JP2002158184A

JP2002158184A - レーザ熱処理用のレーザ光学系

Info

Publication number: JP2002158184A
Application number: JP2000349520A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Ogawa; 哲也小川; Tatsuki Okamoto; 達樹岡本; Yukio Sato; 行雄佐藤; Junichi Nishimae; 順一西前
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2002-05-31

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、半導体膜をレーザ照射して多結晶
のケイ素膜を形成するためのレーザ熱処理装置の光学系
に関して、多数の結晶粒がほぼ円形状で、結晶欠陥の分
布が一様であるような多結晶のケイ素膜を製造できるレ
ーザ熱処理用のレーザ光学系を提供するものである。【解決手段】レーザ光学系が、ビーム伝送光路内に、
半導体膜上に照射レーザビームを所望のプロフィルに成
形するビーム成形手段と、照射レーザビームを円偏光若
しくは無偏光に変換する偏光変換手段と、を含み、偏光
変換手段が、レーザ光源とビーム成形手段との間に、ビ
ーム成形手段の内部に、若しくは、ビーム成形手段と半
導体膜との間に挿入されて照射レーザビームを円偏光に
変換するλ/４板と、照射レーザビームを無偏光に変換
するデポラライザとを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体膜をレーザ
照射して多結晶のケイ素膜を形成するためのレーザ熱処
理装置の光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ熱処理法は、非晶質のケイ素膜を
結晶化して、薄膜トランジスタの成形のための半導体基
板の製造に利用されている。ケイ素膜の結晶化は、スル
ープット向上のために大面積を処理する必要があり、こ
のためレーザビームをケイ素膜上に照射して、この照射
レーザビーム又はケイ素膜を形成した基板を掃引させて
いる。掃引過程で、加熱された非晶質のケイ素膜には、
結晶の核生成と成長を通じて、結晶粒が形成される。レ
ーザビームの掃引幅が狭いので、ケイ素膜の同一箇所に
複数回、レーザビームが照射されている。

【０００３】従来技術には、波長の短いエキシマレーザ
を用いて、レーザビームを矩形状の分布にして半導体膜
に照射加熱する技術が知られている。例えば、特開平１
１−１６８５１号や同１０−３３３０７７号公報には、
発振器からのレーザビームを、光軸に垂直な面内で互い
に交叉するシリンダアレイに通して、その前方に収束レ
ンズを通して、半導体膜表面に収束させるものであっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、非晶質ケ
イ素膜を、レーザビームを繰り返して結晶化すると、各
結晶粒が楕円化して、結晶内の格子欠陥密度が高い状態
にあるので、これを低減する必要があった。本発明者ら
は、別願で、レーザ発振器からのレーザビームを半導体
膜に照射するための光学系について、半導体膜上の照射
レーザビームの形状を細長の線状で長手方向の強度分布
を均一にして、幅方向の強度分布を急峻な狭幅に調整し
て、線状プロフィルの狭幅方向に走査する過程を繰り返
して、広い面域を効率的に結晶化する光学系を提案して
いる（特願平１１−１７９２３３号）。このような狭幅
のビームプロフィルを固体半導体膜の結晶化に利用する
と、結晶粒が楕円化する現象が見られる。

【０００５】レーザ加熱による結晶化の過程では、非晶
質ケイ素膜は、第１のパスで、いくつかの微細な結晶粒
が生成し、さらに次回以降のパスでさらに成長させる。
これら微結晶粒と非晶質部の境界には、図５に示すよう
に、微結晶粒５４と非晶質部５０の結晶―非結晶構造の
違いからくる電気双極子モーメントＭが存在する。この
モーメントＭの方向は微結晶粒の境界面に対して垂直で
ある。レーザ光の吸収は、レーザ光とこの双極子モーメ
ントの相互作用によって起こる。即ち、レーザ光の吸収
の大きさは、この双極子モーメントベクトルＭとレーザ
光の偏光方向を表す電場ベクトルの内積に比例する。

【０００６】そこで、直線偏光したレーザビーム２１
は、図６（Ａ）に示すように、光軸に対して一定の方向
に電場ベクトル２２を持っている。直線偏光したレーザ
ビームを非晶質ケイ素膜上に照射すると、１回目のレー
ザショットでは、図６（Ｂ）に示すように、非晶質ケイ
素膜に照射領域８５ａに沿って微結晶粒５４ａが発生す
る。

【０００７】２回目のショットでは、直線偏光したレー
ザビーム２１（例えば、直線偏光方向が線状プロフィル
の幅方向と平行であるとする）が照射されると、レーザ
光の吸収が微結晶粒の線状プロフィルの幅方向の境界で
強く起こり、長手方向の境界ではほとんど起こらないた
め、図６（Ｃ）に示すように、非晶質ケイ素膜中の微結
晶粒５４ｂは線状プロフィルの幅方向に優先的に成長
し、その粒形は、２回目ショットの照射領域８５ｂの幅
方向に延びた楕円形状になる。さらに、次回以降のショ
ットにより、図６（Ｄ）に示すように、微結晶粒５４ｃ
はこの幅方向に一層長く伸びた長楕円形に成長する。

【０００８】薄膜トランジスタにより集積回路を構成す
る際、多数の薄膜トランジスタは多結晶のケイ素膜の任
意の位置に形成される。多結晶のケイ素膜による薄膜ト
ランジスタの特性は、多結晶のケイ素膜内の結晶欠陥に
大きく依存する。そのため、結晶欠陥が一様に分布して
いないと、各薄膜トランジスタの特性が異なり、回路が
正常に動作しなくなる。結晶欠陥は多結晶のケイ素膜内
で一様に分布していなければならないが、多結晶のケイ
素膜の結晶欠陥はその大部分が結晶粒界に存在するの
で、多結晶のケイ素膜を構成する個々の結晶粒が楕円形
状をしていると、結晶欠陥の分布が一様ではなくなる。

【０００９】本発明は、非晶質半導体膜の結晶化により
多数の結晶粒がほぼ円形状で、結晶欠陥の分布が一様で
あるような多結晶のケイ素膜を製造できるレーザ熱処理
用のレーザ光学系を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、直線偏光状態
で発振器から射出されるレーザビームを、円偏光または
無偏光に変換して、非晶質ケイ素膜に照射して加熱し、
これによりケイ素膜にほぼ円形の結晶粒から成る多結晶
を形成する。

【００１１】レーザ加熱処理用のレーザ光学系は、詳し
くは、レーザ光源からのレーザビームを半導体膜に照射
してレーザ加熱処理を行なうレーザ光学系であって、レ
ーザ光学系が、ビーム伝送光路内に、半導体膜上に照射
レーザビームを所望のプロフィルに成形するビーム成形
手段と、照射レーザビームを円偏光若しくは無偏光に変
換する偏光変換手段と、を含んでいる。

【００１２】本発明の光学系は、偏光変換手段としてビ
ーム伝送光路内に１/４波長板を配置することができ、
これにより、レーザ光源から射出された直線偏光ビーム
を円偏光に変換した後に、半導体膜にレーザビームに照
射する。

【００１３】他の偏光変換手段としてビーム伝送光路内
にデポラライザーを配置してもよく、レーザ光源から射
出された直線偏光ビームを無偏光に変換した後に、半導
体膜にレーザビームに照射する。

【００１４】本発明の光学系は、非晶質の半導体膜を円
形の大きな結晶粒に成長させて結晶化するので、結晶粒
界に存在する結晶欠陥を多結晶半導体膜の面域に均一に
分布させることができ、特性の揃った薄膜トランジスタ
を製造することが可能となり、集積回路の正常動作を図
るこができる。

【００１５】本発明において、レーザ光には、波長３３
０〜８００ｎｍの範囲のレーザ光が利用でき、特に、固
体レーザ発振器が利用できる。より具体的には、レーザ
光源は、Ｎｄ又はＹｂをイオンドープした結晶若しくは
ガラスを励起媒質とした固体レーザの高調波が利用でき
る。より具体的には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第２又は第
３高調波、Ｎｄ：ガラスレーザの第２又は第３高調波、
Ｎｄ：ＹＶＯ₄レーザの第２又は第３高調波、Ｎｄ：Ｙ
ＬＦレーザの第２又は第３高調波があり、また、Ｙｂ：
ＹＡＧレーザの第２又は第３高調波、Ｙｂ：ガラスレー
ザの第２又は第３高調波が利用でき、さらに、Ｔｉ：Ａ
ｌ₂Ｏ₃（サファイア）レーザの基本波または第２高調波
が使用できる。これらは、好ましくは、Ｑスイッチ発振
固体レーザとして利用され、特に、ＱスイッチＮｄ：Ｙ
ＡＧレーザの第２高調波が好ましい。

【００１６】上記固体レーザは、ビーム品質が良く直線
偏光状態にあるが、照射に際しては、上記の如く、本発
明の光学系により、効率的に円偏光または無偏光に変換
でき、結晶化によってほぼ円形の結晶粒から成る多結晶
の半導体膜が得られる。

【００１７】半導体膜として、ガラスまたは石英の基板
を使用し、その基板上に形成した非晶質または多結晶の
ケイ素膜を用いることができ、本発明のレーザ光学系に
より、多結晶ケイ素膜が得られ、これにより、膜液晶デ
ィスプレイ等への応用が可能な高性能薄膜トランジスタ
が製造できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明は、偏光変換手段により直
線偏光状態のレーザビームを円偏光又は無偏光に変換す
るものであり、以下の実施形態では、偏光変換手段とし
て、直線偏光を円偏光に変換するための光学素子、１/
４波長板、をレーザビームを放出するレーザ発振器と基
板上に成膜した半導体膜との間に配置するものである。
また、直線偏光を無偏光に変換するための光学素子、デ
ポラライザーを、レーザビームを放出するレーザ発振器
と基板上に成膜した半導体膜との間に配置する。

【００１９】この光学系が適用できる半導体膜は、基板
上に被着された非晶質又は結晶質の半導体膜であるが、
一例として、多結晶ケイ素膜の製造には、ガラス基板な
いし石英の基板に被膜形成された非晶質ケイ素膜が利用
される。

【００２０】本発明のレーザ光学系は、レーザ光源から
半導体膜に至るビーム伝送光路内に半導体膜上の照射レ
ーザビームを所望のプロフィルに成形するビーム成形手
段を含み、偏光変換手段としての１/４波長板又はデポ
ラライザーは、上記光路内で、ビーム成形手段の前方若
しくは後方又はビーム成形手段の内部に適宜配置でき
る。

【００２１】ビーム成形手段は、半導体膜上の照射レー
ザビームのプロフィルを決定するもので、レーザ発振器
からのレーザビームをそのレーザビームプロフィルのま
まで半導体膜に照射する集光レンズ系が利用できるが、
好ましくは、半導体膜上の照射レーザビームを長方形、
特に、線状とした強度分布に成形するものが、照射領域
幅が大きく、且つ走査方向への一方向加熱により均一な
加熱ができ、大きな結晶粒の成長が実現できるので、有
利である。

【００２２】円偏光でも無偏光でも、１回目のレーザシ
ョットでは、非晶質半導体膜の照射経路が加熱され次い
で冷却され、その加熱冷却過程で、非晶質マトリックス
中に生成した結晶核が、大よそ円形の結晶粒に成長す
る。このような微結晶粒がレーザビームの照射経路内に
飛び飛びに存在している。

【００２３】円偏光のレーザビームの場合は、図３に示
すように、レーザ光が１波長進むごとに電場ベクトル２
２が１回転する。そこで、２回目のショットでは、１回
目のショットのレーザ熱処理で核生成・成長したいくつ
かの微結晶粒の境界に存在する全ての方向の電気双極子
モーメントと円偏光の電場ベクトルとが均等に相互作用
するので、微結晶粒の全ての境界付近で均等な強いレー
ザ光の吸収が起こり、結晶粒は、等方的に成長してその
形はほぼ円形になる。

【００２４】また、無偏光のレーザビームの場合も、無
偏光ビームは、ある方向の軸に対して射影した全ての電
場ベクトルの成分の和があらゆる方向の軸に関して等し
いので、二回目のショットでは、１回目のショットのレ
ーザ熱処理で核生成・成長したいくつかの微結晶粒の境
界に存在する全ての方向の電気双極子モーメントと光の
電場ベクトルとが均等に相互作用することができる。そ
こで、微結晶粒の全ての境界付近で均等な強いレーザ光
の吸収が起こり、結晶粒は、等方的にほぼ円形に成長す
る。

【００２５】このようにして、レーザビームが円偏光で
も無偏光でも、さらにレーザショットを適宜繰り返す
と、結晶粒の成長に伴って非晶質ケイ素が全て結晶化さ
れ、ケイ素膜は、等方的な大きな結晶粒で占められる。
このような円形に成長した結晶粒は、結晶粒界に存在す
る結晶欠陥が多結晶のケイ素膜内に均一に分布するの
で、結晶膜の面域にわたって特性の揃った薄膜トランジ
スタを製造することができ、集積回路の正常動作を補償
することになる。

【００２６】実施の形態１．図１において、図１（Ａ）
は、レーザ光源１として、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ
のレーザ発振器１とビーム成形手段３との間に、１/４
波長板４１（以下、λ/４板）を配置した例であり、λ/
４板４１により円偏光したビームは、ビーム成形手段３
により被照射位置で線状プロフィルになるようにビーム
形状を成形され、円偏光したレーザビーム４２が、半導
体膜として非晶質ケイ素膜５に照射される。これによ
り、ケイ素膜５の表面には、狭幅の線状のプロフィルを
有する円偏光の照射レーザビーム８が走査される。

【００２７】図１（Ｂ）は、λ/４板４１をビーム成形
手段３の内部に配置した例を示している。レーザ発振器
１から放射されたレーザビーム２は、ビーム成形手段３
を通過する過程で、ビーム形状を線状プロフィルに成形
すると共に、λ/４板４１により円偏光にされて、ビー
ム成形手段３からのレーザビーム４２が、ケイ素膜５に
照射される。これにより、同様に、ケイ素膜５の表面に
は、狭幅の線状のプロフィルを有する円偏光の照射レー
ザビーム８が狭幅方向に走査される。

【００２８】図１（Ｃ）は、λ/４板４１を、ビーム成
形手段３と半導体膜５との間に挿入した例であるが、レ
ーザ光源１から放射されたレーザビーム２は、ビーム成
形手段３を通過する過程で、ビーム形状を線状プロフィ
ルになるように成形され、成形されたレーザビーム４２
は、λ/４板４１により、円偏光にされて、ケイ素膜５
に照射される。ケイ素膜表面上の照射レーザビーム８
は、狭幅の線状のプロフィルを有する円偏光となり、狭
幅方向に走査される。

【００２９】λ/４板は、このように、ビームプロフィ
ルを成形するための成形光学系の前方、後方、もしくは
その中に適宜配置できるのであるが、成形光学系の中に
レーザビームの偏光に作用する光学素子（例えば、レー
ザ光を反射させる物体、反射鏡など）が存在する場合に
は、λ/４板はビーム成形手段４１の後方に設置するこ
とが望ましい。これは、反射鏡などの偏光に作用する光
学素子の前で円偏光にしてしまうと、この素子通過の後
では、円偏光が損なわれることがあるからである。

【００３０】実施の形態２．この実施形態では、偏光変
換手段により直線偏光状態のレーザビームを無偏光状態
に変換するものである。偏光変換手段として、直線偏光
を無偏光に変換するための光学素子、デポラライザー
を、レーザ発振器とガラス基板上非晶質または多結晶の
ケイ素膜との間に配置する。

【００３１】図２において、図２（Ａ）は、レーザ光源
１として、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザのレーザ発振器
１とビーム成形手段３との間に、デポラライザー４３を
配置した例であり、デポラライザー４３により無偏光に
したビームは、ビーム成形手段３により被照射位置で線
状プロフィルになるようにビーム形状が成形され、無偏
光レーザビーム４４が半導体膜として非晶質ケイ素膜５
に照射され、ケイ素膜５の表面には、この狭幅の線状の
プロフィルを有する無偏光の照射レーザビーム８が走査
される。

【００３２】図２（Ｂ）は、デポラライザー４３をビー
ム成形手段３の内部に配置した例を示している。レーザ
発振器１から放射されたレーザビーム２は、ビーム成形
手段３を通過する過程で、ビーム形状を線状プロフィル
になるように成形すると共に、デポラライザー４３によ
り無偏光にされて、ビーム成形手段３からのレーザビー
ム８０が、ケイ素膜５に照射される。これにより、同様
に、ケイ素膜５の表面には、狭幅の線状のプロフィルを
有する無偏光の照射レーザビーム８が狭幅方向に走査さ
れる。

【００３３】図２（Ｃ）は、デポラライザー４３を、ビ
ーム成形手段３と半導体膜５との間に挿入した例である
が、レーザ光源１から放射されたレーザビーム２は、ビ
ーム成形手段３を通過する過程で、ビーム形状を線状プ
ロフィルに成るように成形され、成形されたレーザビー
ムは、デポラライザー４３により無偏光にされて、無偏
光レーザビーム４４がケイ素膜５に照射される。ケイ素
膜表面上の照射レーザビーム８は、狭幅の線状のプロフ
ィルを有する無偏光となり、照射レーザビーム８は、狭
幅方向に走査される

【００３４】デポラライザーは、ビーム成形手段の前
方、後方、もしくはその中に自由に配置できるけれど
も、ビーム成形手段の中に反射鏡その他レーザビームの
偏光に作用する光学素子が存在する場合には、同様に、
デポラライザーはビーム成形手段の後方に設置すること
が望ましい。

【００３５】実施の形態３．以上の実施形態で示したビ
ーム成形手段３は、レーザ発振器の放射レーザビーム２
を線状のプロフィルに成形するものであるが、このよう
なビーム成形手段の例として、図４に例示するものが利
用できる。図において、この例のビーム成形手段３は、
光強度分布を一方方向（図中でｙ方向）について均一な
分布にする光導波路３２と、ビームが均一にされた方向
（同ｙ方向）には半導体膜５上に転写する転写レンズ３
３と、その直交方向（図中でｘ方向）には半導体膜５上
に集光する集光レンズ３４とから構成したものである。
導波路３２は、ｙ方向に互いに対面した一対の反射面を
有しており、レーザ発振器１からのガウス分布の放射レ
ーザビーム２は、集光レンズ３１により反射面間に導光
され、１対の反射面間で反射を繰り返して出射する。こ
の出射ビームは、ｙ方向の強度分布が均一化され、ｘ方
向にはガウス分布に似た分布を持っている。転写レンズ
３３と集光レンズ３４とは、シリンドリカル凸レンズで
あるが、光軸を共通にして、転写レンズ３３の円筒軸
（シリンドリカルレンズの長手方向）がｘ方向に平行
で、集光レンズ３４のそれはｙ方向に平行で、両者は互
いに直交して配置されている。転写レンズ３３が導波路
からの出射ビームのｙ方向分布を半導体膜上に一定の長
さに結像し、集光レンズ３４が出射ビームのｘ方向分布
を狭幅に結像する。従って、半導体膜５上での照射レー
ザビーム８は、ｘ方向に狭幅で急峻な分布をもち、且
つ、ｙ方向には長くされて均一な強度分布を備えた線状
のビームプロフィルを得ることができる。この線状照射
レーザビーム８は、ｘ方向に走査することにより、広幅
な照射領域に、x方向には温度勾配を形成し、ｙ方向に
は温度勾配を生じないので、均一な核生成とx方向の成
長が得られる。

【００３６】本発明の光学系は、図４に示したビーム成
形手段３の前方又は後方に上記のλ/４板又はデポララ
イザーを配置することができるが、好ましくは、図４の
導波路３２が繰り返し反射を利用するので、ビーム成形
手段の後方に、即ち、ビーム成形手段とケイ素膜５との
間に配置するのが好ましい。また、このビーム成形手段
にλ/４板又はデポラライザーを挿入してもよく、好ま
しくは、導波路３２より後方の光路内、例えば、導波路
３２と転写レンズ３３との間に配置することができる。

【００３７】強度分布成形手段には、上記光導波路以外
にも利用でき、空間に互いに対面する１対の反射鏡でも
よい。

【００３８】

【発明の効果】本発明の光学系は、レーザ発振器から直
線偏光状態で放射レーザビームを、偏光変換手段によ
り、円偏光又は無偏光に変換して、非晶質半導体膜に照
射するので、ほぼ円形の結晶粒から成る多結晶の半導体
膜が得られ、結晶粒界に存在する結晶欠陥を多結晶の半
導体膜内に均一に分散させることができ、結晶半導体膜
上に特性の揃った薄膜トランジスタを製造することで
き、これから製造された集積回路に正常動作を補償する
ことができる。

【００３９】偏光変換手段が、照射レーザビームを円偏
光に変換するλ/４板であって、レーザ光源とビーム成
形手段との間に、ビーム成形手段の内部に、若しくは、
ビーム成形手段と半導体膜との間に挿入でき、レーザビ
ームを半導体膜に照射することにより、ほぼ円形の結晶
粒から成る多結晶の半導体膜が得られる。

【００４０】偏光変換手段が、照射レーザビームを無偏
光に変換するデポラライザーであって、レーザ光源とビ
ーム成形手段との間に、ビーム成形手段の内部に、若し
くは、ビーム成形手段と半導体膜との間に挿入でき、レ
ーザビームを半導体膜に照射することにより、ほぼ円形
の結晶粒から成る多結晶の半導体膜が得られる。

【００４１】半導体膜として、ガラスまたは石英の基板
上の非晶質または多結晶のケイ素膜を用いれば、液晶デ
ィスプレイ等への応用が可能な高性能薄膜トランジスタ
が製造できる

【００４２】ビーム品質が良く直線偏光状態のＮｄ又は
Ｙｂのイオンドープの結晶又はガラスを励起媒質とした
Ｑスイッチ発振固体レーザの高調波を用いれば、効率的
に円偏光または無偏光状態に変換でき、ほぼ円形の結晶
粒から成る多結晶のケイ素膜が得られ、結晶粒界に存在
する結晶欠陥が多結晶のケイ素膜内に均一に分布させる
ことができる。

【００４３】レーザ光源にＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレー
ザの第２高調波を用いれば、効率的に円偏光または無偏
光状態に変換でき、ほぼ円形の結晶粒から成る多結晶の
ケイ素膜が得られ、結晶粒界に存在する結晶欠陥が多結
晶のケイ素膜内に均一に分布させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る光学系の模式図（Ａ
〜Ｃ）。

【図２】本発明の他の実施形態に係る光学系の模式図
（Ａ〜Ｃ）。

【図３】円偏光レーザビームの電場ベクトルを示す。

【図４】本発明の実施形態に利用できるビーム成形手
段の模式的断面図で、（Ａ）は、ｘ方向に、（Ｂ）は、
ｙ方向に見た図を示す。

【図５】非晶質膜に析出した微結晶粒の電気双極子モ
ーメントを示す。

【図６】直線偏光レーザビームの電場ベクトルを示す
図（Ａ）と、直線偏光レーザビームを使用した場合の非
晶質ケイ素膜上でのレーザショットの回数による微結晶
の成長の過程を示す図（Ｂ〜Ｄ）。

【符号の説明】

１レーザ発振器、２レーザビーム、３ビーム成形
手段、４１ λ／４板、４３デポラライザー、５ケ
イ素膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤行雄東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者西前順一東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 5F052 AA02 BB02 BB03 CA04 CA10 DA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光源からのレーザビームを半導体
膜に照射してレーザ加熱処理を行なうレーザ光学系にお
いて、レーザ光学系が、ビーム伝送光路内に、半導体膜
上に照射レーザビームを所望のプロフィルに成形するビ
ーム成形手段と、照射レーザビームを円偏光若しくは無
偏光に変換する偏光変換手段と、を含むことを特徴とす
るレーザ加熱処理用のレーザ光学系。
【請求項２】偏光変換手段が、レーザ光源とビーム成
形手段との間に、ビーム成形手段の内部に、若しくは、
ビーム成形手段と半導体膜との間に挿入されて照射レー
ザビームを円偏光に変換する１/４波長板である請求項
１に記載のレーザ光学系。
【請求項３】偏光変換手段が、レーザ光源とビーム成
形手段との間、ビーム成形手段の内部に、若しくは、ビ
ーム成形手段と半導体膜との間のいずれかに挿入され
て、照射レーザビームを無偏光に変換するデポラライザ
である請求項１に記載のレーザ光学系。
【請求項４】上記半導体膜が、基板上の非晶質または
多結晶のケイ素膜である請求項１ないし３いずれかに記
載のレーザ熱処理装置の光学系。
【請求項５】上記レーザ光源は、Ｎｄ若しくはＹｂを
イオンドープした結晶若しくはガラスを励起媒質とした
Ｑスイッチ発振固体レーザの高調波である請求項１ない
し４のいずれかに記載のレーザ熱処理装置の光学系。
【請求項６】上記レーザ光源は、ＱスイッチＮｄ：Ｙ
ＡＧレーザの第２高調波である請求項１ないし５のいず
れかに記載のレーザ熱処理装置の光学系。