(57)【要約】【課題】小型化できるレーザアニール装置を提供する。【解決手段】レーザ発振器２１からのレーザビームＢを、ステージ２４上のガラス基板１６のアモルファスシリコン薄膜１７に照射する。アモルファスシリコン薄膜１７へのレーザビームＢの照射点を、スキャンミラー２３にてガラス基板１６上のデバイス１８のスクライブライン１９まで直線状に移動する。レーザビームＢの照射点の移動方向に垂直な方向にステージ２４を移動する。アモルファスシリコン薄膜１７をレーザアニールして結晶化させてポリシリコン薄膜にする。レーザビームＢの照射点の移動範囲が小さくなる。集光レンズ２２に極端な長焦点のレンズを用いずに済む。レーザビームＢの照射点の移動毎に、ステージ２４をレーザビームＢのビーム幅だけ移動する。ステージ２４の移動を低速にできる。【選択図】        図１
2004241421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージに配設された基板の一主面に形成した非晶質半導体膜にレーザを照射させつつ、
このレーザの前記非晶質半導体膜への照射点を光学系にて直線状に移動させる移動方向に対して分割された所定の位置まで、前記レーザの前記非晶質半導体膜への照射点を前記光学系にて直線状に移動させるとともに、この光学系による前記レーザの照射点の移動方向に交差する方向に前記ステージを移動させて、前記基板上の非晶質半導体膜を結晶化させることを特徴とする半導体膜の結晶化方法。
【請求項２】
光学系によりレーザが照射される分割された所定の位置は、基板上の非晶質半導体膜に形成されたデバイスの分割線までであることを特徴とする請求項１記載の半導体膜の結晶化方法。
【請求項３】
非晶質半導体膜が一主面に形成された基板が配設されるステージと、
このステージに配設された前記基板上の非晶質半導体膜にレーザを照射して、前記非晶質半導体膜を結晶化させるレーザ発振手段と、
このレーザ発振手段から発振されたレーザによる前記非晶質半導体膜への照射点を直線状に移動させる移動方向に対して分割された所定の位置まで、前記レーザの前記非晶質半導体膜への照射点を直線状に移動させる光学系とを具備し、
前記ステージは、前記光学系による前記レーザの照射点の移動方向に交差する方向に移動されることを特徴とした半導体膜の結晶化装置。
【請求項４】
光学系によりレーザが照射される分割された所定の位置は、基板上の非晶質半導体膜に形成されたデバイスの分割線までであることを特徴とした請求項３記載の半導体膜の結晶化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板の一主面に形成された非晶質半導体膜にレーザを照射して結晶化させる半導体膜の結晶化方法およびその結晶化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示素子などに用いられる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のチャネル層には、従来の非晶質半導体膜であるアモルファスシリコン薄膜に代わり、多結晶半導体膜であるポリシリコン薄膜が用いられる。そして、この薄膜トランジスタのチャネル層としてポリシリコン薄膜を用いた場合には、このポリシリコン薄膜のキャリア移動度が高いため、薄膜トランジスタが形成されるガラス基板の表面に高度な回路を組み込むことが可能となる。
【０００３】
また、この種の半導体膜の結晶化装置であるレーザアニール装置としては、レーザ発振器からパルス発振されたエキシマレーザビームなどのレーザビームの光路を反射鏡にて屈曲させた後に、このレーザビームを集光レンズにて集光させてから、このレーザビームをビームホモジナイザにて線状のレーザビームに成形させる。
【０００４】
そして、この線状のレーザビームを、ステージに設置されたガラス基板上のアモルファスシリコン薄膜に照射させるとともに、ステージを移動させて、このガラス基板上のアモルファスシリコン薄膜を線状のレーザビームにてスキャンさせて、このレーザビームのパルス毎にガラス基板への照射位置を変えて、このガラス基板上のアモルファスシリコン薄膜を結晶化させる。
【０００５】
ところが、上記レーザアニール装置では、ガラス基板が設置されたステージを移動させて、このガラス基板上のアモルファスシリコン薄膜を線状のレーザビームにてスキャンさせる際に、このレーザビームのエネルギが過剰になると、ガラス基板上のアモルファスシリコン薄膜がポリシリコン薄膜とならず非晶質化してしまう。
【０００６】
これは、レーザビームをアモルファスシリコン薄膜に照射させて、このアモルファスシリコン薄膜をアニールして成長させるときに、ガラス基板とアモルファスシリコン薄膜との界面に残った核から結晶が成長するからである。また、過剰なエネルギを有するレーザビームを照射して、アモルファスシリコン薄膜を完全に溶融させた場合には、このアモルファスシリコン薄膜から結晶化されたポリシリコン薄膜が急激に冷却されるため、核発生する前に固化してしまい、結晶質にならない。
【０００７】
これに対し、近年ポリシリコン薄膜の粒径を拡大させ、このポリシリコン薄膜中のキャリア移動度を向上させるために、アモルファスシリコン薄膜を完全溶融させる方法の研究が進められている。そして、この種のレーザアニール装置のレーザ発振器から発振されるレーザビームとしては、連続発振が可能であり、かつアモルファスシリコン薄膜に効率よく吸収されることが必要で、第二高調波を用いたＹＡＧレーザなどが利用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
さらに、この種のレーザアニール装置としては、レーザ発振器から連続発振されるレーザビームの光路を反射鏡にて屈曲させて、この反射鏡にて光路が屈曲されたレーザビームを集光レンズにて集光させた後、このレーザビームの光路に対して垂直な方向に向けて直線状に移動可能なステージに設置されたガラス基板上のアモルファスシリコン薄膜に照射させる。
【０００９】
そして、ガラス基板上のアモルファスシリコン薄膜に対して、このアモルファスシリコン薄膜が完全に溶融する程度のエネルギを有するレーザビームをレーザ発振器から連続発振させて照射させるとともに、このガラス基板が設置されたステージを直線状に移動させて、このガラス基板上のアモルファスシリコン薄膜をスキャンさせる。このとき、このガラス基板上の隣接している溶融していないアモルファスシリコン薄膜の部分を核として、このガラス基板の方向に直交した横方向に向けてポリシリコン薄膜の結晶が成長するため、アモルファスシリコン薄膜が完全に溶融されていても、このアモルファスシリコン薄膜が結晶化する。
【００１０】
ところが、上記レーザアニール装置では、ガラス基板上のアモルファスシリコン薄膜を完全に溶融させるために、レーザ発振器から連続発振されるレーザビームを絞り込んで、このレーザビームの単位面積当りのエネルギ密度を大きくする必要があるため、ガラス基板上のアモルファスシリコン薄膜に照射されるレーザビームの面積が小さくなる。
【００１１】
一方、溶融したアモルファスシリコン薄膜が再結晶化するスピードは、毎秒数ｍ程度ある。このため、このアモルファスシリコン薄膜の処理速度を向上させる観点からは、このアモルファスシリコン薄膜の再結晶化の速度に近い速度でレーザビームを照射させて走査するのが望ましい。このような再結晶化方法を、例えば上記レーザアニール装置にて実現するためには、ガラス基板上のアモルファスシリコン薄膜の処理速度を向上させるために、このガラス基板が設置されたステージを高速で移動させなければならない。一般に液晶表示素子として用いられるガラス基板は、一辺の大きさが４０ｃｍ以上２ｍ程以下の範囲である。したがって、この範囲を数ｍ／ｓで稼動するステージは、振動対策の観点から非常に重いものとなってしまう。
【００１２】
これに対し、レーザ発振器から発振されたレーザビームの光路をスキャン光学系であるスキャンミラーの駆動にて変化させるレーザアニール装置も考えられる。そして、このレーザアニール装置では、レーザ発振器から発振されたレーザビームを、集光レンズを通過させて集光させた後、スキャンミラーにて反射させて光路を変換させて、ステージ上のガラス基板上で結像させる。また、スキャンミラーの角度を変化させることにより、ガラス基板上でのレーザビームの照射位置を変化させて、このレーザビームにてガラス基板上のアモルファスシリコン薄膜をスキャンさせる。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００１−１９６５９７号公報（第４−５頁および図１８）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記レーザアニール装置にて大型のガラス基板をスキャンさせた場合には、このガラス基板の一端から他端までをスキャンさせる際に、レーザビームの光路の長さ変化を無視できない。このため、このレーザビームの光路の長さ変化に見合った長い焦点距離を有する長焦点の集光レンズを用いなければならないから、この大型のガラス基板の全面をスキャンさせるための集光レンズが大型となってしまうという問題を有している。
【００１５】
本発明は、このような点に鑑みたもので、小型化が可能な半導体膜の結晶化方法およびその結晶化装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ステージに配設された基板の一主面に形成した非晶質半導体膜にレーザを照射させつつ、このレーザの前記非晶質半導体膜への照射点を光学系にて直線状に移動させる移動方向に対して分割された所定の位置まで、前記レーザの前記非晶質半導体膜への照射点を前記光学系にて直線状に移動させるとともに、この光学系による前記レーザの照射点の移動方向に交差する方向に前記ステージを移動させて、前記基板上の非晶質半導体膜を結晶化させるものである。
【００１７】
そして、ステージに配設された基板の一主面に形成した非晶質半導体膜にレーザを照射させつつ、このレーザの非晶質半導体膜への照射点を光学系にて直線状に移動させる移動方向に対して分割された所定の位置まで、このレーザの照射点を光学系にて直線状に移動させるとともに、この光学系によるレーザの照射点の移動方向に交差する方向にステージを移動させて、基板上の非晶質半導体膜を結晶化させる。この結果、レーザの照射点の移動範囲が小さくなるので、光学系に極端な長焦点のものを用いる必要がなくなり、この光学系の小型化が可能となる。また、レーザの照射点の直線状の移動が繰り返される毎に、ステージをレーザの幅だけ移動させればよいから、このステージの移動を低速にできるので、このステージの小型化が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態の構成を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１に示す半導体膜の結晶化装置としてのレーザアニール装置１は、図２に示すアレイ基板１２上の多結晶半導体膜であるポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）薄膜１３により形成されたチャネル層１４を有する薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）１５を形成させる液晶表示素子などの表示デバイスを製造させる。
【００２０】
また、このレーザアニール装置１は、図２に示す透光性基板としてのガラス基板１６の一主面である表面上に成膜した非晶質半導体膜としての非単結晶半導体薄膜である略矩形薄膜状のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）薄膜１７に向けて、レーザビームＢを照射する。そして、このガラス基板１６上のほぼ全面に位置するアモルファスシリコン薄膜１７をレーザアニールして結晶化させて、このアモルファスシリコンをポリシリコン薄膜１３にする。ここで、このアモルファスシリコン薄膜１７は、ガラス基板１６の長手方向に沿って、例えば３個分割形成され、かつこのガラス基板１６の幅方向に沿って、例えば２個ほど分割形成されて、このガラス基板１６の表面に計６個ほど形成されている。
【００２１】
さらに、このレーザアニール装置１は、レーザビームＢを発振するレーザ発振手段であるレーザ発振器２１を備えている。このレーザ発振器２１から発振されて出射されたレーザビームＢは、ガラス基板１６上のアモルファスシリコン薄膜１７の面上では点状となる。さらに、このレーザビームＢは、ガラス基板１６の表面に成膜されたアモルファスシリコン薄膜１７に照射され、このアモルファスシリコン薄膜１７上で最終的に焦点が結ばれるように調整されている。
【００２２】
また、このレーザビームＢは、連続発振が可能な連続発振光であるとともに、ガラス基板１６上のアモルファスシリコン薄膜１７を完全に溶解さる強度のエネルギを有するレーザ光である。具体的に、このレーザビームＢは、アモルファスシリコン薄膜１７に効率よく吸収される必要があるため、第二高調波を用いたＹＡＧレーザなどである。
【００２３】
そして、このレーザ発振器２１から発振されるレーザビームＢの光路の前方には、このレーザビームＢを集光させる集光光学系としてのコンデンサレンズである集光レンズ２２が配設されている。この集光レンズ２２は、レーザビームＢの波形を補正して、このレーザビームＢの焦点距離を微調整する。
【００２４】
また、この集光レンズ２２を通過して集光されたレーザビームＢの光路の前方には、このレーザビームＢを、例えば９０°で全反射させて、このレーザビームＢの光路を屈曲させて照射位置を変更させるスキャン光学系としてのスキャンミラー２３が配設されている。このスキャンミラー２３は、レーザ発振器２１から発振されたレーザビームＢの光軸を含む平面に沿って回動可能に設置されており、このスキャンミラー２３を回動させることにより、ガラス基板１６上でのレーザビームＢの照射位置を変化させる。具体的に、このスキャンミラー２３は、ガラス基板１６上にアモルファスシリコン薄膜１７として形成された各デバイス１８の所定の位置である分割線としてのスクライブライン１９間をレーザビームＢにてスキャンさせるように設定されている。
【００２５】
さらに、このスキャンミラー２３は、レーザ発振器２１から発振されたレーザビームＢによるガラス基板１６上のアモルファスシリコン薄膜１７への照射点を、このガラス基板１６の長手方向であるＸ方向に向けて一方向に沿って直線状に繰り返して移動させ移動方向に対して分割された所定の位置、すなわちガラス基板１６上に形成された各デバイス１８のスクライブライン１９からスクライブライン１９までの範囲を、このガラス基板１６上のアモルファスシリコン薄膜１７をレーザビームＢにて直線方向にスキャンさせる。
【００２６】
同時に、このスキャンミラー２３の移動によるレーザビームＢの照射範囲は、ガラス基板１６上にアモルファスシリコン薄膜１７として形成された各デバイス１８のスクライブライン１９からスクライブライン１９までとされている。言い換えると、このスキャンミラー２３によるレーザビームＢの走査範囲の一回のスキャンの終了位置である終端が、ガラス基板１６上に形成されるアモルファスシリコン薄膜１７による各デバイス１８のスクライブライン１９の部分に位置するように構成されている。
【００２７】
次いで、このスキャンミラー２３にて全反射されたレーザビームＢの光路の前方には、ガラス基板１６が設置されている。このガラス基板１６は、このガラス基板１６上のアモルファスシリコン薄膜１７をレーザビームＢの光路上に向けた状態で設置させるステージ２４上に設置されている。このステージ２４は、スキャンミラー２３によるレーザビームＢの照射点の移動方向であるスキャン方向に交差する方向、すなわち垂直な方向であるとともにガラス基板１６の幅方向であるＹ方向に向けて直線状に往復されて繰り返して一定の速度で移動されて走査されて、このガラス基板１６上のアモルファスシリコン薄膜１７全面にレーザビームＢを照射させる。具体的に、このステージ２４は、このステージ２４上に設置されたガラス基板１６の一端から他端までレーザビームＢの照射点をＸ方向に向けてスキャンミラー２３にて直線状に移動させた後、このステージ２４全体をＹ方向に沿ってレーザビームＢの幅だけ移動させる。
【００２８】
次に、上記レーザアニール装置で製造される液晶表示素子の構成を図２を参照して説明する。
【００２９】
まず、液晶表示素子はアレイ基板１２を有し、このアレイ基板１２は略透明な絶縁性を有するガラス基板１６を備えている。このガラス基板１６の表面には、このガラス基板１６からの不純物の拡散を防止する絶縁性のアンダーコート層３１が成膜されている。このアンダーコート層３１は、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）とシリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）とを有し、プラズマＣＶＤ法にて成膜されて形成されている。
【００３０】
そして、このアンダーコート層３１上には、島状のポリシリコン薄膜１３が成膜されている。このポリシリコン薄膜１３は、ガラス基板１６上に堆積させたアモルファスシリコン薄膜１７に向けてレーザビームＢを照射して、このアモルファスシリコン薄膜１７をレーザアニールして結晶化させることにより形成されている。
【００３１】
また、このポリシリコン薄膜１３およびアンダーコート層３１上には、絶縁性を有するシリコン酸化膜などでゲート酸化膜３２が成膜されている。このゲート酸化膜３２上には、モリブデン−タングステン合金（ＭｏＷ）などが成膜されて、ゲート電極３３が形成されている。そして、ポリシリコン薄膜１３、ゲート酸化膜３２、およびゲート電極３３により薄膜トランジスタ１５が形成されている。
【００３２】
さらに、ポリシリコン薄膜１３の両側域には、ソース層３４とドレイン層３５とが形成されている。さらに、ドーピングされていないゲート電極３３の下方に位置するポリシリコン薄膜１３がチャネル層１４となる。
【００３３】
そして、ゲート酸化膜３２およびゲート電極３３上には、シリコン酸化膜などで形成された層間絶縁膜３６が成膜されている。この層間絶縁膜３６とゲート酸化膜３２とには、これら層間絶縁膜３６およびゲート酸化膜３２を貫通し、ソース層３４およびドレイン層３５に連通する第１のコンタクトホール３７，３８が開口されている。
【００３４】
さらに、層間絶縁膜３６上には、第２の配線層として成膜されたソース電極４１と、ドレイン電極４２と、信号を供給する図示しない信号線とが形成されている。これらソース電極４１、ドレイン電極４２および信号線は、アルミニウム（Ａｌ）などの低抵抗金属などで成膜形成されている。そして、ソース電極４１は、第１のコンタクトホール３７を介してソース層３４に導電接続されている。同様に、ドレイン電極４２は、第１のコンタクトホール３８を介してドレイン層３５に導電接続されている。
【００３５】
そして、層間絶縁膜３６、ソース電極４１およびドレイン電極４２上には保護膜４３が成膜されている。この保護膜４３上には、各色、例えば赤青緑の３色のカラーフィルタ４４が成膜されている。そして、これら保護膜４３およびカラーフィルタ４４には、ドレイン電極４２とコンタクトする第２のコンタクトホール４５が開口されている。
【００３６】
さらに、カラーフィルタ４４上には、透明導体層である画素電極４６がマトリクス状に配設されている。この画素電極４６は、第２のコンタクトホール４５を介してソース電極４１に導電接続されている。また、この画素電極４６上には、保護膜としての配向膜４７が成膜さている。
【００３７】
そして、画素電極４６に対向して対向基板５１が配設されており、この画素電極４６に対向した側に位置する対向基板５１の一主面には、対向電極５２が形成されている。さらに、アレイ基板１２の画素電極４６と、対向基板５１の対向電極５２との間には、液晶５３が封入されている。
【００３８】
次に、上記レーザアニール装置で製造される液晶表示素子の製造方法について説明する。
【００３９】
まず、ガラス基板１６の一主面に、シリコン酸化膜などをプラズマＣＶＤ法などで成膜形成してアンダーコート層３１を形成し、連続して各デバイス１８に対応させてアモルファスシリコン薄膜１７を成膜する。
【００４０】
そして、このアモルファスシリコン薄膜１７を窒素雰囲気中で熱処理し、このアモルファスシリコン薄膜１７中の水素濃度を低下させる。
【００４１】
この後、このアモルファスシリコン薄膜１７の水素濃度が低下されたガラス基板１６を、レーザアニール装置１のステージ２４に設置する。
【００４２】
この状態で、このレーザアニール装置１のレーザ発振器２１からガラス基板１６上のアモルファスシリコン薄膜１７を完全に溶解させる強度のエネルギを有するレーザビームＢを発振させて、このレーザビームＢによるガラス基板１６上のアモルファスシリコン薄膜１７への照射位置をスキャンミラー２３の回動により調整して、このアモルファスシリコン薄膜１７のＡ１−Ａ２間であるスクライブライン１９間をＸ方向に沿って一方向に向けて直線状にスキャンさせる。
【００４３】
同時に、このスキャンミラー２３の回動によるスキャン方向とは垂直な方向であるＹ方向に向けてステージ２４を移動させて、このアモルファスシリコン薄膜１７の全体をレーザアニールして結晶化させて、所望する結晶粒径のポリシリコン薄膜１３にする。
【００４４】
この後、ステージ２４をガラス基板１６のＹ方向における一端から他端まで移動させた後、このステージ２４の全体をＸ方向に向けてＡ１−Ａ２の幅だけ移動させた後、同様のスキャンを繰り返して、このステージ２４上のガラス基板１６全面のアモルファスシリコン薄膜１７を結晶化させる。
【００４５】
ここで、レーザビームＢにてガラス基板１６上のアモルファスシリコン薄膜１７をスキャンする際のステージ２４の移動速度は、レーザビームＢにてＡ１−Ａ２間をスキャンする間に、このレーザビームＢのビーム幅分だけ移動する速度である。したがって、このステージ２４の移動速度は、隣接したスキャン箇所とのオーバーラップを考慮したビーム幅を有効ビーム幅とした場合に、（有効レーザビーム幅）／（Ａ１−Ａ２間の距離）×（レーザビームの走査速度）となるように設定されている。
【００４６】
次いで、ポリシリコン薄膜１３をパターニングした後、このポリシリコン薄膜１３を含むガラス基板１６上に、プラズマＣＶＤ法などでゲート酸化膜３２を形成する。
【００４７】
さらに、このゲート酸化膜３２上に、第１配線層をスパッタリング法で成膜し、この第１配線層をエッチング加工して、ゲート電極３３を形成する。
【００４８】
この後、フォトリソグラフィ技術を用いて、ポリシリコン薄膜１３の両側域にソース層３４およびドレイン層３５を形成して薄膜トランジスタ１５を作製する。そして、これらソース層３４およびドレイン層３５は、ゲート電極３３をエッチング加工する際におけるレジストをマスクとして、ボロン（Ｂ）やリン（Ｐ）などの不純物をイオンドーピング法などで、ポリシリコン薄膜１３の両側域をドーピングすることにより形成されている。
【００４９】
このとき、ゲート電極３３の下方に位置するポリシリコン薄膜１３がチャネル層１４となる。
【００５０】
次いで、ゲート酸化膜３２およびゲート電極３３上に層間絶縁膜３６を形成し、この層間絶縁膜３６およびゲート酸化膜３２に第１のコンタクトホール３７，３８を形成する。そして、これら第１のコンタクトホール３７，３８を含む層間絶縁膜３６上に低抵抗金属をスパッタリング法などで成膜しパターニングしてソース電極４１、ドレイン電極４２および信号線を形成する。
【００５１】
そして、層間絶縁膜３６、ソース電極４１およびドレイン電極４２上に保護膜４３を形成し、この保護膜４３上にカラーフィルタ４４を形成する。
【００５２】
さらに、このカラーフィルタ４４上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの透明導電体層を成膜する。
【００５３】
そして、このカラーフィルタ４４をエッチング加工して画素電極４６を形成する。
【００５４】
この後、対向基板５１とアレイ基板１２とを対向させて配設する。この対向基板５１のアレイ基板１２と対向する側の一主面には、対向電極５２が形成されている。
【００５５】
そして、これら対向基板５１とアレイ基板１２との間に液晶５３を注入する。
【００５６】
上述したように、上記一実施の形態によれば、ステージ２４に設置したガラス基板１６上のアモルファスシリコン薄膜１７へのレーザビームＢの照射点をスキャンミラー２３の回動にてＸ方向に沿って一方向に繰り返して移動させて、このガラス基板１６上のアモルファスシリコン薄膜１７のＡ１−Ａ２間をスキャンさせながら、このスキャンミラー２３の回動によるレーザビームＢのスキャン方向に垂直な方向であるＹ方向に向けてステージ２４を移動させて、このガラス基板１６上のアモルファスシリコン薄膜１７全体を結晶化させてポリシリコン薄膜１３とさせる。
【００５７】
したがって、液晶表示素子の作成に用いられるような大型なガラス基板１６上のアモルファスシリコン薄膜１７を完全に溶融させる方式のレーザアニールを実現するレーザアニール装置１であっても、このレーザアニール装置１のレーザ発振器２１から発振されるレーザビームＢによるガラス基板１６上のアモルファスシリコン薄膜１７への照射点の移動範囲、すなわち走査範囲が小さくなるので、集光レンズ２２に極端な長い焦点距離を有する長焦点のレンズを用いる必要がなくなるから、この集光レンズ２２を小型化できる。
【００５８】
また、レーザビームＢの照射点の直線状の移動が繰り返される毎に、ステージ２４をレーザビームＢの幅だけ移動させるだけで、このステージ２４に設置したガラス基板１６上のアモルファスシリコン薄膜１７全体を効率良くポリシリコン薄膜１３に結晶化できる。このため、このステージ２４の移動速度がより低速になるので、振動対策などのためにステージ２４の重量を大きくする必要がなくなり、このステージ２４を小型化できるため、これらステージ２４および集光レンズ２２を備えたレーザアニール装置１を小型化できる。
【００５９】
さらに、ステージ２４に設置されるガラス基板１６を、液晶表示素子などの表示デバイスに用いられるものに適用させた場合には、レーザビームＢとの継ぎ目の位置、すなわち図１中の点Ａ１の位置を、スクライブライン１９の部分のデバイス１８のない領域に置くことができる。この結果、ガラス基板１６の大きさを表示デバイスに適用させた場合であっても、この表示デバイスの表示部にレーザビームＢの継ぎ目の影響が出なくなるので、この表示デバイスから製造される液晶表示装置などの歩留まりを向上できる。
【００６０】
なお、上記一実施の形態では、ガラス基板１６の表面にＸ方向に２個およびＹ方向に３個である計６個の複数のアモルファスシリコン薄膜１７を形成し、これらアモルファスシリコン薄膜１７のそれぞれにレーザビームＢを照射させて、これらアモルファスシリコン薄膜１７のそれぞれをポリシリコン薄膜１３にするレーザアニール装置１について説明したが、このガラス基板１６の表面に形成されるアモルファスシリコン薄膜１７の個数や面積を必要に応じて変更させても対応させて用いることができる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、光学系によるレーザの照射点の移動方向に対して分割された所定の位置まで、このレーザの照射点を光学系にて直線状に移動させるとともに、この光学系によるレーザの照射点の移動方向に交差する方向にステージを移動させることにより、レーザの照射点の移動範囲が小さくなるので、光学系に極端な長焦点のものを用いる必要がなくなり、この光学系の小型化が可能となるとともに、レーザの照射点の直線状の移動が繰り返される毎に、ステージをレーザの幅だけ移動させればよいから、このステージの移動を低速にでき、このステージを小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体膜の結晶化装置の一実施の形態を示す説明図である。
【図２】同上半導体膜の結晶化装置にて製造される液晶表示素子を示す断面図である。
【符号の説明】
１    半導体膜の結晶化装置としてのレーザアニール装置
１６    基板としてのガラス基板
１７    非晶質半導体膜としてのアモルファスシリコン薄膜
１８    デバイス
１９    所定の位置としての分割線であるスクライブライン
２１    レーザ発振手段としてのレーザ発振器
２２    光学系としての集光レンズ
２３    光学系としてのスキャンミラー
２４    ステージ
Ｂ    レーザとしてのレーザビーム
【図１】
2004241421.tif 000003
【図２】
2004241421.tif 000004