激光照射裝置、激光照射方法及晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的制作方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)的目的是提供一種使用包括電反射鏡和ｆθ透鏡的光學(xué)系統(tǒng)的精簡(jiǎn)的激光照射裝置以及激光照射方法，所述激光照射裝置可以抑制由因襯底背面的次級(jí)射束引起的干涉影響，從而能夠?qū)Ρ徽丈湮镞M(jìn)行均勻的激光退火，且可以提高生產(chǎn)量。在本發(fā)明專利技術(shù)中，當(dāng)假設(shè)形成有被照射物的襯底的厚度為ｄ，折射率為ｎ，并將真空中的光速定義為ｃ時(shí)，所述激光束的脈寬ｔ滿足不等式ｃｔ＜２ｎｄ。在上述結(jié)構(gòu)中，即使使用包括電反射鏡和ｆθ透鏡的光學(xué)系統(tǒng)，也可以減少因襯底背面的次級(jí)射束引起的干涉影響，從而可以對(duì)被照射物執(zhí)行均勻的激光退火。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種激光照射裝置、激光照射方法以及晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的制作方法，尤其涉及使用包括電反射鏡(又稱檢流計(jì)鏡，GalvanometerMirror)和fθ透鏡的光學(xué)系統(tǒng)的激光照射裝置、激光照射方法以及晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的制作方法。
技術(shù)介紹
在激光照射裝置中，使用電反射鏡和fθ透鏡的光學(xué)系統(tǒng)被用作為從激光振蕩器發(fā)射出來的激光束掃描被照射物的方法之一。通過振蕩電反射鏡改變?nèi)肷涞诫姺瓷溏R的激光束的入射角，而可以移動(dòng)被反射的激光束所照射的位置，可以通過使用一個(gè)電反射鏡在單方向上進(jìn)行掃描。如用電反射鏡執(zhí)行X方向上的掃描，并用設(shè)置在載物臺(tái)上的自動(dòng)機(jī)執(zhí)行在Y方向上的移動(dòng)，則可以對(duì)整個(gè)襯底執(zhí)行激光照射。另外，即使設(shè)置兩張電反射鏡，分別執(zhí)行X方向上和Y方向上的掃描，也可以對(duì)襯底上的任意場(chǎng)所進(jìn)行激光照射(例如參考專利文件1)。專利文件1日本專利公開2003-86507公報(bào)但是，在使用包括電反射鏡和fθ透鏡的光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)形成在襯底上的被照射物照射激光時(shí)，即使在相同條件下執(zhí)行激光照射，也還有因場(chǎng)所不同照射強(qiáng)度不同的問題。例如，使用包括電反射鏡和fθ透鏡的光學(xué)系統(tǒng)給形成在玻璃襯底上的半導(dǎo)體膜照射激光從而實(shí)現(xiàn)晶化，其結(jié)果，結(jié)晶性的不均勻是可以看到的程度。導(dǎo)致半導(dǎo)體膜的結(jié)晶性出現(xiàn)不均勻結(jié)果的原因是沒能均勻地激光照射半導(dǎo)體膜。而用結(jié)晶性不同的半導(dǎo)體膜形成半導(dǎo)體元件會(huì)造成該半導(dǎo)體元件特性的不同，所以會(huì)在襯底內(nèi)出現(xiàn)半導(dǎo)體元件特性不均勻的情況。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
鑒于以上問題，本專利技術(shù)的目的是提供一種即使使用包括電反射鏡和fθ透鏡的光學(xué)系統(tǒng)，也能夠給被照射物均勻分配激光能源的激光照射裝置、激光照射方法以及晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的制作方法。本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)之一的特征是，一種激光照射裝置，包括激光振蕩器；至少一個(gè)反射鏡，其使從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束偏向一個(gè)方向的；以及在預(yù)定的平面上使被所述反射鏡偏向的激光束成像的透鏡，其中，如設(shè)定安裝被照射物的載物臺(tái)和所述透鏡的焦點(diǎn)之間的距離為d；n＝1.5；并將真空中的光速定義為c，則從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的脈寬t滿足不等式ct＜2nd。本專利技術(shù)的其他結(jié)構(gòu)的特征是，一種激光照射裝置，包括激光振蕩器；至少一個(gè)反射鏡，其使從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束偏向一個(gè)方向的；以及在預(yù)定的平面上使被所述反射鏡偏向的激光束成像的透鏡，其中，如設(shè)定安裝被照射物的載物臺(tái)和所述透鏡的焦點(diǎn)之間的距離為d；n＝1.5；并將真空中的光速定義為c，則從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的脈寬t滿足不等式ct＜4nd。本專利技術(shù)的其他結(jié)構(gòu)的特征是，一種激光照射裝置，包括激光振蕩器；至少一個(gè)電反射鏡；以及fθ透鏡，其中，如設(shè)定安裝被照射物的載物臺(tái)和所述fθ透鏡的焦點(diǎn)之間的距離為d；n＝1.5；并將真空中的光速定義為c，則從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的脈寬t滿足不等式ct＜2nd。本專利技術(shù)的其他結(jié)構(gòu)的特征是，一種激光照射裝置，包括激光振蕩器；至少一個(gè)電反射鏡；以及fθ透鏡，其中，如設(shè)定安裝被照射物的載物臺(tái)和所述fθ透鏡的焦點(diǎn)之間的距離為d；n＝1.5；并將真空中的光速定義為c，則從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的脈寬t滿足不等式ct＜4nd。本專利技術(shù)的其他結(jié)構(gòu)的特征是，一種激光照射裝置，包括激光振蕩器； 第一反射鏡，其使從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的光束點(diǎn)在所述被照射物上按第一方向掃描；第二反射鏡，其使從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的光束點(diǎn)在所述被照射物上按垂直于所述第一方向的第二方向掃描；以及使所述激光束在所述被照射物上成像的fθ透鏡，其中，如設(shè)定安裝所述被照射物的載物臺(tái)和所述fθ透鏡的焦點(diǎn)之間的距離為d；n＝1.5；并將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿足不等式ct＜2nd。本專利技術(shù)的其他結(jié)構(gòu)的特征是，一種激光照射裝置，包括激光振蕩器；第一反射鏡，其使從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的光束點(diǎn)在被照射物上按第一方向掃描；第二反射鏡，其使從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的光束點(diǎn)在所述被照射物上按垂直于所述第一方向的第二方向掃描；以及使所述激光束在所述被照射物上成像的fθ透鏡，其中，如設(shè)定安裝所述被照射物的載物臺(tái)和所述fθ透鏡的焦點(diǎn)之間的距離為d；n＝1.5；并將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿足不等式ct＜4nd。本專利技術(shù)的其他結(jié)構(gòu)的特征是，一種激光照射裝置，包括激光振蕩器；使從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的光束點(diǎn)在所述被照射物上按第一方向掃描的反射鏡；安裝所述被照射物并按垂直于所述第一方向的第二方向移動(dòng)的載物臺(tái)；以及使所述激光束在所述被照射物上成像的fθ透鏡，其中，如設(shè)定安裝所述被照射物的載物臺(tái)和所述fθ透鏡的焦點(diǎn)之間的距離為d；n＝1.5；并將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿足不等式ct＜2nd。本專利技術(shù)的其他結(jié)構(gòu)的特征是，一種激光照射裝置，包括激光振蕩器；使從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的光束點(diǎn)在被照射物上按第一方向掃描的反射鏡； 安裝所述被照射物并按垂直于所述第一方向的第二方向移動(dòng)的載物臺(tái)；以及使所述激光束在所述被照射物上成像的fθ透鏡，其中，如設(shè)定安裝所述被照射物的載物臺(tái)和所述fθ透鏡的焦點(diǎn)之間的距離為d；n＝1.5；并將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿足不等式ct＜4nd。本專利技術(shù)的其他結(jié)構(gòu)的特征是，一種激光照射方法，其中對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的半導(dǎo)體膜通過使用至少一個(gè)電反射鏡和一個(gè)fθ透鏡的光學(xué)系統(tǒng)照射激光束，該激光束當(dāng)將真空中的光速定義為c時(shí)，脈寬t滿足不等式ct＜2nd。本專利技術(shù)的其他結(jié)構(gòu)的特征是，一種激光照射方法，其中對(duì)形成在折射率為n且厚度為d的襯底上的半導(dǎo)體膜通過使用至少一個(gè)電反射鏡和一個(gè)fθ透鏡的光學(xué)系統(tǒng)照射激光束，該激光束當(dāng)將真空中的光速定義為c時(shí)，脈寬t滿足不等式ct＜4nd。本專利技術(shù)的其他結(jié)構(gòu)的特征是，一種激光照射方法，包括以下步驟對(duì)形成在襯底上的半導(dǎo)體膜照射激光束，并且該激光束通過至少一個(gè)電反射鏡和一個(gè)fθ透鏡在所述半導(dǎo)體膜上掃描，其中，入射到所述半導(dǎo)體膜的激光束和被所述襯底的背面反射的激光束在相當(dāng)于所述激光束脈寬的10％或更少的時(shí)間，同時(shí)照射所述半導(dǎo)體膜的某一點(diǎn)。本專利技術(shù)的其他結(jié)構(gòu)的特征是，一種激光照射方法，包括以下步驟對(duì)在折射率為n且厚度為d的襯底上形成的半導(dǎo)體膜照射激光束，并且該激光束的脈寬t當(dāng)將真空中的光速定義為c時(shí)，滿足不等式ct＜2nd，其中，所述激光束根據(jù)第一電反射鏡按第一方向掃描所述半導(dǎo)體膜，并且所述激光束根據(jù)第二電反射鏡按垂直于第一方向的第二方向掃描所述半導(dǎo)體膜，而且，所述激光束通過fθ透鏡在所述半導(dǎo)體膜上成像。本專利技術(shù)的其他結(jié)構(gòu)的特征是，一種激光照射方法，包括以下步驟對(duì)在折射率為n且厚度為d的襯底上形成的半導(dǎo)體膜照射激光束，并且該激光束的脈寬t當(dāng)將真空中的光速定義為c時(shí)，滿足不等式ct＜4nd，其中，所述激光束根據(jù)第一電反射鏡按第一方向掃描所述半導(dǎo)體膜，并且所述激光束根據(jù)第二電反射鏡按垂直于第一方向的第二方向掃描所述半導(dǎo)體膜，而且，所述激光束通過fθ透鏡在所述半導(dǎo)體膜上成像。本專利技術(shù)的其他結(jié)構(gòu)的特征是，一種激光照射方法，包括以下步驟對(duì)在襯底上形成的半導(dǎo)體膜照射激光束，并且，入射到所述半導(dǎo)體膜的激光束和被所述襯底的背面反射的激光束在相當(dāng)于本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種激光照射裝置，包括：激光振蕩器；至少一個(gè)反射鏡，其使從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束偏向一個(gè)方向的；以及在預(yù)定的平面上使被所述反射鏡偏向的激光束成像的透鏡，其中，如設(shè)定安裝被照射物的載物臺(tái)和所述透鏡的焦點(diǎn)之間的距離為ｄ；ｎ＝１．５；并將真空中的光速定義為ｃ，則從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的脈寬ｔ滿足不等式ｃｔ＜２ｎｄ。

【技術(shù)特征摘要】
JP 2003-12-26 433357/031.一種激光照射裝置，包括激光振蕩器；至少一個(gè)反射鏡，其使從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束偏向一個(gè)方向的；以及在預(yù)定的平面上使被所述反射鏡偏向的激光束成像的透鏡，其中，如設(shè)定安裝被照射物的載物臺(tái)和所述透鏡的焦點(diǎn)之間的距離為d；n＝1.5；并將真空中的光速定義為c，則從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的脈寬t滿足不等式ct＜2nd。2.一種激光照射裝置，包括激光振蕩器；至少一個(gè)反射鏡，其使從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束偏向一個(gè)方向的；以及在預(yù)定的平面上使被所述反射鏡偏向的激光束成像的透鏡，其中，如設(shè)定安裝被照射物的載物臺(tái)和所述透鏡的焦點(diǎn)之間的距離為d；n＝1.5；并將真空中的光速定義為c，則從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的脈寬t滿足不等式ct＜4nd。3.一種激光照射裝置，包括激光振蕩器；至少一個(gè)電反射鏡；以及fθ透鏡，其中，如設(shè)定安裝被照射物的載物臺(tái)和所述fθ透鏡的焦點(diǎn)之間的距離為d；n＝1.5；并將真空中的光速定義為c，則從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的脈寬t滿足不等式ct＜2nd。4.一種激光照射裝置，包括激光振蕩器；至少一個(gè)電反射鏡；以及fθ透鏡，其中，如設(shè)定安裝被照射物的載物臺(tái)和所述fθ透鏡的焦點(diǎn)之間的距離為d；n＝1.5；并將真空中的光速定義為c，則從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的脈寬t滿足不等式ct＜4nd。5.一種激光照射裝置，包括激光振蕩器；第一反射鏡，其使從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的光束點(diǎn)在所述被照射物上按第一方向掃描；第二反射鏡，其使從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的光束點(diǎn)在所述被照射物上按垂直于所述第一方向的第二方向掃描；以及使所述激光束在所述被照射物上成像的fθ透鏡，其中，如設(shè)定安裝所述被照射物的載物臺(tái)和所述fθ透鏡的焦點(diǎn)之間的距離為d；n＝1.5；并將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿足不等式ct＜2nd。6.一種激光照射裝置，包括激光振蕩器；第一反射鏡，其使從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的光束點(diǎn)在被照射物上按第一方向掃描；第二反射鏡，其使從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的光束點(diǎn)在所述被照射物上按垂直于所述第一方向的第二方向掃描；以及使所述激光束在所述被照射物上成像的fθ透鏡，其中，如設(shè)定安裝所述被照射物的載物臺(tái)和所述fθ透鏡的焦點(diǎn)之間的距離為d；n＝1.5；并將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿足不等式ct＜4nd。7.一種激光照射裝置，包括激光振蕩器；使從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的光束點(diǎn)在所述被照射物上按第一方向掃描的反射鏡；安裝所述被照射物并按垂直于所述第一方向的第二方向移動(dòng)的載物臺(tái)；以及使所述激光束在所述被照射物上成像的fθ透鏡，其中，如設(shè)定安裝所述被照射物的載物臺(tái)和所述fθ透鏡的焦點(diǎn)之間的距離為d；n＝1.5；并將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿足不等式ct＜2nd。8.一種激光照射裝置，包括激光振蕩器；使從所述激光振蕩器發(fā)射出來的激光束的光束點(diǎn)在被照射物上按第一方向掃描的反射鏡；安裝所述被照射物并按垂直于所述第一方向的第二方向移動(dòng)的載物臺(tái)；以及使所述激光束在所述被照射物上成像的fθ透鏡，其中，如設(shè)定安裝所述被照射物的載物臺(tái)和所述fθ透鏡的焦點(diǎn)之間的距離為d；n＝1.5；并將真空中的光速定義為c，則所述激光束的脈寬t滿足不等式ct＜4nd。9.根據(jù)權(quán)利要求1的激光照射裝置，其中從所述激光振蕩器發(fā)射出來的所述激光束是二次諧波或被轉(zhuǎn)換為二次諧波。10.根據(jù)權(quán)利要求2的激光照射裝置，其中從所述激光振蕩器發(fā)射出來的所述激光束是二次諧波或被轉(zhuǎn)換為二次諧波。11.根據(jù)權(quán)利要求3的激光照射裝置，其中從所述激光振蕩器發(fā)射出來的所述激光束是二次諧波或被轉(zhuǎn)換為二次諧波。12.根據(jù)權(quán)利要求4的激光照射裝置，其中從所述激光振蕩器發(fā)射出來的所述激光束是二次諧波或被轉(zhuǎn)換為二次諧波。13.根據(jù)權(quán)利要求5的激光照射裝置，其中從所述激光振蕩器發(fā)射出來的所述激光束是二次諧波或被轉(zhuǎn)換為二次諧波。14.根據(jù)權(quán)利要求6的激光照射裝置，其中從所述激光振蕩器發(fā)射出來的所述激光束是二次諧波或被轉(zhuǎn)換為二次諧波。15.根據(jù)權(quán)利要求7的激光照射裝置，其中從所述激光振蕩器發(fā)射出來的所述激光束是二次諧波或被轉(zhuǎn)換為二次諧波。16.根據(jù)權(quán)利要求8的激光照射裝置，其中從所述激光振蕩器發(fā)射出來的所述激光束是二次諧波或被轉(zhuǎn)換為二次諧波。17.根據(jù)權(quán)利要求1的激光照射裝置，該激光照射裝置進(jìn)一步包括使用了聲光元件或電光元件的閘門。18.根據(jù)權(quán)利要求2的激光照射裝置，該激光照射裝置進(jìn)一步包括使用了聲光元件或電光元件的閘門。19.根據(jù)權(quán)利要求3的激光照射裝置，該激光照射裝置進(jìn)一步包括使用了聲光元件或電光元件的閘門。20.根據(jù)權(quán)利要求4的激光照射裝置，該激光照射裝置進(jìn)一步包括使用了聲光元件或電光元件的閘門。21.根據(jù)權(quán)利要求5的激光照射裝置，該激光照射裝置進(jìn)一步包括使用了聲光元件或電光元件的閘門。22.根據(jù)權(quán)利要求6的激光照射裝置，該激光照射裝置進(jìn)一步包括使用了聲光元件或電光元件的閘門。23.根據(jù)權(quán)利要求7的激光照射裝置，該激光照射裝置進(jìn)一步包括使用了聲光元件或電光元件的閘門。24.根據(jù)權(quán)利要求8的激光照射裝置，該激光照射裝置進(jìn)一步包括使用了聲光元件或電光元件的閘門。25.一種晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的制作方法，包括以下步驟在折射率為n且厚度為d的襯底上形成非晶半導(dǎo)體膜；使用至少包括一個(gè)電反射鏡和一個(gè)fθ透鏡的光學(xué)系統(tǒng)對(duì)所述非晶半導(dǎo)體膜照射激光束，其中當(dāng)將真空中的光速定義為c時(shí)，所述激光束的脈寬t滿足不等式ct＜2nd。26.一種晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的制作方法，包括以下步驟在折射率為n且厚度為d的襯底上形成非晶半導(dǎo)體膜；使用至少包括一個(gè)電反射鏡和一個(gè)fθ透鏡的光學(xué)系統(tǒng)對(duì)所述非晶半導(dǎo)體膜照射激光束，其中當(dāng)將真空中的光速定義為c時(shí)，所述激光束的脈寬t滿足不等式ct＜4nd。27.一種晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的制作方法，包括以下步驟在襯底上形成非晶半導(dǎo)體膜，對(duì)該非晶半導(dǎo)體膜照射激光束，并且該激光束通過至少一個(gè)電反射鏡和一個(gè)fθ透鏡在所述非晶半導(dǎo)體膜上掃描，其中，入射到所述非晶半導(dǎo)體膜的激光束和被所述襯底的背面反射的激光束在相當(dāng)于所述激光束的脈寬的10％或更少的時(shí)間，同時(shí)照射所述非晶半導(dǎo)體膜的某一點(diǎn)。28.一種晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的制作方法，包括以下步驟在折射率為n且厚度為d的襯底上形成非晶半導(dǎo)體膜；對(duì)該非晶半導(dǎo)體膜照射激光束，并且當(dāng)將真空中的光速定義為c時(shí)，該激光束的脈寬t滿足不等式ct＜2nd，其中，所述激光束根據(jù)第一電反射鏡按第一方向掃描所述非晶半導(dǎo)體膜，并且，所述激光束根據(jù)第二電反射鏡按垂直于第一方向的第二方向掃描所述非晶半導(dǎo)體膜，所述激光束通過fθ透鏡在所述非晶半導(dǎo)體膜上成像。29.一種晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的制作方法，包括以下步驟在折射率為n且厚度為d的襯底上形成非晶半導(dǎo)體膜；對(duì)該非晶半導(dǎo)體膜...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：田中幸一郎，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]