发明名称 雷射照射方法、雷射照射装置、及半导体装置之制造方法
摘要
申请公布号 TWI334156 申请公布日期 2010.12.01
申请号 TW092136764 申请日期 2003.12.24
申请人 半导体能源研究所股份有限公司 发明人 田中幸一郎;山崎舜平
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 一种雷射照射方法,包含步骤:经由第一光学系统来将第一雷射光束转变为具有均匀能量分布的第二雷射光束;经由包含圆柱状透镜且具有变焦距功能之第二光学系统,藉由让该第二雷射光束形成影像于待照射面上,而将该第二雷射光束整形为具有均匀能量分布的线型雷射光束;藉由只在一个方向操作该变焦距功能来改变该待照射面上之该线型雷射光束的尺寸;以及以该线型雷射光束照射该待照射面,同时以垂直该一个方向之方向移动该待照射面。一种雷射照射方法,包含步骤:经由衍射光学系统来将第一雷射光束转变为具有均匀能量分布的第二雷射光束;经由包含圆柱状透镜且具有变焦距功能的光学系统,藉由让该第二雷射光束形成影像于待照射面上,而将该第二雷射光束整形为具有均匀能量分布的线型雷射光束;藉由只在一个方向操作该变焦距功能来改变该待照射面上之该线型雷射光束的尺寸;以及以该线型雷射光束照射该待照射面,同时以垂直该一个方向之方向移动该待照射面。一种雷射照射方法,包含步骤:藉由第一光学系统来将第一雷射光束转变为具有均匀能量分布的第二雷射光束;经由包含圆柱状透镜且具有有限共轭设计的第二光学系统,藉由让该第二雷射光束形成影像于待照射面上,而将该第二雷射光束整形为具有均匀能量分布的线型雷射光束;藉由改变该有限共轭设计之比例,而只在一个方向改变该待照射面上之该线型雷射光束的尺寸;以及以该线型雷射光束照射该待照射面,同时以垂直该一个方向之方向移动该待照射面。一种雷射照射方法,包含步骤:经由衍射光学系统来将第一雷射光束转变为具有均匀能量分布的第二雷射光束;藉由包含圆柱状透镜且具有有限共轭设计的光学系统,藉由让该第二雷射光束形成影像于待照射面上,而将该第二雷射光束整形为具有均匀能量分布的线型雷射光束;藉由改变该有限共轭设计之比例,而只在一个方向改变该待照射面上之该线型雷射光束的尺寸;以及以该线型雷射光束照射该待照射面,同时以垂直该一个方向之方向移动该待照射面。如申请专利范围第1到4项之任何一项的雷射照射方法,其中,从选自包含气体雷射器、固体雷射器和金属雷射器之群组中的雷射振荡器中发射出该雷射光束。如申请专利范围第1到4项之任何一项的雷射照射方法,其中,从选自包含Ar雷射器、Kr雷射器、CO2雷射器、YAG雷射器、YVO4雷射器、YLF雷射器、YAlO3雷射器、Y2O3雷射器、紫翠玉雷射器、Ti:蓝宝石雷射器以及氦-镉雷射器之群组中的雷射振荡器中发射出该雷射光束。一种雷射照射设备,包含:一雷射振荡器;第一光学系统,组构成将从该雷射振荡器中所发射出之第一雷射光束转变为具有均匀能量分布的第二雷射光束;以及第二光学系统,包含于相同方向对准之复数个圆柱状透镜且具有变焦距功能,组构成以该第二雷射光束形成影像于待照射面上,并组构成只在一个方向改变该待照射面上之该第二雷射光束的尺寸;其中,该第二雷射光束为该待照射面上之线型雷射光束。一种雷射照射设备,包含:一雷射振荡器;衍射光学系统,组构成将从该雷射振荡器中所发射出之雷射光束转变为具有均匀能量分布的第二雷射光束;以及一光学系统,包含于相同方向对准之复数个圆柱状透镜且具有变焦距功能,组构成以该第二雷射光束形成影像于待照射面上,并组构成只在一个方向改变该待照射面上之该第二雷射光束的尺寸;其中,该第二雷射光束为该待照射面上之线型雷射光束。一种雷射照射设备,包含:一雷射振荡器;第一光学系统,组构成将从该雷射振荡器中所发射出之雷射光束转变为具有均匀能量分布的第二雷射光束;以及第二光学系统,包含于相同方向对准之复数个圆柱状透镜且具有有限共轭设计,组构成以该第二雷射光束形成影像于待照射面上,并组构成只在一个方向改变该待照射面上之该第二雷射光束的尺寸;其中,该第二雷射光束为该待照射面上之线型雷射光束。一种雷射照射设备,包含:一雷射振荡器;衍射光学系统,组构成将从该雷射振荡器中所发射出之雷射光束转变为具有均匀能量分布的第二雷射光束;以及一光学系统,包含于相同方向对准之复数个圆柱状透镜且具有有限共轭设计,组构成以该第二雷射光束形成影像于待照射面上,并组构成只在一个方向改变该待照射面上之该第二雷射光束的尺寸;其中,该第二雷射光束为该待照射面上之线型雷射光束。如申请专利范围第7到10项之任何一项的雷射照射设备,其中,从选自包括气体雷射器、固体雷射器和金属雷射器之群组中的雷射振荡器中发射出该雷射光束。如申请专利范围第7到10项之任何一项的雷射照射设备,其中,从选自包括Ar雷射器、Kr雷射器、CO2雷射器、YAG雷射器、YVO4雷射器、YLF雷射器、YAlO3雷射器、Y2O3雷射器、紫翠玉雷射器、Ti:蓝宝石雷射器、氦-镉雷射器之群组中的雷射振荡器中发射出该雷射光束。一种用以制造半导体装置的方法,包含:经由第一光学系统,将第一雷射光束转变为具有均匀能量分布的第二雷射光束;经由包含圆柱状透镜且具有变焦距功能的第二光学系统,藉由让该第二雷射光束形成影像于待照射面上,而将该第二雷射光束整形为线型;藉由只在一个方向操作该变焦距功能,根据半导体膜的配置来改变该待照射面上之该线型雷射光束的尺寸;以及以该线型雷射光束照射该待照射面,同时以垂直该一个方向之方向移动该待照射面。一种用以制造半导体装置的方法,包含:经由衍射光学系统,将第一雷射光束转变为具有均匀能量分布的第二雷射光束;经由包含圆柱状透镜且具有变焦距功能的光学系统,藉由让该第二雷射光束形成影像于待照射面上,而将该第二雷射光束整形为线型;藉由只在一个方向操作该变焦距功能,根据半导体膜的配置来改变该待照射面上之该线型雷射光束的尺寸;以及以该线型雷射光束照射该待照射面,同时以垂直该一个方向之方向移动该待照射面。一种用以制造半导体装置的方法,包含:经由第一光学系统,将第一雷射光束转变为具有均匀能量分布的第二雷射光束;经由包含圆柱状透镜且具有有限共轭设计的第二光学系统,藉由让该第二雷射光束形成影像于待照射面上,将该第二雷射光束整形为线型;藉由改变该有限共轭设计之比例,而只在一个方向改变该线型雷射光束的尺寸;以及以该线型雷射光束照射半导体膜,同时以垂直该一个方向之方向移动该半导体膜。一种用以制造半导体装置的方法,包含:经由衍射光学系统,将第一雷射光束转变为具有均匀能量分布的第二雷射光束;经由包含圆柱状透镜且具有有限共轭设计的光学系统,藉由让该第二雷射光束形成影像于待照射面上,而将该第二雷射光束整形为线型;藉由改变该有限共轭设计之比例,而只在一个方向改变该线型雷射光束的尺寸;以及以该线型雷射光束照射半导体膜,同时以垂直该一个方向之方向移动该半导体膜。如申请专利范围第13到16项任何一项之用以制造半导体装置的方法,其中,从选自包括气体雷射器、固体雷射器和金属雷射器之群组中的雷射振荡器中发射出该雷射光束。如申请专利范围第13到16项任何一项之用以制造半导体装置的方法,其中,从选自包括Ar雷射器、Kr雷射器、CO2雷射器、YAG雷射器、YVO4雷射器、YLF雷射器、YAlO3雷射器、Y2O3雷射器、紫翠玉雷射器、Ti:蓝宝石雷射器、氦-镉雷射器之群组中的雷射振荡器中发射出该雷射光束。一种用以制造半导体装置的方法,包含:经由第一光学系统,将第一脉波雷射光束转变为具有均匀能量分布的第二脉波雷射光束;经由包含圆柱状透镜且具有变焦距功能的第二光学系统,藉由让该第二脉波雷射光束形成影像于待照射面上,而将该第二脉波雷射光束整形为线型;藉由只在一个方向操作该变焦距功能,根据半导体膜的配置来改变该待照射面上之该线型脉波雷射光束的尺寸;以及以该线型脉波雷射光束照射该半导体膜,同时以垂直该一个方向之方向移动该半导体膜,其中,该线型脉波雷射与CW雷射光束一起同时照射于该半导体膜上,且其中,该线型脉波雷射与另一CW雷射光束同时照射于该半导体膜上。如申请专利范围第19项之用以制造半导体装置的方法,其中,该第一脉波雷射为YVO4雷射器的二次谐波。一种用以制造半导体装置的方法,包含:经由第一光学系统,将第一脉波雷射光束转变为具有均匀能量分布的第二脉波雷射光束;经由包含圆柱状透镜且具有变焦距功能的第二光学系统,藉由让该第二脉波雷射光束形成影像于待照射面上,而将该第二脉波雷射光束整形为线型;藉由只在一个方向操作该变焦距功能,根据半导体膜的配置来改变该待照射面上之该线型脉波雷射光束的尺寸,将包含用以促进结晶化之金属的材料提供给该半导体膜;加热该半导体膜以使该半导体膜结晶化;以及以该线型脉波雷射光束照射该半导体膜,同时以垂直该一个方向之方向移动该半导体膜,其中,该线型脉波雷射与CW雷射光束一起同时照射到该半导体膜上。如申请专利范围第21项之用以制造半导体装置的方法,其中,该第一脉波雷射为YVO4雷射器的二次谐波。如申请专利范围第1到4项及第13到16,与第19项中任何一项的方法,其中,该第二雷射光束为矩形雷射光束。如申请专利范围第1到4项及第13到16,与第19项中任何一项的方法,其中,该第二雷射光束为椭圆形雷射光束。如申请专利范围第7到10项中任何一项的设备,其中,该第二雷射光束为矩形雷射光束。如申请专利范围第7到10项中任何一项的设备,其中,该第二雷射光束为椭圆形雷射光束。如申请专利范围第1项之雷射照射方法,其中,该线型雷射光束具有2或2以上的长宽比。如申请专利范围第2项之雷射照射方法,其中,该线型雷射光束具有2或2以上的长宽比。如申请专利范围第3项之雷射照射方法,其中,该线型雷射光束具有2或2以上的长宽比。如申请专利范围第4项之雷射照射方法,其中,该线型雷射光束具有2或2以上的长宽比。如申请专利范围第7项之雷射照射设备,其中,该线型雷射光束具有2或2以上的长宽比。如申请专利范围第8项之雷射照射设备,其中,该线型雷射光束具有2或2以上的长宽比。如申请专利范围第9项之雷射照射设备,其中,该线型雷射光束具有2或2以上的长宽比。如申请专利范围第10项之雷射照射设备,其中,该线型雷射光束具有2或2以上的长宽比。如申请专利范围第13项之用以制造半导体装置的方法,其中,该线型雷射光束具有2或2以上的长宽比。如申请专利范围第14项之用以制造半导体装置的方法,其中,该线型雷射光束具有2或2以上的长宽比。如申请专利范围第15项之用以制造半导体装置的方法,其中,该线型雷射光束具有2或2以上的长宽比。如申请专利范围第16项之用以制造半导体装置的方法,其中,该线型雷射光束具有2或2以上的长宽比。
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