前記改質予定領域を結晶化シリコン膜に成長させて改質を行うレーザアニール装置であって、第１のレーザ光と第２のレーザ光とを発振するレーザ光源部と、前記レーザ光源部から発振されたレーザ光を前記非晶質シリコン膜の表面へ選択的に照射させるレーザビーム照射部と、を備え、前記レーザ光源部から発振された前記第１のレーザ光を、前記非晶質シリコン膜に照射して種結晶領域を形成する第１照射と、前記レーザ光源部から発振された前記第２のレーザ光を、前記種結晶領域を起点として、前記非晶質シリコン膜の表面に照射する前記第２のレーザ光のビームスポットを、前記改質予定領域内を網羅するように移動させて、前記改質予定領域内の前記非晶質シリコン膜が前記結晶化シリコン膜になるように改質させる第２照射と、を行うことを特徴とする。
【０００９】
上記態様としては、前記改質予定領域は、薄膜トランジスタのチャネル層領域であることが好ましい。
【００１０】
上記態様としては、前記第１照射は、前記非晶質シリコン膜が種結晶として微結晶化する条件のエネルギー量に設定され、前記第２のレーザ光は連続発振レーザ光であり、前記第２照射は、連続発振レーザ光を連続照射することが好ましい。
【００１１】
上記態様としては、前記レーザ光源部は、連続発振レーザ光を発振する光源を備え、前記第１照射に際して、前記光源から連続発振されたレーザ光をパルス化して前記第１のレーザ光を発振し、前記第２照射に際して、前記光源から発振された連続発振レーザ光を直接発振することが好ましい。
【００１２】
上記態様としては、前記レーザ光源部は、互いに異なる光源を備え、前記第１照射と前記第２照射は、互いに異なる光源を用いることが好ましい。
【００１３】
上記態様としては、前記改質予定領域は、矩形状であり、前記第１照射は、前記改質予定領域における互いに平行をなす一対の辺のうちの一方の辺に沿って一列の前記種結晶領域を形成し、前記第２照射は、前記一列の前記種結晶領域を起点として、前記改質予定領域における互いに対向する前記一対の辺のうちの他方の辺に向けて前記第２のレーザ光の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、前記改質予定領域は、矩形状であり、前記第１照射は、前記改質予定領域における一つの角部に前記種結晶領域を形成し、前記第２照射は、前記角部に形成した前記種結晶領域を起点として、前記第２のレーザ光のビームスポットを、前記一つの前記角部を含む辺から、当該一つの前記角部を含む辺と互いに平行をなす一対の辺の他方の辺まで、ジグザグに移動させることが好ましい。
【００１５】
上記態様としては、前記レーザビーム照射部は、前記レーザ光源部から発振されたレーザ光を選択的に反射させてレーザビームを前記改質予定領域内へ選択的に照射させる空間光変調器を備えることが好ましい。
【００１６】
上記態様としては、前記空間光変調器は、多数のマイクロミラーがマトリクス状に配置され、該マイクロミラーのそれぞれが個別に、前記非晶質シリコン膜の表面へのレーザビームの照射状態と非照射状態とに切り換え可能に選択駆動されることが好ましい。
【００１７】
上記態様としては、前記空間光変調器と前記非晶質シリコン膜との間に投影レンズが配置され、前記空間光変調器は、前記投影レンズの光軸或いは鉛直軸の周りに回転可能に設けられ、前記第２のレーザ光のビームスポットを移動させたときに、前記マイクロミラー同士の間隙が反映されないように、前記マイクロミラーからのレーザビームの投影領域が前記改質予定領域内で稠密となる向きに前記空間光変調器が変位可能であることが好ましい。
【００１８】
上記態様としては、前記結晶化シリコン膜は、多結晶シリコン膜、疑似単結晶シリコン膜から選ばれることが好ましい。
【００１９】
本発明の他の態様としては、非晶質シリコン膜の改質を行う改質予定領域にレーザ光を照射して前記改質予定領域を結晶化シリコン膜に成長させて改質を行うレーザアニール方法であって、前記非晶質シリコン膜に種結晶領域を形成する第１のレーザ光の照射を行う第１照射工程と、前記種結晶領域を起点として、前記非晶質シリコン膜の表面に第２のレーザ光のビームスポットを、前記改質予定領域内を網羅するように移動させて照射し、前記改質予定領域内の前記非晶質シリコン膜が前記結晶化シリコン膜になるように改質させる第２照射工程と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
上記態様としては、前記改質予定領域は、薄膜トランジスタのチャネル層領域であることが好ましい。
【００２１】
上記態様としては、前記第１照射工程の前記第１のレーザ光の照射における照射エネルギー量は、前記非晶質シリコン膜が種結晶として微結晶化する条件に設定し、前記第２照射工程の前記第２のレーザ光の照射は、連続発振レーザ光を用いて連続照射することが好ましい。
【００２２】
上記態様としては、前記第２照射工程で用いる前記連続発振レーザ光をパルス化して前記第１のレーザ光として照射することが好ましい。
【００２３】
上記態様としては、前記第１照射工程と前記第２照射工程では、互いに異なる光源を用いることが好ましい。
【００２４】
上記態様としては、前記改質予定領域は、矩形状であり、前記第１照射工程では、前記改質予定領域における互いに平行をなす一対の辺のうちの一方の辺に沿って一列の前記種結晶領域を形成させ、前記第２照射工程では、前記一列の前記種結晶領域を起点として、前記改質予定領域における互いに対向する前記一対の辺のうちの他方の辺に向けて前記第２のレーザ光のビームスポットを移動させることが好ましい。
【００２５】
上記態様としては、前記改質予定領域は、矩形状であり、前記第１照射工程では、前記改質予定領域における一つの角部に前記種結晶領域を形成させ、前記第２照射工程では、前記角部に形成した前記種結晶領域を起点として、前記第２のレーザ光のビームスポットを、前記一つの前記角部を含む辺から、当該一つの前記角部を含む辺と互いに平行をなす一対の辺の他方の辺まで、ジグザグに移動させることが好ましい。
【００２６】
上記態様としては、前記第１照射工程と前記第２照射工程は、レーザ光を選択的に反射させてレーザビームを前記改質予定領域内へ選択的に照射させる空間光変調器と、を用いて行うことが好ましい。
【００２７】
上記態様としては、前記空間光変調器は、多数のマイクロミラーがマトリクス状に配置され、該マイクロミラーのそれぞれが個別に、前記非晶質シリコン膜の表面へのレーザビームの照射状態と非照射状態とに切り換え可能に選択駆動されることが好ましい。
【００２８】
上記態様としては、前記空間光変調器は、前記改質予定領域に対して、前記第２のレーザ光のビームスポットを移動させたときに、前記マイクロミラー同士の間隙が反映されないように、前記マイクロミラーからのレーザビームの投影領域が前記改質予定領域内で稠密となる向きに配置することが好ましい。
【００２９】
上記態様としては、前記結晶化シリコン膜は、多結晶シリコン膜、疑似単結晶シリコン膜から選ばれることが好ましい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係るレーザアニール装置およびレーザアニール方法によれば、多結晶シリコン膜や疑似単結晶シリコン膜を必要な領域に選択的に形成でき、製造工程数を削減して製造コストを下げることができ、タクトタイムを短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係るレーザアニール装置の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係るレーザアニール装置におけるマイクロミラーの配置例を模式的に示す説明図である。
【図３】図３は、非晶質シリコン膜に対してレーザ光を照射したときに形成される結晶構造が成立する領域を、照射するレーザ光のパワー密度条件と、非晶質シリコン膜（被処理基板）側のスキャン速度条件と、の観点から示すマップである。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係るレーザアニール装置を用いたレーザアニール方法の第１実施例において、種結晶領域を形成する第１照射の工程を示す説明図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係るレーザアニール装置を用いたレーザアニール方法の第１実施例において、第１照射の工程で形成した種結晶領域を起点にして第２照射を行う工程を示す説明図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係るレーザアニール装置を用いたレーザアニール方法の第１実施例において、第２照射の工程により改質予定領域を全て疑似単結晶シリコン膜に改質した状態を示す説明図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態に係るレーザアニール装置を用いたレーザアニール方法の第２実施例において、種結晶領域を形成する第１照射の工程を示す説明図ある。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態に係るレーザアニール装置を用いたレーザアニール方法の第２実施例において、第１照射の工程で形成した種結晶領域を起点にして第２照射を行う工程を示す説明図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施の形態に係るレーザアニール装置を用いたレーザアニール方法の第２実施例において、第２照射の工程により改質予定領域を全て疑似単結晶シリコン膜に改質した状態を示す説明図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るレーザアニール装置の概略構成図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３の実施の形態に係るレーザアニール装置において、デジタルマイクロミラーデバイスから選択的に照射されるビームスポットを改質予定領域に対して相対的に移動させたときのレーザビームの投影領域とデジタルマイクロミラーデバイスの配置状態を概念的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、本発明の実施の形態に係る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。
【００３３】
本発明のレーザアニール装置は、レーザ光を発振するレーザ光源部と、このレーザ光源部から発振されたレーザ光を非晶質シリコン膜の表面へ選択的に照射させるレーザビーム照射部と、を備え、レーザ光源部から発振された第１のレーザ光を、非晶質シリコン膜に照射して種結晶領域を形成する第１照射と、レーザ光源部から発振された第２のレーザ光を、種結晶領域を起点として、非晶質シリコン膜の表面に照射する第２のレーザ光のビームスポットを、改質予定領域内を網羅するように移動させて、改質予定領域内の前記非晶質シリコン膜が結晶化シリコン膜になるように改質させる第２照射と、を共に行うことを可能にする。
【００３４】
本発明のレーザアニール方法は、非晶質シリコン膜に種結晶領域を形成する第１のレーザ光の照射を行う第１照射工程と、種結晶領域を起点として、非晶質シリコン膜の表面に第２のレーザ光のビームスポットを、改質予定領域内を網羅するように移動させて照射し、改質予定領域内の非晶質シリコン膜が結晶化シリコン膜になるように改質させる第２照射工程と、を備える。
【００３５】
［第１の実施の形態］
レーザアニール装置の構成の説明に先駆けて、レーザアニール装置でアニール処理を行う被処理基板の一例について説明する。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の表面に互いに平行をなすように配置された複数のゲート配線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。この被処理基板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。図４から図６に示すように、本実施の形態では、被処理基板１は、レーザアニール処理において、ゲート配線３の長手方向（搬送方向Ｔ）に沿って搬送される。
【００３６】
図４から図６に示すように、ゲート配線３の上方に成膜された非晶質シリコン膜５には、最終的にはＴＦＴのチャネル層領域となる矩形状の改質予定領域６が設定されている。この改質予定領域６は、ゲート配線３に沿って複数が設定されている。この改質予定領域６の幅寸法Ｗ（図４参照）は、作製するＴＦＴのチャネル層の幅寸法と略同じ寸法に設定されている。
【００３７】
（レーザアニール装置の概略構成）
以下、図１から図３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、レーザ光源部１２と、レーザビーム照射部１３と、制御部１４と、を備える。
【００３８】
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、搬送方向（スキャン方向）Ｔに向けて搬送する。図４から図６に示すように、この搬送方向Ｔは、ゲート配線３の延在方向と同一方向である。すなわち、本実施の形態では、アニール処理時にはレーザビーム照射部１３は移動せず、被処理基板１を移動させるようになっている。
【００３９】
図１に示すように、レーザ光源部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ＣＷレーザ光源１５と、このＣＷレーザ光をパルス化して第１のレーザ光としてのＣＷレーザパルス光を発生させるパルス発生器１６と、これら連続発振レーザ光やＣＷレーザパルス光をレーザビーム照射部１３側へ向けて出射する光出射部１７と、を備える。このレーザ光源部１２は、第２のレーザ光としてのＣＷレーザ光を直接出射することと、ＣＷレーザ光源１５から出射されたＣＷレーザ光をパルス化した第１のレーザ光としてのＣＷレーザパルス光を出射すること、との２種類のレーザ光の出射ができるように設定されている。レーザ光源部１２では、光出射部１７から、レーザビーム照射部１３における後述するデジタルマイクロミラーデバイス１８側へ向けてレーザビームＬＢを出射する。
【００４０】
ＣＷレーザ光源１５としては、半導体レーザ、固体レーザ、液体レーザ、気体レーザなどの各種のレーザを用いることが可能である。
【００４１】
レーザビーム照射部１３は、図示しない支持フレームなどにより、基台１１の上方に配置されている。レーザビーム照射部１３は、空間光変調器としてのデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital Micro-mirror Device, Texas Instruments 社の登録商標）１８と、ダンパ（アブソーバ）１９と、マイクロレンズアレイ２０と、投影レンズ２１と、を備える。
【００４２】
図１および図２に示すように、デジタルマイクロミラーデバイス（以下、ＤＭＤという）１８は、駆動基板（ＣＭＯＳ基板）２２と、多数のマイクロミラー（薄膜ミラー）２３（２３Ａ〜２３Ｆ：Ａ〜Ｆの列にそれぞれ６つの符号を付す）と、を備えている。本実施の形態では、説明の便宜上、マイクロミラー２３の数を３６として説明するが、実際の数は数十万個以上である。マイクロミラー２３は、一辺の長さが十数μm程度の正方形状に形成されている。駆動基板２２には、多数のピクセル領域がマトリクス状に配置され、個々のピクセル領域にはＣＭＯＳ ＳＲＡＭセルが構成されている。
【００４３】
マイクロミラー２３は、駆動基板２２の上にそれぞれのＣＭＯＳ ＳＲＡＭセルに対応して配置されている。マイクロミラー２３は、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)技術により設けられている。それぞれのマイクロミラー２３は、２つの位置に移動可能に設けられている。具体的には、基板面に対して例えば、＋１０度の角度と−１０度の角度をなす２つの位置に回転移動するようになっている。マイクロミラー２３は、ＣＭＯＳ ＳＲＡＭセル側からの出力データに対応して、上記２つの位置に変位するように駆動される。
【００４４】
図１に示すように、アレイを構成する多数のマイクロミラー２３には、レーザ光源部１２側からレーザビームＬＢが一括して入射するようになっている。そして、それぞれのマイクロミラー２３（２３Ａ〜２３Ｆ）は、上記の２つの位置に選択的に移動することにより、レーザビームＬＢの一部のレーザ光を２つの方向に反射するように設定されている。これら２つの方向のうちの一方の方向は、レーザビームＬＢの一部のレーザ光をダンパ１９に向かわせる方向であり、２つの方向のうちの他方の方向は、レーザビームＬＢの一部のレーザ光を被処理基板１の表面に向かわせる方向である。
【００４５】
図１においては、ＤＭＤ１８の所定の列におけるそれぞれのマイクロミラー（２３Ａ１，２３Ａ２，２３Ａ３，２３Ａ４，２３Ａ５，２３Ａ６）から反射されたレーザ光を６本のレーザビームＬＢｄ１，ＬＢｄ２，ＬＢｄ３，ＬＢｄ４，ＬＢｄ５，ＬＢｄ６で模式的に示している。本実施の形態では、マイクロミラー２３Ａ１，２３Ａ２，２３Ａ３，２３Ａ４，２３Ａ５，２３Ａ６を備える列を用いるが、他の列のマイクロミラー２３を用いてもよい。
【００４６】
ダンパ１９は、マイクロミラー２３がオフ状態（例えば、駆動基板２２に対する角度が−１０度の状態、非照射状態）ときに、オフ状態のマイクロミラー２３で反射されたレーザ光を受け入れる位置に配置されている。
【００４７】
マイクロレンズアレイ２０は、例えば、フライアイレンズなどを用いることができる。マイクロレンズアレイ２０は、オン状態（例えば、駆動基板２２に対する角度が＋１０度の状態、照射状態）のマイクロミラー２３で反射されたレーザビームＬＢｄ（ＬＢｄ１〜ＬＢｄ６など）をビームの独立を保った状態で投影レンズ２１へ導くように設定されている。投影レンズ２１は、導入されたレーザビームＬＢｄ（ＬＢｄ１〜ＬＢｄ６など）をビームの独立を保った状態で被処理基板１の表面に結像させるように設定されている。
【００４８】
制御部１４は、基台１１に設けられた図示しない基板搬送手段と、レーザ光源部１２と、ＤＭＤ１８と、の制御を行う。具体的には、制御部１４は、図示しない基板搬送手段を駆動制御して被処理基板１を搬送方向Ｔへ向けて所定の速度で移動させるように設定されている。また、制御部１４は、図示しない位置検出手段から被処理基板１における改質予定領域６（図４から図６を参照）の位置情報が入力されるように設定されている。
【００４９】
また、制御部１４は、レーザ光源部１２と、レーザビーム照射部１３と、を駆動制御して、被処理基板１に対して第１照射と第２照射とを行わせるように設定されている。
【００５０】
第１照射に際して、制御部１４は、レーザ光源部１２から第１のレーザ光としてのパルスレーザ光を出射させる。本実施の形態においては、このパルスレーザ光の出力は比較的低エネルギーに設定する。
【００５１】
第２照射に際しては、制御部１４は、レーザ光源部１２から第２のレーザ光としてのＣＷレーザ光を連続して出射させる。本実施の形態においては、ＣＷレーザ光の出力は比較的高く設定している。第１照射および第２照射を行わないときは、レーザ光源部１２をオフにするか、またはＤＭＤ１８における全てのマイクロミラー２３（２３Ａ〜２３Ｆ）を、レーザビームＬＢをダンパ１９に向けて反射させるオフ状態にするように設定されている。
【００５２】
制御部１４は、改質予定領域６の上記位置情報データに基づいて、改質予定領域６が基台１１に対して所定の位置に到達したときに、ＤＭＤ１８へ駆動信号を出力するように設定されている。上記駆動信号が入力されたＤＭＤ１８は、所定の列のマイクロミラー２３（例えば、２３Ａ１，２３Ａ２，２３Ａ３，２３Ａ４，２３Ａ５，２３Ａ６）をオン状態にするように制御される。
【００５３】
上記の複数のマイクロミラー２３がオン状態になると、レーザ光源部１２から出射されたパルスレーザ光でなるレーザビームＬＢは、これらマイクロミラー２３（２３Ａ１，２３Ａ２，２３Ａ３，２３Ａ４，２３Ａ５，２３Ａ６）で反射されて被処理基板１の表面に入射する。
【００５４】
それぞれのマイクロミラー２３から反射されたレーザビームＬＢｄ１，ＬＢｄ２，ＬＢｄ３，ＬＢｄ４，ＬＢｄ５，ＬＢｄ６は、改質予定領域６における所定領域（例えば、周縁部）にビームスポットを投影する（第１照射）。非晶質シリコン膜５に対して第１照射を行うことによって、例えば、図４に示すように、改質予定領域６の所定位置に種結晶領域５Ａ１，５Ａ２，５Ａ３，５Ａ４，５Ａ５，５Ａ６などが形成できる。なお、本実施の形態においては、これら種結晶領域５Ａ１，５Ａ２，５Ａ３，５Ａ４，５Ａ５，５Ａ６などを形成するために、微結晶化する条件のエネルギー量および被処理基板１のスキャン速度に設定されている。
【００５５】
また、制御部１４は、上記位置情報に基づいて、レーザ光源部１２およびレーザビーム照射部１３を駆動制御して、改質予定領域６に対して第２照射を行うように設定されている。具体的には、上記の種結晶領域５Ａ１，５Ａ２，５Ａ３，５Ａ４，５Ａ５，５Ａ６などを起点として、第２のレーザ光としてのＣＷレーザ光のビームスポットを非晶質シリコン膜５の表面に投影させる。その後、ビームスポットの軌跡が改質予定領域６内を網羅して移動するように設定されている。なお、第２照射によってＣＷレーザ光のビームスポットが改質予定領域６を網羅するように移動させる方法については、後述するアニール方法の第１実施例および第２実施例において説明する。
【００５６】
この第２照射によって、改質予定領域６内の非晶質シリコン膜５が結晶化シリコン膜としての疑似単結晶（以下、ラテラル結晶ともいう）シリコン膜５Ｂになるように条件設定されている。なお、この第２照射において、制御部１４は、ＣＷレーザ光源１５から発振されたＣＷレーザ光をパルス発生器１６介さずに光出射部１７から直接連続照射するように制御する。
【００５７】
図３は、非晶質シリコン膜５に対してレーザ光を照射したときに形成される結晶構造が成立する条件の領域を、照射するレーザ光のパワー密度条件と、非晶質シリコン膜（被処理基板）側のスキャン速度条件と、の観点から示すマップである。本実施の形態に係るレーザアニール装置１０は、図３に示すような内容のマップが格納された図示しない記憶手段を備える。制御部１４は、随時このマップを参照して、第１照射と第２照射を行う。
【００５８】
具体的には、制御部１４は、第１照射に際して、被処理基板１のスキャン速度およびレーザ光源部１２から出射するパルスレーザ光ＰＬ（図４参照）のパワー密度が、図３に示すマップにおける微結晶領域の成立する条件になるように制御する。制御部１４は、第２照射に際して、被処理基板１のスキャン速度およびレーザ光源部１２から出射するＣＷレーザ光ＣＷＬ（図５参照）のパワー密度が、図３に示すマップにおけるラテラル結晶（疑似単結晶）領域の成立する条件になるように制御する。
【００５９】
以上、本実施の形態に係るレーザアニール装置１０の構成について説明したが、以下に、レーザアニール装置１０を用いてレーザアニール方法の第１および第２実施例ならびにそれぞれの方法伴う動作について説明する。
【００６０】
（レーザアニール方法の第１実施例）
図４から図６は、本実施の形態に係るレーザアニール装置１０を用いたレーザアニール方法の第１実施例における各工程を示す。まず、レーザアニール装置１０では、被処理基板１を搬送方向Ｔに沿って所定のスキャン速度で走行させる。
【００６１】
〈レーザアニール方法の第１実施例における第１照射工程〉
図４は、第１照射の工程を示している。レーザアニール装置１０の制御部１４は、改質予定領域６の位置情報に基づいて改質予定領域６が所定の位置に到達したときに、ＤＭＤ１８へ駆動信号を出力する。駆動信号に基づいて、上記駆動信号が入力されたＤＭＤ１８は、予め設定した列のマイクロミラー２３Ａ１，２３Ａ２，２３Ａ３，２３Ａ４，２３Ａ５，２３Ａ６をオン状態にする。
【００６２】
図４は、列をなす複数のマイクロミラー２３Ａ１，２３Ａ２，２３Ａ３，２３Ａ４，２３Ａ５，２３Ａ６がオン状態（オン状態のマイクロミラー２３には斜線を付す）を示す。この状態で、レーザ光源部１２から出射されたパルスレーザ光でなるレーザビームＬＢは、これらマイクロミラー２３Ａ１，２３Ａ２，２３Ａ３，２３Ａ４，２３Ａ５，２３Ａ６で反射されたレーザビームＬＢｄ１，ＬＢｄ２，ＬＢｄ３，ＬＢｄ４，ＬＢｄ５，ＬＢｄ６となる。これらレーザビームＬＢｄ１，ＬＢｄ２，ＬＢｄ３，ＬＢｄ４，ＬＢｄ５，ＬＢｄ６は、図４に示すパルスレーザ光ＰＬであり改質予定領域６の一辺部（搬送方向Ｔの下流側の縁部）近傍に一列をなすように入射する。この結果、図４に示すように、改質予定領域６の搬送方向Ｔの下流側端縁部に沿って、種結晶領域５Ａ１，５Ａ２，５Ａ３，５Ａ４，５Ａ５，５Ａ６が形成される。これら種結晶領域５Ａ１，５Ａ２，５Ａ３，５Ａ４，５Ａ５，５Ａ６は、非晶質シリコン膜５が微結晶シリコンに変化したものである。
【００６３】
〈レーザアニール方法の第１実施例における第２照射工程〉
図５および図６は、第２照射の工程を示している。上記第１照射工程の終了直後、制御部１４は、改質予定領域６の位置情報に基づいて、レーザ光源部１２およびレーザビーム照射部１３を駆動制御して、改質予定領域６に対して第２照射を開始する。
【００６４】
図５に示すように、この第２照射工程は、上記の種結晶領域５Ａ１，５Ａ２，５Ａ３，５Ａ４，５Ａ５，５Ａ６を起点として、第２のレーザ光としてのＣＷレーザ光ＣＷＬのビームスポットを非晶質シリコン膜５の表面に投影させてアニールを行う。図５および図６は、第２照射にも用いる複数のマイクロミラー２３Ａ１，２３Ａ２，２３Ａ３，２３Ａ４，２３Ａ５，２３Ａ６のオン状態（オン状態のマイクロミラー２３には格子状の斜線を付す）を示す。このとき、種結晶領域５Ａ１，５Ａ２，５Ａ３，５Ａ４，５Ａ５，５Ａ６を構成する微結晶シリコンが種結晶として機能して、非晶質シリコン膜５が疑似単結晶（ラテラル結晶）化することを促進させて良質な疑似単結晶シリコン膜５Ｂが形成できる。
【００６５】
図６に示すように、それぞれのＣＷレーザ光ＣＷＬのビームスポットの軌跡が改質予定領域６の搬送方向Ｔの上流側の縁部（一辺）まで到達するまで第２照射を行う。この結果、図６に示すように、改質予定領域６内を略網羅するように疑似単結晶シリコン膜５Ｂを成長させることができる。
【００６６】
この第１のレーザアニール方法で形成された疑似単結晶シリコン膜５Ｂは、種結晶領域５Ａ１，５Ａ２，５Ａ３，５Ａ４，５Ａ５，５Ａ６を起点として、搬送方向Ｔの下流側から上流側へ向けてアニールを施している。このため、形成された疑似単結晶シリコン膜５Ｂでは、搬送方向Ｔに沿った移動度（電子移動度）が、搬送方向Ｔに直交する方向の移動度よりも大きくなる傾向がある。しかし、図３に示すマップの条件範囲内で、例えば、第２照射における、パワー密度やスキャン速度を選定することにより、方向依存性の少ない移動度を持つ疑似単結晶シリコン膜５Ｂを形成することが可能である。
【００６７】
なお、図４から図６に示すように、このレーザアニール方法の第１実施例では、種結晶領域５Ａ１，５Ａ２，５Ａ３，５Ａ４，５Ａ５，５Ａ６同士が間隔を置くように描いているが、パルスレーザ光ＰＬのビームスポットの大きさやマイクロミラー２３の配置密度などにより境界のない種結晶領域とすることが可能である。
【００６８】
また、図５および図６においては、説明の便宜上、種結晶領域５Ａ１，５Ａ２，５Ａ３，５Ａ４，５Ａ５，５Ａ６が疑似単結晶シリコン膜５Ｂを形成した後に大きく残存するように描いている。これら種結晶領域５Ａ１，５Ａ２，５Ａ３，５Ａ４，５Ａ５，５Ａ６を起点として第２照射を行う条件を設定することにより、多くは疑似単結晶化できる。
【００６９】
（レーザアニール方法の第２実施例）
図７から図９は、本実施の形態に係るレーザアニール装置１０を用いたレーザアニール方法の第２実施例における各工程を示す。まず、レーザアニール装置１０では、被処理基板１を搬送方向Ｔに沿って所定のスキャン速度で走行させる。
【００７０】
〈レーザアニール方法の第２実施例における第１照射工程〉
図７は、第１照射工程を示している。レーザアニール装置１０の制御部１４は、改質予定領域６の位置情報に基づいて改質予定領域６が所定の位置に到達したときに、ＤＭＤ１８へ駆動信号を出力する。駆動信号に基づいて、上記駆動信号が入力されたＤＭＤ１８は、予め設定した列のうちの１つのマイクロミラー２３Ａ１のみをオン状態にする。
【００７１】
図７は、マイクロミラー２３Ａ１がオン状態（オン状態のマイクロミラー２３には斜線を付す）を示す。この状態で、レーザ光源部１２から出射されたパルスレーザ光でなるレーザビームＬＢは、マイクロミラー２３Ａ１で反射されたレーザビームＬＢｄ１となる。レーザビームＬＢｄ１は、図７に示すパルスレーザ光ＰＬであり改質予定領域６の一つの角部（搬送方向Ｔの下流側の一辺の幅方向の一端部）に入射する。この結果、図７に示すように、上記角部に、種結晶領域５Ａ１が形成される。この種結晶領域５Ａ１は、非晶質シリコン膜５が微結晶シリコンに変化したものである。
【００７２】
〈レーザアニール方法の第２実施例における第２照射工程〉
図８および図９は、第２照射工程を示している。上記第１照射工程の終了直後、制御部１４は、改質予定領域６の位置情報に基づいて、レーザ光源部１２およびレーザビーム照射部１３を駆動制御して、改質予定領域６に対して第２照射を開始する。
【００７３】
図８に示すように、この第２照射工程は、上記の種結晶領域５Ａ１を起点として、第２のレーザ光としてのＣＷレーザ光ＣＷＬのビームスポットを非晶質シリコン膜５の表面に投影させてアニールを行う。図８および図９は、第２照射に用いられる、列をなす複数のマイクロミラー２３Ａ１，２３Ａ２，２３Ａ３，２３Ａ４，２３Ａ５，２３Ａ６のうちのいずれかのオン状態（オン状態のマイクロミラー２３には格子状の斜線を付す）を示す。なお、図８においてオン状態はマイクロミラー２３Ａ２のみであり、図９においてオン状態はマイクロミラー２３Ａ６のみである。
【００７４】
この第２照射では、種結晶領域５Ａ１を起点として、搬送方向Ｔの下流側の一辺の幅方向に沿うように、順次隣接するマイクロミラー２３からのＣＷレーザ光ＣＷＬを漸次連続するように幅方向のアニールを進行させる。すなわち、一列をなすマイクロミラー２３Ａ１，２３Ａ２，２３Ａ３，２３Ａ４，２３Ａ５，２３Ａ６は、順次オン状態を連鎖的にリレーして第２照射を改質予定領域６の幅方向に沿って行う。
【００７５】
この結果、ＣＷレーザ光ＣＷＬにより非晶質シリコン膜５が疑似単結晶シリコン膜５Ｂに成長する。このとき、ＣＷレーザ光ＣＷＬのレーザビームの移動は、改質予定領域６の幅方向であるため、この時点では、幅方向の移動度は搬送方向Ｔの移動度よりも大きくなる。
【００７６】
その後、ＣＷレーザ光ＣＷＬが、改質予定領域６の幅方向の端部に到達したときは、改質予定領域６の幅方向の他方の端部に向かうように、マイクロミラー２３のオン状態を連鎖的にリレーする。この間、被処理基板１は、所定のスキャン速度で少しずつ走行しているため、ＣＷレーザ光ＣＷＬのビームスポットは、搬送方向Ｔの上流側へ相対的に少しずつ移動する。
【００７７】
この折り返しの第２照射工程では、ＣＷレーザ光ＣＷＬのビームスポットが搬送方向Ｔにも移動する要素があるため、第２照射工程によって成長する疑似単結晶シリコン膜５Ｂの移動度は搬送方向Ｔにおいても大きくなる。このような第２照射を改質予定領域６の全幅に亘ってジグザグに移動させることで、移動度の異方性が小さく、高移動度の疑似単結晶シリコン膜５Ｂを得ることができる。図９に示すように、ＣＷレーザ光ＣＷＬのビームスポットの軌跡が改質予定領域６の搬送方向Ｔの上流側の縁部まで到達するまで第２照射を行う。この結果、改質予定領域６内の全体を網羅するように疑似単結晶シリコン膜５Ｂを成長させることができる。
【００７８】
このレーザアニール方法の第２実施例で形成された疑似単結晶シリコン膜５Ｂは、種結晶領域５Ａ１を起点として、ジグザグに移動しながら成長したものであるため、搬送方向Ｔに沿った移動度μと、搬送方向Ｔに直交する方向の移動度とが同等な値になるように形成できる。したがって、被処理基板１上にあらゆる向きのＴＦＴに対応可能なチャネル層領域を作成できる。
【００７９】
（第１の実施の形態に係るレーザアニール装置、レーザアニール方法の効果）
以下、第１の実施の形態にレーザアニール装置１０およびレーザアニール方法の効果を説明する。
【００８０】
本実施の形態に係るレーザアニール装置１０では、１つの装置内で、種結晶を作る工程と、その種結晶を起点にラテラル成長させて疑似単結晶シリコン膜５Ｂを形成する工程と、を行うことを実現できる。
【００８１】
本実施の形態に係るレーザアニール装置１０では、疑似単結晶シリコン膜や多結晶シリコン膜を必要な領域に選択的に形成でき、製造工程数を削減して製造コストを下げることができ、タクトタイムを短縮できる。
【００８２】
特に、本実施の形態に係るレーザアニール装置１０では、パルスレーザ光ＰＬとして、ＣＷレーザ光ＣＷＬをパルス発生器１６でパルス化して用いるため、１つのレーザ光源部１２において、パルスレーザ光ＰＬとＣＷレーザ光ＣＷＬとを実現でき、第１照射工程と第２照射工程とを１つの装置で円滑に行えるという効果がある。
【００８３】
本実施の形態に係るレーザアニール装置１０によれば、改質予定領域６がＴＦＴのチャネル層領域であるため、第２照射を経て形成された疑似単結晶シリコン膜５Ｂをそのままチャネル層領域として用いることができる。したがって、本実施の形態によれば、フォトリソグラフィー工程やウェットエッチング工程などのパターニング工程、パターニング工程後のリンス・洗浄工程などが不要となり、ＴＦＴ基板の製造プロセスを大幅に削減できる。
【００８４】
本実施の形態では、第１照射工程で一列の種結晶領域５Ａ（５Ａ１，５Ａ２...）を起点として、ＣＷレーザ光ＣＷＬのレーザビームを改質予定領域６に対して、相対的に搬送方向Ｔへ移動させることで、一方向に成長する疑似単結晶シリコン膜５Ｂを形成できる。この場合に、第２照射の条件を設定することにより、移動度の異方性を小さく制御することも可能となる。
【００８５】
本実施の形態では、第１照射工程で１つの種結晶領域５Ａ１を起点として、ＣＷレーザ光ＣＷＬのレーザビームを改質予定領域６に対して、ジグザグに移動させて疑似単結晶シリコン膜５Ｂを形成したことにより、移動度の異方性がさらに小さい良質なチャネル層領域を得ることができる。
【００８６】
本実施の形態では、空間光変調器としてＤＭＤ１８を用いることにより、マイクロミラー２３のオン・オフ動作だけで、レーザビームを改質予定領域６の幅方向に対して漸次連続するようにアニールを進行させることができる。このため、被処理基板１を幅方向に移動させたり、レーザビーム照射部１３を被処理基板１の幅方向に移動させたりする必要がない。
【００８７】
［第２の実施の形態］
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るレーザアニール装置１０Ａの概略構成図である。このレーザアニール装置１０Ａは、レーザ光源部として、第１レーザ光源部１２Ａと、第２レーザ光源部１２Ｂと、を備えている。第１レーザ光源部１２Ａは、パルスレーザ光源２５と光出射部２６とを備える。第２レーザ光源部１２ＢはＣＷレーザ光源１５と光出射部１７とを備える。
【００８８】
本実施の形態に係るレーザアニール装置１０Ａでは、第１照射工程は第１レーザ光源部１２Ａを用いて行い、第２照射工程は第２レーザ光源部１２Ｂを用いて行うように設定されている。本実施の形態に係るレーザアニール装置１０Ａの他の構成は、上記した第１の実施の形態に係るレーザアニール装置１０と同様であるため、説明を省略する。
【００８９】
［第３の実施の形態］
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係るレーザアニール装置における要部を示す。本実施の形態においては、ＤＭＤ１８Ａは、改質予定領域６の搬送方向Ｔと直角をなす方向に延びる一対の辺の一方（搬送方向Ｔ下流側）から他方（搬送方向Ｔ上流側）に向けて第２照射工程において第２のレーザ光のビームスポットを移動させたときに、マイクロミラー同士の間隙が反映されないように、マイクロミラー２４からのレーザビームの投影が改質予定領域６内で稠密となるように配置されている。特に、図１１のＤＭＤ１８Ａにおいては、符号２４Ｓで示すマイクロミラーを選択することにより、これらのマイクロミラーからのレーザビームの投影が改質予定領域６内で稠密となる。
【００９０】
本実施の形態では、ＤＭＤ１８Ａが回転移動可能に設けられている。本実施の形態においても、ＤＭＤ１８と非晶質シリコン膜５との間に投影レンズ２１が配置されている。ＤＭＤ１８は、この投影レンズ２１の光軸或いは鉛直軸の周りに回転可能に設けられている。したがって、第２のレーザ光のビームスポットを移動させたときに、マイクロミラー２３同士の間隙が反映されないように、マイクロミラー２３からのレーザビームの投影領域が改質予定領域６内で稠密となる向きにＤＭＤ１８が変位可能となっている。本実施の形態のような構成は、ＤＭＤ１８Ａのマイクロミラー２４の数が少なく、マイクロミラー２４同士の間隔が空いている場合などに有利となる。また、このようにＤＭＤ１８を変位可能としたことにより、用途に応じて搬送方向（走査方向）Ｔと直交する方向のマイクロミラー２３のピッチを切り換えることができる。なお、第１の実施の形態に係るレーザアニール装置１０において、ＤＭＤ１８が本実施の形態のように回転変位できる構成としてもよい。
【００９１】
［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。
【００９２】
例えば、上記の各実施の形態では、ＤＭＤ１８、１８Ａを用いたが、空間光変調器としては、光シャッタ機能を有する液晶セル、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ：Grating Light Valve、シリコン・ライト・マシンズ社の登録商標）、薄膜マイクロミラーアレイ（ＴＭＡ：Thin-film Micro mirror Array）などを用いることも可能である。
【００９３】
上記の各実施の形態では、空間光変調器としてＤＭＤ１８，１８Ａを用いたが、空間光変調器を用いずにレーザビームを移動させる他のビーム移動手段を用いる構成としてもよい。
【００９４】
上記の各実施の形態では、被処理基板１を移動させる構成としたが、被処理基板１の位置を固定し、レーザビーム照射部１３を移動させる構成としても勿論よい。
【００９５】
上記の第１の実施の形態では、パルス発生器１６を用いて、パルスレーザ光ＰＬを発生させたが、マイクロミラー２３を高速で振動させてパルス幅変調することにより、第１照射工程に適した低エネルギー密度にしてもよい。
【００９６】
上記の各実施の形態では、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。なお、多結晶シリコン膜を形成させるための第２のレーザ光としては、ＥＬＡ装置から発振させるエキシマレーザ光を用いることも可能である。
【符号の説明】
【００９７】
ＣＷＬ  ＣＷレーザ光
ＬＢ  レーザビーム
ＰＬ  パルスレーザ光
Ｔ  搬送方向
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
５Ａ１，５Ａ２，５Ａ３，５Ａ４，５Ａ５，５Ａ６  種結晶領域
５Ｂ  疑似単結晶シリコン（結晶化シリコン）膜
６  改質予定領域
１０，１０Ａ  レーザアニール装置
１１  基台
１２  レーザ光源部
１２Ａ  第１レーザ光源部
１２Ｂ  第２レーザ光源部
１３  レーザビーム照射部
１４  制御部
１５  ＣＷレーザ光源
１６  パルス発生器
１７  光出射部
１８  デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ、空間光変調器）
１９  ダンパ
２０  マイクロレンズアレイ
２１  投影レンズ
２２  駆動基板
２３Ａ１〜６  マイクロミラー
２４，２４Ｓ  マイクロミラー
２５  パルスレーザ光源
２６  光出射部
【図１】
2020098866.tif 000003
【図２】
2020098866.tif 000004
【図３】
2020098866.tif 000005
【図４】
2020098866.tif 000006
【図５】
2020098866.tif 000007
【図６】
2020098866.tif 000008
【図７】
2020098866.tif 000009
【図８】
2020098866.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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