CN112447506A - 激光退火装置及激光退火方法 - Google Patents

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小杉纯一
杨映保
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V Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及激光退火装置及激光退火方法。激光退火装置具备：光源，其射出连续振荡的激光；以及光学头，其将从光源射出的各个激光加工成为收敛的激光束，激光束能够对应地投影到位于栅极线的上方的改质预定区域内，光学头在激光束中最收敛的点部位于改质预定区域的非晶硅膜的膜内部的状态下，在改质预定区域内沿着栅极线延伸的方向相对性地扫描激光束。

Description

激光退火装置及激光退火方法
技术领域
本发明涉及激光退火装置及激光退火方法。
背景技术
在液晶显示器(LCD：Liquid Crystal Display)、有机EL显示器(OLED：OrganicElectroluminescence Display)等薄型显示器(FPD：Flat Panel Display)中，大型化及高精细化不断进展。
FPD具备形成有薄膜晶体管(TFT：Thin Film Transistor)的TFT基板。TFT基板是在配置成矩阵状的像素分别形成有有源(Active)驱动用的微细的TFT的基板，例如，在全高清(1920×1080分辨率)的析像度且120Hz驱动的显示器的情况下，形成有1000万个以上的像素。
作为构成TFT的半导体层的材料，使用非晶硅(a-Si：amorphous Silicon)、多晶硅(p-Si：polycrystalline Silicon)等。非晶硅的作为电子的易动度的指标的迁移率较低，并且无法完全应对高密度/高精细化进展的FPD所要求的高迁移率。因此，作为FPD中的TFT，优选形成由迁移率比非晶硅高的多晶硅构成的半导体层。
近年来，作为形成多晶硅或使横向(lateral)结晶生长的准单晶硅的方法，存在例如利用波长为532nm左右的绿色系的连续振荡(CW)激光的直线束状的激光束，以跨多列的加工成带状或岛状(island)的非晶硅膜的方式进行扫描的方法(例如，参照专利文献1)。在该方法中，通过将非晶硅膜的形成区域限定为TFT的形成区域来减小因激光退火而被加热的非晶硅膜的面积。由此，尝试着防止从非晶硅膜向玻璃基板的热量造成的玻璃基板的温度上升而产生裂纹的情况、杂质扩散到材料膜中的情况等。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2003-86505号公报
发明内容
【发明的概要】
【发明要解决的课题】
在上述的使用了CW激光的以往的激光退火方法中，存在以下的课题。在该激光退火方法中，即使将非晶硅膜保留为最小限度的区域，在构成TFT的非晶硅膜的下方(下层)也存在栅极线等金属配线图案、玻璃基板。而且，由于激光束为连续振荡，因此存在由于热量蓄积并停滞在玻璃基板上而栅极线等金属配线图案、玻璃基板发生过热而损伤的问题。此外，在该激光退火方法中，在使用了400～550nm左右的蓝色或绿色系的激光的情况下，光束到达比非晶硅膜靠下层的栅极线等金属配线图案、玻璃基板，因此与停滞的热量的作用相互结合而存在使栅极线等金属配线图案、玻璃基板发生过热而损伤的问题。特别是在上述的使用了CW激光的激光退火方法中，难以适用作为基板而具有挠性的例如聚酰亚胺等树脂的基板。此外，在上述的使用了CW激光的激光退火方法中，由于使用直线束状的激光束，因此应作为TFT的活性半导体层的区域以外的区域(除去了非晶硅膜的区域)也进行退火，因此存在能量利用效率差的课题。
本发明鉴于上述的课题而作出，目的在于提供一种不使配置在比非晶硅膜靠下层的基板以及配线层等发生热损伤而仅使形成有TFT的区域的非晶硅膜有效地结晶化的激光退火装置及激光退火方法。
【用于解决课题的方案】
为了解决上述的课题，实现目的而涉及一种激光退火装置，在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：光源，其射出连续振荡的激光；光学头，其将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，所述激光束能够对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在所述激光束中最收敛的点部位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的状态下，在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束。
本发明的另一方案涉及一种激光退火装置，在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：光源，其射出连续振荡的激光；光学头，其将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，所述激光束能够对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在所述激光束中最收敛的点部位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的状态下，在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束。
本发明的另一方案涉及一种激光退火装置，在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：光源，其射出连续振荡的激光；光学头，其将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，所述激光束能够对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在包括所述激光束的焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠的状态下，在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束。
本发明的另一形态涉及一种激光退火装置，在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：光源，其射出连续振荡的激光；光学头，其将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，所述激光束能够对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在包括所述激光束的焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠的状态下，在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束。
作为上述形态，优选的是，从所述光源射出的所述激光被导向至设置于所述光学头的光纤。
作为上述形态，优选的是，所述光纤的与光轴方向垂直的截面形状为正方形、长方形或六边形。
本发明的另一形态涉及一种激光退火装置，在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述多个栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：多个光源，其分别射出连续振荡的激光；光学头，其将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，各个所述激光束能够依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在各个所述激光束中的最收敛的点部位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的状态下，在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束。
本发明的另一形态涉及一种激光退火装置，在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：多个光源，其分别射出连续振荡的激光；光学头，其将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，各个所述激光束能够依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在各个所述激光束中的最收敛的点部位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的状态下，在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束。
本发明的另一形态涉及一种激光退火装置，在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述多个栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：多个光源，其分别射出连续振荡的激光；光学头，其将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，各个所述激光束能够依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在包括各个所述激光束的焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠的状态下，在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束。
本发明的另一形态涉及一种激光退火装置，在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，所述激光退火装置具备：多个光源，其分别射出连续振荡的激光；光学头，其将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，各个所述激光束能够依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，所述光学头在包括各个所述激光束中的焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠的状态下，在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束。
作为上述形态，优选的是，所述改质预定区域是薄膜晶体管的沟道半导体层。
作为上述形态，优选的是，从所述光学头射出的所述激光束对于所述非晶硅膜的表面沿着规定的直线以恒定的间距排列地投影。
作为上述形态，优选的是，所述光学头能够旋转移动，以使所述多个所述激光束的间距与栅极线的间距相等。
作为上述形态，优选的是，所述激光退火装置具备光量传感器，所述光量传感器检测所述多个激光束的各自的光量，基于由所述光量传感器检测到的所述激光束的光量，能够调整射出该激光束的所述光源的输出。
作为上述形态，优选的是，所述光量传感器配置在所述光学头的后方。
作为上述形态，优选的是，所述光学头具备分束器，所述分束器将所述激光束向侧方反射，所述光量传感器配置在所述光学头的侧方。
作为上述形态，优选的是，所述光学头具备扫描镜，所述扫描镜将所述激光束向侧方反射，所述光量传感器配置在所述光学头的侧方。
作为上述形态，优选的是，从所述多个光源射出的各个所述激光被导向至设置于所述光学头的光纤阵列的各个光纤。
作为上述形态，优选的是，所述光学头具备所述光纤阵列、成像光学系统，所述光纤阵列通过促动器能够沿光轴方向移动，所述成像光学系统由远心光学系统构成。
作为上述形态，优选的是，所述光纤的与光轴方向垂直的截面形状为正方形、长方形或六边形。
本发明的另一形态涉及一种激光退火方法，在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，在所述激光退火方法中，对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，从光源射出连续振荡的激光，利用光学头将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，使所述激光束对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，使所述激光束中的最收敛的点部配置成位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部，以在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束的方式使所述光学头移动。
本发明的另一形态涉及一种激光退火方法，在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，在所述激光退火方法中，对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，从光源射出连续振荡的激光，利用光学头将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，使所述激光束对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，使所述激光束中的最收敛的点部配置成位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部，以在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束的方式使所述光学头移动。
本发明的另一形态涉及一种激光退火方法，在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，在所述激光退火方法中，对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，从光源射出连续振荡的激光，利用光学头将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，使所述激光束对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，使所述激光束中包括焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域配置成与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠，以在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束的方式使所述光学头移动。
本发明的另一形态涉及一种激光退火方法，在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，在所述激光退火方法中，对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，从光源射出连续振荡的激光，利用光学头将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，使所述激光束对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，使所述激光束中包括焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域配置成与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠，以所述激光束在包括所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描的方式使所述光学头移动。
本发明的另一形态涉及一种激光退火方法，在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述多个栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，在所述激光退火方法中，对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，从多个光源分别射出连续振荡的激光，利用光学头将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，使各个所述激光束依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，使各个所述激光束中的最收敛的点部配置成位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部，以在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束的方式使所述光学头移动。
本发明的另一形态涉及一种激光退火方法，在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，在所述激光退火方法中，对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，从多个光源分别射出连续振荡的激光，利用光学头将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，使各个所述激光束依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，使各个所述激光束中的最收敛的点部配置成位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部，以在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束的方式使所述光学头移动。
本发明的另一形态涉及一种激光退火方法，在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述多个栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，在所述激光退火方法中，对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，从多个光源分别射出连续振荡的激光，利用光学头将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，使各个所述激光束依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，使各个所述激光束中包括焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域配置成与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠，以在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束的方式使所述光学头移动。
本发明的另一形态涉及一种激光退火方法，在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，在所述激光退火方法中，对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，从多个光源分别射出连续振荡的激光，利用光学头将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，使各个所述激光束依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，使各个所述激光束中包括焦点及焦点附近且射束轮廓维持礼帽形状的区域配置成与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠，以在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束的方式使所述光学头移动。
【发明效果】
根据本发明的激光退火装置及激光退火方法，存在不使配置在比非晶硅膜靠下层的基板以及栅极线等发生热损伤而仅使改质预定区域的非晶硅膜有效地结晶化的效果。
附图说明
图1是表示使用了本发明的第一实施方式的激光退火装置的TFT阵列的制造方法的剖视说明图。
图2是表示本发明的第一实施方式的激光退火装置的概略的构成图。
图3是表示使用了本发明的第一实施方式的激光退火装置的TFT阵列的制造方法的俯视说明图。
图4-1是表示使用了本发明的第一实施方式的激光退火装置的激光退火方法的俯视说明图。
图4-2是表示在本发明的第一实施方式的激光退火装置中使光学头旋转而变更了射束间距的状态的TFT阵列的制造方法的俯视说明图。
图5是表示本发明的第二实施方式的激光退火装置的概略的构成图。
图6是表示本发明的第三实施方式的激光退火装置的概略的构成图。
图7是表示本发明的第四实施方式的激光退火装置的概略的构成图。
图8是表示本发明的第四实施方式的激光退火装置的主要部分的侧视图。
图9是表示本发明的第五实施方式的激光退火装置的概略的构成图。
图10是表示本发明的第六实施方式的激光退火装置的概略的构成图。
图11是本发明的第六实施方式的激光退火装置中的成像光学系统的构成图。
图12是表示本发明的第七实施方式的激光退火装置的概略构成图。
图13是表示包含本发明的第八实施方式的激光退火装置中的激光束的焦点及焦点附近在内且能量密度的轮廓维持礼帽形状的区域A的说明图。
图14-1是表示图13中的(4)的区域的激光束的半径方向的位置与功率密度的关系的说明图。
图14-2是表示图13中的(2)的区域的激光束的半径方向的位置与功率密度的关系的说明图。
图14-3是表示图13中的(1)的区域的激光束的半径方向的位置与功率密度的关系的说明图。
图14-4是表示图13中的(3)的区域的激光束的半径方向的位置与功率密度的关系的说明图。
图14-5是表示图13中的(5)的区域的激光束的半径方向的位置与功率密度的关系的说明图。
附图标记说明
D1、D2光量传感器，LD半导体激光器，1、1A、1B、1C、1D、1E、1F激光退火装置，2光源单元，3光学头，10基板(被激光退火处理基板)，11玻璃基板(基板)，12栅极线，13氮化硅膜，14氧化硅膜，15a非晶硅膜，21耦合透镜，22光纤，31光纤阵列，32、32B成像光学系统，33第一透镜，34第二透镜，35分束器，36侧方透镜，37掩模，37A开口，38成像光学系统，39促动器。
具体实施方式
以下，基于附图，说明本发明的实施方式的激光退火装置及激光退火方法的详情。但是，应留意附图为示意性的图，各构件的数量、各构件的尺寸、尺寸的比率、形状等与现实的情况不同。而且，在附图相互之间也包括相互的尺寸的关系、比率、形状不同的部分。
[第一实施方式]
(激光退火装置的结构)
如图1及图2所示，本实施方式的激光退火装置1具备光源单元2、光学头3、传送基板10的未图示的基板传送机构、未图示的位移计。
光源单元2具备使连续振荡激光(CW激光)振荡的作为光源的多个半导体激光器LD(LD1～LDn)。在此，连续振荡激光(CW激光)是也包含对于目标区域连续地照射激光的所谓准连续振荡在内的概念。即，激光可以是脉冲激光，也可以是脉冲间隔比加热后的硅薄膜(非晶硅膜)的冷却时间短(在变硬之前由下一脉冲照射)的准连续振荡激光。作为激光源，可以使用半导体激光、固体激光、液体激光、气体激光等各种激光。
需要说明的是，在本实施方式中，作为半导体激光器LD的预备R，例如，具备半导体激光器LD100～LDn。
光源单元2具备上述的多个半导体激光器LD、驱动电路20、多个耦合透镜21。驱动电路20分别连接于多个半导体激光器LD，对各个半导体激光器LD进行驱动。
耦合透镜21连接于各个半导体激光器LD的出射侧。
在各个耦合透镜21连接有作为波导的光纤22的一端部。在本实施方式中，适用多模光纤作为光纤22。
光学头3具备光纤阵列31、成像光学系统32。光纤阵列31连接光纤22的另一端部。在本实施方式中，与光纤阵列31连接的光纤22的出射端在光纤阵列31的出射侧端面中沿着一条直线上排成一列地配置。
成像光学系统32至少具备入射侧的第一透镜33和出射侧的第二透镜34。如图2所示，从光纤阵列31射出的激光向成像光学系统32入射。如图1所示，在光学头3中，将激光加工成为朝向下游侧(后侧)收敛于点(spot)部F的激光束LBcw。在本实施方式中，如图4-1所示，在光学头3的出射侧，激光束LBcw从沿着一直线上以间距P1配置的位置射出。该间距P1设定为与后述的栅极线12的间距相同。需要说明的是，在该实施方式中，激光束LBcw的排列方向设定成为与后述的栅极线12的延伸方向垂直。
需要说明的是，在光学头3的侧方设有未图示的对光学头3与基板10的位置偏离进行补正的位移计。具备基于由该位移计检测出的光学头3与基板10的位置偏离量的数据而自动地进行从光学头3射出的激光束LBcw的调焦的自动对焦的功能。需要说明的是，在本实施方式中，使用了位移计作为自动对焦的机构，但是没有限定于此，可以使用各种公知的技术。
需要说明的是，在本实施方式中，激光束LBcw具有礼帽(Top hat)形状的特性，与光轴正交的方向的截面形状为正方形。需要说明的是，激光束LBcw的截面形状可以为长方形、六边形等。为了使激光束LBcw的截面形状成为这样的形状，只要将光纤22的芯的截面形状设定为正方形、长方形、六边形等即可。
未图示的基板传送机构具备将实施激光退火处理的基板10向扫描方向以任意的速度传送的机构。因此，在将光学头3的位置固定的状态下传送基板10侧，由此对于基板10相对地扫描激光束LBcw。
如图1所示，作为被激光退火处理基板的基板10以玻璃基板11为主体。在该玻璃基板11上依次层叠有以铜(Cu)进行了图案形成的多个栅极线12及其他的金属配线图案、氮化硅膜(Si3N4)13、氧化硅膜(SiO2)14、作为被激光退火处理膜的非晶硅膜15a等。多个栅极线12相互平行地配置。如上所述，栅极线12彼此的间距设定为间距P1。
栅极线12包括成为在未图示的各像素区域形成的TFT的栅电极的部分。此外，作为一例，可列举栅极线12的厚度尺寸为200～700nm，氮化硅膜13的厚度尺寸为300nm左右，氧化硅膜14的厚度尺寸为50～100nm，非晶硅膜15a的厚度尺寸为50nm左右。
在本实施方式中，向非晶硅膜15a的表面照射的激光束LBcw的射束径尺寸设定为例如5μm以上且300μm以内的任意的尺寸。
需要说明的是，该射束径尺寸的范围是激光束LBcw的照射面能收容于TFT的半导体活性区域(改质预定区域)的大小。需要说明的是，该激光束LBcw的照射面的直径尺寸优选为10μm以上且100μm以内。
在本实施方式中，激光束LBcw对于非晶硅膜15a相对地扫描的扫描速度优选为200mm～500mm/秒，但是没有限定于此。
如图3所示，在上述的条件下将激光束LBcw对于非晶硅膜15a中的改质预定区域内沿着栅极线12的延伸方向照射，由此将非晶硅膜15a局部性地改质成准单晶硅膜15La。需要说明的是，形成有准单晶硅膜15La的区域与改质预定区域一致。
根据本实施方式的激光退火装置1，激光束LBcw中的功率密度高的点部F位于非晶硅膜15a的膜内部，因此重点地向非晶硅膜15a供给较大的热量。并且，大部分的热量从点部F朝向侧方(图1中的箭头h方向)在非晶硅膜15a内传递。在点部F的后侧(下侧)，由于射束扩散，因此到达基底的氧化硅膜14等的光的功率密度降低，能够抑制非晶硅膜15a的下层侧的过热。因此，根据本实施方式的激光退火装置1，能够避免栅极线12、其他的配线图案、玻璃基板11等因过热而损伤的情况。
根据本实施方式的激光退火装置1，即使将非晶硅膜15a以覆盖全部的栅极线12的整体的方式成膜的状态下，在栅极线12、其他的配线、玻璃基板11也不会产生损伤。
另外，根据本实施方式的激光退火装置1，只要仅向应作为TFT的沟道半导体层的改质预定区域照射激光束LBcw即可，因此能够提高能量效率。
需要说明的是，上述点部F可以沿光轴方向具有有限的宽度(富余度)作为功率密度维持礼帽形状的特性的范围。这是因为，如果为这样的范围内，则能够进行均匀的退火处理，能维持能量集中于非晶硅膜15a的状态。关于点部F的功率密度维持礼帽形状的特性的范围，在第八实施方式中后述。
另外，在本发明中，激光束LBcw的射束径可以考虑为礼帽形状的平坦部的直径尺寸。这是因为，只要能够对改质预定区域实施均匀的退火处理即可，由于在激光束LBcw的礼帽形状的平坦部的外侧，功率密度急剧减少，因此能同时实现热量的损伤的避免和能量利用效率的改善。
此外，只要是在基板整面形成非晶硅膜15a且射束径(照射区域的宽度)远小于栅极线间的距离的情况即可，射束径可以比改质预定区域大。这是因为，热量的产生集中于非晶硅15a，与以往那样的直线束的退火处理相比能较大地改善能量利用效率。在此，射束径远小于栅极线间的距离是指例如射束径为栅极线间的距离的1/10以下。在这样的条件下，激光束LBcw的照射区域沿栅极线的宽度方向露出时的照射区域定义为本发明中的包括改质预定区域的规定的区域。
[第一实施方式的变形例]
图4-2示出本发明的第一实施方式的激光退火装置1的变形例的光学头3。在该变形例中，光学头3设定为通过未图示的旋转驱动部能够旋转地被驱动。需要说明的是，该变形例中的光学头3的基本的结构与上述第一实施方式相同。
在该变形例中，在栅极线12彼此的间距P2比图4-1所示的栅极线12的间距P1短时能够适用。如图4-2所示，对光学头3进行旋转调整使得激光束LBcw对应于多个栅极线12，由此能够向栅极线12的上方的非晶硅膜15a的改质预定区域可靠地照射激光束LBcw。需要说明的是，如图4-2所示，在使倾斜地旋转移动的光学头3对于基板10相对地扫描的情况下，适当的向改质预定区域照射激光束LBcw的时机按照各栅极线12依次错开，因此只要通过驱动电路20将向半导体激光器LD的输出时机设定为依次延迟即可。
根据该变形例，通过光学头3的旋转能够改变被照射激光束LBcw的列彼此的间距。因此，能够实现在变更了基板中的栅极线12的间距的情况下也能够适用的激光退火装置。
[激光退火方法]
接下来，说明本实施方式的激光退火方法。激光退火方法是使用激光退火装置1用于在基板10中的改质预定区域形成准单晶硅膜15La的激光退火处理方法。
首先，在该激光退火方法中，如图1所示，准备基板10，在该基板10中，在玻璃基板11上形成有相互平行的多个栅极线12，在多个栅极线12的上层以覆盖这些栅极线12的整体的方式成膜出非晶硅膜15a。
接下来，将基板10设置于未图示的基板传送机构，使半导体激光器LD分别射出连续振荡的激光，利用光学头3将激光加工成为收敛的激光束LBcw，将各个激光束LBcw向位于栅极线12的上方的未图示的改质预定区域内依次对应地投影。
此时，将激光束LBcw中的最收敛的点部F配置成位于改质预定区域的非晶硅膜15a的膜内部。
然后，通过未图示的基板传送机构使基板10移动，使激光束LBcw在改质预定区域内沿着栅极线12延伸的方向相对地扫描。其结果是，能够将应成为TFT的沟道半导体层的区域改质成准单晶硅膜15La。
在本实施方式的激光退火方法中，仅在应形成TFT的沟道半导体层的区域能够形成准单晶硅膜15La，因此能够进行高能量效率的退火。因此，在该激光退火方法中，能够实现大幅的低成本化。此外，在使用了基于准分子激光器的直线束的以往的退火方法中，以通过直线束将非晶硅膜整体的区域涂抹的方式进行激光照射而使其结晶化，因此在向非晶硅膜的照射区域产生接缝。因此，在该接缝区域的沟道半导体层和除此以外的区域的沟道半导体层中，迁移率不同，在TFT基板整体的沟道半导体层中迁移率存在不均。相对于此，在本实施方式的激光退火方法中，未产生照射区域的接缝，因此能够使沟道半导体层的迁移率均匀。
另外，在本实施方式的激光退火方法中，不会使栅极线12、玻璃基板11等发生热损伤，因此能够实现高成品率的TFT基板的制造。
[第二实施方式]
图5是表示本发明的第二实施方式的激光退火装置1A的概略构成图。
在本实施方式中，特征在于具备检测多个激光束LBcw的各自的光量的光量传感器D1。本实施方式的其他的结构与上述第一实施方式的激光退火装置1相同，因此省略说明。
光量传感器D1配置在光学头3的后方，能够向激光束LBcw的点部F依次移动。而且，该光量传感器D1设定为在检测一个激光束LBcw的光量时避免相邻的激光束LBcw入射。
在本实施方式中，通过光量传感器D1检测到的数据向驱动电路20反馈，进行作为该激光束LBcw的光源的半导体激光器LD的输出调整。
在本实施方式中，在进行激光退火处理之前，进行各个激光束LBcw的光量调整，能够实现这些激光束LBcw的输出(光量)的均匀化。因此，根据本实施方式的激光退火装置1A，能够实现TFT彼此的沟道半导体层的电气的特性的均匀化。
[第三实施方式]
图6是本发明的第三实施方式的激光退火装置1B的概略构成图。本实施方式的激光退火装置1B在成像光学系统32B内的光路具备分束器(Beam splitter)35，在分束器35的侧方配置有侧方透镜36及光量传感器D2。在本实施方式中，设定为由分束器35反射的激光束LBcw通过侧方透镜36向光量传感器D2入射。本实施方式的激光退火装置1B的其他的结构与上述第一实施方式相同。
在本实施方式中，由光量传感器D2检测到的数据向驱动电路20反馈，进行作为该激光束LBcw的光源的半导体激光器LD的输出调整。在本实施方式中，能够一边使激光退火装置1B运转，一边进行各半导体激光器LD的输出调整。
[第四实施方式]
图7是表示本发明的第四实施方式的激光退火装置1C的概略构成图，图8是激光退火装置1C的主要部分侧视图。本实施方式的激光退火装置1C使从光纤阵列31射出的激光通过第一透镜33由例如电流镜等扫描镜SM朝向下方(侧方)反射。由扫描镜SM反射的激光束LBcw通过配置于下方的第二透镜34向基板侧照射。如图8所示，扫描镜SM为了能够变更倾斜程度而设定为能够沿箭头A方向进行旋转调整。
根据本实施方式，能够缩短装置的高度尺寸而使装置紧凑。而且，通过对扫描镜SM进行旋转调整，能够调整激光束LBcw的照射位置、距非晶硅膜15a表面的在膜厚方向上的点部F的深度位置。
[第五实施方式]
图9是本发明的第五实施方式的激光退火装置1D的概略构成图。该实施方式具备将具有开口37A的掩模37配置于上述第二实施方式的激光退火装置1A的成像光学系统32中的光瞳位置而构成的成像光学系统32D。本实施方式的激光退火装置1D的其他的结构与上述第二实施方式的激光退火装置1A相同。
根据本实施方式，利用掩模37能够变更通过成像光学系统32D的激光束LBcw的图案。在本实施方式中也具备光量传感器D1，因此能够利用光量传感器D1检测变更了图案的激光束LBcw的各自的光量。
[第六实施方式]
图10是本发明的第六实施方式的激光退火装置1E的概略构成图。图11是激光退火装置1E中的成像光学系统38的概略构成图。
如图10所示，与第一实施方式同样地，本实施方式的激光退火装置1E具备光纤阵列31、成像光学系统38作为光学头3。光纤阵列31连接光纤22的另一端部。光纤22的出射端在光纤阵列31的出射侧端面中沿着一条直线上排成一列地配置。
在本实施方式中，成像光学系统38由远心光学系统构成。而且，光纤阵列31通过促动器39沿光轴方向位移。在本实施方式中，在激光退火装置1E的自动对焦时，通过促动器39仅使光纤阵列31沿光轴移动。此时，光源单元2及成像光学系统38不移动。
如图11所示，在本实施方式中，成像光学系统38通过沿光轴方向依次配置的多个透镜等光学构件L1～L14构成远心光学系统。根据由这样的远心光学系统形成的成像光学系统38，在对于基板10进行对焦时，促动器39仅使轻量的光纤阵列31移动即可，因此能够得到具有迅速的响应性的自动对焦性能。
另外，成像光学系统38由远心光学系统形成，因此具有相对于基板10没有像的偏离而基板10表面的多个激光束LBcw的照射位置的间距不会改变的优点。
需要说明的是，作为促动器39，可以适用应用了压电效应的作为定位元件的压电促动器。压电促动器能够准确地进行从纳米程度的极微小的范围至几百微米的定位。
另外，压电促动器由陶瓷形成，因此非常硬，能够产生大的力。而且，压电促动器能够紧凑并进行节能的驱动。需要说明的是，在本实施方式中，适用了压电促动器作为促动器39，但是当然也可以适用直线电动机等其他的驱动机构。
在该激光退火装置1E中，仅使轻量的光纤阵列31移动即可，因此促动器39的负载小，能够具备迅速的自动对焦功能。
[第七实施方式]
图12是表示本发明的第七实施方式的激光退火装置1F的概略构成图。在本实施方式中，具备单一的作为光源的半导体激光器LD、耦合透镜21、单一的光纤22、单一的光学头3、传送基板10的未图示的基板传送机构。
与上述的各实施方式同样，半导体激光器LD使连续振荡激光(CW激光)振荡。耦合透镜21连接于半导体激光器LD的出射侧。在耦合透镜21连接有作为波导的光纤22的一端部。在本实施方式中，适用例如方形光纤作为光纤22。
光学头3具备作为成像光学系统的入射侧的第一透镜33和出射侧的第二透镜34。如图12所示，从光纤22的另一端部射出的激光向光学头3入射。在光学头3中，将激光加工成朝向下游侧(后侧)收敛于点部F的激光束LBcw。在本实施方式中，也以点部F位于非晶硅膜的膜内部(深度方向的内部)的方式设定。
在本实施方式中，激光束LBcw具有礼帽形状的特性，与光轴正交的方向的截面形状为正方形。需要说明的是，激光束LBcw的截面形状可以为长方形、六边形等。为了使激光束LBcw的截面形状成为这样的形状，只要将光纤22的芯的截面形状设定为正方形、长方形、六边形等即可。
未图示的基板传送机构与上述的各实施方式同样具备将实施激光退火处理的基板10向扫描方向以任意的速度传送的机构。因此，在将光学头3的位置固定的状态下传送基板10侧，由此使激光束LBcw对于基板10相对地扫描。
根据本实施方式的激光退火装置1F，激光束LBcw中的功率密度高的点部F位于非晶硅膜的膜内部，因此重点地向非晶硅膜供给大的热量。并且，大部分的热量从点部F朝向侧方在非晶硅膜的内部传递。在点部F的后侧(下侧)，由于射束扩散，因此到达基底的氧化硅膜等的光的功率密度降低，能够抑制非晶硅膜的下层侧的过热。因此，根据激光退火装置1F，能够避免栅极线、其他的配线图案、玻璃基板等因过热而损伤的情况。
需要说明的是，本实施方式的激光退火方法是使连续振荡的激光从单一的光源对于栅极线上层的非晶硅膜射出，向单一的改质预定区域照射激光束的方法。激光束LBcw的作用与上述第一实施方式的激光退火方法相同。
[第八实施方式]
图13示出本发明的第八实施方式的激光退火装置及激光退火方法的基本原理。
在上述的第一～第七实施方式中，在激光束LBcw中的最收敛的点部F位于改质预定区域的非晶硅膜15a的膜内部的状态下，扫描激光束LBcw。相对于此，在本实施方式中，如图13所示，在包含激光束LBcw中的焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域A与非晶硅膜15a的膜内部的区域重叠的状态下，使激光束LBcw在改质预定区域内扫描。即，在本实施方式的激光退火装置中，只要是图13所示的非晶硅15a与激光束LBcw的区域A重叠的状态即可。
如图13所示，区域A包括激光束LBcw中的(1)、(2)及(3)。图14-3表示图13中的(1)的范围的激光束的半径方向的位置与功率密度的关系。如图13所示，(1)的区域是大致焦点深度的区域，如图14-3所示，示出典型的礼帽形状的射束轮廓。(2)的区域是虽然位于比(1)的区域靠焦点的跟前的位置，但如图14-2所示激光轮廓可看作为礼帽形状的区域。(3)的区域是虽然位于比(1)的区域靠焦点的后方的位置，但如图14-4所示激光轮廓可看作为礼帽形状的区域。
(4)的区域位于比(2)的区域靠跟前的位置，如图14-1所示，成为激光轮廓不可看作为礼帽形的形状。(5)的区域位于比(3)的区域靠后方的位置，如图14-5所示，成为激光轮廓不可看作为礼帽形的形状。因此，在本实施方式中，图13所示的区域A被定义为射束轮廓维持礼帽形状的区域。需要说明的是，该区域A只要根据光学头3等的条件而适当设定即可。
如图14-3所示，(1)的区域具有对非晶硅15a进行退火所需的充分的能量密度，具有能够使所需区域退火的平坦部的宽度尺寸。如图14-2及图14-4所示，(2)及(3)的区域近似于(1)的区域的特性，但是如图14-1及图14-5所示，(4)和(5)的区域的能量密度不充分，对所需区域进行退火用的平坦部的宽度窄，因此是不适合于非晶硅15a的局部性的退火的区域。
以上，说明了本发明的第八实施方式，但是其他的结构与上述的第一实施方式的激光退火装置及激光退火方法相同。
在本实施方式中，例如，在非晶硅15a位于图13所示的(2)的区域的情况下，在外观上，焦点位置来到非晶硅15a的下侧的基板、配线等，但是光的大半部分被非晶硅15a吸入，因此不会对非晶硅15a的下侧的基板、配线等造成热损伤。因此，根据本实施方式，光学头3等的条件设定变得容易并能够降低装置成本。
(其他的实施方式)
以上，说明了本发明的实施方式，但是不应理解为作为实施方式的公开的一部分的论述及附图限定本发明。根据本公开，本领域技术人员可知各种替代实施方式、实施例及运用技术。
在上述的实施方式中，作为激光束LBcw，适用了礼帽形状，但也可以设为环形形状的激光束LBcw。通过使用这样的环形形状的激光束LBcw，具有在改质预定区域形成的结晶化膜的轮廓部也能够可靠地结晶化的优点。
在上述的各实施方式中，在光纤阵列31的出射端面中，光纤22的另一端部排列在一条直线上地配置，但只要能够对应于等间隔的栅极线12地照射激光束LBcw即可，光纤22的另一端部可以不用排列在一条直线上。
在上述的第一～第六实施方式中，多个激光束LBcw的间距设定成为与栅极线的间距相同，并将激光束LBcw在沿着栅极线12的方向上扫描，但是只要将激光束LBcw的间距设定成沿着栅极线12形成TFT的改质预定区域的间距的整数倍即可，也可以使激光束LBcw沿着与栅极线12正交的方向扫描。

Claims (28)

1.一种激光退火装置，
在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，
所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，
所述激光退火装置具备：
光源，其射出连续振荡的激光；及
光学头，其将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，所述激光束能够对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，
所述光学头在所述激光束中最收敛的点部位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的状态下，在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束。
2.一种激光退火装置，
在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，
所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，
所述激光退火装置具备：
光源，其射出连续振荡的激光；及
光学头，其将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，所述激光束能够对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，
所述光学头在所述激光束中最收敛的点部位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的状态下，在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束。
3.一种激光退火装置，
在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，
所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，
所述激光退火装置具备：
光源，其射出连续振荡的激光；及
光学头，其将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，所述激光束能够对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，
所述光学头在包括所述激光束中的焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠的状态下，在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束。
4.一种激光退火装置，
在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，
所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，
所述激光退火装置具备：
光源，其射出连续振荡的激光；及
光学头，其将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，所述激光束能够对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，
所述光学头在包括所述激光束中的焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠的状态下，在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的激光退火装置，其中，
从所述光源射出的所述激光被导向至设置于所述光学头的光纤。
6.根据权利要求5所述的激光退火装置，其中，
所述光纤的与光轴方向垂直的截面形状为正方形、长方形或六边形。
7.一种激光退火装置，
在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述多个栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，
所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，
所述激光退火装置具备：
多个光源，其分别射出连续振荡的激光；及
光学头，其将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，各个所述激光束能够依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，
所述光学头在各个所述激光束中的最收敛的点部位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的状态下，在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束。
8.一种激光退火装置，
在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，
所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，
所述激光退火装置具备：
多个光源，其分别射出连续振荡的激光；及
光学头，其将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，各个所述激光束能够依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，
所述光学头在各个所述激光束中的最收敛的点部位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的状态下，在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束。
9.一种激光退火装置，
在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述多个栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，
所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，
所述激光退火装置具备：
多个光源，其分别射出连续振荡的激光；及
光学头，其将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，各个所述激光束能够依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，
所述光学头在包括各个所述激光束中的焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠的状态下，在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束。
10.一种激光退火装置，
在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，
所述激光退火装置对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，其特征在于，
所述激光退火装置具备：
多个光源，其分别射出连续振荡的激光；及
光学头，其将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，各个所述激光束能够依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，
所述光学头在包括各个所述激光束中的焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠的状态下，在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束。
11.根据权利要求7所述的激光退火装置，其中，
所述改质预定区域是薄膜晶体管的沟道半导体层。
12.根据权利要求7～10中任一项所述的激光退火装置，其中，
从所述光学头射出的所述激光束对于所述非晶硅膜的表面沿着规定的直线以恒定的间距排列地投影。
13.根据权利要求12所述的激光退火装置，其中，
所述光学头能够旋转移动，以使所述多个激光束的间距与栅极线的间距相等。
14.根据权利要求7所述的激光退火装置，其中，
所述激光退火装置具备光量传感器，所述光量传感器检测所述多个激光束的各自的光量，
基于由所述光量传感器检测到的所述激光束的光量，能够调整射出该激光束的所述光源的输出。
15.根据权利要求14所述的激光退火装置，其中，
所述光量传感器配置在所述光学头的后方。
16.根据权利要求14所述的激光退火装置，其中，
所述光学头具备分束器，所述分束器将所述激光束向侧方反射，所述光量传感器配置在所述光学头的侧方。
17.根据权利要求14所述的激光退火装置，其中，
所述光学头具备扫描镜，所述扫描镜将所述激光束向侧方反射，所述光量传感器配置在所述光学头的侧方。
18.根据权利要求7所述的激光退火装置，其中，
从所述多个光源射出的各个所述激光被导向至设置于所述光学头的光纤阵列的各个光纤。
19.根据权利要求18所述的激光退火装置，其中，
所述光学头具备所述光纤阵列、成像光学系统，
所述光纤阵列通过促动器能够沿光轴方向移动，
所述成像光学系统由远心光学系统构成。
20.根据权利要求18所述的激光退火装置，其中，
所述光纤的与光轴方向垂直的截面形状为正方形、长方形或六边形。
21.一种激光退火方法，
在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，
在所述激光退火方法中，对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，所述激光退火方法的特征在于，
从光源射出连续振荡的激光，
利用光学头将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，使所述激光束对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，使所述激光束中的最收敛的点部配置成位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部，
以在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束的方式使所述光学头移动。
22.一种激光退火方法，
在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，
在所述激光退火方法中，对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，所述激光退火方法的特征在于，
从光源射出连续振荡的激光，
利用光学头将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，使所述激光束对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，使所述激光束中的最收敛的点部配置成位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部，
以在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束的方式使所述光学头移动。
23.一种激光退火方法，
在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，
在所述激光退火方法中，对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，所述激光退火方法的特征在于，
从光源射出连续振荡的激光，
利用光学头将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，使所述激光束对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，使所述激光束中包括焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域配置成与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠，
以在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束的方式使所述光学头移动。
24.一种激光退火方法，
在基板上形成有栅极线，在所述栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，
在所述激光退火方法中，对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，所述激光退火方法的特征在于，
从光源射出连续振荡的激光，
利用光学头将从所述光源射出的所述激光加工成为收敛的激光束，使所述激光束对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，使所述激光束中包括焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域配置成与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠，
以在包括所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束的方式使所述光学头移动。
25.一种激光退火方法，
在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述多个栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，
在所述激光退火方法中，对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，所述激光退火方法的特征在于，
从多个光源分别射出连续振荡的激光，
利用光学头将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，使各个所述激光束依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，使各个所述激光束中的最收敛的点部配置成位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部，
以在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束的方式使所述光学头移动。
26.一种激光退火方法，
在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，
在所述激光退火方法中，对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，所述激光退火方法的特征在于，
从多个光源分别射出连续振荡的激光，
利用光学头将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，使各个所述激光束依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，使各个所述激光束中的最收敛的点部配置成位于所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部，
以在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束的方式使所述光学头移动。
27.一种激光退火方法，
在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述多个栅极线的整体的方式成膜出非晶硅膜，
在所述激光退火方法中，对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，所述激光退火方法的特征在于，
从多个光源分别射出连续振荡的激光，
利用光学头将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，使各个所述激光束依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，使各个所述激光束中包括焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域配置成与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠，
以在所述改质预定区域内相对性地扫描所述激光束的方式使所述光学头移动。
28.一种激光退火方法，
在基板上形成有相互平行的多个栅极线，在所述多个栅极线的上层以包覆所述基板的整体的方式成膜出非晶硅膜，
在所述激光退火方法中，对于所述非晶硅膜照射连续振荡激光而将所述非晶硅膜的改质预定区域改质成结晶化膜，所述激光退火方法的特征在于，
从多个光源分别射出连续振荡的激光，
利用光学头将从多个所述光源射出的各个所述激光加工成为收敛的激光束，使各个所述激光束依次对应地投影到位于所述栅极线的上方的所述改质预定区域内，使各个所述激光束中包括焦点及焦点附近在内且射束轮廓维持礼帽形状的区域配置成与所述改质预定区域的所述非晶硅膜的膜内部的区域重叠，
以在包含所述改质预定区域在内的规定的区域相对性地扫描所述激光束的方式使所述光学头移动。
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