TWI411019B - A laser irradiation apparatus and a laser irradiation method and a method for manufacturing the object to be modified - Google Patents

A laser irradiation apparatus and a laser irradiation method and a method for manufacturing the object to be modified Download PDF

Info

Publication number
TWI411019B
TWI411019B TW096110157A TW96110157A TWI411019B TW I411019 B TWI411019 B TW I411019B TW 096110157 A TW096110157 A TW 096110157A TW 96110157 A TW96110157 A TW 96110157A TW I411019 B TWI411019 B TW I411019B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
laser
linear
spot
modified
laser irradiation
Prior art date
Application number
TW096110157A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200746274A (en
Inventor
Ogino Yoshiaki
Original Assignee
Hitachi Comp Peripherals Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Comp Peripherals Co filed Critical Hitachi Comp Peripherals Co
Publication of TW200746274A publication Critical patent/TW200746274A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI411019B publication Critical patent/TWI411019B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4296—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with sources of high radiant energy, e.g. high power lasers, high temperature light sources
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/046—Automatically focusing the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
    • B23K26/0608—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams in the same heat affected zone [HAZ]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/073—Shaping the laser spot
    • B23K26/0738—Shaping the laser spot into a linear shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0085—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for modulating the output, i.e. the laser beam is modulated outside the laser cavity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4012—Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Description

雷射照射裝置及雷射照射方法暨被改質的對象物之製造方法
本發明有關於適於平板顯示器之製造系統的雷射照射裝置及雷射照射方法暨被改質的對象物之製造方法，特別有關於使雷射光照射在形成於絕緣基板上之非晶形矽(非結晶質)或多晶矽(多結晶質)，以進行矽膜之改質而適於平板顯示器之製造系統的雷射照射裝置及雷射照射方法暨被改質的對象物之製造方法。
近年來的顯示裝置使用液晶元件作為顯示元件，該液晶元件(圖素元件)或該液晶元件之驅動器電路由薄膜電晶體(TFT[Thin Film Transistor]，以下稱為TFT)構成。該TFT在製造過程中需要有將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽之步驟。另外，在本說明書中所指之改質並不只限於使非晶形矽變化成為多晶矽，亦包含使某種物質之物理特性產生變化者。
該改質步驟利用雷射照射進行矽膜之改質，如圖9所示，所具備之步驟包含有：在石英玻璃或無碱玻璃之絕緣基板72上形成底膜(SiO2 )73，以阻止來自絕緣基板72之雜質混入的步驟；在底膜73上形成非晶形矽膜面74；在該底膜73上形成非晶形矽膜面74的步驟；以高輸出雷射作為光源，對非晶形矽膜面74照射線狀雷射射束75的步驟；對線狀雷射射束75之短邊方向掃描74A，以對多晶矽74B改質的步驟；只在構成TFT之位置切出多晶矽的步驟；在其上形成閘氧化膜(SiO2 )，在最上部安裝閘電極的步驟；在氧化膜(SiO2 )植入既定雜質離子用以形成源極/汲極的步驟；和在源極/汲極設立鋁電極，以保護膜覆蓋全體而製成TFT的步驟。另外，在上述絕緣基板72和底膜73之間亦可以包夾有SiN或SiON。
利用上述雷射照射之矽膜之改質步驟一般藉由準分子雷射(Excimer Laser)進行準分子雷射退火，對矽膜以高光吸收率之波長307nm照射脈波幅度為數十ns之XeCl準分子雷射，注入160mJ/cm2 之較低能量而一口氣將矽膜加熱至融點，以形成多晶矽膜。上述準分子雷射之特徵在於具有數百W之大輸出功率，可以形成具有長方形素玻璃(Mother Glass)之一邊以上長度的大型線狀雷射光斑，可以對形成在素玻璃上之矽膜全面一起進行有效之改質。在利用該準分子雷射進行矽改質時，對TFT之性能會有強大影響，多晶矽之結晶粒徑變小成為從100nm至500nm，作為TFT性能之指標的場效移動度可以維持在150cm2 /V．S程度。
近年來提案有板上系統(systemon Glass)，除了平板顯示器上之圖素或驅動器電路外，並搭載有控制電路或介面電路，以及演算電路等高功能電路，其一部份已實現。形成上述高功能電路之TFT要求性能較高，必需能改質成良質(大型結晶粒)之多晶矽。記載有與該良質多晶矽改質有關之技術的文獻有下列專利文獻，在專利文獻1中記載使用半導體激勵用固體雷射於光源，連續發光(CW)之同時，使照射在矽膜上之雷射射束掃描，形成在掃描方向具有細長大型結晶粒之良質非晶形矽膜，或在需要高性能TFT之位置，將非晶形矽預先製作成線狀(帶狀)或島狀(孤島狀)圖案，以獲得300cm2 /V．s以上之場效移動度，藉以形成高性能TFT。
另外一方面，在專利文獻2記載有使用半導體激勵用連續發光固體雷射，在掃描方向形成細長的大型結晶粒之方法，對形成在矽膜上之線狀雷射光斑規定有掃描方向幅度和掃描速度之關係。記載在上述專利文獻之主要固體雷射是波長為532nm之Nd：YVO4 雷射的倍頻效應(Second Harmonic Generation)雷射。
[專利文獻1]日本專利特開2003－86505號公報[專利文獻2]日本專利特開2005－217214號公報
在上述準分子雷射退火中，因為作為光源之準分子雷射振盪器為氣體雷射，所以其雷射輸出容易產生不穩定性，對於基板上矽膜要均一地改質為困難，會有容易產生局部之TFT性能偏差的不良狀況。另外，使雷射振盪重複，會產生雷射振盪管和光學零件或充填氣體等的劣化，為著防止改質不均造成之改質斑點，需要在短周期內維護，不能避免由於裝置之穩定性而使保養效率，運轉成本等造成生產效率之降低，裝置規模變為大而且重厚，為其缺點。
另外一方面，使用專利文獻所記載之半導體激勵用固體雷射的裝置，因為利用如上所述之倍頻效應，所以對於裝置投入功率，會有光輸出功率變小，光變換效率不足等不良狀況。另外，使用固體雷射之裝置其輸出雷射波長為532nm，因為大幅地偏離矽之光吸收尖峰值(大約300nm)，所以矽膜之光能量吸收不大，相乘後對於裝置投入能量，矽改質能量變成太小，會有能量變換效率不好之不良狀況。
本發明針對上述先前技術之不良狀況，其目的是提供輸出穩定性，保養效率優良，而且可以節省空間，降低運轉成本而將矽膜改質之雷射照射裝置及雷射照射方法暨被改質的對象物之製造方法。
用以達成上述目的之本發明之第1特徵是一種雷射照射裝置，利用雷射照射使對象物改質，其中具備半導體雷射元件群，其配置有多個第1半導體雷射元件以發出雷射波長為370nm~480nm之雷射光，該半導體雷射元件群照射總照射輸出值為6W以上而且為100W以下之線狀雷射光斑。
另外，本發明之第2特徵是在上述特徵之雷射照射裝置中，具備有：光纖，用來傳送從上述多個第1半導體雷射元件發出之雷射光；直線光纖束，用來保持該光纖使其沿著長度方向成為平行而且排列成一列；光補整器，用來將從該直線光纖束所保持之光纖發出的雷射光整形成為線狀，並使雷射強度平滑化而發光；和物鏡，將從該光補整器輸出之雷射光聚光在對象物，成為線狀雷射光斑。
另外，本發明之第3特徵是在上述任一特徵之雷射照射裝置中，使上述光補整器和物鏡在上述對象物上，對短邊方向之長度為1 μm~30 μm而且在長邊方向之長度為1mm~30mm之線狀雷射光斑進行整形，第4特徵是在上述任一特徵之雷射照射裝置中，具備有：聚焦誤差信號產生手段，根據照射在對象物之線狀雷射光斑而返回的雷射光，以產生聚焦誤差信號；和物鏡驅動電路，在對象物之面的直角方向上驅動物鏡；第5特徵是在該第4特徵之雷射照射裝置中，使上述聚焦誤差信號產生手段具備有第2半導體雷射元件，用來發出雷射波長為500nm~900nm之雷射聚焦用雷射光。
另外，本發明之第6特徵是在上述任一特徵之雷射照射裝置中，具備有：雷射強度分布檢測手段，配置在上述線狀雷射光斑之光路上，用來檢測上述線狀雷射光斑之雷射強度分布；雷射驅動器，用來控制上述多個第1半導體雷射元件之雷射輸出值；和控制手段，用來控制上述雷射驅動器，使利用上述雷射強度分布手段所獲得之雷射強度分布收歛在既定之範圍內；第7特徵是在該第6特徵之雷射照射裝置中，使上述控制手段具有脈波輸出控制功能，在時間上斷續地輸出多個第1半導體雷射元件之雷射輸出值，該脈波輸出控制功能控制上述雷射驅動器成為在振盪頻率為0.1MHz~5MHz，脈波工作比為10%~90%，脈波頂輸出(Pt)和脈波底輸出(Pb)之比率(Pb/Pt×100)為50%以下之條件進行脈波發光。
另外，本發明之第8特徵是在上述任一特徵之雷射照射裝置中，具有雷射光斑旋轉手段，使照射在上述對象物之線狀雷射光斑，在對象物之面內，於0°~90°之角度範圍內旋轉，第9特徵是在上述任一特徵之雷射照射裝置中，具備有掃描機構，使照射在上述對象物之線狀雷射光斑，在該對象物之面方向進行相對掃描，第10特徵是在上述任一特徵之雷射照射裝置中，使上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
另外，本發明之第11特徵是一種雷射照射方法，為雷射照射裝置之雷射照射方法，該雷射照射裝置具備有半導體雷射元件群，其配置有多個第1半導體雷射元件，用來發出雷射波長為370nm~480nm之雷射光，該半導體雷射元件群經由照射線狀雷射光斑，以進行對象物之改質，該雷射照射方法使上述半導體雷射元件群之總照射輸出值為6W以上而且為100W以下的線狀雷射光斑照射在對象物。
另外，本發明之第12特徵是在第11特徵之雷射照射方法中更設有：光纖，用來傳送從上述多個第1半導體雷射元件發出之雷射光；直線光纖束，用來保持該光纖使其沿著長度方向成為平行而且排列成一列；光補整器，用來將從直線光纖束所保持之光纖發出的雷射光整形成為線狀，並使雷射強度平滑化而發光；和物鏡，將從該光補整器輸出之雷射光聚光在對象物，成為線狀雷射光斑；將從上述多個第1半導體雷射元件發出之雷射光，經由直線光纖束所保持之光纖，傳送到光補整器，該光補整器將雷射光整形成為線狀，而且使雷射強度分布平滑化，將其發出到物鏡，該物鏡將線狀雷射光斑聚光在對象物以對該對象物進行改質。
另外，本發明之第13特徵是在上述任一特徵之雷射照射方法中，使上述光補整器和物鏡在上述對象物上使成形為短邊方向之長度為1 μm~30 μm而且長邊方向之長度為1mm~30mm的線狀雷射光斑，照射在對象物以對該對象物進行改質，第14特徵是在該第13特徵之雷射照射方法中更設有：聚焦誤差信號產生手段，根據照射在對象物之線狀雷射光斑而返回的雷射光，以產生聚焦誤差信號；和物鏡驅動電路，在對象物之面的直角方向上驅動物鏡；上述聚焦誤差信號產生手段根據照射在對象物之線狀雷射光斑而返回的雷射光，以產生聚焦誤差信號，物鏡驅動電路在對象物之面的直角方向上驅動物鏡，控制聚焦同時對該對象物進行改質；第15特徵是在該第14特徵之雷射照射方法中，更設有聚焦誤差信號產生手段，具有第2半導體雷射元件以發出雷射聚焦用之雷射光；上述聚焦誤差信號產生手段使用從第2半導體雷射元件照射之波長為500nm~900nm的雷射聚焦用雷射光控制聚焦，同時對該對象物進行改質。
另外，本發明之第16特徵是在上述第15特徵之雷射照射方法中更設有：雷射強度分布檢測手段，配置在上述線狀雷射光斑之光路上，用來檢測上述線狀雷射光斑之雷射強度分布；雷射驅動器，用來控制上述多個第1半導體雷射元件之雷射輸出值；和控制手段，用來控制上述雷射驅動器，使利用上述雷射強度分布手段所獲得之雷射強度分布收歛在既定之範圍內；上述雷射強度分布檢測手段檢測線狀雷射光斑之雷射強度分布，上述雷射驅動器在控制手段之控制下控制多個第1半導體雷射元件之雷射強度分布，同時對該對象物進行改質；第17特徵是在第16特徵之雷射照射方法中更設有控制手段，具有脈波輸出控制功能，在時間上斷續地輸出多個第1半導體雷射元件之雷射輸出值；上述控制手段之脈波輸出控制功能控制上述雷射驅動器成為在振盪頻率為0.1MHz~5MHz，脈波工作比為10%~90%，脈波頂輸出(Pt)和脈波底輸出(Pb)之比率(Pb/Pt×100)為50%以下之條件進行脈波發光；第18特徵是在上述第10至第17之任一特徵的雷射照射方法中更設有雷射光斑旋轉手段，使上述線狀雷射光斑在既定之角度範圍內旋轉；雷射光斑旋轉手段使線狀雷射光斑在對象物之面內於0°~90°角度範圍內旋轉以對該對象物進行改質；第19特徵是在上述第10至第18之任一特徵之雷射照射方法中更設有掃描機構，使照射在上述對象物之線狀雷射光斑，在該對象物之面方向上掃描；上述掃描機構使線狀雷射光斑在該對象物之面方向上進行相對之掃描，同時對該對象物進行改質；第20特徵是在該10至19所記載之雷射照射方法中使上述對象物為將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
另外，本發明之第21特徵是一種對象物之製造方法，利用雷射照射以製造對象物，其中設有半導體雷射元件群，配置有多個第1半導體雷射元件群以發出雷射波長為370nm~480nm之雷射光，該半導體雷射元件群將總照射輸出值為6W以上而且為100W以下之線狀雷射光斑照射在對象物以對該對象物進行改質。
另外本發明之第22特徵是在上述第21特徵之對象物之製造方法中，更設有：光纖，用來傳送從上述多個第1半導體雷射元件發出之雷射光；直線光纖束，用來保持該光纖使其沿著長度方向成為平行而且排列成一列；光補整器，用來將從直線光纖束所保持之光纖輸出的雷射光整形成為線狀，並使雷射強度平滑化而輸出；和物鏡，將從該光補整器輸出之雷射光聚光在對象物，成為線狀雷射光斑；從上述多個第1半導體雷射元件發出之雷射光，經由直線光纖束所保持之光纖傳送到光補整器，該光補整器將雷射光整形成為線狀而且使雷射強度分布平滑化，將其照射在物鏡，該物鏡將其聚光在對象物成為線狀雷射光斑。
另外，本發明之第23特徵是在上述第22特徵之對象物之製造方法中，使上述光補整器和物鏡在上述對象物上使成形為短邊方向之長度為1 μm~30 μm而且長邊方向之長度為1mm~30mm的線狀雷射光斑照射在對象物；第24特徵是在該第21至第23特徵之對象物之製造方法中，更設有：第2半導體雷射元件，具有雷射波長與上述第1半導體雷射元件不同；聚焦誤差信號產生手段，根據利用該第2半導體雷射元件將雷射光照射在上述對象物而返回之雷射光，以產生聚焦誤差信號；和物鏡驅動電路，在對象物之面的直角方向上驅動物鏡；上述聚焦誤差信號產生手段根據照射在對象物之線狀雷射光斑而返回的雷射光，以產生聚焦誤差信號，物鏡驅動電路在對象物之面的直角方向上驅動物鏡以控制聚焦；第25特徵是在該第20至24任一特徵所記載之對象物之製造方法中，更設有聚焦誤差信號產生手段，具有使雷射波長成為500nm~900nm之第2半導體雷射元件；上述聚焦誤差信號產生手段使用從第2半導體元件照射之波長500nm~900nm的雷射光進行聚焦控制，同時對該對象物進行改質。
另外，本發明之第26特徵是在上述第20至25之任一特徵所記載之對象物之製造方法中，更設有：雷射強度分布檢測手段，配置在上述線狀雷射光斑之光路上，用來檢測上述線狀雷射光斑之雷射強度分布；雷射驅動器，用來控制上述多個第1半導體雷射元件之雷射輸出值；和控制手段，用來控制上述雷射驅動器，使利用上述雷射強度分布所獲得之雷射強度分布收歛在既定之範圍內；上述雷射強度分布檢測手段檢測線狀雷射光斑之雷射強度分布，上述雷射驅動器在控制手段之控制下控制多個第1半導體雷射元件之雷射強度分布，同時對該對象物進行改質；第27特徵是在該第26特徵之對象物之製造方法中，使上述控制手段具有脈波輸出控制，使多個第1半導體雷射元件之雷射輸出值在時間上斷續地輸出，該控制手段之脈波輸出控制功能控制上述雷射驅動器成為在振盪頻率為0.1MHz~5MHz，脈波工作比為10%~90%，脈波頂輸出(Pt)和脈波底輸出(Pb)之比率(Pb/Pt×100)為50%以下之條件進行脈波發光。
另外，本發明之第28特徵是在上述第20至27任一之特徵的對象物之製造方法中，設有雷射光斑旋轉手段，用來使上述線狀雷射光斑在對象物之面，於既定之角度範圍內旋轉；且雷射光斑旋轉手段使線狀雷射光斑在對象物之面內以0°~90°旋轉，以對該對象物進行改質；第29特徵是在上述第20至28之任一特徵的對象物之製造方法中，更設有掃描機構，用來使照射在上述對象物之線狀雷射光斑在該對象物之面方向上進行相對之掃描；上述掃描機構使線狀雷射光斑在該對象物之面方向進行相對之掃描，同時對該對象物進行改質；第30特徵是在上述第20至29中任一特徵之對象物之製造方法中，使上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
另外本發明之第31特徵是一種雷射照射裝置，利用雷射照射以對具有膜厚之非晶形矽膜進行改質，具備有半導體雷射元件群，用來發出具有與上述非晶形矽之膜厚同等光侵入長度之雷射波長的雷射光，該半導體雷射元件群發出總照射輸出值為6W以上而且為100W以下之線狀雷射光斑。
另外本發明之第32特徵是一種雷射照射方法，為雷射照射裝置之雷射照射方法，利用雷射照射以對具有膜厚之非晶形矽膜進行改質，設置半導體雷射元件群，用來發出具有與上述非晶形矽之膜厚同等光侵入長度之雷射波長的雷射光，將該光導體雷射元件群之總照射輸出值設定為6W以上而且為100W以下，同時將線狀雷射光斑照射在非晶形矽膜。
另外本發明之第33特徵是一種對象物之製造方法，該對象物具有被雷射照射改質之膜厚，設置半導體雷射元件群，用來發出具有雷射波長與對象物之膜厚同等光侵入長度的雷射光，上述該半導體雷射元件群將總照射輸出值為6W以上而且為100W以下之線狀雷射光斑照射在對象物。
上述特徵之雷射照射裝置和雷射照射方法使用雷射波長為370nm~480nm而且總照射輸出為6W以上100W以下而從多個半導體雷射元件輸出之線狀雷射光斑，對該對象物進行改質，可以用來達成輸出之穩定性，易於控制輸出，高光電變換效率，和省空間化等目的。另外，本發明對於具有照射對象之膜厚的非晶形矽膜等對象物，經由照射具有與該對象物之膜厚相同光侵入長度的雷射光，可以抑制矽膜在深度方向之結晶成長，並促進矽膜之面方向的結晶成長。
以下參照圖式詳細地說明適用本發明實施形態之雷射照射方法及被改質的對象物之製造方法的雷射照射裝置。圖1用來說明本發明之雷射照射裝置的基本構造，圖2用來說明本發明之雷射照射裝置的聚焦控制系，圖3用來說明本發明之雷射照射裝置的雷射光斑旋轉，圖4用來說明本發明之雷射照射裝置的雷射強度分布檢測和雷射輸出控制，圖5用來說明圖4之雷射照射裝置的雷射強度分布控制方法，圖6用來說明本發明之雷射照射方法，圖7用來說明顯示器和雷射掃描位置之關係，圖8用來說明板上系統顯示器，圖9表示一般之基板上構造和利用雷射照射之矽膜改質。
<第1實施形態基本構造>
本發明一實施形態之雷射照射裝置如圖1所示，其構成包含有：半導體雷射元件群1A，由多個半導體雷射元件1構成；連接器插槽模組(Receptacle module連接器：圖中未顯示)，用來使雷射光耦合入到光纖2；光纖2，用來導引從上述半導體雷射元件1射出之雷射光；直線光纖束3，用來使該多個光纖2沿著該光纖之長度方向排列成平行而且成為一列；後面所述之光補整器4；和物鏡5，用來對從該光補整器4輸出之雷射光進行聚光。
上述半導體雷射元件1照射例如雷射之波長為370nm~480nm而且每一輸出為數百mW的藍色雷射光，因其為小型所以可以配置多個，可以依照所需要之輸出功率決定其數目。
上述連接器插槽模組最好被安裝在半導體雷射元件1之照射部近旁，使雷射光耦合入到光纖2以提高耦合效率。上述光纖2具有可以有效傳送波長370nm~480nm之雷射波長的特性，最好使芯子半徑較細，可以在50 μm以下。上述直線光纖束3使光纖2之半導體雷射元件(LD)側的相反側之另外一端，排列成直線性之一例，所具有之功能是：將鄰接之光纖2配置成接近或沒有間隙；使各個光纖之中心軸的平行度符合高精確度；並在光纖中心軸之直角方向，使各個光纖之端面不會有凸凹地以高精確度對齊。
上述光補整器4所具有之功能是：從直線光纖束3內之光纖2群的端面，對近似於線發光之雷射光6，進行行長度方向雷射強度分布之頂部平坦化；且進行射束整形使物鏡5和形成在矽膜面上(圖中未顯示)之雷射光斑在短邊方向之長度d成為既定值，可以由配置有多個圓柱透鏡而一般稱為均質器之元件構成。上述物鏡5將經由光補整器4射出之雷射光7強力地耦合入到矽膜面上(圖中未顯示)。構成上述本實施形態之雷射照射裝置的光學零件是在藍色波長(波長370nm~480nm)可以獲得優良特性之零件。
以此方式構成之雷射照射裝置經由連接多個輸出比較微弱之藍色半導體雷射元件1，可以以藍色波長(波長370nm~480nm)和高功率密度，形成長度方向雷射強度分布而頂部平坦之線狀雷射光斑8，可以強力耦合入矽膜面上(圖中未顯示)。該線狀雷射光斑8之形狀最好是短邊長度d為1 μm~30 μm而且長邊長度L為1mm~30mm該形狀主要可以利用光補整器4和物鏡5而調整。
另外，雷射光之總照射輸出最好為6W以上而且為100W以下，使該總照射輸出之下限值成為6W之理由是經由使用接近非晶形之最大光吸收波長(大約300nm)的波長370nm~480nm藍色半導體雷射元件，相較於波長為532nm之固定綠色雷射，可以獲得大約6倍之光吸收，與矽膜之改質有關的光能量可以變高為大約6倍，其結果是可以提高裝置之能量效率。另外上限值成為100W之理由是當投入雷射功率過高時，矽膜表面之粗度會劣化，會造成矽膜之剝離或對底膜之熱損害，因此申請專利範圍第3項之雷射光斑大小，以100W作為上限較為妥當。
如上所述本發明中，選擇480nm作為雷射波長上限之理由是一般形成在玻璃基板上之矽膜厚度為大約50nm程度，本發明人等考慮非晶形矽之光吸收特性在波長480nm程度下，光侵入長度(光強度衰減為1/e時離開表面之距離)為50nm和矽膜之加熱效率(矽結晶效率)，選定與照射對象之矽膜厚同等之光侵入長度。經由選擇作為該雷射波長上限之480nm，本發明可以抑制矽膜在深度方向之結晶成長(阻止微結晶成長)，且可以促進橫方向(矽膜之面方向)之結晶成長，其結果是可以有效地進行大粒徑結晶之生成。亦即，在矽膜可以進行有效之光吸收，同時生成大粒徑之結晶。
另外，在雷射波長選擇481nm以上之情況，考慮到照射光透過矽膜，使矽膜之加熱效率(矽結晶效率)急遽降低，但是亦可以依照矽膜之厚度調整雷射波長。亦即，可以構建成矽膜之厚度為大約50nm時雷射波長為480nm，在以此作為基準之情況，當該矽膜之厚度比50nm薄時，使雷射波長以370nm作為下限，在480nm以下，當矽膜之厚度比50nm厚之時，依照其厚度之增加量而使雷射波長在480nm以上。
此種方式下本實施形態之雷射波長可以依照矽膜厚任意選擇，例如對於膜厚為17nm程度之矽薄膜，因為370nm程度之雷射波長與膜厚同等所以特別有效。另外，在本案發明中，上述「同等」是指以光侵入長度和膜厚相同之情況作為境界，包含正負50%之範圍，重要的是，至少雷射光達到膜厚之底面(接近或超過)，可以抑制矽膜在深度方向之結晶成長(阻止微結晶成長)，並促進橫方向(矽膜之面方向)結晶成長之程度的波長。
上述雷射照射裝置是在上述線狀雷射光斑之短邊方向，對矽膜進行相對掃描，但是當使上述線狀雷射光斑8之短邊長度d變長時，對矽膜之照射時間變長，會造成矽膜之剝離或損害，並使雷射功率密度降低，不能良好地改質。
因此，本實施形態之線狀雷射光斑8的短邊長度d成為1 μm~30 μm較妥當，長邊長度L因為與高功能電路之幅度相關，所以可以依照需要而調整。該線狀雷射光斑8之長邊長度最好使實用之值成為1mm~30mm。
<第2實施形態基本構造>
圖2用來說明本發明之雷射照射裝置的聚焦控制系。該雷射照射裝置之基本構造與圖1所示之雷射照射裝置相同，包含有：半導體雷射元件群9A，由多個半導體雷射元件9構成；光纖10，用來導引發自該雷射元件群9A之雷射光；直線光纖束11，用來排列該光纖10；光補整器12，對於來自光纖2群之端面而近似於線發光之雷射光，具有使長度方向雷射強度分布頂部平坦化和各個方向瞄準化(collimate)之功能；物鏡13；和聚焦控制系；該等構成零件具有與圖1所示之雷射照射裝置同等之功能。
本實施形態的聚焦控制系之構成包含有：聚焦用半導體雷射元件14；瞄準透鏡15，用來將雷射光23整形成為平行光24；偏極光射束分離器16，用來使返回光分離；1/4波長板(圖中未顯示)；波長分離板24A；射束分離器17；凸透鏡18；聚焦信號產生器19；相位補償電路20；物鏡13；音圈馬達(Voice Coil Motor，以下稱為VCM)22，將該物鏡13朝向箭頭25方向驅動；和VCM驅動器21。
本實施形態之聚焦用半導體雷射元件14，因為成為波長與主雷射系26之藍色(波長370nm~480nm)不同的雷射，所以最好使用波長為650nm之半導體雷射元件，但是並不只限於此種者，例如亦可以使用發出波長為500nm~900nm之綠色或紅色波長的半導體雷射元件。
上述波長分離板24A所具有之特性是使紅色波長(波長650nm)之雷射透過，使藍色波長(波長370nm~480nm)反射，但是並不只限於此種方式者，亦可以選定具有其他特性者，只要使上述聚焦用半導體雷射元件14之波長透過，使上述藍色波長(波長370nm~480nm)之雷射光反射即可。亦即，使用偏離主系之雷射波長的雷射波長，可以再度分離而抽出已與主光交合之聚焦用射束，可以用來選擇主/聚焦系之波長色即可。
上述聚焦信號產生器19使照射在矽膜面(圖中未顯示)之聚焦射束(波長650nm)27，在矽膜面反射，利用經由物鏡13，射束分離器17，波長分離板24A，1/4波長板(圖中未顯示)，偏極光射束分離器16，和凸透鏡18而返回之雷射光29，產生聚焦誤差信號23，構建成可以檢測形成在矽膜面上之主系線狀雷射射束28的焦點模糊。
使上述聚焦用半導體雷射元件14成為雷射波長與主雷射系26之藍色(波長370nm~480nm)不同之波長的雷射，但是本發明並不只限於此種者，亦可以使聚焦用半導體雷射元件14之雷射波長與主雷射系26相同波長，利用只抽出在矽膜面被反射之反射成分的同樣方法，產生聚焦信號。在此種情況，則不需要波長分離板24A。
另外，設有如上所述之聚焦用半導體雷射元件14，但是從只照射主雷射系26之雷射光中，只抽出來自矽膜面之反射成分，亦可以產生聚焦信號，在此種情況下，不需要聚焦用半導體雷射元件14。
上述VCM驅動器21所具有之能力是可以使安裝在VCM22之物鏡13能夠容易地在箭頭25之方向高速地驅動，上述相位補償電路20利用從聚焦信號產生器19輸出之聚焦誤差信號特性(聚焦敏感度)和VCM之f－特性，藉調整以獲得既定之聚焦伺服特性和穩定系之方式，可以進行穩定之自動聚焦控制，即使在矽膜和裝置之間隔有相對變化時，亦可以抑制上述線狀雷射射束28之形狀變化，可以達成矽改質之穩定化。在本實施例中所說明之實例是使用VCM22作為在箭頭25之方向驅動物鏡13的手段，但是本發明之驅動源並不只限於此種，亦可以使用利用施加電壓而產生力之壓電元件(Piezo元件)。
<雷射光斑旋轉>
圖3用來說明本實施形態之雷射照射裝置的雷射光斑旋轉，所示之形狀是從矽膜面之直角方向看形成在矽膜面上(圖中未顯示)的線狀雷射光斑所看到之形狀。以光軸31為中心，使圖2中雷射照射裝置之雷射光斑旋轉器30旋轉，可以用來使線狀雷射光斑32以0°到90°之角度33旋轉。該雷射光斑旋轉之作用和效果將於後面說明。
<雷射強度分布檢測和雷射輸出控制>
圖4用來說明本發明之雷射照射裝置的雷射強度分布檢測和雷射輸出控制。基本構造與圖1所示之雷射照射裝置相同，具備有半導體雷射元件34，光纖35，，直線光纖束36，光補整器37，物鏡38，和雷射強度分布檢測部，，該雷射強度分布檢測部由射束分離器39，聚光透鏡40和線感測器41構成。
上述射束分離器39對於朝向物鏡38之主射束的光量，使數%之光量反射到聚光透鏡側，上述線感測器41是在直線上排列多個數十μm之光量檢測器，配置成可以檢測經由聚光透鏡40聚光之線狀雷射射束在長度方向之雷射強度分布。另外，線感測器41所具有之功能是將檢測到之雷射強度分布變換成為電信號。微處理器42所具有之功能包含有：AD變換功能，將線感測器41之電信號變換成為數位資料；演算功能，使線感測器41所檢測到之數位資料和既定之數位資料進行比較；記憶功能；和控制功能，獨立地控制各個半導體雷射元件之輸出。
上述雷射驅動器43根據微處理器之指示，驅動半導體雷射元件。線感測器41具有AD變換功能，亦可以將數位資料發送到微處理器42。
上述線感測器41所檢測到之線狀雷射光斑的長邊強度分布，最好與經由物鏡38形成在矽膜面上之線狀雷射光斑之長邊強度分布一致，但是亦可以不完全一致。在本實施形態中是使用一次元線感測器，但是不只限於該種，亦可以使用2次元CCD。任何一種只要可以將線狀雷射光斑之強度分布資訊傳達到微處理器42即可。
<雷射強度分布控制方法>
圖5用來說明圖4之雷射照射裝置的雷射強度分布控制方法，橫軸表示線狀雷射光斑長邊方向，縱軸表示雷射輸出，圖中顯示線感測器41所檢測到雷射強度分布。
下面說明圖5，圖5存在有與形成在矽膜面上的線狀雷射光斑之長邊強度分布相對應的感測器41上之雷射強度分布，圖中之(a)表示形成在矽膜面上之線狀雷射光斑強度分布成為最佳之情況，(b)表示形成在矽膜面上之線狀雷射光斑強度分布劣化後之情況。上述線狀雷射光斑強度分布最佳者是強度分布之頂部成為平坦寬廣者。線狀雷射光斑強度分布只要是最佳狀態，可以對矽膜照射均一之雷射射束，可以減少矽之改質斑點。
其次說明本實施形態之雷射強度分布控制方法。首先，微處理器42將圖5(a)之雷射強度分布44預先儲存且記憶在記憶器，使線感測器41所檢測到雷射強度分布45和雷射強度分布44進行比較演算，以與雷射強度分布44成為相同之方式，獨立地控制各個半導體雷射元件之輸出。另外，同時地因為雷射光之總輸出與雷射強度分布之面積成正比例，所以微處理器42控制各個半導體雷射元件之輸出，成為與預先設定之雷射輸出對應之面積。
在本實施形態中，經由使用上述雷射強度分布控制方法，即使半導體雷射元件34之特性有變化，亦可以獲得穩定之雷射強度分布。另外，若對來自雷射強度分布44之校正值設置既定臨限值，亦可以檢測半導體雷射元件34之劣化。
<雷射輸出控制>
依照上述實施形態之微處理器42進行輸出控制，使半導體元件34之雷射光的輸出值在時間上持續保持一定值。但是，本發明之微處理器42亦可以具有脈波輸出控制功能，使半導體雷射元件34之雷射光的輸出值在時間上斷續地輸出。
具有該脈波輸出控制功能之微處理器42最好使雷射驅動器43在振盪頻率為0.1MHz~5MHz，脈波工作比為10%~90%，脈波頂輸出(Pt)和脈波底輸出(Pb)之比率(Pb/Pt×100)為50%以下之條件，驅動半導體雷射元件34以進行脈波發光。
在此處之脈波工作比是作為脈波停止輸出時間之脈波頂輸出時間(Tt)和脈波週期(T)之比率(Tt/T×100)。該脈波輸出控制功能使用現今之準分子雷射元件或固體雷射元件技術不可能實現，但是使用半導體雷射可以容易實現。
另外，使上述振盪頻率成為0.1MHz~5MHz之理由是當在雷射光斑之短邊方向，雷射光斑以100mm/s~3m/s之線速度在矽膜面上掃描時，即使雷射光斑之短邊方向長度為1 μm~30 μm，亦可以使照射光斑(脈波頂輸出)重疊，進行無間隙之雷射照射。另外，使上述脈波工作比成為10%~90%之理由是可以調整對矽膜之照射投入能量。另外，使脈波頂輸出(Pt)和脈波底輸出(Pb)之比率(Pb/Pt×100)成為50%以下之理由是最好利用脈波頂輸出(Pt)使矽膜熔融，且不會由於脈波底輸出(Pb)使矽熔融，為著確實防止該熔解所以成為50%以下。
具有該脈波輸出控制功能之微處理器42經由將雷射光斑脈波式地照射在矽膜面上同時進行掃描，而緩和投入到矽膜之照射能量，可以減輕矽膜之損害，且抑制矽膜之多餘過熱或昇華。另外，本實施形態之微處理器42經由調整雷射光斑之掃描速度，或雷射振盪頻率，或脈波工作比，或脈波頂輸出和脈波底輸出等各種條件，可以控制結晶成長，其結果是可以獲得所希望之結晶大小的結晶。
<雷射照射方法之動作和製造方法>
下面參照圖6說明使用上述本實施形態之雷射照射裝置，將形成在液晶顯示器之玻璃基板上的非晶形矽改質成為多晶矽之製造裝置的雷射照射方法及製造方法。
該雷射照射方法首先將形成有矽膜之絕緣基板46搭載在X－Y載物台47上。X－Y載物台47可以定位在X方向和Y方向之任意位置，可以在X方向和Y方向以任意速度移動。使用上述圖1至圖4中任一之雷射照射裝置48照射雷射光，在矽膜面上形成線狀雷射光斑50。在線狀雷射光斑50之短邊方向，線狀雷射光斑50以既定之掃描速度掃描，以此方式控制X－Y載物台47。
其次雷射照射方法是將線狀雷射光斑50之長邊方向配置成與X方向平行，對Y方向進行掃描51。當以既定之掃描速度在X方向掃描時，利用上述圖3所說明之方法使雷射光斑旋轉，依照此種方式，本實施形態之雷射照射方法不需要使雷射照射裝置48全體旋轉，就可以容易地使雷射光斑旋轉。
另外，在上述雷射照射方法中是移動形成矽膜之絕緣基板46，使雷射光斑50掃描51，但是並不只限於此種方式者，亦可以使雷射照射裝置48在X方向、Y方向移動，而由雷射光斑50進行相對之掃描51。在此種情況，在上述圖1至圖4中任一之雷射照射裝置48，亦可以使半導體雷射元件群1A、9A、34A在離開之場所獨立地固定設置，只使直線光纖束以下之光學系移動。光纖2、10、35一般可以成為具有屈曲性。另外，亦可以使雷射照射裝置48和形成有矽膜之絕緣基板46兩者皆移動，用來使雷射光斑50進行相對之掃描51。
<顯示器和雷射掃描位置之關係>
圖7用來說明顯示器和雷射掃描位置之關係，圖中之(b)表示素玻璃，(a)表示顯示器，在上述素玻璃52形成有多個之顯示器。
本實施形態的掃描裝置中1個顯示器53之構成包含有：圖素部53A，用來進行顯示；X驅動器電路55，用來驅動X方向之(液晶)圖素；和Y驅動器電路56，用來驅動Y方向之(液晶)圖素。上述X驅動器電路55和Y驅動器電路56在此述方式之液晶顯示裝置中，需要由高性能TFT構成，要求高品質之多晶矽。
本實施形態之雷射照射裝置和雷射照射方法可以適用在上述X驅動器電路部和Y驅動器電路部之矽改質。使線狀雷射光斑57、57對準在形成X驅動器電路55和Y驅動器電路56之位置，進行掃描59、60。對於1個驅動器電路形成部，亦可以分成依照需要之次數進行掃描。在切出顯示器53前之素玻璃52，使線狀雷射光斑進行掃描62、63、64、65，可以有效地進行矽改質處理。
<板上系統顯示器之說明>
圖8用來說明板上系統顯示器。除了X驅動器電路67，Y驅動器電路68之外，更利用控制電路69及介面電路70與上述圖9同等之構造和方法形成記憶器電路(圖中未顯示)或演算電路71等高功能積體電路。當然，高功能電路要求高品質之多晶矽，經由使用與上述圖7所說明之X驅動器電路和Y驅動器電路同樣的矽改質方法，可以形成高品質多晶矽。
在本實施形態中所舉之實例是絕緣基板使用石英或無碱玻璃，但是並不只限於此種方式者，亦可以使用塑膠基板或可屈曲之塑膠片。另外，在本實施形態中是使用液晶顯示器，但是並不只限於此種方式者，亦可以適用者有機EL(Electro Luminescence)顯示器。
如上所述之本實施形態雷射照射裝置和方法，可以利用光纖將從低輸出之多個藍半導體雷射元件輸出的雷射光有效地集中到1個位置，可以達成光功率之高密度化。因為將上述光纖之一端(雷射光輸出側之相反側)直線式地配置成光纖束，所以可以容易地獲得直線式之高密度雷射輸出，然後因為通過光補整器和物鏡，所以在矽膜面上可以形成頂部之雷射強度分布平坦而且高密度之直線狀雷射光斑。
另外，本實施形態之雷射照射裝置和方法使形成在矽薄膜上的線狀雷射光斑之短邊長度成為1 μm~30 μm，長邊長度成為1mm~30mm，可以獲得良好之改質和實用之線狀雷射光斑，即使在矽膜和裝置之間隔有相對變化之時，亦可以抑制上述線狀雷射光斑之形狀變化，可以達成矽改質之穩定化。
另外，本實施形態使矽改質用之主射束系(雷射波長：370nm~480nm)和用以獲得聚焦信號之聚焦系的光成為容易分離，可以確實進行自動聚焦控制，另外，可以監視線狀雷射光斑在長邊方向之雷射強度分布變化，和對於上述之變化，因為可以控制各個雷射輸出，所以可以補整雷射強度分布變化。其結果是老化較小之頂部可以確保使平坦之雷射強度分布涵蓋長時間，可以進行高可靠度而穩定之矽改質。
另外，本實施形態可以在素玻璃上以所希望之位置，所希望之掃描速度，所希望之方向，使上述線狀雷射斑以所希望之雷射輸出進行掃描，可以比較廉價地獲得良質之矽膜。
1．．．半導體雷射元件
1A．．．半導體雷射元件群
2．．．光纖
3．．．直線光纖束
4．．．光補整器
5．．．物鏡
6．．．雷射光
7．．．雷射光
8．．．線狀雷射光斑
9．．．半導體雷射元件
9A．．．半導體雷射元件群
10．．．光纖
11．．．直線光纖束
12．．．光補整器
13．．．物鏡
14．．．聚焦用半導體雷射元件
15．．．瞄準透鏡
16．．．偏極光射束分離器
17．．．射束分離器
18．．．凸透鏡
19．．．聚焦信號產生器
20．．．相位補償電路
21．．．驅動器
22．．．音圈馬達(VCM)
23．．．雷射光
24．．．平行光
24A．．．波長分離板
26．．．主雷射系
27．．．聚焦射束
28．．．線狀雷射射束
29．．．雷射光
30．．．雷射光斑旋轉器
31．．．光軸
32．．．線狀雷射光斑
33．．．角度
34．．．半導體雷射元件
35．．．雷射元件群
35．．．光纖
36．．．直線光纖束
37．．．光補整器
38．．．物鏡
39．．．射束分離器
40．．．聚光透鏡
41．．．線感測器
42．．．微處理器
43．．．雷射驅動器
44．．．雷射強度分布
45．．．雷射強度分布
46．．．絕緣基板
47．．．載物台
48．．．雷射照射裝置
50．．．線狀雷射光斑
52．．．素玻璃
53．．．顯示器
53A．．．圖素部
55．．．X驅動器電路
56．．．Y驅動器電路
57．．．線狀雷射光斑
67．．．驅動器電路
68．．．驅動器電路
69．．．控制電路
70．．．介面電路
71．．．演算電路
72．．．絕緣基板上
73．．．底膜
74．．．非晶形矽膜面
74B．．．多晶矽
75．．．線狀雷射射束
d．．．短邊長度
L．．．長邊長度
圖1用來說明本發明之雷射照射裝置之基本構造。
圖2用來說明本發明之雷射照射裝置之聚焦控制系統。
圖3用來說明本發明之雷射照射裝置之雷射光斑旋轉。
圖4用來說明本發明之雷射照射裝置之雷射強度分布檢測和雷射輸出控制。
圖5用來說明該雷射照射裝置之雷射強度分布控制方法。
圖6用來說明本發明之雷射照射方法。
圖7用來說明顯示器和雷射掃描位置之關係，圖中之(b)表示素玻璃，(a)表示顯示器。
圖8用來說明板上系統顯示器。
圖9表示一般之基板上構造和利用雷射照射之矽膜之改質。
1．．．半導體雷射元件
1A．．．半導體雷射元件群
2．．．光纖
3．．．直線光纖束
4．．．光補整器
5．．．物鏡
6．．．雷射光
7．．．雷射光
8．．．線狀雷射光斑
d．．．短邊長度
L．．．長邊長度

Claims (74)

  1. 一種雷射照射裝置，利用雷射照射使對象物改質，其特徵在於，其具備有：半導體雷射元件群，其配置有多個第1半導體雷射元件以發出雷射波長為370nm~480nm之雷射光；聚焦誤差信號產生手段，根據照射在對象物之線狀雷射光斑而返回的雷射光，以產生聚焦誤差信號；和，物鏡驅動電路，在對象物之面的直角方向上驅動物鏡，該半導體雷射元件群照射總照射輸出值為6W以上而且為100W以下之線狀雷射光斑(laser spot)。
  2. 如申請專利範圍第1項之雷射照射裝置，其中，具備有：光纖，用來傳送從上述多個第1半導體雷射元件發出之雷射光；直線光纖束，用來保持該光纖使其沿著長度方向成為平行而且排列成一列；光補整器，用來將從該直線光纖束所保持之光纖發出的雷射光整形成為線狀，並使雷射強度分布平滑化而發光；和物鏡，將從該光補整器輸出之雷射光聚光在對象物，成為線狀雷射光斑。
  3. 如申請專利範圍第2項之雷射照射裝置，其中，上述光補整器和物鏡在上述對象物上，對短邊方向之長度為1μm~30μm而且在長邊方向之長度為1mm~30mm之線狀雷射光斑進行整形。
  4. 如申請專利範圍第1項之雷射照射裝置，其中，上述聚焦誤差信號產生手段具備有第2半導體雷射元件，用來發出雷射波長為500nm~900nm之雷射聚焦用雷射光。
  5. 如申請專利範圍第2項之雷射照射裝置，其中，上述聚焦誤差信號產生手段具備有第2半導體雷射元件，用來發出雷射波長為500nm~900nm之雷射聚焦用雷射光。
  6. 如申請專利範圍第3項之雷射照射裝置，其中，上述聚焦誤差信號產生手段具備有第2半導體雷射元件，用來發出雷射波長為500nm~900nm之雷射聚焦用雷射光。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之雷射照射裝置，其中，具備有：雷射強度分布檢測手段，配置在上述線狀雷射光斑之光路上，用來檢測上述線狀雷射光斑之雷射強度分布；雷射驅動器，用來控制上述多個第1半導體雷射元件之雷射輸出值；和控制手段，用來控制上述雷射驅動器，使利用上述雷射強度分布檢測手段所獲得之雷射強度分布收歛在既定之範圍內。
  8. 如申請專利範圍第7項之雷射照射裝置，其中，上述控制手段具有脈波輸出控制功能，在時間上斷續地輸出多個第1半導體雷射元件之雷射輸出值，該脈波輸出控制功能控制上述雷射驅動器成為在振盪頻率為0.1MHz~5MHz，脈波工作比(pulse duty)為10%~90%，脈波頂輸出(Pt)和脈波底輸出(Pb)之比率(Pb/Pt×100)為50%以下之條件進行脈波發光。
  9. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之雷射照射裝置，其中，具有雷射光斑旋轉手段，使照射在上述對象物之線狀雷射光斑，在對象物之面內，於0°~90°之角度範圍內旋轉。
  10. 如申請專利範圍第7項之雷射照射裝置，其中，具有雷射光斑旋轉手段，使照射在上述對象物之線狀雷射光斑，在對象物之面內，於0°~90°之角度範圍內旋轉。
  11. 如申請專利範圍第8項之雷射照射裝置，其中，具有雷射光斑旋轉手段，使照射在上述對象物之線狀雷射光斑，在對象物之面內，於0°~90°之角度範圍內旋轉。
  12. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之雷射照射裝置，其中，具備有掃描機構，使照射在上述對象物之線狀雷射光斑，在該對象物之面方向進行相對掃描。
  13. 如申請專利範圍第7項之雷射照射裝置，其中，具備有掃描機構，使照射在上述對象物之線狀雷射光斑，在該對象物之面方向進行相對掃描。
  14. 如申請專利範圍第8項之雷射照射裝置，其中，具備有掃描機構，使照射在上述對象物之線狀雷射光斑，在該對象物之面方向進行相對掃描。
  15. 如申請專利範圍第9項之雷射照射裝置，其中，具備有掃描機構，使照射在上述對象物之線狀雷射光斑，在該對象物之面方向進行相對掃描。
  16. 如申請專利範圍第10項之雷射照射裝置，其中，具備有掃描機構，使照射在上述對象物之線狀雷射光斑，在該對象物之面方向進行相對掃描。
  17. 如申請專利範圍第11項之雷射照射裝置，其中，具備有掃描機構，使照射在上述對象物之線狀雷射光斑，在該對象物之面方向進行相對掃描。
  18. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之雷射照射裝置，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  19. 如申請專利範圍第7項之雷射照射裝置，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  20. 如申請專利範圍第8項之雷射照射裝置，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  21. 如申請專利範圍第9項之雷射照射裝置，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  22. 如申請專利範圍第10項之雷射照射裝置，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  23. 如申請專利範圍第11項之雷射照射裝置，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  24. 如申請專利範圍第12項之雷射照射裝置，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  25. 如申請專利範圍第13項之雷射照射裝置，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  26. 如申請專利範圍第14項之雷射照射裝置，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  27. 如申請專利範圍第15項之雷射照射裝置，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  28. 如申請專利範圍第16項之雷射照射裝置，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  29. 如申請專利範圍第17項之雷射照射裝置，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  30. 一種雷射照射方法，係為雷射照射裝置之雷射照射方法，該雷射照射裝置具備有半導體雷射元件群，其配置有多個第1半導體雷射元件，用來發出雷射波長為370nm~480nm之雷射光，該半導體雷射元件群經由照射線狀雷射光斑，以進行對象物之改質，該雷射照射方法之特徵在於：該雷射照射裝置進一步具備有：聚焦誤差信號產生手段，根據照射在對象物之線狀雷射光斑而返回的雷射光，以產生聚焦誤差信號；和，物鏡驅動電路，在對象物之面的直角方向上驅動物鏡；而上述聚焦誤差信號產生手段根據照射在對象物之線狀雷射光斑而返回的雷射光，以產生聚焦誤差信號，物鏡 驅動電路在對象物之面的直角方向上驅動物鏡，控制聚焦同時對該對象物進行改質，並使上述半導體雷射元件群之總照射輸出值為6W以上而且為100W以下的線狀雷射光斑照射在對象物。
  31. 如申請專利範圍第30項之雷射照射方法，係為雷射照射裝置之雷射照射方法，該雷射照射裝置具備有：光纖，用來傳送從上述多個第1半導體雷射元件發出之雷射光；直線光纖束，用來保持該光纖使其沿著長度方向成為平行而且排列成一列；光補整器，用來將從直線光纖束所保持之光纖發出的雷射光整形成為線狀，並使雷射強度分布之頂部(top)平滑化而發光；和物鏡，將從該光補整器輸出之雷射光聚光在對象物，成為線狀雷射光斑；其中將從上述多個第1半導體雷射元件發出之雷射光，經由直線光纖束所保持之光纖，傳送到光補整器，該光補整器將雷射光整形成為線狀，而且使雷射強度分布平滑化，將其發出到物鏡，該物鏡將線狀雷射光斑聚光在對象物以對該對象物進行改質。
  32. 如申請專利範圍第31項之雷射照射方法，其中，上述光補整器和物鏡在上述對象物上使整形為短邊方向之長度為1μm~30μm而且長邊方向之長度為1mm~30mm之線狀雷射光斑，照射在對象物以對該對象物進行改質。
  33. 如申請專利範圍第32項之雷射照射方法，係為雷射照射裝置之雷射照射方法，該雷射照射裝置具備有聚焦誤差信號產生手段，具有第2半導體雷射元件以發出雷射聚 焦用之雷射光；其中上述聚焦誤差信號產生手段使用從第2半導體雷射元件照射之波長為500nm~900nm的雷射聚焦用雷射光控制聚焦，同時對該對象物進行改質。
  34. 如申請專利範圍第33項之雷射照射方法，係為雷射照射裝置之雷射照射方法，該雷射照射裝置具備有：雷射強度分布檢測手段，配置在上述線狀雷射光斑之光路上，用來檢測上述線狀雷射光斑之雷射強度分布；雷射驅動器，用來控制上述多個第1半導體雷射元件之雷射輸出值；和控制手段，用來控制上述雷射驅動器，使利用上述雷射強度分布檢測手段所獲得之雷射強度分布收歛在既定之範圍內；其中上述雷射強度分布檢測手段檢測線狀雷射光斑之雷射強度分布，上述雷射驅動器在控制手段之控制下控制多個第1半導體雷射元件之雷射強度分布，同時對該對象物進行改質。
  35. 如申請專利範圍第34項之雷射照射方法，係為雷射照射裝置之雷射照射方法，該雷射照射裝置具備有控制手段，設有脈波輸出控制功能，在時間上斷續地輸出多個第1半導體雷射元件之雷射輸出值；其中上述控制手段之脈波輸出控制功能控制上述雷射驅動器成為在振盪頻率為0.1MHz~5MHz，脈波工作比為10%~90%，脈波頂輸出(Pt)和脈波底輸出(Pb)之比率(Pb/Pt×100)為50%以下之條件進行脈波發光。
  36. 如申請專利範圍第30至35項中任一項之雷射照射方法，係為雷射照射裝置之雷射照射方法，該雷射照射裝置具備有雷射光斑旋轉手段，使上述線狀雷射光斑在既定之角度範圍內旋轉；其中雷射光斑旋轉手段使線狀雷射光斑在對象物之面內於0°~90°角度範圍內旋轉以對該對象物進行改質。
  37. 如申請專利範圍第30至35項中任一項之雷射照射方法，係為雷射照射裝置之雷射照射方法，該雷射裝置具備有掃描機構，使照射在上述對象物之線狀雷射光斑，在該對象物之面方向上掃描；其中上述掃描機構使線狀雷射光斑在該對象物之面方向上進行相對之掃描，同時對該對象物進行改質。
  38. 如申請專利範圍第36項之雷射照射方法，係為雷射照射裝置之雷射照射方法，該雷射裝置具備有掃描機構，使照射在上述對象物之線狀雷射光斑，在該對象物之面方向上掃描；其中上述掃描機構使線狀雷射光斑在該對象物之面方向上進行相對之掃描，同時對該對象物進行改質。
  39. 如申請專利範圍第30至35項中任一項之雷射照射方法，其中上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  40. 如申請專利範圍第36項之雷射照射方法，其中上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  41. 如申請專利範圍第37項之雷射照射方法，其中上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  42. 如申請專利範圍第38項之雷射照射方法，其中上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  43. 一種被改質的對象物之製造方法，利用雷射照射以製造對象物，其特徵在於：設有半導體雷射元件群，配置有多個第1半導體雷射元件，以發出雷射波長為370nm~480nm之雷射光，該半導體雷射元件群將總照射輸出值為6W以上而且為100W以下之線狀雷射光斑照射在對象物以對該對象物進行改質，且更設有：第2半導體雷射元件，具有雷射波長與上述第1半導體雷射元件不同；聚焦誤差信號產生手段，根據利用該第2半導體雷射元件將雷射光照射在上述對象物而返回之雷射光，以產生聚焦誤差信號；和，物鏡驅動電路，在對象物之面的直角方向上驅動物鏡；而上述聚焦誤差信號產生手段根據照射在對象物之線狀雷射光斑而返回的雷射光以產生聚焦誤差信號，物鏡驅動電路在對象物之面的直角方向上驅動物鏡以控制聚焦。
  44. 如申請專利範圍第43項之被改質的對象物之製造方法，其中，更設有：光纖，用來傳送從上述多個第1半導體雷射元件發出之雷射光；直線光纖束，用來保持該光纖使其沿著長度方向成為平行而且排列成一列；光補整 器，用來將從直線光纖束所保持之光纖輸出的雷射光整形成為線狀，並使雷射強度分布平滑化而輸出；和物鏡，將從該光補整器輸出之雷射光聚光在對象物，成為線狀雷射光斑；從上述多個第1半導體雷射元件發出之雷射光，經由直線光纖束所保持之光纖傳送到光補整器，該光補整器將雷射光整形成為線狀而且使雷射強度分布平滑化，將其照射在物鏡，該物鏡將其聚光在對象物成為線狀雷射光斑。
  45. 如申請專利範圍第44項之被改質的對象物之製造方法，其中，上述光補整器和物鏡在上述對象物上使整形為短邊方向之長度為1μm~30μm而且長邊方向之長度為1mm~30mm的線狀雷射光斑照射在對象物。
  46. 如申請專利範圍第43項之被改質的對象物之製造方法，其中更設有聚焦誤差信號產生手段，具有使雷射波長成為500nm~900nm之第2半導體雷射元件；上述聚焦誤差信號產生手段使用從第2半導體元件照射之波長500nm~900nm的雷射光進行聚焦控制，同時對該對象物進行改質。
  47. 如申請專利範圍第44項之被改質的對象物之製造方法，其中更設有聚焦誤差信號產生手段，具有使雷射波長成為500nm~900nm之第2半導體雷射元件；上述聚焦誤差信號產生手段使用從第2半導體元件照 射之波長500nm~900nm的雷射光進行聚焦控制，同時對該對象物進行改質。
  48. 如申請專利範圍第45項之被改質的對象物之製造方法，其中更設有聚焦誤差信號產生手段，具有使雷射波長成為500nm~900nm之第2半導體雷射元件；上述聚焦誤差信號產生手段使用從第2半導體元件照射之波長500nm~900nm的雷射光進行聚焦控制，同時對該對象物進行改質。
  49. 如申請專利範圍第43至48項中任一項之被改質的對象物之製造方法，其中更設有：雷射強度分布檢測手段，配置在上述線狀雷射光斑之光路上，用來檢測上述線狀雷射光斑之雷射強度分布；雷射驅動器，用來控制上述多個第1半導體雷射元件之雷射輸出值；和控制手段，用來控制上述雷射驅動器，使利用上述雷射強度分布檢測手段所獲得之雷射強度分布收歛在既定之範圍內；上述雷射強度分布檢測手段檢測線狀雷射光斑之雷射強度分布，上述雷射驅動器在控制手段之控制下控制多個第1半導體雷射元件之雷射強度分布，同時對該對象物進行改質。
  50. 如申請專利範圍第49項之被改質的對象物之製造方法，其中，上述控制手段具有脈波輸出控制功能，使多個第1半導體雷射元件之雷射輸出值在時間上斷續地輸 出，該控制手段之脈波輸出控制功能控制上述雷射驅動器成為在振盪頻率為0.1MHz~5MHz，脈波工作比為10%~90%，脈波頂輸出(Pt)和脈波底輸出(Pb)之比率(Pb/Pt×100)為50%以下之條件進行脈波發光。
  51. 如申請專利範圍第43至48項中任一項之被改質的對象物之製造方法，其中更設有雷射光斑旋轉手段，用來使上述線狀雷射光斑在對象物之面，於既定之角度範圍內旋轉；且雷射光斑旋轉手段使線狀雷射光斑在對象物之面內以0°~90°旋轉，以對該對象物進行改質。
  52. 如申請專利範圍第49項之被改質的對象物之製造方法，其中更設有雷射光斑旋轉手段，用來使上述線狀雷射光斑在對象物之面，於既定之角度範圍內旋轉；且雷射光斑旋轉手段使線狀雷射光斑在對象物之面內以0°~90°旋轉，以對該對象物進行改質。
  53. 如申請專利範圍第50項之被改質的對象物之製造方法，其中更設有雷射光斑旋轉手段，用來使上述線狀雷射光斑在對象物之面，於既定之角度範圍內旋轉；且雷射光斑旋轉手段使線狀雷射光斑在對象物之面內以0°~90°旋轉，以對該對象物進行改質。
  54. 如申請專利範圍第43至48項中任一項之被改質的對象物之製造方法，其中 更設有掃描機構，用來使照射在上述對象物之線狀雷射光斑在該對象物之面方向上進行相對之掃描；上述掃描機構使線狀雷射光斑在該對象物之面方向進行相對之掃描，同時對該對象物進行改質。
  55. 如申請專利範圍第49項之被改質的對象物之製造方法，其中更設有掃描機構，用來使照射在上述對象物之線狀雷射光斑在該對象物之面方向上進行相對之掃描；上述掃描機構使線狀雷射光斑在該對象物之面方向進行相對之掃描，同時對該對象物進行改質。
  56. 如申請專利範圍第50項之被改質的對象物之製造方法，其中更設有掃描機構，用來使照射在上述對象物之線狀雷射光斑在該對象物之面方向上進行相對之掃描；上述掃描機構使線狀雷射光斑在該對象物之面方向進行相對之掃描，同時對該對象物進行改質。
  57. 如申請專利範圍第51項之被改質的對象物之製造方法，其中更設有掃描機構，用來使照射在上述對象物之線狀雷射光斑在該對象物之面方向上進行相對之掃描；上述掃描機構使線狀雷射光斑在該對象物之面方向進行相對之掃描，同時對該對象物進行改質。
  58. 如申請專利範圍第52項之被改質的對象物之製造方法，其中 更設有掃描機構，用來使照射在上述對象物之線狀雷射光斑在該對象物之面方向上進行相對之掃描；上述掃描機構使線狀雷射光斑在該對象物之面方向進行相對之掃描，同時對該對象物進行改質。
  59. 如申請專利範圍第53項之被改質的對象物之製造方法，其中更設有掃描機構，用來使照射在上述對象物之線狀雷射光斑在該對象物之面方向上進行相對之掃描；上述掃描機構使線狀雷射光斑在該對象物之面方向進行相對之掃描，同時對該對象物進行改質。
  60. 如申請專利範圍第43至48項中任一項之被改質的對象物之製造方法，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  61. 如申請專利範圍第49項之被改質的對象物之製造方法，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  62. 如申請專利範圍第50項之被改質的對象物之製造方法，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  63. 如申請專利範圍第51項之被改質的對象物之製造方法，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  64. 如申請專利範圍第52項之被改質的對象物之製造 方法，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  65. 如申請專利範圍第53項之被改質的對象物之製造方法，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  66. 如申請專利範圍第54項之被改質的對象物之製造方法，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  67. 如申請專利範圍第55項之被改質的對象物之製造方法，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  68. 如申請專利範圍第56項之被改質的對象物之製造方法，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  69. 如申請專利範圍第57項之被改質的對象物之製造方法，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  70. 如申請專利範圍第58項之被改質的對象物之製造方法，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  71. 如申請專利範圍第59項之被改質的對象物之製造方法，其中，上述對象物是將形成在玻璃基板上之非晶形矽改質成為多晶矽而成的顯示裝置用之薄膜電晶體。
  72. 一種雷射照射裝置，利用雷射照射以對具有 17nm~50nm之膜厚之非晶形矽膜進行改質，其特徵在於：具備有半導體雷射元件群，用來發出具有與上述非晶形矽之膜厚同等光侵入長度之雷射波長的雷射光，該半導體雷射元件群發出總照射輸出值為6W以上而且為100W以下之線狀雷射光斑。
  73. 一種雷射照射方法，為雷射照射裝置之雷射照射方法，利用雷射照射以對具有17nm~50nm之膜厚之非晶形矽膜進行改質，其特徵在於：設置半導體雷射元件群，用來發出具有與上述非晶形矽之膜厚同等光侵入長度之雷射波長的雷射光，將該光導體雷射元件群之總照射輸出值設定為6W以上而且為100W以下，同時將線狀雷射光斑照射在非晶形矽膜。
  74. 一種被改質的對象物之製造方法，該對象物具有被雷射照射改質之膜厚，且該膜厚為17nm~50nm，其特徵在於：設置半導體雷射元件群，用來發出具有雷射波長與對象物之膜厚同等光侵入長度的雷射光，上述該半導體雷射元件群將總照射輸出值為6W以上而且為100W以下之線狀雷射光斑照射在對象物。
TW096110157A 2006-03-30 2007-03-23 A laser irradiation apparatus and a laser irradiation method and a method for manufacturing the object to be modified TWI411019B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006095754 2006-03-30
JP2006250408 2006-09-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200746274A TW200746274A (en) 2007-12-16
TWI411019B true TWI411019B (zh) 2013-10-01

Family

ID=38563301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096110157A TWI411019B (zh) 2006-03-30 2007-03-23 A laser irradiation apparatus and a laser irradiation method and a method for manufacturing the object to be modified

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090173724A1 (zh)
JP (1) JPWO2007114031A1 (zh)
KR (1) KR20080113037A (zh)
CN (1) CN101432851B (zh)
TW (1) TWI411019B (zh)
WO (1) WO2007114031A1 (zh)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5364279B2 (ja) * 2008-02-29 2013-12-11 株式会社日立情報通信エンジニアリング レーザ照射装置及び該レーザ照射装置の焦点制御方法及びチルト制御方法
JP5286512B2 (ja) * 2008-04-18 2013-09-11 株式会社日立情報通信エンジニアリング レーザアニール方法及びレーザアニール装置
KR101007696B1 (ko) * 2008-06-05 2011-01-13 주식회사 엘티에스 라인 빔을 이용한 반도체 패키지의 솔더링 장치
WO2010035348A1 (ja) * 2008-09-29 2010-04-01 日立コンピュータ機器株式会社 半導体製造装置
JP2010118409A (ja) * 2008-11-11 2010-05-27 Ulvac Japan Ltd レーザアニール装置及びレーザアニール方法
KR101055372B1 (ko) * 2009-07-29 2011-08-08 김혁중 멀티광케이블을 통한 ｌｅｄ 집광장치
JP5657874B2 (ja) * 2009-09-25 2015-01-21 株式会社日立情報通信エンジニアリング レーザ照射装置、レーザ照射方法、アモルファスシリコン膜を改質する方法、シリコン結晶化装置、シリコン結晶化方法
JP5897825B2 (ja) * 2011-06-20 2016-03-30 株式会社日立情報通信エンジニアリング レーザ照射装置及びレーザ照射方法
JP6021307B2 (ja) * 2011-09-06 2016-11-09 キヤノン株式会社 半導体レーザの劣化兆候検出装置及び半導体レーザの劣化兆候検出方法
JP5943812B2 (ja) * 2012-11-14 2016-07-05 三菱重工業株式会社 レーザ切断装置及びレーザ切断方法
US10226837B2 (en) 2013-03-15 2019-03-12 Nlight, Inc. Thermal processing with line beams
US9413137B2 (en) * 2013-03-15 2016-08-09 Nlight, Inc. Pulsed line beam device processing systems using laser diodes
JP2015050282A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 株式会社日立情報通信エンジニアリング レーザアニール装置及びレーザアニール方法
US10466494B2 (en) 2015-12-18 2019-11-05 Nlight, Inc. Reverse interleaving for laser line generators
JP6395955B2 (ja) * 2015-12-25 2018-09-26 鴻海精密工業股▲ふん▼有限公司 ラインビーム光源およびラインビーム照射装置ならびにレーザリフトオフ方法
CN106094221A (zh) * 2016-08-05 2016-11-09 苏州优谱德精密仪器科技有限公司 一种激发光装置
JP6781120B2 (ja) * 2017-08-18 2020-11-04 株式会社日本マイクロニクス 検査装置
WO2020055635A1 (en) * 2018-09-14 2020-03-19 Corning Incorporated Glass manufacturing apparatus and methods for using the same
CN109108467A (zh) * 2018-10-12 2019-01-01 英诺激光科技股份有限公司 一种利用激光剥除光纤涂覆层的装置及方法
DE102019204032B4 (de) * 2019-03-25 2021-09-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zur Erzeugung einer räumlich modulierbaren Leistungsdichteverteilung aus Laserstrahlung
CN113594843B (zh) * 2021-07-27 2024-01-05 光惠（上海）激光科技有限公司 光纤激光器及激光控制方法
CN113946057A (zh) * 2021-10-14 2022-01-18 深圳赛陆医疗科技有限公司 一种多模光纤匀光装置
DE102022104083A1 (de) * 2022-02-22 2023-08-24 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Linienoptiksystem

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030226834A1 (en) * 2002-06-07 2003-12-11 Fuji Photo Film Co., Ltd. & Fuji Photo Optical Co., Ltd. Laser annealer and laser thin-film forming apparatus
US20050170567A1 (en) * 1999-12-24 2005-08-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus and method of fabricating a semiconductor device
US20050170572A1 (en) * 2004-01-30 2005-08-04 Mikio Hongo Laser annealing apparatus and annealing method of semiconductor thin film using the same
US20050189329A1 (en) * 2003-09-02 2005-09-01 Somit Talwar Laser thermal processing with laser diode radiation
US20060105556A1 (en) * 2004-11-15 2006-05-18 Yuichi Matsui Semiconductor device and method of manufacturing the same

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2683241B2 (ja) * 1988-02-19 1997-11-26 富士通株式会社 エネルギー・ビームを用いたアニール装置
JP2002148562A (ja) * 2000-11-14 2002-05-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レーザ加工装置
JP2003059858A (ja) * 2001-08-09 2003-02-28 Sony Corp レーザアニール装置及び薄膜トランジスタの製造方法
JP2004064066A (ja) * 2002-06-07 2004-02-26 Fuji Photo Film Co Ltd レーザアニール装置
JP2004063879A (ja) * 2002-07-30 2004-02-26 Sony Corp レーザ加工装置およびレーザ加工方法
JP2004087667A (ja) * 2002-08-26 2004-03-18 Hitachi Cable Ltd 結晶シリコン系薄膜半導体装置の製造方法
JP4772261B2 (ja) * 2002-10-31 2011-09-14 シャープ株式会社 表示装置の基板の製造方法及び結晶化装置
JP2004342785A (ja) * 2003-05-15 2004-12-02 Sony Corp 半導体製造方法および半導体製造装置
JP2004342875A (ja) * 2003-05-16 2004-12-02 Fuji Photo Film Co Ltd レーザアニール装置
JP4660074B2 (ja) * 2003-05-26 2011-03-30 富士フイルム株式会社 レーザアニール装置
WO2004107040A1 (ja) * 2003-05-28 2004-12-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 情報記録媒体およびその製造方法、並びに記録再生方法、光学情報記録再生装置
JP2005340788A (ja) * 2004-04-28 2005-12-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザ照射方法およびそれを用いた半導体装置の作製方法
JP2006040949A (ja) * 2004-07-22 2006-02-09 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd レーザー結晶化装置及びレーザー結晶化方法
JP2006278491A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Sony Corp 照射装置
JP2006344844A (ja) * 2005-06-10 2006-12-21 Sony Corp レーザ処理装置
US7700463B2 (en) * 2005-09-02 2010-04-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050170567A1 (en) * 1999-12-24 2005-08-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus and method of fabricating a semiconductor device
US20030226834A1 (en) * 2002-06-07 2003-12-11 Fuji Photo Film Co., Ltd. & Fuji Photo Optical Co., Ltd. Laser annealer and laser thin-film forming apparatus
US20050189329A1 (en) * 2003-09-02 2005-09-01 Somit Talwar Laser thermal processing with laser diode radiation
US20050170572A1 (en) * 2004-01-30 2005-08-04 Mikio Hongo Laser annealing apparatus and annealing method of semiconductor thin film using the same
US20060105556A1 (en) * 2004-11-15 2006-05-18 Yuichi Matsui Semiconductor device and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20090173724A1 (en) 2009-07-09
TW200746274A (en) 2007-12-16
CN101432851B (zh) 2011-06-15
CN101432851A (zh) 2009-05-13
KR20080113037A (ko) 2008-12-26
JPWO2007114031A1 (ja) 2009-08-13
WO2007114031A1 (ja) 2007-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI411019B (zh) A laser irradiation apparatus and a laser irradiation method and a method for manufacturing the object to be modified
JP4413569B2 (ja) 表示パネルの製造方法及び表示パネル
JP4838982B2 (ja) レーザアニール方法およびレーザアニール装置
JP4660074B2 (ja) レーザアニール装置
KR100606317B1 (ko) 표시 장치와 그 제조 방법 및 제조 장치
CN100479115C (zh) 照射激光的方法、激光照射装置和半导体器件的制造方法
JP5063660B2 (ja) 半導体装置の作製方法
KR101040463B1 (ko) 결정화 방법, 결정화 장치, 처리대상 기판, 박막트랜지스터 및 표시 장치
US8446924B2 (en) Laser annealing method and apparatus
US6844523B2 (en) Laser apparatus, laser irradiation method, manufacturing method for a semiconductor device, semiconductor device and electronic equipment
JP5073260B2 (ja) レーザアニール装置及びレーザアニール方法
TW200401346A (en) Method and apparatus for crystallizing semiconductor with laser beams
JP5657874B2 (ja) レーザ照射装置、レーザ照射方法、アモルファスシリコン膜を改質する方法、シリコン結晶化装置、シリコン結晶化方法
JP2007165624A (ja) 照射装置
JP2010118409A (ja) レーザアニール装置及びレーザアニール方法
JP2004342875A (ja) レーザアニール装置
JP2011165717A (ja) 表示装置及び表示装置の製造方法
WO2010035348A1 (ja) 半導体製造装置
JP2010034366A (ja) 半導体処理装置および半導体処理方法
JP3029787B2 (ja) レーザアニール方法および液晶表示装置の製造方法
JP2003243321A (ja) レーザ照射装置
JP4908269B2 (ja) レーザ光照方法および装置
JP5068972B2 (ja) レーザアニール装置、半導体膜基板、素子基板、及び電気光学装置
WO2021039920A1 (ja) レーザアニール装置およびレーザアニール方法
US20220084823A1 (en) Laser irradiation apparatus and laser irradiation method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees