(57)【要約】【課題】  半導体素子の作製に好適に用いられる半導体膜を提供する。【解決手段】  本発明による半導体膜の製造方法は、非結晶領域または多結晶領域を有する半導体膜（５０）を用意する工程と、半導体膜（５０）に対して第１レーザビーム（１００）の第１方向の走査を第２方向にずらしながら複数回行う第１結晶化工程と、半導体膜（５０）に対して、パワー、ビームプロファイル、ビーム径および走査速度のうち少なくとも１つの点で第１レーザビーム（１００）とは異なる第２レーザビーム（２００）の第１方向の走査を行う第２結晶化工程とを包含する。第２結晶化工程において、第１結晶化工程で形成された結晶領域のうち第２方向の位置が連続する２回の走査による２つの結晶領域のそれぞれの少なくとも一部に対して第２レーザビーム（２００）の照射を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非結晶領域または多結晶領域を有する半導体膜を用意する工程と、
前記半導体膜に対して第１レーザビームの第１方向の走査を第２方向にずらしながら複数回行う第１結晶化工程であって、各走査により、前記半導体膜に、ラテラル成長領域を含む結晶領域を形成する、工程と、
前記半導体膜に対して、パワー、ビームプロファイル、ビーム径および走査速度のうち少なくとも１つの点で前記第１レーザビームとは異なる第２レーザビームの前記第１方向の走査を行う第２結晶化工程と
を包含する、半導体膜の製造方法であって、
前記第２結晶化工程において、前記第１結晶化工程で形成された結晶領域のうち前記第２方向の位置が連続する２回の走査による２つの結晶領域のそれぞれの少なくとも一部に対して前記第２レーザビームの照射を行う、半導体膜の製造方法。
【請求項２】
前記第１結晶化工程において、前記第１レーザビームの各走査による前記ラテラル成長領域が互いに重ならないように前記第１レーザビームを前記第２方向にずらしながら前記第１レーザビームの走査を行う、請求項１に記載の半導体膜の製造方法。
【請求項３】
前記第１結晶化工程において、隣接する２つのラテラル成長領域が互いに重ならないように前記第１レーザビームを前記第２方向にずらしながら前記第１レーザビームの走査を行うことにより、前記結晶領域に含まれる粒状結晶領域および微結晶領域、ならびに、前記非晶質領域の少なくとも１つの領域が、前記隣接する２つのラテラル成長領域の間に位置し、
前記第２結晶化工程において、前記半導体膜のうち前記第１結晶化工程において形成された隣接する２つのラテラル成長領域のそれぞれの少なくとも一部と、前記２つのラテラル成長領域の間に位置する前記粒状結晶領域、前記微結晶領域および前記非晶質領域の少なくとも１つの領域を前記第２レーザビームで完全溶融させて前記ラテラル成長領域を拡大する、請求項２に記載の半導体膜の製造方法。
【請求項４】
前記第１結晶化工程において、前記第１レーザビームの各走査による前記ラテラル成長領域の一部が互いに重なるように前記第１レーザビームを前記第２方向にずらしながら前記第１レーザビームの走査を行う、請求項１に記載の半導体膜の製造方法。
【請求項５】
前記第２結晶化工程において、前記半導体膜のうち前記第１レーザビームの前記２回の走査によるラテラル成長領域のそれぞれの少なくとも一部を前記第２レーザビームで照射することにより、前記ラテラル成長領域を再溶融させる、請求項４に記載の半導体膜の製造方法。
【請求項６】
前記第２レーザビームの長軸の長さは、前記第１レーザビームの長軸の長さよりも短い、請求項１から５のいずれかに記載の半導体膜の製造方法。
【請求項７】
半導体膜の非晶質領域または多結晶領域に対する第１レーザビームの第１方向の走査を第２方向にずらしながら複数回行う第１レーザ装置であって、前記第１レーザビームの各走査により、ラテラル成長領域を含む結晶領域を形成する、第１レーザ装置と、
前記半導体膜に対して、パワー、ビームプロファイル、ビーム径および走査速度のうち少なくとも１つの点で前記第１レーザビームとは異なる第２レーザビームの前記第１方向の走査を行う第２レーザ装置と
を備える、半導体膜製造装置であって、
前記第１レーザ装置は、隣接する２つのラテラル成長領域が互いに重ならないように前記第１レーザビームを前記第２方向にずらしながら前記第１レーザビームの走査を行うことにより、前記結晶領域に含まれる粒状結晶領域および微結晶領域、ならびに、前記非晶質領域の少なくとも１つの領域が、前記隣接する２つのラテラル成長領域の間に位置し、
前記第２レーザ装置は、前記半導体膜のうち前記第１レーザ装置にて形成された隣接する２つのラテラル成長領域のそれぞれの少なくとも一部と、前記２つのラテラル成長領域の間に位置する粒状結晶領域、前記微結晶領域および前記非晶質領域の少なくとも１つの領域を前記第２レーザビームで完全溶融させて前記ラテラル成長領域を拡大する、半導体膜製造装置。
【請求項８】
前記第１レーザビームは、前記半導体膜に対して前記第２レーザビームと一体的に移動する、請求項７に記載の半導体膜製造装置。
【請求項９】
前記第１レーザビームの各走査のピッチおよび前記第２レーザビームの各走査のピッチをそれぞれＰとし、前記第１レーザビームと第２レーザビームとの間隔をＬｉとし、前記第２レーザビームの前記第１方向と直交する方向に沿った長さをＷ２とすると、（Ｐ／２）×ｎ−Ｗ２／２＜Ｌｉ＜（Ｐ／２）×ｎ＋Ｗ２／２（ｎは１以上の奇数）の関係を満たす、請求項８に記載の半導体膜製造装置。
【請求項１０】
前記第２レーザビームの前記第１方向と直交する方向に沿った長さをＷ２とすると、Ｗ1＋Ｗ２＞Ｐの関係を満たす、請求項９に記載の半導体膜製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体膜の製造方法および半導体膜製造装置に関し、より詳細には、レーザビームを用いた半導体膜の製造方法および半導体膜製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）などの半導体素子に用いる半導体膜として、近年、結晶質半導体膜（例えば、結晶質シリコン膜）の開発が進められている。結晶質シリコン膜の製造方法には、非晶質（アモルファス）シリコン膜を６００℃前後の高温で熱処理することによって結晶化させる方法があるが、高温のプロセスに耐えられないガラス基板上に結晶質シリコン膜を形成する場合などにおいてはレーザビームを用いた結晶化方法が有効である。
【０００３】
レーザビームを用いた結晶化方法では、非晶質半導体膜を形成し、この非晶質半導体膜にレーザビームを出射しながら非晶質半導体膜に対してレーザビームを走査する。レーザビームとして連続波（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｗａｖｅ：ＣＷ）レーザビームを用いる場合、装置上の制約およびガラス基板へのダメージなどから、大面積を一括して結晶化することができないため、図１１に示すように、レーザビームのｙ方向の走査をその結晶領域がｘ方向に重なるようにずらしながら複数回行うことにより、広い面積にわたる非晶質半導体膜の結晶化が行われている。このとき、レーザビームの強度が大きすぎると膜剥がれ等が発生するため、レーザビームの強度は、非晶質半導体膜を結晶化するのに最適なエネルギーに設定されている。
【０００４】
また、半導体膜を用いてアクティブマトリクス基板のＴＦＴを作製する場合、表示ムラを抑制するために、レーザビームの照射を所定の順序で行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されている方法では、図１２に示すように、ライン状領域の奇数番目を先にレーザビームで照射し、後でライン状領域の偶数番目をレーザビームで照射する。この場合、レーザビームの強度が時間的に変化しても、非晶質半導体膜全体にわたって照射されるレーザビームの強度を平均化することができ、これにより、表示ムラを抑制している。
【特許文献１】特開平９−６３９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明者は、図１１に示したように半導体膜を製造すると、結晶粒径や表面形状が不均一になることがあることを見出した。以下、図１３〜図１５を参照して、この原因を具体的に説明する。
【０００６】
まず、図１３を参照して、レーザビームを１回走査したときのレーザビームと半導体膜の結晶状態との関係を説明する。図１３（ａ）に、レーザビームのビームプロファイルを示し、図１３（ｂ）に、レーザビームの断面形状を示し、図１３（ｃ）に、このレーザビームの照射によって得られた半導体膜の結晶状態を示している。
【０００７】
図１３（ａ）に示したビームプロファイルはレーザビームの強度分布を表しており、レーザビームの強度は、中央近傍で大きく端部に近づくにつれて小さくなっており、ガウス分布形状になっている。図１３（ａ）において、ビームプロファイルの左側に、レーザビームの強度に応じて半導体膜に異なる領域が形成されることを示している。具体的には、レーザビームの強度の高い部分によってラテラル成長領域Ｌが形成され、レーザビームの強度の次に高い部分によって粒状結晶領域Ｇが形成され、レーザビームの強度の低い部分によって微結晶領域Ｍが形成される。なお、レーザビームの強度がさらに高いと、レーザビームで照射された領域の膜がはがれることになり（アブレーション領域）、また、レーザビームの強度がさらに低いと結晶化が起こらない。また、図１３（ｂ）に示すように、ビーム径の短軸はレーザビームの走査方向（ｙ方向）に沿っており、ビーム径の長軸はレーザビームの走査方向に直交する方向（ｘ方向）に沿っている。
【０００８】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示したレーザビームを半導体膜の非晶質領域に対してｙ方向に走査すると、レーザビームで照射された領域は結晶化されて、半導体膜には、図１３（ｃ）に示すように、レーザビームの強度の高い部分に対応してラテラル成長領域Ｌが形成され、ラテラル成長領域Ｌの周囲に粒状結晶領域Ｇおよび微結晶領域Ｍが形成される。また、微結晶領域Ｍよりも外側は非晶質領域Ａのままである。なお、ラテラル成長領域Ｌおよび粒状結晶領域Ｇおよび微結晶領域Ｍのｘ方向の長さはレーザビームの長軸方向の長さやビームプロファイルの形状に応じて変化する。
【０００９】
ラテラル成長領域Ｌおよび粒状結晶領域Ｇは、レーザビームの照射によって溶融された半導体膜が固化して形成された領域である。ラテラル成長領域Ｌは、レーザビームの走査によって膜面方向に形成された大きな温度勾配を利用してレーザビームの走査方向（ｙ方向）に沿って横方向に結晶成長が行われた領域である。また、粒状結晶領域Ｇは、膜厚方向に結晶成長が行われた粒状結晶の形成された領域であり、この粒状結晶は、エキシマーレーザビームなどのパルスレーザビームを用いて作製される領域と同様の多角形状のものである。また、微結晶領域Ｍは、半導体膜が溶融することなく結晶化が行われた微結晶の形成された領域である。ラテラル成長領域Ｌにはレーザビームの走査方向（ｙ方向）に延びた形状の結晶粒が形成されるのに対して、粒状結晶領域Ｇおよび微結晶領域Ｍには、レーザビームの走査方向（ｙ方向）と無関係に結晶粒が形成される。半導体膜に形成された領域は結晶粒の形状から識別可能である。なお、ラテラル成長領域および微結晶領域の表面は比較的平坦である一方、粒状結晶領域の結晶粒界部分には膜厚の２倍程度に盛り上がった凸部が形成されるため、粒状結晶領域の表面は凹凸である。
【００１０】
各領域において形成された結晶粒径の大きさは半導体膜の厚さに応じて変化する。例えば、半導体膜の厚さが５０ｎｍの場合、粒状結晶領域Ｇにおける結晶粒径は１μｍ程度であり、微結晶領域Ｍにおける結晶粒径は０．１μｍ程度であるのに対して、ラテラル成長領域Ｌにおける結晶粒径は１μｍから数十μｍである。このように、ラテラル成長領域Ｌにおける結晶粒径は大きいため、ラテラル成長領域Ｌは高いキャリア移動度を示し、半導体素子の作製に好適に用いられる。なお、本明細書において、「ラテラル成長領域」、「粒状結晶領域」および「微結晶領域」を総称して「結晶領域」とも称する。
【００１１】
次いで、図１４および図１５を参照して、レーザビームのｙ方向の走査を複数回行ったときのレーザビームと半導体膜の結晶状態との関係を説明する。図１４（ａ）〜図１４（ｃ）には、レーザビームの走査を３回行ったときの各レーザビームおよび半導体膜の結晶状態を示している。図１４（ａ）において、１回目および２回目の走査におけるレーザビームのビームプロファイルを破線で示し、３回目の走査におけるレーザビームのビームプロファイルを実線で示している。同様に、図１４（ｂ）において、１回目および２回目の走査におけるレーザビームの断面形状を破線で示し、３回目の走査におけるレーザビームの断面形状を実線で示している。図１４（ｃ）に、レーザビームの走査が３回行われた半導体膜の結晶状態を示している。
【００１２】
図１４（ａ）〜図１４（ｃ）から理解されるように、レーザビームの２回目の走査では、１回目の走査によって結晶化された結晶領域とまだ結晶化されていない非晶質領域とがレーザビームで照射されており、また、レーザビームの３回目の走査では、レーザビームの１回目および２回目の走査による結晶領域と非晶質領域とがレーザビームで照射されている。このように、レーザビームの２回目以降の走査では、先の走査による結晶領域および非晶質領域がレーザビームで照射される。
【００１３】
ここで、図１５を参照して、レーザビームで照射される半導体膜の結晶状態に応じて、得られる半導体膜の結晶状態が異なることを説明する。図１５に示したレーザビームのビームプロファイルは、図１３（ａ）に示したものと同じであるが、図１５は、右側に結晶領域を照射したときに得られる半導体膜の結晶状態を示している点で図１３（ａ）とは異なる。
【００１４】
図１５から理解されるように、同じ強度のレーザビームを用いて照射を行っても、結晶領域をレーザビームで照射して得られる半導体膜の結晶状態は、非晶質領域をレーザビームで照射して得られる半導体膜の結晶状態とは異なる。具体的には、レーザビームで結晶領域を照射したとき、レーザビームの強度の高い部分においてのみ半導体膜の溶融・固化が起こってラテラル成長領域Ｌが形成されるものの、レーザビームの強度の低い部分では溶融が起こらない。これは、結晶領域におけるレーザビームの吸収係数は非晶質領域よりも低く、また、結晶領域の溶融温度は非晶質領域よりも高いため、結晶領域は非晶質領域よりも溶融しにくいからである。
【００１５】
このように、結晶領域を溶融するには、非晶質領域よりも多くのエネルギーを必要としている。また、厳密には、結晶領域であっても、結晶粒径に応じて溶融に必要なエネルギーが若干異なる。しかしながら、レーザビームの強度は非晶質領域を結晶化するのに最適に設定されており、また、図１４（ａ）に示すように、後のレーザビームのビームプロファイルもガウス分布形状であり、レーザビームの強度の高い部分が非晶質領域を照射し、レーザビームの強度の低い部分が結晶領域を照射している。また、図１４（ａ）に示すように、先に形成されたラテラル成長領域Ｌは、後のレーザビームのエネルギーの低い部分で照射されるため、ラテラル成長領域Ｌは十分に溶融せず、大きなラテラル成長領域Ｌを形成することができない。なお、レーザビームのパワーを増加させると、ラテラル成長領域を溶融することができるが、この場合、非晶質領域ではアブレーションが発生してしまう。
【００１６】
このため、図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように先のレーザビームによる結晶領域を後のレーザビームで照射すると、非晶質領域は完全に溶融し、結晶領域は部分的に溶融してラテラル成長領域Ｌになるが、図１４（ｃ）に示すように、粒状結晶領域Ｇが溶融せずに残ってしまうか、ラテラル成長領域が完全溶融せず、表面領域のみが溶融するため、横方向に結晶成長が行われず、その表面が凹凸になったり、結晶粒径が不均一になってしまう。このように、半導体膜にラテラル成長領域Ｌとともに粒状結晶領域Ｇや微結晶領域Ｍが混在すると、結晶粒径は依然として不均一であり、また、表面形状は依然として凹凸である。このような半導体膜を用いてＴＦＴを有するアクティブマトリクス基板を作製すると、不均一な結晶粒径に起因してキャリア移動度が不均一になり、ＴＦＴにばらつきが生じる。また、結晶領域の表面形状が凹凸である半導体膜を用いてＴＦＴを作製する場合、ＴＦＴの性能を向上させるためにゲート絶縁膜の厚さを１００ｎｍ以下にすると、ゲート絶縁膜の厚さが不均一になるため、ＴＦＴのばらつきが大きくなり、絶縁不良の原因となる場合がある。
【００１７】
また、特許文献１に開示されている方法に従って半導体膜を製造する場合でも、結晶粒径や表面形状が不均一になる場合がある。特許文献１に開示されている方法では、ライン状領域の奇数番目を先にレーザビームで照射した後で、ライン状領域の偶数番目をレーザビームで照射しているが、後のレーザビームによる結晶領域が先のレーザビームによる結晶領域と重ならない場合、図１３（ｃ）に示した粒状結晶領域Ｇおよび微結晶領域Ｍが残存し、結晶粒径や表面形状が不均一になる。また、後のレーザビームによる結晶領域が先のレーザビームによる結晶領域と重なっても、図１５を参照して上述したように、その領域は、後のレーザビームによって十分に溶融されず、結果として、結晶粒径や表面形状は依然として不均一である。
【００１８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体素子の作製に好適に用いられる半導体膜の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明による半導体膜の製造方法は、非結晶領域または多結晶領域を有する半導体膜を用意する工程と、前記半導体膜に対して第１レーザビームの第１方向の走査を第２方向にずらしながら複数回行う第１結晶化工程であって、各走査により、前記半導体膜に、ラテラル成長領域を含む結晶領域を形成する、工程と、前記半導体膜に対して、パワー、ビームプロファイル、ビーム径および走査速度のうち少なくとも１つの点で前記第１レーザビームとは異なる第２レーザビームの前記第１方向の走査を行う第２結晶化工程とを包含する、半導体膜の製造方法であって、前記第２結晶化工程において、前記第１結晶化工程で形成された結晶領域のうち前記第２方向の位置が連続する２回の走査による２つの結晶領域のそれぞれの少なくとも一部に対して前記第２レーザビームの照射を行う。
【００２０】
ある実施形態では、前記第１結晶化工程において、前記第１レーザビームの各走査による前記ラテラル成長領域が互いに重ならないように前記第１レーザビームを前記第２方向にずらしながら前記第１レーザビームの走査を行う。
【００２１】
ある実施形態では、前記第１結晶化工程において、隣接する２つのラテラル成長領域が互いに重ならないように前記第１レーザビームを前記第２方向にずらしながら前記第１レーザビームの走査を行うことにより、前記結晶領域に含まれる粒状結晶領域および微結晶領域、ならびに、前記非晶質領域の少なくとも１つの領域が、前記隣接する２つのラテラル成長領域の間に位置し、前記第２結晶化工程において、前記半導体膜のうち前記第１結晶化工程において形成された隣接する２つのラテラル成長領域のそれぞれの少なくとも一部と、前記２つのラテラル成長領域の間に位置する前記粒状結晶領域、前記微結晶領域および前記非晶質領域の少なくとも１つの領域を前記第２レーザビームで完全溶融させて前記ラテラル成長領域を拡大する。
【００２２】
ある実施形態において、前記第１結晶化工程において、前記第１レーザビームの各走査による前記ラテラル成長領域の一部が互いに重なるように前記第１レーザビームを前記第２方向にずらしながら前記第１レーザビームの走査を行う。
【００２３】
ある実施形態では、前記第２結晶化工程において、前記半導体膜のうち前記第１レーザビームの前記２回の走査によるラテラル成長領域のそれぞれの少なくとも一部を前記第２レーザビームで照射することにより、前記ラテラル成長領域を再溶融させる。
【００２４】
ある実施形態において、前記第２レーザビームの長軸の長さは、前記第１レーザビームの長軸の長さよりも短い。
【００２５】
本発明による半導体膜製造装置は、半導体膜の非晶質領域または多結晶領域に対する第１レーザビームの第１方向の走査を第２方向にずらしながら複数回行う第１レーザ装置であって、前記第１レーザビームの各走査により、ラテラル成長領域を含む結晶領域を形成する、第１レーザ装置と、前記半導体膜に対して、パワー、ビームプロファイル、ビーム径および走査速度のうち少なくとも１つの点で前記第１レーザビームとは異なる第２レーザビームの前記第１方向の走査を行う第２レーザ装置とを備える、半導体膜製造装置であって、前記第１レーザ装置は、隣接する２つのラテラル成長領域が互いに重ならないように前記第１レーザビームを前記第２方向にずらしながら前記第１レーザビームの走査を行うことにより、前記結晶領域に含まれる粒状結晶領域および微結晶領域、ならびに、前記非晶質領域の少なくとも１つの領域が、前記隣接する２つのラテラル成長領域の間に位置し、前記第２レーザ装置は、前記半導体膜のうち前記第１レーザ装置にて形成された隣接する２つのラテラル成長領域のそれぞれの少なくとも一部と、前記２つのラテラル成長領域の間に位置する粒状結晶領域、前記微結晶領域および前記非晶質領域の少なくとも１つの領域を前記第２レーザビームで完全溶融させて前記ラテラル成長領域を拡大する。
【００２６】
ある実施形態において、前記第１レーザビームは、前記半導体膜に対して前記第２レーザビームと一体的に移動する。
【００２７】
ある実施形態において、前記第１レーザビームの各走査のピッチおよび前記第２レーザビームの各走査のピッチをそれぞれＰとし、前記第１レーザビームと第２レーザビームとの間隔をＬｉとし、前記第２レーザビームの前記第１方向と直交する方向に沿った長さをＷ２とすると、（Ｐ／２）×ｎ−Ｗ２／２＜Ｌｉ＜（Ｐ／２）×ｎ＋Ｗ２／２（ｎは１以上の奇数）の関係を満たす。
【００２８】
ある実施形態において、前記第２レーザビームの前記第１方向と直交する方向に沿った長さをＷ２とすると、Ｗ1＋Ｗ２＞Ｐの関係を満たす。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、半導体素子の作製に好適に用いられる半導体膜を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
（実施形態１）
以下、図面を参照しながら、本発明による半導体膜の製造方法の実施形態を説明する。まず、図１を参照して本実施形態の製造工程を説明する。
【００３１】
図１（ａ）に示すように、半導体膜５０を用意する。半導体膜５０は、例えばケイ素膜である。ここでは、半導体膜５０の表面５０ａは非晶質領域であるが、粒状結晶領域および微結晶領域などの多結晶領域であってもよい。
【００３２】
次いで、図１（ｂ）に示すように、半導体膜５０に対してレーザビーム１００のｙ方向の走査をｘ方向にずらしながら複数回行う。半導体膜５０の表面５０ａが非晶質領域および多結晶領域のいずれであっても、各走査により、少なくともラテラル成長領域を含む結晶領域が形成される。
【００３３】
次いで、図１（ｃ）に示すように、半導体膜５０に対してパワー、ビームプロファイル、ビーム径および走査速度のうち少なくとも１つの点でレーザビーム１００とは異なるレーザビーム２００のｙ方向の走査を行う。本実施形態の製造方法では、上述した従来の製造方法と異なり、半導体膜のレーザビーム１００によって形成された結晶領域に対してレーザビーム２００を走査して、レーザビーム１００によって形成された結晶領域のうちｘ方向の位置が連続する２回の走査による２つの結晶領域のそれぞれの少なくとも一部に対してレーザビーム２００の照射を行う。
【００３４】
レーザビーム２００は、すでに形成されている結晶領域を照射した場合に照射面積に対する照射後のラテラル成長領域の面積の割合がレーザビーム１００よりも大きくなるように設定されている。レーザビーム２００の設定は、例えば、レーザビーム２００のパワーをレーザビーム１００よりも高くしてもよい。または、レーザビーム２００のラテラル成長領域に対応する部分おけるビームプロファイルの傾きをレーザビーム１００よりも急峻にしてもよい。ビームプロファイルの傾きは、例えば、非球面レンズやホモジナイザーによって制御することができる。または、レーザビーム２００の短軸をレーザビーム１００よりも長くしてもよい。この場合、走査速度が等しくても、半導体膜５０のある領域へのレーザビーム２００の照射時間が長くなるため、レーザビームのエネルギー密度を増加させたのと同様の効果が得られる。あるいは、レーザビーム２００の走査速度をレーザビーム１００よりも小さくしてもよい。
【００３５】
以上のようなレーザビーム２００を半導体膜５０に照射することにより、半導体素子の作製に適した半導体膜５０を製造することができる。具体的には、粒状結晶領域および微結晶領域をレーザビーム２００によって完全溶融して大きなラテラル成長領域を形成することができ、これにより、電気的特性が不均一になることを抑制することができる。また、レーザビーム１００の異なる走査による表面の凹凸を再溶融して平坦化することにより、表面の凹凸を抑制した半導体膜を作製することができる。
【００３６】
なお、本明細書の以下の説明において、レーザビーム１００による半導体膜５０の結晶化工程を第１結晶化工程ともよび、レーザビーム２００による半導体膜５０の結晶化工程を第２結晶化工程ともよぶ。また、レーザビーム１００、レーザビーム２００を、それぞれ、第１レーザビーム、第２レーザビームともよぶ。また、ここでは、第１、第２レーザビーム１００、２００はいずれも連続波レーザビームであり、例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ4固体レーザビームである。
【００３７】
次いで、図２を参照して、本実施形態の第１結晶化工程をより具体的に説明する。なお、ここでは、半導体膜５０の表面５０ａは非晶質領域であり、上述したように、レーザビーム１００の各走査により、ラテラル成長領域、粒状結晶領域および微結晶領域を含む結晶領域が形成される。
【００３８】
本実施形態の製造方法では、図２（ａ）に示すように、第１レーザビーム１００の各走査による結晶領域が互いに重ならないように第１レーザビーム１００を半導体膜５０に対して相対的にｙ方向に走査する。また、第１レーザビーム１００の走査は、＋ｙ方向に行われた後、＋ｘ方向にずらした位置から−ｙ方向に行われ、次いで、再び＋ｘ方向にずらした位置から＋ｙ方向に行われ、以降も同様に行われる。
【００３９】
第１レーザビーム１００の強度は、図２（ｂ）に示すように、中央付近で大きく端部付近で小さくなっている。図２（ｃ）に示すように、第１レーザビーム１００の照射範囲は線状であり、短軸はレーザビーム１００の走査方向（ｙ方向）に沿っており、長軸はレーザビーム１００の走査方向に直交する方向（ｘ方向）に沿っている。
【００４０】
なお、図２（ｂ）および図２（ｃ）において、１回目の走査における第１レーザビーム１００のビームプロファイルおよび断面形状を破線で示しており、２回目の走査における第１レーザビーム１００のビームプロファイルおよび断面形状を実線で示している。第１レーザビーム１００の照射が行われると、非晶質領域は結晶化される。本実施形態の製造方法では、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、第１レーザビーム１００の各走査の照射領域は互いに重ならず、図２（ｄ）に示すように、ラテラル成長領域Ｌ、粒状結晶領域Ｇおよび微結晶領域Ｍを含む結晶領域は第１レーザビーム１００の走査毎に離れて形成される。
【００４１】
第１レーザビーム１００は非晶質領域を結晶化するのに最適に設定されており、第１レーザビーム１００のパワーは８Ｗであり、走査速度は４０ｃｍ／ｓｅｃであり、ビーム径３００μｍ（長軸）×２０μｍ（短軸）である。ここで、ビーム径の長軸は、第１レーザビーム１００の１回の走査によって形成される結晶領域のｘ方向の長さであり、また、第１レーザビーム１００は、走査ごとに４００μｍずつｘ方向に移動してｙ方向に走査される。このため、隣接する結晶領域間に位置する非晶質領域のｘ方向の長さは１００μｍである。
【００４２】
次いで、図３を参照して、本実施形態の第２結晶化工程をより具体的に説明する。
【００４３】
図３（ａ）に示すように、第１レーザビーム１００によって結晶化された隣接する結晶領域の間を第２レーザビーム２００で照射するように第２レーザビーム２００を半導体膜５０に対して相対的にｙ方向に走査する。なお、図３（ｂ）に示すように、第２レーザビーム２００の強度は中央付近で大きく端部付近で小さく、また、図３（ｃ）に示すように、第２レーザビーム２００の照射範囲は線状である。
【００４４】
第２レーザビーム２００により、第１レーザビーム１００による隣接する２つの結晶領域の間に位置する非晶質領域とともに当該２つの結晶領域の一部が照射される。第２レーザビーム２００は、結晶領域を溶融するのに最適に設定されており、この設定は、第１レーザビーム１００とは異なる。具体的には、上述した第１レーザビーム１００では、ビーム径は３００μｍ×２０μｍであり、パワーは８Ｗであり、走査速度は４０ｃｍ／ｓｅｃであったのに対して、第２レーザビーム２００では、ビーム径は２００μｍ（長軸）×２０μｍ（短軸）であり、パワーは１０Ｗであり、走査速度は２０ｃｍ／ｓｅｃである。
【００４５】
ここで、第２レーザビーム２００の長軸の長さ（２００μｍ）は、第１レーザビーム１００によって形成された２つの結晶領域間に位置する非晶質領域のｘ方向の長さ（１００μｍ）よりも長くなっており、第１結晶化工程において形成された粒状結晶領域Ｇおよび微結晶領域Ｍは第２レーザビーム２００で照射される。また、第２レーザビーム２００のパワー（１０Ｗ）は第１レーザビーム１００のパワー（８Ｗ）よりも大きくなっている。また、第２レーザビーム２００のビーム径の積（２００μｍ×２０μｍ）は第１レーザビーム１００のビーム径の積（３００μｍ×２０μｍ）よりも小さくなっている。このため、第２レーザビーム２００のビーム密度は第１レーザビーム１００よりも増加している。さらに、第２レーザビーム２００の走査速度（２０ｃｍ／ｓｅｃ）は、第１レーザビーム１００の走査速度（４０ｃｍ／ｓｅｃ）よりも小さい。したがって、本実施形態の製造方法では、第２レーザビーム２００の走査を行うと、第１レーザビーム１００によって形成された隣接する結晶領域の間に位置する非晶質領域が溶融・固化するだけでなく、隣接する結晶領域のうちの第２レーザビーム２００によって照射された微結晶領域Ｍ、粒状結晶領域Ｇおよびラテラル成長領域Ｌも溶融・固化し、これにより、大きなラテラル成長領域Ｌが形成される。
【００４６】
また、第２レーザビーム２００のパワーおよびビーム径の一方のみを第１レーザビーム１００に対して変更することにより、第２レーザビーム２００のパワー密度を第１レーザビーム１００よりも増加させてもよい。例えば、第２レーザビーム２００のビーム径の長軸を第１レーザビーム１００よりも短くすることにより、第２レーザビーム２００のパワー密度を第１レーザビーム１００よりも増加させることができる。
【００４７】
また、広い範囲にわたって結晶領域を形成するために第１レーザビーム１００の長軸は比較的長いことが好ましい。それに対して、第２レーザビーム２００の長軸が長く、それに起因してビームプロファイルの傾きが緩やかであると、レーザビームの強度の低い部分が多くなる。レーザビームの強度が低いと、第１レーザビーム１００によって形成された結晶領域を十分に溶融できず、大きなラテラル成長領域を形成できない。このため、第２レーザビーム２００の長軸は短く、ビームプロファイルの傾きが急であることが好ましい。以上の点から、第２レーザビーム２００の長軸は第１レーザビーム１００の長軸よりも短いことが好ましい。
【００４８】
以上のようにして、第２レーザビーム２００の走査により、粒状結晶領域Ｇおよび微結晶領域Ｍをラテラル成長領域Ｌにすることができ、これにより、電気的特性が不均一になることを抑制するとともに表面の凹凸を抑制した半導体膜を得ることができる。
【００４９】
また、レーザビーム２００の照射範囲をレーザビーム１００に対して変更するとき、レーザビーム２００の長軸の長さも必要に応じて変化させてもよい。例えば、パワー１０Ｗのレーザビームを第１レーザビーム１００として用いる場合、第１レーザビーム１００で２００μｍの結晶領域が得られ、結晶領域間の距離が１０μｍであったとすると、図４（ａ）に示すように，第２レーザビーム２００として同じ照射範囲（すなわち、ビーム径の長軸が２００μｍ）のレーザビームを用いるのは非効率である。この場合、長軸２００μｍのレーザビームを４分割して、長軸５０μｍのレーザビームを４つ形成する。例えば、ハーフミラー（図示せず）を用いることにより、レーザビームを２分割することができ、さらにそれぞれを２分割することにより、４分割したレーザビームを形成することができる。そのレーザビームをそれぞれ、レンズ（図示せず）で集光して、第１レーザビーム１００によって形成された結晶領域の間に照射すると、第２レーザビーム２００の照射を効率的に行うことができる。あるいは、図４（ｂ）に示すように、第２レーザビーム２００としてパワー２Ｗ程度のレーザビームを５０μｍの範囲で照射することにより、第２結晶化工程を効率的に行うことができる。
【００５０】
なお、上述した説明では、ガウス分布形状のビームプロファイルを有するレーザビームを用いたが、本発明はこれに限定されない。レーザビームとして、台形状（トップフラット形状）のビームプロファイルを有するレーザビームを用いてもよい。
【００５１】
次いで、図５および図６を参照して、本実施形態の製造方法を行うのに好適な半導体膜製造装置５００の構成を説明する。図５は、半導体膜製造装置５００の模式図であり、図６は、半導体膜製造装置５００から出射される第１レーザビーム１００および第２レーザビーム２００の出射位置を示す拡大図である。
【００５２】
図５に示すように、半導体膜製造装置５００は、第１レーザビーム１００を出射するレーザ装置５１０と、第２レーザビーム２００を出射するレーザ装置５２０とを備えている。レーザ装置５１０およびレーザ装置５２０は、半導体膜５０の異なる位置をレーザビーム１００、２００で同時に照射することができる。本明細書においてレーザ装置５１０を第１レーザ装置とよび、レーザ装置５２０を第２レーザ装置とよぶ。なお、半導体膜５０の配置されたステージ（図示せず）は、第１、第２レーザ装置５１０、５２０に対してｘ，ｙ方向に移動可能であり、固定した第１、第２レーザ装置５１０、５２０に対してステージを移動させることにより、半導体膜５０は第１、第２レーザビーム１００、２００によって相対的に走査される。
【００５３】
半導体膜製造装置５００は、また、光学系ユニット５３０および５５０を有している。光学系ユニット５３０には、ステージ５３２上にミラー５３４およびレンズ５３６、５３８が設けられており、光学系ユニット５３０は、モータ５４０の駆動により、ステージガイド５４２ａ、５４２ｂに沿ってｘ方向に移動可能である。同様に、光学系ユニット５５０には、ステージ５５２上にミラー５５４およびレンズ５５６、５５８が設けられており、光学系ユニット５５０は、モータ５６０の駆動により、ステージガイド５６２ａ、５６２ｂに沿ってｘ方向に移動可能である。第１レーザ装置５１０から出射された第１レーザビーム１００は、ミラー５３４によって半導体膜５０に向けて垂直方向に反射され、レンズ５３６、５３８を介して、半導体膜５０に達する。同様に、第２レーザ装置５２０から出射された第２レーザビーム２００は、ミラー５５４によって半導体膜５０に向けて垂直方向に反射され、レンズ５５６、５５８を介して、半導体膜５０に達する。光学系ユニット５３０、５５０はｘ方向に沿って機械的に移動可能であり、光学系ユニット５３０、５５０の間隔を変化させることにより、第１レーザビーム１００と第２レーザビーム２００との間隔を調整することができる。
【００５４】
また、図６に示すように、第１レーザビーム１００の各走査のピッチおよび第２レーザビーム２００の各走査のピッチをそれぞれＰとし、第１レーザビーム１００のｘ方向に沿った長さをＷ１とし、第２レーザビーム２００のｘ方向に沿った長さをＷ２とすると、第１レーザビーム１００と第２レーザビーム２００との間隔ＬｉがＬｉ＝（Ｐ／２）×ｎ（ｎは１以上の奇数）の関係を満たすことが好ましい。この関係を満たす場合、第２レーザビーム２００の中心が第１レーザビーム１００による隣接する２つの照射領域の中心線を通過するように、第２レーザビーム２００の走査が行われ、第１レーザビーム１００および第２レーザビーム２００の走査を同時に行うことができる。ただし、本発明はこれに限定されない。（Ｐ／２）×ｎ−Ｗ２／２＜Ｌｉ＜（Ｐ／２）×ｎ＋Ｗ２／２（ｎは１以上の奇数）の関係を満たし、第２レーザビーム２００の一部が第１レーザビーム１００による隣接する２つの照射領域の中心線を通過すればよい。
【００５５】
具体的には、第１レーザビーム１００のｘ方向の移動ピッチが４００μｍであり、第２レーザビーム２００のｘ方向のビーム径（長軸）が２００μｍである場合、例えば、第１レーザビーム１００と第２レーザビーム２００との間隔Ｌｉを６００μｍに設定する（ここでは、ｎ＝３である）。この場合、第１レーザビーム１００および第２レーザビーム２００のそれぞれの走査を＋ｙ方向、−ｙ方向の交互に（すなわち、往復して）行うことができる。また、間隔Ｌｉは６００μｍに限定されず、５００μｍ〜７００μｍであればよい。
【００５６】
あるいは、第１レーザビーム１００と第２レーザビーム２００との間隔を２００μｍに設定して（すなわち、ｎ＝１として）、第１レーザビーム１００および第２レーザビーム２００の照射領域の一部を重ねて同時に走査を行ってもよい。なお、ｎ＝１のとき、第１レーザビーム１００および第２レーザビーム２００の走査を往復で行うことができないので、第１レーザビーム１００および第２レーザビーム２００の走査は＋ｙ方向または−ｙ方向の一方向に行えばよい。この場合、ある時刻における第２レーザビーム２００の照射領域が第１レーザビーム１００の照射領域に対してｘ方向およびｙ方向の両方にずれるように第１、第２レーザビーム１００、２００の照射が行われる。
【００５７】
また、Ｗ１＋Ｗ２＞Ｐの関係を満たすことが好ましい。これにより、半導体膜５０の全面にラテラル成長領域を形成することができる。
【００５８】
以上のように、半導体膜製造装置５００では、第１レーザビーム１００のすべての走査が完了する前に、第２レーザビーム２００の走査を開始することができ、半導体膜５０の作製時間を短縮することができる。
【００５９】
なお、図５および図６に示した半導体膜製造装置５００では、第１、第２レーザ装置５１０、５２０から出射された第１、第２レーザビーム１００、２００がミラー５３４、５５４、レンズ５３６、５３８、５５６、５５８を介して半導体膜５０に照射されたが、本発明はこれに限定されない。
【００６０】
図７に示すように、半導体膜製造装置５００の第１、第２レーザ装置５１０、５２０は、ミラーを介することなく、半導体膜５０に第１、第２レーザビーム１００、２００を出射してもよい。第１、第２レーザ装置５１０、５２０は例えば、ファイバーレーザ装置である。また、半導体膜製造装置５００は、第１、第２レーザ装置をそれぞれ１つずつ有するのではなく、それぞれ対となる複数の第１、第２レーザ装置を有していてもよい。
【００６１】
なお、上述した説明では、第１レーザビーム１００および第２レーザビーム２００は連続波（ＣＷ）レーザビームであったが、本発明はこれに限定されない。第１レーザビーム１００および第２レーザビーム２００としてモードロックレーザビームなどの擬ＣＷレーザビームを用いてもよい。
【００６２】
また、図５および図７に示した半導体膜製造装置５００では、別個の２つのレーザ装置５１０、５２０を用いて第１結晶化工程と第２結晶化工程を同時に行ったが、本発明はこれに限定されない。１つのレーザ装置によって第１結晶化工程を行った後に、同一のレーザ装置の設定を変更して、第２結晶化工程を行ってもよい。
【００６３】
（実施形態２）
上述した説明では、図２（ａ）を参照して、第１レーザビーム１００の各走査による結晶領域が互いに離れて重ならないように第１レーザビーム１００を走査することを説明したが、本発明はこれに限定されない。第１レーザビーム１００の各走査による結晶領域が互いに重なるように第１レーザビーム１００の走査を行ってもよい。
【００６４】
また、上述した説明では、非晶質領域、粒状結晶領域、微結晶領域が隣接するラテラル成長領域の間に位置していたが、本発明はこれに限定されない。非晶質領域、粒状結晶領域、微結晶領域のいずれか１つが隣接するラテラル成長領域の間に位置していてもよい。
【００６５】
以下、本発明による半導体膜の製造方法の第２実施形態を説明する。本実施形態の製造方法は、第１レーザビーム１００の各走査による結晶領域が互いに重なる点を除いて図２および図３を参照して説明した実施形態１の製造方法と同様であり、冗長さを避けるために、重複する説明を省略する。
【００６６】
以下、図８を参照して、本実施形態の製造方法における第１結晶化工程を説明する。
【００６７】
図８（ａ）に示すように、第１レーザビーム１００の走査は、走査ごとの結晶領域が重なるように行われる。また、図８（ｂ）に、第１レーザビーム１００のビームプロファイルを示し、図８（ｃ）に、第１レーザビーム１００の断面形状を示し、図８（ｄ）に、第１レーザビーム１００で照射された半導体膜５０の結晶状態を示している。本実施形態において、第１レーザビーム１００のパワーは１０Ｗであり、走査速度は１００ｃｍ／ｓｅｃであり、ビーム径は５００μｍ×２０μｍである。
【００６８】
なお、図８（ａ）〜図８（ｄ）を参照して説明した第１結晶化工程は、図１１および図１４を参照して説明した従来の製造方法と同様である。しかしながら、本実施形態の製造方法は、第１結晶化工程に次いで第２結晶化工程が行われる点で従来の製造方法とは異なる。図８（ｄ）では、隣接する２つのラテラル成長領域の間には粒状結晶領域が位置している。
【００６９】
次いで、図９を参照して、本実施形態の製造方法における第２結晶化工程を説明する。図９（ａ）に示すように、第２レーザビーム２００により、第１レーザビーム１００による隣接する２つの結晶領域の一部が照射される。図９（ｂ）に、第２レーザビーム２００のビームプロファイルを示し、図９（ｃ）に、第２レーザビーム２００の断面形状を示し、図９（ｄ）に、第２レーザビーム２００で照射された半導体膜５０の結晶状態を示している。
【００７０】
第２レーザビーム２００は、結晶領域を溶融するのに最適に設定されており、この設定は、第１レーザビーム１００とは異なる。具体的には、第１レーザビーム１００のパワーは１０Ｗであり、走査速度は１００ｃｍ／ｓｅｃであり、ビーム径は５００μｍ×２０μｍであったのに対して、第２レーザビーム２００のパワーは１２Ｗであり、走査速度は４０ｃｍ／ｓｅｃであり、ビーム径は１００μｍ×２０μｍである。
【００７１】
図１４および図１５を参照して説明した従来の方法とは異なり、第２レーザビーム２００の走査を行うと、第１レーザビーム１００によって形成されたラテラル成長領域Ｌが溶融・固化して再結晶化が行われるとともに第１レーザビーム１００の複数回の走査では残存した粒状結晶領域Ｇや微結晶領域Ｍが溶融・固化して、ラテラル成長領域Ｌを拡大することができる。また、表面に形成された凹凸が再溶融して、表面形状を改善することもできる。以上のようにして、第２レーザビーム２００の走査により、粒状結晶領域Ｇおよび微結晶領域Ｍをラテラル成長領域Ｌにすることができ、これにより、電気的特性が不均一になることを抑制するとともに表面が凹凸になることを防止した半導体膜を作製することができる。
【００７２】
なお、本実施形態の製造方法は、第１レーザビーム１００のビーム径の長軸が第１レーザビーム１００の各走査のピッチよりも大きい点を除いて、実施形態１の製造方法と同様である。したがって、本実施形態の製造方法を好適に行うための半導体膜製造装置として、図５〜図７を参照して説明した半導体膜製造装置を用いることができる。
【００７３】
なお、上述した説明では、第１結晶化工程において、隣接するラテラル成長領域の間に粒状結晶領域が位置しており、第２結晶化工程において、凹凸の平坦化だけでなくラテラル成長の拡大が行われていたが、本発明はこれに限定されない。第２レーザビーム２００の走査によってラテラル成長領域の拡大が行われなくてもよい。
【００７４】
以下、図１０を参照して、この場合の第１結晶化工程を説明する。図１０（ａ）に示すように、第１レーザビーム１００の走査は、走査ごとのラテラル成長領域が重なるように行われる。また、図１０（ｂ）に、第１レーザビーム１００のビームプロファイルを示し、図１０（ｃ）に、第１レーザビーム１００の断面形状を示し、図１０（ｄ）に、第１レーザビーム１００で照射された半導体膜５０の結晶状態を示している。なお、図１０に示した第１結晶化工程では、図８に示した第１結晶化工程と比べて、連続する２つの走査において第１レーザビーム１００をｘ方向にずらした距離が短い。
【００７５】
このため、図１０（ｄ）に示すように、第１レーザビーム１００の走査により、各走査によるラテラル成長領域が重なるように形成されている。ラテラル成長領域が重なって形成された領域では、先の第１レーザビーム１００の走査によってラテラル成長領域が形成された後に、後の第１レーザビーム１００の走査によってさらにラテラル成長領域が形成されているため、後の第１レーザビーム１００によるラテラル成長領域の境界において特に大きな凹凸が形成される。次いで、図９を参照して説明したのと同様に、第２レーザビーム２００の走査が行われることにより、第１レーザビーム１００の２つの走査によるラテラル成長領域の再溶融が行われ、凹凸を平坦化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明によれば、電気的特性が不均一になることを抑制するとともに表面の凹凸を抑制した半導体膜を製造することができ、この半導体膜を用いて、キャリア移動度の高いＴＦＴを好適に作製することができる。また、このようなＴＦＴを有する半導体装置は、表示媒体として液晶などを利用したアクティブマトリクス方式の表示装置などに好適に用いられる。特に、表示媒体として液晶などを用いたアクティブマトリクス方式の表示装置において、このようなキャリア移動度の大きい半導体装置をスイッチング素子や駆動回路などに用いることにより、表示装置の高性能化および高画質化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明による半導体膜の製造方法の第１実施形態を説明するための模式図であり、（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、製造工程を示す図である。
【図２】第１実施形態における第１結晶化工程を説明するための模式図であり、（ａ）は第１レーザビームの走査を示す図であり、（ｂ）は第１レーザビームのビームプロファイルを示す図であり、（ｃ）は第１レーザビームの断面形状を示す図であり、（ｄ）は第１レーザビームの照射によって得られた半導体膜の結晶状態を示す図である。
【図３】第１実施形態における第２結晶化工程を説明するための模式図であり、（ａ）は第２レーザビームの走査を示す図であり、（ｂ）は第２レーザビームのビームプロファイルを示す図であり、（ｃ）は第２レーザビームの断面形状を示す図であり、（ｄ）は第２レーザビームの照射によって得られた半導体膜の結晶状態を示す図である。
【図４】第１実施形態の製造方法における第２結晶化工程の第２レーザビームの長軸の長さの変化を示す模式図であり、（ａ）は、長軸の長い第２レーザビームを示す図であり、（ｂ）は、長軸の短い第２レーザビームを示す図である。
【図５】第１実施形態の製造方法を行うのに適した半導体膜製造装置の模式図である。
【図６】図５に示した半導体膜製造装置における拡大図である。
【図７】図５とは異なる半導体膜製造装置の模式図である。
【図８】本発明による半導体膜の製造方法の第２実施形態における第１結晶化工程を説明するための模式図であり、（ａ）は第１レーザビームの走査を示す図であり、（ｂ）は第１レーザビームのビームプロファイルを示す図であり、（ｃ）は第１レーザビームの断面形状を示す図であり、（ｄ）は第１レーザビームの照射によって得られた半導体膜の結晶状態を示す図である。
【図９】第２実施形態における第２結晶化工程を説明するための模式図であり、（ａ）は第２レーザビームの走査を示す図であり、（ｂ）は第２レーザビームのビームプロファイルを示す図であり、（ｃ）は第２レーザビームの断面形状を示す図であり、（ｄ）は第２レーザビームの照射によって得られた半導体膜の結晶状態を示す図である。
【図１０】第２実施形態の変形例における第１結晶化工程を説明するための模式図であり、（ａ）は第１レーザビームの走査を示す図であり、（ｂ）は第１レーザビームのビームプロファイルを示す図であり、（ｃ）は第１レーザビームの断面形状を示す図であり、（ｄ）は第１レーザビームの照射によって得られた半導体膜の結晶状態を示す図である。
【図１１】従来の半導体膜の製造方法を説明するための模式図である。
【図１２】別の従来の半導体膜の製造方法を説明するための模式図である。
【図１３】レーザビームの走査を１回行うときのレーザビームと半導体膜の結晶状態との関係を説明するための模式図であり、（ａ）はレーザビームのビームプロファイルを示す図であり、（ｂ）はレーザビームの断面形状を示す図であり、（ｃ）はレーザビームの照射によって得られた半導体膜の結晶状態を示す図である。
【図１４】図１１に示したように走査するレーザビームと半導体膜の結晶状態との関係を説明するための模式図であり、（ａ）はレーザビームの各走査におけるビームプロファイルを示す図であり、（ｂ）はレーザビームの各走査における断面形状を示す図であり、（ｃ）はレーザビームの走査が行われた半導体膜の結晶状態を示す図である。
【図１５】レーザビームで照射される半導体膜の結晶状態に応じて、得られる半導体膜の結晶状態が異なることを説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００７８】
５０  半導体膜
５０ａ  非晶質領域
１００  第１レーザビーム
２００  第２レーザビーム
【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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