TWI549164B - 雷射回火方法及裝置 - Google Patents

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Description

雷射回火方法及裝置
本發明係關於，在薄膜電晶體液晶面板等時，以對非晶矽膜照射脈衝雷射光、並進行回火來形成低溫多晶矽膜之雷射回火方法及裝置，尤其是，與使用微透鏡列陣，而可只針對用以形成薄膜電晶體之區域實施回火之雷射回火方法及裝置相關。
液晶面板時，在玻璃基板上形成非晶矽膜，針對該非晶矽膜，從基板之一端，以連續對垂直於該光束之長度方向之方向，掃描具有連續線狀之光束形狀的雷射光，來形成低溫多晶矽膜。藉由該線狀雷射光之掃描，非晶矽膜被雷射光加熱而一度被熔化，其後，因為雷射光通過而使熔化之矽，因為急冷而凝固並結晶化，進而形成低溫多晶矽膜(專利文獻1、2)。
然而，該低溫多晶矽膜之形成裝置時，非晶矽膜整體因為受到雷射光照射而成為高溫，非晶矽膜之熔化凝固導致整體成為低溫多晶矽膜。所以，因為應形成薄膜電晶體(以下，TFT)之區域以外之區域也被回火，而有處理效率不佳的問題。
因此，有人提出以下之方案，亦即，使用微透鏡列陣，以各微透鏡，使脈衝雷射光集光於非晶矽膜上之複數個微小區域，並同時針對對應於各電晶體之微小區域分別照射脈衝雷射光並進行回火之方法(專利文獻3)。該方法時，因為只針對複數個TFT形成預定區域之非晶矽膜執行回火處理，而有提高雷射光之利用效率的優點。
然而，該等傳統非晶矽膜之雷射回火裝置時，係針對非晶矽膜，照射相對於非晶矽膜為高吸收率之XeCl氣體的準分子雷射。該準分子雷射，係使用基本波長308nm。或者，因為使用YAG雷射，而該YAG雷射之基本波長為1064nm，使其成為3倍之諧波(波長為355nm)，而為相對於非晶矽膜為吸收特性良好之雷射光後，再當作雷射回火來使用。
所以，使用準分子雷射時，該準分子雷射裝置之裝置成本較高，此外，因為使用XeCl氣體時，燈泡之壽命較短，而有運轉成本較高的問題。
另一方面，YAG雷射，雖然裝置成本及運轉成本較低，然而，基本波長為1064nm，此種長波長之雷射光，因為不為非晶矽膜所吸收，故必須使用波長為355nm之第3諧波之雷射光。該第3諧波，因為只有基本波之輸出之30%程度可供利用，而有無法得到充份輸出的問題。
另一方面，專利文獻4提出的表面熱處理裝置，係具備使波長較長之第1雷射光束比波長較短之第2雷射光束延遲被導引至被加工物之光學系。該裝置，藉由使YAG雷射所輸出之基本波長之雷射光(波長：1.06μm)的光學路長於第2諧波之雷射光(波長：0.53μm)之光學路，而在輸出較低之第2雷射光束的照射後，在具有時間差之情形下，進行輸出較高之第1雷射光束的照射，而可以良好能率來對被加工物之極淺表面實施熱處理。
此外，專利文獻5提出一種超雷射表面處理裝置，以照射第1光脈衝來對被加工物之表面之第1層進行加工，其後，經過延遲，對比第1層更為下層之第2層照射波長與第1光脈衝不同之第2光脈衝來進行加工。
此外，專利文獻6則提出一種雷射加熱方法，係藉由延長冷卻時之時間常數，而以使晶粒尺寸一致為目的，一邊使同一波長之雷射光束依電力密度之高低連動地以大於光束點以上之距離來進行掃描一邊照射試料。先照射之雷射光束，具有足夠充份熔化多結晶矽膜之能量密度，其後依序照射之雷射光束，雖然波長相同，但係具有無法熔化多結晶矽膜之程度的加熱力者。
此外，專利文獻7提出一種雷射回火裝置，為了加大雷射回火再結晶時之粒徑，使用3個雷射裝置，將相當於傳統1輸出脈衝的能量，分割成n=3之階段來輸出不同脈衝，藉由連續對薄膜之表面進行照射，來延長熔化再結晶時間，而得到最大2000之粒徑。
此外，專利文獻8提出一種光源裝置，以使半導體材料能均一且良好結晶化為目的，將波長不同之複數種光能量之光，以同時或具有時間差來照射材料。此時，首先，照射能量較小之光，使被照射到之半導體層整體熔化，其後，從最表面開始固化(結晶化)。其後，稍為延遲，照射能量較高之光，而使半導體層之開始固化的最表面再度熔化，最後擴及半導體層整體，而使結晶粒更為均一。
[習知技術文獻]
[專利文獻1]日本特許第3945805號公報
[專利文獻2]日本特開2004-282060號公報
[專利文獻3]日本特開2004-311906號公報
[專利文獻4]日本特公昭64-1045號公報
[專利文獻5]日本特開昭56-29323號公報
[專利文獻6]日本特公平4-20254號公報
[專利文獻7]日本特開平3-60015號公報
[專利文獻8]日本特開平6-163406號公報
然而，上述之傳統技術，以結晶粒徑之均一化、結晶粒徑之長大化等為目的，在時間差下，將同一波長或複數之波長的雷射光照射於被照射體，然而，使用如YAG雷射之低成本之雷射光源裝置，而無法有效地使用雷射光源所射出之雷射光能量。
有鑑於上述問題點，本發明之目的係提供一種雷射回火方法及裝置，實施非晶矽膜之雷射回火來形成低溫多晶矽膜時，即使使用如YAG雷射之低成本的雷射光源裝置，亦可對非晶矽膜賦予充份能量而有效率地進行相轉變。
本發明之雷射回火方法，其特徵為，包含：具有輸出第1脈衝雷射光、及輸出比該第1脈衝雷射光更為高階之諧波之第2脈衝雷射光的雷射照射部，對非晶矽膜照射該第2脈衝雷射光，藉由該第2脈衝雷射光之照射來熔化該非晶矽膜的步驟；於該熔化部凝固前之時點，使該第1脈衝雷射光之一部分比該第2脈衝雷射光之照射延遲第1延遲時間後，照射該非晶矽膜之該熔化部之步驟；以及於該熔化部凝固前之時點，使該第1脈衝雷射光之另一部分或剩餘部分比該第1脈衝雷射光之該部分照射延遲第2延遲時間後，照射該非晶矽膜之該熔化部之步驟；且對於回火對象部，依序賦予該第2脈衝雷射光之能量、及將該第1脈衝雷射光分割成2或複數部分之能量。
該雷射回火方法時，例如，該第2脈衝雷射光，波長為550nm以下，該第1脈衝雷射光，波長超過550nm。
本發明之第1雷射回火裝置，其特徵為，包含：輸出第1脈衝雷射光之第1振盪器、輸出比該第1脈衝雷射光更為高階之諧波之第2脈衝雷射光的第2振盪器、對非晶矽膜照射該第1脈衝雷射光之第1光學系、以及對該非晶矽膜照射該第2脈衝雷射光而形成熔化部之第2光學系；且該第1光學系包含：比利用該第2光學系所進行之該第2脈衝雷射光之照射延遲第1延遲時間來對該非晶矽膜之該熔化部照射該第1脈衝雷射光之一部分的第3光學系；及比利用該第3光學系所進行該第1脈衝雷射光之一部分照射延遲第2延遲時間來對該非晶矽膜之該熔化部照射該第1脈衝雷射光之另一部分或剩餘部分之第4光學系；且該第1延遲時間，係在以該第2脈衝雷射光照射而使該非晶矽膜熔化後，於熔化部凝固前之時點照射該第1脈衝雷射光之該部分，該第2延遲時間，係在以該第1脈衝雷射光之該部分照射而維持熔化之該熔化部凝固前之時點，照射該第1脈衝雷射光之該另一部分或剩餘部分。
該第1雷射回火裝置時，該第2脈衝雷射光，波長為550nm以下，而該第1脈衝雷射光，波長超過550nm。
本發明之第2雷射回火裝置，其特徵為，包含：輸出脈衝振盪之雷射光之基本波的雷射光源、將該基本波變換成1或複數之高階之諧波之波長變換器、將該基本波或低階之諧波之第1脈衝雷射光導引至該非晶矽膜並進行照射之第1光學系、以及將比該第1脈衝雷射光更為高階之諧波之第2脈衝雷射光導引至該非晶矽膜並進行照射來形成熔化部之第2光學系；且該第1光學系包含：比利用該第2光學系進行該第2脈衝雷射光之照射延遲第1延遲時間來對該非晶矽膜之該熔化部照射該第1脈衝雷射光之一部分的第3光學系、及比利用該第3光學系進行該第1脈衝雷射光之一部分照射延遲第2延遲時間來對該非晶矽膜之該熔化部照射該第1脈衝雷射光之另一部分或剩餘部分之第4光學系；且該第1延遲時間，係在以該第2脈衝雷射光照射而使該非晶矽膜熔化後，於熔化部凝固前之時點，照射該第1脈衝雷射光之該部分者，該第2延遲時間，係在以該第1脈衝雷射光之該部分照射而維持熔化之該熔化部凝固前之時點，照射該第1脈衝雷射光之該另一部分或剩餘部分者。
該第2雷射回火裝置時，例如，該雷射光源係基本波之波長為1064nm之YAG雷射光源；該第1脈衝雷射光，係該基本波或波長為533nm之第2諧波；該第2脈衝雷射光，係波長為355nm之第3諧波。
依據本發明，在照射高階之諧波(例如，波長為550nm以下)之第2脈衝雷射光而使非晶矽膜熔化後，於熔化部凝固前，延遲第1延遲時間，實施波長為例如超過550nm之第1脈衝雷射光之部分的照射。藉此，在因第2脈衝雷射光而熔化之區域處於熔化之狀態下，照射第1脈衝雷射光之一部分，即使為不被固體之非晶矽膜吸收的第1脈衝雷射光，在熔化成金屬Si之熔化部，被充份吸收，而對熔化部賦予第1脈衝雷射光之能量。其後，延遲第2延遲時間，對維持熔化狀態之熔化部照射第1脈衝雷射光之剩餘部分或另一部分。藉此，即使使用如YAG雷射之波長較長之雷射光源，亦可熔化非晶矽膜，而且，可以賦予充份夠大之能量。其次，本發明時，將能量較高(光束強度較高)之基本波或低階之諧波的第1脈衝雷射光，分割成2個或以上，分割成第1脈衝雷射光之一部分及第1脈衝雷射光之剩餘部分、或第1脈衝雷射光之一部分及第1脈衝雷射光之另一部分(以下，亦稱為第1脈衝雷射光之另一部分或剩餘部分)後，以相互延遲第2延遲時間來照射熔化部。所以，能量較低(光束強度較低)之諧波的第2脈衝雷射光、被分割成能量較高之第1脈衝雷射光之一部分、及同樣被分割之第1脈衝雷射光之另一部分，以相互延遲第1延遲時間及第2延遲時間來進行照射，故與基本波及高階之諧波之2個波時相比，以較長時間、大致一定強度之雷射光來進行照射，而可以更高效率來使非晶矽膜吸收雷射光之能量。
此外，本發明之第1雷射回火裝置時，該第2振盪器所輸出之第2脈衝雷射光，可以使用非基本波長之2次或3次之諧波即可，故該第2雷射回火裝置可低成本。
以下，參照附錄圖式，針對本發明之實施形態進行具體說明。第1圖係使用微透鏡之雷射回火裝置圖。第1圖所示之雷射回火裝置，係於如逆交錯構造之薄膜電晶體之半導體裝置的製造步驟時，例如，只對該通道區域形成預定區域照射雷射光來實施回火，使該通道區域形成預定區域多結晶化，而形成多晶矽膜之裝置。使用該微透鏡之雷射回火裝置，由振盪器1所射出之雷射光，被透鏡群2整形成平行光束，介由以多數微透鏡5所構成之微透鏡列陣，照射於被照射體6。雷射振盪器1，如後面之第2圖所述，例如，係以YAG雷射做為光源，而以於波長為355nm及1064nm之2個雷射光之間設有延遲時間之方式來進行射出者。微透鏡列陣，係於透明基板4配置著多數微透鏡5者，而使雷射光集光於設定在被照射體6之薄膜電晶體基板之薄膜電晶體形成預定區域者。透明基板4係以平行於被照射體6之方式配置，微透鏡5，係以電晶體形成預定區域之配列間距之例如2以上之整數倍(例如，2)之間距來配置。本實施形態之被照射體6，例如，為薄膜電晶體，對該a-Si膜之通道區域形成預定區域照射雷射光，來形成多晶矽通道區域。於微透鏡5之上方，配置著以使微透鏡5只對通道形成預定區域照射雷射光為目的之遮罩3，利用該遮罩3，於被照射體6劃定通道區域。
本實施形態之雷射振盪器1，如第2圖所示，包含：基本波之波長為1064nm之YAG雷射光源11、將該基本波變換成2次之諧波的第1波長變換器12、以及變換成3次之諧波的第2波長變換器13。第1波長變換器12，將來自雷射光源11之基本波，變換成波長為533nm之第2諧波(SHG)，並輸出基本波及第2諧波。第2波長變換器13，將該第2諧波及基本波進行合成而生成第3諧波(THG)，而輸出波長為355nm之第3諧波、第2諧波、及基本波。此外，第2圖中，鏡24與鏡25間之距離及鏡15與鏡16間之距離，遠於鏡23與鏡24間之距離及鏡15與鏡14間之距離，然而，圖示上，為了容易理解，相較於實際之物理尺寸比，以放大縱與橫之縱橫比來繪圖。
第2波長變換器13所輸出之第3諧波(波長：355nm)，由包含透鏡17在內之第2光學系20，照射於形成著非晶矽膜之被照射體18。另一方面，第2波長變換器13所輸出之基本波(波長：1064nm)，其一部分係經由包含鏡14、鏡15、鏡16等在內之第3光學系21而由透鏡17照射於被照射體18。此外，基本波之剩餘部分，透射透鏡14而於鏡23、鏡24、鏡25反射，並透射鏡16而由透鏡17照射於被照射體18，由鏡23、24、25來構成第4光學系22。其次，由該第3光學系21及第4光學系22來構成導引基本波之第1光學系19。此外，第2波長變換器13所輸出之第2諧波(波長：533nm)，亦可延遲成第3諧波(波長：355nm)、或不延遲而使用於非晶矽膜之照射。
第2波長變換器13所輸出之基本波，其一部分於鏡14反射，剩餘部分則透射鏡14。該反射量及透射量，例如，分別為50%。於該鏡14反射之基本波，稱為P波，而透射鏡14之基本波，則稱為S波。用以導引該基本波之P波之第3光學系21的光路，係從第2波長變換器13經由鏡14、15、16而從透鏡17到達被照射體18，該光路長度，例如，3m。例如，鏡14、15與鏡16間之物理距離為約1.5m，第2波長變換器13所輸出之基本波，於鏡14、15折返，故可確保3m之光路長度。所以，基本波當中之50%之P波，被導引至第3光學系21，而使第3諧波經由第2光學系照射於被照射體18，兩者之光路長度有約3m之差異，該光路長度之差異，使基本波之P波，相對於第3諧波被延遲約10ns，再照射於非晶矽膜。
此外，透射鏡14並於鏡23、24、25反射之基本波當中之S波，被導引至第4光學系22而照射於被照射體18。該第4光學系22，係由第2波長變換器13，經由鏡14、23、24、25、16而由透鏡17到達被照射體18，該光路長度，例如，6m。例如，鏡23、24與鏡25間之物理距離為約3m，第2波長變換器13所輸出之基本波，於鏡23、24折返，故可確保6m之光路長度。所以，基本波當中之50%之S波，被導引至第4光學系22，而基本波當中之50%之P波被導引至第3光學系21，兩者之光路長度有約3m之差異，該光路長之差異，使基本波之S波，相對於基本波之S波被延遲約10ns，再照射於非晶矽膜。所以，第3諧波、P波、及S波，以相互間約10ns之延遲時間，照射於被照射體18之熔化部。此外，於第3光學系21之鏡16與透鏡17之間，配置著用以調整被導引至第3光學系21及第4光學系22之雷射光之強度的衰減器26。
其次，針對如上所述之構成之本實施形態之雷射回火裝置的動作進行說明。YAG雷射之基本波時，即使對非晶矽膜進行照射，該非晶矽膜難以吸收，YAG雷射基本波，無法熔化非晶矽膜，而且，透射非晶矽膜而到達其基底之玻璃基板，導致玻璃基板受損。所以，傳統上，YAG雷射時，使用第3諧波(波長為355nm)來實施雷射回火。
然而，本實施形態時，由YAG雷射光源11，只進行1次基本波(波長為1064nm)之雷射光的脈衝輸出。因此，該雷射光由第1波長變換器12變換成第2諧波(SHG)，並由被輸入第2諧波及基本波之第2波長變換器13變換成第3諧波(THG)。其次，該第3諧波，介由透鏡17被照射於被照射體18，而使被照射體18產生局部熔化。另一方面，基本波當中之P波，經由包含鏡14、15、16在內之第3光學系21而被延遲，例如，相對於第3諧波被延遲10ns，再照射於被照射體18之熔化部。此外，基本波當中之S波，經由包含鏡23、24、25在內之第4光學系22而被延遲，例如，相對於P波被延遲10ns，再照射於被照射體18之熔化部。
第3(a)圖，係照射第3諧波後，基本波之P波，例如，被延遲10ns再照射，此外，基本波之S波，例如，被延遲10ns再照射時。其次，照射該第3諧波，因為第3諧波之波長為355nm，非晶矽膜熔化。假設，只照射該第3諧波時，非晶矽膜在約50ns後開始凝固。因此，第3諧波之照射後，延遲10ns再照射基本波之P波時，因為該基本波之P波照射於熔化狀態之金屬Si，不同於照射在固體之非晶矽膜時，該基本波之波長，被熔化部充份吸收，而對該熔化部賦予大熱源。此外，基本波之P波照射於熔化狀態之金屬Si後，延遲10ns再照射基本波之S波時，該基本波之S波，被熔化狀態之金屬Si充份吸收，而對該熔化部賦予大熱源。其次，基本波，能量大於諧波，雷射光之強度較高，然而，本實施形態時，基本波，該能量為分別分割成50%，強度約一半之P波及S波，約以10ns之延遲時間延遲後再照射於熔化部，故能量及雷射光強度大致相同之3個脈衝雷射光，相互間以約10ns之延遲時間延遲再局部地照射於非晶矽膜。藉此，第3諧波、基本波之P波及基本波之S波之3波全部都提供熱，而對非晶矽膜整體，賦予第3圖(b)所示之熱量。
藉此，對非晶矽膜賦予極大的熱量。YAG雷射之第3諧波時，該熱量只為基本波時之30%程度。例如，YAG雷射時，若基本波之1064nm波長之雷射光之能量為10，則第2諧波之533nm波長之雷射光之能量為5，第3諧波之355nm波長之雷射光之能量為3。所以，單獨照射第3諧波時，對非晶矽膜賦予之熱量較少。所以，若要對非晶矽膜充份賦予熱量來實施回火，則YAG雷射之輸出必須為極大，傳統上，其輸出損失為極大。
相對於此，本實施形態時，即使第3諧波之照射對非晶矽膜賦予熱量較少，於熔化之矽凝固前，亦即，第3諧波之照射後50ns以內，分2次依序照射基本波，以該基本波對熔化部賦予大熱量。藉此，YAG雷射光源11所發之雷射光能量可以在沒有浪費之情形下，高效率地使用於非晶矽膜之加熱。而且，該YAG雷射光源11，有裝置成本低、運轉成本低之優點。基本波，因為能量較高，只有第3諧波及基本波之2者時，一度將基本波當作高能量密度之波來照射。相對於此，本實施形態時，將基本波分割成能量密度與第3諧波相同程度之P波及S波之2個，並以特定之延遲時間延遲，再照射於非晶矽膜之熔化部。所以，本實施形態時，相較於基本波及第3諧波之2個波時，可以較長時間照射大致一定強度之雷射光，而以更高效率使非晶矽膜吸收雷射光之能量。
本發明，並未受限於上述實施形態，可以為各種變形。雷射光源，並未限制為YAG雷射，可以使用各種雷射。因為非晶矽膜吸收短波長之雷射光而不吸收長波長之雷射光，首先，照射能量小但吸收效率良好之短波長之雷射光使非晶矽膜熔化後，一定之延遲時間後，對金屬狀態之熔化矽，分割長波長且能量大之雷射光並照射，係本發明之特徵。所以，可以實施該3階段之雷射光之照射的話，可以使用各種雷射光源。此外，光能量之雷射光，不一定要如上述實施形態之分割成2個，亦可分割成3個以上，只要延遲特定延遲時間即可。此外，分割之程度，如上述實施形態所示，未限定為50%，例如，亦可以變更成40%及60%之分割比例。
例如，上述實施形態時，使用YAG雷射之同一光源，使用第1光學系19而以使基本波比第3諧波延遲之方式來實施2階段之雷射光照射，然而，並未受限於此，亦可使用另一雷射光源來實施短波長照射及其後之長波長照射。此時，只要以第1振盪器輸出長波長之第1脈衝雷射光的時序比第2振盪器輸出短波長之第2脈衝雷射光的時序，延遲特定延遲時間之方式，來控制脈衝之時序即可。
此時，先照射之第2脈衝雷射光，應為波長550nm以下之短波長。若為550nm以下，第2脈衝雷射光，為非晶矽膜所吸收，可以對非晶矽膜充份進行加熱而使其熔化。所以，能量較大之後發的第1脈衝雷射光，波長超過550nm。該波長超過550nm之長波長，難以為非晶矽膜所吸收，而不會使其熔化，可對熔化金屬Si賦予大能量。
此外，上述實施形態時，長波長之第1脈衝雷射光係使用基本波長，然而，亦可使用第2諧波之533nm之雷射光來取代基本波長。該533nm之第2諧波，能量小於基本波長，然而，依對非晶矽膜賦予之整體能量的大小，也可使用第2諧波。
此外，例如，亦可使用第4諧波及第5諧波等。此外，亦可使用LBO結晶(LiB3O5)或KTP結晶(KTiOPO4)來當作第2、第3諧波發生元件，係眾所皆知的事。此外，亦可使用BBO結晶(β-BaB2O4)來當作第4諧波發生元件，係眾所皆知的事。
此外，亦可一邊依序延遲第3諧波、第2諧波、基本波長之雷射光一邊照射非晶矽膜。
[產業利用性]
依據本發明，因為可以使用低成本之雷射光源來實施非晶矽膜之雷射回火，故對使用雷射光之回火技術極為有用。
1．．．雷射光源
2．．．透鏡群
3．．．遮罩
4．．．透明基板
5．．．微透鏡
6．．．被照射體
11．．．YAG雷射光源
12．．．第1波長變換器
13．．．第2波長變換器
14、15、16、23、24、25．．．鏡
17．．．透鏡
18．．．被照射體
19．．．第1光學系
20．．．第2光學系
21．．．第3光學系
22．．．第4光學系
26．．．衰減器
第1圖係雷射回火裝置圖。
第2圖係本發明之實施形態之雷射回火裝置之光源部分的模式圖。
第3圖係本實施形態之動作之雷射光照射時序之曲線圖。
11．．．YAG雷射光源
12．．．第1波長變換器
13．．．第2波長變換器
14、15、16、23、24、25．．．鏡
17．．．透鏡
18．．．被照射體
19．．．第1光學系
20．．．第2光學系
21．．．第3光學系
22．．．第4光學系
26．．．衰減器

Claims (6)

  1. 一種雷射回火方法，其特徵為包含：具有輸出第1脈衝雷射光、及輸出比該第1脈衝雷射光更為高階之諧波之第2脈衝雷射光的雷射照射部，對非晶矽膜照射比該第1脈衝雷射光能量更低且光束強度更低的高階之該第2脈衝雷射光，藉由該第2脈衝雷射光之照射來熔化該非晶矽膜的步驟；於該熔化部凝固前之時點，使比該第2脈衝雷射光能量更高光束且強度更高的低階之該第1脈衝雷射光之一部分比該第2脈衝雷射光之照射延遲第1延遲時間後，照射該非晶矽膜之該熔化部之步驟；以及於該熔化部凝固前之時點，使該第1脈衝雷射光之另一部分或剩餘部分比該第1脈衝雷射光之該部分照射延遲第2延遲時間後，照射該非晶矽膜之該熔化部之步驟；且對於回火對象部，依序賦予該第2脈衝雷射光之能量、及將該第1脈衝雷射光分割成2或複數部分之能量。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之雷射回火方法，其中該第2脈衝雷射光，波長為550nm以下；該第1脈衝雷射光，波長超過550nm。
  3. 一種雷射回火裝置，其特徵為包含：輸出第1脈衝雷射光之第1振盪器、輸出比該第1脈衝雷射光更為高階之諧波之第2脈衝雷射光的第2振盪器、對非晶矽膜照射該第1脈衝雷射光之第1光學系、以及對該非晶矽膜照射該第2脈衝雷射光而形成熔化部之第2光學系；且該第1光學系包含：比利用該第2光學系所進行之該第2脈衝雷射光之照射延遲第1延遲時間來對該非晶矽膜之該熔化部照射該第1脈衝雷射光之一部分的第3光學系；及比利用該第3光學系所進行該第1脈衝雷射光之一部分照射延遲第2延遲時間來對該非晶矽膜之該熔化部照射該第1脈衝雷射光之另一部分或剩餘部分之第4光學系；且該第1延遲時間，係在以比該第1脈衝雷射光能量更低且光 束強度更低的高階之該第2脈衝雷射光照射而使該非晶矽膜熔化後，於熔化部凝固前之時點，照射該第1脈衝雷射光之該部分，該第2延遲時間，係在以比該第2脈衝雷射光能量更高且光束強度更高的低階之該第1脈衝雷射光之該部分照射而維持熔化之該熔化部凝固前之時點，照射該第1脈衝雷射光之該另一部分或剩餘部分。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之雷射回火裝置，其中該第2脈衝雷射光，波長為550nm以下，而該第1脈衝雷射光，波長超過550nm。
  5. 一種雷射回火裝置，其特徵為包含：輸出脈衝振盪之雷射光之基本波的雷射光源、將該基本波變換成1或複數之高階之諧波之1或複數之波長變換器、將該基本波或低階之諧波之第1脈衝雷射光導引至該非晶矽膜並進行照射之第1光學系、以及將比該第1脈衝雷射光更為高階之諧波之第2脈衝雷射光導引至該非晶矽膜並進行照射來形成熔化部之第2光學系；且該第1光學系包含：比利用該第2光學系進行該第2脈衝雷射光之照射延遲第1延遲時間來對該非晶矽膜之該熔化部照射該第1脈衝雷射光之一部分的第3光學系、及比利用該第3光學系進行該第1脈衝雷射光之一部分照射延遲第2延遲時間來對該非晶矽膜之該熔化部照射該第1脈衝雷射光之該另一部分或剩餘部分之第4光學系；且該第1延遲時間，係在以比該第1脈衝雷射光能量更低且光束強度更低的高階之該第2脈衝雷射光照射而使該非晶矽膜熔化後，於熔化部凝固前之時點，照射該第1脈衝雷射光之該部分者，該第2延遲時間，係在以比該第2脈衝雷射光能量更高且光束強度更高的低階之該第1脈衝雷射光之該部分照射而維持熔化之該熔化部凝固前之時點，照射該第1脈衝雷射光之該另一部分或剩餘部分者。
  6. 如申請專利範圍第5項所記載之雷射回火裝置，其中 該雷射光源係基本波之波長為1064nm之YAG雷射光源；該第1脈衝雷射光，係該基本波或波長為533nm之第2諧波；該第2脈衝雷射光，係波長為355nm之第3諧波。
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