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JP2000150412A - Method and device for treating semiconductor - Google Patents

Method and device for treating semiconductor

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Publication number
JP2000150412A
JP2000150412A JP10322709A JP32270998A JP2000150412A JP 2000150412 A JP2000150412 A JP 2000150412A JP 10322709 A JP10322709 A JP 10322709A JP 32270998 A JP32270998 A JP 32270998A JP 2000150412 A JP2000150412 A JP 2000150412A
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JP
Japan
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semiconductor
light
interference fringes
processing method
laser
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Application number
JP10322709A
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Japanese (ja)
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Inventor
Ichiro Fujieda
一郎 藤枝
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the manufacturing cost, to improve the degree of freedom for adjusting the intensity distribution of light, and to realize optimization of processes for various samples at the time using a semiconductor treating technique for changing the property of a semiconductor by irradiating the semiconductor with light having a periodic intensity distribution. SOLUTION: A light having a periodic intensity distribution is constituted of interference fringes formed by splitting the laser beam from a laser 10 into two split laser beams through a beam splitter 20 and respectively reflecting the split laser beams by first and second mirrors 30 and 40, and then, after deflecting the reflected split laser beam from the mirror 40 from the optical axis of the reflected split laser beam from the mirror 30 by an angle, superposing the former upon the latter so that they may interfere with each other. A thin film semiconductor 61 is crystallized in a large particle diameter by melting the semiconductor 61 in the temperature distribution following the intensity distribution of the interference fringes and cooling the melt. Since no reflection preventing film, etc., is required for the semiconductor 61, the manufacturing cost of the semiconductor 61 is reduced. In addition, the optimization of processes for various samples is realized by improving the degree of freedom for adjusting the intensity distribution of light by adjusting the amplitude ratio between the split laser beams or the length difference between the optical paths of the split laser beams.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光の干渉現象を利用
して薄膜半導体内部に周期的な温度勾配を形成する半導
体処理方法に関し、特に薄膜半導体内に大粒径の結晶を
生成する際に適用して好適な半導体処理方法及びその処
理を行うための処理装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor processing method for forming a periodic temperature gradient inside a thin film semiconductor by utilizing the phenomenon of light interference, and more particularly to a method for forming a crystal having a large grain size in a thin film semiconductor. The present invention relates to a semiconductor processing method suitable for application and a processing apparatus for performing the processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザー光を薄膜半導体に照射して内部
に空間的な温度勾配を形成し、この温度勾配を利用して
大粒径の結晶を形成する方法として,第1の従来技術が
米国特許第 4,523,962号明細書に開示されている。この
半導体処理方法は、図8に概略を示すように、ガラス等
の基板101の表面に、例えばアモルファスシリコン
(a−Si)、ポリシリコン(poly−Si)等の薄
膜半導体102をCVD等の薄膜プロセスにより薄く形
成する。次いで、前記薄膜半導体102の上に酸化シリ
コン(SiO2 )等の誘電体膜をCVD等の薄膜形成プ
ロセスにより薄く形成し、しかる上でフォトリソグラフ
ィ・プロセスによりグリッド状にパターン化する。残さ
れた誘電体膜はレーザー光100の反射防止膜103と
して機能する。この構造の上にレーザー光100を連続
して照射しながら走査すると、レーザー光100は薄膜
半導体102の表面でほぼ完全に吸収され、かつ同じ場
所には短い時間しか照射されないため基板101の温度
上昇は小さい。そして、レーザー光100が照射された
瞬間に、反射防止膜103の下の薄膜半導体102の部
分は反射防止膜103の反射防止作用によってレーザー
光100を良く吸収して高温になるが、他の部分はレー
ザー光100が反射されるため薄膜半導体102がレー
ザー光100を吸収するエネルギは少なく、高温にはな
り難い。この結果、薄膜半導体102は反射防止膜10
3の下部のみが選択的に高温になる。反射防止膜103
はグリッド状に形成されているので、これに応じた周期
的な温度分布が薄膜半導体102の内部に形成される。
2. Description of the Related Art As a method of irradiating a thin film semiconductor with a laser beam to form a spatial temperature gradient therein and forming a crystal having a large grain size by using the temperature gradient, a first prior art is disclosed in the United States. It is disclosed in Japanese Patent No. 4,523,962. In this semiconductor processing method, as schematically shown in FIG. 8, a thin film semiconductor 102 such as amorphous silicon (a-Si) or polysilicon (poly-Si) is formed on a surface of a substrate 101 such as glass by a thin film such as CVD. It is formed thin by the process. Next, a thin dielectric film such as silicon oxide (SiO 2 ) is formed on the thin film semiconductor 102 by a thin film forming process such as CVD, and then patterned into a grid by a photolithography process. The remaining dielectric film functions as an anti-reflection film 103 for the laser beam 100. When scanning is performed while continuously irradiating the laser beam 100 on this structure, the laser beam 100 is almost completely absorbed on the surface of the thin-film semiconductor 102 and is radiated to the same place for a short time, so that the temperature of the substrate 101 rises. Is small. At the moment when the laser light 100 is irradiated, the portion of the thin film semiconductor 102 under the anti-reflection film 103 absorbs the laser light 100 well by the anti-reflection effect of the anti-reflection film 103 and becomes high temperature. Since the laser light 100 is reflected, the energy of the thin-film semiconductor 102 absorbing the laser light 100 is small, and the temperature is unlikely to rise. As a result, the thin film semiconductor 102 is
Only the lower part of 3 is selectively hot. Anti-reflection film 103
Are formed in a grid shape, a periodic temperature distribution corresponding to this is formed inside the thin film semiconductor 102.

【0003】次に、レーザー光100が走査されてこの
構造へのエネルギーの供給が途絶えると、薄膜半導体1
02の高温部から周囲への放熱により初期の温度分布は
変化していく。ここで、薄膜半導体102の高温部と低
温部との境界が移動するにつれて結晶が水平方向に成長
し、やがて反射防止膜103のほぼ中間部位で両側から
成長してきた結晶が出会ったところで結晶化プロセスが
終焉する。反射防止膜103の幅を調整すれば膜厚より
も大きな結晶が得られる。また,このような大きな結晶
を形成できる場所は反射防止膜の下部であり、フォトリ
ソグラフィ・プロセスを用いて高い自由度で制御でき
る。従って、この半導体処理方法により薄膜トランジス
タ等の半導体デバイスを製作すると、特性が良好で均一
性も優れたものが得られる。
Next, when the laser beam 100 is scanned and the supply of energy to this structure is interrupted, the thin film semiconductor 1 is scanned.
The initial temperature distribution changes due to heat radiation from the high-temperature part 02 to the surroundings. Here, as the boundary between the high-temperature portion and the low-temperature portion of the thin film semiconductor 102 moves, the crystal grows in the horizontal direction. Ends. By adjusting the width of the antireflection film 103, a crystal larger than the film thickness can be obtained. The place where such a large crystal can be formed is under the antireflection film, and can be controlled with a high degree of freedom by using a photolithography process. Therefore, when a semiconductor device such as a thin film transistor is manufactured by this semiconductor processing method, a device having good characteristics and excellent uniformity can be obtained.

【0004】以上では、レーザー光を連続的に照射しな
がら走査する方式を例に挙げたが、エキシマレーザーか
らのパルス光を同様の構造上に照射しても同様の結果が
得られることが、論文(H.J. Kim and James S. Im,
“New excimer-laser-crystallization method for pro
ducing large-grained and grain boundary-location-c
ontrolled Si films for thin film transistors, ” A
ppl. Phys. Lett. 68(11), 11 Mar. 1996, pp. 1513-15
15. )により知られている。
[0004] In the above, a method of scanning while continuously irradiating laser light has been described as an example. However, it is possible to obtain similar results by irradiating pulse light from an excimer laser onto a similar structure. Paper (HJ Kim and James S. Im,
“New excimer-laser-crystallization method for pro
reducing large-grained and grain boundary-location-c
ontrolled Si films for thin film transistors, ”A
ppl. Phys. Lett. 68 (11), 11 Mar. 1996, pp. 1513-15
15.)

【0005】また、従来のレーザー光照射による温度勾
配を利用した半導体処理方法の第2の従来技術が、論文
(James S. Im, Robert S. Sposili, and M. A. Crowde
r,“Single-crystal Si films for thin-film transist
or devices, ” Appl. Phys.Lett. 70(25), 23 Jun. 19
97, pp. 3434-3436. )により知られている。この方法
の概要を図9に示す。これは,レーザー光100を周期
的な開口部を備えたスリット104を透過させ、結像光
学系105により薄膜半導体102の表面に結像するも
のである。この従来技術では、レーザー光はエキシマレ
ーザーからのパルス光である。スリット104を透過す
る光のエネルギの空間分布は急峻なので、照射直後の半
導体102内部は矩形に近い急峻な温度分布になる。な
お、基板への放熱に伴って結晶が成長する過程は前記の
第1の従来技術と同様である。ここで、結晶が成長する
領域はスリットの像に対応した狭い領域である。しかし
ながら、基板101をこの領域の幅の半分だけ移動させ
た後に、2回目のレーザー光を照射すると、1回目の照
射で結晶が成長した領域の半分も溶融され、残りの溶融
しなかった部分の結晶を元にして2回目のレーザー光照
射で溶融した領域全体に結晶が成長する。この過程を繰
り返して行うことにより大面積に渡って結晶領域を得る
ことができる。
A second prior art of a conventional semiconductor processing method using a temperature gradient by laser light irradiation is disclosed in a paper (James S. Im, Robert S. Sposili, and MA Crowde).
r, “Single-crystal Si films for thin-film transist
or devices, ”Appl. Phys. Lett. 70 (25), 23 Jun. 19
97, pp. 3434-3436.). FIG. 9 shows an outline of this method. In this method, a laser beam 100 is transmitted through a slit 104 having a periodic opening, and an image is formed on a surface of a thin film semiconductor 102 by an imaging optical system 105. In this conventional technique, the laser light is pulse light from an excimer laser. Since the spatial distribution of the energy of the light transmitted through the slit 104 is steep, the inside of the semiconductor 102 immediately after the irradiation has a steep temperature distribution close to a rectangle. The process in which the crystal grows along with the heat radiation to the substrate is the same as in the first prior art. Here, the region where the crystal grows is a narrow region corresponding to the image of the slit. However, when the substrate 101 is moved by half the width of this region and then irradiated with the second laser light, half of the region where the crystal has grown by the first irradiation is also melted, and the remaining unmelted part is melted. The crystal grows over the entire region melted by the second laser light irradiation based on the crystal. By repeating this process, a crystal region can be obtained over a large area.

【0006】さらに、従来のレーザー光照射による温度
勾配を利用した半導体処理方法の第3の従来技術が特開
平6-140323号公報に開示されている。これは、図10に
示すように、エキシマレーザーからの光を回折格子11
1により2つの同心円状の波動に変え、これらの干渉光
を薄膜半導体に導くことにより同図のような温度分布を
薄膜半導体内部に形成するものである。この干渉縞の形
成方法は,Young のダブルスリットの実験として一般に
知られている。また,特開昭57-99734号公報には、光の
干渉や定在波を利用して半導体内部に周期的な温度分布
を形成して結晶を成長させる方法が開示されているが、
干渉縞を得る手法は、図10に示したYoung の実験と同
一手法がとられており、この点では同じである。
Further, a third prior art of a conventional semiconductor processing method utilizing a temperature gradient caused by laser beam irradiation is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-140323. This is because the light from the excimer laser is diffracted by the diffraction grating 11 as shown in FIG.
1 changes two concentric waves, and guides the interference light to the thin-film semiconductor to form a temperature distribution as shown in FIG. This method of forming interference fringes is generally known as Young's double slit experiment. Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-99734 discloses a method for growing a crystal by forming a periodic temperature distribution inside a semiconductor by using light interference and standing waves.
The method of obtaining the interference fringes is the same as that of Young's experiment shown in FIG. 10, and is the same in this respect.

【0007】[0007]

【発明が解決しょうとする課題】以上のように、半導体
に対して周期的な温度分布を生成し、この温度分布を利
用して大粒径の結晶を得る技術は前記した第1ないし第
3の従来技術に示すように既に実現されている。しかし
ながら、前記した従来技術では、周期的な温度分布を得
るための手法に関連して次のような問題が生じている。
先ず、前記第1の従来技術では、反射防止膜としての誘
電体膜の形成とパターン化という工程が必要であり、製
造コストが増大する要因となる。また、一度形成した誘
電体膜の位置は固定なので、第2の従来技術のように、
基板を移動して2回目、3回目の結晶成長過程を繰り返
すことにより大面積の結晶を得ることはできない。
As described above, the technique of generating a periodic temperature distribution in a semiconductor and obtaining a crystal having a large grain size by using this temperature distribution is described in the first to third embodiments. Has already been realized as shown in the prior art. However, in the above-described related art, the following problem occurs in connection with a method for obtaining a periodic temperature distribution.
First, in the first prior art, a process of forming and patterning a dielectric film as an anti-reflection film is required, which causes an increase in manufacturing cost. Also, since the position of the dielectric film once formed is fixed, as in the second prior art,
By moving the substrate and repeating the second and third crystal growth steps, a large area crystal cannot be obtained.

【0008】第2の従来技術では、スリットの像を薄膜
半導体の表面に結像するための光学系と基板の移動精
度、及び前記光学系の十分な焦点深度が要求される。大
面積の基板には反りが存在するので、基板の移動精度と
光学系の焦点深度が十分でなければ基板全面での結晶成
長の制御が困難である。また、種々の厚さや種類の薄膜
半導体に対して温度勾配を利用して結晶を成長させる工
程を最適化するためには、初期の温度分布をできるだけ
自由に調整できることが望ましいが、スリットを用いて
得られる初期の温度分布は矩形に近い急峻な分布のみで
あり、温度分布の調整の自由度が著しく制限される。
In the second prior art, a moving accuracy of an optical system and a substrate for forming an image of a slit on the surface of a thin film semiconductor and a sufficient depth of focus of the optical system are required. Since a large-area substrate is warped, it is difficult to control the crystal growth over the entire surface of the substrate unless the movement accuracy of the substrate and the depth of focus of the optical system are sufficient. In order to optimize the process of growing a crystal using a temperature gradient for various thicknesses and types of thin film semiconductors, it is desirable that the initial temperature distribution can be adjusted as freely as possible. The initial temperature distribution obtained is only a steep distribution close to a rectangle, and the degree of freedom in adjusting the temperature distribution is significantly limited.

【0009】第3の従来技術では、干渉縞の強度は2つ
のスリットの中央に対応した基板の位置で最大となり、
隣接の干渉縞の強度はこれに比べて低いものとなるた
め、第2の従来技術と同様に、干渉縞の強度分布を制御
するための自由度が低く、様々な試料に対する工程の最
適化が困難である。そのため、中央の干渉縞で結晶化が
最適になるようにレーザー光の強度を調整すると、その
他の干渉縞では最適にはならなず、1回の照射により結
晶化できる面積が小さいものとなる。更に、半導体薄膜
の近傍にスリットを設置する必要があるため、レーザー
光の照射により気化した原子がスリットを汚染し、強度
分布が時間とともに変化してしまうという問題がある。
In the third prior art, the intensity of the interference fringes is maximum at the position of the substrate corresponding to the center of the two slits,
Since the intensity of the adjacent interference fringes is lower than this, the degree of freedom for controlling the intensity distribution of the interference fringes is low as in the second related art, and the process optimization for various samples can be performed. Have difficulty. Therefore, if the intensity of the laser beam is adjusted so that crystallization is optimized at the center interference fringe, it will not be optimum for other interference fringes, and the area that can be crystallized by one irradiation will be small. Further, since it is necessary to provide a slit near the semiconductor thin film, there is a problem that atoms vaporized by laser light irradiation contaminate the slit and the intensity distribution changes with time.

【0010】本発明の目的は、製造コストが低く、半導
体内部の温度勾配の制御性に優れ、大面積に渡って大粒
径の結晶化が可能な半導体の処理方法と処理装置を提供
するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor processing method and a semiconductor processing apparatus which are low in manufacturing cost, excellent in controllability of a temperature gradient inside a semiconductor, and capable of crystallizing a large grain size over a large area. It is.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体処理方法
は、周期的な強度分布を持つ光を半導体の表面に照射し
て該半導体の性質を変化させる半導体処理方法におい
て、前記周期的な強度分布が、振幅分割したレーザー光
の各波動が互いに干渉することにより形成される干渉縞
であることを特徴とする。ここで、前記干渉縞の少なく
とも一部のエネルギーが前記半導体を溶融するのに十分
な大きさであり、また、前記半導体の少なくとも一部が
周期的に溶融されて冷却するときに形成される結晶領域
の幅が前記干渉縞の間隔と同等かそれ以下であることを
特徴とする。
According to the present invention, there is provided a semiconductor processing method for irradiating a surface of a semiconductor with light having a periodic intensity distribution to change properties of the semiconductor. The distribution is characterized by interference fringes formed by the respective waves of the amplitude-divided laser light interfering with each other. Here, at least a part of the energy of the interference fringes is large enough to melt the semiconductor, and a crystal formed when at least a part of the semiconductor is periodically melted and cooled. The width of the region is equal to or less than the interval between the interference fringes.

【0012】また、本発明の半導体処理方法において
は、前記レーザー光がパルス状で、前記半導体の同一場
所に1回以上照射され、あるいは、前記半導体の同一の
場所に1回もしくは複数回照射し、次に前記干渉縞と前
記半導体の相対的な位置を変化させた後に再度照射する
工程を繰り返すことを特徴とする。また、この際に、2
回目の前記レーザー光の照射により溶融する前記半導体
の領域が、1回目の前記レーザー光の照射において溶融
する前記半導体の領域に重畳するように前記干渉縞の位
置を制御することを特徴とする。あるいは、本発明の半
導体処理方法は,前記半導体と前記干渉縞の位置を相対
的に連続して変化させながら、前記レーザー光が連続し
て前記半導体に照射されることを特徴とする。
Further, in the semiconductor processing method of the present invention, the laser light may be applied to the same location of the semiconductor once or more times in a pulsed manner, or to the same location of the semiconductor once or multiple times. Then, the step of re-irradiating after changing the relative position of the interference fringe and the semiconductor is repeated. At this time, 2
The position of the interference fringes is controlled such that a region of the semiconductor that is melted by the first irradiation of the laser light overlaps a region of the semiconductor that is melted by the first irradiation of the laser light. Alternatively, the semiconductor processing method of the present invention is characterized in that the laser beam is continuously applied to the semiconductor while the positions of the semiconductor and the interference fringes are relatively continuously changed.

【0013】本発明の半導体処理装置は、レーザー光の
発生手段と、該レーザー光の振幅を2つに分割する分割
手段と、分割した各レーザー光を重畳して干渉し、生成
された干渉縞を半導体に照射する重畳手段と、前記各レ
ーザ光の少なくとも一方の光軸角度を他方に対して変化
させるための手段とを含んでいる。ここで、前記分割手
段と重畳手段は、1個、または振幅分割の比が異なる交
換可能な複数のビームスプリッタで構成する。また、前
記振幅分割された各レーザー光を前記重畳手段に対して
それぞれ反射する第1及び第2の反射手段を備え、前記
第1及び第2の少なくとも一方の反射手段と前記重畳手
段との間の光路長を変化させる手段を備える。また、本
発明の半導体処理装置では、前記干渉縞と同期して、第
2のレーザー光を前記半導体に一様な強度分布で照射す
る手段を含むことを特徴とする。
The semiconductor processing apparatus according to the present invention comprises a laser beam generating means, a dividing means for dividing the amplitude of the laser light into two, and an interference fringe generated by superposing and interfering each of the divided laser lights. And a means for changing the optical axis angle of at least one of the laser beams with respect to the other. Here, the dividing means and the superimposing means are constituted by one or a plurality of exchangeable beam splitters having different amplitude division ratios. In addition, there are provided first and second reflecting means for respectively reflecting the amplitude-divided laser beams with respect to the superimposing means, and between the first and second reflecting means and the superimposing means. Means for changing the optical path length of the optical disk. Further, the semiconductor processing apparatus according to the present invention is characterized in that the semiconductor processing apparatus includes means for irradiating the semiconductor with a uniform intensity distribution of the second laser light in synchronization with the interference fringes.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の半導体処理方法にお
いて用いられる半導体処理装置の第1の実施形態を示す
構成図である。この半導体処理装置は、コヒーレント光
であるレーザー光を発光するレーザー10と、前記レー
ザー10が発したレーザー光を2つに分割する、すなわ
ちレーザー光の振幅を2つに分割するビームスプリッタ
20と、分割されたレーザー光をそれぞれ反射する第1
の鏡30、第2の鏡40と、前記第2の鏡40を支持し
て当該第2の鏡40を入射光軸に沿って移動することが
可能なアクチュエータ50とで構成される。ここで、前
記ビームスプリッタ20は、前記したようにレーザー光
を分割する一方で、前記第1及び第2の鏡30,40で
反射された各レーザー光を重畳し、この重畳によって両
レーザー光を干渉させる機能をも有している。すなわ
ち、前記ビームスプリッタ20、第1の鏡30、第2の
鏡40は、マイケルソンの干渉計として知られている干
渉装置と基本的には同様な構成となる。そして、この処
理装置により得られる干渉縞70を、処理対象として
の、非晶質、または多結晶の薄膜半導体61をその上面
に形成した基板60に照射するように構成される。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a semiconductor processing apparatus used in the semiconductor processing method of the present invention. The semiconductor processing apparatus includes a laser 10 that emits a laser beam that is coherent light, and a beam splitter 20 that divides the laser beam emitted by the laser 10 into two, that is, divides the amplitude of the laser beam into two. First to reflect the split laser light respectively
, A second mirror 40, and an actuator 50 that supports the second mirror 40 and can move the second mirror 40 along the incident optical axis. Here, the beam splitter 20 splits the laser light as described above, while superimposing each laser light reflected by the first and second mirrors 30 and 40, and superimposing both laser lights by the superposition. It also has the function of causing interference. That is, the beam splitter 20, the first mirror 30, and the second mirror 40 have basically the same configuration as an interferometer known as a Michelson interferometer. Then, the interference fringes 70 obtained by this processing apparatus are irradiated onto the substrate 60 on which the amorphous or polycrystalline thin film semiconductor 61 is formed as a processing target.

【0015】なお、本発明の構成では、レーザー10と
して,薄膜半導体を溶融するのに十分な出力エネルギー
を持つものを用いる。例えば、XeCl,KrF,Ar
F等のエキシマレーザー、或いは連続発振するArレー
ザー等を用いる。また、ビームスプリッタ20は、分割
するレーザー光の振幅の比を必ずしも1対1とする構成
ではなく、例えば10対1のように非対称に分割できる
ものを用いることもある。更に、アクチュエータ50
は,前記したように、第2の鏡40を光軸の方向に微少
な距離だけ移動するとともに、反射するレーザー光の反
射角度を僅かに変化することができるように、微小角度
εだけ光軸と直角な面に対して傾斜された反射鏡として
構成されている。このアクチュエータとしては、例えば
ピエゾ素子を用いた構成とすれば、コンピュータ制御に
より、光の波長程度の微小な距離を迅速に移動させるこ
とができる。
In the configuration of the present invention, a laser 10 having an output energy sufficient to melt a thin film semiconductor is used. For example, XeCl, KrF, Ar
An excimer laser such as F, or a continuously oscillating Ar laser is used. Further, the beam splitter 20 does not necessarily have a configuration in which the ratio of the amplitudes of the laser beams to be split is always 1: 1, but may use a beam splitter that can asymmetrically split the beam, for example, 10: 1. Further, the actuator 50
Can move the second mirror 40 by a small distance in the direction of the optical axis and slightly change the angle of reflection of the reflected laser light by a small angle ε, as described above. It is configured as a reflecting mirror that is inclined with respect to a plane perpendicular to. If this actuator is configured to use, for example, a piezo element, it can be quickly moved by a computer control over a minute distance of about the wavelength of light.

【0016】次に、前記第1の実施形態の半導体処理装
置を用いた半導体処理方法について説明する。レーザー
10から発せられたレーザー光はビームスプリッタ20
により2つのレーザー光に振幅分割される。分割された
レーザー光は、それぞれ第1の鏡30と第2の鏡40に
より反射され、再度前記ビームスプリッタ20に入射さ
れ、ここで重畳されて互いに干渉する。ここで、第1の
鏡30と第2の鏡40で反射される両レーザー光の光路
長を等しくすれば、第2の鏡40はわずかに傾けてある
ため、基板60の表面に等間隔の干渉縞が生成される。
これは平行でない薄板による等厚干渉であり、フィゾー
の干渉縞として知られているものである。ここで、光の
波長をλ、雰囲気の屈折率をn、第2の鏡40の傾き角
をεとすると、干渉縞のピッチ寸法はλ/nεの等間隔
で、かつ直線状の縞となる。また、基板60の上での前
記干渉縞の位置は、ビームスプリッタ20と第2の鏡4
0との光路長、すなわち第2の鏡40からの反射光がビ
ームスプリッタ20に入射する位置に依存するため、ア
クチュエータ50により第2の鏡40の位置を調整する
ことにより自由に変更することができる。
Next, a semiconductor processing method using the semiconductor processing apparatus of the first embodiment will be described. The laser light emitted from the laser 10 is applied to a beam splitter 20.
Divides the amplitude into two laser beams. The split laser beams are reflected by the first mirror 30 and the second mirror 40, respectively, are again incident on the beam splitter 20, where they are superposed and interfere with each other. Here, if the optical path lengths of the two laser beams reflected by the first mirror 30 and the second mirror 40 are made equal, the second mirror 40 is slightly inclined, so that the surface of the substrate 60 is evenly spaced. Interference fringes are generated.
This is equal thickness interference by non-parallel thin plates and is known as Fizeau interference fringes. Here, assuming that the wavelength of the light is λ, the refractive index of the atmosphere is n, and the inclination angle of the second mirror 40 is ε, the pitch size of the interference fringes is λ / nε and is a linear stripe. . The position of the interference fringes on the substrate 60 is determined by the beam splitter 20 and the second mirror 4.
Since it depends on the optical path length of 0, that is, the position where the reflected light from the second mirror 40 is incident on the beam splitter 20, it is possible to freely change the position by adjusting the position of the second mirror 40 by the actuator 50. it can.

【0017】また、前記基板60の表面での光の強度分
布は、ビームスプリッタ20において分割する2つのレ
ーザー光の振幅分割の比にも依存する。例えば、第1の
鏡30、第2の鏡40に剥けて分割するレーザー光の振
幅比をA1:A2とし、この振幅比を1:1とした場合
には、図2(a)に示す強度分布が得られる。また、振
幅比を1:10としたときには図2(b)に示す強度分
布となる。ただし、ε=0.01,n=1の場合である。
The light intensity distribution on the surface of the substrate 60 also depends on the ratio of the amplitude division of the two laser beams split by the beam splitter 20. For example, when the amplitude ratio of the laser beam to be separated and split into the first mirror 30 and the second mirror 40 is A1: A2 and the amplitude ratio is 1: 1, the intensity shown in FIG. A distribution is obtained. When the amplitude ratio is 1:10, the intensity distribution is as shown in FIG. Here, ε = 0.01 and n = 1.

【0018】また、光路長が大きくなるとレーザー光の
コヒーレンスが劣化し、干渉縞のコントラストが低下す
ることを利用してもよい。例えば、アクチュエータ50
により第2の鏡40をビームスプリッタ20から遠ざけ
るに従って干渉縞のコントラストが減少し、図2(b)
に示すような強度分布が得られる。
It is also possible to utilize the fact that the coherence of the laser beam is reduced when the optical path length is increased, and the contrast of the interference fringes is reduced. For example, the actuator 50
As a result, the contrast of the interference fringes decreases as the second mirror 40 is moved away from the beam splitter 20, and FIG.
The intensity distribution as shown in FIG.

【0019】次に、図1の処理装置によって生成される
干渉縞を利用した本発明の半導体処理方法を図3を参照
して説明する。第1の処理方法では、図3(a)のよう
な強度分布に調整した干渉縞を、図3(b)のように、
レーザー光はパルス状で1回のみ基板60に照射し、か
つ干渉縞のピッチは結晶の成長距離と同等とする。干渉
縞が基板60上の薄膜半導体61の表面に照射される
と、図3(c)のように、薄膜半導体61の内部に干渉
縞の強度分布に対応した温度勾配が発生する。すなわ
ち、干渉縞の強度が高い部分は低い部分に比較して高温
とされる。ここで、前記したビームスプリッタ20にお
ける振幅比等を調整する等して干渉縞の強度分布を適宜
に設定することで、薄膜半導体61の全域を溶融しても
良いし、高温部では溶融し低温部では溶融しないように
干渉縞の強度分布を設定しても良い。そして、干渉縞の
照射後に薄膜半導体61を冷却させると、図3(d)の
ように、その過程で薄膜半導体61の膜厚と垂直な方向
(基板に水平な方向)に結晶が成長していき、干渉縞の
ピッチに相当する大きさに達する。なお、一部の低温部
が溶融しない場合には、この部分は結晶化しないまま残
ることになる。なお、同図には、高温溶融領域61a、
非溶融領域61b、結晶領域61c、結晶領域の境界6
1dをそれぞれ示している。これにより、本発明が目的
とする、薄膜半導体61の大粒径化が実現できる。
Next, the semiconductor processing method of the present invention utilizing the interference fringes generated by the processing apparatus of FIG. 1 will be described with reference to FIG. In the first processing method, as shown in FIG. 3B, the interference fringes adjusted to the intensity distribution as shown in FIG.
The laser beam is applied to the substrate 60 only once in a pulsed manner, and the pitch of the interference fringes is equal to the crystal growth distance. When the interference fringes irradiate the surface of the thin film semiconductor 61 on the substrate 60, a temperature gradient corresponding to the intensity distribution of the interference fringes is generated inside the thin film semiconductor 61 as shown in FIG. That is, a portion where the intensity of the interference fringe is high is set to a higher temperature than a portion where the interference fringe is low. Here, by appropriately setting the intensity distribution of the interference fringes by adjusting the amplitude ratio and the like in the beam splitter 20, the entire area of the thin film semiconductor 61 may be melted, or the thin film semiconductor 61 may be melted at a high temperature and melted at a low temperature. The intensity distribution of the interference fringes may be set so as not to melt in the portion. Then, when the thin film semiconductor 61 is cooled after the irradiation of the interference fringes, as shown in FIG. 3D, in the process, crystals grow in a direction perpendicular to the film thickness of the thin film semiconductor 61 (direction horizontal to the substrate). It reaches a size corresponding to the pitch of the interference fringes. If a part of the low-temperature part does not melt, this part remains without being crystallized. Note that FIG.
Non-melted region 61b, crystal region 61c, boundary 6 of crystal region
1d respectively. This makes it possible to increase the grain size of the thin film semiconductor 61, which is the object of the present invention.

【0020】このように、第1の実施形態の処理装置を
用いた第1の処理方法では、レーザー光の干渉現象を利
用しているため、従来必要とされた誘電体薄膜の形成と
パターニングの工程が不要となり、処理工程数が少な
く、量産性に優れる。また、ビームスプリッタでの振幅
比を制御、あるいは光路長を制御して干渉縞の強度分布
を調整しているので、半導体薄膜中の温度分布を制御す
るときの自由度が高くなる。すなわち、薄膜半導体がレ
ーザー光のエネルギーを吸収して溶融し、放熱による冷
却に伴って結晶化する過程は、薄膜半導体の厚さ、薄膜
半導体の下部に存在する材料、薄膜半導体の上部の雰囲
気、例えば窒素、アルゴン、真空等のガス種類、などの
構造的な要因と、レーザー光をパルス状にする場合のパ
ルス幅、パルス形状、などの時間的な要因があり、これ
らは全て薄膜半導体中の温度分布に影響を与える要因と
なる。これらは外部で制御可能なものも多いが,装置の
能力、物理的な限度などによりその制御範囲が制約され
る。この点において、本実施形態では、前記構造要因、
時間要因のさまざまな制約に対して柔軟に対応すること
が可能となる。さらに、この実施形態では、局在しない
干渉縞を用いるので、基板60が大型化して反り等が出
て光学系との距離が場所に依存する場合でも、基板上に
鮮明な干渉縞を得ることができ、大面積の基板上の結晶
形成が容易に行え、量産性に優れる。また、基板60の
近傍には何も配置されないので、薄膜半導体61へのレ
ーザー光の吸収に伴って発生する気体状の物体による装
置の汚染の可能性が小さくなり、長時間に渡って装置の
保守をすることなく結晶形成を続けることができ、量産
性に優れたものとなる。
As described above, in the first processing method using the processing apparatus of the first embodiment, since the interference phenomenon of laser light is used, the conventionally required formation and patterning of a dielectric thin film are required. No process is required, the number of processing steps is small, and mass productivity is excellent. Further, since the intensity distribution of the interference fringes is adjusted by controlling the amplitude ratio in the beam splitter or controlling the optical path length, the degree of freedom in controlling the temperature distribution in the semiconductor thin film increases. In other words, the process of melting the thin-film semiconductor by absorbing the energy of the laser light, and crystallizing with cooling by heat radiation, includes the thickness of the thin-film semiconductor, the material existing under the thin-film semiconductor, the atmosphere above the thin-film semiconductor, For example, there are structural factors such as gas types such as nitrogen, argon, and vacuum, and temporal factors such as a pulse width and a pulse shape when the laser light is pulsed. It is a factor that affects the temperature distribution. Many of these can be controlled externally, but their control range is limited by the capabilities of the device and physical limitations. In this regard, in the present embodiment, the structural factors,
It is possible to flexibly respond to various constraints of the time factor. Further, in this embodiment, since non-localized interference fringes are used, even when the size of the substrate 60 is large and warpage or the like occurs and the distance to the optical system depends on the place, a clear interference fringe can be obtained on the substrate. And can easily form crystals on a large-area substrate, and is excellent in mass productivity. Further, since nothing is disposed near the substrate 60, the possibility of contamination of the device by a gaseous object generated due to the absorption of the laser beam into the thin film semiconductor 61 is reduced, and the device is maintained for a long time. Crystal formation can be continued without maintenance, and mass production is excellent.

【0021】次に、本発明における第2の処理方法を図
4を参照して説明する。この第二の半導体処理方法では
レーザー光はパルス状とし、先ず、図4(a)のよう
に、同一の場所に1回もしくは複数回照射して結晶を成
長させる。次に、図4(b)のように、第2の鏡40を
アクチュエータ50でわずかに移動することにより干渉
縞の位置を変化させる。この後にレーザー照射による結
晶成長の過程を繰り返す。このとき、1回目の過程と2
回目の過程において,半導体の溶融部が互いに重畳する
ようにして干渉縞の位置を制御する。図5は、1回目の
照射と2回目の照射での干渉縞の強度分布を示す図であ
る。以上の照射を、図4(c)のように、干渉縞の一周
期に相当する距離まで繰り返す。しかる上で、干渉縞の
照射を停止することで、前記第1の処理方法と同様に薄
膜半導体61の大粒径化が実現できる。
Next, a second processing method according to the present invention will be described with reference to FIG. In this second semiconductor processing method, the laser light is pulsed, and first, as shown in FIG. 4A, the same location is irradiated once or plural times to grow a crystal. Next, as shown in FIG. 4B, the position of the interference fringes is changed by slightly moving the second mirror 40 by the actuator 50. Thereafter, the process of crystal growth by laser irradiation is repeated. At this time, the first process and 2
In the third process, the positions of the interference fringes are controlled so that the fused portions of the semiconductors overlap each other. FIG. 5 is a diagram showing the intensity distribution of interference fringes in the first irradiation and the second irradiation. The above irradiation is repeated up to a distance corresponding to one cycle of the interference fringe as shown in FIG. Then, by stopping the irradiation of the interference fringes, it is possible to increase the grain size of the thin film semiconductor 61 in the same manner as in the first processing method.

【0022】この第2の処理方法においても第1の処理
方法と同様な効果が得られる。また、これに加えて、第
2の鏡40により光路長を変化させることにより薄膜半
導体61上の干渉縞の位置を制御するので、干渉縞の移
動が容易であり、処理装置が小型で設置に有利になる。
因みに、図9に示した従来技術では、結像光学系と基板
との相対位置を1μmオーダーの精度で制御する必要が
あり、大掛かりな機構部分が装置に要求されることにな
る。
In the second processing method, the same effect as in the first processing method can be obtained. In addition, since the position of the interference fringes on the thin film semiconductor 61 is controlled by changing the optical path length by the second mirror 40, the movement of the interference fringes is easy, and the processing apparatus is small and can be installed easily. It will be advantageous.
Incidentally, in the prior art shown in FIG. 9, it is necessary to control the relative position between the imaging optical system and the substrate with an accuracy of the order of 1 μm, which requires a large-scale mechanism.

【0023】また、本発明における第3の処理方法とし
ては、1回のレーザー照射の間に干渉縞の位置を連続し
て変化させる方法も採用できる。この第3の半導体処理
方法では、レーザーはArレーザーなどの連続照射が可
能なものを採用する。そして、レーザー光を一定の強度
で照射するときに、第2の鏡40をアクチュエータ50
によりある基準位置を中心として一定の振幅で往復運動
をさせる。これにより、薄膜半導体61上で干渉縞の位
置が連続して変化することになる。第2の鏡40の移動
距離を干渉縞の一周期に相当する距離とすれば、第2の
処理方法と同様に、薄膜半導体61の全面で薄膜半導体
を結晶化することが可能となる。この第3の処理方法に
おいても、前記第1及び第2の処理方法と同様な効果が
得られる。
Further, as the third processing method in the present invention, a method of continuously changing the position of the interference fringe during one laser irradiation can be adopted. In the third semiconductor processing method, a laser capable of continuous irradiation such as an Ar laser is employed. When irradiating the laser beam with a constant intensity, the second mirror 40 is moved to the actuator 50.
Reciprocates with a constant amplitude around a certain reference position. As a result, the position of the interference fringes on the thin film semiconductor 61 changes continuously. If the moving distance of the second mirror 40 is set to a distance corresponding to one cycle of the interference fringe, the thin film semiconductor can be crystallized on the entire surface of the thin film semiconductor 61 as in the second processing method. In the third processing method, the same effects as those in the first and second processing methods can be obtained.

【0024】ここで、干渉縞の強度分布を調整するため
の半導体処理装置の他の構成例を説明する。図6に示す
第2の処理装置では、レーザー10とビームスプリッタ
20の光路上に第2のビームスプリッタ21を設け、こ
の第2のビームスプリッタ21で分割した光を反射する
第3の鏡41及び第4の鏡42を設けている。そして、
前記第4の鏡42で反射したレーザー光を薄膜半導体6
1に照射するように構成している。この構成では、第2
のビームスプリッタ21、第3の鏡41、第4の鏡42
によるレーザー光の光路長は、第1及び第2の鏡30,
40によって干渉縞を生成する光路長に比較すると著し
く異なるので、第3及び第4の鏡41,42を経由する
光が第1及び第2の鏡30,40を経由する光と干渉す
ることはない。したがって、薄膜半導体61での干渉縞
71の強度分布は、一様な強度を干渉縞の強度分布に重
畳したものとなる。もちろん、第2のビームスプリッタ
21、第3の鏡41、第4の鏡42の代わりに、レーザ
ー10とは独立した第2のレーザーを用いて同期して照
射する構成としてもよい。
Here, another configuration example of the semiconductor processing apparatus for adjusting the intensity distribution of interference fringes will be described. In the second processing apparatus shown in FIG. 6, a second beam splitter 21 is provided on the optical path of the laser 10 and the beam splitter 20, and a third mirror 41 for reflecting the light split by the second beam splitter 21 is provided. A fourth mirror 42 is provided. And
The laser beam reflected by the fourth mirror 42 is transmitted to the thin film semiconductor 6
1 is irradiated. In this configuration, the second
Beam splitter 21, third mirror 41, fourth mirror 42
The optical path length of the laser light by the first and second mirrors 30,
The light passing through the third and fourth mirrors 41 and 42 does not interfere with the light passing through the first and second mirrors 30 and 40 because the light passing through the third and fourth mirrors 41 and 42 is significantly different from the light path length that generates the interference fringes due to the light reflected by the first and second mirrors 40 and 40. Absent. Therefore, the intensity distribution of the interference fringes 71 in the thin-film semiconductor 61 is obtained by superimposing uniform intensity on the intensity distribution of the interference fringes. Of course, a configuration may be employed in which the second beam splitter 21, the third mirror 41, and the fourth mirror 42 are used instead of the laser 10 to irradiate in synchronization with each other using a second laser independent of the laser 10.

【0025】また、干渉縞を移動させるための構成例と
して、第3の処理装置を図7に示す。この処理装置て
は、屈折率の異なる物体を用いて光路長を制御すること
により干渉縞の位置を制御している。すなわち、例えば
ガラスのような空気とは屈折率の異なる透明材料からな
る階段状透過板80を、前記ビームスプリッタ20で分
割された片方の光の光路上に配置する。そして、前記階
段状透過板80を光路差変換手段としての第2のアクチ
ュエータ51によって前記光路と直交する方向に移動可
能とし、前記階段状透過板80の厚さが異なる部位を前
記光路上に選択的に位置するように構成する。このた
め、階段状透過板80の光路上での厚さが変化され、光
がこの階段状透過板80を透過する距離に応じて光路長
が変化し、それに応じて薄膜反動体61上に形成される
干渉縞70の位置を制御することができる。
FIG. 7 shows a third processing apparatus as a configuration example for moving the interference fringes. In this processing apparatus, the position of the interference fringe is controlled by controlling the optical path length using objects having different refractive indexes. That is, for example, a stepped transmission plate 80 made of a transparent material having a different refractive index from air, such as glass, is arranged on the optical path of one of the lights split by the beam splitter 20. The stepped transmission plate 80 can be moved in a direction orthogonal to the optical path by a second actuator 51 as an optical path difference conversion means, and a portion having a different thickness of the stepped transmission plate 80 is selected on the optical path. It is constituted so that it may be located. For this reason, the thickness of the stepped transmission plate 80 on the optical path is changed, and the optical path length is changed according to the distance that the light passes through the stepped transmission plate 80, and the light path is formed on the thin film reaction body 61 accordingly. The position of the interference fringe 70 to be performed can be controlled.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
の効果を得ることができる。本発明では、半導体内部に
温度勾配を発生させる手段として振幅分割したレーザー
光の干渉現象を利用しているので、薄膜半導体上に反射
防止膜としての誘電体薄膜の形成とパターニングの工程
が不要であり、処理工程数が少なく、量産性に優れると
いう効果がある。また、本発明では、干渉縞の強度分布
を制御する手段として、ビームスプリッタでの振幅分割
比を制御する手法、光路長を変化させる手法、干渉する
2つの光とは別の第3の光を照射する手法を用いている
ので、半導体薄膜中の温度分布を制御するときの自由度
が高くなり、結晶化を行う際の構造要因、時間要因のさ
まざまな制約に対して柔軟に対応できるという利点があ
る。さらに、本発明では、鏡の移動や光路への屈折率の
異なる材料の挿入等の手段により光路長を変化させて干
渉縞の位置を制御するので、干渉縞の移動が容易とな
り、装置が小型で設置に有利であるという効果がある。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. In the present invention, since the interference phenomenon of the laser beam divided by amplitude is used as a means for generating a temperature gradient inside the semiconductor, the steps of forming and patterning a dielectric thin film as an antireflection film on the thin film semiconductor are unnecessary. There is an effect that the number of processing steps is small and mass productivity is excellent. Further, in the present invention, as means for controlling the intensity distribution of the interference fringes, a method of controlling the amplitude division ratio in the beam splitter, a method of changing the optical path length, and a third light different from the two interfering lights are used. The advantage of using the irradiation method is that the degree of freedom in controlling the temperature distribution in the semiconductor thin film is increased, and it is possible to flexibly cope with various restrictions such as structural factors and time factors during crystallization. There is. Further, in the present invention, the position of the interference fringes is controlled by changing the optical path length by means such as movement of a mirror or insertion of a material having a different refractive index into the optical path. This is advantageous for installation.

【0027】さらに、本発明の結晶形成方法では局在し
ない干渉縞を用いるので、基板が大型化して反り等が出
て光学系との距離が場所に依存する場合でも基板上に鮮
明な干渉縞を得ることができる。したがって、大面積の
基板上の結晶形成が容易に行え、量産性に優れるという
効果がある。また、基板の近傍には何も配置されないの
で、基板へのレーザー光の吸収に伴って発生する気体状
の物体による装置の汚染の可能性が小さくなり、長時間
に渡って装置の保守をすることなく結晶形成を続けるこ
とができ、量産性に優れるという効果もある。
Furthermore, since the non-localized interference fringes are used in the crystal forming method of the present invention, even if the substrate is enlarged and warped or the like and the distance from the optical system depends on the place, the clear interference fringes are formed on the substrate. Can be obtained. Therefore, there is an effect that crystals can be easily formed on a large-area substrate, and mass productivity is excellent. In addition, since nothing is disposed near the substrate, the possibility of contamination of the device by a gaseous object generated due to the absorption of laser light to the substrate is reduced, and the device is maintained for a long time. Crystal formation can be continued without causing an effect of excellent mass productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の半導体処理装置の第1の処理装置の構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a first processing apparatus of a semiconductor processing apparatus of the present invention.

【図2】本発明の半導体処理装置における干渉縞の強度
分布を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an intensity distribution of interference fringes in the semiconductor processing apparatus of the present invention.

【図3】本発明の第1の処理方法を説明するための図で
ある。
FIG. 3 is a diagram for explaining a first processing method of the present invention.

【図4】本発明の第2の処理方法を説明するための図で
ある。
FIG. 4 is a diagram for explaining a second processing method of the present invention.

【図5】第2の処理方法における干渉縞の照射強度分布
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an irradiation intensity distribution of interference fringes in a second processing method.

【図6】本発明の半導体処理装置の第2の処理装置の構
成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a second processing apparatus of the semiconductor processing apparatus of the present invention.

【図7】本発明の半導体処理装置の第3の処理装置の構
成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a third processing apparatus of the semiconductor processing apparatus of the present invention.

【図8】第1の従来技術における半導体処理方法の説明
図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a semiconductor processing method according to a first conventional technique.

【図9】第2の従来技術における半導体処理方法の説明
図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a semiconductor processing method according to a second conventional technique.

【図10】第3の従来技術における半導体処理方法の説
明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a semiconductor processing method according to a third conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 レーザー 20 ビームスプリッタ 21 第2のビームスプリッタ 30 第1の鏡 40 第2の鏡 41 第3の鏡 42 第4の鏡 50 アクチュエータ 51 第2のアクチュエータ 60 基板 61 薄膜半導体 70,71 干渉縞 80 階段状透過板 100 レーザー光 101 基板 102 薄膜半導体 103 反射防止膜 104 スリット 105 結像光学系 111 スリット DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laser 20 Beam splitter 21 2nd beam splitter 30 1st mirror 40 2nd mirror 41 3rd mirror 42 4th mirror 50 Actuator 51 2nd actuator 60 Substrate 61 Thin film semiconductor 70, 71 Interference fringe 80 Stairs Transmission plate 100 laser light 101 substrate 102 thin film semiconductor 103 antireflection film 104 slit 105 imaging optical system 111 slit

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周期的な強度分布を持つ光を半導体の表
面に照射して、該半導体の性質を変化させる半導体処理
方法において、前記周期的な強度分布の光が、振幅分割
したレーザー光の波動が互いに干渉することにより形成
される干渉縞であることを特徴とする半導体処理方法。
1. A semiconductor processing method for irradiating a surface of a semiconductor with light having a periodic intensity distribution to change a property of the semiconductor, wherein the light having the periodic intensity distribution is an amplitude-divided laser light. A semiconductor processing method, wherein the waves are interference fringes formed by interfering with each other.
【請求項2】 前記干渉縞の少なくとも一部のエネルギ
ーが、前記半導体を溶融するのに十分な大きさであるこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体処理方法。
2. The semiconductor processing method according to claim 1, wherein the energy of at least a part of the interference fringes is large enough to melt the semiconductor.
【請求項3】 前記半導体の少なくとも一部が周期的に
溶融されて冷却するときに形成される結晶領域の幅が、
前記干渉縞の間隔と同等かそれ以下であることを特徴と
する請求項2記載の半導体処理方法。
3. The width of a crystal region formed when at least a part of the semiconductor is periodically melted and cooled,
3. The semiconductor processing method according to claim 2, wherein the distance is equal to or less than the interval between the interference fringes.
【請求項4】 前記レーザー光がパルス状で、前記半導
体の同一場所に1回以上照射されることを特徴とする請
求項1ないし3のいずれかに記載の半導体処理方法。
4. The semiconductor processing method according to claim 1, wherein the laser beam is applied to the same location of the semiconductor at least once in a pulsed manner.
【請求項5】 前記レーザー光がパルス状で、前記半導
体の同一の場所に1回以上照射し、次に、前記干渉縞と
前記半導体の相対的な位置を変化させた後に前記パルス
状のレーザー光を照射する工程を繰り返すことを特徴と
する請求項1ないし3のいずれかに記載の半導体処理方
法。
5. The pulsed laser beam is radiated to the same location of the semiconductor at least once in a pulsed form, and then the relative position between the interference fringe and the semiconductor is changed. 4. The semiconductor processing method according to claim 1, wherein the step of irradiating light is repeated.
【請求項6】 前記2回目の前記レーザー光の照射によ
り溶融する前記半導体の領域が、1回目の前記レーザー
光の照射において溶融する前記半導体の領域に重畳する
ように前記干渉縞の位置を制御することを特徴とする請
求項5記載の半導体処理方法。
6. The position of the interference fringe is controlled such that a region of the semiconductor that is melted by the second irradiation of the laser light overlaps with a region of the semiconductor that is melted by the first irradiation of the laser light. 6. The semiconductor processing method according to claim 5, wherein:
【請求項7】 前記半導体と前記干渉縞の位置を相対的
に連続して変化させながら前記レーザー光が連続して前
記半導体に照射されることを特徴とする請求項1ないし
3のいずれかに記載の半導体処理方法。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the laser beam is continuously applied to the semiconductor while the positions of the semiconductor and the interference fringes are relatively continuously changed. The semiconductor processing method according to the above.
【請求項8】 レーザー光の発生手段と、前記レーザー
光を2つのレーザー光に振幅分割する手段と、前記振幅
分割後の各レーザー光を重畳して干渉し、干渉により生
成された干渉縞を半導体に対して照射する重畳手段と、
前記重畳される各レーザー光のうちの少なくとも一方の
光軸を他方の光軸に対して角度変化させる手段とを含む
ことを特徴とする半導体処理装置。
8. A laser beam generating unit, a unit for amplitude-dividing the laser beam into two laser beams, and superimposing and interfering each of the laser beams after the amplitude division to form an interference fringe generated by the interference. Superimposing means for irradiating the semiconductor;
Means for changing the angle of at least one of the laser beams superimposed on the other with respect to the other optical axis.
【請求項9】 前記振幅分割手段と前記重畳手段が、1
個、または振幅分割の比が異なる交換可能な1個または
複数のビームスプリッタであることを特徴とする請求項
8記載の半導体処理装置。
9. The apparatus according to claim 9, wherein said amplitude dividing means and said superimposing means are one of:
9. The semiconductor processing apparatus according to claim 8, wherein one or a plurality of interchangeable beam splitters having different numbers or amplitude division ratios are provided.
【請求項10】 前記振幅分割された各レーザー光を前
記重畳手段に対してそれぞれ反射する第1及び第2の反
射手段を備え、前記第1及び第2の少なくとも一方の反
射手段と前記重畳手段との間の光路長を変化させる手段
を備えることを特徴とする請求項8又は9に記載の半導
体処理装置。
10. A first and a second reflecting means for respectively reflecting the amplitude-divided laser beams to the superimposing means, wherein at least one of the first and the second reflecting means and the superimposing means are provided. 10. The semiconductor processing apparatus according to claim 8, further comprising means for changing an optical path length between the semiconductor processing apparatus and the semiconductor processing apparatus.
【請求項11】 前記干渉縞と同期して、第2のレーザ
ー光を前記半導体に一様な強度分布で照射する手段を含
むことを特徴とする請求項8ないし10のいずれかに記
載の半導体処理装置。
11. The semiconductor according to claim 8, further comprising: means for irradiating the semiconductor with a uniform intensity distribution of the second laser light in synchronization with the interference fringes. Processing equipment.
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