发明名称 光束均匀器,雷射照射装置,和半导体装置之制造方法
摘要
申请公布号 TWI332682 申请公布日期 2010.11.01
申请号 TW092125751 申请日期 2003.09.18
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
分类号 H01L21/302 主分类号 H01L21/302
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 一种雷射照射装置,包含:均化单元,用以均化雷射光在照射表面上沿着线状形状的长度方向之能量分布;雷射振荡器;光束均化器;以及双合柱面透镜,其中该单元具有至少一柱面透镜阵列,其中该光束均化器具有用来沿该线状形状宽度方向均化雷射光之能量分布的光导,其中该雷射光由该光导离开,会聚在该线状形状的宽度方向,其中该雷射光的一光束斑在该照射表面上成形为该线状形状,和其中该宽度方向系为在该照射表面上之该线状形状的短边之方向。如申请专利范围第1项之雷射照射装置,其中该雷射振荡器是YAG雷射、或玻璃雷射。如申请专利范围第1项之雷射照射装置,其中该雷射振荡器是YVO4雷射、YLF雷射、或Ar雷射。如申请专利范围第1项之雷射照射装置,其中该雷射振荡器是准分子雷射器。如申请专利范围第1项之雷射照射装置,其中该光束均化器进一步包含一柱面透镜用以在宽度方向会聚雷射光。一种雷射照射装置,包含:均化单元,用以均化雷射光在照射表面上沿着线状形状的长度方向之能量分布;雷射振荡器;光束均化器;以及双合柱面透镜,其中该单元具有至少一柱面透镜阵列,其中该光束均化器具有用来沿该线状形状宽度方向均化雷射光之能量分布的光导,该光导包含二个彼此面对的反射表面,其中该雷射光由该光导离开,会聚在该线状形状的该宽度方向,其中该雷射光的一光束斑在该照射表面上成形为该线状形状,和其中该宽度方向系为在该照射表面上之该线状形状的短边之方向。如申请专利范围第6项之雷射照射装置,其中该雷射振荡器是YAG雷射、或玻璃雷射。如申请专利范围第6项之雷射照射装置,其中该雷射振荡器是YVO4雷射、YLF雷射、或Ar雷射。如申请专利范围第6项之雷射照射装置,其中该雷射振荡器是准分子雷射。如申请专利范围第6项之雷射照射装置,其中该光束均化器进一步包含一柱面透镜用以在宽度方向会聚雷射光。一种雷射照射装置,包含:均化单元,用以均化雷射光在照射表面上沿着线状形状的长度方向之能量分布;雷射振荡器;光束均化器;以及双合柱面透镜;其中该单元具有至少一柱面透镜阵列,其中该光束均化器具有用来沿该线状形状宽度方向均化雷射光之能量分布的光管,其中该雷射光由该光管离开,会聚在该线状形状的该宽度方向,其中该雷射光的一光束斑在该照射表面上成形为该线状形状,和其中该宽度方向系为在该照射表面上之该线状形状的短边之方向。如申请专利范围第11项之雷射照射装置,其中该雷射振荡器是YAG雷射、或玻璃雷射。如申请专利范围第11项之雷射照射装置,其中该雷射振荡器是YVO4雷射、YLF雷射、或Ar雷射。如申请专利范围第11项之雷射照射装置,其中该雷射振荡器是准分子雷射。如申请专利范围第11项之雷射照射装置,其中该光束均化器进一步包含一柱面透镜用以在宽度方向会聚雷射光。一种雷射照射装置,包含:均化单元,用以均化雷射光在照射表面上沿着线状形状的长度方向之能量分布;雷射振荡器;光束均化器;以及双合柱面透镜,其中该单元具有至少一柱面透镜阵列,其中该光束均化器具有用来沿该线状形状宽度方向均化雷射光之能量分布的光管,其中该雷射光由该光管离开,会聚在该线状形状的该宽度方向,其中该光管包含二个彼此面对的反射表面,及其中该雷射光的一光束斑在该照射表面上成形为该线状形状,和其中该宽度方向系为在该照射表面上之该线状形状的短边之方向。如申请专利范围第16项之雷射照射装置,其中该雷射振荡器是YAG雷射、或玻璃雷射。如申请专利范围第16项之雷射照射装置,其中该雷射振荡器是YVO4雷射、YLF雷射、或Ar雷射。如申请专利范围第16项之雷射照射装置,其中该雷射振荡器是准分子雷射。如申请专利范围第16项之雷射照射装置,其中该光束均化器进一步包含一柱面透镜用以在宽度方向会聚雷射光。一种半导体装置之制造方法,包含下列步骤:在基底上形成非单晶半导体膜;用雷射光束振荡器産生雷射光束;至少用一柱面透镜阵列和一光导来成形雷射光束,以便在照射表面上形成其能量分布被均化了的雷射光之线性束斑;藉由双合柱面透镜,会聚该雷射光于该线性束斑的宽度方向的一方向;将其上形成有该非单晶半导体膜的基底安置在平台上,使该非单晶半导体膜的表面与该照射表面重合;以及藉由在使该平台相对于雷射光扫描时,用线性雷射光照射该半导体膜的表面,对该非单晶半导体膜进行雷射退火,其中该柱面透镜阵列作用于线性束斑,以沿该束斑的长度方向均化该线性束斑的能量分布,及其中该光导作用于该线性束斑,用以沿该束斑的该宽度方向,将该线性束斑的能量分布均化,和其中该宽度方向系为该线状束斑的短边之方向。如申请专利范围第21之半导体装置之制造方法,其中该雷射光束振荡器是YAG雷射、或玻璃雷射。如申请专利范围第21之半导体装置之制造方法,其中该雷射光束振荡器是YVO4雷射、YLF雷射、或Ar雷射。如申请专利范围第21项之半导体装置之制造方法,其中该雷射光束振荡器是准分子雷射。如申请专利范围第21项之半导体装置之制造方法,进一步包含使用一柱面透镜用以在宽度方向会聚雷射光。一种半导体装置之制造方法,包含下列步骤:在基底上形成非单晶半导体膜;用雷射光束振荡器産生雷射光束;至少用一柱面透镜阵列和一光导来成形雷射光束,以便在照射表面上形成其能量分布被均化了的雷射光之线性束斑;藉由双合柱面透镜,会聚该雷射光于该线性束斑的宽度方向的一方向;将其上形成有该非单晶半导体膜的该基底安置在平台上,使该非单晶半导体膜的表面与该照射表面重合;以及藉由在使该平台相对于雷射光扫描时,用线性雷射光照射该半导体膜的表面,对该非单晶半导体膜进行雷射退火,其中该柱面透镜阵列作用于该线性束斑,以沿该束斑的长度方向,均化该线性束斑的能量分布,其中该光导作用于线状束斑,用于沿该束斑的该宽度方向将该线性束斑的能量分布均化,其中该光导包含二个彼此面对的反射表面,和其中该宽度方向系为该线性束斑的短边之方向。如申请专利范围第26之半导体装置之制造方法,其中该雷射光束振荡器是YAG雷射、或玻璃雷射。如申请专利范围第26之半导体装置之制造方法,其中该雷射光束振荡器是YVO4雷射、YLF雷射、或Ar雷射。如申请专利范围第26项之半导体装置之制造方法,其中该雷射光束振荡器是准分子雷射。如申请专利范围第26项之半导体装置之制造方法,进一步包含使用一第一柱面透镜和一第二柱面透镜用以在宽度方向会聚雷射光。一种半导体装置之制造方法,包含下列步骤:在基底上形成非单晶半导体膜;用雷射光束振荡器産生雷射光束;至少用一柱面透镜阵列和一光管来成形雷射光束,以便在照射表面上形成其能量分布被均化了的雷射光之线性束斑;藉由双合柱面透镜,会聚雷射光于该线性束斑的宽度方向的一方向;将其上形成有该非单晶半导体膜的该基底安置在平台上,使该非单晶半导体膜的表面与该照射表面重合;以及藉由在使该平台相对于雷射光扫描时用该线性雷射光照射该半导体膜的表面,对该非单晶半导体膜进行雷射退火,其中该柱面透镜阵列作用于线性束斑,以沿该束斑的长度方向均化该线性束斑的能量分布,和其中该光管作用于线状束斑,用于沿该束斑的该宽度方向将该线性束斑的能量分布均化,和其中该宽度方向系为该线性束斑的短边之方向。如申请专利范围第31之半导体装置之制造方法,其中该雷射光束振荡器是YAG雷射、或玻璃雷射。如申请专利范围第31之半导体装置之制造方法,其中该雷射光束振荡器是YVO4雷射、YLF雷射、或Ar雷射。如申请专利范围第31项之半导体装置之制造方法,其中该雷射光束振荡器是准分子雷射。如申请专利范围第31项之半导体装置之制造方法,进一步包含使用一柱面透镜用以在宽度方向会聚雷射光。一种半导体装置之制造方法,包含下列步骤:在基底上形成非单晶半导体膜;用雷射光束振荡器産生雷射光束;至少用一柱面透镜阵列和一光管来成形雷射光束,以便在照射表面上形成其能量分布被均化了的雷射光之线性束斑;藉由双合柱面透镜,会聚该雷射光于该线性束斑的宽度方向的一方向;将其上形成有该非单晶半导体膜的基底安置在平台上,使该非单晶半导体膜的表面与该照射表面重合;以及藉由在使该平台相对于雷射光扫描时,用线性雷射光照射该半导体膜的表面,对该非单晶半导体膜进行雷射退火,其中该柱面透镜阵列作用于该线性束斑,以沿该束斑长度方向,均化该线性束斑的能量分布,其中该光管作用于该线状束斑,用于沿该束斑的该宽度方向,将该线性束斑的能量分布均化,其中该光管包含二个彼此面对的反射表面,和其中该宽度方向系为该线性束斑的短边之方向。如申请专利范围第36之半导体装置之制造方法,其中该雷射光束振荡器是YAG雷射、或玻璃雷射。如申请专利范围第36之半导体装置之制造方法,其中该雷射光束振荡器是YVO4雷射、YLF雷射、或Ar雷射。如申请专利范围第36项之半导体装置之制造方法,其中该雷射光束振荡器是准分子雷射。如申请专利范围第36项之半导体装置之制造方法,进一步包含使用一第一柱面透镜和一第二柱面透镜用以在宽度方向会聚雷射光。一种半导体装置之制造方法,包含下列步骤:提供雷射光,此雷射光具有垂直于该雷射光的传播方向的剖面,其中该剖面具有长度和宽度;使该雷射光透过柱面透镜阵列;使该雷射光通过光导;在会聚该光后,以该光照射半导体膜,以便结晶化该半导体膜,其中该雷射光沿着剖面的长度方向的能量分布系为该柱面透镜阵列所均化,其中沿该剖面宽度方向的雷射光之能量分布被该光导均化,和其中该宽度方向系为该雷射光的短边之方向。如申请专利范围第41之半导体装置之制造方法,其中利用具有多个柱面透镜的柱面透镜阵列来增大雷射光之剖面的长度。如申请专利范围第41之半导体装置之制造方法,其中该光导包含二个彼此面对的反射表面。如申请专利范围第41项之半导体装置之制造方法,进一步包含使雷射光通过用以在宽度方向会聚雷射光的一柱面透镜。一种半导体装置之制造方法,包含下列步骤:提供雷射光,此雷射光具有垂直于该雷射光的传播方向的剖面,其中该剖面具有长度和宽度;使该雷射光通过柱面透镜阵列;使该雷射光通过光管;会聚该光于宽度方向的一方向;及在会聚该光后,以该光照射半导体膜,以便结晶化该半导体膜,其中沿着剖面的长度方向之该雷射光的能量分布系为该柱面透镜阵列所均化,其中沿该剖面宽度方向的雷射光之能量分布被该光管均化,和其中该宽度方向系为该雷射光的短边之方向。如申请专利范围第45之半导体装置之制造方法,其中利用具有多个柱面透镜的柱面透镜阵列来增大该雷射光之剖面的长度。如申请专利范围第45之半导体装置之制造方法,其中该光管包含二个彼此面对的反射表面。如申请专利范围第45项之半导体装置之制造方法,进一步包含使雷射光通过用以在宽度方向会聚雷射光的一柱面透镜。
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