激光退火装置及激光退火方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种激光退火装置及激光退火方法，其向非晶硅膜照射激光以进行退火处理，该激光退火装置具备：产生具有恒定的脉冲宽度的恒定波长的第一激光(L1)的第一脉冲激光器(6)、产生脉冲宽度及波长比所述第一激光(L1)更长的第二激光(L2)的第二脉冲激光器(7)、将所述第一激光(L1)和所述第二激光(L2)合成为同一光轴的合成装置(8)、以及，对所述第一脉冲激光器及第二脉冲激光器(6、7)作用从而控制所述第一及第二激光(L1、L2)的产生时间的控制装置(3)，所述控制装置(3)控制所述第一脉冲激光器(6)，使得所述第一激光(L1)在所述第二激光(L2)的脉冲宽度内的预定时间产生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种，其向非晶硅膜照射激光以进行退火处理，该激光退火装置具备：产生具有恒定的脉冲宽度的恒定波长的第一激光(L1)的第一脉冲激光器(6)、产生脉冲宽度及波长比所述第一激光(L1)更长的第二激光(L2)的第二脉冲激光器(7)、将所述第一激光(L1)和所述第二激光(L2)合成为同一光轴的合成装置(8)、以及，对所述第一脉冲激光器及第二脉冲激光器(6、7)作用从而控制所述第一及第二激光(L1、L2)的产生时间的控制装置(3)，所述控制装置(3)控制所述第一脉冲激光器(6)，使得所述第一激光(L1)在所述第二激光(L2)的脉冲宽度内的预定时间产生。【专利说明】
本专利技术涉及将激光向非晶硅膜照射以进行退火处理的激光退火装置，尤其是涉及提高激光能量的利用效率而可高效地进行退火处理的。
技术介绍
现有的激光退火装置，将间歇性地移动的激光向岛状形成于基板的主表面的多个被退火膜分别进行照射，以该多个退火膜成为具有期望特性的膜的方式进行退火，通过将点状的激光对被退火膜重复照射多次，而对被退火膜进行退火(例如，参考专利文献I)。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开平9-45632号公报 专利技术所要解决的课题 但是，在上述现有的退火装置中，由于照射的激光是单一波长的紫外线激光，因此，存在在通过激光的照射使例如非晶硅膜溶融时，紫外线激光的吸收率降低的问题。因此，不能充分溶融至非晶硅膜深部，往往多晶硅化不充分。 另外，在要从由一台光源装置产生的一个激光生成点状的多个激光而对被退火膜的多个部位同时进行退火处理的情况下，由于激光的照射能量降低，所以需要激光能量更大的大型光源装置，存在退火装置的制造成本增高的问题。 针对这些问题，虽然也考虑到通过激光的多个发射(shot)对被退火膜进行退火，但存在退火处理效率降低，退火处理工序的生产周期变长的问题。
技术实现思路
因此，针对上述问题点，本专利技术的目的在于，提供一种提高激光能量的利用效率并可高效地进行退火处理的。 为实现上述目的，本专利技术提供一种激光退火装置，向非晶硅膜照射激光以进行退火处理，其中，具备:第一脉冲激光器，其产生具有恒定的脉冲宽度的恒定波长的第一激光；第二脉冲激光器，其产生脉冲宽度及波长比所述第一激光更长的第二激光；合成装置，其将所述第一激光和所述第二激光合成为同一光轴；控制装置，其对所述第一及第二脉冲激光器作用从而控制所述第一及第二激光的产生时间，所述控制装置控制所述第一脉冲激光器，以使得所述第一激光在所述第二激光的脉冲宽度内的预定时间产生。 通过上述结构，通过控制装置控制第一脉冲激光器，产生具有恒定的脉冲宽度的恒定波长的第一激光，且控制第二脉冲激光器，产生脉冲宽度及波长比该第一激光更长的第二激光，通过合成装置，将第一激光和第二激光合成为同一光轴，并向非晶娃膜照射第一及第二激光以进行退火处理。此时，通过控制装置以第一激光在第二激光的脉冲宽度内的预定时间产生的方式控制第一脉冲激光器。 优选，所述控制装置控制所述第一脉冲激光器从而可在所述第二激光的脉冲宽度内调整所述第一激光的产生时间。 更优选，所述第一脉冲激光器产生波长355nm或532nm的所述第一激光，所述第二脉冲激光器产生波长1064nm的所述第二激光。 另外，本专利技术提供一种激光退火方法，将具有恒定的脉冲宽度的恒定波长的第一激光和脉冲宽度及波长比所述第一激光更长的第二激光合成为同一光轴并向非晶硅膜照射，以进行退火处理，其中，进行如下的步骤:产生所述第二激光并将其向所述非晶硅膜照射的步骤；在所述第二激光的脉冲宽度内的预定的时间产生所述第一激光并将其向该非晶硅膜照射的步骤。 优选的是所述第一激光的波长为355nm?532nm,所述第二激光的波长为1064nm。 专利技术效果 根据本专利技术，即使由于第一激光的照射使非晶硅膜溶融而使该第一激光的吸收率降低，也能够吸收波长比该第一激光更长的第二激光而进行非晶硅膜的溶融，从而能够将非晶硅膜进行退火处理至深部。因此，相比仅使用现有技术的紫外线的激光的情况，能够提高激光能量的利用效率，且能够高效地进行退火处理。 【专利附图】【附图说明】 图1是表示本专利技术的激光退火装置的实施方式的正面图。 图2是表示上述实施方式中使用的第二脉冲激光器一个构成例的平面图。 图3是表示上述第二脉冲激光器中，控制Q开关的普克尔盒的施加电压而生成长脉冲的第二激光的说明图，(a)是表示通常的控制的图表，(b)是表示使施加电压渐减的图表。 图4是表示上述图3 (b)中，控制施加电压以使施加电压的渐减梯度产生一次反曲点时生成的激光脉冲的图表。 图5是表示上述第二脉冲激光器中使用的激光用衰减器的一个构成例的平面图。 图6是表示上述激光用衰减器的I个脉冲的激光中选择性降低特定时间的能量的状态的说明图，(a)表示降低前的状态，(b)表示降低后的状态。 图7是表示上述实施方式中使用的第一及第二激光的脉冲波形的一个示例的说明图，(a)表不第一激光，(b)表不第二激光。 图8是表示各种无机材料的波长对光吸收系数的关系的图表。 图9是表示在本专利技术的激光退火方法中，为进行退火处理而有效作用的激光能量的说明图，(a)表不在第二激光的脉冲宽度内的规定时间产生第一激光的情况，(b)表不同时产生第一及第二激光的情况。 标记说明 3:控制装置 5:非晶硅膜 6:第一脉冲激光器 7:第二脉冲激光器 8:合成装置 L1:第一激光 L2:第二激光 【具体实施方式】 以下，基于附图详细说明本专利技术的实施方式。图1是表示本专利技术的激光退火装置的实施方式的正面图。该激光退火装置向非晶硅膜照射激光而进行退火处理，具备:光源装置1、照明装置2以及控制装置3。 上述光源装置I生成用于对在基板4上成膜的非晶硅膜5进行退火处理的激光，包含:第一脉冲激光器6、第二脉冲激光器7以及合成装置8而构成。 在此，上述第一脉冲激光器6产生例如脉冲宽度W1为20nseC、波长λ:为355nm或532nm的第一激光L1，是例如使用非线性光学结晶从波长1064nm的基本波进行波长变换而生成的公知的YAG激光。此外，在以下说明中，以第一激光L1S X1 = SSSnm的激光的情况进行描述。另外，第一脉冲激光器6不限于YAG激光，只要产生短波长的激光，则也可以为例如准分子激光等，在此对YAG激光的情况进行说明。 上述第二脉冲激光器7产生脉冲宽度及波长比第一激光L1更长的第二激光L2,是生成例如脉冲宽度W2为350nseC、波长λ 2为1064nm的激光的YAG激光。此外，第二脉冲激光器7不限于YAG激光，只要产生长波长的激光，则也可以为例如CO2激光等，在此对YAG激光的情况进行说明。 更详细而言，如图2所示，第二脉冲激光器7具备:谐振器9、光放大器10以及激光用衰减器11，它们从第二激光L2的行进方向上游朝向下游按顺序配置。 上述谐振器9使激光往复而产生驻波，在作为谐振器反光镜的前反光镜12及后反光镜13之间具备通过省略图示的闪光灯激发而产生激光的作为激光介质的例如ND:YAG棒14、配置于该ND:YAG棒14的后方且由作为偏振光兀件的偏振分光镜1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光退火装置，向非晶硅膜照射激光以进行退火处理，其特征在于，具备：第一脉冲激光器，其产生具有恒定的脉冲宽度的恒定波长的第一激光；第二脉冲激光器，其产生脉冲宽度及波长比所述第一激光更长的第二激光；合成装置，其将所述第一激光和所述第二激光合成为同一光轴；控制装置，其作用于所述第一及第二脉冲激光器从而控制所述第一及第二激光的产生时间，所述控制装置控制所述第一脉冲激光器，使得所述第一激光在所述第二激光的脉冲宽度内的预定时间产生。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：水村通伸，
申请(专利权)人：株式会社V技术，
类型：发明
国别省市：日本;JP