[发明专利]激光退火处理装置、激光退火处理体的制造方法及激光退火处理程序

说明书

技术领域

本发明涉及对被处理体照射脉冲激光以进行激光退火的激光退火处理装置、激光退火处理体的制造方法及激光退火处理程序。

背景技术

在液晶显示器或有机EL(电致发光(Electro-Luminescence))显示器的像素开关或驱动电路中使用的薄膜晶体管中，执行利用激光的激光退火作为低温工艺的制造方法的一个环节。该方法通过对基板上成膜后的非单晶半导体膜照射激光来进行局部加热熔融，然后在其冷却过程中使半导体薄膜晶化为多晶或单晶。由于晶化后的半导体薄膜的载流子的移动度较大，因而能实现薄膜晶体管的高性能化。

在上述激光照射中，需要对半导体薄膜进行均匀处理，一般要将激光输出控制为恒定，以使照射出的激光具有稳定的照射能量，在脉冲激光中，将脉冲能量控制为恒定。

然而，广泛利用于上述方法中的受激准分子激光器(excimer laser)是利用放电方式来激发气体，从而振荡出激光的激光器。高输出功率的受激准分子激光器中，在第一次高电压产生放电后，利用残留电压产生多次放电，其结果是产生具有多个波峰的激光。在此情况下，有时第二个以后的波峰的特性与第一个波峰的特性不同。因此，提出了这样一种脉冲激光振荡装置：求出脉冲激光的脉冲波形中多个极大值彼此之间的比值，使用该比值处于规定范围内的激光使结晶硅的特性保持为恒定(参照专利文献1)。

该脉冲激光振荡装置中，上述脉冲激光的时间变化波形包含两个以上的波峰组，且设定为其中第二个波峰组的脉冲激光束的峰值在最初的波峰组的脉冲激光束的峰值的0.37～0.47倍的范围内。该装置中，能通过改变配置于脉冲激光装置附近的谐振器的反射镜的角度来调节各波峰组的波形比。

现有技术文献

专利文献1：日本专利特开2001-338892号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在脉冲激光振荡器中，输出因施加于该振荡器的放电电压而发生变化，具有放电电压越大输出就越大的趋势。因此，一般来说，利用光电二极管等合适的测定部对从气体激发脉冲激光振荡器输出的脉冲激光的输出进行测定，并进行反馈控制，该反馈控制基于该测定结果对上述放电电压进行调节以使上述脉冲激光的输出成为目标值。

此外，在通过气体激发输出脉冲激光的气体激发脉冲激光振荡器中，随着运行时间的推移，气体容易与其他物质进行化合，气体因气体浓度的降低或纯度的下降而劣变。由于一旦气体劣变就会导致输出能量的下降，因而在激光装置中具有注射气体这样的功能，将HCl气体等激发用气体以一定的周期注入到振荡器内。然而，若该气体没有以一定的周期注入或气体的注入没能充分抑制气体的劣变，则为了使输出能量保持在目标值，就需利用上述反馈控制使放电电压逐渐上升。

尽管利用放电电压的上升能维持输出能量，但所输出的脉冲激光的波形会发生变化，第二个峰值相对地上升。若第二个峰值增大，则第一个峰值与第二个峰值的比例也增大。

然而，本发明人员发现了以下情况：即，当第二个峰值/第一个峰值增大，则容易产生每个激光脉冲的照射不均(shot irregularity)，在激光退火处理中，在面方向上产生偏差，例如成为影响半导体薄膜的晶化的主要因素。

本发明是为了解决如上所述的以往的技术问题而实施的，其目的在于提供一种能与气体的历时劣变无关地、对被处理体照射稳定的脉冲波形的脉冲激光，从而进行良好的激光退火的激光退火处理装置、激光退火处理程序以及能获得特性优良的激光退火处理体的激光退火处理体的制造方法。

用于解决技术问题所采用的技术方案

即、本发明的激光退火处理装置的特征在于，包括：气体激发脉冲激光振荡器；可变衰减器，该可变衰减器以规定的衰减率使从该气体激发脉冲激光振荡器输出的脉冲激光透过；光学系统，该光学系统将透过该可变衰减器后的脉冲激光引导至被处理体；以及控制部，该控制部进行第一控制，该第一控制对上述气体激发脉冲激光振荡器的上述脉冲激光的输出值进行调节，

上述控制部进行第二控制，该第二控制根据上述气体激发脉冲激光振荡器内的气体劣变，降低由上述第一控制所调节的上述输出值，并减小上述可变衰减器的衰减率。

本发明的激光退火处理体的制造方法，该方法使从气体激发脉冲激光振荡器输出的脉冲激光以规定的衰减率透过可变衰减器，来对被处理体进行照射，其特征在于，