CN101432851B - 激光照射装置、激光照射方法以及改性目标体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了适用于液晶显示装置的激光照射装置以及激光照射方法。激光照射装置设有半导体激光元件组(1A)，其装有照射激光波长为370nm～480nm的激光的多个第1半导体激光元件(1)，传送从多个第1半导体激光元件(1)照射的激光的光纤(2)，以直线状保持该光纤(2)的直线光纤束(3)，将由该直线光纤束(3)保持的光纤发出的激光整形成线状并且使激光强度分布的顶部平滑化后输出的光补偿器(4)，将从该光补偿器输出的激光作为线状激光光斑会聚在目标体上的物镜(5)。上述半导体激光元件组(1A)的总照射输出值为6W以上100W以下。

Description

激光照射装置、激光照射方法以及改性目标体的制造方法
技术领域
本发明涉及适用于平板显示器的制造系统的激光照射装置、激光照射方法以及改性目标体的制造方法，特别涉及在形成于绝缘基板上的非晶硅(非结晶材料)或多晶硅(多结晶材料)上照射激光以进行硅膜改性的适合于平板显示器的制造系统的激光照射装置、激光照射方法以及改性目标体的制造方法。
背景技术
近些年来的显示器均使用液晶元件作为显示元件，该液晶元件(像素元件)或该液晶元件的驱动回路由薄膜晶体管(TFT，以下，称为“TFT”)构成。该TFT在制造过程中，必需将形成于玻璃基板上的非晶硅改性成多晶硅的工序。另外，在本说明书中，改性并不局限于使非晶硅改性成多晶硅，而是指使某物质的物理特性改变的意思。
在这种改性工序中，通过激光照射对硅膜进行改性，如图9所示，其由以下工序构成，即：在石英玻璃或或无碱玻璃的绝缘基板72上形成阻止杂质从绝缘基板72混入的底涂敷膜(SiO2)73的工序，在该底涂敷膜73上形成非晶硅膜面74的工序、将高输出激光作为光源并且将线状激光束75照射在非晶硅膜面74上的工序，通过沿线状激光束75的横向扫描74A而使其改性为多晶硅74B的工序，仅在构成TFT位置处切出多晶硅的工序，在其上形成栅氧化膜(SiO2)并且在最上部安装栅电极的工序，在氧化膜(SiO2)中注入规定的杂质离子以形成源极/漏电极的工序，使铝电极在源极/漏电极中立出来并由保护膜覆盖整个铝电极以制造TFT的工序。另外，也可在上述绝缘基板72和底涂敷膜73之间夹持SiN或SiON。
在上述通过激光照射实现硅膜改性的工序中，一般要采用准分子激光器进行准分子激光退火，将光吸收率高、波长为307nm、且脉宽为数十ns的XeCL准分子激光照射在硅膜上，通过160mJ/cm2的较低能量注入，将硅膜一下子加热至熔点，从而形成多晶硅膜。上述准分子激光器的特征在于：具有数百W的强输出、并且能够形成长度为长方形母体玻璃的一个边以上的大型线状激光光斑，并且，能够一并且有效地对形成于母体玻璃上的整个硅膜面进行改性。对于利用所述准分子激光器进行的硅改性而言，能够使得对TFT的性能产生较大影响的多晶硅晶粒粒径为100nm到500nm之小，并且能够使得TFT性能指标即电场效果迁移率保留为150cm2/V·S左右。
近些年来，除了平板显示器上的像素元件或驱动回路以外，还提出装配有控制回路和接口回路以及运算回路等高性能回路的玻璃上系统(system onglass)，并部分已然实现。形成上述高性能回路的TFT性能要求很高，必须优质(大型结晶颗粒)多晶硅改性。作为记载了关于这种优质多晶硅改性技术的文献，列举了以下所述的专利文献，在专利文献1中记载了以下内容，即：一边利用半导体激励用的固体激光器作为光源连续发光(CW)，一边使照射在硅膜上的激光束进行扫描，从而沿扫描方向形成具有细长的大型结晶粒径的优质非晶硅膜，或者，通过事先在高性能TFT所需位置将非晶硅构图成线状(条状)或岛状(岛屿状)，从而能够获得300cm2/V·S以上的电场效果迁移率，并形成高性能的TFT。
另一方面，在专利文献2中，记载了利用半导体激励用连续发光固体激光器沿扫描方向形成细长大型结晶颗粒的方法，在该方法中，规定了形成于硅膜上的线状激光光斑的扫描方向与扫描速度之间的关系。在上述专利文献中记载的主固体激光器为波长为532nm的Nd：YVO4激光的二次谐波固体激光器。
专利文献1：特开JP2003-86505号公报
专利文献2：特开JP2005-217214号公报
发明概述
在上述准分子激光退火中，由于形成光源的准分子激光振荡器为气体激光器，因此，存在以下缺点，即：激光的输出易于产生不稳定性，并且，难以对基板上的硅膜实现均匀的改性，在局部之处易于产生TFT性能的偏差。另外，还存在以下缺点，即：每次激光反复振荡中，均会加剧激光谐振腔以及光学部件或者填充气体等的恶化，为了防止改性不良即改性斑的产生，必需进行短期的维护，从而不能避免使得装置的稳定性、维护性、以及由运行成本产生的生产率降低，装置规模也变得大而笨重。
另一方面，在专利文献中记载的采用了半导体激励用的固体激光器的装置中，如前所述，由于采用了二次谐波，因此，存在以下缺点，即：光输出功率比装置输入功率小，光转换效率不充分。另外，在采用固体激光器的装置中，由于输出激光波长为532nm，较大地偏离了硅的光吸收峰值(大约300nm)，因此，硅膜的光能吸收不大，相对应地，对于装置输入功率而言，硅改性能量变小，因此，能量转换效率不理想。
本发明是针对上述现有技术的缺点作出的，其目的在于提供输出稳定性、维护性均优良并且节省空间、能降低运行成本的使硅膜改性的激光照射装置、激光照射方法以及改性目标体的制造方法。
为了实现上述目的，提供一种通过激光照射使目标体改性的激光照射装置，其第1个特征在于：设有半导体激光元件组，该半导体激光元件组配置有多个发出激光波长为370nm～480nm的激光的第1半导体激光元件，所述半导体激光元件组能够照射总照射输出值为6W以上100W以下的线状激光光斑。
另外，本发明的第2个特征在于：在上述特征的激光照射装置中包括，用于传送从上述多个第1半导体激光元件发出的激光的光纤，将该光纤沿着长度方向平行且成列排列保持的直线光纤束，将由该直线光纤束保持的光纤发出的激光整形成线状、并且使激光强度分布平滑化并输出的光补偿器，以及将从该光补偿器输出的激光作为线状激光光斑会聚在目标体上的物镜。
另外，本发明的第3个特征在于：在上述任意特征的激光照射装置中，上述光补偿器以及物镜将激光整形成，在上述目标体上形成横向长度为1μm～30μm，且纵向长度为1mm～30mm的线状激光光斑；本发明的第4个特征在于：在上述任意特征的激光照射装置中，具有基于照射在目标体上的线状激光光斑的返回激光而产生聚焦误差信号的聚焦误差信号生成装置、和沿与目标体的面呈直角的方向驱动物镜的物镜驱动回路；本发明的第5个特征在于：在第4特征的激光照射装置中，上述聚焦误差信号生成装置具有输出激光波长为500nm～900nm的激光聚焦用激光的第2半导体激光元件。
另外，本发明的第6个特征在于：在上述任意特征的激光照射装置中，设有布置在上述线状激光光斑的光路上、并且检测上述线状激光光斑的激光强度分布的激光强度分布检测装置，控制上述多个第1半导体激光元件的激光输出值的激光驱动器，控制上述激光驱动器以使由上述激光强度分布装置获得的激光强度分布处于规定范围内的控制装置；另外，本发明的第7个特征在于：在该第6特征的激光照射装置中，上述控制装置具有在时间上间歇输出多个第1半导体激光元件的激光输出值的脉冲输出控制功能，该脉冲输出控制功能控制上述激光驱动器，以使在振荡频率为0.1MHz～5MHz、脉冲占空因子为10％～90％、脉冲最大输出(Pt)和脉冲最小输出(Pb)的比率(Pb/PtX100)为50％以下的条件下，进行脉冲发光。
另外，本发明的第8个特征在于：在上述任意特征的激光照射装置中，具有光斑旋转装置，该装置使照射在上述目标体上的线状激光光斑在目标体的面内以0°～90°的角度范围旋转；第9个特征在于：在上述任意特征的激光照射装置中，具有扫描机构，该机构相对于目标体的表面方向对照射在上述目标体上的线状激光光斑进行相对扫描；第10个特征在于：在上述任意特征的激光照射装置中，上述目标体为将形成于玻璃基板上的非晶硅改性为多晶硅的显示装置用薄膜晶体管。
另外，本发明的第11个特征在于：作为激光照射装置的激光照射方法，其中，该激光照射装置具有半导体激光元件组，该半导体激光元件组配置有发出激光波长为370nm～480nm的激光的多个第1半导体激光元件，该半导体激光元件组通过照射线状激光光斑，能够进行目标体的改性，在该方法中：将上述半导体激光元件组的总照射输出值为6W以上100W以下的线状激光光斑照射在目标上。
另外，本发明的第12个特征在于：在第11个特征的激光照射方法中，设有用于传送从上述多个第1半导体激光元件发出的激光的光纤，将该光纤沿长度方向平行且成列排列保持的直线光纤束，将从由该直线光纤束保持的光纤发出的激光整形成线状、并且使激光强度分布的顶部平滑化并输出的光补偿器，将从该光补偿器输出的激光作为线状激光光斑聚集在目标体上的物镜，其中：通过由直线光纤束保持的光纤，将从上述多个第1半导体激光元件发出的激光传送至光补偿器，该光补偿器将激光整形成线状、并且使激光强度分布平滑化后将其输出至物镜，该物镜将线状激光光斑会聚在目标体上以对目标体进行改性。
另外，本发明的第13个特征在于：在上述任意特征的激光照射方法中：上述光补偿器以及物镜将成形为横向长度为1μm～30μm且纵向长度为1mm～30mm的线状激光光斑照射在上述目标体上以对目标体进行改性；第14个特征在于：在第13个特征的激光照射方法中，设有基于照射在目标体上的线状激光光斑的返回激光而产生聚焦误差信号的聚焦误差信号生成装置、和沿与目标体的面呈直角的方向驱动物镜的物镜驱动回路，其中：上述聚焦误差信号生成装置基于照射在目标体上的线状激光光斑的返回激光而产生聚焦误差信号，物镜驱动回路一边沿与目标体的面呈直角的方向驱动物镜进行焦点控制，一边对目标体进行改性；第15个特征在于：在第14个特征的激光照射方法中，设有聚焦误差信号生成装置，所述聚焦误差信号生成装置具有发出激光聚焦用激光的第2半导体激光元件，上述聚焦误差信号生成装置一边利用从第2半导体激光元件照射的波长为500nm～900nm的激光聚焦用激光进行聚焦控制，一边对目标体进行改性。
另外，第16个特征在于：在上述第15个特征的激光照射方法中，设有布置在上述线状激光光斑的光路上并且检测上述线状激光光斑的激光强度分布的激光强度分布检测装置，控制上述多个第1半导体激光元件的激光输出值的激光驱动器，控制上述激光驱动器以使由上述激光强度分布装置获得的激光强度分布处于规定范围内的控制装置，上述激光强度分布检测装置检测线状激光光斑的激光强度分布，上述激光驱动器在控制装置的控制下，一边进行多个第1半导体激光元件的激光强度分布的控制，一边对目标体进行改性；第17个特征在于：在上述第16个特征的激光照射方法中，设有控制装置，该控制装置具有在时间上间歇输出上述多个第1半导体激光元件的激光输出值的脉冲输出控制功能，其中，上述控制装置的脉冲输出控制功能能够控制上述激光驱动器，以在振荡频率为0.1MHz～5MHz、脉冲占空因子为10％～90％、脉冲最大输出(Pt)和脉冲最小输出(Pb)的比率(Pb/PtX100)为50％以下的条件下，进行脉冲发光；第18个特征在于：在上述第10～17中任意一个特征的激光照射方法中，设有以规定的角度范围旋转上述线状激光光斑的光斑旋转装置，该光斑旋转装置使线状激光光斑在目标体的面内在0°～90°的角度范围内旋转，以对目标体进行改性；第19个特征在于：在上述第10～18中任意一个特征的激光照射方法中，设有相对于目标体的表面方向使照射在上述目标体上的线状激光光斑进行相对扫描的扫描机构，上述扫描机构一边将线状激光光斑相对于目标体的表面方向进行相对扫描，一边对目标体进行改性；第20个特征在于：在上述第10～19中任意一个特征的激光照射方法中，上述目标体为使形成于玻璃基板上的非晶硅改性为多晶硅的显示装置用的薄膜晶体管。
另外，本发明第21个特征在于提供一种通过激光照射制造目标体的目标体制造方法，设有半导体激光元件组，该半导体激光元件组设有发出激光波长为370nm～480nm的激光的多个第1半导体激光元件，所述半导体激光元件组在目标体上照射总照射输出值为6W以上100W以下的线状激光光斑，以使目标体改性。
另外，本发明第22个特征在于：在第21个特征的目标体制造方法中：设有传送从上述多个第1半导体激光元件发出的激光的光纤，以沿长度方向平行并排成一列的方式保持该光纤的直线光纤束，将从由该直线光纤束保持的光纤发出的激光整形成线状并且使激光强度分布平滑化并输出的光补偿器，将从该光补偿器发出的激光作为线状激光光斑聚集在目标体上的物镜，通过由直线光纤束保持的光纤、将从上述多个第1半导体激光元件发出的激光传送至光补偿器，该光补偿器将激光整形成线状并且使激光强度分布平滑化之后照射在物镜上，该物镜将其作为线状激光光斑会聚在目标体上。
另外，本发明的第23个特征在于：在上述第22个特征的目标体的制造方法中：上述光补偿器以及物镜将成形为横向长度为1μm～30μm且纵向长度为1mm～30mm的线状激光光斑照射在上述目标体上；第24个特征在于：在该第21～23个特征的目标体的制造方法中，设有激光波长与上述第1半导体激光元件不同的第2半导体激光元件，基于通过该第2半导体激光元件将激光照射在上述目标体上并返回的激光而产生聚焦误差信号的聚焦误差信号生成装置，以及沿与目标体的面呈直角的方向驱动物镜的物镜驱动回路，上述聚焦误差信号生成装置以照射在目标体上的线状激光光斑的返回激光为基础产生聚焦误差信号，物镜驱动回路沿与目标体的面呈直角的方向驱动物镜，以进行聚焦控制；第25个特征在于：在该第20～24记载的目标体的制造方法中，设置具有激光波长为500nm～900nm的第2半导体激光元件的聚焦误差信号生成装置，上述聚焦误差信号生成装置一边利用从第2半导体激光元件照射的波长为500nm～900nm的激光进行聚焦控制，一边对目标体进行改性。
另外，第26个特征在于：在上述第20～25中任意一项记载的目标体的制造方法中，设有布置在上述线状激光光斑的光路上、并且检测上述线状激光光斑的激光强度分布的激光强度分布检测装置，控制上述多个第1半导体激光元件的激光输出值的激光驱动器，控制上述激光驱动器以使由上述激光强度分布装置获得的激光强度分布处于规定范围内的控制装置，上述激光强度分布检测装置检测线状激光光斑的激光强度分布，上述激光驱动器在控制装置的控制下，一边进行多个第1半导体激光元件的激光强度分布的控制，一边对目标体进行改性；
第27个特征在于：在该第26个特征的目标体的制造方法中，上述控制装置具有在时间上间歇输出上述多个第1半导体激光元件的激光输出值的脉冲输出控制功能，该控制装置的脉冲输出控制功能能够控制上述激光驱动器，以在振荡频率为0.1MHz～5MHz、脉冲占空因子为10％～90％、脉冲最大输出(Pt)和脉冲最小输出(Pb)的比率(Pb/PtX100)为50％以下的条件下，进行脉冲发光。
另外，本发明的第28个特征在于：在上述第20～27中任一特征的目标体的制造方法中，设有光斑旋转装置，该装置使上述线状激光光斑相对于目标体的面以规定的角度范围旋转，光斑旋转装置通过使线状激光光斑在目标体的面内、以0°～90°的角度旋转，从而对目标体进行改性；第29个特征在于：在上述第20～28中任一特征的目标体的制造方法中，设有扫描机构，以对照射在上述目标体上的线状激光光斑相对于目标体的表面方向进行相对扫描，上述扫描机构一边相对于目标体的表面方向使线状激光光斑进行相对扫描，一边对目标体进行改性；本发明的第30个特征在于：在上述第20～29中任一特征的目标体的制造方法中，上述目标体为使形成于玻璃基板上的非晶硅改性为多晶硅的显示装置用的薄膜晶体管。
本发明的第31个特征在于提供一种通过激光照射使具有一定膜厚的非晶硅膜进行改性的激光照射装置，其设有半导体激光元件组，该半导体激光元件组发出具有与上述非晶硅膜的膜厚相等的光入侵长度的激光波长的激光，该半导体激光元件组照射总照射输出值为6W以上100W以下的线状激光光斑。
另外，本发明的第32个特征在于提供一种通过激光照射对具有一定膜厚的非晶硅膜进行改性的激光照射方法，其设有半导体激光元件组，该半导体激光元件组发出具有与上述非晶硅膜的膜厚相等的光入侵长度的激光波长的激光，在将该半导体激光元件组的总照射输出值设定为6W以上100W以下的线状激光光斑的同时，使线状激光光斑照射在非晶硅膜上。
另外，本发明的第33个特征在于提供一种通过激光照射而改性的具有一定膜厚的目标体的制造方法，其设有半导体激光元件组，该半导体激光元件组发出具有激光波长与上述目标体的膜厚相等的光入侵长度的激光，该半导体激光元件组在目标体上照射总照射输出值为6W以上100W以下的线状激光光斑。
发明效果
具有上述特征的激光照射装置以及激光照射方法通过利用从激光波长为370nm～480nm且总照射输出为6W以上100W以下的多个半导体激光元件发出的线状激光光斑对目标体进行改性，能够实现输出的稳定性、易于输出控制、高光转换效率、节省空间等目的。另外，本发明通过对具有照射对象膜厚的非晶硅膜等目标体照射光入侵长度与该目标体的膜厚相同的激光，从而能够抑制硅膜的深度方向的结晶生长，并且，能够促进硅膜的表面方向的结晶生长。
附图的简要说明
图1为说明本发明的激光照射装置的基本结构的视图。
图2为说明本发明的激光照射装置的聚焦控制系统的视图。
图3为说明本发明的激光照射装置的光斑旋转的视图。
图4为说明本发明的激光照射装置的激光强度分布检测以及激光输出控制的视图。
图5为说明本激光照射装置中的激光强度分布控制方法的视图。
图6为说明本发明的激光照射方法的视图。
图7为说明显示器和激光扫描位置的关系的视图。
图8为说明玻璃上系统显示器视图。
图9显示了一般的基板上的结构以及通过激光照射进行硅膜改性的图。
符号说明
1：半导体激光元件    2：光纤              3：直线光纤束      4：光补偿器
5：物镜              6：激光              7：激光            8：线状激光光斑
9：半导体激光元件    10：光纤             11：直线光纤束
12：光补偿器         13：物镜             14：聚焦用半导体激光元件
15：准直透镜         16：偏光光束分离器   17：光束分离器
18：凸透镜           19：聚焦信号发生器   20：相位补偿回路
21：驱动器           23：激光    23：聚焦错误信号  24：平行光   24A：波长分离板
24A：波长分离板   26：主激光系统        28：线状激光束
29：激光          30：光斑旋转器        31：光轴            32：线状激光光斑
33：角度          34：半导体激光元件    35：光纤            36：直线光纤束
37：光补偿器      38：物镜              39：光束分离器      40：聚光透镜
41：线传感器      42：微处理器          43：激光驱动器
44：激光强度分布     45：激光强度分布     46：绝缘基板
47：载物台           48：激光照射装置     50：线状激光光斑
52：母体玻璃         53：显示器           53A：像素部      55：X驱动回路
Y56：驱动回路        57：线状激光光斑     67：驱动回路     68：驱动回路  69：控制回路
70：接口回路70   71：运算回路     72：绝缘基板上   72：绝缘基板
73：底涂敷膜     75：线状激光光束 74：非晶硅膜面   74B：多晶硅
用于实施发明的最佳形式
下面，参照附图，对适用本发明的实施例的激光照射方法以及改性的目标体的制造方法的激光照射装置进行详细说明。图1为说明本发明的激光照射装置的基本结构的视图，图2为说明本发明的激光照射装置的聚焦控制系统的视图，图3为说明本发明的激光照射装置的光斑旋转的视图，图4为说明本发明的激光照射装置的激光强度分布检测以及激光输出控制的视图，图5为说明图4中激光照射装置的激光强度分布控制方法的视图，图6为说明本发明的激光照射方法的视图，图7为说明显示器和激光扫描位置的关系的视图，图8为说明玻璃上系统显示器的视图，图9为显示了一般的基板上的结构以及通过激光照射进行硅膜改性的图。
<第1实施例的基本结构>
如图1所示，本发明中一个实施例的激光照射装置由以下元件构成，即：由多个半导体激光元件1构成的半导体激光元件组1A，用于在光纤2中颈缩激光的插接模块(レセプタクルモジュ—ル)(插头连接器：未示出)，导引从上述半导体激光元件1射出的激光的光纤2，沿该光纤的长度方向平行且排为一列地布置所述多根光纤2的直线光纤束3，后面所述的光补偿器4，聚集从所述光补偿器4发出的激光的物镜5。
上述半导体激光元件1为照射例如激光的波长为370nm～480nm并且每一输出为数百mW的蓝色激光的元件，为了实现小型化，可以设置多个这种元件，并且，可以根据需要决定其数量。
上述插接模块安装在半导体激光元件1的照射部附近，最好采用能够将激光引入光纤2，并且耦合效率高的模块。上述光纤2具有能够有效传递波长370nm～480nm的激光波长的特性，芯部半径最好较细，最好在φ50μm以下。上述直线光纤束3使光纤2中与半导体激光元件(LD)相反的另一端以直线状排为一列，并具有接近或无间隙配置邻接光纤2的功能，以高精度使各个光纤的中心轴的平行度一致的功能，以及沿与光纤中心轴呈直角的方向，以高精度、没有凹凸地使各个光纤的端面一致的功能。
上述光补偿器4具有对从直线光纤束3内光纤2组的端面近似线发光的激光6，进行纵向激光强度分布的顶部平坦化的功能，物镜5具有进行光束整形以使形成于硅膜面上(未示出)的激光光斑的横向长度d为规定值的功能，其可以由设有多个柱状透镜的通称为均化器构成。上述物镜5为通过光补偿器4足以将射出的激光7聚集在硅膜面上(未示出)的元件。构成上述本实施例的激光照射装置的光学元件为在蓝色波长(波长370nm～480nm)范围特性好的元件。
以此方式构成的激光照射装置通过连接多个具有比较微弱输出的蓝色半导体激光元件1，以蓝色波长(波长370nm～480nm)且高能密度形成纵向激光强度分布的顶部平坦的线状激光光斑8，并且，能够强制其聚集在硅膜面上(未示出)。对于这种线状激光光斑8的形状而言，最好横向长度d为1μm～30μm而纵向长度为1mm～30mm，该形状主要可利用光补偿器4与物镜5来调整。
另外，激光的总照射输出优选为6W以上100W以下，将该总照射输出的下限值定为6W的理由在于：通过使用接近非晶形的最大光吸收波长(大约300nm)的波长370nm～480nm的蓝色半导体激光元件，能够获得是波长约为532nm的固体绿色激光器大约6倍的光吸收，从而涉及硅膜改性的光能高达大约6倍，结果，能够提高装置的能量效率。另外，将上限值定为100W的理由在于：若射入的激光功率过高，则硅膜表面的粗糙度会恶化，从而会导致硅膜的剥离或导致底涂层膜热损坏。因此，根据权利要求3的光斑尺寸，将100W定为上限是妥当的。
以上述方式，在本发明中将480nm选择作为激光波长的上限的理由在于：一般情况下，在玻璃基板上形成的硅膜的厚度约为50nm左右，本发明者们考虑到，对于非晶硅而言，作为光吸收特性，在波长480nm左右光入侵长度(距离光强度衰减至1/e的表面的距离)为50nm，并且还考虑硅膜的加热效率(硅结晶效率)因素，因此，选择了与作为照射对象的硅膜厚度相同的光入侵长度。通过将480nm选择作为该激光波长的上限，本发明能够抑制硅膜的深度方向的结晶生长(阻止微结晶生长)，并且，能够促进横向(硅膜的表面方向)的结晶生长，这样能够更有效进行大粒径的结晶生长。即，能够一边在硅膜上有效地进行光吸收，一边进行大粒径的结晶生成。
另外，在将激光波长选择为481nm以上的情况下，虽然考虑到照射光透过硅膜，硅膜的加热效率(硅结晶效率)会急剧降低，但是，也可以根据硅膜的厚度，调整激光波长。即，若以硅膜的厚度为大约50nm时的激光波长为480nm为基准，则在该硅膜的厚度比50nm薄的情况下，应使激光的波长以370nm作为下限并且低于480nm，在该硅膜的厚度比50nm厚的情况下，也可以根据其厚度的增加量使激光波长高于480nm。
这样，可根据硅膜厚度任意选择本实施例中的激光波长，例如，对于膜厚为17nm左右的硅薄膜而言，由于370nm左右的激光波长与膜厚是同等的，因此，是特别有效的。另外，在本发明中，上述“同等”意味着以光入侵长度与膜厚相同的情况为界限并包含膜厚正负50％的范围，在需要时，激光至少达到膜厚的底面(接近或超过)，并且，抑制硅膜的深度方向的结晶生长(阻止微晶生长)，促进横向(硅膜的表面方向)的结晶生长。
虽然上述激光照射装置是沿上述线状激光光斑的横向对硅膜进行相对扫描的，但是，应考虑到：若使上述线状光斑8的横向长度d加长，则对硅膜的照射时间也会加长，从而会造成硅膜的剥离或损坏，或者，激光功率密度会降低而不能实现良好的改性。
因此，本实施例的线状激光光斑8的横向长度d为1μm～30μm是较为妥当的，由于纵向长度L取决于高性能回路的宽度，因此，可以根据需要来调整。作为实际值，所述线状激光光斑8的纵向长度L优选1mm～30mm。
<第2实施例的基本结构>
图2为说明本发明中激光照射装置的聚焦控制系统的视图。所述激光照射装置的基本结构与图1所示的激光照射装置相同，其包括：由多个半导体激光元件9构成的半导体激光元件组9A；用于导引从该半导体激光元件组9A发出的激光的光纤10；用于使该光纤10成列排列的直线光纤束11；光补偿器12，其功能在于对从光纤2组的端面以近似线发光的激光进行纵向激光强度分布的顶部平坦化以及各个方向的准直；物镜13；聚焦控制系统，这些构成元件具有与图1所示的激光照射装置相同的功能。
本实施例的聚焦控制系统由聚焦用半导体激光元件14、将激光23整形为平行光24的准直透镜15、分离返回光的偏光光束分离器16、1/4波长板(未示出)、波长分离板24A、光束分离器17、凸透镜18、聚焦信号发生器19、相位补偿回路20、物镜13、沿箭头25的方向驱动该物镜13的音圈马达(以下称为VCM)22、和VCM驱动器21构成。
虽然本实施例的聚焦用半导体激光元件14由于采用波长与主激光系统26的蓝色(波长370nm～480nm)不同的激光，优选采用了波长为650nm的半导体激光元件，但是，不限于此，例如，也可采用能够产生波长为500nm～900nm的绿色或红色波长的半导体激光元件。
虽然上述波长分离板24A具有使红色波长(波长650nm)的激光透过并且反射蓝色波长(波长370nm～480nm)激光的特性，但不限于此，也可以选择具有仅使上述聚焦用半导体激光元件14的波长透过并反射上述蓝色波长(波长370nm～480nm)的激光的特性的元件。即，可以通过使用偏离主系统的激光波长的激光波长，从而对能够使一度与与主光交合的聚焦用光束再度交合并分离提取出来的情况进行利用，选择主/聚焦系统的波长色。
上述聚焦信号发生器19构成为：照射在硅膜面(图中未示出)上的聚焦光束(波长650nm)27，利用由硅膜面反射，并且经由物镜13、光束分离器17、波长分离板24A、1/4波长板(图中未示出)、偏光光束分离器16、凸透镜18返回来的激光29，生成聚焦误差信号23，形成于硅膜面上的主系统的线状激光光束28的焦点偏离可作为上述聚焦误差信号检测。
虽然上述聚焦用半导体激光元件14采用的是激光波长取为与主激光系统26的蓝色(波长370nm～480nm)不同的激光，但是，本发明不限于此，也可以将聚焦用半导体激光元件14的激光波长取为与主激光系统26相同的波长，仅提取由硅膜面反射的反射成分并利用同样的方法，生成聚焦信号。在这种情况下，无需波长分离板24A。
另外，虽然如上所述，设置了聚焦用半导体激光元件14，但是，也可以仅仅照射主激光系统26的激光并仅仅提取来自硅膜面的反射成分，生成聚焦信号，在这种情况下，无需聚焦用半导体激光元件14。
上述VCM驱动器21具有易于沿箭头25的方向高速驱动安装在VCM22上的物镜13的能力，上述相位补偿回路20通过根据由聚焦信号发生器19输出的聚焦误差信号特性(聚焦灵敏度)和VCM的f-特性进行调整以获得规定的聚焦伺服特性和稳定系统，从而能够进行稳定的自动聚焦控制，即使在硅膜和装置的间隔相对变化的情况下，也能够抑制上述线状激光束28的形状变化，从而实现硅改性的稳定化。在本实施例中，虽然采用VCM22作为沿箭头25的方向驱动物镜13的装置的例子进行了说明，但是，本发明的驱动源不限于此，也可以使用通过施加电压产生力的压电元(ピエゾ元件)。
<光斑旋转>
图3为说明本发明的激光照射装置的光斑旋转的视图，呈从相对硅膜面成直角方向观察形成于硅膜面上(图中未示出)的线状激光光斑的形状。通过使图2的激光照射装置的光斑旋转器30以光轴31为中心旋转，从而能够使线状激光光斑32以0°～90°的角度33旋转。后面将对这种光斑旋转的作用效果进行说明。
<激光强度分布检测与激光输出控制>
图4为说明本发明的激光照射装置的激光强度分布检测以及激光输出控制的视图。其基本结构与图1所示的激光照射装置相同，其设有半导体激光元件34、光纤35、直线光纤束36、光补偿器37、物镜38以及激光强度分布检测部，该激光强度分布检测部由光束分离器39、聚光透镜40和线传感器41构成。
上述光束分离器39向聚光透镜侧反射为朝向物镜38的主光束光量的百分之几的光量，上述线性传感器41的数十μm的光量检测器在直线上布置有多个，并且，其以能够检测出通过聚光透镜40聚光的线状激光束的纵向的激光强度分布的方式布置。另外，线传感器41具有能够将检测出的激光强度分布转换为电信号的功能。微处理器42具有能够将线传感器41的电信号转换为数字数据的AD转换功能、将由线传感器41检测出的数字数据与规定的数字数据相比较的运算功能、存储功能、和独立控制各个半导体激光元件的输出的功能。
上述激光驱动器43根据微处理器的指示，驱动半导体激光元件。线传感器41也具有AD转换功能，也可以将数字数据发送至微处理器42。
虽然上述线传感器41检测出的线状激光光斑的纵向强度分布最好与通过物镜38形成于硅膜面上的线状激光光斑的纵向强度分布相一致。但是，也可以不完全一致。在本实施例中，虽然使用了一维线传感器，但是，不限于此，也可以使用2维CCD。不管哪一种，均可以将线状激光光斑的强度分布信息传递至为微处理器42。
<激光强度分布控制方法>
图5为用于说明图4中激光照射装置的激光强度分布控制方法的视图，横轴表示线状激光光斑的纵向而纵轴表示激光输出，该图显示了利用线传感器41检测的激光强度的分布。
如图5所示，图5示出了在与形成于硅膜面上的线状激光光斑的纵向强度分布对应的线传感器41上激光强度分布，在图(a)中显示了形成于硅膜面上的最佳线状激光光斑强度分布的情况，(b)显示了形成于硅膜面上的线状激光光斑强度分布恶化时的情况。所谓上述线状激光光斑的强度分布为最佳是指强度分布的顶部平坦且宽阔。如果线状激光光斑强度分布处于最佳状态，则能够将均匀的激光束照射在硅膜上，并且，能够减少硅改性斑。
下面，对本实施形态的激光强度分布控制方法进行说明。首先，微处理器42将图5(a)的激光强度分布44预先存储在存储器中，将线传感器41检测出的激光强度分布45与激光强度分布44进行比较计算，以使之与激光强度分布44相同的方式独立控制各个半导体元件的输出。同时，由于激光的总输出与激光强度分布的面积呈比例，因此，微处理器42以使面积变成与预先设定的激光输出相对应的面积的方式，对各个半导体激光元件的输出进行控制。
在本实施例中，通过采用上述激光强度分布控制方法，即使对于半导体激光元件34的特性变化，也能够获得稳定的激光强度分布。另外，若将规定阈值设置成由激光强度分布44得到的修正值，则也能够检测出半导体激光元件34的恶化。
<激光输出控制>
上述实施例的微处理器42以将半导体激光元件34的激光输出值时间上继续保持为一定值的方式进行输出控制。然而，本发明的微处理器42也可以具有在时间上间歇地输出半导体激光元件34的激光输出值的脉冲输出控制功能。
对于具有该脉冲输出控制功能的微处理器42而言，优选地，激光驱动器43驱动半导体激光元件34，以在振荡频率为0.1MHz～5MHz、脉冲占空因子为10％～90％、脉冲最大输出(Pt)和脉冲最小输出(Pb)的比率(Pb/PtX100)为50％以下的条件下，进行脉冲发光。
此处，脉冲占空因子指的是停止脉冲输出时的时间即脉冲最大输出时间(Tt)和脉冲周期(T)的比率(Tt/TX100)。该脉冲输出控制功能在当前采用准分子激光元件或固体激光元件的技术中是不可能实现的，而半导体激光则由此能容易地实现。
另外，将上述振荡频率定为0.1MHz～5MHz的理由在于：在沿激光光斑的横向、以100mm/s～3m/s的线速度在硅膜面上使激光光斑进行扫描时，即使激光光斑的横向的长度为1μm～30μm，照射光斑(脉冲最大输出)仍会重合，从而能够进行无间隙地激光照射。另外，将上述脉冲占空因子定为10％～90％的理由在于：能够调整对硅膜的照射投入能量。另外，将脉冲最大输出(Pt)和脉冲最小输出(Pb)的比率(Pb/PtX100)定为50％以下的理由在于：最好脉冲最大输出(Pt)能够使硅膜熔化，而脉冲最小输出(Pb)不能使硅膜熔化，为了防止所述熔解，应确保达到50％以下。
具有这种脉冲输出控制功能的微处理器42通过一边在硅膜面上使激光光斑进行脉冲照射，一边使其进行扫描，从而缓和投入硅膜的照射能量，由此减轻硅膜的损坏以及抑制硅膜的过热或升华。另外，本实施例的微处理器42通过调整激光光斑的扫描速度、激光振荡频率、脉冲占空因子、脉冲最大输出和脉冲最小输出等各种条件，从而能够控制结晶的生长，结果，能够获得具有所希望的结晶尺寸的结晶。
<激光照射方法的工作以及制造方法>。
下面，参照附图6，说明利用本实施形态的激光照射装置，将在液晶显示器的玻璃基板上形成的非晶硅改性为多晶硅的制造装置中的激光照射方法以及制造方法。
在本激光照射方法中，首先，将形成有硅膜的绝缘基板46放置在X-Y载物台47上。X-Y载物台47可以向X方向以及Y方向的任意位置定位，并且，能够使其沿X方向以及Y方向、以任意速度移动。利用上述图1～图4中任意的激光照射装置48照射激光，并在硅膜面上形成线状激光光斑50。控制X-Y载物台47，以使线状激光光斑50沿线状激光光斑50的横向、以规定的扫描速度进行扫描。
接着，激光照射方法以与X方向平行的方式布置线状激光光斑50的纵向方向以便沿Y方向进行扫描51。在沿X方向以规定的扫描速度进行扫描的情况下，通过在上述图3中说明的方法使光斑旋转，这样，本实施例的激光照射方法在无需使整个激光照射装置48旋转的情况下，就可容易地使光斑旋转。
另外，在上述激光照射方法中，虽然形成有硅膜的绝缘基板46移动并使光斑50扫描51，但是，不限于此，也可以使激光照射装置48沿X方向，Y方向移动并相对使光斑50进行扫描51。在这种情况下，在上述图1～图4中任意的激光照射装置48中，也可以仅使独立固定设置在离开半导体激光元件组1A，9A，34A之处的直线光纤束以下的光学系统移动。光纤2，10，35一般可以具有弯曲性。另外，也可以使激光照射装置48与形成有硅膜的绝缘基板46两者移动并使光斑50进行相对扫描51。
<显示器与激光扫描位置的关系>
图7为说明显示器和激光扫描位置的关系的视图，在图中(b)显示了母体玻璃，在图(a)中显示了显示器，在上述母体玻璃52上形成多个显示器。
本实施例的扫描装置由在1个显示器53上用于显示的像素部53A、驱动X方向的(液晶)像素的X驱动回路55、驱动Y方向的(液晶)像素的Y驱动回路56构成。上述X驱动回路55与Y驱动回路56如前所述，在液晶显示装置中需要由高性能的TFT构成，故需要高品质的多晶硅。
本实施例的激光照射装置以及激光照射方法能够应用于上述X驱动回路和Y驱动回路的硅的改性。使上述线状激光光斑57，57与形成X驱动回路55与Y驱动回路56的位置相一致并进行扫描59，60。对于1个驱动回路形成部，也可以根据需要分几次进行扫描。利用在切制出显示器53之前的母体玻璃52，使线状激光光斑进行扫描62，63，64，65，从而有效地进行硅的改性处理。
<玻璃上系统显示器的说明>
图8为用于说明玻璃上系统显示器的视图。除了X驱动回路67，Y驱动回路68以外，采用与上述图9相同的结构以及方法在控制回路69或接口回路70上还形成存储回路(图中未示出)和运算回路71等高性能集成回路。理所当然，高性能回路要求高品质多晶硅，通过采用与由上述图7说明的X驱动回路和Y驱动回路的硅改性方法相同的方法，形成高品质多晶硅。
在本实施例中，作为绝缘基板，虽然采用了石英玻璃或无碱玻璃作为例子，但是，不限于此，也可以采用塑料基板或可弯曲的塑料片。另外，在本实施例中，虽然使用了液晶显示器，但是，不限于此，也可以采用有机EL(电致发光)显示器。
如上所述，本实施例的激光照射装置以及方法能够通过光纤、有效地将来自具有低输出的多个蓝色半导体激光元件输出的激光聚集在1个地方，从而能够实现光功率的高密度化。由于是以直线状捆束设置上述光纤的一端(与激光输出侧相反的一侧)的，因此，在容易地获得直线状的高密度激光输出之后，因为通过了光补偿器和物镜，因此，在硅膜面上，顶部可以形成平坦的激光强度分布并且形成高密度线状激光光斑。
另外，本实施例的激光照射装置以及方法能够获得形成于硅薄膜上的线状激光光斑的横向长度为1μm～30μm而纵向长度为1mm～30mm且可以实现良好的改性的很实用的线状激光光斑，即使在硅膜和装置之间的间隔相对变化的情况下，也可以抑制上述线状激光光斑的形状变化，从而可以实现硅膜改性的稳定化。
另外，在本实施例中，用于硅膜改性的主光束系统(激光波长：370nm～480nm)与获得聚焦信号的聚焦系统的光的分离，并且，能够确保自动聚焦控制，另外，还能够监视线状激光光斑的纵向的激光强度分布，另外，由于控制了相对于上述变化的各个激光输出，因此，能够修正激光强度的分布变化。结果，时效变化较小的顶部能够在长时间范围内确保平坦的激光强度分布，从而能够进行可靠性较高的稳定的硅改性。
另外，在本实施形态中，能够利用所希望的激光输出，在母体玻璃上的所希望的位置、以所希望的扫描速度、沿所希望的方向对上述线状激光光斑进行扫描，并能够以比较低的成本获得优质的硅膜。

Claims (35)

1.激光照射装置，该装置通过激光照射使目标体改性，其设有半导体激光元件组，该半导体激光元件组配置有多个发出激光波长为370nm～480nm的激光的第1半导体激光元件，还设有用于传送从所述多个第1半导体激光元件发出的激光的光纤，将该光纤沿着长度方向平行且成列排列保持的直线光纤束，将由该直线光纤束保持的光纤发出的激光整形成线状、并且使激光强度分布平滑化并输出的光补偿器，所述半导体激光元件组照射总照射输出值为6W以上100W以下的线状激光光斑。
2.根据权利要求1所述的激光照射装置，设有将从所述光补偿器输出的激光作为线状激光光斑会聚在目标体上的物镜。
3.根据权利要求2所述的激光照射装置，上述光补偿器以及物镜将激光整形成，在上述目标体上形成横向长度为1μm～30μm，且纵向长度为1mm～30mm的线状激光光斑。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的激光照射装置，具有基于照射在目标体上的线状激光光斑的返回激光而产生聚焦误差信号的聚焦误差信号生成装置、和沿与目标体的面呈直角的方向驱动物镜的物镜驱动回路。
5.根据权利要求4所述的激光照射装置，上述聚焦误差信号生成装置具有输出激光波长为500nm～900nm的激光聚焦用激光的第2半导体激光元件。
6.根据权利要求1、2、5中任意一项所述的激光照射装置，其设有：布置在上述线状激光光斑的光路上、并且检测上述线状激光光斑的激光强度分布的激光强度分布检测装置，控制上述多个第1半导体激光元件的激光输出值的激光驱动器，控制上述激光驱动器以使由上述激光强度分布装置获得的激光强度分布处于规定范围内的控制装置。
7.根据权利要求6所述的激光照射装置，上述控制装置具有在时间上间歇输出多个第1半导体激光元件的激光输出值的脉冲输出控制功能，该脉冲输出控制功能控制上述激光驱动器，以使在振荡频率为0.1MHz～5MHz、脉冲占空因子为10％～90％、脉冲最大输出Pt和脉冲最小输出Pb的比率Pb/PtX100为50％以下的条件下，进行脉冲发光。
8.根据权利要求7所述的激光照射装置，具有光斑旋转装置，该装置使照射在上述目标体上的线状激光光斑在目标体的面内以0°～90°的角度范围旋转。
9.根据权利要求8所述的激光照射装置，具有扫描机构，该机构将照射在上述目标体上的线状激光光斑相对于目标体的表面方向进行相对扫描。
10.根据权利要求9所述的激光照射装置，其中：上述目标体为将形成于玻璃基板上的非晶硅改性为多晶硅的显示装置用薄膜晶体管。
11.激光照射装置的激光照射方法，该激光照射装置具有半导体激光元件组，该半导体激光元件组配置有发出激光波长为370nm～480nm的激光的多个第1半导体激光元件，该半导体激光元件组通过照射线状激光光斑，能够进行目标体的改性，所述激光照射装置还设有用于传送从上述多个第1半导体激光元件发出的激光的光纤，将该光纤沿长度方向平行且成列排列保持的直线光纤束，将从由该直线光纤束保持的光纤发出的激光整形成线状、并且使激光强度分布的顶部平滑化并输出的光补偿器，通过由直线光纤束保持的光纤，将从上述多个第1半导体激光元件发出的激光传送至光补偿器，其中，将上述半导体激光元件组的总照射输出值为6W以上100W以下的线状激光光斑照射在目标体上。
12.根据权利要求11所述的激光照射方法，该方法为激光照射装置的激光照射方法，所述激光照射装置设有将从该光补偿器输出的激光作为线状激光光斑会聚在目标体上的物镜，其中，上述光补偿器将激光整形成线状、并且使激光强度分布平滑化后将其输出至物镜，该物镜将线状激光光斑会聚在目标体上以对目标体进行改性。
13.根据权利要求12所述的激光照射方法，其中：上述光补偿器以及物镜将成形为横向长度为1μm～30μm且纵向长度为1mm～30mm的线状激光光斑照射在上述目标体上以对目标体进行改性。
14.根据权利要求13所述的激光照射方法，该方法为激光照射装置的激光照射方法，其中，所述激光照射装置设有基于照射在目标体上的线状激光光斑的返回激光而产生聚焦误差信号的聚焦误差信号生成装置、和沿与目标体的面呈直角的方向驱动物镜的物镜驱动回路，其中，上述聚焦误差信号生成装置基于照射在目标体上的线状激光光斑的返回激光而产生聚焦误差信号，物镜驱动回路一边沿与目标体的面呈直角的方向驱动物镜进行焦点控制，一边对目标体进行改性。
15.根据权利要求14所述的激光照射方法，该方法为设有聚焦误差信号生成装置的激光照射装置的激光照射方法，所述聚焦误差信号生成装置具有发出激光聚焦用激光的第2半导体激光元件，上述聚焦误差信号生成装置一边利用从第2半导体激光元件照射的波长为500nm～900nm的激光聚焦用激光进行聚焦控制，一边对目标体进行改性。
16.根据权利要求15所述的激光照射装置的激光照射方法，该激光照射装置设有布置在上述线状激光光斑的光路上并且检测上述线状激光光斑的激光强度分布的激光强度分布检测装置，控制上述多个第1半导体激光元件的激光输出值的激光驱动器，控制上述激光驱动器以使由上述激光强度分布装置获得的激光强度分布处于规定范围内的控制装置，其中，
上述激光强度分布检测装置检测线状激光光斑的激光强度分布，上述激光驱动器在控制装置的控制下，一边进行多个第1半导体激光元件的激光强度分布的控制，一边对目标体进行改性。
17.根据权利要求16所述的激光照射装置的激光照射方法，该激光照射装置设有控制装置，该控制装置具有在时间上间歇输出上述多个第1半导体激光元件的激光输出值的脉冲输出控制功能，其中，上述控制装置的脉冲输出控制功能控制上述激光驱动器，以在振荡频率为0.1MHz～5MHz、脉冲占空因子为10％～90％、脉冲最大输出Pt和脉冲最小输出Pb的比率Pb/PtX100为50％以下的条件下，进行脉冲发光。
18.根据权利要求11～17中任意一项所述的激光照射装置的激光照射方法，该激光照射装置设有以规定的角度范围旋转上述线状激光光斑的光斑旋转装置，该旋转装置使线状激光光斑在目标体的面内在0°～90°的角度范围内旋转，以对目标体进行改性。
19.根据权利要求18所述的激光照射装置的激光照射方法，该激光照射装置设有扫描机构，该机构将照射在上述目标体上的线状激光光斑相对于目标体的表面方向进行相对扫描，其中，上述扫描机构一边将线状激光光斑相对于目标体的表面方向进行相对扫描，一边对目标体进行改性。
20.根据权利要求19所述的激光照射装置的激光照射方法，其中：上述目标体为使形成于玻璃基板上的非晶硅改性为多晶硅的显示装置用薄膜晶体管。
21.通过激光照射制造目标体的目标体制造方法，其中：设有半导体激光元件组，该半导体激光元件组设有发出激光波长为370nm～480nm的激光的多个第1半导体激光元件，还设有用于传送从上述多个第1半导体激光元件发出的激光的光纤，将该光纤沿长度方向平行并成列排列保持的直线光纤束，将由该直线光纤束保持的光纤发出的激光整形成线状、并且使激光强度分布平滑化并输出的光补偿器，通过由直线光纤束保持的光纤、将从上述多个第1半导体激光元件发出的激光传送至光补偿器，所述半导体激光元件组在目标体上照射总照射输出值为6W以上100W以下的线状激光光斑，以使目标体改性。
22.根据权利要求21所述的目标体制造方法，其特征在于：设有将从上述光补偿器输出的激光作为线状激光光斑会聚在目标体上的物镜，上述光补偿器将激光整形成线状并且使激光强度分布平滑化之后照射在物镜上，该物镜将其作为线状激光光斑会聚集在目标体上。
23.根据权利要求22所述的目标体的制造方法，其特征在于：上述光补偿器以及物镜将成形为横向长度为1μm～30μm且纵向长度为1mm～30mm的线状激光光斑照射在上述目标体上。
24.根据权利要求21～23中任意一项所述的目标体的制造方法，其特征在于：设有激光波长与上述第1半导体激光元件不同的第2半导体激光元件，基于通过该第2半导体激光元件将激光照射在目标体上并返回的激光而产生聚焦误差信号的聚焦误差信号生成装置，以及沿与目标体的面呈直角的方向驱动物镜的物镜驱动回路，
上述聚焦误差信号生成装置以照射在目标体上的线状激光光斑的返回激光为基础产生聚焦误差信号，物镜驱动回路沿与目标体的面呈直角的方向驱动物镜，以进行聚焦控制。
25.根据权利要求24所述的目标体的制造方法，其特征在于：设置聚焦误差信号生成装置，其具有激光波长为500nm～900nm的第2半导体激光元件，
上述聚焦误差信号生成装置一边利用从第2半导体激光元件照射的波长为500nm～900nm的激光进行聚焦控制，一边对目标体进行改性。
26.根据权利要求25所述的目标体的制造方法，其特征在于：
设有布置在上述线状激光光斑的光路上、并且检测上述线状激光光斑的激光强度分布的激光强度分布检测装置，控制上述多个第1半导体激光元件的激光输出值的激光驱动器，控制上述激光驱动器以使由上述激光强度分布装置获得的激光强度分布处于规定范围内的控制装置，
上述激光强度分布检测装置检测线状激光光斑的激光强度分布，上述激光驱动器在控制装置的控制下，一边进行多个第1半导体激光元件的激光强度分布的控制，一边对目标体进行改性。
27.根据权利要求26所述的目标体的制造方法，其特征在于：该控制装置具有在时间上间歇输出上述多个第1半导体激光元件的激光输出值的脉冲输出控制功能，该控制装置的脉冲输出控制功能控制上述激光驱动器，以在振荡频率为0.1MHz～5MHz、脉冲占空因子为10％～90％、脉冲最大输出Pt和脉冲最小输出Pb的比率Pb/PtX100为50％以下的条件下，进行脉冲发光。
28.根据权利要求27所述的目标体的制造方法，其特征在于：设有光斑旋转装置，该装置使上述线状激光光斑相对于目标体的面以规定的角度范围旋转，
光斑旋转装置通过使线状光斑在目标体的面内以0°～90°的角度旋转，从而对目标体进行改性。
29.根据权利要求28所述的目标体的制造方法，其特征在于：设有扫描机构，用于将照射在上述目标体上的线状激光光斑相对于目标体的表面方向进行相对扫描，
上述扫描机构一边将线状激光光斑相对于目标体的表面方向进行相对扫描，一边对目标体进行改性。
30.根据权利要求29所述的目标体的制造方法，其特征在于：上述目标体为使形成于玻璃基板上的非晶硅改性为多晶硅的显示装置用薄膜晶体管。
31.激光照射装置，该装置通过激光照射使具有膜厚的非晶硅膜进行改性，其设有半导体激光元件组，还设有用于传送从所述多个第1半导体激光元件发出的激光的光纤，将该光纤沿着长度方向平行且成列排列保持的直线光纤束，将由该直线光纤束保持的光纤发出的激光整形成线状、并且使激光强度分布平滑化并输出的光补偿器，该半导体激光元件组发出具有与上述非晶硅膜的膜厚相等的光入侵长度的激光波长的激光，该半导体激光元件组照射总照射输出值为6W以上100W以下的线状激光光斑。
32.激光照射方法，该方法通过激光照射对具有一定膜厚的非晶硅膜进行改性，其设有半导体激光元件组，该半导体激光元件组发出具有与上述非晶硅膜的膜厚相等的光入侵长度的激光波长的激光，所述激光照射装置还设有用于传送从上述多个第1半导体激光元件发出的激光的光纤，将该光纤沿长度方向平行且成列排列保持的直线光纤束，将从由该直线光纤束保持的光纤发出的激光整形成线状、并且使激光强度分布的顶部平滑化并输出的光补偿器，通过由直线光纤束保持的光纤，将从上述多个第1半导体激光元件发出的激光传送至光补偿器，在将该半导体激光元件组的总照射输出值设定为6W以上100W以下的线状激光光斑的同时，使线状激光光斑照射在非晶硅膜上。
33.通过激光照射而改性的具有一定膜厚的目标体的制造方法，其设有半导体激光元件组，还设有用于传送从上述多个第1半导体激光元件发出的激光的光纤，将该光纤沿长度方向平行并成列排列保持的直线光纤束，将由该直线光纤束保持的光纤发出的激光整形成线状、并且使激光强度分布平滑化并输出的光补偿器，通过由直线光纤束保持的光纤、将从上述多个第1半导体激光元件发出的激光传送至光补偿器，该半导体激光元件组发出激光波长与目标体的膜厚相等的光入侵长度的激光，该半导体激光元件组在目标体上照射总照射输出值为6W以上100W以下的线状激光光斑。
34.通过激光照射使非结晶材料或多结晶材料的硅结晶的硅结晶化装置，其设有半导体激光元件组，该半导体激光元件组设有发出激光波长为370nm～480nm的激光的多个第1半导体激光元件，还设有用于传送从上述多个第1半导体激光元件发出的激光的光纤，将该光纤沿长度方向平行并成列排列保持的直线光纤束，将由该直线光纤束保持的光纤发出的激光整形成线状、并且使激光强度分布平滑化并输出的光补偿器，通过由直线光纤束保持的光纤、将从上述多个第1半导体激光元件发出的激光传送至光补偿器，所述半导体激光元件组对硅照射总照射输出值为6W以上100W以下的线状激光光斑。
35.通过激光照射使非结晶材料或多结晶材料的硅结晶的硅结晶化方法，其设有半导体激光元件组，还设有用于传送从上述多个第1半导体激光元件发出的激光的光纤，将该光纤沿长度方向平行并成列排列保持的直线光纤束，将由该直线光纤束保持的光纤发出的激光整形成线状、并且使激光强度分布平滑化并输出的光补偿器，通过由直线光纤束保持的光纤、将从上述多个第1半导体激光元件发出的激光传送至光补偿器，该半导体激光元件组设有发出激光波长为370nm～480nm的激光的多个第1半导体激光元件，所述半导体激光元件组对硅照射总照射输出值为6W以上100W以下的线状激光光斑。
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