CN110114855A - 激光照射装置、薄膜晶体管以及薄膜晶体管的制造方法 - Google Patents

激光照射装置、薄膜晶体管以及薄膜晶体管的制造方法 Download PDF

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Abstract

玻璃基板包含的多个薄膜晶体管的特性有可能产生偏差。本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征在于，具备：光源，其产生激光；投影透镜，其对非晶硅薄膜的规定的区域照射该激光，该非晶硅薄膜分别粘附于沿规定方向移动的玻璃基板上的多个薄膜晶体管；以及投影掩模图案，其设置于该投影透镜上，具有分别包含规定数量的开口部的多个列、即与该规定方向平行设置的多个列，该投影透镜经由该投影掩模图案而照射该激光，该投影掩模图案的该规定数量的开口部的至少一部分在各个该多个列中未被配置在与该规定方向平行的一条直线上。

Description

激光照射装置、薄膜晶体管以及薄膜晶体管的制造方法
技术领域
本发明涉及薄膜晶体管的形成，特别是涉及向薄膜晶体管上的非晶硅薄膜照射激光而用于形成多晶硅薄膜的激光照射装置、薄膜晶体管及薄膜晶体管的制造方法。
背景技术
作为反参差结构的薄膜晶体管，存在有将非晶硅薄膜使用于沟道区域的结构。不过，非晶硅薄膜由于电子迁移率小，因此如果将该非晶硅薄膜使用于沟道区域，则存在薄膜晶体管中的电荷的迁移率减小这样的难点。
因此，存在有如下的技术：将非晶硅薄膜的规定的区域通过利用激光瞬间地加热而进行多晶体化，形成电子迁移率较高的多晶硅薄膜，从而将该多晶硅薄膜使用于沟道区域。
例如，专利文献1公开了如下技术：在沟道区域形成非晶硅薄膜，然后，向该非晶硅薄膜照射准分子激光器等的激光来进行激光退火，由此通过短时间内的熔融凝固，来进行使多晶硅薄膜晶体化的处理。专利文献1记载了如下内容：通过进行该处理，能够使薄膜晶体管的源极与漏极间的沟道区域成为电子迁移率较高的多晶硅薄膜，从而能够实现晶体管动作的高速化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016－100537号公报
发明内容
发明的概要
发明要解决的课题
在专利文献1记载的薄膜晶体管中，源极与漏极间的沟道区域由一处(一个)多晶硅薄膜形成。因此，薄膜晶体管的特性依赖于一处(一个)多晶硅薄膜。
在此，准分子激光器等的激光的能量密度在其每次照射(发射)时都产生偏差，因此使用该激光而形成的多晶硅薄膜的电子迁移率也会产生偏差。因此，使用该多晶硅薄膜而形成的薄膜晶体管的特性也依赖于激光的能量密度的偏差。
其结果是，玻璃基板所包含的多个薄膜晶体管的特性可能会产生偏差。
本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供能够抑制玻璃基板所包含的多个薄膜晶体管的特性的偏差的激光照射装置、薄膜晶体管及薄膜晶体管的制造方法。
用于解决技术课题的技术方案
本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征在于，具备：光源，其产生激光；投影透镜，其对非晶硅薄膜的规定的区域照射该激光，所述非晶硅薄膜分别粘附于沿规定方向移动的玻璃基板上的多个薄膜晶体管；以及投影掩模图案，其设于该投影透镜上，为分别包含规定数量的开口部的多个列、即具有与该规定方向平行设置的多个列，该投影透镜经由该投影掩模图案而照射该激光，该投影掩模图案的该规定数量的开口部的至少一部分分别在该多个列中，未被配置在与该规定方向平行的一条直线上。
本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征在于，该投影掩模图案的该规定数量的各个开口部分别在该多个列中，被配置在具有规定周期的规定波形上。
本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征在于，该投影掩模图案的该规定数量的各个开口部分别在该多个列中，被配置在大致正弦波上。
本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征在于，该投影透镜为微透镜阵列，该微透镜阵列为分别包含规定数量的微透镜的多个列、即具有与该规定方向平行设置的多个列，该微透镜阵列的该规定数量的微透镜的至少一部分分别在该多个列中，未被配置在与该规定方向平行的一条直线上。
本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征在于，该微透镜阵列的该规定数量的各个微透镜分别在该多个列中，被配置在具有规定周期的规定波形上。
本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征在于，该微透镜阵列的该规定数量的各个微透镜分别在该多个列中，被配置在大致正弦波上。
本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征在于，在该微透镜阵列中，包含于该一列中且相互相邻的微透镜相互错开规定的距离地配置，该规定的距离是在该玻璃基板中配置有该非晶硅薄膜的间隔的自然数倍数。
本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征在于，该光源对于该玻璃基板上的一列所包含的非晶硅薄膜反复照射规定的次数的、使用了该微透镜阵列的激光。
本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征在于，该光源每次对于该玻璃基板上的一列所包含的非晶硅薄膜反复照射激光时，使该微透镜阵列向与该一列正交的方向移动所述规定波形的规定的相位量。
本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征在于，该投影透镜向粘附于薄膜晶体管所包含的源极与漏极之间的非晶硅薄膜的规定区域照射激光，从而形成多晶硅薄膜。
本发明的一个实施方式的薄膜晶体管的制造方法的特征在于，包括：第一步骤和第二步骤，在所述第一步骤中产生激光，在所述第二步骤中对非晶硅薄膜的规定的区域照射该激光，所述非晶硅薄膜分别粘附于沿规定方向移动的玻璃基板上的多个薄膜晶体管，在第二步骤中，使用投影掩模图案照射该激光，该投影掩模图案设于该投影透镜上，为分别包含规定数量的开口部的多个列、即具有与该规定方向平行设置的多个列，该投影掩模图案的该规定数量的开口部的至少一部分分别在该多个列中，未被配置在与该规定方向平行的一条直线上。
发明效果
根据本发明，提供能够抑制玻璃基板包含的多个薄膜晶体管的特性的偏差的激光照射装置、薄膜晶体管及薄膜晶体管的制造方法。
附图说明
图1是表示激光照射装置10的结构例的图。
图2是表示激光照射装置10照射激光14的玻璃基板30的例子的示意图。
图3是表示规定的区域被退火化的薄膜晶体管20的例子的示意图。
图4是表示以往的微透镜阵列13的结构例的图。
图5是表示微透镜阵列13的结构例的图。
图6是表示微透镜阵列13的另一结构例的图。
图7是用于对基于微透镜阵列13的激光退火进行说明的图。
图8是用于对基于微透镜阵列13的激光退火进行说明的另一图。
图9是表示激光照射装置10的另一结构例的图。
图10是表示投影掩模图案的结构例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行具体说明。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式中的激光照射装置10的结构例的图。
在本发明的第一实施方式中，激光照射装置10是在如薄膜晶体管(TFT)20那样的半导体装置的制造工序中，例如仅向沟道区域形成预定区域照射激光进行退火，用于对该沟道区域形成预定区域进行多晶体化的装置。
激光照射装置10例如在形成液晶显示装置的周边电路等的像素的薄膜晶体管时使用。在形成这样的薄膜晶体管的情况下，首先，在玻璃基板30上通过溅射图案形成由Al等的金属膜构成的栅电极。而且，通过低温等离子体CVD法，在玻璃基板30上的整个面形成由SiN膜构成的栅极绝缘膜。之后，在栅极绝缘膜上，例如通过等离子体CVD法形成非晶硅薄膜21。然后，通过图1例示的激光照射装置10，向非晶硅薄膜21的栅电极上的规定的区域照射激光14进行退火，对该规定的区域进行多晶体化而进行多晶硅化。
如图1所示，在激光照射装置10中，从激光源11射出的激光通过耦合光学系统12将射束直径扩张，实现亮度分布的均匀化。激光源11例如是将波长为308nm或248nm等的激光以规定的反复周期进行放射的准分子激光器。
然后，激光通过设置在微透镜阵列13上的投影掩模图案15(未图示)的多个开口(透射区域)而分离成多个激光14，向非晶硅薄膜21的规定区域照射。在微透镜阵列13设有投影掩模图案15，通过该投影掩模图案15向规定区域照射激光14。并且，非晶硅薄膜21的规定区域被瞬间加热而熔融，从而非晶硅薄膜21的一部分成为多晶硅薄膜22。
多晶硅薄膜22与非晶硅薄膜21相比电子迁移率较高，在薄膜晶体管20中，使用于使源极23与漏极24进行电连接的沟道区域。需要说明的是，在图1的例子中，示出了使用微透镜阵列13的例子，但是未必非要使用微透镜阵列13，也可以使用一个投影透镜来照射激光14。需要说明的是，在实施方式1中，以使用微透镜阵列13形成多晶硅薄膜22的情况为例进行说明。
图2是表示规定区域被退火化的薄膜晶体管20的例子的示意图。需要说明的是，首先形成多晶硅薄膜22，然后在形成的多晶硅薄膜22的两端形成源极23和漏极24，由此做成薄膜晶体管20。
如图2所示，薄膜晶体管在源极23与漏极24之间形成有多晶硅薄膜22。激光照射装置10对于薄膜晶体管20，使用微透镜阵列13的一列(或一行)所包含的例如二十个微透镜17来照射激光14。即，激光照射装置10对多晶硅薄膜22照射二十发(shot)激光14。其结果是，在薄膜晶体管中，非晶硅薄膜21的规定区域被瞬间加热而熔融，从而成为多晶硅薄膜22。
由于激光14的能量密度在每一发射都存在偏差，因此多晶硅薄膜22的电子迁移率可能会产生偏差。如上所述，这是因为，多晶硅薄膜22的电子迁移率依赖于最后向该多晶硅薄膜22照射的激光14的能量密度、即依赖于最后发射的能量密度。
激光照射装置10向非晶硅薄膜21照射激光14。在此，激光照射装置10以规定的周期照射激光14，并在未照射激光14的时间移动玻璃基板30，以便对下一个非晶硅薄膜21的部位照射该激光14。
在此，图3是表示将微透镜17按纵向及横向整齐排列时的微透镜阵列13的结构例的图。如图3所示，在微透镜阵列13中，扫描方向的一列(或一行)配置有二十个微透镜17。激光照射装置10使用微透镜阵列13的一列(或一行)所包含的二十个微透镜17的至少一部分，向一个薄膜晶体管20照射激光14。并且，微透镜阵列13所包含的一列(或一行)的微透镜17的个数不限于二十个，可以为任意数量。另外，如图3所示，微透镜阵列13的一列(或一行)包含二十个微透镜17，而一行(或一列)例如可包含八十三个微透镜17。并且，八十三个为举例说明，自不必说也可为任意数量。
在激光照射装置10使用图3例示的微透镜阵列13形成多晶硅薄膜22的情况下，有可能在作为成品的液晶画面上产生显示不均的问题。将在后面进行说明。
图4是表示玻璃基板30的结构例的图。如图4所示，在玻璃基板30的移动方向上隔着规定间隔“H”配置有非晶硅薄膜21。并且，激光照射装置10以规定的周期，向配置在玻璃基板30上的非晶硅薄膜21的局部照射激光14。
并且，激光照射装置10使用图3例示的微透镜阵列13，向玻璃基板上的多个非晶硅薄膜21照射相同的激光14。激光照射装置10例如向图4所示的区域A所包含的多个非晶硅薄膜21照射相同的激光14。另外，激光照射装置10也向图4所示的区域B所包含的多个非晶硅薄膜21照射相同的激光14。
在此，激光照射装置10为了进行退火化，可考虑分别使用图3所示的微透镜阵列13的一列(或一行)所包含的二十个微透镜17来照射激光14。
在此情况下，图4的处于区域A的多个非晶硅薄膜21首先使用图3所示的微透镜阵列13的A列所包含的第一微透镜17被照射激光14。然后，使玻璃基板30移动规定的间隔“H”。在玻璃基板30移动的期间，激光照射装置10停止照射激光14。并且，在玻璃基板30移动了“H”之后，处于区域A的多个非晶硅薄膜21使用图3所示的微透镜阵列13的B列所包含的第二微透镜17被照射激光14。
激光照射装置10反复执行上述步骤，最后使用图3所示的微透镜阵列13的T列所包含的微透镜17对处于区域A的多个非晶硅薄膜21照射激光14。其结果是，处于区域A的多个非晶硅薄膜21分别使用图3所示的微透镜阵列13的一列(或一行)所包含的二十个微透镜17被照射激光14。
同样，激光照射装置10也对图4的处于区域B的多个非晶硅薄膜21，分别使用图3所示的微透镜阵列13的一列(或一行)所包含的二十个微透镜17来照射激光14。不过，区域B与区域A相比，相对于玻璃基板的移动方向而位置错开“H”，因此照射激光14的时机延迟1照射量。即，处于区域A的多个非晶硅薄膜21使用B列的第二微透镜17被照射激光14时，处于区域B的多个非晶硅薄膜21使用A列的第一微透镜17被照射激光14。并且，处于区域A的多个非晶硅薄膜21使用T列的第二十微透镜17被照射激光14时，处于区域B的多个非晶硅薄膜21使用S列的第十九微透镜17被照射激光。并且，处于区域B的多个非晶硅薄膜21在下一次照射激光的时机，使用T列的第二十微透镜17被照射激光。
即，图4所示的区域A所包含的多个非晶硅薄膜21与区域B所包含的多个非晶硅薄膜21的区别在于最后被照射的激光14不同。
在此，在准分子激光器中，脉冲间的稳定性为0.5％左右。即，激光照射装置10每发射一次，该激光14的能量密度会产生0.5％左右的偏差。因此，通过激光照射装置10形成的多晶硅薄膜22的电子迁移率也可能会产生偏差。而且，通过照射激光14而形成的多晶硅薄膜22的电子迁移率依赖于最后对该多晶硅薄膜22照射的激光14的能量密度、即最后发射的能量密度。
因此，区域A所包含的多个非晶硅薄膜21与区域B所包含的多个非晶硅薄膜21的区别在于最后被照射的激光不同，因此所形成的多晶硅薄膜22的电子迁移率互不相同。
另一方面，由于区域A所包含的多个非晶硅薄膜21彼此最后被照射的激光14相同，因此在区域A内，所形成的多晶硅薄膜22的电子迁移率相同。这种情况还与区域B所包含的多个非晶硅薄膜21彼此的情况相同，在区域B内，所形成的多晶硅薄膜22的电子迁移率相同。即，在玻璃基板上，相互相邻的区域间的电子迁移率互不相同，但同一区域内的多个非晶硅薄膜21彼此的电子迁移率相同。
其结果是，成为在液晶画面上产生显示不均的原因。如图4例示的那样，由于区域A与区域B的交界呈“线状”，因此特性互不相同的薄膜晶体管20在该“线上”的交界处对接，因其特性的不同造成的显示的差异(例如颜色的深浅等的差异)表现为“线状”。其结果是，在液晶画面上显示不均成为“痕纹”，突显为无法忽视的程度。
因此，在本发明的第一实施方式中，如图5例示那样，使用微透镜阵列13来照射激光14，所述微透镜阵列13为分别包含规定数量的微透镜17的多个列、即具有与玻璃基板30的移动方向平行设置的多个列，所述规定数量的微透镜的至少一部分分别在该多个列中，未被配置在平行于所述移动方向的一条直线上。
图5表示在本发明的第一实施方式的微透镜阵列13中，与玻璃基板30的移动方向平行设置的多个列中的一例。如图5所示，微透镜阵列13所包含的微透镜17的一列中的多个微透镜17的至少一部分未被配置在与玻璃基板30的移动方向平行的一条直线上。
图5所例示的微透镜阵列13中的多个微透镜17的至少一部分未被配置在与玻璃基板30的移动方向平行的一条直线上。由于未被配置在平行的一条直线上，因此玻璃基板30上的至少一部分的相邻的非晶硅薄膜21被互不相同的激光14照射。其结果是，相邻的多晶硅薄膜22的电子迁移率互不相同。即，在玻璃基板30整体中，互相相邻的薄膜晶体管20的特性互不相同，因该特性的不同造成的显示的差异(例如颜色的深浅等的差异)则不会表现为“线状”。因此，在液晶画面上显示不均不会成为“痕纹”，从而能够防止该显示不均被突显的情况。
作为多个微透镜17的至少一部分未被配置在与玻璃基板30的移动方向平行的一条直线上的微透镜阵列13，例如，可考虑微透镜17的一列被配置在大致正弦(Sine Wave、正弦波)上的微透镜阵列13。图6是表示微透镜17的一列被配置在大致正弦(Sine Wave、正弦波)上的微透镜阵列13的结构例的图。需要说明的是，微透镜17既可以被配置在正弦上，也可以被配置在大致正弦上。另外，大致正弦严格意义上不能称为正弦，而是指接近正弦的形状的波形。
需要说明的是，图6所示的微透镜阵列13为一例，微透镜17的配置不限于此例。例如，微透镜17也可以被配置在余弦(余弦波)上或大致余弦上。而且，各个微透镜17未必非要配置在正弦或余弦上，也可被配置在具有规定周期的波形上。
另外，如图6所示，在微透镜阵列13中，互相相邻的微透镜17的列相互错开规定的距离地配置。具体来说，A列的微透镜17与B列的微透镜17相互错开规定的距离配置。规定的距离为玻璃基板30中配置有非晶硅薄膜21的间隔“H”。即，在微透镜阵列13中互相相邻的微透镜17的列分别与在玻璃基板30中互相相邻的非晶硅薄膜21对应。需要说明的是，规定的距离也可以是间隔“H”的自然数倍数。在这种情况下，在微透镜阵列13中相互相邻的微透镜17的列分别与在玻璃基板30中数个(自然数倍数的个数)目标的各个非晶硅薄膜21相对应。
图7是用于对微透镜阵列13所包含的微透镜17与玻璃基板30所包含的非晶硅薄膜21的对应关系进行说明的图。需要说明的是，图7表示的是在微透镜阵列13中相互相邻的微透镜17的列分别与在玻璃基板30中相互相邻的非晶硅薄膜21对应时的例子。
如图7所示，A列的微透镜17与玻璃基板30的“区域2、区域4、区域6……”的非晶硅薄膜21相对应。另一方面，B列的微透镜17与玻璃基板30的“区域3、区域5、区域7……”的非晶硅薄膜21相对应。如此，在微透镜阵列13中的、相邻的微透镜17的列与互不相同的区域的非晶硅薄膜21相对应。需要说明的是，图7的微透镜阵列13中的微透镜17的配置只不过是个例子，只要相互相邻的列所包含的微透镜17分别与互不相同的区域的非晶硅薄膜21相对应即可，微透镜17的配置可以是任意的配置。
如图7所示，A列的微透镜17分别与“区域2的第四行、区域4的第五行、区域6的第六行……”的非晶硅薄膜21相对应。另外，B列的微透镜17分别与“区域1的第八行、区域3的第九行、区域5的第十行……”的非晶硅薄膜21相对应。如此，相同的列(例如，A列、B列)所包含的微透镜17分别与在玻璃基板30中不相邻的非晶硅薄膜21相对应。需要说明的是，图7的微透镜阵列13中的微透镜17的配置只不过是个例子，只要相同的列所包含的微透镜17分别与互不相邻的非晶硅薄膜21相对应即可，微透镜17的配置可以是任意的配置。
如上所述，当使用图7例示的微透镜阵列13照射激光14时，在玻璃基板30中相互相邻的非晶硅薄膜21通过不同的列所包含的微透镜17，被照射该激光14。另外，在玻璃基板30中相互相邻的非晶硅薄膜21最后被照射激光14的时机为不同的时机。
例如，以图7的处于区域1的第八行的非晶硅薄膜21与处于区域2的第八行的非晶硅薄膜21为例进行说明。首先，处于区域1的第八行的非晶硅薄膜21使用微透镜阵列13所包含的B列的微透镜17被照射激光14。另一方面，处于区域2的第八行的非晶硅薄膜21使用微透镜阵列13所包含的A列的微透镜17被照射激光14。如此，相邻的非晶硅薄膜21通过不同的列所包含的微透镜17被照射激光14。
另外，在处于区域2的第八行的非晶硅薄膜21最后被照射激光14之后，处于区域2的第八行的非晶硅薄膜21通过四发射后的激光14，最后被照射激光14。这是因为，在图7所例示的微透镜阵列13中，互不相同的列所包含的微透镜17以三发射或四发射的量而分离配置。
如此，在玻璃基板30上的相邻的非晶硅薄膜21通过不同的列所包含的微透镜17，在不同的时机下最后被照射激光14。
在此，在准分子激光器中，脉冲间的稳定性为0.5％左右。即，激光照射装置10每发射一次，其激光14的能量密度产生0.5％左右的偏差。因此，通过激光照射装置10形成的多晶硅薄膜22的电子迁移率也可能会产生偏差。而且，通过照射激光14而形成的多晶硅薄膜22的电子迁移率依赖于向该多晶硅薄膜22最后照射的激光14的能量密度、即最后发射的能量密度。
如上所述，如果使用图7所例示的微透镜阵列13，则在玻璃基板30上相互相邻的非晶硅薄膜21使用不同的列所包含的微透镜17被照射激光14。因此，最后被照射的激光14也会不同，其结果是，所形成的多晶硅薄膜22的电子迁移率会互不相同。
因此，在玻璃基板30整体中的相邻的薄膜晶体管20的特性互不相同。因此，薄膜晶体管20的特性的不同造成的显示的差异(例如颜色的深浅等的差异)被分散，而不会表现为“线状”。因此，在液晶画面上显示不均不会成为“痕纹”，从而能够防止该显示不均被突显的情况。
在本发明的第一实施方式中，玻璃基板30每次通过一个微透镜17被照射激光14时，移动规定的距离。如图3所示，规定的距离为玻璃基板30中的多个薄膜晶体管20间的距离“H”。激光照射装置10在将玻璃基板30移动该规定的距离的期间，停止照射激光14。
玻璃基板30在移动规定的距离“H”之后，激光照射装置10使用微透镜阵列13所包含的微透镜17照射激光14。需要说明的是，在本发明的第一实施方式中，由于使用了图7所示的微透镜阵列13，因此在一次扫描中，通过十个微透镜17对一个非晶硅薄膜21照射激光14。例如，在图7中，区域1的第一行的非晶硅薄膜21通过B列、D列、F列……合计十列量所包含的微透镜17被照射激光14。因此，为了对一个非晶硅薄膜21照射二十次激光14，需要通过图7所示的微透镜13进行二次扫描。
因此，在本发明的第一实施方式中，在使用图7所示的微透镜阵列13对垂直于玻璃基板30的移动方向进行一次扫描之后，将该玻璃基板30(或微透镜阵列13)返回至该扫描的开始位置并进行第二次扫描。
然后，对玻璃基板30的薄膜晶体管20使用激光退火形成多晶硅薄膜22之后，在其他工序中，在该薄膜晶体管20上形成源极23和漏极24。
需要说明的是，激光照射装置10既可以在玻璃基板30移动“H”之后，对暂时停止的该玻璃基板30照射激光14，也可对继续移动的该玻璃基板30照射激光14。
需要说明的是，激光照射装置10的照射头(即，激光源11、耦合光学系统12、微透镜阵列13及投影掩模150)可以相对于玻璃基板30移动。
如此，在本发明的第一实施方式中，微透镜17的一列例如使用配置在大致正弦上的微透镜阵列13对非晶硅薄膜21照射激光14。其结果是，相邻的非晶硅薄膜21被照射互不相同的激光14。因此，相邻的多晶硅薄膜22的电子迁移率互不相同。即，在玻璃基板30整体中相互相邻的薄膜晶体管20的特性互不相同，因该特性的不同造成的显示的差异(例如颜色的深浅等的差异)则不会表现为“线状”。因此，在液晶画面上显示不均不会成为“痕纹”，从而能够防止该显示不均被突显的情况。
(第二实施方式)
本发明的第二实施方式是指如下的情况：在第一次扫描结束后，在与扫描方向正交的方向上使微透镜阵列13移动配置有微透镜17的一列的大致正弦的规定的相位量，从而进行第二次扫描。
图8是用于对本发明的第二实施方式中的微透镜阵列13所包含的微透镜17与玻璃基板30所包含的非晶硅薄膜21的对应关系进行说明的图。
在此，能够包含于微透镜阵列的扫描方向的正交方向的一行(或一列)的微透镜17的数量取决于激光照射装置10的激光14的输出。因此，激光照射装置10为了对整个玻璃基板进行激光退火处理，需要反复进行如下操作：在沿着扫描方向进行扫描之后，在扫描方向的正交方向上移动一步骤量(微透镜阵列的长边量)，再次沿着扫描方向进行扫描。因此，在一次扫描中被退火处理的区域与在下一次扫描中被退火处理的区域之间存在有“线状”的接缝(连接区域)。如此，如果以显现出“线状”的接缝(连接区域)的状态照射激光14，则该接缝(连接区域)会在液晶画面上作为“连接不均”被识别出来。
因此，在本发明的第二实施方式中，为了在一次扫描中被退火处理的区域与在下一次扫描中被退火处理的区域之间不产生“线状”的接缝(连接区域)，而通过进行退火处理，来减少产生“连接不均”。
因此，在本发明的第二实施方式中，使用图7所示的微透镜阵列13进行一次扫描之后，在该玻璃基板30的移动方向上，使该微透镜阵列13错开配置有微透镜17的大致正弦的规定的相位量，从而进行第二次扫描。
在本发明的第二实施方式中，由于也使用了图7所示的微透镜阵列13，因此在一次扫描中，通过十个微透镜17对一个非晶硅薄膜21照射激光14。例如，在图7中，处于区域1的第一行非晶硅薄膜21通过B列、D列、F列……合计十列量所包含的微透镜17，被照射激光14。因此，为了对一个非晶硅薄膜21照射二十次的激光14，需要使用图7所示的微透镜13进行二次扫描。
在这种情况下，使用图7所示的微透镜阵列13进行一次扫描后，在该玻璃基板30的移动方向上使相位错开配置有微透镜17的大致正弦的90度量，从而进行第二次扫描。需要说明的是，规定的相位如图8所示，既可是90度，也可是180度或270度等。
如图8所示，在进行第二次扫描时，通过在玻璃基板30的移动方向上，使微透镜阵列13错开规定的相位量，在一次扫描中被退火处理的区域与在下一次扫描中被退火处理的区域重复规定的相位量。由于存在重复的区域，因此不会在一次扫描中被退火处理的区域与下一次扫描中被退火处理的区域的交界显现“线状”的接缝(连接区域)。
(关于退火化处理的工序)
在本发明的第一实施方式中，激光照射装置10使用图6所示的设有投影掩模图案的微透镜阵列13对玻璃基板30照射激光14。
玻璃基板30在每次使用微透镜阵列13被照射激光14时，移动规定的距离(扫描)。如图3所示，规定的距离为玻璃基板30中的多个薄膜晶体管20间的间隔“H”。在将玻璃基板30移动该规定的距离的期间，激光照射装置10停止照射激光14。
玻璃基板30移动了规定的距离(即，多个薄膜晶体管20间的间隔“H”)之后，激光照射装置10使用微透镜阵列13照射激光14。激光照射装置10反复进行照射使用了微透镜阵列13的激光14和移动玻璃基板30，从而对于玻璃基板30的纵向(扫描方向，即移动规定的距离的方向)进行退火化处理。
然后，玻璃基板30在与扫描方向正交的方向上，移动配置有微透镜17的一列的大致正弦的规定的相位量。在将玻璃基板30移动该一步骤量的期间，激光照射装置10停止照射激光14。
之后，激光照射装置10使用微透镜阵列13来照射激光14进行第二次扫描。
然后，玻璃基板30在与扫描方向正交的方向上，移动一步骤量(与微透镜阵列13的宽度对应的距离量)。玻璃基板30移动了一步骤量之后，激光照射装置10使用微透镜阵列13照射激光14，从而沿着该玻璃基板30的纵向进行退火化处理。
然后，对玻璃基板30所包含的所有薄膜晶体管20进行激光退火处理并形成多晶硅薄膜22之后，在其他工序中，在该薄膜晶体管20上形成源极23和漏极24。
如此，在本发明的第二实施方式中，通过不同的扫描所致的退火化处理间的接缝变得不存在。由于不存在接缝，因此也不会产生“连接不均”，通过使用本发明的第一实施方式中的激光照射装置10进行退火化处理，从而能够提供高品质的液晶画面等。
(第三实施方式)
本发明的第三实施方式为：使用一个投影透镜18取代微透镜阵列13来进行激光退火的情况。
图9是表示本发明的第四实施方式中的激光照射装置10的结构例的图。如图9所示，本发明的第三实施方式中的激光照射装置10具备激光源11、耦合光学系统12、投影掩模图案15及投影透镜18。并且，由于激光源11、耦合光学系统12的结构与图1所示的本发明的第一实施方式中的激光源11、耦合光学系统12的结构相同，因此省略详细的说明。
在本发明的第三实施方式中，使用投影掩模图案15来照射激光14。所述投影掩模图案15为分别包含规定数量的开口部16的多个列、即具有与玻璃基板30的移动方向平行设置的多个列，所述规定数量的开口部16的至少一部分分别在该多个列中，未被配置在平行于移动方向的一条直线上。
在投影掩模图案15所包含的开口部16的一列中，多个开口部16的至少一部分未被配置在与玻璃基板30的移动方向平行的一条直线上。由于开口部16的至少一部分未被配置在平行的一条直线上，因此，玻璃基板30上的至少一部分的相邻的非晶硅薄膜21被互不相同的激光14照射。其结果是，相邻的多晶硅薄膜22的电子迁移率互不相同。即，在玻璃基板30整体中相互相邻的薄膜晶体管20的特性互不相同，因该特性的不同造成的显示的差异(例如颜色的深浅等的差异)则不会表现为“线状”。因此，在液晶画面上显示不均不会成为“痕纹”，从而能够防止该显示不均被突显的情况。
作为多个开口部16的至少一部分未被配置在与玻璃基板30的移动方向平行的一条直线上的投影掩模图案15的例子，例如，可考虑开口部16的一列被配置在大致正弦(SineWave、正弦波)上的投影掩模图案15。图10是开口部16的一列被配置在大致正弦(SineWave、正弦波)上的投影掩模图案15的结构例。
需要说明的是，图10所示的投影掩模图案15是一个例子，开口部16的配置不限于此例。例如，开口部16也可以配置在余弦(余弦波)上或大致余弦上。而且，各个开口部16未必非要配置在正弦或余弦上，也可被配置在具有规定周期的波形上。
激光透射图10所例示的投影掩模图案15的开口(透射区域16)，并通过投影透镜18被照射到非晶硅薄膜21的规定的区域。其结果是，非晶硅薄膜21的规定区域被瞬间加热而熔融，从而非晶硅薄膜21的一部分成为多晶硅薄膜22。
在本发明的第三实施方式中，激光照射装置10也按照规定的周期照射激光14，在未照射激光14的时间移动玻璃基板30，以对下一个非晶硅薄膜21的部位照射该激光14。在第三实施方式中，如图3所示，玻璃基板30也在移动方向上，以规定的间隔“H”配置有非晶硅薄膜21。并且，激光照射装置10按照规定的周期，对配置在玻璃基板30上的非晶硅薄膜21的一部分照射激光14。
在此，在使用投影透镜18的情况下，激光14以该投影透镜18的光学系统的倍率被换算。即，投影掩模图案15的图案以投影透镜18的光学系统的倍率被换算，使玻璃基板30上的规定区域被激光退火。
即，投影掩模图案15的掩模图案以投影透镜18的光学系统的倍率被换算，从而对玻璃基板30上的规定区域进行激光退火。例如，如果投影透镜18的光学系统的倍率约为2倍，则投影掩模图案15的掩模图案约为1/2(0.5)倍，玻璃基板30的规定的区域被激光退火。需要说明的是，投影透镜18的光学系统的倍率并不局限于约2倍，可以为任意的倍率。投影掩模图案15的掩模图案根据投影透镜18的光学系统的倍率而对玻璃基板30上的规定的区域进行激光退火。例如，如果投影透镜18的光学系统的倍率为4倍，则投影掩模图案15的掩模图案约为1/4(0.25)倍，玻璃基板30的规定的区域被激光退火。
而且，在投影透镜18形成倒立像的情况下，向玻璃基板30照射的投影掩模图案15的缩小像成为以投影透镜18的透镜的光轴为中心旋转了180度的图案。另一方面，投影透镜18形成正立像的情况下，向玻璃基板30照射的投影掩模图案15的缩小像成为该投影掩模图案15的原样。
需要说明的是，在单一的投影透镜中，例如，即使在受像差等影响而与中央部相比而周边部的照射光量或倍率不同的情况下，通过在投影掩模图案15的中央部和周边部改变掩模的透射率，也能够实现均匀的照射。例如，在单一的照射透镜中，与中央部相比而周边部的照射光量较少的情况下，通过提高投影掩模图案15的中央部的掩模的透射率，另一方面通过将周边部的掩模的透射率设置得比该中央部的透射率低，能够实现在整个投影掩模图案15中的均匀照射。
如上所述，在本发明的第三实施方式中，即使是在使用一个投影透镜18进行激光退火的情况下，也能够对相邻的非晶硅薄膜21照射透射率互不相同的激光14。其结果是，在玻璃基板30整体中，相互相邻的薄膜晶体管20的特性互不相同，因该特性的不同造成的显示的差异(例如颜色的深浅等差异)则不会表现为“线状”。因此，在液晶画面上显示不均不会呈“痕纹”，从而能够防止该显示不均被突显的情况。
需要说明的是，在以上的说明中，在记载有“垂直”、“平行”、“平面”、“正交”等的情况下，所记载的这些每一个都不是严格意义上的。即“垂直”、“平行”、“平面”、“正交”容许设计上或制造上等的公差或误差，而非“实质上的垂直”、“实质上的平行”、“实质上的平面”、“实质上的正交”这样的意思。需要说明的是，此处的公差或误差是指不脱离本发明的结构、作用、效果的范围内的单位的情况。
另外，在以上的说明中，外观上的尺寸或大小记载有“相同”、“相等”、“不同”等的情况下，所记载的这些每一个都不是严格意义上的。即，“相同”、“相等”、“不同”容许设计上或制造上等的公差或误差，而非“实质上的相同”、“实质上的相等”、“实质上的不同”这样的意思。需要说明的是，此处的公差或误差是指不脱离本发明的结构、作用、效果的范围内的单位的情况。
虽然基于各附图或实施方式对本发明进行了说明，但要该注意的是：如果是本领域的技术人员，基于本公开容易实施各种变形或修正。因此，要留意的是：这些变形或修正应包含在本发明的范围内。例如，各手段、各步骤等所包含的功能等能够在逻辑上不矛盾地再配置，或者将多个手段或步骤等组合成一个或者将它们分割。而且，也可适当地组合上述实施方式所示的结构。
附图标记说明
10 激光照射装置
11 激光源
12 耦合光学系统
13 微透镜阵列
14 激光
15 投影掩模图案
16 透射区域
17 微透镜
18 投影透镜
20 薄膜晶体管
21 非晶硅薄膜
22 多晶硅薄膜
23 源极
24 漏极
30 玻璃基板

Claims (11)

1.一种激光照射装置，其特征在于，具备：
光源，其产生激光；
投影透镜，其对非晶硅薄膜的规定的区域照射所述激光，所述非晶硅薄膜分别粘附于沿规定方向移动的玻璃基板上的多个薄膜晶体管；以及
投影掩模图案，其设于所述投影透镜上，具有分别包含规定数量的开口部的多个列、即与所述规定方向平行设置的多个列，
所述投影透镜经由所述投影掩模图案而照射所述激光，
所述投影掩模图案的所述规定数量的开口部的至少一部分在各个所述多个列中，未被配置在与所述规定方向平行的一条直线上。
2.根据权利要求1所述的激光照射装置，其特征在于，
所述投影掩模图案的所述规定数量的各个开口部在各个所述多个列中，被配置在具有规定周期的规定波形上。
3.根据权利要求1或2所述的激光照射装置，其特征在于，
所述投影掩模图案的所述规定数量的各个开口部在各个所述多个列中，被配置在大致正弦波上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的激光照射装置，其特征在于，
所述投影透镜为微透镜阵列，所述微透镜阵列具有分别包含规定数量的微透镜的多个列、即与所述规定方向平行设置的多个列，
所述微透镜阵列的所述规定数量的微透镜的至少一部分在各个所述多个列中，未被配置在与所述规定方向平行的一条直线上。
5.根据权利要求4所述的激光照射装置，其特征在于，
所述微透镜阵列的所述规定数量的各个微透镜在各个所述多个列中，被配置在具有规定周期的规定波形上。
6.根据权利要求4或5所述的激光照射装置，其特征在于，
所述微透镜阵列的所述规定数量的各个微透镜在各个所述多个列中，被配置在大致正弦波上。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的激光照射装置，其特征在于，
在所述微透镜阵列中，包含于所述一列中且相互相邻的微透镜相互错开规定的距离地配置，
所述规定的距离是在所述玻璃基板配置有所述非晶硅薄膜的间隔的自然数倍数。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的激光照射装置，其特征在于，
所述光源对于所述玻璃基板上的一列所包含的非晶硅薄膜反复照射规定的次数的、使用了所述微透镜阵列的激光。
9.根据权利要求8所述的激光照射装置，其特征在于，
所述光源每次对于所述玻璃基板上的一列所包含的非晶硅薄膜反复照射激光时，使所述微透镜阵列向与所述一列正交的方向移动所述规定波形的规定的相位量。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的激光照射装置，其特征在于，
所述投影透镜向粘附于薄膜晶体管所包含的源电极与漏电极之间的非晶硅薄膜的规定的区域照射激光，从而形成多晶硅薄膜。
11.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，包括：
第一步骤，在该第一步骤中，产生激光；以及
第二步骤，在该第二步骤中，对非晶硅薄膜的规定的区域照射所述激光，所述非晶硅薄膜分别粘附于沿规定方向移动的玻璃基板上的多个薄膜晶体管，
在第二步骤中，使用投影掩模图案照射所述激光，所述投影掩模图案设于所述投影透镜上，具有分别包含规定数量的开口部的多个列、即与所述规定方向平行设置的多个列，
所述投影掩模图案的所述规定数量的开口部的至少一部分在各个所述多个列中，未被配置在与所述规定方向平行的一条直线上。
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