TW200529449A

Laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method for manufacturing semiconductor device

Abstract

The object of the present invention is to provide a laser irradiation apparatus being able to enlarge the beam spot to a large degree compared with that of the CW laser, to suppress the thermal damage to the glass substrate, and to form an aggregation of crystal grains including a single crystal extending long in a scanning direction by growing the crystal continuously in the scanning direction. The laser irradiation of the present invention comprises a pulsed laser oscillator, a non-linear optical element for converting the wavelength of the laser light emitted from the pulsed laser oscillator, and an optical system for condensing the laser light whose wavelength is converted on a semiconductor film, wherein the pulsed laser oscillator has a repetition rate in the range of 10 MHz to 100 GHz.

Term

No projected expiry on record.

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92 claims: 88 independent, 4 dependent

  1. 1
    一種雷射照射裝置,包括:脈衝雷射振盪器,其中,該脈衝雷射振盪器的脈衝重復頻率是10MHz或更高。
  2. 2
    一種雷射照射裝置,包括:脈衝雷射振盪器,其中,該脈衝雷射振盪器的脈衝重復頻率在10MHz至100GHz的範圍。
  3. 3
    一種雷射照射裝置,包括:脈衝雷射振盪器;用於改變從該脈衝雷射振盪器發射出來的雷射波長的非線形光學元件;以及用於將其波長被改變了的該雷射聚光到被處理物上的光學系統,其中,該脈衝雷射振盪器的脈衝重復頻率是10MHz或更高。
  4. 4
    一種雷射照射裝置,包括:脈衝雷射振盪器;用於改變從該脈衝雷射振盪器發射出來的雷射波長的非線形光學元件;以及用於將其波長被改變了的該雷射聚光到被處理物上的光學系統,其中,該脈衝雷射振盪器的脈衝重復頻率在10MHz至100GHz的範圍。
  5. 5
    一種雷射照射裝置,包括:脈衝雷射振盪器;用於改變從該脈衝雷射振盪器發射出來的雷射波長的非線形光學元件;以及用於將其波長被改變了的該雷射聚光到被處理物上的光學系統,其中,該脈衝雷射振盪器的脈衝重復頻率在10MHz至100GHz的範圍,並且,如假設真空中的光速為c,形成有該被處理物的基板的折射率為n,該基板的厚度為d,該雷射光束的脈寬為t,則滿足不等式ct<2nd。
  6. 6
    一種雷射照射裝置,包括:脈衝雷射振盪器;用於改變從該脈衝雷射振盪器發射出來的雷射波長的非線形光學元件;以及用於將其波長被改變了的該雷射聚光到被處理物上的光學系統,其中,該脈衝雷射振盪器的脈衝重復頻率在10MHz至100GHz的範圍,並且,如假設真空中的光速為c,形成有該被處理物的基板的折射率為n,該基板的厚度為d,該雷射光束的脈寬為t,則滿足不等式ct<4nd。
  7. 7
    如申請專利範圍第3項的雷射照射裝置,其中該其波長被改變了的雷射光束具有二次諧波。
  8. 8
    一種雷射照射方法,包括對被處理物照射脈衝反復頻率為10MHz或更高的脈衝雷射的步驟。
  9. 9
    一種雷射照射方法,包括對被處理物照射脈衝反復頻率為10MHz至100GHz的脈衝雷射的步驟。
  10. 10
    一種雷射照射方法,包括以下步驟:用非線形光學元件改變從脈衝雷射振盪器發射出來的雷射的波長;將該其波長被改變了的雷射照射到被處理物,其中,脈衝重復頻率是10MHz或更高。
  11. 11
    一種雷射照射方法,包括以下步驟:用非線形光學元件改變從脈衝雷射振盪器發射出來的雷射的波長;將該其波長被改變了的雷射照射到被處理物,其中,脈衝重復頻率在10MHz至100GHz的範圍。
  12. 12
    一種雷射照射方法,包括以下步驟:用非線形光學元件改變從脈衝雷射振盪器發射出來的雷射的波長;將該其波長被改變了的雷射照射到被處理物,其中,脈衝重復頻率在10MHz至100GHz的範圍,並且,如假設真空中的光速為c,形成有該被處理物的基板的折射率為n,該基板的厚度為d,該雷射光束的脈寬為t,則滿足不等式ct<2nd。
  13. 13
    一種雷射照射方法,包括以下步驟:用非線形光學元件改變從脈衝雷射振盪器發射出來的雷射的波長;將該其波長被改變了的雷射照射到被處理物,其中,脈衝重復頻率在10MHz至100GHz的範圍,並且,如假設真空中的光速為c,形成有該被處理物的基板的折射率為n,該基板的厚度為d,該雷射光束的脈寬為t,則滿足不等式ct<4nd。
  14. 14
    一種雷射照射方法,包括以下步驟:用非線形光學元件改變從脈衝雷射振盪器發射出來的雷射的波長;將該其波長被改變了的雷射照射到被處理物,其中,脈衝重復頻率在10MHz至100GHz的範圍,並且,射入的該雷射以及被該形成有被處理物的基板背面反射的雷射在相當於該雷射的脈寬的10%或更少的時間,同時照射到該被處理物的某區域。
  15. 15
    如申請專利範圍第10項的雷射照射方法,其中該其波長被改變了的雷射具有二次諧波。
  16. 16
    一種半導體裝置的製造方法,包括對被處理物照射脈衝反復頻率為10MHz或更高的脈衝雷射步驟。
  17. 17
    一種半導體裝置的製造方法,包括對被處理物照射脈衝反復頻率為10MHz至100GHz的脈衝雷射步驟。
  18. 18
    一種半導體裝置的製造方法,包括以下步驟:用非線形光學元件改變從脈衝雷射振盪器發射出來的雷射的波長;將該其波長被改變了的雷射照射到被處理物,其中,脈衝重復頻率是10MHz或更高。
  19. 19
    一種半導體裝置的製造方法,包括以下步驟:用非線形光學元件改變從脈衝雷射振盪器發射出來的雷射的波長;將該其波長被改變了的雷射照射到被處理物,其中,脈衝重復頻率在10MHz至100GHz的範圍。
  20. 20
    一種半導體裝置的製造方法,包括以下步驟:用非線形光學元件改變從脈衝雷射振盪器發射出來的雷射的波長;將該其波長被改變了的雷射照射到被處理物,其中,脈衝重復頻率在10MHz至100GHz的範圍,並且,如假設真空中的光速為c,形成有該被處理物的基板的折射率為n,該基板的厚度為d,該雷射光束的脈寬為t,則滿足不等式ct<2nd。
  21. 21
    一種半導體裝置的製造方法,包括以下步驟:用非線形光學元件改變從脈衝雷射振盪器發射出來的雷射的波長;將該其波長被改變了的雷射照射到被處理物,其中,脈衝重復頻率在10MHz至100GHz的範圍,並且,如假設真空中的光速為c,形成有該被處理物的基板的折射率為n,該基板的厚度為d,該雷射光束的脈寬為t,則滿足不等式ct<4nd。
  22. 22
    一種半導體裝置的製造方法,包括以下步驟:用非線形光學元件改變從脈衝雷射振盪器發射出來的雷射的波長;將該其波長被改變了的雷射照射到被處理物,其中,該脈衝雷射振盪器的脈衝重復頻率在10MHz至100GHz的範圍,並且,射入的該雷射以及被該形成有被處理物的基板背面反射的雷射在相當於該雷射的脈寬的10%或更少的時間,同時照射到該被處理物的某區域。
  23. 23
    如申請專利範圍第18項的半導體裝置的製造方法,其中該其波長被改變了的雷射光束具有二次諧波。
  24. 24
    如申請專利範圍第4項的雷射照射裝置,其中該其波長被改變了的雷射光束具有二次諧波。
  25. 25
    如申請專利範圍第5項的雷射照射裝置,其中該其波長被改變了的雷射光束具有二次諧波。
  26. 26
    如申請專利範圍第6項的雷射照射裝置,其中該其波長被改變了的雷射光束具有二次諧波。
  27. 27
    如申請專利範圍第11項的雷射照射方法,其中該其波長被改變了的雷射光束具有二次諧波。
  28. 28
    如申請專利範圍第12項的雷射照射方法,其中該其波長被改變了的雷射光束具有二次諧波。
  29. 29
    如申請專利範圍第13項的雷射照射方法,其中該其波長被改變了的雷射光束具有二次諧波。
  30. 30
    如申請專利範圍第14項的雷射照射方法,其中該其波長被改變了的雷射光束具有二次諧波。
  31. 31
    如申請專利範圍第19項的半導體裝置的製造方法,其中該其波長被改變了的雷射光束具有二次諧波。
  32. 32
    如申請專利範圍第20項的半導體裝置的製造方法,其中該其波長被改變了的雷射光束具有二次諧波。
  33. 33
    如申請專利範圍第21項的半導體裝置的製造方法,其中該其波長被改變了的雷射光束具有二次諧波。
  34. 34
    如申請專利範圍第22項的半導體裝置的製造方法,其中該其波長被改變了的雷射光束具有二次諧波。
  35. 35
    如申請專利範圍第3項的雷射照射裝置,其中該被處理物包括半導體膜。
  36. 36
    如申請專利範圍第4項的雷射照射裝置,其中該被處理物包括半導體膜。
  37. 37
    如申請專利範圍第5項的雷射照射裝置,其中該被處理物包括半導體膜。
  38. 38
    如申請專利範圍第6項的雷射照射裝置,其中該被處理物包括半導體膜。
  39. 39
    如申請專利範圍第8項的雷射照射方法,其中該被處理物包括半導體膜。
  40. 40
    如申請專利範圍第9項的雷射照射方法,其中該被處理物包括半導體膜。
  41. 41
    如申請專利範圍第10項的雷射照射方法,其中該被處理物包括半導體膜。
  42. 42
    如申請專利範圍第11項的雷射照射方法,其中該被處理物包括半導體膜。
  43. 43
    如申請專利範圍第12項的雷射照射方法,其中該被處理物包括半導體膜。
  44. 44
    如申請專利範圍第13項的雷射照射方法,其中該被處理物包括半導體膜。
  45. 45
    如申請專利範圍第14項的雷射照射方法,其中該被處理物包括半導體膜。
  46. 46
    如申請專利範圍第16項的半導體裝置的製造方法,其中該被處理物包括半導體膜。
  47. 47
    如申請專利範圍第17項的半導體裝置的製造方法,其中該被處理物包括半導體膜。
  48. 48
    如申請專利範圍第18項的半導體裝置的製造方法,其中該被處理物包括半導體膜。
  49. 49
    如申請專利範圍第19項的半導體裝置的製造方法,其中該被處理物包括半導體膜。
  50. 50
    如申請專利範圍第20項的半導體裝置的製造方法,其中該被處理物包括半導體膜。
  51. 51
    如申請專利範圍第21項的半導體裝置的製造方法,其中該被處理物包括半導體膜。
  52. 52
    如申請專利範圍第22項的半導體裝置的製造方法,其中該被處理物包括半導體膜。
  53. 53
    如申請專利範圍第1項的雷射照射裝置,其中該雷射照射裝置進一步包括用於照射該雷射到被處理物的載物台,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  54. 54
    如申請專利範圍第1項的雷射照射裝置,其中該雷射照射裝置進一步包括用於照射該雷射到被處理物的載物台,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  55. 55
    如申請專利範圍第2項的雷射照射裝置,其中該雷射照射裝置進一步包括用於照射該雷射到被處理物的載物台,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  56. 56
    如申請專利範圍第2項的雷射照射裝置,其中該雷射照射裝置進一步包括用於照射該雷射到被處理物的載物台,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  57. 57
    如申請專利範圍第3項的雷射照射裝置,其中該雷射照射裝置進一步包括用於照射該雷射到該被處理物的載物台,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  58. 58
    如申請專利範圍第3項的雷射照射裝置,其中該雷射照射裝置進一步包括用於照射該雷射到該被處理物的載物台,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  59. 59
    如申請專利範圍第4項的雷射照射裝置,其中該雷射照射裝置進一步包括用於照射該雷射到該被處理物的載物台,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  60. 60
    如申請專利範圍第4項的雷射照射裝置,其中該雷射照射裝置進一步包括用於照射該雷射到該被處理物的載物台,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  61. 61
    如申請專利範圍第5項的雷射照射裝置,其中該雷射照射裝置進一步包括用於照射該雷射到該被處理物的載物台,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  62. 62
    如申請專利範圍第5項的雷射照射裝置,其中該雷射照射裝置進一步包括用於照射該雷射到該被處理物的載物台,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  63. 63
    如申請專利範圍第6項的雷射照射裝置,其中該雷射照射裝置進一步包括用於照射該雷射到該被處理物的載物台,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  64. 64
    如申請專利範圍第6項的雷射照射裝置,其中該雷射照射裝置進一步包括用於照射該雷射到該被處理物的載物台,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  65. 65
    如申請專利範圍第8項的雷射照射方法,其中該方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  66. 66
    如申請專利範圍第8項的雷射照射方法,其中該方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  67. 67
    如申請專利範圍第9項的雷射照射方法,其中該方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  68. 68
    如申請專利範圍第9項的雷射照射方法,其中該方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  69. 69
    如申請專利範圍第10項的雷射照射方法,其中該方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  70. 70
    如申請專利範圍第10項的雷射照射方法,其中該方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  71. 71
    如申請專利範圍第11項的雷射照射方法,其中該方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  72. 72
    如申請專利範圍第11項的雷射照射方法,其中該方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  73. 73
    如申請專利範圍第12項的雷射照射方法,其中該方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  74. 74
    如申請專利範圍第12項的雷射照射方法,其中該方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  75. 75
    如申請專利範圍第13項的雷射照射方法,其中該方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  76. 76
    如申請專利範圍第13項的雷射照射方法,其中該方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  77. 77
    如申請專利範圍第14項的雷射照射方法,其中該方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  78. 78
    如申請專利範圍第14項的雷射照射方法,其中該方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  79. 79
    如申請專利範圍第16項的半導體裝置的製造方法,其中該製造方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  80. 80
    如申請專利範圍第16項的半導體裝置的製造方法,其中該製造方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  81. 81
    如申請專利範圍第17項的半導體裝置的製造方法,其中該製造方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  82. 82
    如申請專利範圍第17項的半導體裝置的製造方法,其中該製造方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  83. 83
    如申請專利範圍第18項的半導體裝置的製造方法,其中該製造方法進一步包括照射安裝在載物台的被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  84. 84
    如申請專利範圍第18項的半導體裝置的製造方法,其中該製造方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  85. 85
    如申請專利範圍第19項的半導體裝置的製造方法,其中該製造方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  86. 86
    如申請專利範圍第19項的半導體裝置的製造方法,其中該製造方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  87. 87
    如申請專利範圍第20項的半導體裝置的製造方法,其中該製造方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  88. 88
    如申請專利範圍第20項的半導體裝置的製造方法,其中該製造方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  89. 89
    如申請專利範圍第21項的半導體裝置的製造方法,其中該製造方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  90. 90
    如申請專利範圍第21項的半導體裝置的製造方法,其中該製造方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
  91. 91
    如申請專利範圍第22項的半導體裝置的製造方法,其中該製造方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度在幾十至幾千mm/s的範圍。
  92. 92
    如申請專利範圍第22項的半導體裝置的製造方法,其中該製造方法進一步包括照射安裝在載物台的該被處理物的步驟,並且該載物台的掃描速度是100至2000 mm/s。
Independent claims92