(57)【要約】【課題】  結晶のサイズが大きく表面の平坦性が高い半導体結晶薄膜の製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】  基板上に形成された半導体薄膜１１にレーザを照射して半導体結晶薄膜を製造する方法であって、主レーザビームから形成される第１種のスリットビーム群１１１と、第１種のスリットビーム群１１１を含む照射領域を有する副レーザビーム１２０とを用いて、半導体薄膜１１を結晶化させることにより半導体結晶薄膜を形成する工程と、主レーザビームから形成される第２種のスリットビーム群１１２を用いて、半導体結晶薄膜に生じたリッジの高さを低減する工程とを含む半導体結晶薄膜の製造方法。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された半導体薄膜にレーザを照射して半導体結晶薄膜を製造する方法であって、
主レーザビームから形成される第１種のスリットビーム群と、前記第１種のスリットビーム群を含む照射領域を有する副レーザビームとを用いて、前記半導体薄膜を結晶化させることにより前記半導体結晶薄膜を形成する工程と、
主レーザビームから形成される第２種のスリットビーム群を用いて、前記半導体結晶薄膜に生じたリッジの高さを低減する工程とを含む半導体結晶薄膜の製造方法。
【請求項２】
前記第２種のスリットビーム群の照射領域が、副レーザビームの照射領域外に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体結晶薄膜の製造方法。
【請求項３】
前記第２種のスリットビーム群を構成するスリットビームの幅が、前記第１種のスリットビーム群を構成するスリットビームの幅より小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体結晶薄膜の製造方法。
【請求項４】
前記第１種のスリットビーム群と前記第２種のスリットビーム群との間にスリットビームが照射されない領域を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体結晶薄膜の製造方法。
【請求項５】
前記スリットビームが照射されない領域のスリットビーム長さ方向の長さが、スリットビームの長さ方向のピッチと同じであることを特徴とする請求項４に記載の半導体結晶薄膜の製造方法。
【請求項６】
基板上に形成された半導体薄膜にレーザを照射して半導体結晶薄膜を製造する装置であって、
前記半導体薄膜を結晶化させて前記半導体結晶薄膜を形成させるための、主レーザビームから第１種スリットビーム群を形成する第１種のレーザビーム群形成装置と、前記第１種のスリットビーム群を含む照射領域を有する副レーザビームの形成装置と、
前記半導体結晶薄膜に生じたリッジの高さを低減するための、主レーザビームから第２種のスリットビーム群形成装置とを含む半導体結晶薄膜の製造装置。
【請求項７】
前記第２のスリットビーム群の照射領域が、前記副レーザビームの照射領域外に設定されていることを特徴とする請求項６に記載の半導体結晶薄膜の製造装置。
【請求項８】
前記副レーザビームの光源が炭酸ガスレーザである請求項６または請求項７に記載の半導体結晶薄膜の製造装置。
【請求項９】
基板上に形成された半導体薄膜にレーザを照射して半導体結晶薄膜を製造する方法に用いられるフォトマスクであって、
主レーザビームから第１種のスリットビーム群を形成するための第１種のスリット群と、前記主レーザビームから第２種のスリットビーム群を形成するための第２種のスリット群とを含むフォトマスク。
【請求項１０】
前記第２種のスリット群を構成するスリットの幅が、前記第１種のスリット群を構成するスリットの幅より小さいことを特徴とする請求項９に記載のフォトマスク。
【請求項１１】
前記第１種のスリット群と第２種のスリット群との間に、スリットがない領域を有することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のフォトマスク。
【請求項１２】
前記スリットがない領域のスリット長さ方向の長さが、スリットの長さ方向のピッチと同じであることを特徴とする請求項１１に記載のフォトマスク。
【請求項１３】
前記第１種のスリット群は、各スリットがスリット幅方向に一定間隔で並んだスリット列となり、前記スリット列がスリット長さ方向に２列以上配列されており、
一つのスリット列に隣接するスリット列の各スリットが、前記一つのスリット列の各スリットに対してスリット幅方向に対して、スリット幅の１／２以下の範囲でずれていることを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれかに記載のフォトマスク。
【請求項１４】
基板上に形成された半導体結晶薄膜を含む半導体素子であって、
前記半導体結晶薄膜は擬直線状に連なるリッジを有し、前記リッジの高さが前記半導体結晶薄膜の厚さの２倍以下である半導体素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギビーム、特にレーザ光を利用した半導体結晶薄膜の製造方法および製造装置ならびにそれらに用いられるフォトマスク、上記半導体結晶薄膜を含む半導体素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピューターや携帯電話機の表示ディスプレーとして、液晶や有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）を用いた平面型の表示装置が多く用いられている。この液晶や有機ＥＬを利用した表示装置には、画素の表示をスイッチングするために非晶質もしくは多結晶のシリコンを活性層として用いた薄膜トランジスタが用いられる。そしてこれらの薄膜トランジスタはガラス基板上に形成されており、薄型で軽量の表示装置を得ることが可能となっている。
【０００３】
このうち、多結晶シリコンの薄膜トランジスタは、非晶質シリコンを用いたトランジスタよりも、電子およびホールなどのキャリアの移動度が高いため、非晶質シリコンの薄膜トランジスタに比較し、多くの長所を有している。
【０００４】
たとえば、電子およびホールなどのキャリアの移動度が高いために、高性能のトランジスタを作ることが可能で、このために、画素部分にスイッチング素子を形成するだけでなく、画素周辺部分のガラス基板上に、より高性能なトランジスタを必要とする駆動回路や画像処理などの機能を有する周辺回路を形成することができる。このため、ドライバＩＣや駆動回路基板を、ガラス基板に実装する必要がなくなるので、表示装置を低価格で提供することが可能となる。
【０００５】
また、その他の長所として、電子およびホールなどのキャリアの移動度が高いために、トランジスタの寸法を微細化できるので、画素部分に形成するスイッチング素子が小さくなり、高開口率化が図れる。このため、高精細であっても高輝度な表示装置を提供することが可能となる。
【０００６】
ここで、多結晶シリコン薄膜の製造方法としては、通常、ガラス基板にＣＶＤ（化学気相成長）法などで非晶質シリコン薄膜を形成した後、非晶質シリコンを多結晶化する工程を付加して行なう。非晶質シリコンを結晶化する工程としては、基板全体を６００℃以上の高温に保ち、非晶質を結晶質へと転換させるアニ−ル法があるが、この場合、基板としては高温に耐える必要があり、安価なガラス基板は使うことができず、高価な石英基板を使用する必要があり、表示装置の低価格化の阻害要因となっていた。そこで、近年はレーザを用いて６００℃以下の低温で非晶質シリコンの結晶化を行なう技術が一般化され、低価格のガラス基板に多結晶シリコントランジスタを形成した表示装置を低価格で提供できるようになっている。
【０００７】
前記レーザによる結晶化技術は、長さ２００ｍｍ〜４００ｍｍ、幅０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の線状レーザビームをガラス基板上に連続的に照射する方法が一般的である。この方法によって、粒径０．２μｍ〜０．５μｍ程度の結晶粒が形成される。このときレーザを照射した部分の非晶質シリコンは、レーザビームのエネルギーにより、溶融したあと固化することにより結晶となり、非晶質シリコンに比べて数桁程度電子移動度を高めることができる。
【０００８】
ここで、上記方法によると、最初の非晶質シリコン薄膜は、厚さ方向全域にわたって溶融するのではなく、薄膜の底部に一部の非晶質領域を残して溶融する場合に、工業的に有用な結晶が得られる。しかし、この方法では、レーザ照射領域全面にわたって、いたるところに結晶核が発生し、シリコン薄膜最表層に向かって結晶が成長し、ランダムな方位の結晶粒が形成されることになる。したがって、この方法によれば、シリコン薄膜中には多数の結晶粒界が存在し、このために、トランジスタを形成し電気的な駆動を行なうときに、電子やホールなどのキャリアが粒界に散乱されるので、シリコン単結晶薄膜に比べると、数分の一程度の移動度しか得られない。このため、高性能な表示装置を得るために、多結晶シリコンの結晶粒径を大きくし、また結晶の方位を制御することにより、単結晶シリコンに近い性能を得ることを目的に、近年、数多くの研究開発がなされている。
【０００９】
かかる特性改善技術のひとつとして、スーパラテラル成長と称される技術が提案されている（たとえば、特許文献１を参照）。この特許文献１に記載の方法は、微細幅のパルスレーザをシリコン薄膜に照射し、シリコン薄膜をレーザ照射領域の厚さ方向全域にわたって溶融および再凝固させて結晶化を行なうものである。たとえば、２μｍ〜３μｍの微細幅のレーザ照射によって、レーザ照射領域が溶融し、未溶融領域と溶融領域の境界から溶融領域に向かって横方向（すなわち、ガラス基板の面内方向）に結晶が成長し、溶融領域の中央部で両側から成長した結晶が衝突し、成長が終了する。ここで、この方法において照射されるパルスレーザは微細なストライプ状であり、結晶はストライプ幅方向に成長し、上記の溶融領域両側から成長した結晶が衝突するのは、ほぼ溶融領域におけるストライプ長手方向の中心線上となる。
【００１０】
また、レーザによるシリコン薄膜の結晶化は、複数のパルスレーザ照射によっても行なうことが可能である（たとえば、特許文献２および特許文献３を参照）。特許文献２または特許文献３においては、シリコン薄膜上に複数のパルスレーザの少なくとも一つを走査して、シリコン薄膜を結晶化することが提案されている。しかし、これらの方法においては、非晶質シリコンの結晶化において、結晶を横方向（基板面内方向）に成長させる概念およびその方法については開示も示唆もされていない。
【００１１】
さらに、複数回のレーザ照射により、シリコン薄膜表面の平坦性を改善する試みが提案されている（たとえば、特許文献４）。
【００１２】
しかし、上記のいずれの方法においても、結晶粒の大きさを大きくし、かつ、半導体薄膜の特性向上を図ることは容易ではなかった。何故なら、結晶粒の大きさの拡大をはかることが、上記方法では十分ではない上に、溶融-再凝固にいたる過程で、半導体薄膜表面に凹凸が生じ、これがために、半導体膜に形成される半導体素子の特性、特に薄膜トランジスタの閾値のばらつきが大きくなるという欠点を有していたからである。
【特許文献１】特表２００３−５０９８４５号公報
【特許文献２】特開平０８−１８６２６８号公報
【特許文献３】特開２００１−１７６７９７号公報
【特許文献４】特開２００３−１４２４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、結晶のサイズが大きく表面の平坦性が高い半導体結晶薄膜の製造方法および製造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】
【００１４】
本発明は、基板上に形成された半導体薄膜にレーザを照射して半導体結晶薄膜を製造する方法であって、主レーザビームから形成される第１種のスリットビーム群と、第１種のスリットビーム群を含む照射領域を有する副レーザビームとを用いて、半導体薄膜を結晶化させることにより半導体結晶薄膜を形成する工程と、主レーザビームから形成される第２種のスリットビーム群を用いて、半導体結晶薄膜に生じたリッジの高さを低減する工程とを含む半導体結晶薄膜の製造方法である。
【００１５】
本発明にかかる半導体結晶薄膜の製造方法において、第２種のスリットビーム群の照射領域を副レーザビームの照射領域外に設定すること、第２種のスリットビーム群を構成するスリットビームの幅を第１種のスリットビーム群を構成するスリットビームの幅より小さくすること、第１種のスリットビーム群と前記第２種のスリットビーム群との間にスリットビームが照射されない領域を有することができる。さらに、上記リットビームが照射されない領域のスリットビーム長さ方向の長さをスリットビームの長さ方向のピッチと同じとすることができる。
【００１６】
また、本発明は、基板上に形成された半導体薄膜にレーザを照射して半導体結晶薄膜を製造する装置であって、半導体薄膜を結晶化させて半導体結晶薄膜を形成させるための、主レーザビームから第１種スリットビーム群を形成する第１種のレーザビーム群形成装置と、第１種のスリットビーム群を含む照射領域を有する副レーザビームの形成装置と、半導体結晶薄膜に生じたリッジの高さを低減するための、主レーザビームから第２種のスリットビーム群形成装置とを含む半導体結晶薄膜の製造装置である。
【００１７】
本発明にかかる半導体結晶薄膜の製造装置において、第２のスリットビーム群の照射領域を副レーザビームの照射領域外に設定すること、副レーザビームの光源を炭酸ガスレーザとすることができる。
【００１８】
また、本発明は、基板上に形成された半導体薄膜にレーザを照射して半導体結晶薄膜を製造する方法に用いられるフォトマスクであって、主レーザビームから第１種のスリットビーム群を形成するための第１種のスリット群と、主レーザビームから第２種のスリットビーム群を形成するための第２種のスリット群とを含むフォトマスクである。
【００１９】
本発明にかかるフォトマスクにおいて、第２種のスリット群を構成するスリットの幅を第１種のスリット群を構成するスリットの幅より小さくすること、第１種のスリット群と第２種のスリット群との間にスリットがない領域を有すること、スリットがない領域のスリット長さ方向の長さをスリットの長さ方向のピッチと同じとすること、第１種のスリット群が、各スリットがスリット幅方向に一定間隔で並んだスリット列となり、このスリット列がスリット長さ方向に２列以上配列されたものとし、一つのスリット列に隣接するスリット列の各スリットが、前記一つのスリット列の各スリットに対してスリット幅方向に対して、スリット幅の１／２以下の範囲でずれているものとすることができる。
【００２０】
さらに、本発明は、基板上に形成された半導体結晶薄膜を含む半導体素子であって、半導体結晶薄膜は擬直線状に連なるリッジを有し、リッジの高さが前記半導体結晶薄膜の厚さの２倍以下である半導体素子である。
【発明の効果】
【００２１】
上記のように、本発明によれば、結晶のサイズが大きく表面の平坦性が高い半導体結晶薄膜の製造方法および製造装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（実施形態１）
本発明にかかる一の半導体結晶薄膜の製造方法は、図１および図３を参照して、基板上に形成された半導体薄膜１１にレーザを照射して半導体結晶薄膜を製造する方法であって、主レーザビーム１１０から形成される第１種のスリットビーム群１１１と、第１種のスリットビーム群１１１を含む照射領域を有する副レーザビーム１２０とを用いて、半導体薄膜１１を結晶化させることにより半導体結晶薄膜を形成する工程と、主レーザビーム１１０から形成される第２種のスリットビーム群１１２を用いて、半導体結晶薄膜に生じたリッジの高さを低減する工程とを含む。上記工程を含むことにより、半導体薄膜の結晶粒径を大きくするとともに、半導体結晶薄膜表面の平坦性を高めることができる。
【００２３】
以下、本半導体結晶薄膜の製造方法について、詳細に説明する。本半導体結晶薄膜の製造に用いられる製造装置は、図１を参照して、基板上に形成された半導体薄膜１１に主レーザビーム１１０を照射させるための主レーザ発振器１、マスク面均一照明素子２ａ，２ｂ、フィールドレンズ４、フォトマスク５、対物レンズ６および折り返しミラー７を備えるとともに、上記半導体薄膜１１に副レーザビーム１２０を照射させるための副レーザ発振器８、および副レーザ照射光学系装置９を備える。また、図１には図示していないが、主レーザビームおよび／または副レーザビームのビーム強度を補正する可変減衰器、ビーム形状を補正するビーム整形素子、基板または光学系を走査する駆動装置、それらを制御する制御装置などを含むことが可能である。
【００２４】
本製造装置において、主レーザビーム１１０から第１種スリットビーム群１１１を形成する第１種のレーザビーム群形成装置および主レーザビーム１１０から第２種のスリットビーム群１１２を形成する第２種のスリットビーム群形成装置には、主レーザ発振器１、マスク面均一照明素子２ａ，２ｂ、フィールドレンズ４、フォトマスク５、対物レンズ６および折り返しミラー７が含まれ、上記第１種のスリットビーム群１１１を含む照射領域を有する副レーザビーム１２０の形成装置としては、副レーザ発振器８、および副レーザ照射光学系装置９が含まれる。
【００２５】
基板１０上に形成された半導体薄膜１１は、上記レーザビームの照射により溶融し、再度固化することにより結晶化される。ここで、半導体薄膜１１としては、アモルファスシリコン薄膜などを用いることが可能である。
【００２６】
主レーザ発振器１は、パルス状のエネルギビームを放出し、シリコンを溶融することが可能であれば、特に限定されるものでないが、たとえば、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザに代表される各種固体レーザ、あるいはこれらより高エネルギー（短波長）側の紫外域の波長を有する光源が望ましい。本実施形態において波長３０８ｎｍのエキシマレーザを用いた。
【００２７】
マスク面均一照明素子２ａ，２ｂは、レーザ発振器１から出射したレーザ光をフォトマスク５面に均一に照明する機能を有する。これは、たとえば、シリンドリカルレンズアレイを用いることによって、ガウシアン型強度分布のレーザ光を、分割してマスク面に重ねあわせて照明することによって、均一な強度分布のマスク照明とするものである。フィールドレンズ４は、フォトマスク５を透過した主レーザビームを結像面に垂直に入射させる機能を有する。
【００２８】
フォトマスク５にはスリット（開口部）（図示せず）が設けられ、その像は、対物レンズ６によって、半導体薄膜１１の表面上に所定倍率にて結像される。フォトマスク５に設けるスリットのパターンとしては、複数の直線状スリットのパターンが典型的な例であるが、特にこれに限ることはなく、種々の変形が可能である。このフォトマスク５に設けたスリット群による複数のスリットビームを半導体薄膜１１の表面上に照射することで、半導体薄膜１１を溶融、固化させて結晶化させ、スーパーラテラル成長を生じさせる。また、折り返しミラー７はレーザ光を折返すために用いるが、配置箇所、数量に制限はなく、装置の光学設計、機構設計に応じて適切に配置することが可能である。
【００２９】
ここで、副レーザ発振器８および副レーザ照射光学系装置９は、主レーザビーム１１０による溶融および固化過程を効果的に補助して、１回の主レーザビーム照射で従来に見られないほど、長く成長した結晶を得るものである。副レーザビームの光源としては、主レーザビームのエネルギーを補助して結晶成長を促進させるものであれば特に制限はないが、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザなどを用いることが可能である。副レーザ発振器８から出力された副レーザビーム１２０は副レーザ照射光学系装置９を介して半導体薄膜１１上に照射される。副レーザ照射光学系装置９は、副レーザビーム１２０のビーム形状、強度分布などを適正化して、半導体薄膜１１表面上にもっとも効果的な照射が行なえるようにするものである。
【００３０】
なお、本発明により結晶化を行なう半導体薄膜１１は、基板１０上に形成されているものであるが、図２に示すように、基板１０からの半導体薄膜１１への不純物拡散を防止するため、下地基板１０ａ上に下地膜１０ｂを形成した基板１０を用いて、下地膜１０ｂ上に半導体薄膜１１を形成することが好ましい。たとえば、下地基板１０ａとしてガラス基板または石英基板など、下地膜１０ｂとして二酸化シリコン膜など、半導体薄膜１１としてはアモルファスシリコン膜などが好ましく用いられる。
【００３１】
本実施形態において用いられる一のフォトマスク５は、図３を参照して、主レーザビームから第１種のスリットビーム群１１１を形成するための第１種のスリット群５１（スリット列５１ａおよびスリット列５１ｂ）と、主レーザビームから第２種のスリットビーム群１１２を形成するための第２種のスリット群５２を有する。第１種のスリット群５１を構成する各スリット５０ａ（スリット長さＬM、スリット幅Ｗ1M）が、スリット幅方向にＰ1Mのピッチで一列に並んでいる。ここで、第１種のスリット群５１のうち、一つのスリット列５１ａに隣接するスリット列５１ｂは、各スリットの位置が、スリット列５１ａの各スリットの位置に対して、スリット幅の方向に、スリット幅Ｗ1Mの１／２以下の範囲でずれている。また、第２種のスリット群５２を構成するスリット５０ｂ（スリット長さＬM、スリット幅Ｗ2M）は、スリット５０ｂのスリット長さ方向の中心線Ｃ2Mが、第１種のスリット群５１を構成するスリット５０ａのスリット長さ方向の中心線Ｃ1Mと一致するようなピッチで並んでいる。
【００３２】
本実施形態において、上記のフォトマスク５により、主レーザビームから形成される第１種のスリットビーム群１１１および第２種のスリットビーム群１１２が半導体薄膜１１に照射される。また、第１種のスリットビーム群１１１を含む照射領域を有する副レーザビーム１２０が半導体薄膜１１に照射される。ここで、半導体薄膜１１に照射された第１種のスリットビーム群１１１（スリットビーム列１１１ａおよびスリットビーム列１１１ｂ）を構成する各スリットビーム１１０ａ（スリットビーム長さＬ、スリットビーム幅Ｗ1）が、スリット幅方向にＰ1のピッチで一列に並んでいる。ここで、第１種のスリットビーム群１１１のうち、一つのスリットビーム列１１１ａに隣接するスリットビーム列１１１ｂは、各スリットビームの位置が、スリットビーム列１１１ａの各スリットビームの位置に対して、スリットビーム幅の方向に、スリットビーム幅Ｗ1の１／２以下の範囲でずれている。また、第２種のスリットビーム群１１２を構成するスリットビーム１１０ｂ（スリットビーム長さＬ、スリットビーム幅Ｗ2）のスリット長さ方向の中心線Ｃ2が、第１種のスリットビーム群１１１を構成するスリットビーム１１０ａのスリットビーム長さ方向の中心線Ｃ1と一致する間隔で並んでいる。
【００３３】
本実施形態においては、フォトマスク５により形成される第１種のスリットビーム群および第２種のスリットビーム群は、それぞれフォトマスク５の第１種のスリット群および第２のスリット群に対して一定倍率で、半導体薄膜１１上に照射されるため、フォトマスク５のマスクパターンと半導体薄膜上に形成される像はほぼ相似となる。すなわち、ｋ＝（Ｌ／ＬM）＝（Ｗ1／Ｗ1M）＝（Ｗ2／Ｗ2M）＝（Ｐ1／Ｐ1M）の関係がおおむね成立している。また、倍率ｋは、図１に示す製造装置の設計によって決まる数値であり、このｋ、ＬM、Ｗ1M、Ｗ2MおよびＰ1Mの値を調整することにより、Ｌ、Ｗ1、Ｗ2およびＰ1を調整することができ、スリットビーム群について所望のスリットビームパターンが得られる。
【００３４】
半導体薄膜１１であるアモルファスシリコン薄膜において、上記第１種のスリットビーム群が照射された領域にあるアモリファスシリコンが溶融し固化することにより、シリコン結晶が成長する。成長するシリコン結晶の長さは、条件により異なるが、ガラス基板上に形成した厚さ５０ｎｍのアモルファスシリコン薄膜に、波長３０８ｎｍのエキシマレーザを、５００ｍJ／ｃｍ2程度のエネルギーおよびパルス幅５０ｎｓで照射する場合は、約１μｍ〜２μｍ程度となる。このように、主レーザビームの１回の照射で成長する結晶の長さはわずかであるため、このままではデバイスの作成を行なうことは実用的ではない。
【００３５】
そこで、本発明においては、図１および図３を参照して、副レーザビーム１２０を主レーザビームから形成される第１種のスリットビーム群を含む照射領域に照射して、結晶の長さの増大を図る。本実施形態においては、副レーザビームとして炭酸ガスレーザから発振される波長１０．６μｍの光ビームを用い、主レーザビームとして上記エキシマレーザを用いると、結晶の長さが５μｍ〜１０μｍ程度となり、通常の数倍から１０倍の結晶長さの結晶が得られた。これは、副レーザビームとして用いた波長１０．６μｍの炭酸ガスレーザビームは、半導体薄膜１１であるアモルファスシリコン薄膜には吸収されず、基板１０であるガラス基板にはよく吸収されるため、基板１０と半導体薄膜１１の界面付近を集中的に加熱することができ、シリコン結晶の成長が促進されたものと考えられる。
【００３６】
上記のように、主レーザビームとしてエキシマレーザビームのみを用い、副レーザビームを用いず、にレーザ照射を行なった場合には十分な長さの結晶を得ることはできない。何故なら、主レーザビームのパルス幅は通常１０ｎｓ〜１００ｎｓの間であるため、きわめて短時間に溶融が起こったあと、きわめて短時間で冷却が行なわれる結果、結晶の長さが１μｍ〜２μｍ程度のサイズの小さい結晶しか得られない。これに対し、本実施形態においては、副レーザビームとして、炭酸ガスレーザビームを用いるので、半導体薄膜１１が溶融した後も、基板１０の温度が保持される結果、半導体結晶の成長が持続し、大きなサイズの結晶が得られる。さらに、本実施形態においては、上記のように、半導体薄膜１１上にはスリットビーム幅が１０μｍ程度のせまいスリットビームを照射し、その照射領域の周辺部分から、中心部に向かって横方向（基板１０の主面に平行な方向をいう、以下同じ）に結晶が成長するようにした。
【００３７】
また、本実施形態において、図１を参照して、主レーザビーム１１０と副レーザビーム１２０を半導体薄膜１１に照射する方法は次のように設定することが可能である。まず、レーザビームの照射強度については、副レーザビームの照射強度は、副レーザビーム１２０のエネルギー単独では半導体薄膜１３を形成するシリコンが溶融しない程度に加熱することが望ましく、主レーザビーム１１０のエネルギーが加わることによりシリコンの溶融が生じる程度とするのが望ましい。
【００３８】
次に、主レーザビーム１１０および副レーザビーム１２０の照射のタイミングについては、主レーザビーム１１０の照射開始時刻、副レーザビーム１２０の照射開始時刻、主レーザビーム１１０の照射終了時刻、副レーザビーム１２０の照射終了時刻は、適宜設定することが可能である。
【００３９】
このうち、第１の望ましい例は、少なくとも副レーザビーム１２０の照射を開始した後、副レーザビーム１２０の照射を終了すると同時に主レーザビーム１１０の照射を開始する方法を含む方法である。
【００４０】
また、第２の望ましい例は、少なくとも副レーザビーム１２０の照射を開始してから、主レーザビーム１１０の照射を開始する方法を含む方法である。この場合、副レーザビーム１２０は、主レーザビーム１１０の照射が終了した後も照射を継続しても良いし、あるいは主レーザビーム１１０の照射が開始するまでに終了しても良い。
【００４１】
また、第３の望ましい例は、主レーザビーム１１０の照射を開始してから、副レーザビーム１２０の照射を開始する方法を含む方法である。この場合、副レーザビーム１２０は、主レーザビーム１１０の照射が終了した後も照射を継続しても良いし、あるいは主レーザビーム１１０の照射が終了するまでに終了しても良い。この第３の望ましい例の場合には、副レーザビーム１２０の効果を十分に発揮するためには、主レーザビーム１１０の照射がおおむね終了した後も、副レーザビーム１２０の照射を継続することが望ましい。
【００４２】
上記３つのいずれの場合においても、副レーザビーム１２０が、長時間にわたって基板１０および半導体薄膜１１を照射しすぎると、基板１０および／または半導体薄膜１１の温度が上がりすぎ、基板１０および／または半導体薄膜１１に損傷を与える場合があるため、副レーザビーム１２０による加熱は必要最小限度に留めることが好ましい。
【００４３】
本実施形態において、半導体薄膜の膜面全域を結晶化するための方法の一例としては、図３に示すようなフォトマスク５を用いて、図４に示すように主レーザビームから形成した第１のスリットビーム群１１１（スリットビーム列１１１ａおよびスリットビーム列１１１ｂ）および第２のスリットビーム群１１２と副レーザビーム１２０とを１回照射した後、それらの照射領域をスリットビームの長さ方向に距離Ｌだけ移動し、再度、主レーザビームおよび副レーザビームを照射することにより行なうことができる。このとき、副レーザビーム１２０の照射領域を、第１のスリットビ−ム群１１１（スリットビーム列１１１ａ，１１１ｂ）の照射領域を含むように設定することにより、上記のように結晶の長さを飛躍的に増大させることが可能である。
【００４４】
本実施形態において、を参照して、主レーザビームから形成された第１種のレーザビーム群１１１とその第１種のレーザビーム群を含む照射領域を有する副レーザビーム１２０との照射により、図５を参照して、半導体薄膜１１であるアモルファスシリコン薄膜において第１種のスリットビーム群１１１の１つのスリットビーム列１１１ａが照射されている領域のアモルファスシリコンが融解し固化することにより、結晶化され結晶化領域１２ｃとなる。かかる結晶化において、上記スリットビーム列１１１ａが照射された領域はシリコン融液となり、融解していない半導体薄膜との界面１１ｓから中心に向かって横方向にシリコン結晶が成長し（図５に結晶成長方向１２ｇを示す）、中央部で衝突するため、結晶化領域１２ｃの中央部にリッジ１２ｒと呼ばれる隆起部分が生じる。このリッジ１２ｒの生じる位置は、おおむね結晶化領域１２ｃの中心線上であり、おおむねスリットビーム群１１１ａにおける一つのスリットビームの長さ方向の中心線上に等しい。なお、図４においては、紙面垂直方向がスリットビーム群１１１，１１２のスリットビームの長さ方向に対応する。また、参考のため、フォトマスク５による未照射領域の外郭１００を示した。
【００４５】
次に、図４において、スリットビーム群１１１，１１２を、スリット長さ方向（ビーム移動方向１５０）にピッチＰLだけ移動して、第１種のスリットビーム群１１１のうちスリットビーム列１１１ａにより部分的にシリコンの結晶化が生じた領域に、さらに、スリットビーム列１１１ｂによりシリコンの結晶化を行なう。図６を参照して、図５において結晶化されなかった半導体薄膜１１は、スリットビーム列１１１ｂの照射によりシリコンの結晶化が行われ、結晶化領域１２ｄ，１２ｅとなり、多結晶シリコンから形成される半導体結晶薄膜１２が得られる。スリットビーム列１１１ａより最初に結晶化されていた結晶化領域１２ｃは、スリットビーム列１１１ｂによってはビーム照射がされないので、おおむねそのままである。
【００４６】
この場合において、半導体薄膜１１の全面を結晶化するためには、スリットビーム列１１１ｂにより結晶化される位置を、スリットビーム列１１１ａにより結晶化された領域（結晶化領域１２ｃ）以外の結晶化されなかった領域に設定し、かつ、スリットビーム列１１１ｂによる結晶化領域１２ｄ，１２ｅと、スリットビーム列１１１ａによる結晶化領域１２ｃとが若干重なるように、スリットビーム列１１１ａ，１１１ｂのスリットビーム幅Ｗ1を設定する必要がある。具体的な一例としては、それらのスリットビーム幅Ｗ1を、スリットの幅方向への各スリットビームのピッチＰ1の１／２より大きくすることにより、おおむね達成できる。
【００４７】
上記のように、２つのスリットビーム列１１１ａ，１１１ｂによる２回の照射の重ね合わせを半導体薄膜の全面に対して繰り返せば、半導体薄膜の全面を結晶化することができる。このように、半導体薄膜１１の全面が結晶化した半導体結晶薄膜１２が形成された場合でも、結晶化領域１２ｃ，１２ｄ，１２ｅの中央部にはリッジ１２ｒが生じる。
【００４８】
このリッジ１２ｒは形成される半導体素子の特性に極めて大きな影響を与える。特に、薄膜トランジスタの閾値電圧の変動に大きな影響がある。通常、形成される薄膜トラジスタの閾値電圧は、一定であることが望ましいが、種々の原因によりばらつきが生じる。このばらつきが生じることにより、電源電圧を低くすることが困難となり、液晶表示素子などでは、消費電力の低減を行なうことが困難となる。
【００４９】
このリッジが薄膜トランジスタのチャンネル領域に含まれる半導体素子と、チャンネル領域に含まれない半導体素子との特性を比較すると、チャンネル領域にリッジが含まれない半導体素子の方が、閾値電圧の変化が少なくかつそのばらつきが小さい。すなわち、半導体薄膜におけるリッジの高さが低いほど、半導体薄膜を含む半導体素子の特性が良くなる。
【００５０】
また、本発明にかかる半導体結晶薄膜の製造方法において、横方向（基板の主面に平行な方向）成長してできた結晶の長さとリッジの高さとは、図７に示すように密接な関連が見られた。すなわち、図７の破線に示すように、リッジの高さは結晶の長さにほぼ比例して増大する。すなわち結晶の長さが短いときはリッジの高さが低く（点Ｂの状態）、結晶の長さが長いとき（たとえば、副レーザビームの照射強度を大きくして結晶成長させたとき）は、リッジの高さは高くなり、Ｂ点の状態からＣ点の状態に至る。
【００５１】
また、副レーザビームの照射強度と横方向に成長してできた結晶の長さとは、図７に示すような相関関係が見られた。すなわち、図７の破線に示すように副レーザビームの強度を高めると、結晶の長さは急激に増大する傾向がある。また、結晶の長さがＷ1/２（すなわち、図４におけるスリットビーム幅Ｗ1の１／２）になる図７のＣ点以上には、結晶の長さは理論的には増大しないはずであるが、より以上に副レーザビームの照射強度を高めると、結晶の長さは結果的に増大する。これは、過剰に投入された副レーザビームのエネルギーために、スリットビーム幅以上に溶融領域が広がって、結果的に結晶の長さが長くなるからである。この場合にリッジの高さは、図７におけるＢ点からＣ点に至る破線の延長ではなく、Ｃ点からＡ点に至る破線の勾配はＢ点からＣ点に至る破線の勾配より大きくなる傾向を示す。すなわち、スリットビーム幅Ｗ1の１／２よりも結晶の長さが長くなるような結晶化のための照射条件を設定すると、過剰にリッジの高さが増大することになる。
【００５２】
本発明においては、スリットビーム幅の中央部まで結晶化しかつ、安定的に（具体的には、レーザビームの照射強度のふらつきや、半導体膜の厚さの変動などによる結晶成長のばらつきを避けて）結晶化させるためには、図７のＡ点のように結晶の長さがスリット幅Ｗ1の１／２より少し大きくなるような条件で結晶成長を行なうことが好ましいため、リッジの高さが大きくなる傾向にある。ここで、図７のＡ点の条件は、おおむね図８のＤ点の条件に相当する。
【００５３】
そこで、本発明においては、リッジの高さを低減するために、図７のＡ点（すなわち、図８のＤ点）の条件、すなわち副レーザビームの照射強度が大きく横方向成長の結晶の長さが大きくなる条件において主レーザビームを照射して形成した半導体結晶薄膜に生じたリッジに、再度スリットビームを照射し、リッジの高さを低減する。このとき、図７のＡ点の条件でできたリッジに、再度スリットビームを照射し、図７のＢ点の条件で、再度結晶化を行えば、Ｂ点に対応するリッジの高さまで低減できることになる。図７のＢ点の条件は、図８のＥ点の条件（すなわち副レーザビームの照射強度を非常に低く、またはゼロにして、主レーザビームを照射することに対応する。
【００５４】
すなわち、本発明においては、図９および図１０を参照して、リッジ１２ｒが形成されている領域を含むリッジ形成周辺領域１２ｈのみに、副レーザビームの照射強度を非常に低くまたはゼロにして主レーザビームを照射することによりリッジ１２ｒの高さＨRを低減する。
【００５５】
図１１を参照して、こうして得られる基板上に形成された半導体結晶薄膜を含む半導体素子において、擬直線状にリッジ１２ｒが連なり、リッジ１２ｒの高さが半導体結晶薄膜１２の厚さの２倍以下まで低減させることができ、半導体素子として形成されるトランジスタの素子特性を向上させることができる。
【００５６】
再び図３を参照して、上記のようなリッジ形成周辺領域のみに限定的に、主レーザビームから形成されたスリットビーム群を照射することを可能とするフォトマスク５には、第１種のスリット群５１のスリット幅Ｗ1Mよりも小さなスリット幅Ｗ2Mを有する第２種のスリット群５２が設けられている。
【００５７】
また、図３および図４を参照して、主レーザビームからフォトマスク５の第２のスリット群５２により形成される第２種のスリットビーム群１１２は、各スリットビーム１１０ｂ（スリットビーム長さＬ、スリットビーム幅Ｗ2）のスリットビーム長さ方向の中心線Ｃ2が、第１種のスリットビーム群１１１における各スリットビーム１１０ａ（スリットビーム長さＬ、スリットビーム幅Ｗ1）のスリットビーム長さ方向の中心線Ｃ1と一致するように配列されている。
【００５８】
また、第２種のスリットビーム群１１２を構成するスプリットビーム１１０ｂのスプリットビーム幅は、第１種のスリットビーム群１１１を構成するスプリットビーム１１０ａのスプリットビーム幅より小さく、図７においてＢ点における横方向の結晶長さのおおむね２倍程度（たとえば、Ｗ1／４程度）に設定される。このようにして、第２種のスリットビーム群により照射される領域を、図９に示すリッジ形成周辺領域１２ｈに対応させることができる。
【００５９】
また、第２種のスリットビーム群１１２により照射される領域は、副レーザビームの照射領域１２０外に位置するように設定される。これにより、副レーザビームの照射強度が非常に低い状態またはゼロの状態（すなわち、実質的にゼロの状態）（図８のＥ点に相当）で、第２種のスプリットビーム群１１２を半導体結晶薄膜のリッジ形成周辺領域に効果的に照射することができる。
【００６０】
すなわち、図４を参照して、第１種のスリットビーム群１１１の一つのスリットビーム列１１１ａ、およびそれに隣接するスリットビーム列１１１ｂにより、リッジ１２ｒを有する半導体結晶薄膜１２を形成した後、さらに、スリットビーム群１１１，１１２を、スリットビーム長さ方向（ビーム移動方向１５０）にスリットビーム列のピッチＰLだけ移動させることにより、第１種のスリットビーム群１１１のスリットビーム列１１１ａおよびスリットビーム列１１１ｂにより形成された半導体結晶薄膜１２である多結晶シリコン薄膜に生じたリッジ１２の形成周辺領域１２ｈに、第２種のスリットビーム群１１２を照射させて、図１０および図１１に示すように、半導体結晶薄膜１２に生じたリッジ１２ｒの高さＨRを、図６におけるＢ点程度に低減することができる。
【００６１】
（実施形態２）
また、本発明にかかる別の半導体結晶薄膜の製造方法を、図１２および図１３を参照して、説明する。図１２および図３を参照して、本実施形態において用いられるフォトマスク５は、第１種のスリット群５１のスリット列５１ｂと第２種のスリット群５２との間に、スリット長さ方向にピッチＰLMと同じ長さのスリット群が存在しない領域５３が設けられている以外は、実施形態１において用いられるフォトマスクと同様である。
【００６２】
したがって、図１３および図４を参照して、本実施形態においては、半導体薄膜を結晶化するための第１種のスリットビーム群１１１（スリットビーム列１１１ａおよびスリットビーム列１１１ｂ）を有すること、リッジの高さを低減するための第２種のスリットビーム群１１２を有すること、第２種のスリットビーム群１１２を構成するスリットビーム１１０ｂにおけるスリット長さ方向の中心線は、第１種のスリットビーム群１１１を構成するスリットビーム１１０ａにおけるスリット長さ方向の中心線と一致すること、第２種のスリットビーム群１１２を構成するスリットビーム１１０ｂのスリットビーム幅Ｗ2はおおむね第１種のスリットビーム群１１１を構成するスリットビーム１１０ａのスリットビーム幅Ｗ1よりも小さく、リッジの高さを低減するのに十分な幅に設定すること、第２種のスリットビーム群１１２の照射領域を、副レーザビーム１２０の照射領域外に位置するように設定することについては、実施形態１の場合と同等である。
【００６３】
ただし、本実施形態は、図１２に示すフォトマスク５により、第１種のスリットビーム群１１１のスリットビーム列１１１ｂと第２種のスリットビーム群１１２との間に、第１種のレーザビームが照射されない領域（未照射領域１３０）を設ける。これは、副レーザビームの照射領域は通常その縁部は強度分布がシャープでなく、ある分布を持つ場合があるため、そのような場合に、その強度分布が変化する領域が、第２のスリットビーム群１１２または第１種のスリットビーム群１１１にかかってしまうことを防ぐためである。すなわちこの未照射領域１３０を設けることにより、第１種のスリットビーム群１１１の照射領域に対しては一様な強度で副レーザビーム１２０を照射し、第２種のスリットビーム群１１２の照射領域には副レーザビーム１２０の照射強度を実質的にゼロとすることが可能となる。
【００６４】
また、上記の場合、未照射領域１３０のスリットビーム長さ方向の長さは、図１３に示すように、スリットビームの長さ方向に対するピッチＰLと同じにするのが好ましい。これにより、スリットビーム群がスリットビームの長さ方向にピッチＰLだけ移動するたびに、スリットビームが照射されるようにすることにより、第２種のスリットビーム群１１２による照射を半導体結晶薄膜に生じたリッジの位置に容易に合致させることができる。このように、副レーザビームの照射領域外に、リッジの高さを低減するための第２種のスリットビーム群を配置することにより、効果的にリッジの高さの低減が図れる。
【００６５】
また、副レーザビームの照射強度を適当な範囲で高くすることは、主レーザビームの１の照射で大きな結晶が形成できることを示し、大きな結晶を作ることによるトランジスタ特性の向上につながる効果がある。本発明によれば、そのような場合に、リッジの高さを低減するための第２種のスリットビーム群による照射条件を、効果的にリッジの高さを低減するような条件に設定することができ、リッジの高さが高くなって薄膜トランジスタの特性（特に閾値電圧のばらつき）が悪化するのを防いで、結果として、スループットが高く、高品質な半導体結晶薄膜をより平坦に作製できることができる。
【００６６】
（実施形態３）
また、本発明にかかるまた別の半導体結晶薄膜の製造方法を、図１４〜図１７を参照して、説明する。実施形態１および実施形態２においては、まず半導体薄膜の全面の結晶化を行なうための第１種のスリットビーム群として、スリットビーム列１１１ａとスリットビーム列１１１ｂとの組み合わせパターンを示したが、半導体薄膜の全面を結晶化させる第１種のスリットビーム群としてはこのようなスリットビームのパターンに限る必要は無く、種々のスリットビームのパターンを採用することが可能である。たとえば、本実施形態においては、実施形態１および実施形態２と異なり、階段形状のパターンを有するスリットビーム群が用いられる。
【００６７】
図１４を参照して、本実施形態において用いられるフォトマスク５は、半導体薄膜を結晶化させるための第１種のスリットビーム群を形成する第１種のスリット群５１は、４つのスリット列５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄで構成され、スリット列５１ｂはスリット列５１ａに対して、スリット幅方向にＷ1M／３だけずらして配列されている。同様にしてスリット列５１ｃ、スリット列５１ｄが順次配列されている。本実施形態では、スリット列間のスリット幅方向のずれＰ11MをＷ1M／３としたが、このずれの大きさは、Ｗ1M／４〜Ｗ1M／２の範囲で好ましく設定できる（なお、半導体薄膜の全面を結晶化させるためには、上記ずれがＷ1M／４の場合は少なくとも５列のスリット列が必要となり、上記ずれがＷ1M／２の場合は少なくとも３列のスリット列が必要となる）。また、半導体結晶薄膜に生じたリッジの高さを低減するための第２種のスリットビーム群を形成するための第２種のスリット群を構成するスリット５０ｂのスリット長さ方向の中心線Ｃ2Mは、スリット列５１ｄを構成するスリット５０ａのスリット長さ方向の中心線Ｃ1Mと一致するように配列されており、また、スリット５０ｂのスリット幅Ｗ2Mは、スリット５０ａのスリット幅Ｗ1Mより小さく（たとえば、Ｗ1M／４程度に）設計されている。
【００６８】
本実施形態において、図１４に示すフォトマスク５により、主レーザビームから形成される第１種のスリットビーム群１１１および第２種のスリットビーム群１１２が半導体薄膜１１に照射される。ここで、第１種のスリットビーム群１１１は、４つのスリットビーム列１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄで構成され、スリットビーム列１１１ｂはスリットビーム列１１１ａに対して、スリットビーム幅方向にＷ1／３だけずれて配列している。同様にしてスリットビーム列１１１ｃ、スリットビーム列１１１ｄが順次配列している。本実施形態では、スリットビーム列間のスリットビーム幅方向のずれをＷ1／３としたが、このずれの大きさは、Ｗ1／４〜Ｗ1／２の範囲で好ましく設定できる（なお、半導体薄膜の全面を結晶化させるためには、上記ずれがＷ1／４の場合は少なくとも５列のスリットビーム列が必要となり、上記ずれがＷ1／２の場合は少なくとも３列のスリットビーム列が必要となる）。また、半導体結晶薄膜に生じたリッジの高さを低減するための第２種のスリットビーム群１１２を構成するスリットビーム１１０ｂのスリット長さ方向の中心線Ｃ2は、スリットビーム列１１１ｄを構成するスリットビーム１１０ａのスリット長さ方向の中心線Ｃ1と一致するように配列されており、また、スリットビーム１１０ｂのスリット幅Ｗ2は、スリットビーム１１０ａのスリット幅Ｗ1より小さく（たとえば、Ｗ1／４程度に）設計されている。
【００６９】
本実施形態においては、図１５〜図１７を参照して、以下のように半導体薄膜の結晶化が行なわれる。まず、図１５に示すように第１種のスリットビーム群１１１のスリットビーム列１１１ａおよび副レーザビーム（照射領域１２０）が照射された領域は、図１６を参照して、半導体薄膜１１であるアモルファスシリコン膜を形成するシリコンが融解、固化することにより、結晶化領域１２ｃとなり、実施形態１と同様に、結晶化領域１２のおおよそ中央部にリッジ１２ｒが形成される。
【００７０】
次に、図１５において、スリットビーム群１１１，１１２を、スリット長さ方向（ビーム移動方向１５０）に距離Ｌ移動して、第１種のスリットビーム群１１１のうちスリットビーム列１１１ａにより部分的にシリコンの結晶化が生じた領域に、さらに、スリットビーム列１１１ｂによりシリコンの結晶化を行なう。ここで、図１５および図１６を参照して、スリットビーム列１１１ｂによる結晶化領域１２ｄは、スリットビーム列１１１ａによる結晶化領域１２ｃに対して、スリットビーム長さ方向に、ほぼＷ1／３にずれた位置になる。このように、新たな結晶化領域１２ｄが、その前に形成された結晶化領域１２ｃのリッジ１２ｒに重なって形成される結果、結晶化領域１２ｃにおける前のリッジ１２ｒは溶融し、新たなリッジ１２ｒ’が前のリッジ１２ｒからＷ1／３だけずれた位置に形成され、横方向にＷ1／３だけより長く成長した結晶化領域が形成される。次いで、スリットビーム群１１１，１１２をスリットビームの長さ方向（ビーム移動方向１５０）にピッチＰLだけ順次ずらすことにより、順次スリットビーム列１１１ｃ、スリットビーム列１１１ｄが、スリットビーム幅方向にそれぞれＷ1／３だけずれて照射されることにより、Ｗ1の距離だけ横方向に長く成長した半導体結晶薄膜１２が形成される。この半導体結晶薄膜１２を伸ばせば、半導体薄膜１１の全面が結晶化できる。本実施形態においては、スリットビーム列１１１ｄを構成するスリットビームの中央部分であってスリット長さ方向にリッジが形成される。したがって、本実施形態において上記のように配列された第２種のスリットビーム群の照射により、リッジの高さが低減する。
【００７１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明にかかる一の半導体結晶薄膜の製造装置を示す模式図である。
【図２】本発明に用いられる一の半導体薄膜を示す模式断面図である。
【図３】本発明にかかる一の半導体結晶薄膜の製造方法において用いられるフォトマスクを示す模式図である。
【図４】本発明にかかる一の半導体結晶薄膜の製造方法における主レーザビームから形成される第１種および第２種のスリットビーム群と副レーザビームの照射領域を示す模式図である。
【図５】本発明にかかる一の半導体結晶薄膜の製造方法において、半導体薄膜の一部が結晶化された状態を示す断面模式図である。
【図６】本発明にかかる一の半導体結晶薄膜の製造方法において、半導体薄膜の全部が結晶化される状態を示す断面模式図である。
【図７】横方向に成長した結晶の長さとリッジの高さとの関係を示す模式図である。
【図８】副レーザビームの照射強度と横方向に成長した結晶の長さとの関係を示す模式図である。
【図９】本発明にかかる一の半導体結晶薄膜の製造方法において、半導体結晶薄膜に生じたリッジの状態を示す断面模式図である。
【図１０】本発明にかかる一の半導体結晶薄膜の製造方法において、リッジの高さが低減された状態を示す断面模式図である。
【図１１】本発明にかかる一の半導体素子を示す模式図である。
【図１２】本発明にかかる別の半導体結晶薄膜の製造方法において用いられるフォトマスクを示す模式図である。
【図１３】本発明にかかる別の半導体結晶薄膜の製造方法における主レーザビームから形成される第１種および第２種のスリットビーム群と副レーザビームの照射領域を示す模式図である。
【図１４】本発明にかかるまた別の半導体結晶薄膜の製造方法において用いられるフォトマスクを示す模式図である。
【図１５】本発明にかかるまた別の半導体結晶薄膜の製造方法における主レーザビームから形成される第１種および第２種のスリットビーム群と副レーザビームの照射領域を示す模式図である。
【図１６】本発明にかかるまた別の半導体結晶薄膜の製造方法において、半導体薄膜の一部が結晶化された状態を示す断面模式図である。
【図１７】本発明にかかるまた別の半導体結晶薄膜の製造方法において、半導体薄膜の結晶化が進む状態を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  主レーザ発振器、２ａ，２ｂ  マスク面均一照明素子、４  フィールドレンズ、５  フォトマスク、６  対物レンズ、７  折り返しミラー、８  副レーザ発振器、９  副レーザ照射光学系装置、１０  基板、１０ａ  下地基板、１０ｂ  下地膜、１１  半導体薄膜、１２  半導体結晶薄膜、１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ  結晶化領域、１２ｈ  、１２ｒ  リッジ、５０ａ，５０ｂ  スリット、５１  第１種のスリット群、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ  スリット列、５２  第２種のスリット列、５３  スリット群が存在しない領域、１００  フォトマスクによる未照射領域の外郭、１１０  主レーザビーム、１１０ａ，１１０ｂ  スリットビーム、１１１  第１種のスリットビーム群、１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ  スリットビーム列、１１２  第２種のスリットビーム群、１２０  副レーザビーム、１３０  未照射領域、１５０  ビーム移動方向。
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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