KR100724648B1 - 표시 장치의 제조 방법 및 표시 장치의 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

기판 위에 형성한 비정질 실리콘막의 평균 막 두께를 계측하고 나서, 이 비정질 실리콘막에 레이저 광을 조사한 후, 이 조사로 결정화된 다결정 실리콘막의 입경 분포를 계측하여 다결정 실리콘막의 2개의 점 A, B에서의 입경의 측정값으로부터, 적정한 레이저 광 조사 에너지 밀도값을 산출하도록 하고, 그러한 후에 다음의 비정질 실리콘막의 평균 막 두께를 계측하여 이 평균 막 두께와 1개 전의 비정질 실리콘막의 평균 막 두께로부터 조사하는 에너지 밀도값을 산출하여, 이 에너지 밀도값을 레이저 광 조사계에 피드백하도록 하였다. 상기한 바와 같이, 기판 위에 형성한 실리콘막의 막 두께에 대응시켜 그 때마다 조사해야 할 레이저 광 조사 에너지를 제어함으로써, 대형 기판 위에 기판 전면에 걸쳐 균일하고 대입경의 다결정 실리콘을 형성시킬 수 있어, 그 결과 대면적에 다결정 실리콘 TFT를 형성할 수 있다.
피드백, 에너지 밀도, 광 조사

Description

표시 장치의 제조 방법 및 표시 장치의 제조 장치{MANUFACTURING METHOD FOR DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING APPARATUS FOR THE SAME}
도 1은 본 발명의 레이저 광 조사 장치계에서의 장치 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 2는 기판의 어닐링 방법의 개요를 개념적으로 나타내는 설명도.
도 3은 레이저 광 조사 에너지 밀도와 결정 입경과의 관계를 설명하기 위한 상관 도면.
도 4는 기판 위에 성막한 실리콘막의 막 두께 분포의 일례를 나타내는 설명도.
도 5는 실리콘막을 여러가지의 레이저 광 조사 에너지 밀도로 어닐링한 경우의 결정 입경 분포를 나타내는 설명도.
도 6은 레이저 광 조사 에너지 밀도와 기판 위의 장소에 의존한 결정화 상태와의 관계를 설명하기 위한 상관도.
도 7은 기판 면내에 있어서의 결정 입경을 측정할 때의 배치도.
도 8은 막 두께의 대소에 의한 결정 입경과 레이저 광 조사 에너지 밀도와의 관계를 설명하기 위한 상관도.
도 9는 레이저 광 조사 에너지 밀도의 최적화를 설명하기 위한 설명도.
도 10은 레이저 광 조사 에너지 밀도를 조정하기 위한 알고리즘을 설명하기 위한 흐름도.
도 11은 기판 위에 형성한 실리콘막의 x 방향에서의 막 두께 분포를 나타내는 설명도.
도 12는 도 11에 도시한 막 두께 분포를 갖는 실리콘막에 대하여 레이저 광 조사를 행할 때의 에너지 밀도를 설명하기 위한 도면.
도 13은 막 두께를 고려하여 기판에 조사해야 할 레이저 광의 조사 에너지 밀도를 조정하기 위한 알고리즘을 설명하는 흐름도.
도 14는 본 발명에 있어서의 박막 트랜지스터의 구조도로서, (a)는 그 단면도, (b)는 박막 트랜지스터를 형성하는 도중의 단계로서, 레이저 광 조사에 의한 어닐링 종료 후의 상태를 설명하기 위한 단면도.
도 15는 박막 트랜지스터의 이동도 특성을 설명하기 위한 면내 분포도로서, (a)는 본 발명을 적용한 경우의 예이고, (b)는 비교예로서, 기판에 대한 레이저 광 조사 에너지 밀도의 제어를 행하지 않는 경우의 예를 나타내는 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 레이저 광원
2a : 가변 감쇠기
2b : 감쇠기 컨트롤러
3 : 광학계
4 : 광 센서
5 : 어닐러로서의 어닐링 챔버
6 : 입경 계측부인 입경 분포 모니터
7 : 액정 표시 장치에 이용하는 기판
8 : 제어용 컴퓨터
9 : 막 두께 측정부
11 : 레이저 광
본 발명은 반도체 디바이스(박막 트랜지스터(TFT)) 등을 구비한 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치에 있어서, 구동 소자가 되는 박막 트랜지스터(TFT)의 활성층으로서 다결정 반도체막이, 비정질 반도체막보다 우수하다는 것은, 캐리어(n 채널에서는 전자, p 채널에서는 정공)의 이동도가 높고, 셀 사이즈를 작게 할 수 있어 고정밀화가 가능하기 때문이다.
또한, 통상의 다결정 실리콘 TFT는 1000℃ 이상의 고온 프로세스가 필요하지만 레이저에 의한 반도체층만의 어닐링에 의해 기판이 고온으로 되지 않는 저온 다결정 반도체 형성 기술에서는, 염가인 유리 기판의 사용이 가능한 저온 프로세스에 있어서, 이동도가 높은 TFT의 형성이 가능하게 된다.
이 레이저 어닐링은, 도 2에 도시한 바와 같이 액정 표시 장치의 유리 기판 (7) 위에 형성한 전구체막으로서의 비정질 실리콘막(비정질 실리콘막)(71)에 그것이 흡수하는 광(11)을 조사하면서 주사함으로써 기판 위의 비정질 실리콘막을 전면에 걸쳐 다결정화하여 다결정 실리콘막(72)으로 한다. 또, 전구체막으로서는 다른 비정질 반도체막이어도 된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 그 다결정 실리콘 입경은 레이저의 조사 에너지 밀도(플루엔스)에 의해 변화(R1∼R5)하므로, 레이저의 안정성이 다결정 실리콘의 입경 분포에 반영된다. 다결정 실리콘막의 캐리어 이동도는 이 입경이 클수록 높아, 면내 균일한 고성능의 TFT 특성을 얻기 위해서는 입경 분포가 균일하고 또한 대입경을 유지할 필요성이 있다.
큰 입경을 만들기 위한 조건으로서는, 도 3의 R4 영역의 플루엔스를 이용하면 되지만, 레이저의 불안정성 등에 의해 플루엔스가 높은 쪽으로 변동한 경우에는, R5 영역에서 나타낸 입경 200㎚ 이하의 미세 결정을 포함하는 영역으로 된다. 이 경우에는 캐리어 이동도가 작아져 디바이스 불량의 원인이 된다.
입경은 레이저 플루엔스 외에 레이저 어닐링 전의 비정질 실리콘막 두께의 변동에 의해서도 변동한다. 따라서, 항상 일정한 입경 범위에서 다결정 실리콘막을 만들기 위해서는, 레이저의 불안정성이나 기판의 막 두께 변동의 영향을 낮게 억제해야 한다. 이를 위해서는 다결정 실리콘 입경을 검사하고, 레이저 어닐링 조건에 피드백하여 다결정 실리콘 입경을 일정하게 관리하는 것이 중요하다.
레이저 어닐링에 있어서의 레이저 광 조사 에너지 밀도의 제어 방법에 관해서는, 하기 특허 문헌 1에 기재된 것이 있다. 이는 결정화된 박막의 결정 배향성 을 배향계로 측정하고, 측정 결과로부터 조사된 레이저 광의 조사 에너지 밀도의 과부족을 판정하고, 이에 기초하여 레이저 출력을 조정하고자 하는 것이다.
또한, 다결정 실리콘 입경을 광 회절 패턴을 계측함으로써 평가하고, 레이저 어닐링 프로세스에 피드백하는 것이 하기 특허 문헌 2에 기재되어 있다.
[특허 문헌 1]
일본 특개평10-294289호 공보
[특허 문헌 2]
일본 특개2003-109902호 공보
최근에는 생산의 처리량 향상을 위해서, 유리 기판으로서 730㎜×920㎜나 이보다 큰 사이즈의 것이 이용되어 왔다. 여기서, 이 기판에 실리콘막을 형성하는 데, 최초로 CVD법으로 비정질 실리콘을 형성하고, 여기에 레이저 광을 조사하여 다결정화하지만, CVD법으로 성막할 때의 플라즈마의 불균일 등에 따라 막 두께의 불균일이 생긴다. 이 막 두께의 차이에 의해 실리콘막의 결정화에 필요한 에너지 밀도의 차이가 발생하여, 기판 내의 위치에 의해 결정 입경이 다른 것이 발생한다.
그런데, 상기 배경 기술은 면내의 막 두께의 불균일성을 고려한 것이 아니고, 또한 기판 면내에서 결정 입경이 도 3의 R4 영역으로부터 벗어나는 불량 개소를 발생하지 않도록 하는 것이 어렵다.
또한, 상기 배경 기술에서는 730㎜×920㎜와 같은 대형 기판의 전면의 결정 상태를 검사하는 데, 계측용의 광을 기판 전체에 걸쳐 주사하면, 긴 시간이 걸린 다. 이 검사를 기판 1매의 어닐링마다 행하고 있으면, 후속의 기판에 피드백하기까지 시간 손실을 발생시켜, 생산 능력 향상의 장해가 된다.
또한, 레이저 광의 강도가 최적 결정 조건보다 너무 커도 너무 작아도 입경은 작아지므로, 레이저 광을 크게 해야 할 것인지 작게 해야 할 것인지의 판정이 어렵다.
또한, 도 3의 R4 영역의 마진은 좁기 때문에, 기판 전체가 R4 영역이 되는 레이저 광 조사 에너지 밀도로 설정하는 것은 용이하지 않다. 그 때문에, 레이저 광 조사 에너지 밀도의 설정값을 정량적이고 또한 정밀도있게 구할 필요가 있지만, 상기 배경 기술에서는 이 점에 대하여 설명되어 있지 않다.
또한, 상기 배경 기술은 이미 결정화된 실리콘막의 결정 상태를 기초로 그 후의 레이저 광 조사의 에너지 밀도를 조정하는 것이므로, 미리 막 두께 변동에 따른 레이저 광 에너지 밀도 변화를 예측하여, 결정성 불량막의 생성을 미연에 방지하는 것이 고려되어 있지 않다.
본 발명의 제1 목적은 기판 위의 어떤 장소에서도, 결정이 도 3의 R4 영역으로부터 벗어나지 않도록, 레이저 광의 조사 에너지 밀도를 설정하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 기판 1매당 결정 입경 분포의 검사에 요하는 시간을 단축하여, 후속 기판에의 피드백에 요하는 시간을 단축하는 것이다.
본 발명의 제3 목적은 결정 입경이 작은 불량품이 발생한 경우, 레이저 광 조사 에너지 밀도를 상승시켜야 될지 하강시켜야 될지의 판정 수단을 제공하는 것 이다.
본 발명의 제4 목적은 기판 전면을 결정 입경이 큰 상태로 하기 위한, 레이저 광 조사 에너지 밀도의 설정값을 정량적으로 구하는 것이다.
본 발명의 제5 목적은 막 두께 변동에 따라 레이저 광 조사 에너지 밀도를 예측함으로써, 결정성 불량막의 생성을 미연에 방지하는 것이다.
상기 제1 목적을 달성하기 위해서, 기판 면내에서 레이저 광 조사 에너지 밀도 변동의 영향을 받기 쉬운 복수의 개소에 입경 모니터 영역을 형성하고, 이들 영역에서의 입경의 대소 관계를 기초로 조사 에너지 밀도를 조정하도록 하였다.
상기 제2 목적을 달성하기 위해서, 결정 입경의 측정 개소를 상기 모니터 영역 내의 복수점에 한정하여, 이들의 점에서의 결정 입경을 기초로 조사 에너지 밀도를 조정하도록 하였다.
상기 제3 목적을 달성하기 위해서, 상기 입경 모니터 영역 상호간의 입경의 대소 관계로부터 레이저 광 조사 에너지 밀도의 변화량을 산출하도록 하였다.
상기 제4 목적을 달성하기 위해서, 상기 샘플링점 각각에 있어서, 레이저 광 조사 에너지 밀도와 결정 입경과의 상관 함수를 구하고, 이 함수를 조합함으로써, 기판면 전체에 걸치는 결정의 양부를 레이저 광 조사 에너지 밀도에 피드백시키도록 하였다.
상기 제5 목적을 달성하기 위해서, 레이저 광 조사 전의 막의 막 두께 분포를 측정하는 공정을 설정하고, 이 결과에 기초하여, 면내 및 기판마다의 레이저 광 조사 에너지 밀도를 결정하도록 하였다.
본 발명에 따르면, 저온 폴리실리콘 TFT의 생산 공정에 있어서, 기판 전면에 걸쳐 입경이 커지도록 제어를 행하는 것이 용이하게 되어, 수율이나 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 이용하여 설명한다. 또, 각 실시예로서 액정 표시 장치인 경우를 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 액정 표시 장치에 한정되지 않고 자발광형의 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치 등, 본 발명의 트랜지스터를 표시 소자의 스위칭에 이용하는 것이면 적용 가능하다.
〈제1 실시예〉
본 발명의 제1 실시예를 도 1∼6에 의해 설명한다. 도 1은 본 발명의 구성도, 도 2는 기판의 어닐링의 개요도, 도 3은 레이저 광 조사 에너지 밀도와 결정 입경과의 상관, 도 4는 기판 위에 성막한 실리콘막의 막 두께 분포의 일례, 도 5는 도 4의 실리콘막을 여러가지의 레이저 광 조사 에너지 밀도로 어닐링한 경우의 결정 입경 분포를 도시한 것이다. 또한, 도 6은 레이저 광 조사 에너지 밀도와 기판 위의 장소별 결정화 상태와의 관계를 설명하기 위한 상관도이다. 이하, 그 상세를 설명한다.
도 1의 참조 부호 1은 레이저 광원, 참조 부호 2a는 가변 감쇠기, 참조 부호 2b는 감쇠기 컨트롤러, 참조 부호 11은 레이저 광, 참조 부호 3은 광학계, 참조 부호 4는 광 센서, 참조 부호 5는 어닐러로서의 어닐링 챔버, 참조 부호 6은 입경 계측부인 입경 분포 모니터, 참조 부호 7은 액정 표시 장치에 이용하는 기판, 참조 부호 8은 제어용 컴퓨터, 참조 부호 9는 막 두께 측정부이다. 또한, 도 1에서는 생략되어 있지만, 어닐러(5)로부터 입경 계측부(6)와의 사이에서 기판(7)을 교환하는 반송 기구를 구비하고 있다.
레이저 광원으로부터 나온 레이저 광(11)은 광학계(3)에 의해 실리콘의 결정화에 필요한 빔 형상으로 갖추어진 후, 기판(7)에 조사된다. 레이저 광원(1)으로서는, 예를 들면 308㎚의 XeCl 엑시머 레이저 등이 이용된다. 또, 엑시머 레이저 대신에 고체 레이저 또는 다른 레이저로부터 발생하는 광이어도 된다.
이 레이저 광의 강도를 제어하는 데, 가변 감쇠기(2a)를 이용한다. 이것은 예를 들면 유리 원반에, 회전각에 따라 광의 투과율이 서로 다른 막을 성막한 것이다. 제어용 컴퓨터(8)로부터 지시한 투과율을 감쇠기 컨트롤러(2b)에 의해 회전각의 값으로 변환하여 가변 감쇠기(2a)를 제어함으로써, 레이저 광 조사 에너지 밀도의 제어를 행한다.
광학계(3)는, 예를 들면 빔을 강도가 균일한 사각 형상으로 하기 위한 호모지나이저가 이용된다. 광학계(3)를 나온 후의 레이저 광의 빔 형상이나 강도가 원하는 형태로 되어 있는지는 광 센서(4)에 의해 모니터된다. 이는, 예를 들면 CCD 카메라 등을 이용한다.
다결정화가 종료된 기판(7)은 자동적으로 어닐링 챔버(5)로부터 입경 분포 모니터(6)에 반송되어, 다결정막의 입경 분포가 계측된다. 이 계측 결과를 제어용 컴퓨터(8)에 보내어 가변 감쇠기(2a)의 제어를 행함으로써, 레이저 광의 조사 강도에 피드백한다. 이들 각 장치는 제어용 컴퓨터(8)에 의해 시퀀스 제어되어, 기판 (7)의 어닐링이 자동적으로 행해지도록 되어 있다.
도 2는 레이저 광(11)이 기판(7)에 조사되는 모양을 도시한 것이다. 참조 부호 71은 전구체막으로서의 비정질 실리콘(amorphous silicon)막 영역, 참조 부호 72는 다결정 반도체막으로서의 다결정 실리콘(폴리실리콘)막 영역이다. 본 실시예에서의 기판(7)의 사이즈는 일반적으로 이용되는 것으로서, 도면의 가로 방향으로 920㎚, 이와 수직인 방향으로 730㎜인 경우를 예시했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 사각 형상의 레이저 광(11)을 조사하면서 기판(7)을 화살표 방향으로 주사함으로써, 기판 전면에 레이저 광의 조사가 행해진다. 레이저 광(11)의 사이즈는 도면의 가로 방향으로 300㎛, 이와 수직 방향으로 365㎜이다. 이 레이저 광(11)을 기판(7)의 전방과 바로 앞측으로 각각, 가로 방향으로 주사함으로써, 기판(7)의 전면에 걸쳐 다결정 실리콘막 영역(72)을 작성할 수 있다.
본 발명에서는 도 1과 같이 입경 분포 모니터(6)를 설치하고, 기판(7)의 어닐링이 끝날때마다 결정 입경 분포를 계측한다. 이 결정 입경 분포의 계측 결과와 막 두께 측정부(9)의 측정 결과를 제어용 컴퓨터(8)에 저장, 양자를 대조함으로써, 적정한 결정 입경 분포를 얻기 위한 레이저 광 조사 에너지 밀도를 산출하고, 가변 감쇠기(2a)에 피드백한다. 입경 분포 모니터(6)는 특허 문헌 2에 기재된 것과 동일하고, 다결정 실리콘막으로부터의 광 회절 강도에 의해 입경을 구하는 방법을 이용하였다. 또, 광 회절 강도 대신에, 라만 스펙트럼, SEM상, 광학 현미경상, 광 반사율, 광 산란 강도, 포토 캐리어 수명을 이용해도 결정 입경을 구할 수 있고, 마찬가지의 결과가 얻어진다.
이하에 피드백 방법의 상세를 설명한다. 도 3은 레이저 광 조사 에너지 밀도와 결정 입경과의 상관으로, 배경 기술에서 이미 설명한 것이다. 도 4는 CVD법으로 성막 후, 다결정화에 앞서 도 1의 막 두께 측정부(9)에 의해 측정한 비정질 실리콘막의 막 두께 분포의 예이다. 기판(7)은 도 2에 도시한 것과 동일하고, 가로 방향 x에 920㎜, 세로 방향 y에 730㎜의 크기이다. 도면의 선은 동일한 막 두께의 개소를 연결한 등고선이며, 수치는 막 두께를 ㎚의 단위로 나타내고 있다. 본 예는 평균 막 두께는 510㎚, 막 두께 분포의 σ는 9㎚이다. 기판 중앙부에서 막 두께가 두껍고, 주변부에서 얇아진 것은, CVD 챔버의 플라즈마 밀도의 불균일에 의한 것이다. 이 막 두께 분포는, 일반적으로 개개의 CVD 챔버에 고유의 형상으로 나타나는 것으로서, 도 4에 도시한 막 두께 분포에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 도 4의 기판에 레이저 광을 조사하여 어닐링한 결과의 결정 입경 분포를 나타낸 것이다. 도 5의 횡축과 종축은 도 4와 동일하다. (a)가 가장 레이저 광 조사 에너지 밀도가 크고, (b), (c)의 순으로 작아진다. 좌측의 스케일에 도시한 바와 같이, 흰 부분은 입경이 큰 부분, 사선 부분은 약간 작은 부분, 검은 부분은 작은 부분을 나타낸다. 레이저 광 조사 에너지 밀도가 큰 (a)에서는 막 두께가 두꺼운 기판 중앙부에서 입경이 크고, 막 두께가 얇은 주변부에서 작다. (b)에서는 기판 중앙부, 주변부 모두 입경이 크다. (c)에서는 기판 주변부에서 입경이 크고, 중앙부에서 작다.
이것은 일반적으로 막 두께가 두꺼울수록, 결정화에 요하는 에너지 밀도가 크기 때문에 발생한다. 실리콘 막 두께가 1㎚ 변화하면, 이것의 결정화에 필요한 에너지 밀도는 약 1% 변화하는 것을 알 수 있다.
도 3에서 알 수 있듯이, 대입경의 결정화에 필요한 에너지 밀도보다, 레이저 광의 조사 에너지 밀도가 너무 커도 너무 작아도, 결정 입경은 작아진다. 즉, 도 5의 (a)에서는 막 두께가 얇은 주변부에서 조사 에너지 밀도가 과대로 되어, 결정 입경이 작아지고, 도 5의 (c)에서는 막 두께가 두꺼운 중앙부에서 조사 에너지 밀도가 과소로 되어 결정 입경이 작아진 것이다.
도 6은 이것을 도해로 나타낸 것이다. 도면에서 21, 22, 23은 각각 도 5의 (a)의 중앙부(하얗게 한 부분), 중앙 부분의 주변부(사선부), 및 기판의 코너부(검게 칠한 부분)에 있어서의, 레이저 광 조사 에너지 밀도와 결정 입경과의 상관을 나타낸 것이다. 이 상관의 형상은 도 3에 도시한 것과 동일하지만, 막 두께에 따라, 좌우, 즉 레이저 광 조사 에너지 밀도의 방향으로 시프트한다.
따라서, 예를 들면 화상 인식에 의해 다결정화 후의 입경 분포를 도 5의 (a), (b), (c)의 3패턴으로 판정하여, (a)의 경우에는 에너지 밀도를 현재값보다 낮추고, (b)의 경우에는 현재의 에너지 밀도를 유지하고, (c)의 경우에는 에너지 밀도를 현재값보다 높이도록 피드백하면 된다. 또, 동일한 CVD 챔버로 성막한 비정질 실리콘막은 기판 사이에서 거의 동일한 막 두께 분포를 갖기 때문에, 입경 분포를 판정하기 위한 화상 인식 알고리즘은 어느 기판에도 동일한 것을 적용해도 무방하다.
또, 본 실시예에서는 입경 분포를 3개의 패턴으로 판정하도록 하였지만, (a)와 (b)의 중간, 또는 (b)와 (c)의 중간 등의, 보다 미세한 입경 분포의 패턴 변화 를 판정할 수 있도록 하면, 에너지 밀도에의 피드백을 더욱 고정밀도로 행할 수 있다.
본 발명은 이상과 같이 함으로써, 기판의 전면에 걸쳐, 입경이 큰 결정을 얻도록 제어를 행할 수 있다. 또한, 레이저 광 조사 에너지 밀도가 적정한지 과대한지 부족한지를 판정하여, 이 후에 광 조사를 행하는 기판에서 에너지 밀도가 적정하게 되도록 피드백할 수 있다.
〈제2 실시예〉
본 발명의 제2 실시예를 도 7 및 8을 이용하여 설명한다. 도 7은 도 4와 동일한 기판에서 설정한 결정 입경 측정점의 배치를 나타낸 도면이다. 도면에서, A1, B1∼4, C1∼20은 결정 입경 측정점이다. A1은 비정질 실리콘 막 두께가 두꺼운 영역에, B1∼4는 막 두께가 얇은 영역에, C1∼20은 그 중간의 막 두께의 영역에 배치하고 있다. 본 실시예는 제1 실시예의 화상 인식 대신에, 막 두께 분포의 특징을 나타내는 개소에 결정 입경 측정점을 배치함으로써, 이들 점에서의 입경을 측정하는 것만으로 레이저 광의 조사 에너지 밀도에의 피드백을 행할 수 있도록 한 것이다.
이들 점의 배치는, 예를 들면 도 1에서 기판을 어닐링 챔버(5)에 넣기에 앞서 비정질 실리콘의 막 두께 분포를 막 두께 측정부(9)에서 측정하고, 이에 기초하여 막 두께가 두꺼운 개소와 얇은 개소에 결정 입경이 위치하도록 하면 된다. 또한, CVD에 의한 비정질 실리콘막의 작성 시에는 기판내 막 두께 분포는 수일 내에는 그다지 변동하지 않으므로, 어닐링 시마다 막 두께 분포를 측정할 필요는 없고, 1매 내지 복수매의 참조용 기판으로 막 두께 분포를 측정한 결과에 기초하여 상기 A1, B1∼4, C1∼20의 위치를 결정해도 된다.
또한, A1, B1∼4, C1∼20 등의 점의 배치를 정하는 데, 막 두께 분포의 측정 결과를 이용하는 대신에, 도 5와 같이 복수의 참조용의 기판에 여러가지의 에너지 밀도로 레이저 광을 조사한 것을 작성하고, 에너지 밀도가 과잉인 경우에 입경이 작아지는 영역(즉, 도 5의 (a)의 흑색의 영역)에 B1∼4를 배치하고, 에너지 밀도가 부족한 경우에 입경이 작아지는 영역(즉, 도 5의 (c)의 흑색의 영역)에 A1을 배치하면 된다.
도 8은 도 7의 A1 및 B1∼4에 있어서의 결정 입경과 레이저 광 조사 에너지 밀도와의 상관을 도시한 것이다. 이 상관은 레이저 광 조사 에너지 밀도를 280mJ/㎠에서 550mJ/㎠까지 10mJ/㎠의 간격으로 바꾸어 28매의 기판을 결정화하고, 각 기판의 점 A1 및 B1∼4에 있어서의 입경을 레이저 광 조사 에너지 밀도에 대하여 플로팅한 것이다. 또, 레이저 광 조사 에너지 밀도는 도 1의 광 센서(4)로 측정한 것이다. 실선은 점 A1, 점선은 점 B1∼4에 있어서의 상관을 나타낸다.
또한, 본 도면에서는 점 B1∼4 각각의 입경을 나타내는 대신에 이들 4점의 최소값을 이용하고 있다. 이것은 기판마다 CVD 장치 상태의 미묘한 변화에 의해 B1∼4의 입경의 대소 관계가 변하기 때문에, 에너지 밀도가 부족한 경우에 기판 면내에서 가장 작은 입경을 검출할 수 있도록 하기 위함이다. 또, B1∼4의 입경의 대소 관계가 그다지 변하지 않는 경우에는 최소값 대신에 평균값을 이용해도 된다.
도 8을 보면, 도 3의 곡선을 좌우로(즉, 레이저 광 조사 에너지 밀도의 변화 방향으로) 시프트시켜 겹치도록 형상으로 되어 있는 것을 알 수 있다. 이것은 점 A1은 점 B1∼4보다 막 두께가 두껍기 때문에, 대입경의 결정을 형성하는 데 필요한 에너지가 크기 때문인 것을 알 수 있다.
따라서, 점 A1과 점 B1∼4의 결정 입경이 모두 커지도록 레이저 광 조사 에너지를 설정하기 위한 피드백 방식을, 이하 설명한다.
도 8에서, 실선과 점선과의 교점에서의 레이저 광 조사 에너지 밀도를 적정값 Fopt로 한다. 점 A1 및 B1∼4의 입경의 관계로부터 다음과 같은 피드백 동작을 행한다.
(1) A1의 입경<B1∼4의 최소 입경인 경우: 도 8에서는 Fopt보다 좌측의 영역에 대응한다. 따라서, 에너지 밀도가 부족하므로, 에너지 밀도를 상승시키도록 피드백한다.
(2) A1의 입경>B1∼4의 최소 입경인 경우: 도 8에서는 Fopt보다 우측의 영역에 대응한다. 따라서, 에너지 밀도가 과잉이므로, 에너지 밀도를 저하시키도록 피드백한다.
(3) A1의 입경≒B1∼4의 최소 입경인 경우: 도 8에서 Fopt의 위치에 대응한다. 따라서, 에너지 밀도가 적정하므로, 이대로의 에너지 밀도로 어닐링을 계속한다. 이와 같이 하면, 기판의 전면의 입경을 측정하지 않아도, 기판 내의 수점의 입경으로 에너지 밀도의 과부족을 충분히 파악할 수 있고, 레이저 광 조사 강도로 피드백할 수 있다.
이상과 같이 샘플링 점수를 한정하여 입경을 계측하도록 하는 것이나, 참조 기판을 이용하여 샘플링점을 정함으로써, 입경의 모니터에 요하는 시간을 단축할 수 있기 때문에, 후속 기판에 피드백하는 시간을 짧게 할 수 있고, 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
〈제3 실시예〉
본 발명의 제3 실시예를 동일하게 도 8에 의해 설명한다. 도 8은 제2 실시예에서 설명한 바와 같이, 막 두께가 두꺼운 장소와 얇은 장소에서의 결정 입경과 레이저 광 조사 에너지 밀도와의 상관이다. 레이저 광 조사 에너지 밀도가 Fopt로부터 벗어나 있는 경우, 후속 기판에서의 레이저 광 조사 에너지 밀도의 상승, 하강량은 점 A1 및 B1∼4의 결정 입경의 함수로 표시된다.
본 실시예에서는 결정 입경과 레이저 광 조사 에너지 밀도와의 상관을 1차 함수로 근사하기로 한다. 이것은 Fopt로부터의 벗어나는 방법이 적은 경우, 양자의 상관이 거의 1차 함수로 되기 때문이다. 점 A1, 및 점 B1∼4에서의 입경을 각각 X(A1), X(B1)∼X(B4)로 둔다. 레이저 광 조사 에너지 밀도 F와 각 점에서의 결정 입경과의 상관을, Fopt의 근방에서 다음과 같이 1차식 근사한다.
Figure 112004031794260-pat00001
여기서, B1∼4에서, 모두 기울기는 γ로 하고 있지만, 이것은 실리콘 막 두께에 의해 기울기가 거의 변하지 않기 때문이다. 즉, 기울기 α 및 γ는 복수의 참조 기판에 여러가지의 에너지 밀도의 레이저 광을 조사하여 결정화시킨 결과로부터 구할 수 있다.
다음으로, 레이저 광 조사 에너지 밀도의 피드백량의 구하는 방법에 대해서 설명한다. 임의의 에너지 밀도 F의 레이저 광을 조사하였을 때, 점 A1 및 점 B1∼4에 있어서의 입경이 각각 X(A1), X(B1)∼X(B4)였다고 한다. 조사 에너지 밀도를 Fopt에 보정하기 위한 피드백량을 ΔF로 한다. 이것은 다음과 같이 구해진다. 도 8에서, Fopt에 대응하는 입경을 Xopt로 둔다.
Figure 112004031794260-pat00002
단, min은 인수 중에 최소의 값을 되돌리는 함수이다.
이로부터,
Figure 112004031794260-pat00003
Xopt를 소거하면,
Figure 112004031794260-pat00004
이다.
즉, 1/(α-γ)을 k로 두면,
Figure 112004031794260-pat00005
기울기 α는 플러스, γ는 마이너스이므로, k는 플러스이다.
min{X(B1), X(B2), X(B3), X(B4)}를 X(B), X(A1)를 X(A)
로 두고 식을 일반화하면,
Figure 112004031794260-pat00006
로 표현할 수 있다. 즉, 피드백량은 점 A와 점 B의 입경의 1차 함수로 된다.
즉, 막 두께가 얇은 점 B의 입경이 점 A의 입경보다 작은 경우에는, ΔF가 마이너스로 되어, 레이저 광 조사 에너지 밀도를 낮추도록 피드백하게 된다. 또한, 막 두께가 두꺼운 점 A의 입경이 점 B의 입경보다 작은 경우에는, ΔF가 플러스로 되어 레이저 광 조사 에너지 밀도를 높이도록 피드백하게 된다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 대형 기판의 전면에 걸쳐 큰 입경의 다결정 실리콘막을 얻기 위한 최적 에너지 밀도를 정량적으로 구할 수 있다.
〈제4 실시예〉
본 발명의 제4 실시예를 도 9 및 10에 의해 설명한다. 본 실시예는 제3 실시예보다 더 적확한 피드백을 행할 수 있도록 고안한 것이다. 도 9의 실선 및 점선은 도 8과 동일한 상관이다. 도 9에서, 실선(A1)과 점선(B1∼4)에 대하여 각각 임계값 P 및 Q를 정한다. 예를 들면, P는 0.4㎛, Q는 0.5㎛의 값으로 한다.
여기서, Q를 P보다 큰 값으로 한 것은 B1∼4의 기울기의 절대값 ｜γ｜가 A1 의 기울기의 절대값 ｜α|보다 크기 때문에, 레이저 광 조사 에너지 밀도가 증가하는 쪽이 보다 입경이 작아지기 쉬워, A1쪽의 입경에 여유를 갖게 하기 위함이다. 즉, A1의 입경이 P보다 작은 경우에는 B1∼4의 입경이 Q보다 작은 경우에는 에너지 밀도를 감소시키도록 피드백을 행한다.
이하, 피드백의 알고리즘을 도 10에서 설명한다. 에너지 밀도와 입경과의 상관은 1차 함수로 근사하기로 한다.
도 10에서, N번째의 기판은 그 기판 1매마다 도 1의 어닐링 챔버(5)에 도입되어 광 조사된다(단계 101). 광 조사가 종료된 기판은 입경 분포 모니터(6)에 도입되어 입경 분포가 계측된다(단계 102). 이 데이터 중, 점 A1의 입경과 점 B1, B2, B3, B4의 최소 입경을 비교하여(단계103), 이하와 같이 피드백량이 산출된다.
단계 103에서, 점 A1의 입경이 점 B1, B2, B3, B4의 최소 입경보다 작은 경우에(단계 103에서 "예"), 점 A1의 입경이 P보다 작은 경우(단계 104에서 "예"), 즉 에너지 밀도가 부족한 경우, 피드백량 ΔF는 다음 식으로 구해진다(단계 106).
Figure 112004031794260-pat00007
수학식 7에서, 기울기 α는 플러스이므로, ΔF는 플러스로 되어 에너지 밀도를 높이도록 피드백하게 된다.
또한, 단계 103에서, 점 A1의 입경이 점 B1, B2, B3, B4의 최소 입경보다 큰 경우이며(단계 103에서 "아니오"), 점 B1∼4의 입경이 Q보다 작은 경우(단계 105에서 "예"), 즉 에너지 밀도가 과잉인 경우, 피드백량은 다음 식으로 구해진다(단계 107).
Figure 112004031794260-pat00008
수학식 8에서, 기울기 γ는 마이너스이므로, ΔF는 마이너스로 되어 에너지 밀도를 낮추도록 피드백하게 된다.
단계 104, 105에서, 점 A1의 입경이 P 이상(단계 104에서 "아니오")이고, 또한 B1, B2, B3, B4의 최소 입경이 Q 이상인 경우(단계 105에서 "아니오")에는, 에너지 밀도는 적정하므로, 피드백량 ΔF를 0으로 한다(단계 108).
이상의 결과에 기초하여, 레이저 광의 조사 에너지 밀도를 피드백량 ΔF로 바꾼 후(단계 109), 다음의 기판에 광 조사를 행한다(단계 110, 단계 101).
이상과 같이, 본 발명에 따르면 기판의 전면에 걸쳐 다결정 실리콘막의 결정 입경을 크게 하기 위한 최적 에너지 밀도를 정량적으로 구할 수 있다.
〈제5 실시예〉
본 발명의 제5 실시예를 도 11 및 12에 의해 설명한다. 본 실시예는 상기 각 실시예의 피드백에 의해서도, 또 기판 내의 소입경의 영역을 없앨 수 없는 경우에 대응하는 것이다.
이러한 문제의 일례로서, 다결정화 공정의 처리량을 높이도록 하여, 레이저 광의 조사 펄스 수를 감소시키면, 결정 입경이 커지는 에너지 밀도 마진(도 3의 R4의 폭)이 좁아지는 경우가 있다. 이 경우, 기판 면내에서 막 두께가 조금 상이한 영역에서도, 소입경이 된다.
따라서, 본 실시예에서는 상기 각 실시예 외에, 막 두께에 의한 에너지 밀도의 보정도 행하기로 하였다. 도 11은 도 4에 도시한 막 두께의 y 방향 평균값의 x 방향 분포를 도시한 것이다. 이와 같이 기판의 좌우 방향에 관하여, 중앙부가 단부와 비교하여 약 0.6㎚ 막 두께가 두껍게 되어 있다. 이미 설명한 바와 같이, 막 두께가 1㎚ 증가할 때마다, 결정화에 필요한 에너지 밀도가 1%의 비율로 증가하기 때문에, 기판 면내에서 균일한 결정을 얻기 위해서, 면내의 막 두께 분포에 따라 에너지 밀도를 바꾸기로 하였다.
도 12는 도 2에 도시한 레이저 광(11)을 도 4에서의 x가 작은 측으로부터 큰 측을 향하여 주사함에 있어서, 레이저 광 조사 에너지 밀도의 변화의 형상을 도시한 것이다. 이 변화는 도 1의 가변 농도 감쇠기(2a)에 의해 행한다. 도면의 에너지 밀도(종축)는 중앙부를 100%로 한 경우의, 상대적인 감쇠기(2a)의 투과율로 나타내었다.
도 11에서의 막 두께 0.6㎚의 변화에 대응하여, 도 12의 에너지 밀도의 기판면내 변화량은 감쇠기 투과율로 환산하여 0.6%로 하고 있다. 또, 도 11의 분포는 곡선의 형상이지만, 레이저 광 조사 에너지 밀도는 가변 농도 감쇠기(2a)의 기계적인 동작을 단순하게 하므로, 도 12와 같은 직선적인 변화로 하였다. 이것으로서도, 도 11의 분포를 충분히 근사 가능하다.
또, 도 3이나 도 6, 도 8 등에서는 결정 입경을 이용했지만, 입경으로 변환하기 전의 광 반사율 등의 파라미터값을 이용해도 마찬가지의 결과가 얻어지는 것은 물론이다.
동일한 CVD 챔버를 이용하여 비정질 실리콘막을 성막하는 경우, 수일 내에는 기판마다 막 두께 분포는 그다지 크게 변화하지 않는 경우가 많다. 이것은 챔버 내의 플라즈마의 분포가 전극의 형상이나 상태에 의해 거의 결정되기 때문이다. 따라서, 막 두께 분포 측정은 다수의 기판을 어닐링하기 전에, 1매의 기판에 대하여 행하는 것만으로, 이 측정 결과에 기초하여 도 12와 같은 에너지 밀도의 변화의 형상을 작성해도 된다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 기판 내의 최대-최소 막 두께 차가 크더라도, 입경이 큰 다결정 실리콘막을 작성할 수 있다.
〈제6 실시예〉
본 발명의 제6 실시예를 도 13에 의해 설명한다. 도 13은 본 실시예의 흐름도이다. 이는 도 10의 흐름도에 막 두께에 의한 보정을 부가한 것이다. 상기 제5 실시예에 설명한 바와 같이 기판 면내의 막 두께 분포는 기판마다 그다지 변화하지 않지만, 기판 전체의 평균 막 두께는 기판마다 크게 변화한다. 이것은 챔버 내의 평균 플라즈마 밀도가 방전 전압이 근소한 변동의 영향을 받기 때문이다.
따라서, 본 실시예에서는 기판마다의 평균 막 두께의 변화에 따라 레이저 광 조사 에너지 밀도를 바꾸기로 하였다. 면 내의 막 두께 분포가 기판마다 그다지 변화하지 않기 때문에, 평균 막 두께는 기판 내의 10점 정도로 측정한 값을 평균하면 충분하고, 기판 전면을 측정할 필요는 없다. 이 방법에 따르면, 막 두께 측정에 걸리는 시간은 결정화의 시간과 비교하여 충분히 작아, 기판 1매마다 측정을 행해도 처리량의 저하를 초래하지 않는다.
이하, 측정의 흐름을 설명한다. 광 조사가 끝난 기판에 대하여 입경 분포 측정을 행하고 피드백량 ΔF를 구하는 것은, 제4 실시예 및 도 10과 동일하다.
본 실시예에서는, 이외에 기판마다 광 조사 전에 평균 막 두께 계측을 행한다(단계 201). 그리고, 결정화 작업 개시로부터 2번째 이후의 기판에 있어서는(단계 202에서 "아니오"), 전회 광 조사를 행한 기판과의 평균 막 두께의 차 Δt를 구하고(단계 203), 이 차의 영향분을 피드백량 ΔF에 보탠다(단계 204). 도면에서, d는 에너지 밀도의 막 두께 의존성 계수이다.
본 실시예에서 이용한 기판 및 실리콘막에 있어서는, 제5 실시예에 설명한 바와 같이 d는 1%/㎚이다. 이하의 단계 109와 이 단계에 계속되는 단계 101 내지 108 및 단계 110은, 제4 실시예 및 도 10에서 설명한 것과 동일하다.
본 실시예에 설명한 알고리즘과, 제5 실시예에 설명한 기판내 막 두께 분포를 반영한 레이저 광 조사 에너지 밀도의 제어를 조합한 방법에 의해, 다결정 실리콘막의 작성을 행하였다. 통상의 CVD 장치로 성막한 비정질 실리콘막을 다결정화한 경우, 상기한 방법으로 730㎜×920㎜ 사이즈 기판 내의 95% 이상의 영역에서 0.4㎛ 이상의 입경의 결정이 얻어지는 것을 알 수 있었다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 기판마다 막 두께가 변동해도, 항상 입경이 큰 다결정막을 작성할 수 있다.
〈제7 실시예〉
본 발명의 제7 실시예를 도 14 및 도 15에 의해 설명한다. 도 14의 (a)는 액정 표시 소자에 이용되는 박막 트랜지스터의 단면 구조를 확대한 것이다. 좌측 은 p 채널, 우측은 n 채널이다. 참조 부호 70은 기초막, S는 소스, D는 드레인, G는 게이트, 72는 다결정 실리콘막, L은 LDD, O는 게이트 산화막, M은 층간막, SIG는 신호선, P는 보호막이다. 도 14의 (b)는 도 14의 (a)의 다결정 실리콘막(72)이 형성된 단계에서의 단면도이다. 참조 부호 7은 기판, 참조 부호 70은 기초막, 참조 부호 72는 다결정 실리콘막이다.
다결정 실리콘막(72)은 최초로 CVD법에 의해 비정질 실리콘막을 형성하고, 이에 엑시머 레이저 광을 조사하여 다결정화를 행함으로써 작성하였다. 이 다결정화 시에는 제6 실시예 및 도 13에 설명한 제어 방법에 따라, 기판 면내의 입경 분포를 레이저 광 조사 에너지 밀도에 피드백하고, 또한 기판별 막 두께 변화와 기판 내의 막 두께 분포에 따른 조사 에너지 밀도의 제어를 행하였다.
도 15의 (a)는 도 4의 막 두께 분포를 갖는 비정질 실리콘막을 다결정화한 후, 박막 트랜지스터를 형성한 단계에서, 화소마다 이동도를 측정하여 그 분포를 구한 결과를 도시한 것이다. 또한, 도 15의 (b)는 참조 데이터로서 상기 조사 에너지 밀도 제어를 행하지 않고 다결정 실리콘막(72)을 형성한 경우의, 이동도의 분포를 도시한 것이다.
도 15의 (a)에서는 이동도의 면내 평균값은 130㎠/Vs, 표준 편차는 20㎠/Vs이고, 이동도가 100㎠/Vs 이상인 영역이 전체의 96%를 차지하는 반면, 도 15의 (b)에서는 이동도의 면내 평균값은 90㎠/Vs, 표준 편차는 40㎠/Vs이고, 이동도가 100㎠/Vs 이상인 영역이 전체의 45%이다.
이와 같이 본 발명에서는 조사 에너지 밀도 제어를 행함으로써, 이동도의 향 상 및 그 면내 변동의 저감에 현저한 효과가 있는 것을 알 수 있다. 특히, 상기 비정질 실리콘막의 면내 막 두께 분포를 위해서, 이를 다결정화하여 화소를 형성한 단계에서도 다결정 실리콘막(72)의 막 두께에 분포를 발생하지만, 그럼에도 불구하고, 화소수 비율로 95% 이상에서 결정 입경이 0.4㎛ 이상, 이동도 100㎠/Vs 이상을 확보할 수 있는 것을 알 수 있었다.
이상, 본 발명에 따른 실시예에 대하여 설명했지만, 본 기술 분야의 숙련된 자는 상술한 특징 및 이점 이외에 추가의 이점 및 변경이 가능함을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상술한 특정한 실시예 및 대표적인 실시예만으로 한정되는 것이 아니며, 첨부한 특허 청구의 범위에 의해 정의된 일군의 발명 개념의 정신 또는 영역과 그들의 등가물로부터 벗어남없이 다양한 변경이 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 저온 폴리실리콘 TFT의 생산 공정에 있어서, 기판 전면에 걸쳐 입경이 커지도록 제어를 행하는 것이 용이해져, 수율이나 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (17)

  1. 기판마다
    상기 기판상의 전면에 비정질 반도체막을 형성하는 제1 공정과,
    상기 비정질 반도체막을 레이저 광으로 조사하여 다결정막으로 변환하는 제2 공정과,
    상기 다결정막의 면내에 설정된 복수의 측정점에서 상기 다결정막의 결정 입경을 측정하는 제3 공정
    을 순차 행하는 표시 장치의 제조 방법으로서,
    상기 제3 공정에서, 상기 측정점을 상기 기판의 중앙에 위치하는 영역 A, 상기 기판의 코너에 위치하는 영역 B, 및 상기 영역 A의 주변에 위치하고 또한 상기 영역 A와 상기 영역 B 사이에 있는 영역 C에 각각 설정하고, 또한
    상기 기판에 후속하는 다른 기판을 상기 제2 공정에서 조사하는 레이저 광의 에너지 밀도를:
    (1) 상기 기판의 영역 A에서 측정된 결정 입경이 상기 기판의 영역 B에서 측정된 결정 입경보다 클 때, 상기 기판을 조사하는 상기 레이저 광의 에너지 밀도보다 낮게 조정하고,
    (2) 상기 기판의 영역 A에서 측정된 결정 입경이 상기 기판의 영역 B에서 측정된 결정 입경보다 작을 때, 상기 기판을 조사하는 상기 레이저 광의 에너지 밀도보다 높게 조정하고,
    (3) 상기 기판의 영역 A에서 측정된 결정 입경과 상기 기판의 영역 B에서 측정된 결정 입경이 같을 때, 상기 기판을 조사하는 상기 레이저 광의 에너지 밀도로 유지하는
    것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 광은 엑시머 레이저, 또는 고체 레이저인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비정질 반도체막은 비정질 실리콘막인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3 공정에서, 상기 결정 입경은 광 회절 강도, 라만 스펙트럼, SEM상, 광학 현미경상, 광 반사율, 광 산란 강도, 및 포토 캐리어 수명 중 어느 하나에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 공정은 상기 기판상에 상기 레이저 광을 주사하는 공정을 포함하고,
    상기 레이저 광의 에너지 밀도를, 상기 기판의 중앙보다도 단부에서 얇아지는 상기 비정질 반도체막의 막 두께에 따라서, 상기 주사의 방향을 따라서 더 조정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 공정에서 상기 비정질 반도체막에 조사되는 상기 레이저 광의 에너지 밀도를, 상기 비정질 반도체막의 막 두께 분포에 기초해서 결정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공정에서, 상기 비정질 반도체막을 CVD법에 의해 제작하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판상에 형성된 상기 비정질 반도체막에서의 상기 영역 A 및 상기 영역 B를:
    (1) 복수매의 참조용 기판에 각각 형성된 비정질의 반도체막을 상이한 에너지 밀도의 레이저 광으로 조사해서 다결정화하고,
    (2) 상기 참조용 기판 중의 다결정화된 상기 반도체막이 상기 참조용 기판 전역에서 최대의 평균 결정 입경을 나타내는 것에 조사된 상기 레이저 광의 에너지 밀도를 최적 에너지 밀도로 정의한 후에,
    (3) 상기 최적 에너지 밀도보다 낮은 에너지 밀도에서 결정 입경이 가장 작아지는 영역을 상기 영역 A로서, 상기 최적 에너지 밀도보다 높은 에너지 밀도에서 결정 입경이 가장 작아지는 영역을 상기 영역 B로서 각각 설정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 다른 기판을 상기 제2 공정에서 조사하는 상기 레이저 광의 에너지 밀도는, 상기 영역 A의 결정 입경의 하한값 P 및 상기 영역 B의 결정 입경의 하한값 Q를 설정하고, 상기 영역 A에서 측정된 결정 입경이 상기 하한값 P보다 작을 때는 상기 영역 A에서 측정된 상기 결정 입경과 상기 하한값 P의 차로부터 상기 에너지 밀도의 변화량을 구하고, 상기 영역 B에서 측정된 결정 입경이 상기 하한값 Q보다 작을 때는 상기 영역 B에서 측정된 결정 입경과 상기 하한값 Q와의 차로부터 상기 에너지 밀도의 변화량을 구하는 것에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 영역 A 및 상기 영역 B의 결정 입경은, 각 영역 내에 복수개 설정한 상기 측정점에서의 상기 결정 입경의 최소값 또는 평균값으로서 구하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 영역 A를 상기 기판 내에서의 상기 비결정 반도체막의 막 두께가 두꺼운 영역에 설정하고, 상기 영역 B를 상기 기판 내에서의 상기 비정질 반도체막의 막 두께가 얇은 영역에 설정하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 레이저 광원과,
    그의 상면 전역에 비정질의 반도체막이 형성된 기판이 도입되고 또한 상기 레이저 광원으로부터의 레이저 광으로 상기 기판상의 상기 반도체막을 조사하여 다결정화하는 어닐러와,
    상기 레이저 광원과 상기 어닐러 사이에 설치되고 또한 상기 레이저 광의 빔 형상 및 강도를 조정하는 광학계와,
    상기 다결정화된 반도체막의 면내에서의 결정 입경의 분포를 계측하는 입경 계측부와,
    상기 어닐러로 다결정화된 상기 반도체막을 갖는 상기 기판을 상기 입경 계측부에 반송하는 반송 기구와,
    상기 레이저 광원, 상기 어닐러, 상기 입경 계측부, 및 상기 반송 기구를 일정한 시퀀스로 동작시키는 제어부
    로 이루어지는 표시 장치의 제조 장치로서,
    상기 레이저 광원과 상기 광학계 사이에는, 상기 레이저 광원으로부터 출사한 상기 레이저 광의 강도를 조정하는 감쇠기(attenuator)가 설치되고,
    상기 입경 계측부는 상기 다결정화된 반도체막의 결정 입경을 상기 기판의 중앙에 위치하는 영역 A, 상기 기판의 코너에 위치하는 영역 B, 및 상기 영역 A의 주변에 위치하고 또한 상기 영역 A와 상기 영역 B 사이에 있는 영역 C의 각각에서 측정하고,
    상기 제어부는 상기 입경 계측부에서 측정된 상기 영역 A의 결정 입경이 상기 영역 B의 결정 입경보다 클 때에 상기 레이저 광의 에너지 밀도를 낮게 하고, 또한 상기 영역 A의 결정 입경이 상기 영역 B의 결정 입경보다 작을 때에 상기 레이저 광의 에너지 밀도를 높게 하도록 상기 감쇠기를 제어하는
    것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
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