激光退火装置、激光退火方法和半导体器件的制造方法制造方法及图纸

本实施方式的激光退火装置包括产生随机偏振的激光(L30)的激光光源(21a)、将随机偏振的激光(L30)的分支的偏振射束分离器(31)、控制由偏振射束分离器(31)分支得到的多束激光(L31、L32)的偏振状态的偏振控制元件、和合成来自偏振控制元件的多束激光(L31、L33)并向对象物照射的合成部(60)。象物照射的合成部(60)。象物照射的合成部(60)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光退火装置、激光退火方法和半导体器件的制造方法


[0001]本专利技术涉及激光退火装置、激光退火方法以及半导体器件的制造方法。

技术介绍

[0002]在专利文献1中公开了用于形成多晶硅薄膜的激光退火装置。在专利文献1中，从固体激光器射出直线偏振的激光。直线偏振激光经由1/2波长板入射到偏振射束分离器。偏振射束分离器将激光分支为两个光束。由偏振射束分离器分支得到的两个光束由第2个偏振射束分离器合成。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本专利第6706155号公报

技术实现思路

[0006]在这样的激光照射装置中，希望照射适于退火工艺的激光。
[0007]其他问题及新特征可从本说明书的描述和附图获知。
[0008]根据一个实施方式，激光退火装置包括：激光光源，其产生随机偏振的激光；偏振射束分离器，其将随机偏振的所述激光分支；偏振控制元件，其控制由所述偏振射束分离器分支得到的多束激光的偏振状态；和合成部，其对来自所述偏振控制元件的多束激光进行合成，并向对象物照射。
[0009]根据一个实施方式，激光退火方法包括包含下述步骤：(a)产生随机偏振的激光；(b)用偏振射束分离器将随机偏振的所述激光分支；(c)控制由所述偏振射束分离器分支得到的多束激光的偏振状态；和(d)对偏振状态被控制的所述多束激光进行合成，并向对象物照射。
[0010]根据一个实施方式，半导体器件的制造方法包含下述步骤：(S1)在基板上形成非晶质膜；和(S2)对所述非晶质膜进行退火以使所述非晶质膜结晶化而形成结晶膜，所述(S2)的进行退火的步骤包含下述步骤：(A)产生随机偏振的激光；(B)用偏振射束分离器将随机偏振的所述激光分支；(C)控制由所述偏振射束分离器分支得到的多束激光的偏振状态；和(D)对偏振状态被控制的所述多束激光进行合成，并向对象物照射。
[0011]根据上述一个实施方式，能够照射适于退火工艺的激光。
附图说明
[0012]图1是示出本实施方式的激光退火装置的光学系统的图。
[0013]图2是示出激光退火装置的结构的框图。
[0014]图3是示出激光退火装置的光学系统的图。
[0015]图4是示出变形例的激光退火装置的光学系统的图。
[0016]图5是简化示出有机EL显示器的结构的剖视图。
[0017]图6是示出本实施方式的半导体器件的制造方法的工序剖视图。
[0018]图7是示出本实施方式的半导体器件的制造方法的工序剖视图。
[0019]图8是示出本实施方式的半导体器件的制造方法的工序剖视图。
[0020]图9是示出本实施方式的半导体器件的制造方法的工序剖视图。
[0021]图10是示出本实施方式的半导体器件的制造方法的工序剖视图。
[0022]图11是示出本实施方式的半导体器件的制造方法的工序剖视图。
[0023]图12是示出本实施方式的半导体器件的制造方法的工序剖视图。
[0024]图13是示出本实施方式的半导体器件的制造方法的工序剖视图。
具体实施方式
[0025]实施方式1
[0026]本实施方式的激光退火装置例如为形成低温多晶硅(LTPS：Low Temperature Poly
‑
Silicon)膜的准分子激光退火(ELA：Excimer laser Anneal)装置。以下，参照附图对本实施方式的激光退火装置、激光退火方法以及制造方法进行说明。
[0027]ELA装置的光学系统
[0028]使用图1说明本实施方式的ELA装置1的结构。图1是示意性示出ELA装置1的光学系统的图。在基板100的上表面(主面)形成有硅膜101。ELA装置1向在基板100上形成的硅膜101照射激光L1。由此，能够将非晶质的硅膜(非晶硅膜：a
‑
Si膜)101转换为多晶的硅膜(多晶硅膜：p
‑
Si膜)101。基板100例如是玻璃基板等透明基板。基板100成为被照射激光的对象物。
[0029]此外，在图1中，为了说明的清楚，示出XYZ三维正交坐标系。Z方向为铅垂方向，是与基板100垂直的方向。XY平面是与基板100的形成有硅膜101的面平行的平面。X方向为矩形的基板100的长边方向，Y方向为基板100的短边方向。另外，在ELA装置1中，一边利用搬运机构(未图示)向+X方向搬运基板100，一边向硅膜101照射激光L1。此外，在图1中，在硅膜101中，将激光L1照射前的硅膜101表示为非晶硅膜101a，将激光L1照射后的硅膜101表示为多晶硅膜101b。
[0030]ELA装置1具备载置台10、激光光源21、光学系统20和检测部22。基板100配置在载置台10之上。载置台10例如是使基板100空气浮起的浮起搬运载置台(浮起搬运单元)，但不限于浮起搬运载置台。例如，载置台10也可以是真空吸盘型的载置台。载置台10从下侧朝向基板100喷出气体。因此，在载置台10与基板100之间形成有微小气隙的状态下，基板100被向+X方向搬运。
[0031]光学系统20是用于向硅膜101照射用于使非晶硅膜101a结晶化的激光L1的光学系统。光学系统20具备控制激光L1的偏振状态的偏振控制部30。偏振控制部30控制激光L1的偏振状态。关于光学系统20的详细结构将在后面叙述。
[0032]光学系统20配置在基板100的上侧(+Z侧)。激光光源21是脉冲激光光源，产生脉冲激光。激光光源21例如是发出中心波长为308nm的准分子激光的准分子激光光源。另外，激光光源21发出脉冲状的激光L1。
[0033]光学系统20具有用于使激光L1均匀化的均化器以及将激光L1聚光的聚光镜等。激光L1在基板100上形成线状的照射区域。照射区域成为以Y方向为长边方向、以X方向为短边
方向的线状。
[0034]光学系统20将来自激光光源21的激光L1导向基板100。将从光学系统20照射到基板100的激光设为激光L2。通过激光L2的照射，非晶硅膜101a结晶化。一边改变激光L2相对于基板100的照射位置，一边向硅膜101照射激光L2。通过载置台10的搬运机构将基板100向+X方向搬运，由此在基板100上形成均匀的多晶硅膜101b。当然，也可以不是搬运基板100的结构，而是使激光光源21和光学系统20移动。即，只要通过使基板100和光学系统20相对移动来扫描激光L2的照射区域即可。
[0035]进一步，在基板100之上配置有检测部22。检测部22具备检测来自结晶化的多晶硅膜101b的光的光检测器。例如，检测部22具备例如对多晶硅膜101b进行拍摄的摄像头。或者，检测部22也可以具有测定由多晶硅膜101b反射的反射光的光谱的分光计。进一步，检测部22也可以具备对基板100进行照明的照明光源。例如，照明光源产生用于对照射了激光L2的区域进行照明的照明光。摄像头检测来自被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光退火装置，其中，包括：激光光源，其产生随机偏振的激光；偏振射束分离器，其将随机偏振的所述激光分支；偏振控制元件，其控制由所述偏振射束分离器分支得到的多束激光的偏振状态；和合成部，其对来自所述偏振控制元件的多束激光进行合成，并向对象物照射。2.根据权利要求1所述的激光退火装置，其中，所述偏振控制元件包括：1/2波长板，其配置在由所述偏振射束分离器分支得到的两束激光中的至少一束激光的光路中；和1/4波长板，其分别配置在所述两束激光的光路中，通过使所述1/2波长板和所述1/4波长板中的至少一方旋转来控制激光的偏振状态。3.根据权利要求1或2所述的激光退火装置，其中，在所述对象物上形成有非晶质的膜，所述膜通过所述激光而结晶化。4.根据权利要求3所述的激光退火装置，其中，还具备评价结晶化的所述膜的结晶状态的检测部，根据所述检测部中的评价结果来控制所述偏振状态。5.根据权利要求1～4中任一项所述的激光退火装置，其中，由所述合成部合成得到的激光在所述对象物上形成沿着第1方向的线状的照射区域，沿着俯视观察时与所述第1方向相交的第2方向，一边移动所述对象物一边照射所述激光。6.根据权利要求1～5中任一项所述的激光退火装置，其中，还具备一边使所述对象物浮起一边进行搬运的浮起搬运载置台。7.一种激光退火方法，其中，包含下述步骤：(a)产生随机偏振的激光；(b)用偏振射束分离器将随机偏振的所述激光分支；(c)控制由所述偏振射束分离器分支得到的多束激光的偏振状态；和(d)对偏振状态被控制的所述多束激光进行合成，并向对象物照射。8.根据权利要求7所述的激光退火方法，其中，在由所述偏振射束分离器分支得到的两束激光中的至少一束激光的光路中配置1/2波长板，在所述两束激光的光路中分别配置1/4波长板，通过使所述1/2波长板和所述1/4波长板中的至少一方旋转来控制激光的偏振状态。9.根据权利要求7或8所述的激光退火方法，其中，在所述对象物上形成非晶质的膜，所述膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：前川泰之，
申请(专利权)人：JSW阿克迪纳系统有限公司，
类型：发明
国别省市：