(57)【要約】【課題】被照射体上にレーザ光をより均一に走査照射する。【解決手段】光源部１から出力されるレーザ光を走査部３により偏向し、被照射体１０を載置する送りステージ１８を移動して、被照射体１０の所定の領域にレーザ光を走査照射する。被照射体１０の送りステージ１８による走査時の移動速度を、走査部３の走査周期の間に、レーザ光の被照射体１０の照射位置における照射有効直径に相当する距離分移動する速度とする。【選択図】図１
2008153302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部から出力されるレーザ光を走査部により偏向し、且つ被照射体を載置する送りステージを移動して、前記被照射体の所定の領域にレーザ光を走査照射するレーザ照射方法であって、
前記被照射体を載置する前記送りステージを、前記走査部の走査周期の間に、前記レーザ光の前記被照射体の照射位置における照射有効直径に相当する距離分移動する
ことを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項２】
前記光源部からのレーザ光を消光する消光部を設けることを特徴とする請求項１記載のレーザ照射方法。
【請求項３】
前記走査部として音響光学回折素子を用いることを特徴とする請求項１記載のレーザ照射方法。
【請求項４】
前記走査部として音響光学回折素子を用いて、
前記音響光学回折素子に印加する周波数信号を鋸歯状の波形とし、走査の折り返し後の一定期間において、前記消光部によりレーザ光を消光することを特徴とする請求項２記載のレーザ照射方法。
【請求項５】
前記音響光学回折素子に印加する周波数信号を鋸歯状の波形とし、走査の折り返し後の一定期間において、前記光源部の出力をオフとすることを特徴とする請求項３記載のレーザ照射方法。
【請求項６】
前記音響光学回折素子に印加する周波数信号を三角状の波形とすることを特徴とする請求項３記載のレーザ照射方法。
【請求項７】
前記走査部として音響光学回折素子を用いて、
前記音響光学回折素子に印加する周波数信号を三角状の波形とし、前記音響光学回折素子による走査の折り返し期間において、前記消光部によりレーザ光を消光することを特徴とする請求項２記載のレーザ照射方法。
【請求項８】
前記音響光学回折素子に印加する周波数信号を三角状の波形とし、前記音響光学回折素子による走査の折り返し期間において、前記光源部の出力をオフとすることを特徴とする請求３記載のレーザ照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体材料等のレーザアニール処理に適用して好適なレーザ照射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や有機ＥＬ（Electro-Luminescence）表示装置等の平面型表示装置において、複数画素のアクティブマトリックス表示を行うためのスイッチング素子として、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）が用いられている。特に多結晶シリコン（poly-Si）や微結晶シリコン（μc-Si）などを活性領域に用いた多結晶シリコンＴＦＴは、非晶質シリコンを活性領域に用いた非晶質シリコンＴＦＴと比べてキャリアの移動度が１０倍から１００倍程度大きいことが知られている。このため上述した平面型表示装置において、表示画像の高精細化と共に、ディスプレイ基板上に様々な機能や回路を配置して高機能化を図るいわゆるシステムオンパネルを実現するために、スイッチング素子として多結晶シリコンＴＦＴが用いられている。
【０００３】
この多結晶シリコンＴＦＴの製造技術として、６００℃以下程度の低温プロセスのみを用いるいわゆる低温ポリシリコンプロセスが開発され、実用化されている。低温ポリシリコンプロセスを用いることにより、基板として石英、単結晶シリコンなどの高耐熱性ではあるが高価な基板を用いる必要がなくなり、低コスト化が図れるという利点を有する。
低温ポリシリコンプロセスでは、先ずプラズマ分解のＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって半導体薄膜を成膜する。このＣＶＤ法により成膜された半導体薄膜には水素が含有されるため、次の工程で４５０℃以上の温度で数時間加熱し、半導体薄膜中に含有された水素を放出する脱水素アニールを行う。その後、半導体薄膜の結晶化のためにエキシマレーザ光の照射によるレーザアニールを行う。この際、大型の基板に対しては、長尺の線状に成形したレーザ光の照射領域をずらしながら、各照射位置に対して複数回のパルス照射を行うことにより、基板の全面において均一なエネルギーでのレーザ光の照射を行って結晶粒径の均一化を図っている（例えば特許文献１参照。）。
【０００４】
上述したレーザアニールに用いられるレーザ処理装置のレーザ光源として、従来用いられているエキシマレーザ光源は、出力安定性に欠けるという問題がある。そのため、出力安定性の観点から、レーザ光のエネルギーが安定であり、かつ寿命が長い、紫外光領域の固体レーザ光源や半導体レーザ光源を用いるのが望ましいと考えられる。
そこで、半導体レーザ発振器を光源として用いて、処理対象となる基板をステージ上に載置して、レーザ光を所定方向に走査させながらステージを移動して、基板上の所望の位置にレーザ光を照射する技術が提案されている（例えば特許文献２参照。）。
【０００５】
このように、ステージ上に載置された基板に対してレーザ光を走査させるための走査部を設ける場合は、ステージの移動のみによってレーザ光の照射位置を走査させる場合と比較して、基板に対してレーザ光を高速度で走査することができる。これにより例えば、０．１ｍ／秒を超える高速で基板に対してレーザ光を走査させながら、基板に対してレーザ光の連続照射が行われるようになる。したがって、基板に対するレーザ光の移動速度によって、この基板に対する熱的負荷を軽減させるアニール工程が可能となる。また、このようなレーザ光の照射を基板に対する必要部分のみに選択的に行うことにより、さらに基板に対する熱的負荷が軽減されるという利点を有する。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３４０５０６号公報
【特許文献２】特開２００６−１３４９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献２に開示されているようなレーザ光を基板等の被照射体に対し走査する手法としては、往復的に回動走査されるガルバノ・ミラー方式や、物質内での音波と光波の相互作用により光の変調や偏向を行う音響光学回折素子を用いる音響光学回折方式（ＡＯＤ：Acousto-Optic-Device）方式、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System：微小電気機械システム）等が用いられる。
【０００８】
このような走査手法によりレーザ光を走査して上述したような多結晶シリコンＴＦＴプロセス等における均一なエネルギーでの照射を行う場合、レーザアニールの照射有効直径と基板を載置するステージの送り速度、走査速度との関係によっては所望の均一さをもってレーザ光の照射を行えず、例えばレーザアニール後の結晶粒径にばらつきが生じて、ＴＦＴの特性が劣化する恐れがある。
【０００９】
また、走査手段として上述した音響光学回折素子を用いる場合は、音響光学素子に入力する振幅及び周波数を変化させて回折角度を変えて偏向を行っているものであるが、振幅及び周波数を変化させる入力信号に対して回折角度が一定の関係で変化しない場合があり、走査速度を一定とできず、走査領域の端部においてオーバーシュートなどの不均一なアニール領域が生じてしまう。このため、同様に上述した多結晶シリコンＴＦＴのアニール工程に用いる場合は、ＴＦＴの特性の劣化を招くという問題がある。
【００１０】
以上の問題に鑑みて、本発明は、被照射体上にレーザ光を走査照射するにあたって、より均一な照射を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は、光源部から出力されるレーザ光を走査部により偏向し、且つ被照射体を載置する送りステージを移動して、この被照射体の所定の領域にレーザ光を走査照射するレーザ照射方法であって、被照射体を載置する送りステージを、走査部の走査周期の間に、レーザ光の被照射体の照射位置における照射有効直径に相当する距離分移動することを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、上述のレーザ照射方法において、光源部からのレーザ光を消光する消光部を設けることを特徴とする。
更に本発明は、上述のレーザ照射方法において、走査部として音響光学回折素子を用いることを特徴とする。
【００１３】
上述したように、本発明においては、被照射体を載置する送りステージを、走査部の走査周期の間に、レーザ光の被照射体の照射位置における照射有効直径に相当する距離分移動するものである。このような移動速度（又は移動）距離に選定することによって、送りステージの移動方向において被照射体上の照射領域が重複することなく、また隙間を生じることなく照射を行うことができるので、均一な照射を確実に行うことが可能となる。
更に、このレーザ照射方法において、消光部を設けて必要に応じて光源部から被照射体に向かう光を偏向ないしは遮光する等により消光することによって、より均一な照射を行うことができる。
走査部として音響光学回折素子を用いる場合は、特にその周波数を遷移させる期間において上述の消光部によりレーザ光を消光するか、或いはレーザ光を光源部の出力をオフとして消光することによって、照射エネルギーのばらつきを抑えることができ、均一な照射が可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、被照射体上にレーザ光を走査照射するにあたって、従来に比してより均一な照射が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
図１に、本発明の実施形態によるレーザ照射方法を適用することが可能なレーザ照射装置２０の概略構成図を示す。本実施の形態においては、このレーザ照射装置２０を例えば半導体製造工程におけるレーザアニールに用いる場合に適用する例を示す。
【００１６】
本実施の形態におけるレーザ照射装置２０は、半導体レーザ等より成る光源部１と、その出射光路上に、例えばコリメータレンズ２、走査部３、ビームスプリッタ４及び５、ｆθレンズ群６及び８、対物レンズ９が配置され、対物レンズ９に対向して被照射体１０、例えば基板が対向するように、被照射体１０を載置する送りステージ１８が配置される。またビームスプリッタ５の反射光路上には、集光レンズ１１及び受光部１２が配置される。このようにビームスプリッタによる分岐光路上に受光部を設けることによって、被照射体１０からの反射戻り光を検出することができる。
【００１７】
光源部１を半導体レーザ発振器で構成する場合は、このレーザ照射装置２０を用いて行う処理に対応して適切な波長のレーザ光Ｌを発振するものが選択される。例えば、このレーザ照射装置２０を非晶質シリコンからなる半導体薄膜の結晶化および活性化に用いる場合は、発振波長が３５０ｎｍ〜４７０ｎｍの波長を含む、Ｇａ及びＮを含む化合物半導体レーザ発振器を光源部１に用いることができる。特に、結晶化及び活性化に必要なハイパワー（例えば連続照射で定格４０ｍＷ以上）のＧａＮ系化合物半導体レーザ発振器が、光源部１として好適に用いられる。
【００１８】
走査部５としては、ポリゴンミラー、ＡＯＤ（音響光学回折素子）、ＭＥＭＳ等の例えばＡＯＤを備える構成とすることができる。
ＡＯＤを用いた走査部３では、ＡＯＤに対して高周波（ＲＦ）信号を入力し、そのＲＦ信号の周波数をシフトさせることで回折角を変化させ、またＲＦ信号の振幅を変化させることで回折光強度を変調する。また、ＡＯＤに入力するＲＦ信号の周波数をスイープさせると、回折角をスムーズに変えることもできる。図１に示す例では、周波数信号Ｆｉｎ、振幅信号Ｍｉｎを入力して走査部３のＡＯＤにＲＦ信号を出力する駆動部１６、駆動部１６から出力される信号を増幅する増幅器１５が設けられ、増幅器１５からＲＦ信号を走査部３の例えばＡＯＤに入力することによって、所望の偏向角及び強度をもってレーザ光を走査する。
【００１９】
受光部１４はフォトダイオードでもよく、位置検出器（ＰＳＤ：Position Sensitive Detector）でもよい。位置検出器を用いる場合は、走査位置を確認することができる。位置検出器により受光量を検出する場合は全光量を検出すればよい。
またこの例においては、ビームスプリッタ４の反射光路上には、集光レンズ１３及び受光部１４が設けられる。この場合、受光部１４において検出される光量を例えば図示しない自動パワー制御部に入力することによって、光源部１から出力されるレーザ光の出力を自動制御する構成としてもよい。
対物レンズ１０は、図示しないが、被照射体１０の表面に対してフォーカスサーボ機能を有するフォーカス制御部のアクチュエータに支持される構成としてもよい。開口数ＮＡは所望のスポット径、集光効率が得られるように選定され、例えば０．６、０．６５程度とし得る。
また、ｆθレンズ群６及び８は、偏向されたレーザ光の角度に比例して、集光させるスポットの位置を変えて、レーザ光の偏向角θに比例した等速スポット走査性を有するように構成されたレンズ群とすることが望ましい。なお、図示の例では２つのｆθレンズ群を配置する例を示すが、本発明のレーザ照射方法に用いる光学系としてはこの例に限定されるものではない。偏向による入射角の違いによって対物レンズ９への入射効率を損なわない光学系の配置であれば適用可能である。
【００２０】
このレーザ照射装置２０において、光源部１から出射されたレーザ光Ｌは、コリメータレンズ２により平行光束とされて走査部３の例えばＡＯＤにより出射方向を実線Ｌ１、破線Ｌ２で示すように偏向される。レーザ光Ｌ１及びＬ２の光軸をそれぞれ実線Ｃ１及び破線Ｃ２として示す。偏向されたレーザ光はビームスプリッタ４及び５を通過し、ｆθレンズ群６及び８を介して対物レンズ９に入射され、被照射体１０の表面の所定位置に集光照射される。このようなレーザ照射装置２０によって、被照射体１０に対して矢印Ｓｂで示すようにレーザビームの走査を行うと共に、例えば図１の紙面に直交する矢印Ｓｓで示す方向に送りステージ１８を移動することによって、被照射体１０の表面の所望の領域にレーザ光を走査照射することができる。
【００２１】
図２に一例として半導体基板、例えばＴＦＴ基板の所定の照射領域３１〜３４にレーザ光を照射する場合の概略平面図を示す。照射領域３１内でビームスポットＢｓを矢印Ｓｂで示すように図２の紙面内で上方向に走査すると共に、矢印Ｓｓｘで示すように図２の紙面内の右方向に送りステージを移動してこのＴＦＴ基板等の被照射体を移動することによって、矢印Ｓ１、・・・Ｓｎで示すように斜めに順次走査して、照射領域３１内に走査照射される。照射領域３１の走査を終了後、送りステージを矢印Ｓｓｙで示すように図２の紙面内で下方向、又は矢印Ｓｓｘで示す右方向に移動することによって、次の照射領域３３又は３２にビームスポットＢｓ移動させ、同様に照射領域内での走査照射を行う。例えばＳｉウエファより成る基板を被照射体として、この上に多結晶シリコンＴＦＴを形成する場合は、各照射領域３１〜３４を１画素分の露光エリアとして、その大きさは例えば各辺の長さをＬａ≒２０μｍ、Ｌｂ≒１００μｍとすることができる。
【００２２】
このようなレーザビームの照射を走査部の例えばＡＯＤに対してＲＦ信号を与えて走査して行う場合、照射軌跡を隙間なくすると共に重複することなく行うことが望ましい。
図３に、ＡＯＤに鋸波状の波形のＲＦ信号を与えて走査を行う場合のビームスポットＢｓの照射軌跡の比較例の概略平面図を示す。図３において、矢印Ｓｓｘは送りステージの一方の移動方向を示し、矢印Ｓｂはこれとは直交するビームの走査（スキャン）方向を示す。このときビーム照射軌跡は矢印Ｓ１で示すように図３の紙面において右斜め上方向に向かい、高速でＡＯＤに入力するＲＦ信号の周波数を遷移してビームスポットＢｓを矢印Ｓ２で示すように下方向に戻し、再び矢印Ｓ３で示すように右斜め上方向に向かう軌跡となる。ここで、ビームスポットの照射有効直径（レーザアニールを行う場合は十分なアニール処理がなされる領域の有効直径）をＤａとし、またレーザビームのスキャン周波数をＦｓ、送りステージの移動速度をＶＩとする。ここで、
Ｆｓ＞ＶＩ／Ｄａ
ＶＩ＜Ｄａ×Ｆｓ
となる場合は、図３に示すように、１回の走査におけるビームスポットＢｓの起点位置と次の回の走査におけるビームスポットＢｓの起点位置との距離ｄｓは、照射有効直径Ｄａよりも小さくなる。つまり矢印Ｓ１及びＳ３の走査によるビームスポットＢｓの走査軌跡Ａ１及びＡ２が重複することとなり、照射光量にばらつきが生じて光利用効率が低下する。
【００２３】
これに対し、本発明によるレーザ照射方法の実施形態に係るレーザビームスポットの照射軌跡の一例の概略平面図を図４に示す。図４において、図３と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。このとき、ビームスポットの照射有効直径Ｄａ、ビームスキャン周波数Ｆｓ、送りステージの移動速度ＶＩが、
Ｆｓ＝ＶＩ／Ｄａ    ・・・（１）
ＶＩ＝Ｄａ×Ｆｓ    ・・・（２）
とされる。すなわち、被照射体の送りステージによる走査時の移動速度を、走査部の走査周期の間に、レーザ光の被照射体の照射位置における照射有効直径に略相当する距離分移動する速度とする。このとき、図４に示すように、ビームスポットＢｓの照射軌跡を隙間なく、且つ重複することなく走査照射することができる。この場合は１回の走査におけるビームスポットＢｓの起点位置と次の回の走査によるビームスポットＢｓの起点位置との距離ｄｓは、照射有効直径Ｄａと略等しくなる。
【００２４】
一方、照射有効直径Ｄａ、ビームスキャン周波数Ｆｓ、送りステージの移動速度ＶＩが、
Ｆｓ＜ＶＩ／Ｄａ
ＶＩ＞Ｄａ×Ｆｓ
である場合のビームスポットの照射軌跡の比較例の概略平面図を図５に示す。図５において、図３と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この場合は、１回の走査におけるビームスポットＢｓの起点位置と次の回の走査におけるビームスポットＢｓの起点位置との距離ｄｓは、照射有効直径Ｄａよりも大きくなる。つまり照射軌跡Ａ１及びＡ２が離間してしまい、均一な照射を行うことはできない。
【００２５】
なお、上記式（１）及び（２）の条件となることを確認するためには、光源部の例えば半導体レーザの出力や光学系の配置構成等によって照射有効直径Ｄａを選定し、また走査部による走査速度、走査領域の幅等の条件からスキャン周波数を選定して、送りステージの移動速度を調整する必要がある。この送りステージの移動速度を変化させて上述の式（１）及び（２）を満たす速度を選定するには、レーザ照射後の表面状態をモニターすればよい。例えば非結晶シリコン等の表面にレーザを照射して非結晶状態から多結晶状態へ変化させる場合、その反射率は大きく変化するので、送りステージの移動速度を変化させて、レーザアニール後の被照射体の表面の反射率を検出すれば比較的容易に表面状態の変化を確認し、最適な条件を選定することができる。
【００２６】
例えば図６に示すように、レーザ走査照射後の反射光量を送りステージの移動速度を変化させて上述の図１に示す受光部１２において検出する。このとき、比較的移動速度が小さい条件Ｂの領域５１においては反射光量が移動速度に対して変化し、比較的移動速度が多き条件Ａの領域５２においては反射光量が殆ど変化しないとする。この場合は、この条件Ａ及びＢの破線Ｍで示す境界の移動速度が、上記式（２）を満足する移動速度であるといえる。したがって、この移動速度をもってレーザ照射を行うことによって、より確実に均一な照射を行うことが可能となる。なお、送りステージの移動速度は上記式（２）で示す移動速度から僅かにずれていてもよく、本発明のレーザ照射方法を適用する処理（例えばアニール処理）において、目的とする均一性が得られる範囲であれば許容される。
【００２７】
次に、本発明の他の実施形態に係るレーザ照射方法によって、走査部としてＡＯＤを用いる場合のオーバーシュートによる照射の不均一化を抑制する例について説明する。
一般に、ＡＯＤに入力するＲＦ信号の振幅を一定にしたまま、周波数のみを変化させると、ＲＦ信号の周波数変化に合わせて回折角度が変化すると同時に、回折角度に依存して回折光強度が変動する。図７においては入力周波数信号に対する出射ビーム角度の変化を示し、図８においては入力振幅信号に対する出射ビーム強度の変化を示す。
図７から分かるように、ＲＦ信号周波数変化に対する角度変化のゲインは、正確には回折角度に依存して異なるため、ＲＦ信号の周波数を線形的に変化させても、回折角度は正確には線形に変化しない。レーザアニールや露光等のプロセスに用いる場合、走査中のパワー変化はアニールムラ、露光ムラを生じるため回避する必要がある。また、回折角度の非線形性は、走査の角速度変化となり同様にアニールムラや露光ムラを生じるため、同様に回避する必要がある。
【００２８】
図９に示すように、スキャン周波数が鋸歯状の波形、すなわち一定の増加量で周波数が上昇し、ある値で周波数が高速で遷移して低周波数に戻り、再び一定の増加量で周波数が上昇する場合を考える。このとき、被照射体上のビームスポットの望ましい照射態様を図１０に示す。図１０において、図４と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図９において時刻ｔａ及びｔｂの間の短時間に高速で周波数が遷移する。この様子を図１１に示す。時刻ｔａ近傍まで略一定の増加量で周波数が変化して、時刻ｔｂ近傍までの間に高速で周波数が遷移しなければならないが、回路とＡＯＤの時定数から遷移の間の周波数や振幅は制御が難しい。したがって、この間のレーザビームの走査位置や光量は不安定となり、図１２に示すように、矢印Ｓ２で示す走査の終端において破線Ｓｏで示すように照射軌跡が乱れ、ビームスポットが実線Ｂｓｏで示すように部分的に大きくなるいわゆるオーバーシュートの状態となってしまう。図１２において、図１０と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。このようなレーザ照射によって例えばアニール処理を行うと、不均一なアニール処理領域が存在することとなる。上述した多結晶シリコンＴＦＴなどの熱処理に利用する場合は、作製される素子の特性に影響を与えるという不都合が生じる。
【００２９】
これに対して、本発明のレーザ照射方法においては、レーザ光を消光する消光部を設けるか、または、光源部の出力をオフとすることによって、このような周波数遷移期間内においてレーザ光を消光する。図１３に本発明のレーザ照射方法の実施形態に係るレーザ装置の一例の概略構成図を示す。図１３において、図１と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。消光部７としては、例えば光スイッチの機能をもつＥＯＤ（Electric Optical Device、電気光学素子）を設けることができる。その他の光源部１や光学素子等の配置構成は図１に示す例と同様とすることができる。
【００３０】
このように消光部７を設ける場合、または光源部の出力をオフとする場合のスキャン周波数の波形と、レーザ光量の時間変化を図１４に示す。スキャン周波数が高速で遷移する期間、すなわち照射軌跡が不安定となる期間において、レーザ光量がオフとなるように図１３中の消光部７において光スイッチを行う。或いは、光源が半導体素子の場合は高速にスイッチングしてもよい。このスイッチングは、図１３における走査部３を駆動する駆動部１６に入力する信号と同期した信号を消光部７又は光源部１に入力することによって行われる。この場合のレーザビームスポットの照射軌跡の概略平面図を図１５に示す。図１５において、図１０と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図１５に示すように、この場合、周波数が高速に遷移してビーム走査方向を終点から起点に移動する領域と、走査の起点近傍とでは、破線Ｓ１ｑ、Ｓ２ｑ、Ｓ３ｑで示すようにレーザ光が消光され、破線Ｂｓｑで示す領域ではレーザが照射されないようにする。このように、オーバーシュートが生じる領域でレーザが照射されないようにすることで、レーザ光を照射する領域では均一な照射を行うことができる。
【００３１】
一方、スキャン周波数を三角波状の波形、すなわち一定の増加量で周波数が上昇し、一定の減少量で周波数が下降する周期を繰り返してレーザ光の走査を行う場合は、スキャン周波数が下降する一定の期間でレーザ光を消光してもよい。この場合の照射軌跡の概略平面図を図１６に示す。図１６において、図１５と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この場合、高速で周波数が遷移する期間がないのでオーバーシュートが生じにくく、走査方向を戻す破線Ｓ２ｑで示す走査領域でレーザ光を消光すればよい。この場合、一定方向への走査期間のみレーザ光が照射されることとなるので、照射領域内で略均一な照射を行うことができる。また、往復走査による走査起点位置間の距離ｄｓがレーザ光の照射有効直径と略同じであれば、レーザ照射が重複する領域がなく、また隙間なく均一な照射を行うことが可能となる。
【００３２】
なお、スキャン周波数を三角波状の波形とする場合において、図１７に示すように、レーザ光を消光することなく全走査期間に一定のレーザ照射を行う場合は、レーザ光の走査が略均一に重複する。すなわち、照射開始端及び終了端を除く領域ではレーザ光が２回照射されるので、レーザ光の照射量は略一定となる。２回のレーザ光照射によって、被照射体の表面において目的とするアニール処理や改質等を行うことが可能であれば、この照射方法を適用することができる。この場合、１回の走査期間に送りステージによって移動する距離ｄｓ´が、レーザ光の照射有効直径の２分の１程度であれば、必要以上に重複してレーザ照射を行うことなく、また隙間なくレーザ光を２回照射することができて、均一な照射が可能となる。このレーザ照射方法は、図１に示すレーザ照射装置によって実現できる。
【００３３】
なお、以上の例においては、レーザ光を走査部によって走査する間に送りステージを同時に移動する場合について説明したが、図１８に示すように、走査時に送りステージを移動することなく、走査位置を起点に戻す期間内のみ送りステージを移動するいわば断続的な移動としてもよい。図１８において、図１５と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この場合、走査終了端から走査起点に戻す期間に破線Ｓ２ｑで示すようにレーザ光を消去しており、この期間のみ送りステージを移動して次の走査による照射位置に移動する。この移動量ｄｓをレーザ光の照射有効直径と略同じとすることによって、レーザ照射が重複する領域がなく、また隙間なく均一な照射を行うことができる。尚、この場合においても、走査部としてＡＯＤを用いる場合にオーバーシュートが問題となるときは、図１５に示す例と同様に、走査起点近傍においてもレーザ光を消去することによって、オーバーシュートが生じる領域でレーザが照射されないようにすることができ、レーザを照射する領域での均一な照射が可能となる。
【００３４】
以上説明したように、本発明のレーザ照射方法によれば、均一な照射を行うことができるので、例えば多結晶シリコンＴＦＴ等におけるアニール処理などのレーザ照射工程において、安定したレーザ照射を行うことができ、本発明方法を用いて作製した半導体装置等、例えば多結晶シリコンＴＦＴの特性の安定性が実現される。
【００３５】
なお、本発明は上述の実施形態例において説明した構成に限定されるものではなく、その他本発明構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態例に係るレーザ照射方法に用いるレーザ照射装置の一例の概略構成図である。
【図２】被照射体上のレーザ照射態様の一例を示す概略平面図である。
【図３】比較例によるレーザ照射方法を説明する概略平面図である。
【図４】本発明の実施形態例に係るレーザ照射方法を説明する概略平面図である。
【図５】比較例によるレーザ照射方法を説明する概略平面図である。
【図６】送りステージの移動速度に対するレーザ照射後の被照射体表面からの反射戻り光強度の変化を示す図である。
【図７】音響光学素子への入力周波数信号に対する出射ビーム角度の変化を示す図である。
【図８】音響光学素子への入力振幅信号に対する出射ビーム強度の変化を示す図である。
【図９】スキャン周波数の波形の一例を示す図である。
【図１０】レーザ照射方法を説明する概略平面図である。
【図１１】音響光学素子への入力信号強度を示す図である。
【図１２】レーザ照射方法を説明する概略平面図である。
【図１３】本発明の実施形態例に係るレーザ照射方法に用いるレーザ照射装置の一例の概略構成図である。
【図１４】本発明の実施形態例に係るレーザ照射方法におけるスキャン周波数及びレーザ光量の波形の一例を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態例に係るレーザ照射方法を説明する概略平面図である。
【図１６】本発明の実施形態例に係るレーザ照射方法を説明する概略平面図である。
【図１７】本発明の実施形態例に係るレーザ照射方法を説明する概略平面図である。
【図１８】本発明の実施形態例に係るレーザ照射方法を説明する概略平面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１．光源部、２．コリメータレンズ、３．走査部、４．ビームスプリッタ、５．ビームスプリッタ、６．ｆθレンズ群、７．消光部、８．ｆθレンズ群、９．対物レンズ、１０．被照射体、１１．集光レンズ、１２．受光部、１３．集光レンズ、１４．受光部、１５．増幅器、１６．駆動部、１８．送りステージ、２０．レーザ照射装置
【図１】
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【図２】
2008153302.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008153302.tif 000006
【図５】
2008153302.tif 000007
【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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【図１８】
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