(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発振器（１０Ａ）と、レーザ発振器（１０Ａ）で生じさせたレーザ光（１Ａ）の強度を均一化させるホモジナイザー（２ａ）とを備え、該ホモジナイザー（２ａ）が、該レーザ光（１Ａ）の大きさ（Ｑ）よりも小さいレンズ幅（ｐ）のレンズ（２３）を複数個備えるアレイレンズ群（Ｂ１，Ｂ２）と、アレイレンズ群（Ｂ１，Ｂ２）を透過した該レーザ光（１Ａ）を集光させる集光レンズ（３）とを光軸（Ｘ）方向に離して備え、アレイレンズ群（Ｂ１，Ｂ２）を透過して分割状態の該レーザ光（１Ａ）を集光レンズ（３）によつて集光させるレーザ光の照射方法において、レーザ発振器（１０Ａ）で生じさせたレーザ光（１Ａ）を、所定のレンズ幅（ｐ）のレンズ（２５，２６）を複数個備える分割縮小アレイ装置（２４又は２４Ａ）のレンズ群（Ａ１，Ａ２又はＡ３）に通し、レーザ発振器（１０Ａ）に近い位置の該レンズ群（Ａ１又はＡ３）のレンズ幅（ｐ）よりも小さいビーム（１Ａ’）に縮小かつ分割させた後に、前記ホモジナイザー（２ａ）に入射させ、ホモジナイザー（２ａ）のレンズ（２３）の端部への入射を防止することを特徴とするレーザ光の照射方法。
【請求項２】
分割縮小アレイ装置（２４）が、第１，第２レンズ群（Ａ１，Ａ２）を有し、レーザ発振器（１０Ａ）で生じさせたレーザ光（１Ａ）を第１レンズ群（Ａ１）のレンズ（２５）を透過させた後に第２レンズ群（Ａ２）のレンズ（２５）の中央部を透過させることを特徴とする請求項１のレーザ光の照射方法。
【請求項３】
分割縮小アレイ装置（２４Ａ）が、分割レンズ群（Ａ３）を有し、レーザ発振器（１０Ａ）で生じさせたレーザ光（１Ａ）を分割レンズ群（Ａ３）の所定のレンズ幅（ｐ）のレンズ（２６）を透過させて縮小かつ分割させて、ホモジナイザー（２ａ）のアレイレンズ群（Ｂ１）の各レンズ（２３）のレンズ幅（ｐ）よりも小さいビーム（１Ａ’）を作ることを特徴とする請求項１のレーザ光の照射方法。
【請求項４】
レーザ発振器（１０Ａ）と、レーザ発振器（１０Ａ）で生じさせたレーザ光（１Ａ）の強度を均一化させるホモジナイザー（２ａ）とを備え、該ホモジナイザー（２ａ）が、該レーザ光（１Ａ）の大きさ（Ｑ）よりも小さいレンズ幅（ｐ）のレンズ（２３）を複数個備えるアレイレンズ群（Ｂ１，Ｂ２）と、アレイレンズ群（Ｂ１，Ｂ２）を透過した該レーザ光（１Ａ）を集光させる集光レンズ（３）とを光軸（Ｘ）方向に離して備え、アレイレンズ群（Ｂ１，Ｂ２）を透過して分割状態の該レーザ光（１Ａ）を集光レンズ（３）によつて集光させるレーザ光の照射方法において、レーザ発振器（１０Ａ）で生じさせたレーザ光（１Ａ）の透過を遮断する遮蔽物（２７）を設け、該レーザ光（１Ａ）の一部を遮蔽物（２７）によつて遮断した後に、前記ホモジナイザー（２ａ）に入射させ、ホモジナイザー（２ａ）のアレイレンズ群（Ｂ１）のレンズ（２３）の端部への入射を防止することを特徴とするレーザ光の照射方法。
【請求項５】
レーザ発振器（１０Ａ）と、レーザ発振器（１０Ａ）で生じさせたレーザ光（１Ａ）の強度を均一化させるホモジナイザー（２ａ）とを備え、該ホモジナイザー（２ａ）が、該レーザ光（１Ａ）の大きさ（Ｑ）よりも小さいレンズ幅（ｐ）のレンズ（２３）を複数個備える第１，第２アレイレンズ群（Ｂ１，Ｂ２）と、第１，第２アレイレンズ群（Ｂ１，Ｂ２）を透過した該レーザ光（１Ａ）を集光させる集光レンズ（３）とを光軸（Ｘ）方向に離して備え、第１，第２アレイレンズ群（Ｂ１，Ｂ２）に通して分割状態の該レーザ光（１Ａ）を集光レンズ（３）によつて集光させると共に、第１，第２アレイレンズ群（Ｂ１，Ｂ２）が、レーザ光（１Ａ）の光軸（Ｘ）に対して垂直に並んだレンズ（２３）を複数個備え、第１，第２アレイレンズ群（Ｂ１，Ｂ２）により分割したビームを集光レンズ（３）によつて１点（Ｓ）に集光し、該点（Ｓ）を像面としてレーザ発振器（１０Ａ）に近い側の第１アレイレンズ群（Ｂ１）に物体面があるレーザ光の照射装置において、前記物体面とレーザ発振器（１０Ａ）との間に、光軸（Ｘ）に対して垂直に並んだ所定のレンズ幅（ｐ）のレンズ（２５）を複数個備える第１，第２レンズ群（Ａ１，Ａ２）を有し、レーザ発振器（１０Ａ）で生じさせたレーザ光（１Ａ）を第１レンズ群（Ａ１）の密接に並んだレンズ（２５）を透過させて縮小・分割させた後に第２レンズ群（Ａ２）のレンズ（２５）の中央部を透過させて各レンズ（２３）のレンズ幅（ｐ）よりも小さい平行光線のビーム（１Ａ’）を作り、該ビーム（１Ａ’）を第１アレイレンズ群（Ｂ１）の各レンズ（２３）の中央部に入射させることを特徴とするレーザ光の照射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光の照射方法及びその装置に関し、液晶表示装置に用いられる薄膜トランジスタの結晶化シリコンの製造や、ポリイミドなどの合成樹脂を加工する際に、レーザ光を整形して利用するためのレーザ光の照射方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
例えば、液晶表示装置に用いられる薄膜トランジスタの結晶化シリコンの製造に際し、ラインビームからなるレーザ光を試料に照射する方法が知られている。これは、図１３に示すようにエキシマレーザを発生させるレーザ発振器５０で生じさせたエキシマレーザ光５１を光学系容器５９内に導き、反射ミラー５７で方向転換させ、長軸ホモジナイザー５２ａ及び短軸ホモジナイザー５２ｂを通して整形して強度を均一化させた後、再度、反射ミラー５８で方向転換させ、集光レンズ５３を通すことにより、長軸×短軸が、約２００×０．４ｍｍの方形のラインビーム５４に整形し、試料５５に照射している。試料５５は、レーザアニール装置の真空室内に設置されている。
【０００３】
この場合の試料５５は、ガラス基板５６上にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）薄膜５５ａを形成したもので、このａ−Ｓｉ薄膜５５ａにラインビーム５４を照射することで、ａ−Ｓｉ薄膜５５ａを結晶化してｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）薄膜５５ｂとしている。ガラス基板５６は、大きいもので７３０×９２０ｍｍあり、ガラス基板５６上のａ−Ｓｉ薄膜５５ａの全面を結晶化させるために、ラインビーム５４の１ショットあたり、ラインビーム短軸幅の５〜１０％の送りピッチでガラス基板５６をラインビーム５４の短軸の方向に間欠的に移動させる。短軸幅０．４ｍｍのとき、具体的な送りピッチは２０〜４０μｍであり、試料５５の１箇所当たりのレーザ光の照射回数は１０〜２０回である。
【０００４】
ここで、レーザ光５１のパルス幅（発光時間）は一般に数〜数十ｎｓ、発振周波数は数百Ｈｚ以下のため、レーザ光５１つまりラインビーム５４の試料５５への照射が数〜数十ｎｓ行われた後、数ｍｓの比較的長時間の間隔が開いて、再び数〜数十ｎｓの照射が行われている。試料５５への複数回の照射を行うことで、結晶が成長する。この結晶の成長は、１回目の照射で発生した結晶粒が、２回目以降の照射により結合して大きくなるものと考えられている。この結晶の成長のためには、試料５５が冷却（常温）の状態から溶融温度近傍まで上昇するように、レーザ光５１の照射を実施する必要がある。
【０００５】
（１）結晶粒を生じさせるための照射（１ショット目）と、（２）結晶を大きくさせるための照射（２ショット目以降）とに分けて説明すると、次の通りである。
【０００６】
（１）結晶粒を生じさせるための照射（１ショット目）
試料５５の温度Ｔは、レーザ光５１が照射される前の初期温度をＴ１として、レーザ光が１ショット照射されることにより温度Ｔ３にまで上昇し、レーザ光５１の照射が終了してから初期温度Ｔ１にまで穏やかに降温する。このときの試料５５の薄膜５５ａの温度Ｔとレーザ光５１のパルス強度３２との関係は、多くの研究者によつて計算されており、大略、図１２に示す通りである。すなわち、試料５５の温度は、レーザ光５１の照射によつて温度上昇が開始され、レーザ光５１の最大強度の照射から所定時間だけ遅れて１ショット照射による最高の温度Ｔ３に達し、その後、パルス幅ｍ（発光時間）の数倍の時間を要して当初の温度Ｔ１まで冷却される。
【０００７】
試料５５の結晶化は、１ショット照射による最高の温度Ｔ３が与えられて試料５５の半導体の薄膜５５ａが溶融することでなされるため、この与えられる温度Ｔ３を薄膜５５ａの溶融温度以上に上昇させる必要がある。結晶の成長について詳述すれば、レーザ光５１が照射されて試料５５が温度Ｔ３まで昇温すると、試料５５の薄膜５５ａは溶融するが、レーザ光５１が照射された部分の薄膜５５ａの全てが溶融する直前の温度では部分的に溶融していない非溶融点Ａ，Ｂが幾つか残り、その後に試料５５が冷却するときに、これらの非溶融点Ａ，Ｂを基点にして、隣接する非溶融点Ａ，Ｂ間で結晶が成長して結晶粒になる。
【０００８】
従つて、試料５５の溶融していない一つの非溶融点Ａとこれに隣接する位置の非溶融点Ｂとの距離が短いときには、両点Ａ，Ｂの間の結晶の成長が短時間で終了し、ラインビーム５４からなるレーザ光５１が照射された箇所の試料５５の全体としての結晶の成長が妨げられて結晶が大きくならないが、隣接する点Ａ，Ｂ間の距離が長いときには、両点Ａ，Ｂの間に結晶が広く成長し、結晶が大きくなる。但し、非溶融点Ａと非溶融点Ｂとの距離が長すぎるときには、両点Ａ，Ｂの間の中間位置に結晶が成長しない領域を生ずる。
【０００９】
このように、薄膜５５ａに生じる結晶の大きさは、レーザ光５１が照射されて与えられる温度Ｔ３に依存して決定され、与えられる温度Ｔ３が高すぎても低すぎても結晶が適正に大きく成長することができない。従つて、薄膜５５ａに、結晶を大きくかつ一定の大きさに形成させるためには、レーザ光５１の強度３２を常に一定に保ち、試料５５の温度Ｔ３を一定に与えることが好ましい。
【００１０】
また、試料５５の冷却に費やされる時間は、レーザ光５１のパルス幅ｍに依存する。すなわち、パルス幅ｍが長ければ結晶は穏やかに冷却されるが、短いと急速に冷却される。一般に試料５５が穏やかに温度低下する方が結晶が大きく成長すると考えられているが、絶縁のガラス基板５６上にある薄膜５５ａを結晶化するときは、急冷される方が基板５６の温度の上昇が抑制され、また、薄膜５５ａの下地として熱伝導率の異なる材料があるときの影響を避けることができる。このため、結晶の成長に最適なパルス幅ｍは試料５５の材質や試料５５の下地の材質などによつて異なるものと考えられるが、最適なパルス幅ｍについては明確ではないのが現状である。
【００１１】
このように、薄膜５５ａを結晶化させるために、試料５５を溶融温度近傍にまで上昇させるには、一般に、パルス強度３２の大きいレーザ光５１を照射させる必要があり、そのために、エキシマレーザなどのガスレーザを使用するのが一般的である。しかしながら、ガスレーザは、高価かつメンテナンス性に劣り、加えて、パルス毎のレーザ光５１の強度３２の変動が大きいなどの多くの課題がある。
【００１２】
一方、安価かつメンテナンス性に優れる低エネルギーの固体レーザを使用する場合、パルスレーザに所定の強度（エネルギー密度）を確保するために、集光レンズ５３で大きく集光させる必要がある。しかしながら、集光レンズ５３による縮小倍率が大きくなるほど、ホモジナイザー５２ａ，５２ｂなどの光学系全体の性能向上が求められるのみならず、発生させるレーザ光に対しても光軸変動を小さくするなどの性能向上が必要になり、更に、試料５５への照射位置の制御性を向上させるために、試料５５を載せる試料台の移動性能も上げる必要が生じ、結果的に高価になる。
【００１３】
また、いずれの種類のレーザにおいても、パルス毎のエネルギー（強度）変動が大きく、かつ、１つのレーザ発振器５０から生ずるレーザ光のパルス幅ｍを変更するのは容易でないため、レーザ光のエネルギー密度つまりパルス強度を一定にして試料５５の温度を一定（Ｔ３）にすることや、最適なパルス幅ｍを調整して照射することはできないのが現状である。特に、ガラス基板５６上のＳｉ薄膜５５ａの結晶化は、液晶用トランジスタの作製のために産業上多く実施されているが、このような試料５５のための最適なパルス幅の調整は行われていない。
【００１４】
（２）結晶を大きくさせるための照射（２ショット目以降）
１回目のレーザ光５１の照射により成長した結晶粒を更に大きくするために、複数回の照射を与え、隣合う結晶同士を結合させている。レーザ光５１の照射回数（ショット回数）の合計は、一般的には１０〜２０回である。複数回の照射を与える際の課題として、照射エネルギー（パルス強度３２）が所定の範囲より低いと、結晶成長に寄与できず、また、一度でも所定の範囲より高いエネルギーで照射してしまうと、既に成長した結晶を再溶融させて微細化させてしまうことがある。
【００１５】
このため、パルスレーザを使用する場合、高いエネルギーの照射による微細化を防ぐために、パルス間の照射エネルギーの変動を考慮して、最大エネルギーが所定の範囲より高くなることを防止している。つまり、照射エネルギー（パルス強度３２）の変動に関わらず、常に微細化温度未満になるように設定している。これにより、平均エネルギーが低く抑えられることになり、照射エネルギーが低すぎて結晶化に寄与できない無駄なエネルギーが多量に発生するという課題がある。
【００１６】
次に、レーザ光５１からなるラインビーム５４のピーク１６の存在に起因する課題について説明する。なお、説明を簡略化させるために、ホモジナイザー５２は、１つにしてある。レーザ光５１の強度を均一・平坦化させるホモジナイザー５２は、図１４に示すようにレーザ発振器５０で生じさせたレーザ光５１を該レーザ光５１の大きさＱよりも小さいレンズ幅ｐのレンズ２３を複数個備える２組の第１，第２アレイレンズ群Ｂ１，Ｂ２で分割し、分割したビームを集光レンズ５３により１点Ｓに集光させている。
【００１７】
ホモジナイザー５２により整形したラインビーム５４は、実際には図１５に示すように平坦部１２と傾斜部１３とからなり、傾斜部１３を狭くするために、一般に、点Ｓを像面に一致させ、かつ、レーザ発振器５０に近い側の第１アレイレンズ群Ｂ１上を物体面にしている。
【００１８】
しかしながら、レーザ光５１は遮蔽物があるとき、遮蔽される箇所でフレネル回折による回折光が発生する。ホモジナイザー５２では、レーザ光源（レーザ発振器５０）に近い側の第１アレイレンズ群Ｂ１の各レンズ２３同士の接合部が遮蔽物Ｇとして機能するため、この箇所でフレネル回折が発生し、これが第１，第２アレイレンズ群Ｂ１，Ｂ２の像面となる点Ｓに投影されて、平坦部１２と傾斜部１３との境界部に鋭いピーク１６となつて現れる。
【００１９】
このフレネル回折に基づくピーク１６があると、ラインビーム５４に均一な強度が与えられず、例えばビーム５４をＳｉ膜膜５５ａに照射して結晶化させるとき、ピーク１６が照射された領域が、平坦部１２を照射して結晶化させた良好な領域と比べて、結晶の性質が異なつて不均一になるという技術的課題がある。
【００２０】
以上から、本発明は、良好なレーザ光を薄膜に照射して、均一かつ大きな結晶を試料の全面に形成することを第１の目的としている。
【００２１】
本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、その構成は、次の通りである。請求項１の発明は、レーザ発振器１０Ａと、レーザ発振器１０Ａで生じさせたレーザ光１Ａの強度を均一化させるホモジナイザー２ａとを備え、該ホモジナイザー２ａが、該レーザ光１Ａの大きさＱよりも小さいレンズ幅ｐのレンズ２３を複数個備えるアレイレンズ群Ｂ１，Ｂ２と、アレイレンズ群Ｂ１，Ｂ２を透過した該レーザ光１Ａを集光させる集光レンズ３とを光軸Ｘ方向に離して備え、アレイレンズ群Ｂ１，Ｂ２を透過して分割状態の該レーザ光１Ａを集光レンズ３によつて集光させるレーザ光の照射方法において、レーザ発振器１０Ａで生じさせたレーザ光１Ａを、所定のレンズ幅ｐのレンズ２５，２６を複数個備える分割縮小アレイ装置２４又は２４Ａのレンズ群Ａ１，Ａ２又はＡ３に通し、レーザ発振器１０Ａに近い位置の該レンズ群Ａ１又はＡ３のレンズ幅ｐよりも小さいビーム１Ａ’に縮小かつ分割させた後に、前記ホモジナイザー２ａに入射させ、ホモジナイザー２ａのレンズ２３の端部への入射を防止することを特徴とするレーザ光の照射方法である。請求項２の発明は、分割縮小アレイ装置２４が、第１，第２レンズ群Ａ１，Ａ２を有し、レーザ発振器１０Ａで生じさせたレーザ光１Ａを第１レンズ群Ａ１のレンズ２５を透過させた後に第２レンズ群Ａ２のレンズ２５の中央部を透過させることを特徴とする請求項１のレーザ光の照射方法である。請求項３の発明は、分割縮小アレイ装置２４Ａが、分割レンズ群Ａ３を有し、レーザ発振器１０Ａで生じさせたレーザ光１Ａを分割レンズ群Ａ３の所定のレンズ幅ｐのレンズ２６を透過させて縮小かつ分割させて、ホモジナイザー２ａのアレイレンズ群Ｂ１の各レンズ２３のレンズ幅ｐよりも小さいビーム１Ａ’を作ることを特徴とする請求項１のレーザ光の照射方法である。請求項４の発明は、レーザ発振器１０Ａと、レーザ発振器１０Ａで生じさせたレーザ光１Ａの強度を均一化させるホモジナイザー２ａとを備え、該ホモジナイザー２ａが、該レーザ光１Ａの大きさＱよりも小さいレンズ幅ｐのレンズ２３を複数個備えるアレイレンズ群Ｂ１，Ｂ２と、アレイレンズ群Ｂ１，Ｂ２を透過した該レーザ光１Ａを集光させる集光レンズ３とを光軸Ｘ方向に離して備え、アレイレンズ群Ｂ１，Ｂ２を透過して分割状態の該レーザ光１Ａを集光レンズ３によつて集光させるレーザ光の照射方法において、レーザ発振器１０Ａで生じさせたレーザ光１Ａの透過を遮断する遮蔽物２７を設け、該レーザ光１Ａの一部を遮蔽物２７によつて遮断した後に、前記ホモジナイザー２ａに入射させ、ホモジナイザー２ａのアレイレンズ群Ｂ１のレンズ２３の端部への入射を防止することを特徴とするレーザ光の照射方法である。請求項５の発明は、レーザ発振器１０Ａと、レーザ発振器１０Ａで生じさせたレーザ光１Ａの強度を均一化させるホモジナイザー２ａとを備え、該ホモジナイザー２ａが、該レーザ光１Ａの大きさＱよりも小さいレンズ幅ｐのレンズ２３を複数個備える第１，第２アレイレンズ群Ｂ１，Ｂ２と、第１，第２アレイレンズ群Ｂ１，Ｂ２を透過した該レーザ光１Ａを集光させる集光レンズ３とを光軸Ｘ方向に離して備え、第１，第２アレイレンズ群Ｂ１，Ｂ２に通して分割状態の該レーザ光１Ａを集光レンズ３によつて集光させると共に、第１，第２アレイレンズ群Ｂ１，Ｂ２が、レーザ光１Ａの光軸Ｘに対して垂直に並んだレンズ２３を複数個備え、第１，第２アレイレンズ群Ｂ１，Ｂ２により分割したビームを集光レンズ３によつて１点Ｓに集光し、該点Ｓを像面としてレーザ発振器１０Ａに近い側の第１アレイレンズ群Ｂ１に物体面があるレーザ光の照射装置において、前記物体面とレーザ発振器１０Ａとの間に、光軸Ｘに対して垂直に並んだ所定のレンズ幅ｐのレンズ２５を複数個備える第１，第２レンズ群Ａ１，Ａ２を有し、レーザ発振器１０Ａで生じさせたレーザ光１Ａを第１レンズ群Ａ１の密接に並んだレンズ２５を透過させて縮小・分割させた後に第２レンズ群Ａ２のレンズ２５の中央部を透過させて各レンズ２３のレンズ幅ｐよりも小さい平行光線のビーム１Ａ’を作り、該ビーム１Ａ’を第１アレイレンズ群Ｂ１の各レンズ２３の中央部に入射させることを特徴とするレーザ光の照射装置である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１〜図８は、本発明に係るレーザ光の照射方法及びその装置の参考形態を示す。レーザ光の照射装置は、図１に示すように複数（図上では４台）のＹＡＧレーザを発生させるレーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを光源とし、波長変換して生じさせたレーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄをそれぞれ反射ミラー１７で方向転換させて光学系容器９内に導き、長軸ホモジナイザー２ａ及び短軸ホモジナイザー２ｂ等により、同じ大きさの方形のレーザビーム４に整形し、方形の試料５に照射する。試料５は、例えばガラス基板６上にａ−Ｓｉ薄膜５ａを形成したものである。
【００２３】
この試料５は、試料台２０に支持され、試料台２０を直交するｘ方向及びｙ方向（図４に示す）に駆動装置２１によつて移動させることができる。試料台２０は、レーザアニール装置の真空室内に設置されている。従つて、レーザビーム４と試料台２０上の試料５とは、直交するｘ方向及びｙ方向に所定の送り量で相対移動が可能であり、ｘ方向及びｙ方向を組み合わせることにより、任意方向への移動が可能である。なお、駆動装置２１は、例えばボール・スクリュねじ機構を直交配置させて構成され、方形のレーザビーム４及び試料５の直交する２辺を平行に設定した状態で、直交するｘ方向及びｙ方向の両者に駆動できる。
【００２４】
レーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄで生じさせた所定のパルス幅ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４のレーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを試料５に複数回照射させることにより、試料５を結晶化させる。１回の照射となる所定のパルス幅ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４のレーザ光は、複数のレーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄから発生させたレーザ光群１からなり、レーザ光群１を試料５に複数回照射させることにより、試料５を結晶化させる。レーザ光のパルス幅（発光時間）は一般に数〜数十ｎｓ、発振周波数は数百Ｈｚ以下であるから、１つのレーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃの試料５への照射が数〜数十ｎｓ行われた後、数ｍｓの間隔を開いて、次のレーザ光１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの照射を数〜数十ｎｓの時間行わせる。
【００２５】
レーザ光群１を照射させる前の試料５の初期温度は、図２に示すようにＴ１である。レーザ光群１を初期温度Ｔ１の試料５に１回照射させれば、中間温度Ｔ２にまで上昇するようになる。そして、中間温度Ｔ２にまで上昇し、冷却が開始され、再度初期温度Ｔ１にまで冷却される前に、レーザ光群１を複数回照射させることで、中間温度Ｔ２よりも高い最高温度Ｔｍａｘにまで上昇させて試料５を結晶化させる。このときの試料５の温度Ｔと、パルス強度４２の４個のパルスレーザ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄからなるレーザ光群１との関係は大略図２に示すようになる。
【００２６】
この方法によれば、レーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの集合によつてレーザ光群１が構成され、個別のレーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのエネルギーを低減させて所定の最高温度Ｔｍａｘを与えることができるので、試料５に最高温度Ｔｍａｘを与えるための光源（レーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）として、パルスエネルギーが低い固体レーザの使用が可能になる。加えて、照射エネルギーは複数回のパルスレーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの総和に依存するため、試料５全体の最高温度Ｔｍａｘが平均化される。
【００２７】
更に、複数回のレーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの照射において、照射間隔Ｄを増減調整することにより、試料５に照射するレーザ光群１としての事実上のパルス幅Ｍ（発光時間）を変えて、最適なパルス幅Ｍを選択して試料５を結晶化させることができる。すなわち、レーザ光群１のパルス幅Ｍを適当に長くして結晶を穏やかに冷却させ、結晶を大きく成長させることができる。レーザ光群１としてのパルス幅Ｍは、レーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの台数を増減調節しても、変えることが可能である。
【００２８】
結晶を大きくさせるための照射（２ショット目以降）は、レーザ光群１の照射を止めて試料５の温度を初期温度Ｔ１にまで冷却させ、再びレーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの複数回の照射を与えて試料５を最高温度Ｔｍａｘにまで上昇させて結晶を成長させることで実現できる。なお、試料５の冷却の際の初期温度Ｔ１は、ほぼ初期温度Ｔ１であればよく、レーザ光群１を照射させる前の試料５の初期温度Ｔ１よりも若干高い温度を含むものである。
【００２９】
２回目以降のレーザ光群１の複数回の照射は、結晶を結合させるための照射であるから、試料５に与える温度Ｔは、最高温度Ｔｍａｘよりも低くてもよい。その方が、消費エネルギーの低下や、１回目のレーザ光群１の照射によつて結晶化した試料５を再溶融させる確率を低くすることができる。
【００３０】
ここで、２回目以降のレーザ光群１の照射による試料５の最高温度をＴｍａｘよりも低くする手段としては、次のものが有効である。（１）レーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの複数回の照射の照射回数を１回目の照射よりも少なくする。具体的には、レーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの一部を停止させ、レーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの個数を減少させる。
【００３１】
（２）レーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの照射エネルギーを小さくする。具体的には、レーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの少なくとも一部から生ずるレーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの照射エネルギーを小さくする。これは、図２に示すレーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの少なくとも一部のパルス強度４２を小さくすることで実現できる。
【００３２】
（３）照射間隔Ｄを大きく設定する。具体的には、レーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの発生時間の間隔を大きく変調させ、例えば中間温度Ｔ２にまで上昇した後の冷却時間を長く設定することにより、各レーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのショットによる温度上昇を抑制させる。
【００３３】
７３０×９２０ｍｍといつた大きいガラス基板５６上のＳｉ薄膜５５ａの高品質の結晶化も、試料５の全体を１回目のレーザ光群１の照射によつて結晶化させた後に、照射条件を上記したいずれかの手段により変えて２回目以降のレーザ光群１の照射を実施することにより、容易に実現できる。
【００３４】
なお、レーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの照射間隔Ｄを変更することにより、レーザ光群１のパルス幅Ｍを変えて試料５に照射させれば、２回目以降のレーザ光群１の照射によつて与えられる試料５の最高温度の少なくとも一部を、１回目の照射によつて与えられる最高温度Ｔｍａｘよりも低くすることができるのみならず、各回目の照射によつて与えられる最高温度Ｔｍａｘを高低調節することが可能である。
【００３５】
レーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの照射間隔Ｄの調整は、複数台のレーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄから発振するレーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの発振開始時期を制御させる方法で実現でき、各レーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを１つの光学系に透過させる。
【００３６】
短軸ホモジナイザー２ｂは、アレイレンズ群Ｃ２を、図３に示すように多数の所定のレンズ幅ｐのシリンドリカルなレンズ２２を密接に並べて構成させ、レンズ２２の中心を透過する各レーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを１つの集光レンズ３によつて集光点４４に集光させることで構成される。例えば短軸ホモジナイザー２ｂに、複数台のレーザ発振器１０で発生したレーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを端から入射させることで、集光点４４に均一なビームを整形させることができる。使用するレーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄとして、ＹＡＧ等の固体レーザにより発振したレーザ光を波長変換結晶に透過させて波長変換させて用いることで、メンテナンス性を容易にすることができ、エキシマレーザに比べて小型かつ軽量化するため、各レーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの光軸Ｘの調整をレーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの位置調整で行うことも容易になる。
【００３７】
【実施例】
〔実施例１〕
レーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの照射装置は図１に示すものを使用した。すなわち、光源としてＹＡＧレーザを発生させるレーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの第２高調波５３２ｎｍ、パルスエネルギー５０ｍＪ、パルス幅１００ｎｓ、繰り返し周波数Ｒ＝５０Ｈｚのレーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを用い、レーザ発振器１０を、、ホモジナイザー２ａ，２ｂからの距離を同じにして４台並べた。ホモジナイザー２ａ，２ｂにより図５に示すようにａ×ｂ＝１０×５ｍｍのスクエアビーム４に整形し、図４に示すようにａ−Ｓｉ薄膜５ａに照射し、Ｌ×Ｗ＝４００×５００ｍｍのガラス基板５６上のａ−Ｓｉ薄膜５ａの結晶化を行つた。
【００３８】
ａ×ｂのスクエアビーム４は、図５，図６に概略を示すように平坦部１２と傾斜部１３により構成され、傾斜部１３の幅ｄは、ａ，ｂ方向の両者共にｄ＝０．０５ｍｍであつた。
【００３９】
比較のために、複数のレーザ発振器１０の１台のレーザ発振器１０Ａより発生するレーザ光１Ａのみを使用し、Ｓｉ薄膜５ａにパルス幅（発光時間）１００ｎｓのレーザ光１Ａを２０ｍｓの間隔を開けて照射した。この場合の最大エネルギー密度は１００ｍＪ／ｃｍ2 である。この条件でレーザ光１Ａを試料に２０回照射した。このとき、結晶粒は最大エネルギーのとき最大になり、その最大粒径は０．０５μｍ程度であつた。
【００４０】
次に、４台のレーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄより発生するレーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを使用し、Ｓｉ薄膜５ａにパルス幅１００ｎｓのレーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを発振間隔Ｄ：５００ｎｓで発振して試料５に２０回照射した。その結果、結晶粒は最大エネルギーの８０％で最大になり、最大粒径は０．２μｍであつた。このように結晶の粒径が上記０．０５μｍ程度よりも大きくなつた理由は、レーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの最大強度は１台のレーザ発振器１０Ａのときと同じであるが、試料５に対する１回目のパルス照射後に十分に冷却される前に２回目以降の照射が次々になされたため、試料５の温度Ｔが上昇した結果であると考えられる。
【００４１】
同様にして、発振間隔Ｄ：５０、１００、２００ｎｓ、（５００ｎｓ）、１ｍｓ、（２０ｍｓ）のみを変化させて試料５に照射したところ、それぞれ最大粒径は０．３μｍ、０．５μｍ、０．４μｍ、（０．２μｍ）、０．０８μｍ、（０．０５μｍ）であつた。但し、これらの試料５の温度Ｔが如何なる状態であるかは不明である。
【００４２】
このように、４台のレーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを使用することにより、１台のレーザ発振器のみを使用する場合と比較して、結晶粒を大きくすることができ、かつ、レーザ光群１としての事実上のパルス幅Ｍ（発光時間）を最適に調整することができることが分かる。
【００４３】
次に、４台のレーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄにより、Ｓｉ薄膜５ａにパルス幅１００ｎｓのレーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを発振間隔Ｄ：１００ｎｓで発振して、ａ×ｂ＝１０×５ｍｍのスクエアビーム４を、図４に示すＬ×Ｗ＝４００×５００ｍｍのガラス基板５６上のａ−Ｓｉ薄膜５ａに照射した例について説明する。試料５及び試料台２０の駆動装置２１による送り速度を、スクエアビーム４のａ方向に１０ｍｍ／５０Ｈｚ＝０．２ｍｍ／ｓで移動させながらレーザ光１を照射させ、ａ方向（ｘ方向）の照射が終了した後、ｂ方向（ｙ方向）に５ｍｍ移動させて、再度ａ方向に移動させながらレーザ光１を照射させた。このａ方向に移動させながら照射及びｂ方向に移動を同様に４０回繰り返して試料５全体の１回目の照射を終了した（図７）。
【００４４】
２回目の重畳照射は、試料５及び試料台２０を初期位置から傾斜部１３の幅ｄ＝０．０５ｍｍより大きい０．１ｍｍでａ，ｂ両方向に移動させてから、１回目の照射と同じ条件で照射した。その状態を図８に模式的に示す。３〜２０回目の重畳照射も、２回目の照射の初期と同様に、ａ，ｂ方向に０．１ｍｍ移動させて照射を繰り返した。この方法により、試料５の全体に０．５μｍの結晶をほぼ均一に作製することができたが、一部に微細な結晶が見られた。
【００４５】
そこで、前記３〜２０回目の照射条件を１，２回目の照射条件から変更させ、４台のレーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの内の１台のレーザ発振器１０Ａの照射エネルギーのみを５０ｍＪから４５ｍＪに変更させたところ、微細な結晶は見られなかつた。
【００４６】
次に、本発明に係るレーザ光の照射方法及びその装置の一実施形態を示す図９を参照して、レーザ光１Ａからなるレーザビーム４のピーク１６の解消について説明する。なお、ホモジナイザー２ａは、長軸ホモジナイザー２ａのみを示してある。レーザビーム４の強度分布は、図６に概略を示すようであり、強度が漸減する傾斜部１３に囲まれて強度が大きい方形の平坦部１２を有している。平坦部１２は、最大強度の９０％以上、好ましくは９５％以上の強度を有する箇所である。
【００４７】
図９では、１つの光源となるレーザ発振器１０Ａと長軸ホモジナイザー２ａとの間に、レーザ光１Ａからなるレーザビーム４のピーク１６を解消させるために、分割縮小アレイ装置２４を配置している。分割縮小アレイ装置２４は、光軸Ｘに対して垂直に密接して並んだ所定のレンズ幅ｐの複数のアレイレンズ２５を有する２組以上のレンズ群Ａ１，Ａ２によつて構成される。
【００４８】
図示する分割縮小アレイ装置２４は、２組の第１，第２レンズ群Ａ１，Ａ２を対向配置させて構成され、レーザ発振器１０Ａに近い一方の第１レンズ群Ａ１の各レンズ２５は、平行入射する大きさＱのレーザ光１Ａを分割・集束させ、他方の第２レンズ群Ａ２の隣接するレンズ２５同士の端部つまり接合部を避けて中央部に入射させる。すなわち、レーザ発振器１０Ａからのレーザ光１Ａは、第１，第２レンズ群Ａ１，Ａ２の各レンズ２５を透過させてレンズ幅ｐよりも小さい幅の複数の平行ビーム１Ａ’に分割させ、ホモジナイザー２ａの第１アレイレンズＢ１でフレネル回折が発生しないようにさせる。第１，第２レンズ群Ａ１，Ａ２は、レーザ光１Ａを分割かつ縮小させ、第１アレイレンズ群Ｂ１の各レンズ２３の所定のレンズ幅ｐよりも小さいビーム１Ａ’を作る。
【００４９】
このとき、平坦部１２と傾斜部１３との境界部にフレネル回折に起因して生ずるピーク１６（図１５に示す）は、レーザ発振器１０Ａに近い側の第１レンズ群Ａ１に発生するが、点Ｓの物体面に存在しなければ、点Ｓに像を形成するように投影されることはない。点Ｓの物体面は、長軸ホモジナイザー２ａのレーザ発振器１０Ａに近い側の第１アレイレンズ群Ｂ１にあり、この第１アレイレンズ群Ｂ１を像面とするときの物体面は、ビーム１Ａ’を第１アレイレンズ群Ｂ１に平行入射させることによつて無限遠になる。
【００５０】
従つて、第１アレイレンズ群Ｂ１の物体面は、ピーク１６を発生する第１レンズ群Ａ１を避けることになり、レーザ発振器１０Ａに近い側の第１レンズ群Ａ１に発生するピーク１６は、長軸ホモジナイザー２ａを透過後に点Ｓに像を結ぶことはない。これにより、平坦部１２と傾斜部１３との境界部のピーク１６を実用上問題がない程度にまで低減させることができる。
【００５１】
勿論、１つのレーザ発振器１０Ａ以外のレーザ発振器１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄにも分割縮小アレイ装置２４を配設し、フレネル回折に起因して生ずるピーク１６を解消させることが可能である。更に、長軸ホモジナイザー２ａ及び短軸ホモジナイザー２ｂの前後位置を交換させ、レーザ発振器１０Ａと短軸ホモジナイザー２ｂとの間に分割縮小アレイ装置２４を配置して、レーザビーム４のピーク１６を解消させることも可能である。
【００５２】
なお、図１，図３に示す短軸ホモジナイザー２ｂは、一対の第３，第４アレイレンズ群Ｃ１，Ｃ２を有し、これらの第３，第４アレイレンズ群Ｃ１，Ｃ２を透過したレーザ光１Ａが、集光レンズ３によつて集光される。第１レンズ群Ａ１、第２レンズ群Ａ２、第１アレイレンズ群Ｂ１、第２アレイレンズ群Ｂ２、第３アレイレンズ群Ｃ１、第４アレイレンズ群Ｃ２及び集光レンズ３は、光軸Ｘ上に所定間隔で順次に配置されている。
【００５３】
〔実施例２〕分割縮小アレイ装置２４は、第１レンズ群Ａ１として、焦点距離ｆ＝１００ｍｍ、レンズ幅ｐ＝１ｍｍのシリンドリカル・レンズ２５を１０枚一体的に備え、これより１８０ｍｍの距離をおいて、第２レンズ群Ａ２として、焦点距離ｆ＝８０ｍｍ、レンズ幅ｐ＝１ｍｍのシリンドリカル・レンズ２５を１０枚一体的に備える。また、レーザ光１の照射装置は図１に示すものを使用した。すなわち、光源として４台のＹＡＧレーザを発生させるレーザ発振器１０の第２高調波５３２ｎｍを使用した。分割縮小アレイ装置２４は、レーザ発振器１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄからの各レーザ光１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに対応させて配置させた。
【００５４】
また、ホモジナイザー２ａの第１アレイレンズ群Ｂ１は、焦点距離ｆ＝１００ｍｍ、レンズ幅ｐ＝１ｍｍのシリンドリカル・レンズ２３を１０枚一体的に備え、これより１００ｍｍの距離をおいて、第２アレイレンズ群Ｂ２として、焦点距離ｆ＝１００ｍｍ、レンズ幅ｐ＝１ｍｍのシリンドリカル・レンズ２３を１０枚一体的に備える。集光レンズ３は、焦点距離ｆ＝１００ｍｍである。
【００５５】
これらのレーザ光１は、分割縮小アレイ装置２４の第１，第２レンズ群Ａ１，Ａ２を透過した後、第２レンズ群Ａ２からｖ＝１００ｍｍの距離をおいて配置したホモジナイザー２ａの第１アレイレンズ群Ｂ１を透過し、続いて第２アレイレンズ群Ｂ２及び集光レンズ３を透過して、点Ｓに平坦部１２＝１ｍｍのレーザビーム４が整形された。このとき、平坦部１２の端縁に鋭いピーク１６は見られなかつた。なお、図示の各レンズ２３，２５のレンズ幅ｐは同一としたが、レーザ発振器１０Ａに近い位置の第１レンズ群Ａ１のレンズ幅ｐよりも小さいビーム１Ａ’に縮小・分割させた後に、ホモジナイザー２ａに入射させ、ホモジナイザー２ａのレンズ２３の端部への入射を防止することができればよく、第２レンズ群Ａ２のレンズ２５及びホモジナイザー２ａのレンズ２３のレンズ幅ｐは、第１レンズ群Ａ１のレンズ幅ｐよりも小さくすることが可能である。
【００５６】
図１０は、本発明に係るレーザ光の照射方法及びその装置の一実施形態の他の構造例を示す。この分割縮小アレイ装置２４Ａは、上記一実施形態と同位置に配置される１組の第３レンズ群Ａ３（分割レンズ群）によつて構成され、第３レンズ群Ａ３は、光軸Ｘに対して垂直に密接に並んだ所定のレンズ幅ｐの複数のレンズ２６からなつている。各レンズ２６は、レーザ光１Ａを分割させると共に縮小させて、長軸ホモジナイザー２ａの第１アレイレンズ群Ｂ１の各レンズ２３のレンズ幅ｐよりも小さいビーム１Ａ’を作る。
【００５７】
なお、図示の各レンズ２３，２６のレンズ幅ｐは同一であるが、レーザ発振器１０Ａに近い位置の第３レンズ群Ａ３のレンズ幅ｐよりも小さいビーム１Ａ’に縮小・分割させた後に、ホモジナイザー２ａに入射させ、ホモジナイザー２ａのレンズ２３の端部（接合部）への入射を防止することができればよく、ホモジナイザー２ａのレンズ２３のレンズ幅ｐは、第３レンズ群Ａ３のレンズ２６のレンズ幅ｐよりも小さくすることが可能である。
【００５８】
平坦部１２と傾斜部１３との境界部にフレネル回折に起因して生ずる図１５に示すピーク１６は、レンズ２６を透過後に光軸Ｘ上の点Ｒに結像され、点Ｓの物体面である長軸ホモジナイザー２ａのレーザ発振器１０Ａに近い側の第１アレイレンズ群Ｂ１から位置がずれる。このため、レーザ発振器１０Ａに近い側の第３レンズ群Ａ３に発生するピーク１６は、長軸ホモジナイザー２ａを透過後に点Ｓに像を結ぶことはない。これにより、平坦部１２と傾斜部１３との境界部のピーク１６を実用上問題がない程度にまで低減させることができる。しかしながら、長軸ホモジナイザー２ａに入射するビーム１Ａ’が平行光線でないため、方形のレーザビーム４の形状に影響を与える。
【００５９】
勿論、１つのレーザ発振器１０Ａ以外のレーザ発振器１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄにも分割縮小アレイ装置２４Ａを配設し、フレネル回折に起因して生ずるピーク１６を解消させることが可能である。更に、長軸ホモジナイザー２ａ及び短軸ホモジナイザー２ｂの前後位置を交換させ、レーザ発振器１０Ａと短軸ホモジナイザー２ｂとの間に分割縮小アレイ装置２４Ａを配置して、レーザビーム４のピーク１６を解消させることも可能である。
【００６０】
図１１は、本発明に係るレーザ光の照射方法及びその装置の一実施形態の更に他の構造例を示す。この分割縮小アレイ装置２４Ｂは、上記一実施形態と同位置に配置され、光軸Ｘに対して垂直に配置した幅ｒの複数の遮蔽物２７からなつている。各遮蔽物２７は、レーザ光１Ａの少なくとも一部の透過を遮蔽させて、長軸ホモジナイザー２ａの第１アレイレンズ群Ｂ１の各レンズ２３のレンズ幅ｐよりも小さいビームを作る。このために、各遮蔽物２７は、第１アレイレンズ群Ｂ１の各レンズ２３の端部（接合部）に対応させて、光軸Ｘ方向に距離を置いて配置されている。
【００６１】
平坦部１２と傾斜部１３との境界部にフレネル回折に起因して生ずる図１５に示すピーク１６は、第１アレイレンズ群Ｂ１の各レンズ２３の接合部で生ずるが、遮蔽物２７により、この部分へのレーザ光１Ａの入射が無くなる。これにより、レーザ発振器１０Ａに近い側の第１アレイレンズ群Ｂ１にピーク１６の基になる歪みは発生せず、歪みが長軸ホモジナイザー２ａを透過後に点Ｓに像を結ぶことはない。これにより、平坦部１２と傾斜部１３との境界部のピーク１６を実用上問題がない程度にまで低減させることができる。しかしながら、遮蔽物２７により、レーザ光１Ａの一部をカットすることになるため、エネルギーの無駄を生ずることになる。
【００６２】
勿論、１つのレーザ発振器１０Ａ以外のレーザ発振器１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄにも分割縮小アレイ装置２４Ｂを配設し、フレネル回折に起因して生ずるピーク１６を解消させることが可能である。更に、長軸ホモジナイザー２ａ及び短軸ホモジナイザー２ｂの前後位置を交換させ、レーザ発振器１０Ａと短軸ホモジナイザー２ｂとの間に分割縮小アレイ装置２４Ｂを配置して、レーザビーム４のピーク１６を解消させることも可能である。
【００６３】
【発明の効果】
以上の説明によつて理解されるように、本発明に係るレーザ光の照射方法及びその装置によれば、次の効果を奏することができる。請求項１〜５のレーザ光の照射方法及びその装置によれば、簡素な構成の付加により、平坦部と傾斜部との境界部のピークを実用上問題がない程度にまで容易に低減させることができる。その結果、レーザ光の強度を均一化させて、結晶質を実用上均一に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考形態に係るレーザ光の照射装置を示す図。
【図２】  同じくレーザ光の強度・温度−時間特性を示す線図。
【図３】  同じく短軸ホモジナイザー及び集光レンズによるレーザビームの集光状態を示す図。
【図４】  同じくレーザ光の試料への照射状態を示す図。
【図５】  同じくレーザビームを示す説明図。
【図６】  同じくレーザビームの強度−位置特性を示す線図。
【図７】  同じくレーザビームの試料への１回目の照射状態を示す図。
【図８】  同じくレーザビームの試料への２回目の照射状態を示す図。
【図９】  本発明の一実施形態に係るレーザ光の照射装置の要部を示す図。
【図１０】  同じくレーザ光の照射方法の構造例を示す図。
【図１１】  同じくレーザ光の照射方法の他の構造例を示す図。
【図１２】  従来のレーザ光の強度・温度−時間特性を示す線図。
【図１３】  従来のレーザ光の照射装置を示し、（イ）は側面図、（ロ）は正面図。
【図１４】  従来のレーザ光の照射装置の要部を示す図。
【図１５】  従来のレーザビームの強度−位置特性を示す線図。
【符号の説明】
１：レーザ光群、１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ：レーザ光、１Ａ’：小さいビーム、２ａ：長軸ホモジナイザー（ホモジナイザー）、２ｂ：短軸ホモジナイザー、３：集光レンズ、４：レーザビーム、５：試料、５ａ：ａ−Ｓｉ薄膜（Ｓｉ膜）、６：ガラス基板（基板）、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ：レーザ発振器、１２：平坦部、１３：傾斜部、２０：試料台、２１：駆動装置、２３，２５，２６：レンズ、２４，２４Ａ：分割縮小アレイ装置、２７：遮蔽物、ａ：レーザビームの幅、ｂ：レーザビームの幅、ｄ：傾斜部の幅、ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４：パルス幅、ｐ：レンズ幅、Ａ１：第１レンズ群（レンズ群）、Ａ２：第２レンズ群（レンズ群）、Ａ３：第３レンズ群（レンズ群，分割レンズ群）、Ｂ１：第１アレイレンズ群、Ｂ２：第２アレイレンズ群、Ｄ：照射間隔、Ｍ：パルス幅、Ｔ１：初期温度、Ｔ２：中間温度、Ｔｍａｘ：最高温度、Ｑ：レーザ光の大きさ、Ｓ：点、Ｘ：光軸。
【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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