CN1638017A - 显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种显示装置及其制造方法。测量形成于基板上的非晶质硅膜的平均膜厚，将激光照射到该非晶质硅膜，然后，测定由该照射进行了晶体化的多晶硅膜的粒径分布，根据多晶硅膜的2个点A、B的粒径的测定值，计算出适当的激光照射能量密度值，然后，测量下一非晶质硅膜的平均膜厚，根据该平均膜厚与1个前的非晶质硅膜的平均膜厚计算出照射的能量密度值，将该能量密度值反馈到激光照射系。如上述那样，通过对应于形成在基板上的硅膜的膜厚控制此时应照射的激光照射能量，从而可在大型基板上沿基板整个面形成均匀的大粒径的多晶硅，结果，可在大面积形成多晶硅TFT。

Description

显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体器件(薄膜晶体管(TFT))等的显示装置及其制造方法。
背景技术
在液晶显示装置中，作为成为驱动元件的薄膜晶体管(TFT)的活性层，多晶半导体膜比非晶半导体膜优良，这是因为载流子(在n沟道的场合为电子，在p沟道的场合为空穴)的移动度高，晶粒尺寸小，可实现高精细化。
另外，通常的多晶硅TFT需要1000℃或其以上的高温处理，但在利用激光仅对半导体层进行退火不使基板成为高温的低温多晶半导体形成技术中，在可使用廉价的玻璃基板的低温处理中，可形成移动度高的TFT。
该激光退火如图2所示那样在形成于液晶显示装置的基板7的前驱体膜的非晶质硅膜(非晶硅膜)71一边照射其吸收的光11一边扫描，从而使基板上的非晶硅膜全面多晶化，形成多晶硅膜72。作为前驱体膜，也可为其它非晶质半导体膜。
如图3所示那样，该多晶硅粒径根据激光的照射能量密度(注量)变化(R1～R5)，所以，激光的稳定性反映到多晶硅的粒径分布。多晶硅膜的载流子移动度在该粒径越大时越高，为了获得面内均匀的高性能的TFT特性，需要使粒径分布均匀并保持大粒径。
作为形成大粒径的条件，可使用图3的R4区域的注量，但在激光的不稳定性等使注量变高的场合，成为包含由R5区域所示粒径200nm或其以下的微晶的区域。在该场合，载流子移动度变小，成为器件不良的原因。
除了激光注量外，粒径还随激光退火前的非晶硅膜厚的偏差产生变动。因此，为了时常在一定粒径范围形成多晶硅膜，必须降低激光的不稳定性和基板的膜厚变动的影响。为此，需要检测多晶硅粒径，反馈到激光退火条件，将多晶硅粒径管理为一定。
关于激光退火的激光照射能量密度的控制方法，在下述专利文献1中有记载。这可用取向计测定晶体化的薄膜的晶体取向性，根据测定结果判定照射的激光的照射能量密度的过大和不足，根据其判定结果调整激光输出。
另外，在下述专利文献2中记载了通过测量光衍射图案对多晶硅晶粒进行评价并反馈到激光退火处理的技术。
(专利文献1)日本特开平10-294289号公报
(专利文献2)日本特开2003-109902号公报
近年来，为了提高生产能力，作为玻璃基板，使用730×920mm或比其大的尺寸的场合日益增多。在这里，为了在该基板形成硅膜，最初由CVD法形成非晶硅，由激光对其进行照射使其多晶化，但在由CVD法成膜时等离子体的不均等导致膜厚的不均匀。该膜厚的不均匀使得硅膜的晶体化所需要的能量密度产生区别，基板内的位置使晶体粒径不同。
可是，上述背景技术不考虑面内的膜厚的不均匀性，另外，难以防止在基板面内产生晶体粒径脱离图3的R4区域的不良部位。
另外，在上述背景技术中，为了检查730mm×920mm那样的大型基板的全面的结晶状态，当沿基板整体使测量用的光扫描时，要费大量的时间。如每次进行1片基板的退火时进行该检查，则在反馈到后续的基板之前产生损耗时间，影响了生产能力的提高。
另外，不论激光的强度比最佳结晶条件过大还是过小，粒径都变小，所以，难以判定是应增大激光还是减小激光。
另外，由于图3的R4区域的范围狭窄，所以，不容易设定为使基板整体成为R4区域那样的激光照射能量密度。为此，需要定量而且以良好精度求出激光照射能量密度的设定值，但在上述背景技术中未说明这一点。
另外，上述背景技术仅是根据已晶体化的硅膜的晶体状态调整此后的激光照射的能量密度，所以，未考虑事先预测与膜厚变动对应的激光能量密度变化以事前防止结晶性不良膜的生成。
发明内容
本发明的第1目的在于提供在基板上的任何场所晶体都不从图3的R4区域脱离地设定激光的照射能量密度的方法。
本发明的第2目的在于缩短每1片基板的晶体粒径分布的检查所需要的时间，缩短反馈到后续基板所需要的时间。
本发明的第3目的在于提供当产生晶体粒径小的不良品时判定是应该使激光照射能量密度上升还是使其下降的单元。
本发明的第4目的在于定量地求出用于使基板整个面成为晶体粒径大的状态的激光照射能量密度的设定值。
本发明的第5目的在于通过相应于膜厚变动预测激光照射能量密度，从而事前防止结晶性不良膜的生成。
为了达到上述第1目的，在基板面内的易于接受激光照射能量密度变动影响的多个部位设置粒径监视区域，根据这些区域中的粒径的大小关系调整照射能量密度。
为了达到上述第2目的，将晶体粒径的测定部位限定在上述监视区域内的多个点，根据这些点的晶体粒径调整照射能量密度。
为了达到上述第3目的，根据上述粒径监视区域相互间的粒径的大小关系计算出激光照射能量密度的变化量。
为了达到上述第4目的，在上述采样点分别求出激光照射能量密度与晶体粒径的相关函数，组合该函数，从而将沿基板面整体的晶体是否良好的情况反馈到激光照射能量密度。
为了达到上述第5目的，设置测定激光照射前的膜的膜厚分布的工序，根据该结果决定面内和各基板的激光照射能量密度。
按照本发明，在低温多晶硅TFT的生产工序中，容易沿基板整个面使粒径变大地控制，可提高合格率和生产能力。
本发明的这些和其它特征、目的、和优点通过以下根据附图进行的说明而变得更加明确。
附图说明
图1为用于说明本发明的激光照射装置系的装置构成的框图。
图2为示意地说明基板的退火方法的概要的说明图。
图3为用于说明激光照射能量密度与晶体粒径的关系的相关图。
图4为示出形成于基板上的硅膜的膜厚分布的一例的说明图。
图5为示出按各种激光照射能量密度对硅膜进行退火的场合的晶体粒径分布的说明图。
图6为用于说明激光照射能量密度与受基板上的场所影响的晶体化状态的关系的相关图。
图7为测定基板面内的晶体粒径时的配置图。
图8为用于说明由膜厚的大小决定的晶体粒径与激光照射能量密度的关系的相关图。
图9为用于说明激光照射能量密度的最佳化的说明图。
图10为说明用于调整激光照射能量密度的算法的流程图。
图11为示出形成于基板的硅膜的x方向的膜厚分布的说明图。
图12为用于说明相对具有图11所示膜厚分布的硅膜进行激光照射时的能量密度的图。
图13为考虑膜厚调整应照射到基板的激光的照射能量密度的算法的流程图。
图14为本发明的薄膜晶体管的构造图。图14(a)为其断面图，图14(b)为在形成薄膜晶体管的途中阶段由激光照射进行的退火结束后的状态的断面图。
图15用于说明薄膜晶体管的移动度特性的面内分布图。图15(a)为适用本发明的场合的例，图15(b)为比较例，示出不进行相对基板的激光照射能量密度的控制的场合的例。
具体实施方式
下面，根据附图说明本发明的实施例。作为各实施例，举例说明液晶显示装置的场合，但本发明不限于液晶显示装置，如将自发光型的有机电致发光显示装置等本发明的晶体管用于显示元件的开关则也可适用。
(实施例1)
下面根据图1～图6说明本发明的第1实施例。图1为本发明的的构成图，图2为基板的退火示意图，图3为激光照射能量密度与晶体粒径的相关图，图4为形成于基板上的硅膜的膜厚分布的一例，图5为示出按各种激光照射能量密度对图4的硅膜进行退火的场合的晶体粒径分布的图，图6为用于说明激光照射能量密度与基板上的各场所的晶体化状态的关系的相关图。以下详细进行说明。
图1中的符号1为激光源，符号2a为可变衰减器，符号2b为衰减器控制器，符号11为激光，符号3为光学系，符号4为光传感器，符号5为作为退火装置的退火室，符号6为作为粒径测量部分的粒径分布监视器，符号7为用于液晶显示装置的基板，符号8为控制用计算机，符号9为膜厚测定部分。另外，虽然在图1中进行了省略，但实际在具有在退火室5与粒径测量部分6之间转移基板7的输送机构。
从激光源1发出的激光11由光学系3调整为硅的晶体化所需要的束状后，照射到基板7。作为激光源1，例如使用308nm的XeCl受激准分子激光等。也可为由固体激光器或其它激光器代替受激准分子激光器产生的光。
为了控制该激光的强度，使用可变衰减器2a。这例如通过在玻璃的圆盘形成光的透射率随回转角而变化的膜而构成。由衰减器控制器2b将从控制用计算机8指示的透射率变换成回转角的值，控制可变衰减器2a，从而进行激光照射能量密度的控制。
光学系3例如使用将光束形成为强度均匀的矩形的均化器。由光传感器4监视从光学系3出来后的激光的光束形状和强度是否成为所期望的状态。这例如使用CCD摄像机等。
多晶化结束后的基板7自动地从退火室5输送到粒径分布监视器6，测量多晶膜的粒径分布。通过将该测量结果送到控制用计算机8控制可变衰减器2a，从而反馈到激光的照射强度。这些各装置由控制用计算机8进行顺序控制，自动地进行基板7的退火。
图2示出照射于基板7的状态。符号71为作为前驱体膜的非晶质硅(非晶硅)膜区域，符号72为作为多晶半导体膜的多晶硅膜区域。在本实施例中的基板7的尺寸作为一般使用的例子示出在图的横向920mm、在与其垂直的方向730mm的场合，但不限于此。通过一边照射矩形的激光11一边朝箭头方向扫描基板7，从而对基板整个面进行激光的照射。激光11的尺寸为朝图的横向300μm，与其垂直方向为365mm。通过在基板7的前面侧和背面侧分别使该激光11朝横向扫描，从而可沿基板7的全面生成多晶硅膜区域72。
在本发明中，如图1所示那样，设置粒径分布监视器6，每当基板7的退火结束时，测量晶粒分布。将该晶体晶粒分布的测量结果和膜厚测定部分9的测量结果取入到控制用计算机8，对照两者，从而计算出用于获得适当的晶体粒径分布的激光照射能量密度，反馈到可变衰减器2a。粒径分布监视器6与示于权利要求2的场合相同，使用根据来自多晶硅膜求出粒径的方法。使用拉曼光谱、SEM像、光学显微镜、光反射率、光散射强度、光载流子寿命也可求出晶体粒径，可获得同样的结果。
下面详细说明反馈方法。图3为激光照射能量密度与晶体粒径的相关图，在背景技术中已说明。图4为在由CVD法成膜后、多晶化之前由膜厚测定部分9测定的非晶硅膜的膜厚分布的例。基板7与图2所示场合相同，为横向x920mm、纵向y730mm的大小。图中的线为连接相同膜厚的部位的等高线，数值由nm的单位表示膜厚。该例的平均膜厚为510nm，膜厚分布的σ为9nm。在基板中央部分膜厚较厚，在周边部分较薄，是由于CVD室的等离子密度的不均匀产生的。该膜厚分布一般在各CVD室作为固有的形状出现，不限于图4所示膜厚分布。
图5为在图4的基板照射激光进行退火后获得的晶体粒径分布。图的横轴与纵轴与图4相同。(a)的激光照射能量密度最大，按(b)、(c)的顺序减小。如左侧的标尺所示那样，白色部分为粒径大的部分，斜线的部分为稍小的部分，黑色部分为较小的部分。当激光照射能量密度较大时(a)，膜厚较大的基板中央部分粒径较大，在膜厚较薄的周边部分较小。(b)在基板中央部分和周周边部分粒径都大。在(c)的场合，粒径在基板周边部大、在中央部分小。
这是因为，一般膜厚越厚，则晶体化所需要的能量密度越大。已经得知，当硅膜厚度变化1nm时，该晶体化所需要的能量密度变化约1％。
如图3所示那样，不论是激光的照射能量密度比大粒径的晶体化所需要的能量密度过大还是过小，晶体粒径都变小。即，在图5(a)中，在膜厚较薄的周边部分照射能量密度过大，晶体粒径减小，在图5(c)中，在膜厚小的中央部分照射能量密度变得过小，晶体粒径变小。
图6为用图解示出这一点的图。图中符号21、22、23为分别示出图5(a)中的中央部分(空白部分)、中央部分的周边部分(斜线部分)、及基板的角部分(涂黑的部分)的激光照射能量密度与晶体粒径的相关图。该相关图的形状与图3所示场合相同，但根据膜厚朝左右即激光照射能量密度的方向移动。
因此，例如根据图像识别将多晶化后的粒径分布判定为图5(a)、(b)、(c)这样3种模式进行反馈，(a)的场合使能量密度比现在值下降，在(b)的场合保持现在的能量密度，在(c)的场合使能量密度比现在值提高。在同一CVD室成膜的非晶硅膜在基板间具有大体相同膜厚分布，所以，用于判定粒径分布的图像识别算法对于哪一个基板都可适用相同的算法。
在本实施例中，将粒径分布判定为3种模式，但如可判定(a)与(b)的中间或(b)与(c)的中间这样的另一细小的粒径分布的模式变化，则可以更高精度进行向能量密度的反馈。
本发明通过如以上那样形成，可在基板的整个面获得粒径大的晶体地进行控制。另外，判定激光照射能量密度适当或过大或不足，此后可在进行光照射的基板获得适当的能量密度地反馈。
(实施例2)
下面根据图7和8说明本发明的第2实施例。图7为在与图4相同的基板中设定的晶体粒径测定点的配置的图。图中符号A1、B1～4、C1～20为晶体粒径测定点。A1配置在非晶硅膜厚较大的区域，B1～4配置在膜厚较小的区域，C1～20配置到其中间的膜厚的区域。本实施例也可将晶体粒径测定点配置到表示膜厚分布的特征的部位代替实施例1的图像识别，从而仅测定这些点的粒径即可向激光的照射能量密度进行反馈。
为了进行这些点的配置，例如对于图1所示场合，在将基板装入到退火室5之前由膜厚测定部分9测定非晶硅的膜厚分布，根据测定结果使晶体粒径位于膜厚大的部位与小的部位。另外，在由CVD形成非晶硅膜时，基板内膜厚分布在几天内基本上不变动，所以，不需要在每次退火时测定膜厚分布，也可根据在1片到多片参照用基板测定膜厚分布的结果决定上述A1、B1～4、C1～20的位置。
另外，为了确定A1、B1～4、C1～20等的点的配置，可如图5所示那样获得按各种能量密度将激光照射到多个参照用的基板的结果，代替使用膜厚分布的测定结果，在能量密度过剩的场合将B1～4配置到粒径变小的区域(即图5(a)的黑色区域)，在能量密度不足的场合将A1配置到粒径变小的区域(即图5(c)的黑色的区域)。
图8示出图7的A1和B1～4的晶体粒径与激光照射能量密度的相关图。作为该相关图的获得方法，按10mJ/cm2的间隔从280mJ/cm2到550mJ/cm2改变激光照射能量密度，使28片基板晶体化，相对激光照射能量密度绘制各基板的点A1和B1～4的粒径。激光照射能量密度由图1的光传感器4测定。实线示出点A1的相关，虚线示出点B1～4的相关。
另外，在本图中，使用该4点的最小值代替示出点B1～4的各粒径。这是因为，对于各基板，CVD装置的状态的微小变化使B1～4的粒径的大小关系变化，所以，在能量密度不足的场合，可在基板面内检测出最小的粒径。在B1～4的粒径的大小关系基本不变化的场合，也可使用平均值代替最小值。
从图8可以看出，成为使图3的曲线朝左右(即激光照射能量密度的变化方向)移动后进行重合的那样的形状。这是因为，由于点A1的膜厚比点B1～4大，所以，形成大粒径的晶体所需要的能量较大。
下面说明使点A1和点B1～4的晶体粒径都增大地设定激光照射能量的反馈方式。
在图8中，设实线与虚线的交点处的激光照射能量密度为适当值Fopt。根据点A1和B1～4的粒径的关系进行以下那样的反馈动作。
(1)在A1的粒径＜B1～4的最小粒径的场合：在图8中，与Fopt左侧的区域对应。因此，能量密度不足，所以，使能量密度上升地反馈。
(2)在A1的粒径＞B1～4的最小粒径的场合：在图8中，与Fopt右侧的区域对应。因此，能量密度过剩，所以，使能量密度降低地反馈。
(3)在A1的粒径＝B1～4的最小粒径的场合：在图8中，与Fopt的位置对应。因此，能量密度适当，所以，在这样的能量密度下继续退火。这样，即使不测定基板整个面的粒径，也可由基板内的数点的粒径充分把握能量密度的过剩和不足，反馈到激光照射强度。
如上述那样，通过限定采样点数测量粒径和使用参照基板决定采样点，从而可缩短粒径的监视所需要的时间，所以，可缩短反馈到后续基板的时间，可提高生产效率。
(实施例3)
下面根据图8说明本发明的第3实施例。图8如在实施例2中说明那样，为说明膜厚大的场所和小的场合的晶体粒径与激光照射能量密度的相关图。在激光照射能量密度从Fopt脱离的场合，在后续基板的激光照射能量密度的上升、下降量由点A1和B1～4的晶体粒径的函数表示。
在本实施例中，由1次函数近似晶体粒径与激光照射能量密度的相关。这是因为，在从Fopt脱离较少的场合，两者的相关大体为1次函数。点A1和点B1～4的粒径分别设为X(A1)、X(B1)～X(B4)。激光照射能量密度F与在各点的晶体粒径的相关在Fopt的近旁如以下那样近似1次式。
X(A1)＝αF+β
X(B1)＝γF+δ1
X(B2)＝γF+δ2
X(B3)＝γF+δ3
X(B4)＝γF+δ4
(设这些式子为式1)
其中，在B1～4，斜率都为γ，这是因为斜率基本上不随硅膜厚度变化。即，斜率α和γ可根据在多个参照基板照射各种能量密度的激光使其晶体化的结果求出。
下面，说明激光照射能量密度的反馈量的求出方法。当照射某一能量密度F的激光时，点A1和B1～4的粒径分别为X(A1)、X(B1)～X(B4)。设用于将照射能量密度修正为Fopt的反馈量为ΔF。这如以下那样求出。在图8中，设与Fopt对应的粒径为Xopt。
ΔF＝Fopt-F
   ＝{Xopt-X(A1)}/α
   ＝[Xopt-min{X(B1)，X(B2)，X(B3)，X(B4)}]/γ
(设该式为式2)
其中，min为返回因子中最小值的函数。
由此可得
α·(Fopt-F)＝Xopt-X(A1)
γ·(Fopt-F)＝Xopt-min{X(B1)，X(B2)，X(B3)，X(B4)}
(设该式为式3)
如消去Xopt，则获得
ΔF＝[min{X(B1)，X(B2)，X(B3)，X(B4)}-X(A1)]/(α-γ)
(设该式为式4)
即，如设1/(α-γ)为k，则
ΔF＝k·[min{X(B1)，X(B2)，X(B3)，X(B4)}-X(A1)]
(设该式为式5)
由于斜率α为正，γ为负，所以，k为正。
如设min(X(B1)，X(B2)，X(B3)，X(B4))为X(B)，X(A1)为X(A)，将式子一般化，则表示为
ΔF＝k·[X(B)-X(A)]
即，反馈量成为点A与点B的粒径的1次函数。
即，在膜厚小的点B的粒径比点A的粒径小的场合，ΔF为负，降低激光照射能量密度地反馈。另外，在膜厚大的点A的粒径比点B的粒径小的场合，ΔF为正，提高激光照射能量密度地反馈。
如以上那样，按照本发明，可定量地求出用于在大型基板的整个面获得大粒径的多晶硅膜的最佳能量密度。
(实施例4)
下面根据图9和图10说明本发明第4实施例。本实施例进行了改进，比实施例3更准确地反馈。图9的实线和虚线为与图8相同的相关。在该图中，相对实线(A1)和虚线(B1～4)决定各阈值P和Q。例如P为0.4μm，Q为0.5μm。
在这里，使Q为比P大的值，是因为B1-4的斜率的绝对值|γ|比A1的斜率的绝对值|α|大，所以，激光照射能量密度增加时粒径更容易变小，所以，使得在A1的场合的粒径具有余量。即，在A1的粒径比P小的场合，如B1～4的粒径比Q小，则减小能量密度地进行反馈。
下面，根据图10说明反馈的算法。能量密度与粒径的相关由1次函数近似。
在图10中，对于第N的基板，将其每1片基板导入图1的退火室5，进行光照射(步骤101)。光照射结束后的基板被导入粒径分布监视器6，测定粒径分布(步骤102)。比较该数据中的点A1的粒径与点B1、B2、B3、B4的最小粒径(步骤103)，如以下那样计算出反馈量。
在步骤103中，当点A1的粒径比点B1、B2、B3、B4的最小粒径小时(在步骤103中为是)，在点A1的粒径比P小的场合(在步骤104中为是)，即能量密度不足的场合，反馈量ΔF由下式求出(步骤106)。
ΔF＝Fopt-F＝{P-X(A1)}/α
(设该式为式6)
在该式中斜率α为正，所以，ΔF为正，提高能量密度地反馈。
另外，在步骤103中，在点A1的粒径比点B1、B2、B3、B4的最小粒径大的场合(在步骤103中为否)，如点1～4的粒径比Q小(在步骤105中为是)，即能量密度过剩，则反馈量由下式求出(步骤107)
ΔF＝[Q-min{X(B1)，X(B2)，X(B3)，X(B4)}]/γ
(设该式为式7)
在该式子中，斜率γ为负，所以，ΔF为负，降低能量密度地反馈。
在步骤104、105中，如点A1的粒径为P或其以上(在步骤104中为否)，而且B1、B2、B3、B4的最小粒径为Q或其以上(在步骤105中为否)，则能量密度适当，所以，设反馈量ΔF为0(步骤108)。
根据以上结果，按反馈量ΔF改变激光照射能量密度后(步骤109)，对下一基板进行光照射(步骤110、步骤101)。
如以上那样，按照本发明，可定量地求出用于在基板的整个面增大多晶硅膜的晶体粒径的最佳能量密度。
(实施例5)
下面根据图11和图12说明本发明的第5实施例。本实施例由上述各实施例的反馈也可应付不能减小基板内的小粒径的区域的场合。
作为这样的问题的例子，当为了提高多晶化工序的生产能力而减少激光的照射脉冲数时，晶体粒径增大的能量密度范围(图3的R4的宽度)可能变窄。在该场合，即使为在基板面内膜厚稍不同的区域，也成为小粒径。
因此，在本实施例中，除上述各实施例外，还根据膜厚进行能量密度的修正。图11示出图4所示膜厚的y方向平坦值的x方向分布。这样，关于基板的左右方向，中央部分与端部相比增大约0.6nm膜厚。如已说明的那样，每当膜厚增加1nm，晶体化所需要的能量密度按1％的比例增加，所以，为了在基板面内获得均匀的晶体，相应于面内的膜厚分布改变能量密度。
图12示出在从图4的x较小一侧朝较大一侧使图2所示激光11扫描时激光照射能量密度的变化的形状。该变化由图1的可变浓度衰减器2a进行。图的能量密度(纵轴)由中央部为100％的场合的相对的可变浓度衰减器2a的透射率表示。
相应于图11的膜厚0.6nm的变化，图12的能量密度的基板面内变化量换算成衰减器透射率，成为0.6％。图11的分布为曲线的形状，但激光照射能量密度为了使可变浓度衰减器2a的机械动作简单而形成为图12那样的直线的变化。由此也可充分近似图11的分布。
在图3和图6、8等中使用晶体粒径，但使用变换成粒径之前的光反射率等参数值当然也可获得同样的结果。
在使用相同的CVD室形成非晶硅膜的场合，在数天内对各基板膜厚分布基本上不产生大的变化的场合较多。这是因为，室内的等离子体的分布根据电极的形状和状态基本可决定。因此，膜厚分布测定在对多个基板进行退火之前，对1片基板进行即可，也可根据该测定结果形成图12那样的能量密度的变化形状。
这样按照本发明，即使基板内的最大-最小膜厚差大，也可形成粒径大的多晶硅膜。
(实施例6)
下面根据图13说明本发明的第6实施例。图13为本实施例的流程图。该流程图通过在图10的流程图中加上根据膜厚进行的修正后而获得。如上述实施例5所述那样，基板面内的膜厚分布对各基板基本不变化，但基板全体的平均膜厚对各基板产生大的变化。这是因为室内的平均等离子体密度受到放电电压的很小的变动的影响。
因此，在本实施例中，相应于各基板的平均膜厚的变化改变激光照射能量密度。由于面内的膜厚分布对各基板基本不变化，所以，平均膜厚对在基板内的10点左右测定的值进行平均即可，不需要测定基板整个面。按照该方法，膜厚测定所需时间与晶体化的时间相比足够小，即使每次1片基板地进行测定，也不会导致生产能力下降。
下面说明测定的流程。对光照射结束后的基板进行粒径分布测定求出反馈量ΔF这一点与实施例4和图10相同。
在本实施例中，除此以外，对各基板在光照射之前进行平均膜厚测定(步骤201)。然后，对从晶体化作业开始到第2以后的基板(在步骤202中为否)，求出进行了与前次光照射的基板的平均膜厚的差Δt(步骤203)，将该差的影响量乘到反馈量ΔF(步骤204)。图中，d为能量密度的膜厚依存性系数。
在用于本实施例的基板和硅膜中，如实施例5所示那样，d为1％/nm。以下的步骤109和与该步骤相连的步骤101～108及步骤110与由实施例4和图10说明的步骤相同。
按照组合了本实施例所述的算法和反映了实施例5所述的基板内膜厚分布的激光照射能量密度的控制的方法，进行多晶硅膜的生成。通常在对由通常的CVD装置形成的非晶硅膜多晶化的场合，已知由上述方法可在730mm×920mm尺寸基板内的95％或其以上的区域获得0.4μm或其以上的粒径的晶体。
这样按照本实施例，即使各基板的膜厚变动，也可时常形成粒径大的多晶膜。
(实施例7)
下面根据图14和15说明本发明的实施例7。图14(a)为放大用于液晶显示元件的薄膜晶体管的断面构造的图。左侧为p沟道，右侧为n沟道。符号70为底膜，S为源极，D为漏极，G为门极，符号72多晶硅膜，L为LDD，O为门氧化膜，M为层间膜，SIG为信号线，P为保护膜。图14(b)为形成图14(a)的多晶硅膜72的阶段的断面图。符号7为基板，符号70为底膜，符号72为多晶硅膜。
制作多晶硅膜72时，最初由CVD法形成非晶硅膜，然后在其上照射受激准分子激光进行多晶化。当进行该多晶化时，按照图6和图13所述控制方法将基板央内的粒径分布反馈到激光照射能量密度，而且进行与各基板的膜厚变化和基板内的膜厚分布对应的照射能量密度的控制。
图15(a)示出在具有图4的膜厚分布的非晶硅膜多晶化后形成薄膜晶体管的阶段对各像素测定移动度求出其分布的结果。另外，图15(b)作为参照数据示出不进行上述照射能量密度控制地形成多晶硅膜区域72的场合的移动度的分布。
在图15(a)中，移动度的面内平均值为130cm2/Vc，标准偏差为20cm2/Vs，移动度100cm2/Vs或其以上的区域占全体的96％，在图15(b)中，移动度的面内平均值为90cm2/Vc，标准偏差为40cm2/Vs，移动度100cm2/Vs或其以上的区域占全体的45％。
这样，通过在本发明中进行照射能量密度控制，对移动度的提高和其面内偏差的降低具有明显效果。特别是由于为上述非晶硅膜的央面膜厚分布，所以即使在使其多晶化而形成像素的阶段，在多晶硅膜区域72的膜厚也产生分布，但即使这样，也可确保像素数比在95％或其以上，晶体粒径在0.4μm或其以上，移动度在100cm2/Vs或其以上。
以上详细说明了按照本发明的几个实施例，应该理解，公开的实施例可不脱离本发明的范围地进行变更和修改。因此，这里示出和说明的细节不进行限定，后附权利要求书包含所有这样的变更和修改。

Claims (17)

1.一种显示装置的制造方法，具有：将光照射到形成于基板上的前驱体膜形成多晶膜的工序、测定上述多晶膜的面内粒径分布的工序、及调整上述光照射的能量密度的工序；其特征在于：根据上述面内粒径分布测定结果判定上述能量密度是适当还是过剩或不足，根据该判定结果调整上述能量密度。
2.根据权利要求1所述的显示装置的制造方法，其特征在于：上述光为从受激准分子激光器、固体激光器或其它激光器产生的光。
3.根据权利要求1所述的显示装置的制造方法，其特征在于：上述前驱体膜为非晶质硅膜或其它非晶质半导体膜。
4.根据权利要求1所述的显示装置的制造方法，其特征在于：测定上述面内粒径分布的工序使用光衍射强度、拉曼光谱、SEM像、光学显微镜、光反射率、光散射强度、光载流子寿命中的任一个进行。
5.根据权利要求1所述的显示装置的制造方法，其特征在于：在上述前驱体膜照射光形成多晶膜的工序包含在基板上进行光的扫描的工序，调整上述光照射的能量密度的工序根据沿上述扫描方向的粒径分布调整沿上述扫描方向的能量密度的变化量。
6.根据权利要求1所述的显示装置的制造方法，其特征在于：调整上述光照射的能量密度的工序根据光照射后的显示装置的粒径分布调整此后进行光照射的基板的能量密度。
7.根据权利要求1所述的显示装置的制造方法，其特征在于：设置测定前驱体膜的膜厚颁的工序，根据上述膜厚分布决定光照射能量密度。
8.根据权利要求1所述的显示装置的制造方法，其特征在于：上述前驱体膜为由CVD法形成的非晶质膜，测定上述膜厚分布的工序对在与照射光的基板相同的CVD室形成的参照用非晶质膜进行测定。
9.根据权利要求1所述的显示装置的制造方法，其特征在于：调整上述光照射能量密度的工序在上述基板面内设定区域A和区域B，根据各区域的粒径判定能量密度是适当还是过剩或不足。
10.根据权利要求9所述的显示装置的制造方法，其特征在于：进行上述区域A和区域B的设定时，在形成半导体膜的多片参照用基板照射不同的能量密度的光进行多晶化，将多晶化了的参照用基板中的基板整体的平均粒径最大的光照射能量密度设为最佳能量密度，将在比该最佳能量密度低的能量密度下晶体粒径最小的区域设定为区域A，将在比上述最佳能量密度高的能量密度下晶体粒径最小的区域设定为区域B。
11.根据权利要求9所述的显示装置的制造方法，其特征在于：调整上述光照射能量密度的工序根据上述区域A与区域B的粒径差求出光照射能量密度的变化量。
12.根据权利要求9所述的显示装置的制造方法，其特征在于：调整上述光照射能量密度的工序设定上述区域A的晶体粒径的下限值P和区域B的晶体粒径的下限值Q，在区域A的粒径比下限值P小的场合，根据区域A的粒径与下限值P的差求出光照射能量密度的变化量，在区域B的粒径比下限值Q小的场合，根据区域B的粒径与下限值Q的差求出光照射能量密度的变化量。
13.根据权利要求9所述的显示装置的制造方法，其特征在于：上述区域A和区域B的粒径作为在各区域内设置了1个以上的粒径测定点的粒径的最小值或平均值而求出。
14.根据权利要求9所述的显示装置的制造方法，其特征在于：上述区域A配置在基板内的膜厚大的区域，上述区域B配置在膜厚小的区域，在区域A的粒径比区域B的粒径小的场合，判定为光照射的能量密度不足，在区域A的粒径比区域B的粒径大的场合，判定光照射的能量密度过剩。
15.一种显示装置的制造装置，包括光源、将来自该光源的光照射到基板上的半导体膜进行晶体化的退火装置、测量上述半导体膜的晶体粒径面内分布的粒径测量部分、从上述退火装置在与上述粒径测量部分之间转移上述基板的输送机构、及按一定顺序使上述光源、退火装置、粒径测量部分及输送机构动作的控制部分；其特征在于：以由上述粒径测量部分测定的晶体粒径面内分布满足规定的条件的方式控制基板上的光强度。
16.一种显示装置，由薄膜晶体管制作，该薄膜晶体管在基板内的95％或其以上的区域晶体粒径为0.4μm或其以上。
17.一种显示装置，其特征在于：由薄膜晶体管制作，该薄膜晶体管在基板内的95％或其以上的区域电场效果移动度在100cm2/VS或其以上。
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