JP2002009012A

JP2002009012A - 液晶表示装置の製造方法およびレーザアニール装置

Info

Publication number: JP2002009012A
Application number: JP2000186561A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Matsunaka; 繁樹松中; Junji Fujiwara; 淳史藤原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-06-21
Filing date: 2000-06-21
Publication date: 2002-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の全ての領域において良好なｐｏｌｙ−
Ｓｉの結晶性を有する液晶表示装置と、その基板に対し
て適切なアニール処理を施すレーザアニール装置を提供
すること。【解決手段】アニール処理の後に、反応容器１内でア
ニール処理後の個所に検査光を照射してその散乱光を検
出器１８で検出し、それによりアニール処理後の多結晶
化を評価して、その結果に応じて次の処理を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザアニール処
理を施して製造する液晶表示装置の製造方法、および、
それに用いるレーザアニール装置に関する。

【従来の技術】液晶表示装置の製造では、液晶表示装置
を構成している基板上に形成された非晶質（アモルファ
ス）シリコン膜（ａ−Ｓｉ）に、レーザ光を照射して非
晶質シリコン膜を多結晶（ポリ）シリコン（ｐｏｌｙ−
Ｓｉ）膜に変えることによって、電子移動度の高い半導
体膜を形成していることが多い。この場合、ａ−Ｓｉに
エキシマレーザを照射するエキシマレーザニール（ＥＬ
Ａ：ＥｘｃｉｍｅｒＬａｓｅｒＡｎｎｅａｌ）が通
常用いられる。このエキシマレーザニールによるプロセ
スによると、ａ−Ｓｉ膜が瞬時に溶融し結晶化するた
め、基板への熱損傷が少なく、約４５０℃以下の低温プ
ロセスにてｐｏｌｙ−Ｓｉ膜の形成をすることができ
る。そのため大面積で安価なガラス基板を用いてｐｏｌ
ｙ−Ｓｉ膜が形成することができるという利点がある。
ここで、電子移動度の大きさはμ＝｜ｖｄ／Ｅ｜（ｃｍ
^２／ＳＶ）で表されるものであり、結晶に対して電界Ｅ
（Ｖ／ｃｍ）を与えた際の、結晶中における電子の平均
移動速度（ドリフト速度：ｖｄ（ｃｍ／ｓ））の単位電
界大きさ当たりでの値である。なお、ａ−Ｓｉに関して
は、ｐｏｌｙ−Ｓｉへの相転移途上の状態をも含むもの
とする。何故ならばレーザ光によるアニールの対象とな
るａ−Ｓｉと称されるものは高純度ではあっても、ａ−
Ｓｉの比率が１００％とは限られるものではないが、本
発明により形成されるｐｏｌｙ−Ｓｉ膜はレーザ光によ
るアニールの後にａ−Ｓｉの比率が減少し多結晶化でき
れば得ることができるからである。このようなｐｏｌｙ
−Ｓｉ膜を用いると、低温プロセスにてガラス基板上に
高い電子移動度を持った薄膜トランジスタを作成するこ
とができる。このｐｏｌｙ−ＳｉによるＴＦＴによれ
ば、上記の課題は解決されガラス基板上に駆動部ＴＦＴ
と画素部ＴＦＴとを形成したドライバーモノリシック型
と呼ばれる薄型で高精細の液晶表示装置を得ることがで
きる。ところで、レーザ光によるアニールでａ−Ｓｉ膜
をｐｏｌｙ−Ｓｉ膜に変化させる場合、アニール処理中
にインプロセスでｐｏｌｙ−Ｓｉ膜が適正な結晶状態
（粒径：０．２〜１．０μｍ以上）に形成されているか
否かをモニタする技術は、例えば、特開平３−９７２１
９号公報に検査光を照射しながら、その検出された光強
度に基づいて被処理基板の結晶状態を最適化するものが
開示されている。しかし、この技術の場合にはアニール
処理の前後における結晶状態しか知ることができないた
め、アニール処理中の結晶状態の微妙な違いを検出する
ことができない。また、検査光の光強度のみで処理基板
の結晶状態を最適化するものであるので、加熱が足りず
ａ−Ｓｉ膜の溶融していない部分を知ることはできる
が、ａ−Ｓｉ膜が溶融していても加熱が過度になり顆粒
状の細かい結晶粒（粒径：０．０１〜０．０２μｍ程
度）、つまりマイクロクリスタルシリコン（μ−ｃＳ
ｉ）が形成された部分を検出することもできない。この
顆粒状の細かい結晶粒が形成された部分では平均電子移
動度が極度に低く、そのために駆動部ＴＦＴの作成で適
当とされている１００（ｃｍ^２／Ｓ・Ｖ）以上の大きさ
の平均電子移動度を得ることができない。従って、この
方式ではｐｏｌｙ−Ｓｉ膜の均一な形成がなされている
のか知ることができず、ＴＦＴを製造するに際して、歩
留まりの低下を招くことも考えられる。更に、同様の技
術として特開平８−２３６４４０号公報や特開平９−１
０２４６８号公報にはガラス基板上のａ−Ｓｉ薄膜に検
査光を照射しながらエキシマレーザでアニールし、この
検査光の透過光を用いてその結晶化度合を判定した技術
が開示されている。また、非破壊で結晶化レベルを評価
する方法として、エキシマレーザでアニールした後の基
板を取り出し、分光エリプソで評価する方法がある。ま
た、特開平３−３０２９２号公報や特開平３−９７２１
９号公報には、エキシマレーザ光を照射してアニール処
理している部位に、検出用の参照光の可視レーザを照射
し、その透過または反射光の強度変化をもとに結晶化レ
ベルを評価する方法も開示されている。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開平８−２３６４４０号公報や特開平９−１０２４６
８号公報に開示された技術では、この検査光として用い
た透過光の透過率が一定となった部分でアニールを終了
しているので、上述した顆粒となったμ−ｃＳｉ（マイ
クロクリスタルシリコン）が形成されてしまい、良好な
多結晶化が図られているとは言い難く、そのアニール処
理を適正かつ確実に行なうことが困難であるという課題
があった。また、分光エリプソを用いる評価方法は、測
定・解析に時間がかかるため、量産装置では全基板を評
価することは難しく基板を抜き取り部分的に評価するし
かない問題点がある。また、特開平３−３０２９２号公
報や特開平３−９７２１９号公報に開示された、エキシ
マレーザ光を照射している部位に参照光の可視レーザを
照射しその透過または反射光の強度変化をもとに結晶化
レベルを評価する方法では、実際に多結晶化された後の
再結晶などの情報が得られない問題がある。また、パル
スレーザであるエキシマレーザを数ショット照射するた
め、参照光の可視レーザを照射し、その透過または反射
光の強度が変化するので結晶性を判断しにくい問題があ
る。さらに時間変化する透過または反射光の強度変化を
電気的に処理して検出するための装置が複雑になる問題
がある。本発明はこれらの事情にもとづいてなされたも
ので、基板の全ての領域において良好なｐｏｌｙ−Ｓｉ
の結晶性を有する液晶表示装置と、その基板に対して適
切なアニール処理を施すレーザアニール装置を提供する
ことを目的としている。

【課題を解決するための手段】本発明による手段によれ
ば、反応容器内で、基板の表面に形成された非晶質半導
体にエキシマレーザを照射してアニール処理を施して前
記非晶質半導体を多結晶化する液晶表示装置の製造方法
において、前記アニール処理の後に、前記反応容器内で
前記アニール処理後の複数個所に検査光を照射してその
散乱光を検出器で検出し、それにより前記多結晶化の評
価を行なうことを特徴とする液晶表示装置の製造方法で
ある。また本発明による手段によれば、前記検査光の波
長は、紫外から赤外の領域であることを特徴とする液晶
表示装置の製造方法である。また本発明による手段によ
れば、前記検出器の検出部には、エキシマレーザ光の波
長を吸収し、かつ、前記検査光の波長を透過するフィル
タを通して検出することを特徴とする液晶表示装置の製
造方法である。また本発明による手段によれば、透光性
の窓を有する反応容器内と、この反応容器内に非晶質半
導体の被膜が形成された被加工体を載置して走査するテ
ーブルと、前記被加工体に前記窓を介して加工用のレー
ザ光を照射して前記非晶質半導体を多結晶化するレーザ
照射手段と、前記被加工体の結晶化レベルを評価する検
査手段を具備したレーザアニール装置において、前記検
査手段は、前記被加工体へ前記レーザ照射手段による照
射位置と異なる位置に検査光を照射してその散乱光を検
出していることを特徴とするレーザアニール装置であ
る。また本発明による手段によれば、前記検査光は、複
数の検査光がそれぞれ前記被加工体の異なる位置を照射
していることを特徴とするレーザアニール装置である。
また本発明による手段によれば、前記検出手段による結
晶化レベルの評価結果が予め設定されている所定値に達
していない個所が存在した場合には、当該個所に対して
再度前記レーザ照射手段によりレーザ光を照射すること
を特徴とするレーザアニール装置である。また本発明に
よる手段によれば、前記複数の検査光を前記被加工体に
照射して、前記検出手段による結晶化レベルの評価結果
が、全て予め設定されている所定値に達していない場合
は装置を停止させる表示を行なうことを特徴とするレー
ザアニール装置である。

【発明の実施の形態】以下、本発明の液晶表示装置の製
造方法とレーザアニール装置の実施の形態について、順
次、図面を参照して説明する。非晶質（単結晶）Ｓｉ
（ａ−Ｓｉ）は、３５０℃以下の低温プロセスで製造で
きるため、安価なガラス基板が使え、大画面化も可能で
ある。しかし、電子移動度が小さいことを補うために、
ＴＦＴサイズを大きくしなければならず、そのため、高
精細化する場合の開口率の低下する問題が存在する。ま
た、駆動用ＩＣも、一般には内蔵することができない。
このような、ａ−Ｓｉの課題を改善するために注目され
てきたのがｐｏｌｙ−Ｓｉである。ｐ−ＳｉＴＦＴは、
まず単結晶シリコンＭＯＳ−ＦＥＴを踏襲した高温ｐ−
ＳｉＴＦＴが開発された。高温ｐ−Ｓｉは、ａ−Ｓｉの
約１００倍の電子移動度がある。これによりＴＦＴサイ
ズを加工精度の許容範囲内で小型化でき、開口率も高く
できる。また、駆動用ＩＣも内蔵できる。しかし、高温
ｐ−Ｓｉは９００℃以上の高温プロセスが必要で、高価
な石英ガラス基板を使わなければ製造できない。また、
石英ガラス基板は直径８インチまでしか供給できないた
めに、大画面のＬＣＤを実現できず、応用範囲がプロジ
ェクション用などの小型用途に限定されてしまう。この
ような状況から、高温ｐ−Ｓｉと同等の電子移動度をも
ちながら、ａ−Ｓｉと同様にガラス基板が使え、大画面
化も可能なｐ−Ｓｉの開発が望まれていた。これが、低
温ｐ‐Ｓｉである。この低温ｐ‐Ｓｉは、エキシマレー
ザ結晶法を活用することで、低温プロセスでｐ−Ｓｉを
作ることができる。これにより、ａ−Ｓｉと同等の大型
ガラス基板でｐ−ＳｉＴＦＴ−ＬＣＤの製品化ができ
る。ｐ‐Ｓｉを使うと、ＴＦＴが小型化でき、駆動用Ｉ
Ｃが内蔵できるため、ａＳｉ‐ＴＦＴ−ＬＣＤで問題と
なる、開口率の低下、高精細化の制約などの課題を解決
でき、モバイル用ＬＣＤに適した、高輝度・低消費電力
化、高精細化、耐久性の向上、軽量・薄型化等の特徴が
得られる。低温ｐ‐Ｓｉを製造するためのエキシマレー
ザ結晶法の製造工程での結晶の進行状況の検査・管理に
ついて、本発明者は、加工用のレーザ光によって照射さ
れて処理されたガラス基板上の部位を検査光によって照
射し、その照射部位から反射する散乱光の強度と、アニ
ールの良否（結晶状態の種類）に密接な関係があること
を見出した。図１はそれらの関係を示す説明図である。
すなわち、横軸がレーザ光によって照射されるガラス基
板の受ける照射エネルギーで、縦軸が検査光の反射率で
ある。つまり、レーザ光の照射エネルギーが増すにつれ
て、ａ−Ｓｉ（ａ−Ｓｉ・・Ａ領域），ｐｏｌｙ−Ｓｉ
（ｐｏｌｙ−Ｓｉ・・Ｂ領域）やマイクロクリスタルシ
リコン（μ−ｃＳｉ・・Ｃ領域）と結晶状態が変化して
いくことが判る。ａ−Ｓｉにレーザ光を照射すると結晶
が成長し（ポリ化）、被アニール部分での反射率が急激
に低くなる（Ａ領域）。更にレーザ光を照射すると、与
えられるエネルギーに比例して結晶が成長していき、そ
れに伴って反射率も徐々に上がっていく（Ｂ領域）。そ
して、あるエネルギー値以上を与えられると、結晶の粒
径が急激に小さくなり、顆粒状となって反射率が急激に
下降する（Ｃ領域）。この結果、顆粒状の結晶状態を防
いで電子移動度を高く保つには、反射率がＢ領域にある
ときに（Ｃ領域に移行する前に）アニール処理をやめれ
ばよいことがわかる。特に下記のような膜厚や照射エネ
ルギー等の条件の場合には、Ｂ領域において３０％以上
の反射率があるときが最適な多結晶化を図ることができ
た。この測定の際のレーザ光及び検査光によるデータ
は、以下の条件によりアモルファスシリコン膜をアニー
ルしたときのものである。つまり、検査光としては、出
力２５ｍＷのＨｅ−Ｎｅレーザから出射される光を用
い、アニール用のレーザ光としては、出力２００Ｗでバ
ルス幅２５ｎｓのＸｅＣｌレーザから出射される光を用
いた。また、アンダーコートにはＳｉ０ｘが用いられて
おり膜厚は０．３５μｍ〜０．４０μｍである。そし
て、アモルファスシリコン膜の膜厚は５０ｎｍ〜１００
ｎｍである。更に反射光検出器には、１０ｎｓの時定数
を有するＰｍシリコンダイオードを用いている。図２及
び図３に示すようにガラス基板に対する反射光において
も結晶化での特徴がでている。まず図２には上記のアニ
ール処理を行なった際でのレーザ光の照射エネルギー密
度（フルエンス：Ｊ／ｃｍ^２）を変化させたときの結晶
の粒径と検査光のガラス基板に対する反射光の反射率と
の関係を示す。その際の各照射エネルギー密度における
レーザ光の照射回数は、４０回で一定とする。このグラ
フによると、反射率が極大値を迎えた後に３０％以下へ
急激に減少したときに、結晶の粒径が急激に小さくなっ
て顆粒状になることがわかる。なお、結晶粒の形状はａ
−Ｓｉの膜厚方向に平たく、上面方向には概略円形状で
ある。ここでいう粒径とは、この概略円形部分での結晶
粒個々の平均直径を指すものとする。また、図３には上
記のアニール処理を行なった際でのレーザ光の照射回数
を変化させたときの結晶の粒径と検査光のガラス基板に
対する反射光の反射率との関係を示す。その際の各照射
回数におけるレーザ光の照射エネルギーは、３５０ｍＪ
／ｐｕｌｓｅで一定とする。このグラフによると、反射
率が極大値を迎えた後に３０％以下へ急激に減少したと
きに、結晶の粒径が急激に小さくなって顆粒状になるこ
とがわかる。上記の実験結果に基づくと、アニール部位
での検査光のガラス基板からの反射光の反射率が３０％
以上になるまで、レーザアニール装置のインプロセスで
反射率を測定しながら処理を進め、その結果をレーザア
ニール装置の制御装置へフィードバックすることで、レ
ーザ光の出力等を変化させてアニール処理を続けるよう
にすれば、粒径が０．２μｍ〜１．０μｍ以上の多結晶
化をするにあたっての最適な条件でアニール処理ができ
る。次に本発明のレーザアニール装置について説明す
る。図４は、本発明のレーザアニール装置の模式構成図
である。密閉された反応容器１の内部には、被加工体２
を載置して移動させるＸＹ走査テーブル３が設けられて
いる。このＸＹ走査テーブル３はホストコンピュータ４
により制御されるシステム制御系５を介してテーブル駆
動系６により駆動制御されている。また、反応容器１の
天板部には、２つの透光性の窓であるエキシマレーザ入
射用窓７と検査用レーザ入射窓８が設けられている。こ
のエキシマレーザ入射用窓７の上方には、エキシマレー
ザ発振器９側に向かって光軸上に、順次、結像レンズ１
０、ミラー１１ａ、ビームホモジナイザ１２、バリアブ
ルアッテネータ（減衰器）１３、ミラー１１ｂ、１１ｃ
およびエキシマレーザ発振器９が配置されている。な
お、エキシマレーザ発振器９は、レーザ媒質として波長
３０８ｎｍの光を発振するＸｅＣｌを使用しているが、
ＡｒＦ、ＫｒＦなどの他のレーザ媒質でも差し支えな
い。また、エキシマレーザ発振器９は、ホストコンピュ
ータ４により制御されている。また、エキシマレーザ入
射用窓７の斜め上方には遮光板１４が設けられている。
検査用レーザ入射窓８の斜め上方には、光源側に向かっ
て光軸上に、順次、アライメント用ミラー１５と検査用
レーザ発振器１６が配置されている。検査用レーザ発振
器１６は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ（波長：６３３ｎｍ）やＡ
ｒ^＋レーザ（波長：４８８ｎｍ〜５１４ｎｍ）、半導体
レーザ等による可視光を出力する。また、反応容器１内
のＸＹ走査テーブル３の上方には、載置された被加工体
２に近接する位置に検出器１８が設けられている。この
検出器１８はＡＤ変換器１９を介してシステム制御系５
に接続されている。これらの構成により、ＸＹ走査テー
ブル３に被加工体２である非晶質半導体膜（ａ−Ｓｉ）
を成膜したガラス基板を載置した状態で、エキシマレー
ザ発振器９の発振によるエキシマレーザ光はミラー１１
ｃ、１１ｂを経由してラインビームホモジナイザ１２
で、ビーム形状をライン状（例えば、ビーム断面の形状
を２００ｍｍ×０．５ｍｍの帯状）に整形し、エネルギ
ー強度をトップフラットにする。このラインビームはミ
ラー１１ａを介して結像レンズ１０により被加工体２で
あるａ−Ｓｉ膜を成膜したガラス基板に照射し、ＸＹ走
査テーブル３を走査することでガラス基板の全面を多結
晶化する。このとき、多結晶化に適したフルエンスにバ
リアブルアッテネータ１３を用いてエキシマレーザ発振
器９のレーザ出力を制御している。なお、反応容器１内
は乾燥空気が、窒素または真空雰囲気の雰囲気制御が可
能であるように構成されている。また、検査用レーザ発
振器１６からのレーザ光を、検査用レーザ入射窓８を介
して反応容器１の内部に斜入射させ、ａ−Ｓｉ膜が多結
晶化した箇所を照射する。その際に、検査用レーザ光が
反応容器１内で散乱することを防止するため、検査用レ
ーザ光の反射光をエキシマレーザ入射用窓７を介し、反
応容器１外に導き、遮光板１４（吸収体）でその光を吸
収している。これらの構成による検査用レーザ光の照射
により、多結晶化した箇所からの反射光である散乱光を
ホトダイオード等の光検出器１８で受光し、それを電気
信号（電圧）に変換する。なお、検出器１８はエキシマ
レーザの波長（紫外線）を遮断し、検査用レーザの波長
を透過するフィルタ２０が装着されている。また、この
検査では、検査用レーザ光の照射位置をＸＹ走査テーブ
ル３を制御しているテーブル駆動系６を介してシステム
制御系５で認識している。したがって、ＸＹ走査テーブ
ル３を走査させると、ガラス基板の位置に対応して散乱
光強度が連続的に測定することができる。すなわち、そ
の測定結果と基準値との関係は、図５に示すようなグラ
フになる。次に、図６のフロー図を用いてレーザアニー
ル装置の検査動作を説明する。なお、レーザアニール装
置は図４で示した装置であるので、符号も図４の符号を
用いている。まず、エキシマレーザ発振器９からのレー
ザビームの照射により、反応容器１内のガラス基板全体
のａ−Ｓｉ膜に対するアニール処理Ｓ１により多結晶化
が終了した後に、ＸＹ走査テーブル３を走査して検査用
レーザが順次アニール個所を照射するようにして、アニ
ール個所の検査Ｓ２を行なう。その際の検査は、アニー
ル個所からの散乱光を検出器１８で受光して、その受光
した値と基準値と比較して不具合個所の存在の確認Ｓ３
を行なう。なお、基準値は平均結晶粒径に相当する散乱
強度により設定されている。その結果、もし、基準値以
下の散乱強度である不具合個所が存在しない場合は検査
を終了Ｓ７する。一方、不具合個所が存在した場合は、
不具合個所のアニール修正Ｓ４を行なう。この不具合個
所のアニール修正は、不具合個所の基板位置に相当する
位置の走査手前数ｍｍから結晶性を回復させるのに適し
たフルエンスになるようバリアブルアッテネータ１３の
透過率を制御した後、エキシマレーザ発振器９からエキ
シマレーザ光を再度照射する。照射した位置の結晶性を
再度検査用レーザで測定し修正個所の検査Ｓ５を行な
う。それにより、不具合個所が存在の確認Ｓを行い、不
具合個所が存在しなくなれば検査を終了Ｓ７する。も
し、万一、まだ不具合個所が存在した場合は、同様な動
作を繰り返して、結晶性が回復されるまで行い、その結
果を確認する。次に、ａ−Ｓｉのアニールに用いるエキ
シマレーザのフルエンスと多結晶化した箇所に可視レー
ザを照射した場合の散乱光強度との関係について説明す
る。図７は、エキシマレーザの最適フルエンスと散乱光
強度との関係を示すグラフであり、図８は、エキシマレ
ーザの最適フルエンスと結晶平均粒径との関係を示すグ
ラフである。エキシマレーザのフルエンスの増加ととも
に検査用レーザの散乱光強度が増加し、結晶化に最適な
エキシマレーザのフルエンスを越えると検査用レーザの
散乱光強度は低下する。これは第８図に示すようにフル
エンスの増加とともに平均結晶粒径が大きくなり、ある
フルエンスを越えると平均結晶粒径が小さくなるのと同
じ傾向を示している。平均結晶粒径が大きくなるにつれ
て、検査用レーザ光の散乱光強度が強くなるのは、結晶
粒界の特異点に形成される突起が大きくなることに起因
している。また、検査用レーザ光を第９図に示すよう
に、エキシマレーザラインビーム２１の長軸方向に３ヶ
所（その位置はエキシマレーザラインビーム２１の長軸
中心２１ｂと、それに対称な位置に２カ所２１ａ、２１
ｃとする）からガラス基板２２に照射して、ガラス基板
２２を走査しながら、その際の散乱光を検出器１８ａ、
１８ｂ、１８ｃでそれぞれ検出した場合。例えば、図１
０（ａ）に設定時を、（ｂ）に装置連続使用後を示すよ
うに、それぞれ、３カ所（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）で
散乱光を検出器１８ａ、１８ｂ、１８ｃで検出した。そ
の結果、散乱光強度が初期設定時ａ−１、ａ−２、ａ−
３と、アニール装置の連続使用後ｂ−１、ｂ−２、ｂ−
３の傾向とが異なった場合〔図１０（ａ）および（ｂ）
では、ａ−１とｂ−１、および、ａ−３とｂ−３〕、エ
キシマレーザラインビ−ム２１の長軸方向の強度分布が
ずれたか、反応容器１のエキシマレーザ入射用窓７が汚
染された等の原因が推定できる。また、検出器１８ａ、
１８ｂ、１８ｃの検出結果が、１カ所のみがある領域の
散乱強度が基準値以下となった場合は、装置異常のメッ
セージを制御系に表示する。検出器１８ａ、１８ｂ、１
８ｃの検出結果が、３カ所全ての散乱光強度が相対的に
低くなり基準値以下となった場合は、エキシマレーザ発
振器９のレーザ出力の低下、バリアブルアッテネータ１
３の透過率の変動、光学系の伝送効率低下等が考えられ
るため、その際には、アニール装置停止のインターロッ
クがかかり、メンテナンスの要求を行なうようにアニー
ル装置の制御系が動作する。なお、被検査体（ガラス基
板）からの散乱光の検出精度を上げるためには、反応容
器内において、その散乱を防止するために、ガラス基板
からの散乱光捕集に積分球を用いていることもできる。

【発明の効果】本発明によれば、エキシマレーザで非晶
質半導体を多結晶化する反応容器内で結晶化直後に結晶
性を非破壊で評価でき、その評価結果に応じてそれ結晶
性の低い部位を認識し、再びレーザを照射し結晶性を回
復することができる。また、それにより液晶表示装置の
製造工程での歩留まりを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザ光の照射エネルギーと結晶との関係の説
明図。

【図２】レーザ光の照射エネルギー密度（フルエンス：
Ｊ／ｃｍ^２）を変化させたときの結晶の粒径と反射光の
反射率との関係を示すグラフ。

【図３】レーザ光の照射回数を変化させたときの結晶の
粒径と反射光の反射率との関係を示すグラフ。

【図４】本発明のレーザアニール装置の模式構成図。

【図５】本発明のレーザアニール装置での測定結果と基
準値との関係を示すグラフ。

【図６】本発明のレーザアニール装置の動作のフロー
図。

【図７】エキシマレーザの最適フルエンスと散乱光強度
との関係を示すグラフ。

【図８】エキシマレーザの最適フルエンスと結晶平均粒
径との関係を示すグラフ。

【図９】検査用レーザ光を照射状況を示す模式図。

【図１０】（ａ）検出器による設定時の検出結果を示す
グラフ、（ｂ）検出器による連続使用後の検出結果を示
すグラフ。

【符号の説明】

１…反応容器、２…被加工体、３…ＸＹ走査テーブル、
９…エキシマレーザ発振器、１２…ビームホモジナイ
ザ、１３…バリアブルアッテネータ、１６…検査用レー
ザ発振器、１８…検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 29/786 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６２４ 21/336 ６２７ＧＦターム(参考） 2H088 EA02 FA11 FA17 FA30 HA08 HA28 MA20 2H092 JA24 KA04 KA07 MA30 MA35 MA55 NA29 NA30 4M106 BA05 CA60 CB12 CB21 DH12 DH32 DH38 DH39 DH40 DJ04 5F052 AA02 BA15 BB07 DA02 5F110 AA04 AA24 AA30 BB02 DD02 DD13 GG02 GG13 GG16 GG25 PP03 PP04 PP05 PP06 PP13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反応容器内で、基板の表面に形成された
非晶質半導体にエキシマレーザを照射してアニール処理
を施して前記非晶質半導体を多結晶化する液晶表示装置
の製造方法において、前記アニール処理の後に、前記反応容器内で前記アニー
ル処理後の複数個所に検査光を照射してその散乱光を検
出器で検出し、それにより前記多結晶化の評価を行なう
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】前記検査光の波長は、紫外から赤外の領
域であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置
の製造方法。
【請求項３】透光性の窓を有する反応容器内と、この
反応容器内に非晶質半導体の被膜が形成された被加工体
を載置して走査するテーブルと、前記被加工体に前記窓
を介して加工用のレーザ光を照射して前記非晶質半導体
を多結晶化するレーザ照射手段と、前記被加工体の結晶
化レベルを評価する検査手段を具備したレーザアニール
装置において、前記検査手段は、前記被加工体へ前記レーザ照射手段に
よる照射位置と異なる位置に検査光を照射してその散乱
光を検出していることを特徴とするレーザアニール装
置。
【請求項４】前記検査光は、複数の検査光がそれぞれ
前記被加工体の異なる位置を照射していることを特徴と
する請求項３記載のレーザアニール装置。
【請求項５】前記複数の検査光を前記被加工体に照射
して、前記検出手段による結晶化レベルの評価結果が、
全て予め設定されている所定値に達していない場合は装
置を停止させる表示を行なうことを特徴とする請求項３
記載のレーザアニール装置。