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JP2005158942A - Method and device for manufacturing semiconductor film - Google Patents

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JP2005158942A
JP2005158942A JP2003394003A JP2003394003A JP2005158942A JP 2005158942 A JP2005158942 A JP 2005158942A JP 2003394003 A JP2003394003 A JP 2003394003A JP 2003394003 A JP2003394003 A JP 2003394003A JP 2005158942 A JP2005158942 A JP 2005158942A
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film
optical film
semiconductor film
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laser
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Application number
JP2003394003A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Inui
哲也 乾
Junichiro Nakayama
純一郎 中山
Kimihiro Taniguchi
仁啓 谷口
Masaji Nakatani
政次 中谷
Hiroshi Tsunasawa
啓 綱沢
Shinya Okazaki
真也 岡崎
Masanori Seki
政則 関
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing semiconductor film by which a semiconductor film having no step on its surface and formed in a flat film as a whole can be manufactured and, in addition, a high-quality element having no roughness in its surface and does not contain any impurity, such as oxygen etc., can be formed. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the semiconductor film utilizes laser light and includes a semiconductor film forming step of forming the semiconductor film on a substrate, a first optical film forming step of forming a first optical film on the semiconductor film, and a patterning step of dividing the surface of the semiconductor film into an area where the first optical film is formed and another area where the first optical film is not formed by removing part of the first optical film. The method also includes a second optical film forming step of forming a second optical film in the area where the first optical film is formed and the area where the first optical film is not formed, a first laser beam projecting step of melting the semiconductor film by projecting a first laser beam upon the film through the second optical film and a crystallizing step of crystallizing the melted semiconductor. The laser beam reflectivity of the area where the first optical film is formed is set so that it may become equal to that of the area where no first optical film is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基板上の半導体膜にレーザ光を照射し、結晶化させる半導体膜の製造方法および製造装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor film manufacturing method and a manufacturing apparatus for crystallizing a semiconductor film on a substrate by irradiating it with laser light.

液晶やエレクトロルミネッセンス(EL)を応用した表示装置に用いられている薄膜トランジスタは、非晶質もしくは多結晶のシリコンを活性層として用いる。このうち、多結晶シリコンの薄膜トランジスタは、電子の移動度が高いため、非晶質シリコンの薄膜トランジスタに比較し、多くの長所を有している。たとえば、画素部分にスイッチング素子を形成するだけでなく、画素周辺部分に駆動回路、一部の周辺回路を一枚の基板上に形成することができる。このため、別途ドライバICや駆動回路基板を表示装置に実装する必要がなくなるので、表示装置を低価格で提供することが可能となる。また、その他の長所として、トランジスタの寸法を微細化できるので、画素部分に形成するスイッチング素子が小さくなり、高開口率化が図れる。このため、高輝度、高精細な表示装置を提供することが可能となる。   A thin film transistor used in a display device using liquid crystal or electroluminescence (EL) uses amorphous or polycrystalline silicon as an active layer. Among them, a polycrystalline silicon thin film transistor has many advantages over an amorphous silicon thin film transistor because of its high electron mobility. For example, not only a switching element can be formed in the pixel portion, but also a driver circuit and a part of the peripheral circuits can be formed on a single substrate in the peripheral portion of the pixel. For this reason, it is not necessary to separately mount a driver IC or a drive circuit board on the display device, so that the display device can be provided at a low price. Further, as another advantage, since the size of the transistor can be miniaturized, a switching element formed in the pixel portion can be reduced and a high aperture ratio can be achieved. Therefore, it is possible to provide a display device with high brightness and high definition.

多結晶シリコン薄膜の製造方法としては、ガラス基板にCVD法などで非晶質シリコン薄膜を形成した後、別途、非晶質シリコンを多結晶化する工程が必要である。通常、結晶化のアニール工程は、600℃以上の高温アニール法によって行なう場合、高温に耐える高価な基板を使用する必要があり、表示装置の低価格化の阻害要因となっている。近年は、レーザを用いて600℃以下の低温で非晶質シリコンの結晶化を行なう技術が一般化され、低価格のガラス基板に多結晶シリコントランジスタを形成した表示装置を低価格で提供できるようになっている。   As a method for producing a polycrystalline silicon thin film, an amorphous silicon thin film is formed on a glass substrate by a CVD method or the like, and then a separate step for polycrystallizing amorphous silicon is required. Usually, when the annealing step for crystallization is performed by a high-temperature annealing method at 600 ° C. or higher, it is necessary to use an expensive substrate that can withstand high temperatures, which is an impediment to cost reduction of display devices. In recent years, a technique for crystallizing amorphous silicon at a low temperature of 600 ° C. or lower using a laser has been generalized, and a display device in which a polycrystalline silicon transistor is formed on a low-cost glass substrate can be provided at a low price. It has become.

レーザによる結晶化技術は、アモルファスシリコン薄膜を形成したガラス基板を400℃程度に加熱し、ガラス基板を走査しながら、長さ200〜400mm、幅0.2〜1.0mm程度の線状レーザビームをガラス基板上に連続的に照射する方法が一般的である。この方法によって、粒径0.2〜0.5μm程度の結晶粒が形成される。このときレーザを照射した部分の非晶質シリコンは、厚さ方向全域にわたって溶融するのではなく、一部の非晶質領域を残して溶融することによって、レーザ照射領域全面にわたって、いたるところに結晶核が発生し、シリコン薄膜最表層に向かって結晶が成長し、ランダムな方位の結晶粒が形成される。   The laser crystallization technique is a linear laser beam having a length of about 200 to 400 mm and a width of about 0.2 to 1.0 mm while heating a glass substrate on which an amorphous silicon thin film is formed to about 400 ° C. and scanning the glass substrate. Is generally a method of continuously irradiating a glass substrate. By this method, crystal grains having a grain size of about 0.2 to 0.5 μm are formed. At this time, the portion of the amorphous silicon irradiated with the laser does not melt throughout the entire thickness direction, but melts while leaving a part of the amorphous region, so that the entire surface of the laser irradiated region is crystallized. Nuclei are generated, crystals grow toward the outermost layer of the silicon thin film, and randomly oriented crystal grains are formed.

さらに高性能な表示装置を得るためには、多結晶シリコンの結晶粒径を大きくすることおよび結晶の方位を制御することが必要であり、単結晶シリコンに近い性能を得ることを目的に、近年、数多くの研究開発がなされている。その中でも、特に、スーパーラテラル成長と称する技術がある(特許文献1参照)。スーパーラテラル成長法は、スリット状ビームのパルスレーザをシリコン薄膜に照射し、スリット状に照射された部分のシリコン薄膜をレーザ照射領域の厚さ方向全域にわたって溶融させ、溶融部分と未溶融部分の境界から横方向、すなわち、ガラス基板に水平な方向に結晶粒の成長を制御し、針状の結晶を得るものである。スーパーラテラル成長は、レーザパルスを1回照射することで完了するが、1回前のレーザ照射で形成される針状結晶の一部に重複させて、順次レーザパルスを照射していくと、既に成長した結晶を引き継いで、さらに長い針状の結晶が成長し、結晶の成長方向に方位の揃った大結晶が得られるという特徴を有している。   In order to obtain a display device with higher performance, it is necessary to increase the crystal grain size of polycrystalline silicon and to control the crystal orientation. A lot of research and development has been done. Among them, there is a technique called super lateral growth (see Patent Document 1). The super lateral growth method irradiates a silicon thin film with a slit-shaped pulse laser, melts the silicon thin film in the slit-irradiated region over the entire thickness direction of the laser irradiation region, and forms a boundary between the molten portion and the unmelted portion. The crystal growth is controlled in the horizontal direction, that is, in the direction horizontal to the glass substrate, to obtain needle-like crystals. Super lateral growth is completed by irradiating the laser pulse once. However, if the laser pulse is sequentially irradiated with a part of the needle crystal formed by the previous laser irradiation, By taking over the grown crystal, a longer needle-like crystal grows, and a large crystal having a uniform orientation in the crystal growth direction is obtained.

これとは別に、図10に示すように、基板上に、拡散防止層と、半導体膜102を形成した後、半導体膜102の一部に反射防止膜109を形成し(図10(a))、レーザビームLをスリット状に照射するのでなく、基板全体に照射し(図10(b))、二酸化シリコンなどからなる反射防止膜の形成された領域にある半導体膜102aのみを溶融させ(図10(c))、反射防止膜の形成された領域のみを結晶化させる方法がある(図10(d))。その後、反射防止膜は除去することもできる(図10(e))(特許文献2参照)。
特表2000−505241号公報 特開昭57−210624号公報
Apart from this, as shown in FIG. 10, after forming the diffusion prevention layer and the semiconductor film 102 on the substrate, the antireflection film 109 is formed on a part of the semiconductor film 102 (FIG. 10A). The laser beam L is not irradiated in a slit shape, but the entire substrate (FIG. 10B), and only the semiconductor film 102a in the region where the antireflection film made of silicon dioxide or the like is formed is melted (FIG. 10). 10 (c)), there is a method of crystallizing only the region where the antireflection film is formed (FIG. 10 (d)). Thereafter, the antireflection film can be removed (see FIG. 10E) (see Patent Document 2).
Special Table 2000-505241 JP 57-210624 A

しかしながら、特許文献1に記載のスーパーラテラル法による結晶粒の成長距離は、1〜2μmに過ぎず、大結晶粒を得るには、何度もレーザの照射を繰り返す必要がある。特に結晶成長距離が1μm程度であるため、結晶を引き継いで成長させるためには、再度、照射するビームを、前回の結晶にオーバーラップさせて照射する必要があり、結果的に0.5μm程度ずらせることになる。ところが、常に0.5μmのずらし量を得るためには、送り精度で言うと0.1μm程度の分解能、すなわち極めて精度の高い送り機構が必要であり、装置コストが大きくなる。また一回にわずかの量しか送り量を与えられないため、処理速度が遅いという欠点がある。   However, the growth distance of crystal grains according to the super lateral method described in Patent Document 1 is only 1 to 2 μm, and it is necessary to repeat laser irradiation many times in order to obtain large crystal grains. In particular, since the crystal growth distance is about 1 μm, it is necessary to irradiate the irradiation beam with the previous crystal overlapping again in order to succeed the growth of the crystal, resulting in a shift of about 0.5 μm. Will be. However, in order to always obtain a shift amount of 0.5 μm, in terms of feed accuracy, a resolution of about 0.1 μm, that is, a feed mechanism with extremely high accuracy is required, and the apparatus cost increases. Moreover, since only a small amount can be given at a time, there is a disadvantage that the processing speed is slow.

一方、特許文献2に記載の方法は、特許文献1に記載の方法とは異なり、各領域への照射は一回で完結するため、処理速度は速い。しかし、特に、図10に示すように、反射防止膜109のある部分102aと、反射防止膜109のない部分102bとの間に、段差102cが生じて、素子形成時または配線パターン形成時に、薄膜の部分102aに欠陥が生じやすいという欠点がある。また、反射防止膜のない部分102bでも、レーザの照射条件によっては、完全な溶融にいたらないまでも、ある程度溶融が生じ、このために表面に荒れが生じて、全体の素子形成に悪影響を与える場合がある。   On the other hand, unlike the method described in Patent Document 1, the method described in Patent Document 2 is fast in processing speed because irradiation to each region is completed once. However, in particular, as shown in FIG. 10, a step 102c is generated between the portion 102a where the antireflection film 109 is present and the portion 102b where the antireflection film 109 is not present, and a thin film is formed during element formation or wiring pattern formation. There is a drawback that a defect tends to occur in the portion 102a. Further, even in the portion 102b without the antireflection film, depending on the laser irradiation conditions, melting occurs to some extent even if it does not lead to complete melting, and this causes roughness on the surface, which adversely affects the overall device formation. There is a case.

本発明の製造方法は、レーザ光を利用する半導体膜の製造方法であって、
基板上に半導体膜を形成する半導体膜形成工程と、
半導体膜上に第1の光学膜を形成する第1の光学膜形成工程と、
第1の光学膜の一部を除去することにより、第1の光学膜が形成されている領域と、第1の光学膜が形成されていない領域とに分けるパターニング工程と、
第1の光学膜が形成されている領域と、第1の光学膜が形成されていない領域に、第2の光学膜を形成する第2の光学膜形成工程と、
第2の光学膜を通して、半導体膜に第1のレーザ光を照射し、半導体膜を溶融する第1のレーザ光照射工程と、
溶融した半導体を結晶化する結晶化工程
とを備える製造方法であり、
第1の光学膜が形成されている領域におけるレーザ光の反射率が、第1の光学膜が形成されていない領域におけるレーザ光の反射率と等しくなるように設定することを特徴とする。
The manufacturing method of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor film using laser light,
A semiconductor film forming step of forming a semiconductor film on the substrate;
A first optical film forming step of forming a first optical film on the semiconductor film;
A patterning step of separating a region where the first optical film is formed and a region where the first optical film is not formed by removing a part of the first optical film;
A second optical film forming step of forming a second optical film in a region where the first optical film is formed and a region where the first optical film is not formed;
A first laser light irradiation step of irradiating the semiconductor film with the first laser light through the second optical film and melting the semiconductor film;
A crystallization step of crystallizing a molten semiconductor,
The reflectance of the laser light in the region where the first optical film is formed is set to be equal to the reflectance of the laser light in the region where the first optical film is not formed.

本発明の製造方法の他の形態は、レーザ光を利用する半導体膜の製造方法であって、
基板上に半導体膜を形成する半導体膜形成工程と、
半導体膜上に光学膜を形成する光学膜形成工程と、
光学膜の一部を除去することにより、光学膜の厚さの薄い領域と、光学膜の厚さの厚い領域とに分けるパターニング工程と、
光学膜を通して、半導体膜に第1のレーザ光を照射し、半導体膜を溶融する第1のレーザ光照射工程と、
溶融した半導体を結晶化する結晶化工程
とを備える製造方法であり、
光学膜の厚さの薄い領域におけるレーザ光の反射率が、光学膜の厚さの厚い領域におけるレーザ光の反射率と等しくなるように設定することを特徴とする。
Another embodiment of the manufacturing method of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor film using laser light,
A semiconductor film forming step of forming a semiconductor film on the substrate;
An optical film forming step of forming an optical film on the semiconductor film;
A patterning step of separating a thin region of the optical film and a thick region of the optical film by removing a part of the optical film;
A first laser light irradiation step of irradiating the semiconductor film with the first laser light through the optical film and melting the semiconductor film;
A crystallization step of crystallizing a molten semiconductor,
The reflectance of the laser beam in the region where the optical film is thin is set to be equal to the reflectance of the laser beam in the region where the optical film is thick.

本発明の半導体膜の製造装置は、上述の方法を実施する製造装置であって、第2のレーザ光の波長が9μm〜11μmであることを特徴とする。また、本発明の半導体膜の製造装置の他の形態は、上述の方法を実施する製造装置であって、第2のレーザ光を、パルス状に照射し、第1のレーザ光の照射に先立ち、第2のレーザ光の照射を開始することを特徴とする。   A semiconductor film manufacturing apparatus according to the present invention is a manufacturing apparatus for performing the above-described method, wherein the wavelength of the second laser light is 9 μm to 11 μm. Another embodiment of the semiconductor film manufacturing apparatus of the present invention is a manufacturing apparatus for performing the above-described method, in which the second laser beam is irradiated in a pulsed manner and prior to the first laser beam irradiation. The second laser beam irradiation is started.

本発明によれば、半導体膜の表面に段差がなく、全体に平坦な半導体膜を製造することができる。また、表面に荒れがなく、酸素などの不純物が混入していないため、高品質の素子を形成することができる。   According to the present invention, there is no step on the surface of the semiconductor film, and a flat semiconductor film can be manufactured as a whole. In addition, since the surface is not rough and impurities such as oxygen are not mixed, a high-quality element can be formed.

(半導体膜の製造方法)
本発明の半導体膜の製造方法は、基板上に半導体膜を形成する工程と、半導体膜上に第1の光学膜を形成する工程と、第1の光学膜の一部を除去するパターニング工程と、第2の光学膜を形成する工程と、半導体膜に第1のレーザ光を照射し、溶融する工程と、溶融した半導体を結晶化する工程とを備える。かかる製造方法により、第1の光学膜の辺縁部に、半導体膜の段差が生じることがなく、全体に平坦な半導体膜を形成することができ、高品質なデバイスを得ることが容易となる。また、全体が光学膜で覆われた状態でレーザ光による溶融を行なうため、表面の荒れを防止できる。さらに、全体が光学膜で覆われた状態で溶融し、結晶成長が可能であるので、半導体膜が、溶融中に酸素などに接して酸化されたり、あるいは他の不純物元素が混入したりすることを防止でき、高品質の素子形成が可能となる。
(Semiconductor film manufacturing method)
The method for producing a semiconductor film of the present invention includes a step of forming a semiconductor film on a substrate, a step of forming a first optical film on the semiconductor film, and a patterning step of removing a part of the first optical film. , A step of forming the second optical film, a step of irradiating the semiconductor film with the first laser beam and melting it, and a step of crystallizing the molten semiconductor. With this manufacturing method, there is no step in the semiconductor film at the edge of the first optical film, and a flat semiconductor film can be formed as a whole, and a high-quality device can be easily obtained. . Further, since the melting is performed by the laser light in a state where the whole is covered with the optical film, the surface can be prevented from being rough. Furthermore, since the entire film is melted and covered with an optical film and crystal growth is possible, the semiconductor film may be oxidized in contact with oxygen or other impurity elements may be mixed during melting. Therefore, it is possible to form a high-quality element.

本発明の製造方法においては、第1の光学膜と第2の光学膜が重なった領域の反射率が、それ以外の領域の反射率と等しくなるように設定する。かかる態様により、第1の光学膜に第2の光学膜が重なった領域も、それ以外の領域も、半導体膜へのレーザ光の吸収量が等しくなり、均一に加熱し、溶融、結晶化を行なうことができるため、均一な結晶成長が可能となる。ここに、第1の光学膜に第2の光学膜が重なった領域の反射率と、それ以外の領域の反射率が等しいとは、両者の反射率が完全に一致する場合のほか、実質的に等しい場合も含まれる。また、実質的に等しいとは、第1の光学膜に第2の光学膜が重なった領域と、それ以外の領域とで、ほぼ同様の結晶成長が得られるという技術的効果を奏する点で、反射率が、好ましくは15%以内で相違する態様、より好ましくは10%以内で相違する態様、特に好ましくは5%以内で相違する態様のいずれもが本発明に含まれる。   In the manufacturing method of the present invention, the reflectance of the region where the first optical film and the second optical film overlap is set to be equal to the reflectance of the other region. With this aspect, the region where the second optical film overlaps the first optical film and the other regions have the same amount of laser light absorbed by the semiconductor film, and are uniformly heated, melted and crystallized. Therefore, uniform crystal growth is possible. Here, the reflectance of the region in which the second optical film overlaps the first optical film and the reflectance of the other region are substantially equal in addition to the case where the reflectances of both are completely coincident with each other. Is also included. In addition, substantially equal means that there is a technical effect that almost the same crystal growth is obtained in the region where the second optical film overlaps the first optical film and the other region. Any embodiment in which the reflectivity is preferably different within 15%, more preferably within 10%, and particularly preferably within 5% is included in the present invention.

図1に、本発明の製造方法についての第1の実施の形態を示す。図1(a)に示すように、まず、ガラス基板4の上に、拡散防止層3を形成する。拡散防止層3は、ガラス基板4からの不純物の拡散を防ぐために形成する。具体的には、拡散防止層3として、二酸化シリコン膜を用いるが、これに限るものではなく、ガラス基板4からの不純物の拡散を防ぐことができれば、他の材料からなる膜であってもよい。二酸化シリコン膜の形成は、蒸着法、スパッタ法、CVD法などの方法で行なうことができる。   FIG. 1 shows a first embodiment of the manufacturing method of the present invention. As shown in FIG. 1A, first, the diffusion prevention layer 3 is formed on the glass substrate 4. The diffusion prevention layer 3 is formed to prevent diffusion of impurities from the glass substrate 4. Specifically, a silicon dioxide film is used as the diffusion prevention layer 3, but the present invention is not limited to this, and a film made of another material may be used as long as the diffusion of impurities from the glass substrate 4 can be prevented. . The silicon dioxide film can be formed by a method such as vapor deposition, sputtering, or CVD.

つぎに、図1(a)に示すように、拡散防止層3の上に、半導体膜2を形成する。半導体膜2は、通常、アモルファスシリコンを材料として用い、CVD法により形成するが、成膜方法としては、スパッタ法または蒸着法などを用いることも可能である。半導体膜2の厚さは、求められるトランジスタの特性や、プロセス条件などにより様々であるが、数十nm〜数百nmとすることができ、通常は30〜100nmの膜厚とする。   Next, as shown in FIG. 1A, the semiconductor film 2 is formed on the diffusion prevention layer 3. The semiconductor film 2 is usually formed by CVD using amorphous silicon as a material, but it is also possible to use sputtering or vapor deposition as the film forming method. The thickness of the semiconductor film 2 varies depending on the required transistor characteristics, process conditions, and the like, but can be several tens of nanometers to several hundreds of nanometers, and usually 30 to 100 nm.

成膜直後の半導体膜2は、通常はアモルファスであり、結晶化はしていない。ある種の成膜方法によれば、非常に小さい結晶の集合(微結晶)を得ることもできるが、いずれにせよ、それほど大きな結晶粒を得ることは困難である。したがって 、成膜直後の半導体膜2に直接トランジスタを形成すると、トランジスタの電子移動度は低くなってしまう。   The semiconductor film 2 immediately after film formation is normally amorphous and is not crystallized. According to a certain film forming method, it is possible to obtain a very small collection of crystals (microcrystals), but in any case, it is difficult to obtain such a large crystal grain. Therefore, when a transistor is formed directly on the semiconductor film 2 immediately after film formation, the electron mobility of the transistor is lowered.

つづいて、本実施の形態では、図1(a)に示すように、半導体膜2の上に第1の光学膜1を形成する。本明細書において、光学膜とは、その膜を形成することによりその表面の光に対する反射率、透過率、吸収率、偏光特性などを変化させることのできる膜を指す。光学膜1の材料としては、窒化シリコン、窒化アルミニウムなどの窒化物、酸化シリコン、二酸化シリコンまたは酸化アルミニウムなどの酸化物が適している。成膜方法としては、CVD法、スパッタ法または蒸着法などを用いることができる。   Subsequently, in the present embodiment, the first optical film 1 is formed on the semiconductor film 2 as shown in FIG. In this specification, an optical film refers to a film that can change the reflectance, transmittance, absorptivity, polarization characteristics, and the like of light on the surface by forming the film. Suitable materials for the optical film 1 are nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride, and oxides such as silicon oxide, silicon dioxide, and aluminum oxide. As a film formation method, a CVD method, a sputtering method, an evaporation method, or the like can be used.

つぎに、パターニング工程を行なう。パターニング工程において、第1の光学膜の一部を除去することにより、図1(b)に示すように、第1の光学膜1が形成されている領域1a,1bと、第1の光学膜が形成されていない領域とにパターン化する。パターニングは、フォトリソグラフィおよびエッチングによって行なうことができ、たとえば、フォトレジストを用いたリソグラフィとウェットエッチングあるいはドライエッチングを用いたエッチング法などを組み合せて、第1の光学膜を所望の形状にパターン化することができる。   Next, a patterning process is performed. In the patterning step, by removing a part of the first optical film, as shown in FIG. 1B, regions 1a and 1b in which the first optical film 1 is formed, and the first optical film And patterning into areas where no is formed. The patterning can be performed by photolithography and etching. For example, the first optical film is patterned into a desired shape by combining lithography using a photoresist and an etching method using wet etching or dry etching. be able to.

つづいて、図1(c)に示すように、第2の光学膜5を形成する。第2の光学膜の形成工程においては、第1の光学膜が形成されている領域6と、第1の光学膜が形成されていない領域7に第2の光学膜5を形成する。第2の光学膜5の材料としては、窒化シリコン、窒化アルミニウム、などの窒化物、酸化シリコン、二酸化シリコン、酸化アルミニウムなどの酸化物が適している。成膜方法としては、CVD法、スパッタ法または蒸着法などを用いることが可能である。ここで、第2の光学膜は基板全体に形成するので、基板上には、第1の光学膜1と第2の光学膜5が重なり合った領域6と、第2の光学膜のみが形成された領域7が生じる。   Subsequently, as shown in FIG. 1C, a second optical film 5 is formed. In the step of forming the second optical film, the second optical film 5 is formed in the region 6 where the first optical film is formed and the region 7 where the first optical film is not formed. Suitable materials for the second optical film 5 include nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride, and oxides such as silicon oxide, silicon dioxide, and aluminum oxide. As a film forming method, a CVD method, a sputtering method, an evaporation method, or the like can be used. Here, since the second optical film is formed on the entire substrate, only the region 6 where the first optical film 1 and the second optical film 5 overlap and the second optical film are formed on the substrate. Region 7 is generated.

ここで、第1の光学膜および第2の光学膜の厚さは、それぞれ5nm〜数百nmに設定することができるが、これらの光学膜の厚さおよび、第1の光学膜と第2の光学膜が重なり合って、厚さを結果的に変化させることにより、レーザ光の反射率を領域により変化させる。すなわち、本発明では、レーザ光を照射して、半導体膜2を溶融し、結晶化を行なうのであるが、このとき、半導体膜2へのレーザ光の吸収率を変えて、基板上の半導体膜2に溶融、非溶融の部分を作り出し、結晶成長を行なわせるように設定する。半導体膜2の反射率および吸収率は、レーザ照射に用いるレーザの波長と、第1および第2の光学膜の光学定数(屈折率)と、半導体膜2自身の光学定数などにより異なり、反射率および吸収率は、公知の光学的計算を行なうことにより、あるいは作製したものを公知の技術により測定することにより知ることが可能である。   Here, the thickness of each of the first optical film and the second optical film can be set to 5 nm to several hundreds nm. As a result, the reflectance of the laser beam is changed depending on the region. That is, in the present invention, the semiconductor film 2 is melted and crystallized by irradiating the laser beam. At this time, the absorption rate of the laser beam into the semiconductor film 2 is changed to change the semiconductor film on the substrate. 2 is set so that melted and non-melted portions are created and crystal growth is performed. The reflectance and absorptance of the semiconductor film 2 vary depending on the wavelength of the laser used for laser irradiation, the optical constants (refractive indices) of the first and second optical films, the optical constants of the semiconductor film 2 itself, and the like. The absorptance can be known by performing a known optical calculation or by measuring the fabricated product by a known technique.

図8に、アモルファスシリコンからなる半導体膜上に、二酸化シリコンからなる第1の光学膜を形成したときの、レーザ光の反射率の例を示す。前述したように、反射率は、レーザ照射に用いるレーザの波長、光学膜の光学定数(屈折率)、および半導体膜自身の光学定数などによって異なるが、光学膜の膜厚と反射率の関係を模式的に図8に示す。図8の例では、光学膜の膜厚がD1、D2、D3、D4などにおいて、反射率が極大もしくは極小になるような変化を繰り返している。   FIG. 8 shows an example of the reflectance of the laser beam when the first optical film made of silicon dioxide is formed on the semiconductor film made of amorphous silicon. As described above, the reflectivity varies depending on the wavelength of the laser used for laser irradiation, the optical constant (refractive index) of the optical film, and the optical constant of the semiconductor film itself, but the relationship between the film thickness of the optical film and the reflectivity. This is schematically shown in FIG. In the example of FIG. 8, the change is repeated so that the reflectance becomes maximum or minimum when the film thickness of the optical film is D1, D2, D3, D4, or the like.

ここで、本実施の形態における膜厚の組み合わせは、図1(c)において、第1の光学膜1に第2の光学膜5が重なった領域6の反射率と、それ以外の領域7の反射率が、双方とも小さくなるような態様が好ましい。かかる態様により、第1の光学膜1に第2の光学膜5が重なった領域6も、それ以外の領域7も、半導体膜2へのレーザ光の吸収量が大きくなり、高温に加熱し、溶融、結晶化を行なうことができるようになる。   Here, the combination of the film thicknesses in the present embodiment is as follows. In FIG. 1C, the reflectance of the region 6 where the second optical film 5 overlaps the first optical film 1 and the other regions 7 are compared. A mode in which both the reflectances are small is preferable. According to such an embodiment, both the region 6 where the second optical film 5 overlaps the first optical film 1 and the other region 7 increase the amount of laser light absorbed by the semiconductor film 2 and are heated to a high temperature. Melting and crystallization can be performed.

また、第1の光学膜1に第2の光学膜5が重なった領域6の反射率も、それ以外の領域7の反射率も、双方とも小さくなるように設定するための具体的な方法としては、第1の光学膜1に第2の光学膜5が重なった領域6において、第2の光学膜5の表面からの反射光と、半導体膜2の表面からの反射光の位相差をおおむね1/2波長とし、それらの反射光が弱めあう条件に設定すれば、反射率を低くすることができ、半導体膜への光の吸収を大きくすることができる。同時に、この場合、第2の光学膜5のみが半導体膜2上に積層された領域7においても、第2の光学膜5の表面からの反射光と、半導体膜2の表面からの反射光の位相差をおおむね1/2波長とし、それらの反射光が弱めあう条件の近傍に設定することにより、反射率を低くすることでき、半導体膜2への光の吸収を大きくして、半導体膜を高温に加熱することができるようになる。ここでは、反射率を小さくするための例として、位相差がおおむね1/2波長の場合を選択して説明したが、本発明においては、反射光に位相差を設けることにより、反射光を弱めて、半導体膜への光の吸収を大きくし、半導体膜を高温に加熱することができるようにするという効果を期待するものであるから、かかる技術的意義を有するならば、位相差を1/2波長とする場合のほか、(1/2+1)波長または(1/2+2)波長などとして、反射光を弱めようとする態様も本発明に含まれる。   Further, as a specific method for setting both the reflectance of the region 6 where the second optical film 5 overlaps the first optical film 1 and the reflectance of the other region 7 to be small. The phase difference between the reflected light from the surface of the second optical film 5 and the reflected light from the surface of the semiconductor film 2 in the region 6 where the second optical film 5 overlaps the first optical film 1 is approximately. If the wavelength is set to 1/2 and the reflected light is weakened, the reflectance can be lowered and the absorption of light into the semiconductor film can be increased. At the same time, in this case, the reflected light from the surface of the second optical film 5 and the reflected light from the surface of the semiconductor film 2 also in the region 7 where only the second optical film 5 is laminated on the semiconductor film 2. By setting the phase difference to approximately ½ wavelength and setting it in the vicinity of the condition where the reflected light weakens, the reflectance can be lowered, the absorption of light into the semiconductor film 2 can be increased, and the semiconductor film It becomes possible to heat to high temperature. Here, as an example for reducing the reflectance, the case where the phase difference is approximately ½ wavelength has been selected and described. However, in the present invention, the reflected light is weakened by providing the reflected light with a phase difference. Therefore, the effect of increasing the absorption of light into the semiconductor film and enabling the semiconductor film to be heated to a high temperature is expected. In addition to the case of using two wavelengths, the present invention also includes a mode in which reflected light is weakened by (1/2 + 1) wavelength or (1/2 + 2) wavelength.

このような条件を実現するためには、図8に示すように、第2の光学膜の膜厚として、たとえばD1を選択し、その下に積層する第1の光学膜の膜厚としては、D3-D1の膜厚を選択すればよい。すなわち、第2の光学膜としては、反射率が極小となる膜厚(たとえば、D1)を選択し、第1の光学膜としては、第1の光学膜の膜厚と第2の光学膜の膜厚の和が、反射率が極小を示す膜厚(たとえば、D3)になるように、第1光学膜の膜厚としてはD3-D1に設定すればよい。   In order to realize such a condition, as shown in FIG. 8, as the film thickness of the second optical film, for example, D1 is selected, and the film thickness of the first optical film laminated thereunder is as follows: What is necessary is just to select the film thickness of D3-D1. That is, as the second optical film, a film thickness (for example, D1) that minimizes the reflectance is selected, and as the first optical film, the film thicknesses of the first optical film and the second optical film are selected. The film thickness of the first optical film may be set to D3-D1 so that the sum of the film thickness becomes a film thickness (for example, D3) at which the reflectance is minimal.

このように設定することで、図1(c)において、第1の光学膜1に第2の光学膜5が重なった領域6における反射率を低くし、半導体膜への光の吸収を大きくすることができ、同時に、第2の光学膜5のみが半導体膜2上に積層された領域7においても、反射率を低くし、半導体膜への光の吸収を大きくすることができる。このように本実施の形態においては、第1の光学膜をパターニングし、積層する光学膜の厚さを上記のように最適に管理して積層するだけで、所望の光学特性が得られるという効果がある。   By setting in this way, in FIG. 1C, the reflectance in the region 6 where the second optical film 5 overlaps the first optical film 1 is lowered, and the absorption of light into the semiconductor film is increased. At the same time, also in the region 7 where only the second optical film 5 is stacked on the semiconductor film 2, the reflectance can be lowered and the absorption of light into the semiconductor film can be increased. As described above, in the present embodiment, desired optical characteristics can be obtained only by patterning the first optical film and optimally managing the thickness of the laminated optical film as described above. There is.

つぎに、図1(d)に示すように、この基板に対してレーザ照射を施し、その後、図1(e)に示すように、溶融した半導体が結晶化し、結晶性半導体膜を製造することができる。レーザ光照射工程においては、図1(d)に示すように、第2の光学膜5を通して、半導体膜2に第1のレーザ光Lを照射し、半導体膜2を溶融する。溶融には、基板上の半導体膜の全域にわたって溶融する場合のほか、基板上の半導体膜の一部の領域のみが溶融する場合の双方が含まれる。レーザ照射のために用いる装置の例を図3に示す。本装置は、第1のレーザ光源308と、反射ミラー309と、開口部を形成したフォトマスク310と、対物レンズ311と、ガラス基板312を搭載して駆動を行なうステージ313を有する。また、図3に示すように、必要に応じて、ホモジナイザ、エキスパンダなどの光学素子群314を設けることができる。   Next, as shown in FIG. 1 (d), the substrate is irradiated with laser, and then the molten semiconductor is crystallized to produce a crystalline semiconductor film as shown in FIG. 1 (e). Can do. In the laser light irradiation step, as shown in FIG. 1D, the semiconductor film 2 is irradiated with the first laser light L through the second optical film 5 to melt the semiconductor film 2. The melting includes both the case where the entire semiconductor film on the substrate is melted and the case where only a partial region of the semiconductor film on the substrate is melted. An example of an apparatus used for laser irradiation is shown in FIG. The apparatus includes a first laser light source 308, a reflection mirror 309, a photomask 310 having an opening, an objective lens 311, and a stage 313 that is driven by mounting a glass substrate 312. As shown in FIG. 3, an optical element group 314 such as a homogenizer and an expander can be provided as necessary.

レーザ処理に際しては、第1のレーザ光源308から出射されたビームは、光学素子群314に含まれるエキスパンダにより適当なビームサイズに変換され、同じく光学素子群314に含まれるホモジナイザにより、ビーム断面内の放射照度の一様化が図られた上、フォトマスク310に照射される。ここで、ビームエキスパンダは、望遠系もしくは縮小系を有する光学系であり、フォトマスク310上の照射領域の大きさを決めるものである。ホモジナイザは、その構成の一例として、レンズアレイもしくはシリンドリカルレンズアレイにより構成され、ビームを分割したうえ、再合成することで、マスク上の照射領域内での放射照度の一様化を図るものである。   In the laser processing, the beam emitted from the first laser light source 308 is converted into an appropriate beam size by an expander included in the optical element group 314, and the beam cross section is also converted by the homogenizer included in the optical element group 314. The irradiance is made uniform, and the photomask 310 is irradiated. Here, the beam expander is an optical system having a telephoto system or a reduction system, and determines the size of an irradiation region on the photomask 310. The homogenizer is composed of a lens array or a cylindrical lens array as an example of its configuration, and divides the beam and recombines it to make the irradiance uniform within the irradiation area on the mask. .

ここでは、フォトマスク310の開口部にホモジナイザを通過させた光を照射し、この照射によって照明された開口部の像を対物レンズ311により基板312の表面に結像させる。すなわち、基板312上には、開口部の像が結像される結果、基板上の半導体膜の一部が照射され、その他の部分が照射されない状態となる。このとき、図1における第1の光学膜1の複数のパターン1a、1bを設けた領域が収まる領域にレーザを照射するように設定する。   Here, the aperture of the photomask 310 is irradiated with light that has passed through a homogenizer, and an image of the aperture illuminated by this irradiation is formed on the surface of the substrate 312 by the objective lens 311. That is, as a result of forming an image of the opening on the substrate 312, a part of the semiconductor film on the substrate is irradiated, and the other part is not irradiated. At this time, a setting is made so that the laser beam is irradiated to a region in which the region where the plurality of patterns 1a and 1b of the first optical film 1 in FIG.

レーザ光源308としては、パルス照射を行なうレーザ光源、たとえばエキシマレーザを用いる。エキシマレーザの場合、発振波長が紫外線領域にあり、半導体膜に非常に吸収されやすい。また、パルス幅は10〜数十nsであり、ほぼ瞬時に膜が溶融するが、その後急速に冷却され、その過程で結晶化する。   As the laser light source 308, a laser light source that performs pulse irradiation, such as an excimer laser, is used. In the case of an excimer laser, the oscillation wavelength is in the ultraviolet region, and it is very easily absorbed by the semiconductor film. Further, the pulse width is 10 to several tens of ns, and the film melts almost instantaneously, but then rapidly cooled and crystallizes in the process.

前述のように、基板312上には、フォトマスク310の開口部の像が、対物レンズ311により結像され、ほぼ一様な放射照度のレーザ光が照射される。このときの、第1のレーザにより、半導体膜に吸収される光(エネルギ)の分布を図4に示す。図4(c)は、本発明により光学膜が積層された基板の断面図であり、図4(b)は、基板の平面図である。また、図4(a)は、各領域において半導体膜に吸収されるレーザ光の分布を示す。図5は、図4(b)に示す半導体膜にレーザ光を照射し、結晶化して得られる半導体膜の平面図である。本発明においては、図4における、第1と第2との光学膜の積層された領域406と、第2の光学膜のみが積層された領域407とは、同じ反射率に設定されており、照射したレーザ光に対し、同じ量の吸収が生じ、同じように半導体膜の溶融が生じる。   As described above, an image of the opening of the photomask 310 is formed on the substrate 312 by the objective lens 311 and irradiated with laser light having a substantially uniform irradiance. FIG. 4 shows the distribution of light (energy) absorbed by the semiconductor film by the first laser at this time. FIG. 4C is a cross-sectional view of a substrate on which an optical film is laminated according to the present invention, and FIG. 4B is a plan view of the substrate. FIG. 4A shows the distribution of laser light absorbed by the semiconductor film in each region. FIG. 5 is a plan view of a semiconductor film obtained by irradiating the semiconductor film shown in FIG. In the present invention, the region 406 where the first and second optical films are stacked and the region 407 where only the second optical film is stacked in FIG. 4 are set to the same reflectance, The same amount of absorption occurs for the irradiated laser light, and the semiconductor film is similarly melted.

ただ、この場合、領域406と領域407との境界付近416では、反射率が高くなり、局所的にレーザ光の吸収量が小さくなり、境界付近416のみ温度が低くなるという現象が生じる。その理由は、領域406と領域407は、膜厚は異なるけれども、図8で示したように、反射率がほぼ等しく設定されている。しかし、その境界付近416では、図8でわかるように、膜厚はD3からD1に連続的に変化しており、その間で反射率の高い膜厚D2を必ず通過する。したがって、その通過する付近では必ず反射率が高くなり、光の吸収量が減って温度が低くなる。   However, in this case, in the vicinity of the boundary 416 between the region 406 and the region 407, the reflectance increases, the amount of laser light absorption locally decreases, and a phenomenon occurs in which only the temperature near the boundary 416 decreases. The reason is that the regions 406 and 407 have almost the same reflectivity as shown in FIG. However, in the vicinity of the boundary 416, as can be seen in FIG. 8, the film thickness continuously changes from D3 to D1, and during this time, the film thickness D2 having a high reflectance always passes. Therefore, in the vicinity where the light passes, the reflectance is always high, the amount of light absorption is reduced, and the temperature is lowered.

図6に、フォトマスクの例を示す。図6に示すフォトマスクは、遮光部618と、開口部619を有する。対物レンズにより基板上に、フォトマスクの開口部の像が結像されると、光学膜のパターンが形成されている領域が溶融し、パルス照射が終了すると、溶融した部分は、急速に冷却し結晶化する。このとき、図4における境界416付近が最初に温度が低くなるため、そこから結晶成長が開始する。すなわち、基板上には、領域406と領域407の境界416を起点として、パターンの幅方向、かつ、それぞれ反対方向に結晶が成長して、横方向に成長した柱状の結晶が得られる。この現象を、図1(e)に模式的に示す。図1(e)における横方向の矢印は、結晶成長の方向を示す。また、図5に示すように、得られる半導体膜は、一方向に成長した結晶506,507を有する。   FIG. 6 shows an example of a photomask. The photomask illustrated in FIG. 6 includes a light shielding portion 618 and an opening 619. When the image of the opening of the photomask is formed on the substrate by the objective lens, the region where the optical film pattern is formed melts, and when the pulse irradiation ends, the melted portion cools rapidly. Crystallize. At this time, since the temperature first decreases in the vicinity of the boundary 416 in FIG. 4, crystal growth starts from there. That is, on the substrate, starting from a boundary 416 between the region 406 and the region 407, a crystal grows in the width direction of the pattern and in the opposite direction to obtain a columnar crystal grown in the lateral direction. This phenomenon is schematically shown in FIG. The horizontal arrow in FIG. 1 (e) indicates the direction of crystal growth. Further, as shown in FIG. 5, the obtained semiconductor film has crystals 506 and 507 grown in one direction.

本発明では、第1の光学膜をパターン化することにより、第1の光学膜が形成されて、第2の光学膜と重なっている領域におけるレーザ光の反射率と、第1の光学膜が形成されていないため、第2の光学膜のみが形成されている領域におけるレーザ光の反射率とが、実質的に等しくなるように設定する。また、好ましくは、それぞれの領域における反射光が弱め合う条件に設定し、反射率を低く設定する。かかる態様により、上述のとおり、結晶化する位置および結晶化の方向(パターンの幅方向)を特定でき、その特定の位置および方向に合せて、結晶の成長方向にキャリアを流すような構造のトランジスタを構成することにより、キャリアが粒界に散乱されることが少なく、移動度が極めて高い高性能のトランジスタを得ることができる。また、一回のレーザ照射により照射領域全面に結晶を形成でき、高能率の結晶化を行なうことができる。   In the present invention, by patterning the first optical film, the first optical film is formed, the reflectance of the laser beam in the region overlapping the second optical film, and the first optical film Since it is not formed, the reflectance of the laser beam in the region where only the second optical film is formed is set to be substantially equal. Preferably, the conditions are set such that the reflected light in each region weakens and the reflectance is set low. According to such an embodiment, as described above, a transistor having a structure in which a crystallization position and a crystallization direction (pattern width direction) can be specified, and carriers flow in the crystal growth direction in accordance with the specific position and direction. By configuring this, a high-performance transistor with extremely high mobility can be obtained with less carrier scattering at the grain boundaries. In addition, a crystal can be formed on the entire irradiation region by one laser irradiation, and high-efficiency crystallization can be performed.

本発明によれば、図10に示すような、反射防止膜を形成する従来の製造方法と異なり、光学膜の辺縁部で、半導体膜に段差が生じるという現象がなく、全体に平坦な半導体膜を形成することができ、デバイスを構成するときに高品質な特性を得ることが容易となる。また、全体が光学膜で覆われた状態でレーザ光による溶融を行なうため、表面の荒れを防止できる。さらに、全体が光学膜で覆われた状態で溶融し、結晶成長が可能であるので、半導体膜が、溶融中に酸素などに接して酸化されたり、あるいは他の不純物元素が混入したりすることを防止でき、高品質の素子形成が可能となる。   According to the present invention, unlike the conventional manufacturing method of forming an antireflection film as shown in FIG. 10, there is no phenomenon that a step is generated in the semiconductor film at the edge of the optical film, and the entire semiconductor is flat. A film can be formed, and it becomes easy to obtain high quality characteristics when a device is constructed. Further, since the melting is performed by the laser light in a state where the whole is covered with the optical film, the surface can be prevented from being rough. Furthermore, since the entire film is melted and covered with an optical film and crystal growth is possible, the semiconductor film may be oxidized in contact with oxygen or other impurity elements may be mixed during melting. Therefore, it is possible to form a high-quality element.

また、本発明の場合、このような光学膜のパターニングを行なうことで、結晶成長の方向を自在に制御することが可能である。すなわち、光学膜の複数のパターンを配置する位置と向きを変えることで、結晶をどの位置に、どちらの向きに成長させるかを自由に決めることができる。したがって、トランジスタの配置および方向を自由に設計することができるようになり、トランジスタの配置の自由度が高く、配置密度の高い回路設計を行なうことが容易となる。   In the present invention, the direction of crystal growth can be freely controlled by patterning such an optical film. That is, by changing the position and direction in which a plurality of patterns of the optical film are arranged, it is possible to freely determine at which position and in which direction the crystal is to be grown. Therefore, the arrangement and direction of the transistors can be freely designed, the degree of freedom of arrangement of the transistors is high, and the circuit design with a high arrangement density can be easily performed.

さらに、本発明によれば、図4に示すように、領域406と領域407の境界416の温度が最初に低下する結果、溶融した半導体が境界416から結晶化をはじめ、横方向に成長をする。このため、図5に示すように、第1の光学膜と第2の光学膜とが積層された領域506、および第2の光学膜のみが配されている領域507のどちらにおいても、一回のレーザ照射によって、横方向に成長した結晶が成長する。すなわち、一回のレーザ照射により、基板全面の結晶化が完了する。このため、きわめて早い時間で結晶化を行なうことができ、結晶の作製コストを低減することができる。   Further, according to the present invention, as shown in FIG. 4, the temperature at the boundary 416 between the region 406 and the region 407 first decreases, and as a result, the molten semiconductor starts to crystallize from the boundary 416 and grows laterally. . For this reason, as shown in FIG. 5, in both the region 506 where the first optical film and the second optical film are laminated and the region 507 where only the second optical film is disposed, Crystals grown in the lateral direction grow by the laser irradiation. That is, crystallization of the entire surface of the substrate is completed by a single laser irradiation. Therefore, crystallization can be performed in an extremely fast time, and the crystal production cost can be reduced.

また、本発明の場合、図3に示すように、第1のレーザ光源308に加えて、第2のレーザ光源315を有する態様が好ましい。また、第2のレーザ光源315は、第1のレーザ光源308のビームの側方から斜めに、基板312に照射する構成とし、第2のレーザの照射領域は、少なくとも第1のレーザ光の照射領域を含む範囲とする態様が好ましい。基板上での第2のレーザ光の照射領域に、第1のレーザ光の照射領域の少なくとも一部を含めることにより、結晶をつないで結晶の成長距離を長くすることができる。第2のレーザとしては、炭酸ガスレーザ、固体レーザまたはガスレーザなどを用いることができ、類似の効果を得ることが可能であるが、結晶成長を大きく促進できるという効果については、後述する現象により、炭酸ガスレーザを用いるのがもっとも好ましい。   In the case of the present invention, as shown in FIG. 3, it is preferable to have a second laser light source 315 in addition to the first laser light source 308. The second laser light source 315 is configured to irradiate the substrate 312 obliquely from the side of the beam of the first laser light source 308, and the irradiation region of the second laser is at least the irradiation of the first laser light. The aspect which makes it the range containing an area | region is preferable. By including at least part of the irradiation region of the first laser beam on the irradiation region of the second laser beam on the substrate, the crystal growth distance can be increased by connecting the crystals. As the second laser, a carbon dioxide laser, a solid state laser, a gas laser, or the like can be used, and a similar effect can be obtained. Most preferably, a gas laser is used.

第2のレーザとして炭酸ガスレーザを用いる場合、その発振波長は9〜11μmの間であり、この波長域では、通常の光学ガラス、石英ガラスなどは不透明である。したがって、これらの材料による光学系を用いることはできない。炭酸ガスレーザの場合、吸収の少ない光学系とするためには、ZnSe、Geの結晶あるいは多結晶が用いられるが、第1のレーザにエキシマレーザを用いる場合は、その光学系は石英が主であり、この光学系は炭酸ガスレーザに対して大きな吸収を有するために、この光学系を通過させることができず、同一の光学系を通して基板を照射することができない。すなわち、多くの他の種類の光学系のように、同軸で2つの光学系を共存させることができない。しかし、斜めから基板を照射する態様にすれば、まったく別途に光学系を構成でき、石英を用いた光学系を通過させることなく、基板を照射することが可能となるので、吸収が少ない光学系を構成できて好都合である。   When a carbon dioxide laser is used as the second laser, the oscillation wavelength is between 9 and 11 μm, and ordinary optical glass, quartz glass, and the like are opaque in this wavelength region. Therefore, an optical system made of these materials cannot be used. In the case of a carbon dioxide gas laser, a ZnSe, Ge crystal or polycrystal is used to make an optical system with low absorption. However, when an excimer laser is used for the first laser, the optical system is mainly quartz. Since this optical system has a large absorption with respect to a carbon dioxide laser, it cannot pass through this optical system, and the substrate cannot be irradiated through the same optical system. That is, like many other types of optical systems, the two optical systems cannot coexist on the same axis. However, if the substrate is irradiated obliquely, the optical system can be configured separately and the substrate can be irradiated without passing through the optical system using quartz. It is convenient to configure.

炭酸ガスレーザの発振波長は、9〜11μmの間であるが、この波長領域の光を、半導体膜はほとんど吸収しない。たとえば、シリコンあるいはアモルファスシリコンの膜は、この波長領域ではほとんど吸収が無く、炭酸ガスレーザの照射のみに起因してシリコンの溶融を効率よく生じさせることは難しい。しかしながら、二酸化シリコンあるいは二酸化シリコンを含有するガラスは、この波長の光をよく吸収し、照射によって温度上昇を生じさせることが可能である。このため、第1のレーザと同期して照射することで、第1のレーザ光により半導体膜を溶融させた後、あるいは溶融させながら、基板を加熱することができ、その結果、基板上の半導体膜を加熱することができ、結晶成長を助長することが可能となる。すなわち、炭酸ガスレーザは、半導体膜そのものを直接加熱することはできないが、その直下の基板を加熱することができ、基板からの熱伝導により、その上に構成されている半導体膜を加熱することができる。   The oscillation wavelength of the carbon dioxide laser is between 9 and 11 μm, but the semiconductor film hardly absorbs light in this wavelength region. For example, a silicon or amorphous silicon film hardly absorbs in this wavelength region, and it is difficult to efficiently cause melting of silicon due to only irradiation with a carbon dioxide laser. However, silicon dioxide or glass containing silicon dioxide absorbs light of this wavelength well and can cause an increase in temperature upon irradiation. For this reason, by irradiating in synchronization with the first laser, the substrate can be heated after the semiconductor film is melted or melted by the first laser light, and as a result, the semiconductor on the substrate is heated. The film can be heated, and crystal growth can be promoted. That is, the carbon dioxide laser cannot directly heat the semiconductor film itself, but can heat the substrate immediately below it, and heat the semiconductor film formed thereon by heat conduction from the substrate. it can.

この場合、炭酸ガスレーザにより加熱される領域は、たかだか、基板方向に1〜数十μmの深さまでであり、基板全体が加熱されることがないため、基板全体としては低温のまま結晶化が行なえ、装置の簡略化、ガラス基板の伸縮、膨張の防止にとって有利である。また、炭酸ガスレーザは、連続発振、パルス発振が可能であり、自由にパルス幅と強度を変えられ、照射の自由度が高い。第1のレーザとして、エキシマレーザが用いる場合、エキシマレーザはパルス発振であり、パルス幅はレーザによって決まっており、10ns〜100nsであって、自由にパルス幅を変えて条件を最適化することが困難である。しかし、炭酸ガスレーザは、前述のようにパルス幅を、たとえば1μs〜数10msと自由に変えることが可能であるので、第1のレーザで溶融させた後、比較的長い時間加熱して溶融状態を保持し、もしくは冷却に要する時間を長くし、最適条件を選んで、ゆっくりと凝固させることが可能である。また、炭酸ガスレーザは発振効率が高いために、出力1ワットあたりのコストも低く、エキシマレーザのみで溶融、結晶化させるよりも有利である。このように炭酸ガスレーザにはいろいろな利点があり、また発振波長は9〜11μmであるため、第2のレーザ光としては、波長が9〜11μmのものが好ましい。   In this case, the region heated by the carbon dioxide laser is at most up to a depth of 1 to several tens of μm in the substrate direction, and the entire substrate is not heated, so that the entire substrate can be crystallized at a low temperature. This is advantageous for simplification of the apparatus, expansion and contraction of the glass substrate, and prevention of expansion. Further, the carbon dioxide laser can be continuously oscillated and pulsed, the pulse width and intensity can be freely changed, and the degree of freedom of irradiation is high. When an excimer laser is used as the first laser, the excimer laser is pulse oscillation, the pulse width is determined by the laser, and is 10 ns to 100 ns. The conditions can be optimized by freely changing the pulse width. Have difficulty. However, since the pulse width of the carbon dioxide gas laser can be freely changed, for example, from 1 μs to several tens of milliseconds as described above, after being melted by the first laser, it is heated for a relatively long time to change the melted state. The time required for holding or cooling can be increased, and optimum conditions can be selected to allow solidification slowly. In addition, since the carbon dioxide laser has high oscillation efficiency, the cost per watt of output is low, which is more advantageous than melting and crystallization using only an excimer laser. Thus, the carbon dioxide laser has various advantages, and the oscillation wavelength is 9 to 11 μm. Therefore, the second laser beam preferably has a wavelength of 9 to 11 μm.

炭酸ガスレーザとエキシマレーザを併用する場合、炭酸ガスレーザを連続照射しながら、エキシマレーザをパルス状に照射することができる。しかし、より好ましくは、炭酸ガスレーザもパルス状に照射しながら、それに同期してエキシマレーザを照射するのがよい。これはパルス照射とすることにより、長時間基板表面を加熱することを避け、基板表面の平均的温度をより低温に保つことができるからであり、基板の熱膨張を抑え、安定した工程とすることができる。すなわち、炭酸ガスレーザをパルス状に照射すると、照射パルスが照射されている間は基板表面の温度は高温に保たれるが、炭酸ガスレーザのパルス照射が終了すると速やかに冷却し、時間的な平均値としては、連続的に照射するよりもより低温となるためである。   When the carbon dioxide laser and the excimer laser are used in combination, the excimer laser can be irradiated in a pulse shape while continuously irradiating the carbon dioxide laser. However, it is more preferable to irradiate the excimer laser in synchronization with the carbon dioxide laser while irradiating it in a pulsed manner. This is because, by using pulse irradiation, it is possible to avoid heating the substrate surface for a long time and to keep the average temperature of the substrate surface at a lower temperature, thereby suppressing the thermal expansion of the substrate and making the process stable. be able to. That is, when the carbon dioxide laser is irradiated in pulses, the temperature of the substrate surface is kept high while the irradiation pulse is being emitted, but when the pulse irradiation of the carbon dioxide laser is completed, the substrate is quickly cooled and averaged over time. This is because the temperature is lower than that of continuous irradiation.

第1のレーザとしてエキシマレーザを用い、第2のレーザとして炭酸ガスレーザを用いる場合、これらの両パルスの照射タイミングとしては、図9(a)に示すように、エキシマレーザの照射パルス(ELP)に先立って、炭酸ガスレーザの照射を開始し、エキシマレーザの照射が終了して、かつ半導体膜の凝固が終了するまで、炭酸ガスレーザを照射する方法がある。この場合、炭酸ガスレーザのパルス(CLP)がエキシマレーザのパルス(ELP)に先立つ時間DL1は1μs〜50msの範囲に設定することができる。また、エキシマレーザのパルス幅W2は、前述のようにおおよそ10ns〜100nsの範囲であり、これにより溶融、凝固が終了する時間は、条件により異なるが、エキシマレーザのパルス照射終了後、ほぼ50〜200nsの範囲である。   When an excimer laser is used as the first laser and a carbon dioxide laser is used as the second laser, the irradiation timing of these two pulses is the excimer laser irradiation pulse (ELP) as shown in FIG. There is a method of irradiating a carbon dioxide gas laser until the carbon dioxide laser irradiation is started, the excimer laser irradiation is finished, and the solidification of the semiconductor film is finished. In this case, the time DL1 before the pulse of the carbon dioxide laser (CLP) precedes the pulse of the excimer laser (ELP) can be set in the range of 1 μs to 50 ms. Further, the pulse width W2 of the excimer laser is in the range of approximately 10 ns to 100 ns as described above. As a result, the time for the completion of melting and solidification varies depending on the conditions. The range is 200 ns.

また、別の照射方法としては、図9(b)に示すように、炭酸ガスレーザのパルス照射終了後、ある時間(DL2)の後、エキシマレーザを照射する方法がある。この場合、DL2は0〜5ms程度に設定するのが好ましい。これはDL2が大きくなりすぎると、基板が冷却してゆき照射の効果が薄れるからである。しかし、これらのいずれの場合でも、基板および半導体膜の温度を予め上昇させておくことができる点で、第1のレーザ光の照射に先立って、第2のレーザ光の照射を開始しておく態様が好ましい。   As another irradiation method, as shown in FIG. 9B, there is a method of irradiating an excimer laser after a certain time (DL2) after the pulse irradiation of the carbon dioxide laser is completed. In this case, DL2 is preferably set to about 0 to 5 ms. This is because if DL2 becomes too large, the substrate is cooled and the effect of irradiation is reduced. However, in any of these cases, the irradiation of the second laser beam is started prior to the irradiation of the first laser beam because the temperature of the substrate and the semiconductor film can be raised in advance. Embodiments are preferred.

ここで、このように炭酸ガスレーザとエキシマレーザを併用すると、結晶成長を際立って促進することができ、大きな結晶粒を得ることが可能となる。すなわち、実験によれば、エキシマレーザのみを照射する場合に比べて、数倍以上の結晶成長が確認されており、従来にない大きな結晶成長を得ることが可能になる。図7に、本発明による結晶成長後の半導体膜の平面図を示す。図7(a)は、エキシマレーザ光のみを照射した場合の半導体膜の状態を表し、図7(b)は、エキシマレーザと炭酸ガスレーザを併用した場合の半導体膜の状態を表す。図7に示すように、エキシマレーザと炭酸ガスレーザを併用することにより、数倍の結晶が成長し、大きな領域を一度に結晶化することが可能であり、結晶化の領域を広げて、素子の配置の自由度を大幅に向上できる。   Here, when the carbon dioxide laser and the excimer laser are used in combination, crystal growth can be remarkably promoted, and large crystal grains can be obtained. That is, according to the experiment, the crystal growth several times or more is confirmed as compared with the case of irradiating only the excimer laser, and it is possible to obtain a large crystal growth that has not been conventionally achieved. FIG. 7 shows a plan view of a semiconductor film after crystal growth according to the present invention. FIG. 7A shows the state of the semiconductor film when only excimer laser light is irradiated, and FIG. 7B shows the state of the semiconductor film when the excimer laser and the carbon dioxide laser are used in combination. As shown in FIG. 7, when an excimer laser and a carbon dioxide laser are used in combination, a crystal several times larger can be grown and a large region can be crystallized at one time. The degree of freedom of arrangement can be greatly improved.

本発明の場合、レーザ光源として、固体レーザを用いることも可能である。固体レーザは、Nd-YAGなどの光学結晶をフラッシュランプ、もしくは半導体レーザにより照射して励起し、レーザ発振を行なうものであり、エキシマレーザに必要なハロゲンガスが不要で、メンテナンスが楽になるという利点がある。また、フラッシュランプを用いる代わりに、励起光源として半導体レーザを用いて励起する場合は、半導体レーザは発振効率がよく、かつ、半導体レーザの発振波長を固体レーザの光学結晶の吸収帯に一致させることで、高効率のレーザ発振が可能となる。このため、消費電力、装置の大きさがエキシマレーザやフラッシュランプ励起の固体レーザに比べ、大幅な低減が可能である。   In the case of the present invention, it is also possible to use a solid-state laser as the laser light source. Solid-state lasers excite laser crystals by irradiating optical crystals such as Nd-YAG with flash lamps or semiconductor lasers, and do not require the halogen gas required for excimer lasers. There is. In addition, when using a semiconductor laser as an excitation light source instead of using a flash lamp, the semiconductor laser has good oscillation efficiency and the oscillation wavelength of the semiconductor laser must match the absorption band of the optical crystal of the solid-state laser. Thus, highly efficient laser oscillation is possible. For this reason, the power consumption and the size of the apparatus can be greatly reduced as compared with the excimer laser or the flash lamp-pumped solid-state laser.

固体レーザは、前述の励起光源により、Nd-YAGなどの光学結晶を励起することで、1.06μm近辺の波長のレーザ光を励起することができる。ただし、このままでは照射、溶融すべきアモルファスシリコンに対しての吸収係数が小さく、アモルファスシリコンに光が吸収されにくく、溶融が起こりにくい。このため、この波長の光を非線形光学結晶によって、波長を逓倍し、可視光に変換することが望ましい。非線形光学結晶としては、KDP (KHPO)、LBO(lithium borate)、BBO、CLBO(CsLiBO10)などを用いることができる。これらの第2高調波波長によりほぼ532nm近辺の可視光が得られる。この近辺以下の波長であれば、アモルファスシリコンは吸収係数が大きくなり、レーザ光照射により溶融が可能である。 The solid-state laser can excite laser light having a wavelength around 1.06 μm by exciting an optical crystal such as Nd-YAG with the above-described excitation light source. However, in this state, the absorption coefficient for amorphous silicon to be irradiated and melted is small, and light is not easily absorbed by amorphous silicon, so that melting does not easily occur. For this reason, it is desirable to multiply the light of this wavelength by visible light by multiplying the wavelength by a nonlinear optical crystal. As the nonlinear optical crystal, KDP (KH 2 PO 4 ), LBO (lithium borate), BBO, CLBO (CsLiB 6 O 10 ), or the like can be used. Visible light in the vicinity of approximately 532 nm is obtained by these second harmonic wavelengths. If the wavelength is less than this vicinity, amorphous silicon has a large absorption coefficient and can be melted by laser light irradiation.

また、半導体膜上に形成する光学膜の材料とレーザ光源との組み合わせによっては、光学膜がレーザ光を、本発明の作用において無視できない程度に吸収する場合がある。たとえば、レーザ光源であるエキシマレーザが発する紫外線に対してある程度、吸収する場合がある。この場合、表面の光学膜により紫外線が吸収され、その下部にある半導体膜に十分に熱が与えられない場合がある。また、光学膜によって多くの光が吸収され熱くなると、光学膜の温度が上昇し、甚だしい場合は損傷が生じる可能性が有る。したがって、光学膜の光吸収率は、少なくとも、その下の半導体膜の吸収率よりも小さくする必要がある。   Further, depending on the combination of the material of the optical film formed on the semiconductor film and the laser light source, the optical film may absorb the laser light to a degree that cannot be ignored in the operation of the present invention. For example, it may absorb to some extent ultraviolet rays emitted from an excimer laser that is a laser light source. In this case, ultraviolet light is absorbed by the optical film on the surface, and heat may not be sufficiently applied to the semiconductor film underneath. Further, when a large amount of light is absorbed and heated by the optical film, the temperature of the optical film rises, and in a severe case, damage may occur. Therefore, the light absorption rate of the optical film needs to be at least smaller than the absorption rate of the underlying semiconductor film.

このために、紫外線に代えて、可視光線を用いるなど、照射する光の波長を変更するとよい結果が得られる。光学膜に対する透過率が高く、かつ半導体膜に対する吸収率の高い波長の光を発するレーザ光源を用いれば、光の多くが熱拡散膜を透過し半導体膜に吸収され熱になるので、半導体膜に十分に熱を与えることができる。なお、半導体膜として、たとえばアモルファスシリコンもしくはシリコンを用いる場合には、550nmよりも光の波長が短いことが望ましい。これは、波長が550nmより長い光をシリコンは十分に吸収しないからである。550nmより短い波長である光を発する光源としては、前述のような固体レーザによる可視光線を用いるのがよく、Nd-YAGなどの固体レーザの2倍高調波を用いると532nmの発振波長が得られるため、好都合である。   For this reason, a good result can be obtained by changing the wavelength of light to be irradiated, such as using visible light instead of ultraviolet rays. If a laser light source that emits light with a wavelength that has a high transmittance with respect to the optical film and a high absorption rate with respect to the semiconductor film is used, most of the light passes through the thermal diffusion film and is absorbed by the semiconductor film to become heat. Sufficient heat can be applied. For example, when amorphous silicon or silicon is used as the semiconductor film, the wavelength of light is preferably shorter than 550 nm. This is because silicon does not sufficiently absorb light having a wavelength longer than 550 nm. As a light source that emits light having a wavelength shorter than 550 nm, it is preferable to use visible light from a solid-state laser as described above. If a second harmonic of a solid-state laser such as Nd-YAG is used, an oscillation wavelength of 532 nm can be obtained. Therefore, it is convenient.

本発明に用いるフォトマスクは、図6に示すように、マスク基板上に遮光部618と開口部619とを有し、遮光部618は、照射された光を遮光する機能を有する。フォトマスクの基板としては、石英、ガラスなどの材料が用いられ、遮光部618はクロム、ニッケル、アルミニウムなどの金属薄膜あるいは、誘電体多層積層膜による反射もしくは吸収膜を基板上に形成して用いることができる。フォトマスク上に形成する開口部619は、スリット状、矩形もしくはそれに順ずる形状とし、レーザの平均出力が300W、発振繰り返し周波数が300Hzの場合、開口部を矩形としたとき、その寸法を、たとえば幅5mm、長さ15mm(基板上で)程度とすると、おおむね半導体膜の溶融、結晶化を行なうことができる。この際、結像させるときの光学倍率は、等倍〜1/10に設定して(すなわち開口部619を透過した光を、開口部619の大きさの等倍〜1/10の大きさに縮小して結像して)行なうことが可能であるが、必ずしもこの形状、大きさに限るものではなく、アニールに用いるレーザの出力や一回のパルス出力の大きさにより、任意に設計が可能である。   As shown in FIG. 6, the photomask used in the present invention has a light shielding portion 618 and an opening 619 on the mask substrate, and the light shielding portion 618 has a function of shielding the irradiated light. As a substrate for the photomask, a material such as quartz or glass is used, and the light-shielding portion 618 is formed by using a metal thin film such as chromium, nickel, or aluminum, or a reflection or absorption film formed by a dielectric multilayer film on the substrate. be able to. The opening 619 formed on the photomask has a slit shape, a rectangular shape, or a shape conforming thereto, and when the average output of the laser is 300 W and the oscillation repetition frequency is 300 Hz, When the width is about 5 mm and the length is about 15 mm (on the substrate), the semiconductor film can be generally melted and crystallized. At this time, the optical magnification at the time of image formation is set to the same magnification to 1/10 (that is, the light transmitted through the opening 619 is set to the same magnification to 1/10 the size of the opening 619). However, it is not necessarily limited to this shape and size, and can be designed arbitrarily according to the laser output used for annealing and the size of the single pulse output. It is.

このとき、対物レンズの解像力は、おおむねλ/NA(λは波長、NAは対物レンズの開口数)で表されるので、開口部619の像の辺縁部分には、光強度が徐々に変化する遷移領域が生じる。この領域では、半導体膜は半溶融状態となり、その部分に形成されたトランジスタの特性は悪化する。したがって、その部分はトランジスタを形成できない無効領域となる。このため、無効領域を減らして、できるだけトランジスタの形成できる領域を増やすため、遷移領域を減らすことが重要である。このとき、開口部619の像を結像する方式を用いると、遷移領域の幅を前述の解像度程度に収めることができるので、単にビームを直接基板上に照射する場合に比べて、無効領域を格段に減らすことができ、基板上に集積するトランジスタの密度を上げられるという利点を有する。   At this time, since the resolving power of the objective lens is generally expressed by λ / NA (λ is the wavelength, NA is the numerical aperture of the objective lens), the light intensity gradually changes in the edge portion of the image of the opening 619. A transition region occurs. In this region, the semiconductor film is in a semi-molten state, and the characteristics of the transistor formed there are deteriorated. Therefore, this portion becomes an ineffective region where a transistor cannot be formed. Therefore, it is important to reduce the transition region in order to reduce the ineffective region and increase the region where the transistor can be formed as much as possible. At this time, if a method of forming an image of the opening 619 is used, the width of the transition region can be kept to the above-described resolution, so that the ineffective region can be reduced as compared with the case where the beam is directly irradiated onto the substrate. This has the advantage that the density of transistors integrated on the substrate can be increased.

たとえば、対物レンズの開口数NAを0.1とし、用いるエキシマレーザの波長を308nmとすると、おおむね無効領域は3μm程度となる。一般に、レーザからのビームはガウシャンビームであり、もしそのビームをそのまま基板に照射した場合には、ビーム径に匹敵する無効領域が生じ、ビーム径がたとえば5mmであれば、その無効領域は少なくとも直径の1割程度は生じるが、対物レンズを用いると、この無効領域を飛躍的に極小化することができる。   For example, if the numerical aperture NA of the objective lens is 0.1 and the wavelength of the excimer laser to be used is 308 nm, the ineffective area is approximately 3 μm. In general, the beam from the laser is a Gaussian beam, and if the beam is irradiated onto the substrate as it is, an invalid area comparable to the beam diameter is generated. If the beam diameter is, for example, 5 mm, the invalid area is at least Although about 10% of the diameter is generated, this ineffective region can be greatly minimized by using an objective lens.

図1において、本発明により、半導体膜2の表面に光学膜1,5を形成し、レーザ光の照射により結晶化を行なった場合、結晶化後に光学膜1,5を除去してから、後の工程を行なってもよい。また、光学膜をそのまま残してもよいが、光学膜1,5を除去した方が、後の工程であるゲート部分の作製、電極配線、ドーピングなどの半導体形成が容易である。この場合、表面にある光学膜1,5の除去後は、半導体膜2、拡散防止層3、ガラス基板4という構成となるため、従来の膜構造と同じであり、従来の処理工程をそのまま用いることができるという利点がある。   In FIG. 1, when the optical films 1 and 5 are formed on the surface of the semiconductor film 2 and crystallization is performed by laser light irradiation according to the present invention, the optical films 1 and 5 are removed after the crystallization, and then You may perform the process of. Further, although the optical film may be left as it is, the removal of the optical films 1 and 5 facilitates the subsequent process of forming a gate portion, forming a semiconductor such as an electrode wiring, and doping. In this case, after the optical films 1 and 5 on the surface are removed, the semiconductor film 2, the diffusion prevention layer 3, and the glass substrate 4 are configured, so that the conventional film structure is the same as that of the conventional film structure. There is an advantage that you can.

また、拡散防止層3については、従来の二酸化シリコンを用いることが可能であるので、これについても従来通りの工程で行なうことが可能であるため好都合である。特に、拡散防止層3は、基板からの不純物の拡散を防ぐという重要な機能を有する膜であり、従来から用いられている材料をそのまま用いることができれば、工程の再検討が必要なく、極めて好都合となる。すなわち、本発明のデバイス製造方法の一形態は、従来のデバイス製造方法における半導体薄膜を設ける工程とレーザによるアニール処理工程との間に光学膜を設ける工程を挿入し、かつレーザによるアニール処理工程と後の工程の間に光学膜を除去する工程を挿入すればよく、従来の方法に対して変更すべき箇所が少なく、従来の方法からの移行が容易であるといえる。   In addition, since the conventional silicon dioxide can be used for the diffusion preventing layer 3, this can be conveniently performed by a conventional process. In particular, the diffusion preventing layer 3 is a film having an important function of preventing diffusion of impurities from the substrate, and if a conventionally used material can be used as it is, it is not necessary to review the process, which is very convenient. It becomes. That is, one form of the device manufacturing method of the present invention includes a step of providing an optical film between the step of providing a semiconductor thin film and the step of annealing by laser in the conventional device manufacturing method, and the step of annealing by laser A step of removing the optical film may be inserted between the subsequent steps, and there are few portions to be changed from the conventional method, and it can be said that the transition from the conventional method is easy.

つぎに、図2に本発明の製造方法の第2の実施の形態を示す。本実施の形態では、まず、図2(a)に示すように、ガラス基板204の上に、拡散防止層203と、半導体膜202を設ける。半導体膜202の材料としては、通常、アモルファスシリコンを用い、CVD法により形成するが、成膜方法としては、スパッタ法または蒸着法などを用いることも可能である。半導体膜202の厚さは、求められるトランジスタの特性や、プロセス条件などにより様々であるが、数十nm〜数百nmとすることができ、通常は30〜100nmの膜厚とし、さらに半導体膜202の上に、光学膜201を形成する。光学膜201の材料としては、窒化シリコン、窒化アルミニウムなどの窒化物、酸化シリコン、二酸化シリコン、酸化アルミニウムなどの酸化物が適している。そして、ここまでは、第1の実施の形態と同じであり、同等の材料、方法を用いて行なうことができる。   Next, FIG. 2 shows a second embodiment of the manufacturing method of the present invention. In this embodiment, first, as illustrated in FIG. 2A, a diffusion prevention layer 203 and a semiconductor film 202 are provided over a glass substrate 204. As a material for the semiconductor film 202, amorphous silicon is usually used and formed by a CVD method, but a sputtering method or a vapor deposition method can also be used as a film forming method. The thickness of the semiconductor film 202 varies depending on the required transistor characteristics, process conditions, and the like, but can be several tens to several hundreds of nanometers, usually 30 to 100 nm. An optical film 201 is formed on 202. Suitable materials for the optical film 201 include nitrides such as silicon nitride and aluminum nitride, and oxides such as silicon oxide, silicon dioxide, and aluminum oxide. The steps up to here are the same as those in the first embodiment, and can be performed using equivalent materials and methods.

つづいて、図2(b)に示すように、光学膜201の一部を除去することにより、光学膜の厚さの薄い領域201aと、光学膜の厚さの厚い領域201bとにパターン化する。パターン化の方法としては、フォトレジストを用いたリソグラフィとウェットエッチング、あるいはドライエッチングを用いたエッチング法を組み合せて行なうことができる。しかし、パターニングの際、第1の実施の形態とは異なり、第2の実施の形態では、光学膜201をすべて除去するのではなく、一部が残存するようにエッチングを途中で終了する。このときの平面的な形状としては、第1の実施の形態における第1の光学膜のパターン(図1における1a,1b)と同様に、光学膜を厚く残存させ、その他の領域の膜厚を薄くするようにパターニングする。すなわち、光学膜201を、図1における1a,1bが積層する領域だけ厚く残し、他の領域を薄くなるよう除去する。   Subsequently, as shown in FIG. 2B, a part of the optical film 201 is removed, thereby patterning into a thin area 201a of the optical film and a thick area 201b of the optical film. . As a patterning method, lithography using a photoresist and an etching method using wet etching or dry etching can be combined. However, in the patterning, unlike the first embodiment, in the second embodiment, the optical film 201 is not completely removed, but the etching is terminated halfway so that a part remains. The planar shape at this time is such that the optical film remains thick and the film thickness of other regions is the same as the pattern of the first optical film (1a, 1b in FIG. 1) in the first embodiment. Pattern to make it thinner. That is, the optical film 201 is left thick only in the region where 1a and 1b in FIG. 1 are stacked, and the other regions are removed so as to be thin.

ここで、エッチング後の光学膜201の膜厚は、光学膜201が厚い領域201bと、薄い領域201aの、それぞれの反射率が等しくなるように設定する。また、領域201bの反射率と領域201aの反射率がともに低くなるように設定するのが好ましい。このような条件を実現するためには、図8に示すように、形成する光学膜の膜厚として、たとえばD3近傍を選択し、その光学膜をエッチングするエッチング量をD3-D1とすればよい。すなわち、光学膜の薄い領域201a(エッチングされた領域)は、反射率が極小となる膜厚(すなわち、D1近傍)を選択し、光学膜の厚い領域201b(すなわち、エッチングされず、そのまま残される領域の膜厚)は、反射率が極小となる膜厚(すなわち、D3近傍)になるよう選択する。   Here, the film thickness of the optical film 201 after the etching is set so that the reflectivity of the region 201b where the optical film 201 is thick is equal to that of the thin region 201a. Further, it is preferable to set the reflectance of the region 201b and the reflectance of the region 201a to be low. In order to realize such conditions, as shown in FIG. 8, as the film thickness of the optical film to be formed, for example, the vicinity of D3 may be selected, and the etching amount for etching the optical film may be D3-D1. . That is, for the thin region 201a (etched region) of the optical film, the film thickness (that is, in the vicinity of D1) at which the reflectance is minimized is selected, and the thick region 201b (that is, not etched) is left as it is. The film thickness of the region is selected to be a film thickness that minimizes the reflectance (that is, in the vicinity of D3).

つぎに、図2(c)に示すように、光学膜を通して、半導体膜に第1のレーザ光Lの照射を行なって、半導体膜を溶融させた後、図2(d)に示すように、結晶化を生じせしめる。図2(d)に示す横方向の矢印は、結晶の成長方向を示す。第2の実施の形態では、光学膜201の膜厚の厚い領域201bの下部、および薄い領域201aの下部の半導体膜がともに高温となり、半導体膜は溶融し、横方向に結晶化される。このような現象が生じる理由は、第1の実施の形態の場合と同様であって、図4に示すように、光学膜の厚い領域と薄い領域は、同じか、または実質的に同じ反射率に設定されているため、照射したレーザ光に対し、同じ量の光が吸収され、同じように半導体膜がの溶融する。しかし、厚い領域と薄い領域の境界付近では、反射率が高くなり、局所的にレーザ光の吸収量が小さくなって、境界付近の温度のみが低くなる。これは、膜厚はD3からD1に連続的に変化しており、その間で反射率の高い膜厚D2を必ず通過し、膜厚D2の付近では必ず反射率が高くなり、光の吸収量が減って、温度が低くなるからである。   Next, as shown in FIG. 2C, after the semiconductor film is irradiated with the first laser light L through the optical film to melt the semiconductor film, as shown in FIG. Crystallization occurs. The horizontal arrow shown in FIG. 2D indicates the crystal growth direction. In the second embodiment, both the semiconductor film below the thick region 201b of the optical film 201 and the semiconductor film below the thin region 201a reach a high temperature, and the semiconductor film melts and crystallizes in the lateral direction. The reason why such a phenomenon occurs is the same as in the first embodiment. As shown in FIG. 4, the thick region and the thin region of the optical film have the same or substantially the same reflectance. Therefore, the same amount of light is absorbed with respect to the irradiated laser light, and the semiconductor film is similarly melted. However, in the vicinity of the boundary between the thick region and the thin region, the reflectance is high, the amount of laser light absorbed locally decreases, and only the temperature near the boundary decreases. This is because the film thickness continuously changes from D3 to D1, and always passes through the highly reflective film thickness D2, and in the vicinity of the film thickness D2, the reflectivity always increases, and the amount of light absorption is increased. This is because the temperature decreases.

また、光学膜の厚さの薄い領域におけるレーザ光の反射率と、光学膜の厚さの厚い領域におけるレーザ光の反射率が小さくなるように設定する態様が、半導体膜を高温に加熱できる点で好ましい。このように、結晶化の過程は、第1の実施の形態と同じであり、以降の工程も第1の実施の形態と同様であって、図5に示すような形状の結晶を得ることができ、第1の実施の形態と同等の効果を得ることができる。一方、第2の実施の形態の場合、第1の実施の形態に比べ、光学膜の製膜の回数が2回から1回に削減できるため、製造工程の簡素化につながり、コストを削減できる点で有利である。   In addition, the aspect in which the reflectance of the laser beam in the region where the optical film is thin and the reflectance of the laser beam in the region where the optical film is thick can be reduced can heat the semiconductor film to a high temperature. Is preferable. As described above, the crystallization process is the same as that of the first embodiment, and the subsequent steps are the same as those of the first embodiment. A crystal having a shape as shown in FIG. 5 can be obtained. It is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment. On the other hand, in the case of the second embodiment, since the number of optical film formation can be reduced from two times to one as compared with the first embodiment, the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced. This is advantageous.

(半導体膜の製造装置)
本発明の半導体膜の製造装置は、上述の方法を実施する製造装置であって、第2のレーザ光の波長が9μm〜11μmであることを特徴とする。かかる製造装置によれば、全体に平坦で、表面に荒れがなく、酸素などの不純物が混入していない高品質の半導体膜を提供することができる。また、波長が9〜11μmのレーザ光を発振するレーザには、炭酸ガスレーザがあり、容易に高出力のレーザ光を発振できるため、低コストの製造装置を提供することができる。さらに、基板の温度上昇を最小限に抑えることができる点で、第2のレーザ光は、パルス状に照射し、第1のレーザ光の照射に先立ち、第2のレーザ光の照射を開始する製造装置が好ましい。かかる製造装置は、基板の冷却機構および熱膨張に対する補正装置などを設ける必要がないため、低コストの装置とすることができる点で有利である。
(Semiconductor film manufacturing equipment)
A semiconductor film manufacturing apparatus according to the present invention is a manufacturing apparatus for performing the above-described method, wherein the wavelength of the second laser light is 9 μm to 11 μm. According to such a manufacturing apparatus, it is possible to provide a high-quality semiconductor film that is flat as a whole, has no rough surface, and is not mixed with impurities such as oxygen. In addition, as a laser that oscillates a laser beam having a wavelength of 9 to 11 μm, there is a carbon dioxide gas laser, which can easily oscillate a high-power laser beam, thereby providing a low-cost manufacturing apparatus. Further, the second laser beam is irradiated in a pulse form in that the temperature rise of the substrate can be minimized, and the irradiation of the second laser beam is started prior to the irradiation of the first laser beam. Manufacturing equipment is preferred. Such a manufacturing apparatus is advantageous in that it can be a low-cost apparatus because it is not necessary to provide a substrate cooling mechanism and a thermal expansion correction device.

実施例1
本実施例では、図1(a)に示すように、ガラス基板4の上に、拡散防止層3として厚さ150nmの二酸化シリコン膜を蒸着により形成した。つぎに、拡散防止層3の上に、半導体膜2を形成した。半導体膜2としては、アモルファスシリコンを材料に用い、CVD法により、厚さ50nm形成した。その後、半導体膜2上に、さらに第1の光学膜1を設けた。第1の光学膜1は、窒化アルミニウムを材料に用い、蒸着により厚さ80nm形成した。つぎに、第1の光学膜1を、フォトレジストを用いたリソグラフィとウェットエッチング法を組み合せて、図1(b)に示すように、第1の光学膜が形成されている領域1a,1bと、第1の光学膜が形成されていないその他の領域とにパターニングした後、図1(c)に示すように、基板全体に第2の光学膜5を形成した。第2の光学膜は、材料として窒化アルミニウムを用い、蒸着により厚さ30nm形成した。その結果、基板上には、第1の光学膜と第2の光学膜とが重なり合った領域6と、第2の光学膜のみが形成された領域7が生じた。
Example 1
In this example, as shown in FIG. 1A, a silicon dioxide film having a thickness of 150 nm was formed on the glass substrate 4 as a diffusion preventing layer 3 by vapor deposition. Next, the semiconductor film 2 was formed on the diffusion preventing layer 3. As the semiconductor film 2, amorphous silicon was used as a material, and a thickness of 50 nm was formed by a CVD method. Thereafter, the first optical film 1 was further provided on the semiconductor film 2. The first optical film 1 was formed using aluminum nitride as a material and having a thickness of 80 nm by vapor deposition. Next, the first optical film 1 is combined with lithography using a photoresist and a wet etching method, as shown in FIG. 1B, regions 1a and 1b where the first optical film is formed, Then, after patterning into other regions where the first optical film is not formed, a second optical film 5 is formed on the entire substrate as shown in FIG. The second optical film was made of aluminum nitride as a material and formed to a thickness of 30 nm by vapor deposition. As a result, an area 6 where the first optical film and the second optical film overlap each other and an area 7 where only the second optical film is formed are formed on the substrate.

つぎに、基板に対してレーザアニール処理を施した。レーザアニール処理のために用いた装置を図3に示す。本装置は、第1のレーザ光源308と、反射ミラー309と、開口部を形成したフォトマスク310と、対物レンズ311と、ガラス基板312を搭載して駆動を行なうステージ313を有する。また、ホモジナイザ、エキスパンダなどの光学素子群314を設け、フォトマスク310の開口部にホモジナイザを通過させた光を照射し、開口部の像を対物レンズ311により基板312の表面に結像するように調整した。また、第1の光学膜のパターンを設けた領域が収まる領域にレーザ光が照射されるように設定し、第1のレーザ光源308に加えて、第2のレーザ光源315を設けた。第2のレーザ光源315からのビームは、第1のレーザ光源308からのビームの側方から斜め方向に基板312に照射する構成とし、基板上での第2のレーザ光の照射領域が、第1のレーザ光の照射領域の一部を含むように調整した。その後、図3のステージ313に、図1に示す薄膜を積層したガラス基板312を設置した。   Next, laser annealing treatment was performed on the substrate. An apparatus used for the laser annealing treatment is shown in FIG. The apparatus includes a first laser light source 308, a reflection mirror 309, a photomask 310 having an opening, an objective lens 311, and a stage 313 that is driven by mounting a glass substrate 312. In addition, an optical element group 314 such as a homogenizer or an expander is provided so that light that has passed through the homogenizer is irradiated to the opening of the photomask 310, and an image of the opening is formed on the surface of the substrate 312 by the objective lens 311. Adjusted. In addition, the second laser light source 315 was provided in addition to the first laser light source 308 so as to irradiate the region where the first optical film pattern was provided with the laser beam. The beam from the second laser light source 315 is configured to irradiate the substrate 312 obliquely from the side of the beam from the first laser light source 308. The irradiation region of the second laser light on the substrate is the first region. It adjusted so that a part of irradiation area of 1 laser beam might be included. Then, the glass substrate 312 on which the thin film shown in FIG. 1 was laminated was placed on the stage 313 in FIG.

レーザ光源は、第1のレーザには、波長308nm(XeCl使用)、パルス幅50ns、平均出力が300Wのエキシマレーザを用いた。また、第2のレーザには、波長10.6μm、パルス幅1ms、ピーク出力が5kWの炭酸ガスレーザを用いた。レーザパルスの照射のタイミングは、第1のレーザであるエキシマレーザのパルス照射に先立ち、1ms前から、第2のレーザである炭酸ガスレーザの照射を開始し、エキシマレーザの照射を終了してから、200ns経過後に、炭酸ガスレーザの照射を停止した。   As the laser light source, an excimer laser having a wavelength of 308 nm (using XeCl), a pulse width of 50 ns, and an average output of 300 W was used as the first laser. As the second laser, a carbon dioxide gas laser having a wavelength of 10.6 μm, a pulse width of 1 ms, and a peak output of 5 kW was used. The timing of the laser pulse irradiation is that the irradiation of the carbon dioxide gas laser as the second laser is started from 1 ms before the pulse irradiation of the excimer laser as the first laser, and the irradiation of the excimer laser is terminated. After 200 ns had elapsed, carbon dioxide laser irradiation was stopped.

図4において、第1の光学膜と第2の光学膜の積層された領域406での第1のレーザ光の反射率は30%であり、第2の光学膜のみが積層された領域407での第1のレーザ光の反射率は31%であった。したがって、領域406での反射率と領域407での反射率が実質的に等しく、かつ、それらの反射率はともに小さいものであった。レーザ光の照射により、領域406と領域407における半導体膜が選択的に溶融し、パルス照射が終了すると、溶融した部分は、結晶化した。得られた結晶は、領域406と領域407の境界416を起点として、パターンの幅方向に、また、それぞれ反対方向に成長し、柱状結晶であった。形成された結晶の状態を図5に示す。一回の溶融、結晶化により成長する結晶の長さは約5μmであり、全体に表面が平坦な半導体膜であり、表面に荒れなどはなかった。   In FIG. 4, the reflectance of the first laser light in the region 406 where the first optical film and the second optical film are stacked is 30%, and in the region 407 where only the second optical film is stacked. The reflectivity of the first laser beam was 31%. Therefore, the reflectance in the region 406 and the reflectance in the region 407 are substantially equal, and both the reflectances are small. The semiconductor film in the region 406 and the region 407 was selectively melted by the laser light irradiation, and when the pulse irradiation was completed, the melted portion was crystallized. The obtained crystal grew from the boundary 416 between the region 406 and the region 407 in the width direction of the pattern and in the opposite direction, and was a columnar crystal. The state of the formed crystal is shown in FIG. The length of the crystal grown by one melting and crystallization was about 5 μm, and it was a semiconductor film with a flat surface as a whole, and there was no roughness on the surface.

比較例1
実施例1における窒化アルミニウムからなる第1の光学膜の代わりに、厚さ150nmの二酸化シリコン膜を形成し、同様にパターニングし、二酸化シリコン膜の形成されていない領域と、二酸化シリコン膜の形成されている領域にパターン化した。また、第2の光学膜は形成しなかった。レーザ光源としては、実施例1における第1のレーザであるエキシマレーザのみを用いた。これらの点以外は、実施例1と同様にして半導体膜を製造し、レーザ光を照射した。得られた結晶の長さは、約1μm程度であった。また、半導体膜には、二酸化シリコン膜のある領域と、ない領域との間に段差があり、表面には無数の荒れが認められた。
Comparative Example 1
Instead of the first optical film made of aluminum nitride in the first embodiment, a silicon dioxide film having a thickness of 150 nm is formed and patterned in the same manner to form a region where no silicon dioxide film is formed and a silicon dioxide film. Patterned in the area. Further, the second optical film was not formed. As the laser light source, only the excimer laser which is the first laser in Example 1 was used. Except for these points, a semiconductor film was produced in the same manner as in Example 1 and irradiated with laser light. The length of the obtained crystal was about 1 μm. Further, in the semiconductor film, there was a step between a region with and without a silicon dioxide film, and innumerable roughness was observed on the surface.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明によれば、結晶が一方向に成長した半導体膜が得られるため、結晶の成長方向にキャリアを流すような構造のトランジスタとすることにより、キャリアが粒界に散乱されることがなく、移動度の高いトランジスタを提供することができる。また、結晶の位置と方向を自由に制御できるため、トランジスタの配置および方向を自由に決めることができる。   According to the present invention, since a semiconductor film in which crystals are grown in one direction is obtained, by using a transistor having a structure in which carriers flow in the crystal growth direction, carriers are not scattered at grain boundaries. A transistor with high mobility can be provided. Further, since the position and direction of the crystal can be freely controlled, the arrangement and direction of the transistor can be freely determined.

本発明の製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法を示す工程図であるIt is process drawing which shows the manufacturing method of this invention. 本発明のレーザアニール処理において使用する装置の構成図である。It is a block diagram of the apparatus used in the laser annealing process of this invention. 本発明の半導体膜に吸収される光の分布を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows distribution of the light absorbed by the semiconductor film of this invention. 本発明により得られる半導体膜の結晶構造を示す平面図である。It is a top view which shows the crystal structure of the semiconductor film obtained by this invention. 本発明に用いるフォトマスクの平面図である。It is a top view of the photomask used for this invention. 本発明による結晶成長後の半導体膜の平面図である。It is a top view of the semiconductor film after the crystal growth by this invention. 本発明により製造される半導体膜における光学膜の膜厚と反射率の関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the film thickness of the optical film in the semiconductor film manufactured by this invention, and a reflectance. 本発明におけるエキシマレーザのパルス信号と炭酸ガスレーザのパルス信号との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the pulse signal of the excimer laser in this invention, and the pulse signal of a carbon dioxide gas laser. 反射防止膜を形成する従来の製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the conventional manufacturing method which forms an antireflection film.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1の光学膜、2 半導体膜、3 拡散防止層、4 ガラス基板、5 第2の光学膜。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st optical film, 2 Semiconductor film, 3 Diffusion prevention layer, 4 Glass substrate, 5 2nd optical film.

Claims (9)

レーザ光を利用する半導体膜の製造方法であって、
基板上に半導体膜を形成する半導体膜形成工程と、
前記半導体膜上に第1の光学膜を形成する第1の光学膜形成工程と、
前記第1の光学膜の一部を除去することにより、第1の光学膜が形成されている領域と、第1の光学膜が形成されていない領域とに分けるパターニング工程と、
第1の光学膜が形成されている前記領域と、第1の光学膜が形成されていない前記領域に、第2の光学膜を形成する第2の光学膜形成工程と、
前記第2の光学膜を通して、半導体膜に第1のレーザ光を照射し、半導体膜を溶融する第1のレーザ光照射工程と、
溶融した半導体を結晶化する結晶化工程
とを備える製造方法であり、
第1の光学膜が形成されている前記領域におけるレーザ光の反射率が、第1の光学膜が形成されていない前記領域におけるレーザ光の反射率と等しくなるように設定することを特徴とする半導体膜の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor film using laser light,
A semiconductor film forming step of forming a semiconductor film on the substrate;
A first optical film forming step of forming a first optical film on the semiconductor film;
A patterning step of separating a region where the first optical film is formed and a region where the first optical film is not formed by removing a part of the first optical film;
A second optical film forming step of forming a second optical film in the region where the first optical film is formed and in the region where the first optical film is not formed;
A first laser light irradiation step of irradiating the semiconductor film with the first laser light through the second optical film and melting the semiconductor film;
A crystallization step of crystallizing a molten semiconductor,
The reflectance of the laser beam in the region where the first optical film is formed is set to be equal to the reflectance of the laser beam in the region where the first optical film is not formed. A method for manufacturing a semiconductor film.
第1の光学膜が形成されている前記領域におけるレーザ光の反射率と、第1の光学膜が形成されていない前記領域におけるレーザ光の反射率が、小さくなるように設定することを特徴とする請求項1に記載の半導体膜の製造方法。   The reflectance of the laser beam in the region where the first optical film is formed and the reflectance of the laser beam in the region where the first optical film is not formed are set to be small. The method of manufacturing a semiconductor film according to claim 1. レーザ光を利用する半導体膜の製造方法であって、
基板上に半導体膜を形成する半導体膜形成工程と、
前記半導体膜上に光学膜を形成する光学膜形成工程と、
前記光学膜の一部を除去することにより、光学膜の厚さの薄い領域と、光学膜の厚さの厚い領域とに分けるパターニング工程と、
前記光学膜を通して、半導体膜に第1のレーザ光を照射し、半導体膜を溶融する第1のレーザ光照射工程と、
溶融した半導体を結晶化する結晶化工程
とを備える製造方法であり、
光学膜の厚さの薄い前記領域におけるレーザ光の反射率が、光学膜の厚さの厚い前記領域におけるレーザ光の反射率と等しくなるように設定することを特徴とする半導体膜の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor film using laser light,
A semiconductor film forming step of forming a semiconductor film on the substrate;
An optical film forming step of forming an optical film on the semiconductor film;
A patterning step of separating a thin region of the optical film and a thick region of the optical film by removing a part of the optical film;
A first laser light irradiation step of irradiating the semiconductor film with the first laser light through the optical film and melting the semiconductor film;
A crystallization step of crystallizing a molten semiconductor,
A method of manufacturing a semiconductor film, wherein the reflectance of the laser beam in the region where the optical film is thin is set to be equal to the reflectance of the laser beam in the region where the optical film is thick.
光学膜の厚さの薄い前記領域におけるレーザ光の反射率と、光学膜の厚さの厚い前記領域におけるレーザ光の反射率が、小さくなるように設定することを特徴とする請求項3に記載の半導体膜の製造方法。   4. The laser beam reflectance in the region where the optical film is thin and the laser beam reflectance in the region where the optical film is thick are set to be small. Manufacturing method of the semiconductor film. 第1のレーザ光を照射する領域の少なくとも一部を含む領域に、第2のレーザ光を照射することを特徴とする請求項1〜4に記載の半導体膜の製造方法。   5. The method of manufacturing a semiconductor film according to claim 1, wherein a region including at least a part of a region irradiated with the first laser beam is irradiated with the second laser beam. 第2のレーザ光の波長が、9μm〜11μmであることを特徴とする請求項5に記載の半導体膜の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor film according to claim 5, wherein the wavelength of the second laser light is 9 μm to 11 μm. 第2のレーザ光は、パルス状に照射し、第1のレーザ光の照射に先立ち、第2のレーザ光の照射を開始することを特徴とする請求項5に記載の半導体膜の製造方法。   6. The method of manufacturing a semiconductor film according to claim 5, wherein the second laser light is irradiated in a pulse shape, and irradiation of the second laser light is started prior to the irradiation of the first laser light. 請求項5に記載の方法を実施する製造装置であって、第2のレーザ光の波長が9μm〜11μmであることを特徴とする半導体膜の製造装置。   6. A manufacturing apparatus for carrying out the method according to claim 5, wherein the wavelength of the second laser beam is 9 [mu] m to 11 [mu] m. 請求項5に記載の方法を実施する製造装置であって、第2のレーザ光は、パルス状に照射し、第1のレーザ光の照射に先立ち、第2のレーザ光の照射を開始することを特徴とする半導体膜の製造装置。   6. The manufacturing apparatus for performing the method according to claim 5, wherein the second laser beam is irradiated in a pulsed manner, and irradiation of the second laser beam is started prior to the irradiation of the first laser beam. An apparatus for manufacturing a semiconductor film.
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