CN114374138A - 激光照射设备、激光照射方法和用于制造半导体装置的方法 - Google Patents

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Abstract

一种激光照射设备，其包括：激光光源，其构造成发射线性偏振的脉冲激光；第一半波片，其可旋转地设于所述脉冲激光的光路中；第一偏振分束器，其构造成使来自第一半波片的所述脉冲激光分支为第一脉冲光和第二脉冲光；第二偏振分束器，其构造成将第一脉冲光与第二脉冲光进行组合，第二脉冲光通过利用第一脉冲光与第二脉冲光之间的光路长度差而相对于第一脉冲光延迟；以及第一波片，其可旋转地设于组合脉冲激光的光路中，所述组合脉冲激光通过在第二偏振分束器处将第一脉冲光与第二脉冲光进行组合而产生。

Description

激光照射设备、激光照射方法和用于制造半导体装置的方法
技术领域
本公开内容涉及一种激光照射设备、激光照射方法和用于制造半导体装置的方法。
背景技术
日本专利No.6706155公开了一种用于形成多晶硅薄膜的激光退火设备。在日本专利No.6706155中，一种固态激光设备发射线性偏振激光。该线性偏振激光束通过半波片入射到偏振分束器上。该偏振分束器将激光分成两个光束。由偏振分束器分成的两个光束在第二偏振分束器处彼此组合。
发明内容
在这种激光照射设备中，期望对对象照射具有适当的偏振状态的激光。
其他问题和新颖特征将从本说明书的描述和附图中得到阐明。
根据一种实施方式，激光照射设备包括：激光光源，其构造成发射线性偏振的脉冲激光；第一半波片，其可旋转地设于所述脉冲激光的光路中；第一偏振分束器，其构造成使来自所述第一半波片的所述脉冲激光分支为第一脉冲光和第二脉冲光；第二偏振分束器，其构造成将所述第一脉冲光与所述第二脉冲光进行组合，所述第二脉冲光通过利用所述第一脉冲光与所述第二脉冲光之间的光路长度差而相对于所述第一脉冲光延迟；以及第一波片，其可旋转地设于组合脉冲激光的光路中，所述组合脉冲激光通过在所述第二偏振分束器处将所述第一脉冲光与所述第二脉冲光进行组合而产生。
根据一种实施方式，激光照射方法包括：(a)发射线性偏振的脉冲激光；(b)使脉冲激光入射到可旋转地放置的第一半波片上；(c)将来自第一半波片的脉冲激光分支成第一脉冲光和第二脉冲光；(d)将第一脉冲光与第二脉冲光进行组合，第二脉冲光通过利用第一脉冲光与第二脉冲光之间的光路长度差而相对于第一脉冲光延迟；(e)使组合脉冲激光入射到可旋转地设于组合脉冲激光的光路中的第一波片上，该组合脉冲激光通过在第二偏振分束器处将第一脉冲光与第二脉冲光进行组合而产生。
根据一种实施方式，用于制造半导体装置的方法包括以下步骤：(S1)在衬底上形成非晶膜；以及(S2)对所述非晶膜进行退火，从而使得所述非晶膜晶体化并进而形成晶体化膜，其中所述退火(S2)包括以下步骤：(A)发射线性偏振的脉冲激光；(B)使脉冲激光入射到可旋转地放置的第一半波片上；(C)将来自第一半波片的脉冲激光分支成第一脉冲光和第二脉冲光；(D)将第一脉冲光与第二脉冲光进行组合，第二脉冲光通过利用第一脉冲光与第二脉冲光之间的光路长度差而相对于第一脉冲光延迟；(E)使组合脉冲激光入射到可旋转地设于组合脉冲激光的光路中的第一波片上，该组合脉冲激光通过在第二偏振分束器处将第一脉冲光与第二脉冲光进行组合而产生。
根据该实施方式，可对对象照射具有适当的偏振状态的激光。
本公开内容的上述及其他目的、特征和优点将从下文的详细描述和附图中得到更充分的理解，并且附图仅以例示的方式给出，且因此不应被认为是对本公开内容的限制。
附图说明
图1示出了根据本实施例的激光退火设备的光学系统；
图2示出了激光退火设备的光学系统；
图3示出了由偏振分束器33分束的激光；
图4示出了由偏振分束器61组合的激光的时间波形；
图5描绘了由偏振分束器61合成的激光的偏振状态；
图6是有机EL(电致发光)显示器的构造的简化剖视图；
图7是示出了根据这一实施例的用于制造半导体设备的方法中的一过程的剖视图；以及
图8是示出了根据这一实施例的用于制造半导体设备的方法中的一过程的剖视图。
具体实施方式
根据本实施例的激光照射设备，例如是形成LTPS(低温多晶硅)膜的激光退火设备。下面将参照附图描述根据这一实施例的激光照射设备、激光退火方法以及用于制造半导体装置的方法。
(激光照射设备的光学系统)
将参考图1描述根据本实施例的激光照射设备的构造。图1示意性地示出了激光照射设备1的光学系统。硅膜101形成在衬底100的上表面(主表面)上。激光照射设备1利用激光L1照射在衬底100上形成的硅膜101。以此方式，可以使非晶硅膜(a-Si膜)101转化成多晶体硅膜(多晶硅膜：p-Si膜)101。衬底100例如是透明衬底，诸如玻璃衬底。衬底100是待用激光束照射的对象。
注意，在图1中示出了XYZ三维正交坐标系，以便于清楚说明。Z方向是竖直方向，且垂直于衬底100。XY平面是与衬底100上形成硅膜101的表面平行的平面。X方向是矩形衬底100的纵向方向，而Y方向是衬底100的横向方向。此外，在激光照射设备1中，在由运送机构(未在图1中示出)沿X轴正向运送衬底100的同时，用激光L1照射硅膜101。注意，在图1中。将尚未用激光L1照射过的硅膜101称为非晶硅膜101a，而将已经用激光L1照射过的硅膜101称为多晶硅膜101b。
激光照射设备1包括台10、激光光源21、光学系统20和检测单元22。衬底100被置于台10的上方。台10是通过喷射空气使衬底100漂浮(即，悬浮)的漂浮台(漂浮单元)。但台10不限于漂浮台。例如，台10可以是真空卡盘类型的台。台10从衬底100下方向衬底100喷射气体。
因此，在台10和衬底100之间形成微小气体间隙的状态下，沿X轴正向运送衬底100。
光学系统20是用于用激光L1照射硅膜101以使非晶硅膜101a晶体化的光学系统。光学系统20包括用于控制激光束L1的偏振状态的偏振控制单元30。偏振控制单元30控制激光束L1的偏振状态。稍后将描述光学系统20的详细构造。
光学系统20被置于衬底100上方(在衬底100的Z轴的正向一侧)。激光光源21是脉冲激光光源，产生脉冲激光。激光光源21例如是固态激光设备，诸如Nd：YAG激光设备。此外，激光光源21发射脉冲激光L1。激光光源21发射线性偏振的激光L1。激光光源21不限于固态激光设备，而还可以是半导体激光设备。
光学系统20包括用于使激光束L1均匀的均束器(homogenizer)、用于使激光束L1会聚的聚光透镜等。激光L1在衬底100上形成线性照射区域。该照射区域具有Y方向为纵向方向且X方向为横向方向的线形形状。
光学系统20将从激光光源21发射出的激光L1引导至衬底100。从光学系统20入射到衬底100上的激光称为激光L2。通过激光L2的照射使非晶硅膜101a晶体化。一边改变衬底100中被施加激光L2的部分，一边用激光L2照射硅膜101。通过由台10的运送机构沿X轴正向运送衬底100，在衬底100上形成均匀的多晶硅膜101b。不用说，可以移动激光光源21和光学系统20而非运送衬底100。也就是说，只要通过使得衬底100和退火光学系统20相对于彼此移动而利用激光L2扫描照射区域，就可以使用任何构造或者类似的构造。
此外，检测单元22被置于衬底100上方。设置检测单元22以便于对晶体化的多晶硅膜101b进行摄影(即拍摄其图像)。检测单元22例如包括用于拍摄多晶硅膜101b的照相机。可替代地，检测单元22可以包括光谱仪，该光谱仪用于对由多晶硅膜101b反射的反射光的光谱进行测量。此外，检测单元22可以包括用于照亮衬底100的照明光源。举例来说，照明光源产生用于对用激光L2照射的区域进行照明的照明光。照相机检测来自由照明光照亮的区域的反射光。由于检测单元22可以对用激光束L2照射的区域摄影，因此可以对多晶硅膜101b的晶体状态进行评估。能够对多晶硅膜101b的晶体状态的均匀性和不均匀性进行评估。
偏振控制单元30控制激光束L1的偏振状态并调整脉冲波形。具体地，偏振控制单元30通过使脉冲激光束的一部分延迟来控制脉冲激光束的时间波形。图2是示出了偏振控制单元30的构造的示意图。偏振控制单元30包括半波片31、反射镜32、偏振分束器33、偏振分束器61和波片62。
半波片31可旋转地设于激光束L1的光路中。通过使半波片31围绕激光束L1的光轴旋转，可以调节激光束L1的偏振方向。也就是说，线性偏振方向根据半波片31的旋转角度而旋转。
激光束L1通过半波片31入射于反射镜32上。反射镜32朝着偏振分束器33反射激光L1。由反射镜32反射的激光束L1入射到偏振分束器33上。
偏振分束器33将激光束L1分支成两个脉冲束L31、L32。偏振分束器33根据偏振状态使入射光分支。具体而言，偏振分束器33使P偏振分量透射而反射S偏振分量。因此，透射穿过偏振分束器33的脉冲光L31变成P偏振的线性偏振光。由偏振分束器33反射的脉冲光L32变成S偏振的线性偏振光。
脉冲光L31和脉冲光L32在后段通过偏振分束器61而组合。在偏振分束器33和偏振分束器61之间提供两个光路。脉冲束L31在一个光路中从偏振分束器33传播到偏振分束器61，且脉冲束L32在另一光路中从偏振分束器33传播到偏振分束器61。在两个光路之间产生光路长度差，以便使脉冲光L32相对于脉冲光L31延迟。
在偏振分束器33和偏振分束器61之间，脉冲光L31传播穿过的光路称为先行光路40，而脉冲光L32传播穿过的光路称为延迟光路50。延迟光路50的光路长度比先行光路40的光路长度更长。脉冲光L31被定义为先行脉冲光，且脉冲光L32被定义为延迟脉冲光。
波片41布置在先行光路40中。来自偏振分束器33的脉冲光L31行进穿过波片41，然后进入偏振分束器61。
反射镜51、反射镜52和波片53布置在延迟光路50中。通过反射镜51和反射镜52反射来自偏振分束器33的脉冲光L32。通过反射镜52反射的脉冲光L32入射到波片53上。脉冲光L32行进穿过波片53，且进入偏振分束器61。由于反射镜51和反射镜52布置在延迟光路50中，所以光路长度变得比先行光路40的长度更长。因此，进入偏振分束器61的脉冲光L32相比于脉冲光L31被更多地延迟。
在图2中，在延迟光路50中提供两个反射镜51和52，但是可以根据光路长度差来调整反射镜51和52的布置和数量。当然，可以使用除反射镜以外的光学元件来形成光路长度差。可以通过调节反射镜51和52的位置来调节延迟时间。
偏振分束器61将脉冲光L31与脉冲光L32进行组合。偏振分束器61透射脉冲光L31，且反射脉冲光L32。因此，脉冲光L31和脉冲光L32沿相同的光轴传播。在脉冲光L32相对于脉冲光L31以光路长度差延迟的状态下，脉冲光L31和脉冲光L32彼此组合。
例如，波片41和波片53中的每一个都是半波片。波片41可以是第三半波片，而波片53可以是第四半波片。在先行光路40中，波片41可旋转地布置。波片41的旋转轴平行于脉冲光L31的光轴。在延迟光路50中，波片53可旋转地布置。波片53的旋转轴平行于脉冲光L32的光轴。
提供波片41和53以减少偏振分束器61处的光损耗。例如，偏振分束器61透射P偏振分量并反射S偏振分量。波片41布置成使偏振分束器61处的脉冲光L31的透射光量最大化。也就是说，波片41以使得入射到偏振分束器61上的脉冲光L31变为P偏振的旋转角度布置。
波片53布置成使偏振分束器61处的脉冲光L32的反射光量最大化。也就是说，波片53以使得入射到偏振分束器61上的脉冲光L32变为S偏振的旋转角度布置。例如，通过反射镜51和反射镜52的反射可以引起脉冲光L32的偏振方向的旋转。即使在这种情况下，也可以通过使波片53旋转来防止偏振分束器61中的脉冲光L32的损耗。波片41和波片53可以省略。
如上所述，偏振分束器61将脉冲光L31与脉冲光L32进行组合。因此，先行脉冲光和延迟脉冲光同轴地传播。在此，将通过偏振分束器61组合的脉冲光L31和脉冲光L32设为组合脉冲光L60。组合脉冲光L60包括先行脉冲光和延迟脉冲光。
现在说明脉冲光L31和脉冲光L32的光量。如图3所示，脉冲光L31和脉冲光L32是彼此正交的线性偏振光。在此，半波片31被置于从激光光源21到偏振分束器33的光路中。于是，通过使半波片31旋转，可以调节脉冲光L31与脉冲光L32的比率。通过使半波片31旋转，改变激光束L1的偏振方向。
因此，可以根据半波片31的旋转角度改变先行脉冲光与延迟脉冲光的强度比。图4是示意性地示出了包括先行脉冲光P1和延迟脉冲光P2的组合脉冲光L60的时间波形的示意图。在图4中，示出了半波片31的角度改变时的三个示例。
图4的上部部分示出了当先行脉冲光P1的强度被设置为高于延迟脉冲光P2强度时的时间波形。在图4的中间部分，示出了当先行脉冲光P1的强度与延迟脉冲光P2的强度相等时的时间波形。图4的下部部分示出了当先行脉冲光P1的强度被设置为低于延迟脉冲光P2强度时的时间波形。通过改变半波片31的旋转角度，可以使先行脉冲光P1和延迟脉冲光P2的强度比为任意的比率。因此，可以调整组合脉冲光L60的时间波形。由于衰减器不会阻挡激光束，所以激光束的强度可以得到维持。
参考图2再次描述该实施例。来自偏振分束器61的组合脉冲光L60进入波片62。波片62是第二半波片。波片62可旋转地设于组合脉冲光L60的光路中。通过使波片62围绕组合脉冲光L60的光轴旋转，可以调整组合脉冲光L60的偏振方向。也就是说，线性偏振方向根据波片62的旋转角度而旋转。
通过反射镜63反射透射穿过波片62的组合脉冲光L60。通过反射镜63反射的组合脉冲光L60依次入射到透镜64、均束器65、均束器66和透镜67上。
透镜64使组合脉冲光L60会聚。均束器65和均束器66使组合脉冲光l60的空间分布均匀化。均束器65是用于沿X方向分割光束的阵列透镜和用于沿Y方向分割光束的阵列透镜二者的组合。均束器66是用于将沿X方向分割的光束传输到构成透镜67的聚光透镜的阵列透镜和用于将沿Y方向分割的光束传输到构成透镜67的聚光透镜的阵列透镜二者的组合。聚光透镜被安装成使得光束在光阑阶段(aperture stage)成为平顶光束。此后，通过物镜来改变放大率。透镜67使组合脉冲光L60会聚。
尽管未在图中示出，但光学系统20以使得光束从光源11到均束器65被反复聚焦及校准的方式透射光束。组合脉冲光L60可以被放大，从而使得光束在即将到达均束器65之前被分割。例如，透镜64可以是对光束进行放大的透镜和对放大的光束进行校准的透镜的组合，具体而言可以是伸缩透镜。透镜67是用于使光束会聚的聚光透镜，且狭缝(光阑)布置在透镜67的下游侧。用于用光束照射衬底的落射式照明镜可以被置于狭缝的下游。物镜可以被置于落射式照明镜的下游。
组合脉冲光L60作为图1的激光L2被施加于衬底100。激光束L2在衬底100上形成线性照射区域。激光束L2不限于线光束。例如，激光束L2可以沿X方向和Y方向二者都具有平顶空间分布。在衬底100上，激光束L2的点形状可以是1mm的正方形。因此，可以用具有均匀空间分布的线光束来照射衬底100。
参考图5描述施加于衬底100的激光束L2的偏振状态。图5是示意性地示出了包括前脉冲束P1和延迟脉冲束p2的激光束L2的偏振状态的示意图。图5示出了三个示例，其中，波片62角度被改变。
如图5所示，通过改变波片62相对于衬底100的角度，可以使先行脉冲光P1成为第一线性偏振光(例如，S偏振)，而使延迟脉冲光P2成为第二线性偏振光(例如，P偏振)。可替代地，通过改变波片62相对于衬底100的角度，可以使先行脉冲光P1成为第二线性偏振光，而使延迟脉冲光P2成为第一线性偏振光。也就是说，可以调换先行脉冲光P1和延迟脉冲光P2的偏振状态。此外，先行脉冲光P1和延迟脉冲光P2可以是相对于第一线性偏振光倾斜例如45度的线性偏振光。当然，波片62的旋转角度不限于45度。
因此，通过调节波片62的旋转角度，可以实现期望的偏振状态。因此，根据激光照射过程，可以将处于适当偏振状态的脉冲激光束施加到衬底100。此外，根据激光照射过程，可以将具有适当时间波形的脉冲激光束施加到衬底100。
注意，反射镜63可以是透射组合脉冲光L60的一部分的部分透射镜。例如，反射镜63反射99％的组合脉冲光L60，而透射1％的组合脉冲光L60。透射穿过反射镜63的组合脉冲光L60进入光检测器70。当然，对于反射镜63的透射率和反射率没有具体限制。此外，当不执行通过光检测器70进行的检测时，反射镜63可以具有100％的反射率。
光检测器70检测透射穿过反射镜63的组合脉冲光L60。可以根据光检测器70的检测结果来调节半波片31的旋转角度。光检测器70检测组合脉冲光l60的时间波形。根据光检测器70的检测结果，可以改变半波片31的旋转角度，从而使得先行脉冲光P1和延迟脉冲光P2的光量变成期望的比率。
描述当光检测器70检测组合脉冲光L60时波片62的旋转角度。反射镜63的光学特性可以取决于入射光的偏振状态。例如，假设反射镜63对S偏振的透射率低于反射镜63对P偏振的透射率。在这种情况下，由光检测器70检测到的先行脉冲光P1和延迟脉冲光P2的检测光量之比与先行脉冲光P1和延迟脉冲光P2的实际光量偏离。例如，当先行脉冲光P1为S偏振而延迟脉冲光P2为P偏振时，光检测器70检测到组合脉冲光L60具有P偏振的延迟脉冲光P2的光量变高的光量比。
因此，在本实施例中，调节波片62的旋转角度，从而使得先行脉冲光P1中的S偏振分量和P偏振分量彼此相等，并且延迟脉冲光P2中的S偏振分量和P偏振分量彼此相等。具体而言，波片62的光轴布置成相对于先行脉冲光P1的线性偏振光倾斜22.5度。因此，当先行脉冲光P1行进穿过波片62时，先行脉冲光P1的线性偏振光旋转45度。
延迟脉冲光P2是与先行脉冲光P1正交的线性偏振光。因此，当延迟脉冲光P2行进穿过波片62时，延迟脉冲光P2的线性偏振光也旋转45度。因此，可以使入射到反射镜63上的先行脉冲光P1的偏振比等于延迟脉冲光P2的偏振比。因此，光检测器70能够更准确地检测组合脉冲光L60。由于可以准确地测量组合脉冲光L60的时间波形，所以可以更适当地调整偏振状态。在半波片31的旋转角度的调节完成之后，可以调节波片62的旋转角度。
此外，可以基于光检测器70的检测结果来调节波片41或波片53的旋转角度。改变波片41的旋转角度，从而使得通过光检测器70检测到的光量变为最大。然后，改变波片53的旋转角度，从而使得通过光检测器70检测到的光量变为最大。因此，可以减少偏振分束器61中的激光束的损耗。在半波片31、波片41和波片53的旋转角度的调节完成之后，可以调节波片62。
此外，波片62可以是四分之一波片。例如，在利用圆偏振的激光束照射衬底100的过程中，可以将四分之一波片代替半波片而用作该波片62。
波片41和波片53可被省去。波片41或波片53可以分别是四分之一波片。
可以根据多晶硅膜101b的晶体状态的评估结果来控制偏振状态。例如，图1中示出的检测单元22检测多晶硅膜101b的晶体状态。根据检测单元22的检测结果来调节半波片31和波片62的旋转角度。因此，可以产生适于各种工艺条件的偏振状态。例如，可以根据激光束的输出功率、衬底100的类型、硅膜101的厚度、衬底100的运送速度等因素来优化偏振状态。例如，控制偏振状态从而使得多晶硅的晶体状态变化变小。因此，适用于退火过程的偏振状态下的激光束L2可以照射衬底100。
通过使用偏振分束器33和偏振分束器61，可以减少激光的损耗。可以高效地产生处于期望偏振状态的组合脉冲光L60。也就是说，由于不使用偏振器或类似组件，所以可以防止激光束的吸收，并且能够高效地利用激光束。
根据本实施例的激光退火方法包括以下步骤：(a)发射线性偏振的脉冲激光；(b)使脉冲激光入射到可旋转地放置的第一半波片上；(c)将来自第一半波片的脉冲激光分支成第一脉冲光和第二脉冲光；(d)将第一脉冲光与第二脉冲光进行组合，第二脉冲光通过利用第一脉冲光与第二脉冲光之间的光路长度差而相对于第一脉冲光延迟；以及(e)使组合脉冲激光入射到可旋转地设于组合脉冲激光的光路中的第一波片上，该组合脉冲激光通过在第二偏振分束器处将第一脉冲光与第二脉冲光进行组合而产生。通过使第一半波片和第一波片旋转，能够产生处于适当的偏振状态的激光束。
激光束的偏振状态影响晶体的晶粒尺寸和取向。
在本实施例中，激光束可以被控制为处于任意的偏振状态。因此，可以控制偏振状态以改善晶体的品质，诸如均匀性、周期性和定向性。通过控制微晶体状态，可以在几乎不出现不均匀的条件下执行调节。
此外，对于台10，优选使用漂浮运送台，以用于在使衬底100漂浮的同时运送衬底100。具体而言，该漂浮运送台在运送大型衬底方面更有优势。在大型衬底退火时，降低单位产品的成本是必要的。当使用漂浮运送台对大型衬底进行退火时，激光束被转换成适当的偏振状态后照射衬底100。因此，可以执行适当的退火。此外，通过基于检测单元22对晶体状态的评估结果来控制偏振状态，能够以高生产率生产高品质晶体。
偏振控制单元30可以应用于激光退火设备以外的其他激光照射设备。例如，偏振控制单元30可以被并入激光加工设备或激光剥离设备的激光照射设备中。根据本实施例的激光照射设备不限于上述例子。
例如，在诸如钻孔的激光加工过程中，它可以对对象照射圆偏振激光束。在这种情况下，四分之一波片可被用作波片62。激光光源21产生激光L1的超短脉冲，且偏振控制器30将组合脉冲光L60设置成具有期望的脉冲宽度的单脉冲。在激光剥离装置中，可以使超短脉冲的激光束圆偏振并用其照射对象。
(有机EL显示器)
具有上述多晶硅膜的半导体装置适用于有机电致发光(EL)显示器用的薄膜晶体管(TFT)阵列衬底。也就是说，多晶硅膜被用作TFT的具有源极区、沟道区和漏极区的半导体层。
下文描述一种将根据本实施例的半导体装置应用于有机EL显示器的结构。图6是以简化方式描绘的有机EL显示装置的像素电路的剖视图。图6中示出的有机EL显示装置300是在各个像素PX中设置有TFT的有源矩阵类型的显示装置。
有机EL显示装置300包括衬底310、TFT层311、有机层312、滤色层313和密封衬底314。图6示出了顶部发射型的有机EL显示装置，在该装置中密封衬底314侧位于观察侧。注意，为了示出有机EL显示装置的构造的示例而给出以下描述，而该实施例不限于以下描述的构造。例如，根据本实施例的半导体装置可用于底部发射型的有机EL显示装置。
衬底310是玻璃衬底或金属衬底。TFT层311设于衬底310上。TFT层311包括置于各个像素PX中的TFT 311a。此外，TFT层311包括连接至TFT 311a的布线线路(未示出)等。TFT311a、布线线路等构成了像素电路。
有机层312设于TFT层311上。有机层312包括置于各个像素PX中的有机EL发光元件312a。此外，在有机层312中，在像素PX之间提供用于分隔有机EL发光元件312a的分隔壁312b。
滤色层313设于有机层312上。滤色层313包括用于执行彩色显示的滤色部313a。也就是说，在各个像素PX中，提供以R(红色)、G(绿色)或B(蓝色)着色的树脂层作为滤色部313a。
密封衬底314设于滤色器层313上。密封衬底314是透明衬底(诸如玻璃衬底)，且被设置用于防止有机层312的有机EL发光元件的劣化。
流经有机层312的有机EL发光元件312a的电流根据供给至像素电路的显示信号而变化。因此，通过将与显示图像对应的显示信号供给至各个像素PX，可以控制各个像素PX中发射的光量。结果，可以显示期望的图像。
在有源矩阵显示装置(诸如有机EL显示器)中，一个像素PX设有一个或多个TFT(例如，开关TFT和驱动TFT)。并且，各个像素PX的TFT设有具有源极区、沟道区和漏极区的半导体层。根据本实施例的多晶硅膜适用于TFT的半导体层。也就是说，通过使用由上述用于TFT阵列衬底的半导体层的制造方法所制造的多晶硅膜，可以抑制作为TFT特性的面内不均匀性。因此，可以以高生产率制造具有优异的显示特性的显示装置。
(用于半导体装置的制造方法)
根据本实施例的、使用ELA设备的用于半导体装置的制造方法，适用于制造TFT阵列衬底。参照图7和图8描述用于制造包括TFT的半导体装置的方法。图7和图8是示出了用于制造半导体装置的过程的剖视图。在下面的说明中，描述了具有逆交错型(反交叠)的TFT的半导体装置的制造方法。图7和图8示出了在半导体装置的制造方法中的用于形成多晶硅膜的步骤。注意，还可以使用除了多晶硅膜的形成以外的公知方法作为制造步骤，在此省略公知方法的说明。
如图7所示，在玻璃衬底401上形成栅电极402。在栅电极402上形成栅绝缘膜403。在栅绝缘膜403上形成非晶硅膜404。非晶硅膜404布置成使得其与插入栅绝缘膜403的栅电极402重叠。例如，栅绝缘膜403和非晶硅膜404通过化学气相沉积(CVD)方法连续地形成。
然后，用激光L2照射非晶硅膜404，并进而如图8所示形成多晶硅膜405。也就是说，通过图1所示的ELA设备1等使得非晶硅膜404晶体化。因此，在栅绝缘膜403上形成具有晶体化硅的多晶硅膜405。多晶硅膜405对应于上述多晶硅膜101b。
此外，虽然在上述描述中，已经描述了根据本实施例的激光退火设备利用激光照射非晶硅膜以形成多晶硅膜，但该激光退火设备也可以用激光照射非晶硅膜以形成微晶硅膜。此外，用于执行退火的激光不限于Nd：YAG激光器。此外，根据本实施例的方法可以应用于使除了硅膜以外的薄膜晶体化的激光退火设备。也就是说，只要激光退火设备用激光照射非晶膜以形成晶体化膜，就可以应用根据本实施例的方法。根据本实施例的激光退火设备，可以适当地检查具有晶体化膜的衬底。
根据如此描述的本公开内容，显而易见的是，本公开内容的实施例可以许多方式变化。这样的变化不应被视为脱离了本公开内容的精神和范围，并且，旨在所有这些对本领域技术人员来说显而易见的变更都被包含在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种激光照射设备，所述激光照射设备包括：
激光光源，其构造成发射线性偏振的脉冲激光；
第一半波片，其可旋转地设于所述脉冲激光的光路中；
第一偏振分束器，其构造成使来自所述第一半波片的所述脉冲激光分支为第一脉冲光和第二脉冲光；
第二偏振分束器，其构造成将所述第一脉冲光与所述第二脉冲光进行组合，所述第二脉冲光通过利用所述第一脉冲光与所述第二脉冲光之间的光路长度差而相对于所述第一脉冲光延迟；以及
第一波片，其可旋转地设于组合脉冲激光的光路中，所述组合脉冲激光通过在所述第二偏振分束器处将所述第一脉冲光与所述第二脉冲光进行组合而产生。
2.根据权利要求1所述的激光照射设备，其中，所述第一波片是第二半波片。
3.根据权利要求2所述的激光照射设备，所述激光照射设备还包括：
部分透射镜，其构造成提取所述组合脉冲光的、透射穿过所述第二半波片的一部分；和
光检测器，其构造成检测来自所述部分透射镜的所述组合脉冲光。
4.根据权利要求1所述的激光照射设备，所述激光照射设备还包括：
第二波片，其可旋转地设于组合脉冲光的从所述第一偏振分束器到所述第二偏振分束器的光路中。
5.根据权利要求4所述的激光照射设备，其特征在于，所述第二波片是第三半波片。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的激光照射设备，其中，所述组合脉冲光沿着第一方向在对象上形成线性照射区域。
7.根据权利要求6所述的激光照射设备，其中，在所述对象上形成非晶膜；并且
通过所述组合脉冲光使得所述膜晶体化。
8.一种激光照射方法，所述激光照射方法包括以下步骤：
(a)发射线性偏振的脉冲激光；
(b)使所述脉冲激光入射到可旋转地放置的第一半波片上；
(c)将来自所述第一半波片的脉冲激光分支为第一脉冲光和第二脉冲光；
(d)将所述第一脉冲光与所述第二脉冲光进行组合，所述第二脉冲光通过利用所述第一脉冲光与所述第二脉冲光之间的光路长度差而相对于所述第一脉冲光延迟；以及
(e)使组合脉冲激光入射到可旋转地设于所述组合脉冲激光的光路中的第一波片上，所述组合脉冲激光通过在所述第二偏振分束器处将所述第一脉冲光与所述第二脉冲光进行组合而产生。
9.根据权利要求8所述的激光照射方法，其中，所述第一波片是第二半波片。
10.根据权利要求9所述的激光照射方法，所述激光照射方法还包括以下步骤：
通过使来自所述第二半波片的所述组合脉冲光入射到部分透射镜上，来提取所述组合脉冲光的一部分，以及
通过光检测器来检测来自所述部分透射镜的组合脉冲光。
11.根据权利要求8所述的激光照射方法，所述激光照射方法还包括以下步骤：
使所述第二脉冲光入射到第二波片上，所述第二波片可旋转地设于组合脉冲光的从所述第一偏振分束器到所述第二偏振分束器的光路中。
12.根据权利要求11所述的激光照射方法，其中，所述第二波片是第三半波片。
13.根据权利要求8至12中的任一项所述的激光照射方法，其中，所述组合脉冲光沿着第一方向在对象上形成线性照射区域。
14.根据权利要求13所述的激光照射方法，其中，在所述对象上形成非晶膜；并且
通过所述组合脉冲光使得所述膜晶体化。
15.一种用于制造半导体装置的方法，所述方法包括以下步骤：
(S1)在衬底上形成非晶膜；和
(S2)对所述非晶膜进行退火，以使得所述非晶膜晶体化并进而形成晶体化膜，其中
所述退火步骤(S2)包括以下步骤：
(A)发射线性偏振的脉冲激光；
(B)使所述脉冲激光入射到可旋转地放置的第一半波片上；
(C)将来自所述第一半波片的脉冲激光分支为第一脉冲光和第二脉冲光；
(D)将所述第一脉冲光与所述第二脉冲光进行组合，所述第二脉冲光通过利用所述第一脉冲光与所述第二脉冲光之间的光路长度差而相对于所述第一脉冲光延迟；以及
(E)使组合脉冲激光入射到可旋转地设于所述组合脉冲激光的光路中的第一波片上，所述组合脉冲激光通过在所述第二偏振分束器处将所述第一脉冲光与所述第二脉冲光进行组合而产生。
16.根据权利要求15所述的用于制造半导体装置的方法，其中，所述第一波片是第二半波片。
17.根据权利要求16所述的用于制造半导体设备的方法，所述方法还包括以下步骤：
通过使来自所述第二半波片的所述组合脉冲光入射到部分透射镜上，来提取所述组合脉冲光的一部分，以及
通过光检测器来检测来自所述部分透射镜的所述组合脉冲光。
18.根据权利要求15所述的用于制造半导体装置的方法，所述方法还包括以下步骤：
使所述第二脉冲光入射到第二波片上，所述第二波片可旋转地设于所述组合脉冲光的从所述第一偏振分束器到所述第二偏振分束器的光路中。
19.根据权利要求18所述的用于制造半导体装置的方法，其中，所述第二波片是第三半波片。
20.根据权利要求15至19中的任一项所述的用于制造半导体装置的方法，其中，所述组合脉冲光沿着第一方向在对象上形成线性照射区域。
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