JP / EN

ソリューション
レーザーアニーリングシステム



レーザーアニーリングとはウエハやガラス基板上に成膜された
アモルファスシリコン薄膜などの表層をレーザーでポリSiに改質する事です
固体レーザーを使用したアニーリングシステムはダウンタイムが少なく
4インチウエハからG6基板までシステム対応しています
レーザーアニーリングとは
レーザーアニールとは、アモルファスシリコン薄膜の表層部をパルスレーザーで瞬時に溶融冷却し結晶化させポリシリコン薄膜に改質させる工程のことです。産業用途ではフラットパネルディスプレイプロセスでアモルファスシリコンをポリシリコンに改質させる工程に利用されています。エキシマレーザーで行うELAが主流でしたがランニングコストの低い固体グリーンレーザーシステムに移っていきました。しかしグリーンレーザーで生成されたポリシリコンの粒度分布は高解像度LCD TFTに十分ですが、OLED TFTの粒子サイズと規則性は要件に達していませんでした。そのためOLED TFT向けには波長343nmのUV固体レーザーを使用したシステム(UV-SLA)が開発されました。 UV-SLAプロセスはスキャン中のマルチショット吸収により、均一な粒度分布が得られます。
UV-SLAを使用することで左のプロファイルのような大きなDoFを持つフラットトッププロファイルでのレーザーアニールが行えます。このトップフラットプロファイルを使用することで、20mm/sの高速スキャンとポリSi薄膜の周期的パターン構造(LIPPS)を得ることが出来ます。速度は生産タクトを上げることが出来るため重要で周期的パターン構造はデバイスの速度向上に貢献します。 UV-SLAにより高いスループットと所有コストの削減(ELAの40-50%)を実現します。
左の写真はUV固体レーザーを使用したシステム VOLCANO® 100UV SLAによるフラットトッププロファイルでアモルファスシリコンをポリシリコン化させたレーザーアニール後の薄膜のSEM写真です。セル一つ一つはそれぞれいびつな形状ですが全体では規則的な粒子構造になっています。この周期はUV固体レーザーの波長343nmにほぼ等しい周期になっています。
VOLCANO®ラインビームレーザーシステム
VOLCANO® ラインビームレーザー光学系は、アモルファスシリコン薄膜のような半導体薄膜のアニーリングや結晶化に応用されます。膜厚50nmのアモルファスシリコン薄膜は、LCDやOLEDフラットパネルディスプレイの薄膜トランジスタ(TFT)製造のため重要な役割を果たしています。アモルファスシリコン薄膜はグリーンレーザーによる結晶化で多結晶シリコンに変換され、応答速度の速い高性能なTFTフラットパネルディスプレイになります。UV固体レーザーによる結晶化では結晶粒径や形状がより均一化されることで、さらなる応答速度の向上が得られ、高性能なフラットパネルディスプレイへの応用が可能です。 VOLCANO® ラインビームレーザー光学系は750mmのライン長を形成し、ELA(エキシマレーザーアニール)同等のポリシリコン薄膜 (50-100 cm2/Vs)を作ることができます。これらはOLEDやTFTフラットパネルのプロセスに最適です。VOLCANO® ラインビームレーザー光学系はエネルギー利用率が高く(90%以上)信頼性があり、エキシマレーザーを使ったELAシステムの1/5のランニングコストが可能です。
VOLCANO® ラインビーム レーザーシステム仕様
モデル名 VOLCANO® LB 100UV SLA VOLCANO® LB 380UV SLA VOLCANO® LB 750UV SLA VOLCANO® LB 750G
対応波長 343nm 532nm
ビーム長 100mm (トップハット) 380mm (トップハット) 750mm (トップハット) 750mm (95%)
ビーム幅 50μm(フラットトップ)  50μm (FWHM)
エネルギー密度 500mJ/cm2以上 300mJ/cm2以上 300mJ/cm2以上 500mJ/cm2
ビーム均一性 1%以下(2σ) 5%以下(6σ)
レーザー TruMicro 8320 TruMicro 8340 TruMicro 8340 × 4 Procyon g1600 or g2000
パルス幅 15 ~ 20ns 60 ~ 100ns