CN110998795A - 激光照射装置、薄膜晶体管的制造方法及投影掩模 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征在于，具备：光源，其产生激光；投影透镜，其向被覆于基板上的非晶硅薄膜的规定的区域照射激光；及投影掩模图案，其设置在投影透镜上，并设有多个开口部以对于非晶硅薄膜的规定的区域照射激光，投影透镜经由投影掩模图案而对于沿规定的方向移动的基板上的非晶硅薄膜的规定的区域照射激光，投影掩模图案在与移动的方向正交的一列中，至少相邻的开口部的面积互不相同。

Description

激光照射装置、薄膜晶体管的制造方法及投影掩模
技术领域
本发明涉及薄膜晶体管的形成，特别是涉及向非晶硅薄膜照射激光而用于形成多晶硅薄膜的激光照射装置、薄膜晶体管的制造方法及投影掩模。
背景技术
作为反向交错结构的薄膜晶体管，存在有将非晶硅薄膜使用于沟道区域的结构。不过，非晶硅薄膜由于电子迁移率小，因此如果将该非晶硅薄膜使用于沟道区域，则存在薄膜晶体管中的电荷的迁移率减小的难点。
因此，存在如下技术：通过利用激光将非晶硅薄膜的规定的区域瞬间加热而实现多晶体化，形成电子迁移率高的多晶硅薄膜，并将该多晶硅薄膜使用于沟道区域。
例如，专利文献1公开了如下内容：在基板上形成非晶硅薄膜，然后，向该非晶硅薄膜照射准分子激光器等的激光来进行激光退火，由此，通过短时间内的熔融凝固来进行使多晶硅薄膜晶体化的处理。专利文献1记载了如下内容：通过进行该处理而能够使薄膜晶体管的源极与漏极间的沟道区域成为电子迁移率高的多晶硅薄膜，从而能够实现晶体管动作的高速化。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-100537号公报
发明内容
发明概要
发明要解决的课题
在专利文献1记载的薄膜晶体管中，源极与漏极间的沟道区域通过一处(一个)多晶硅薄膜形成。因此，薄膜晶体管的特性依赖于一处(一个)多晶硅薄膜。
在此，准分子激光器等的激光的能量密度在其每次照射(发射)时都产生偏差，因此使用该激光形成的多晶硅薄膜的电子迁移率也产生偏差。因此，使用该多晶硅薄膜形成的薄膜晶体管的特性也依赖于激光的能量密度的偏差。
其结果是，基板所包含的多个薄膜晶体管的特性可能会产生偏差。
本发明的目的鉴于上述问题点而作出，提供能够抑制基板所包含的多个薄膜晶体管的特性的偏差的激光照射装置、薄膜晶体管的制造方法及投影掩模。
用于解决课题的方案
本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征在于，具备：光源，其产生激光；投影透镜，其向被覆于基板上的非晶硅薄膜的规定的区域照射所述激光；及投影掩模图案，其设置在所述投影透镜上，并设有多个开口部以对于所述非晶硅薄膜的规定的区域照射所述激光，所述投影透镜经由所述投影掩模图案而对于沿规定的方向移动的所述基板上的所述非晶硅薄膜的规定的区域照射所述激光，所述投影掩模图案在与所述移动的方向正交的一列中，至少相邻的所述开口部的面积互不相同。
本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征也可以在于，所述投影透镜为能够分离所述激光的微透镜阵列所包含的多个微透镜，所述投影掩模图案在与所述移动的方向正交的一列的微透镜所对应的开口部中，至少相邻的所述开口部的面积互不相同。
本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征也可以在于，从所述光源照射的激光在一次的照射中，经由与所述正交的一列对应的微透镜而向所述非晶硅薄膜的规定的区域照射，所述投影透镜对于与所述移动的方向正交的一列所包含的所述非晶硅薄膜的规定的区域中的至少相邻的所述规定的区域，照射不同的照射范围的激光。
本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征也可以在于，所述投影掩模图案的与所述移动的方向的一行对应的微透镜所对应的多个开口部的总面积设定为规定的值。
本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征也可以在于，所述投影掩模图案在与所述移动的方向的一行的微透镜对应的开口部中，至少相邻的所述开口部的面积互不相同。
本发明的一个实施方式的激光照射装置的特征也可以在于，所述投影透镜向被覆在对应于薄膜晶体管所包含的源电极与漏电极之间对应的区域的非晶硅薄膜照射激光，从而形成多晶硅薄膜。
本发明的一个实施方式的激光照射方法的特征在于，包括：产生激光的第一步骤；使用设有包含多个开口部在内的投影掩模图案的投影透镜，向被覆于基板上的非晶硅薄膜的规定的区域照射所述激光的第二步骤；及每当照射所述激光时，使所述基板沿规定的方向移动的第三步骤，在第二步骤中，经由在与所述移动的方向正交的一列中至少相邻的所述开口部的面积互不相同的所述投影掩模图案，来照射所述激光。
本发明的一个实施方式的激光照射方法的特征也可以在于，所述投影透镜为能够分离所述激光的微透镜阵列所包含的多个微透镜，在第二步骤中，经由在与所述移动的方向正交的一列的微透镜所对应的开口部中至少相邻的所述开口部的面积互不相同的所述投影掩模图案，来照射所述激光。
本发明的一个实施方式的激光照射方法的特征也可以在于，从所述光源照射的激光在一次的照射中，经由与所述正交的一列对应的微透镜，向所述非晶硅薄膜的规定的区域照射，在所述第二步骤中，所述激光对于与所述移动的方向正交的一列包含的所述非晶硅薄膜的规定的区域中的至少相邻的所述规定的区域，照射不同的照射范围的激光。
本发明的一个实施方式的激光照射方法的特征也可以在于，在第二步骤中，经由与所述移动的方向的一行对应的微透镜所对应的多个开口部的总面积设定为规定的值的投影掩模图案，对于所述非晶硅薄膜的规定的区域照射激光。
本发明的一个实施方式的激光照射方法的特征也可以在于，在第二步骤中，经由在与所述移动的方向的一行的微透镜对应的开口部中至少相邻的所述开口部的面积互不相同的投影掩模图案，对于所述非晶硅薄膜的规定的区域照射激光。
本发明的一个实施方式的激光照射方法的特征也可以在于，在所述第二步骤中，向被覆在对应于薄膜晶体管所包含的源电极与漏电极之间的区域的非晶硅薄膜的规定的区域照射激光，从而形成多晶硅薄膜。
本发明的一个实施方式的投影掩模配置在照射从光源产生的激光的投影透镜上，其特征在于，所述投影掩模设有多个开口部，以对于被覆在沿规定的方向移动的基板的非晶硅薄膜的规定的区域照射所述激光，所述多个开口部的各个开口部在与所述规定的方向正交的一列中，至少相邻的所述开口部的面积互不相同。
发明效果
根据本发明，提供能够抑制基板所包含的多个薄膜晶体管的特性的偏差的激光照射装置、薄膜晶体管的制造方法及投影掩模。
附图说明
图1是表示激光照射装置10的结构例的图。
图2是表示微透镜阵列13的结构例的图。
图3是表示规定的区域被进行了退火处理的薄膜晶体管20的例子的示意图。
图4是表示激光照射装置10照射激光14的基板30的例子的示意图。
图5是表示激光照射装置10照射激光14的基板30的另一例的示意图。
图6是表示在微透镜阵列13设置的投影掩模图案15的结构例的示意图。
图7是表示在微透镜阵列13设置的投影掩模图案15的另一结构例的示意图。
图8是表示激光照射装置10的另一结构例的图。
具体实施方式
以下，关于本发明的实施方式，参照附图进行具体说明。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式的激光照射装置10的结构例的图。
在本发明的第一实施方式中，激光照射装置10是在薄膜晶体管(TFT)20那样的半导体装置的制造工序中，例如对沟道区域形成预定区域照射激光进行退火处理而用于实现该沟道区域形成预定区域的多晶体化的装置。
激光照射装置10例如在形成液晶显示装置的周边电路等像素的薄膜晶体管时使用。在形成这样的薄膜晶体管的情况下，首先，在基板30上通过溅射而图案形成由Al等的金属膜构成的栅电极。并且，通过低温等离子体CVD法，在基板30上的整面形成由SiN膜构成的栅极绝缘膜。然后，在栅极绝缘膜上，例如通过等离子体CVD法形成非晶硅薄膜21。即，在基板30的整面形成(被覆)非晶硅薄膜21。最后，在非晶硅薄膜21上形成二氧化硅(SiO2)膜。并且，通过图1例示的激光照射装置10，向非晶硅薄膜21的栅电极上的规定的区域(在薄膜晶体管20中成为沟道区域的区域)照射激光14进行退火处理，对该规定的区域进行多晶体化而实现多晶硅化。需要说明的是，基板30例如为玻璃基板，但基板30未必非要为玻璃原料，也可以是由树脂等原料形成的树脂基板等任意的原料的基板。
如图1所示，在激光照射装置10中，从激光源11射出的激光14通过耦合光学***12扩张光束直径，实现亮度分布的均匀化。激光源11是例如将波长为308nm或248nm等的激光14以规定的反复周期进行放射的准分子激光器。
然后，激光14通过设置在微透镜阵列13上的投影掩模图案15(未图示)的多个开口部(透过区域)而分离成多个激光14，向非晶硅薄膜21的规定的区域照射。在微透镜阵列13设置投影掩模图案15，通过该投影掩模图案15而向规定的区域照射激光14。并且，非晶硅薄膜21的规定的区域被瞬间加热而熔融，非晶硅薄膜21的一部分成为多晶硅薄膜22。需要说明的是，投影掩模图案15也可以称为投影掩模。
多晶硅薄膜22与非晶硅薄膜21相比电子迁移率高，在薄膜晶体管20中，使用于将源极23与漏极24电连接的沟道区域。需要说明的是，在图1的例子中，示出使用了微透镜阵列13的例子，但是未必非要使用微透镜阵列13，也可以使用1个投影透镜来照射激光14。需要说明的是，在实施方式一中，以使用微透镜阵列13形成多晶硅薄膜22的情况为例进行说明。
图2是表示退火处理使用的微透镜阵列13的结构例的图。如图2所示，在微透镜阵列13中，在扫描方向的一列(或一行)配置20个微透镜17。激光照射装置1使用微透镜阵列13的一列(或一行)所包含的20个微透镜17的至少一部分，对于非晶硅薄膜21的规定的区域照射激光14。需要说明的是，微透镜阵列13所包含的一列(或一行)的微透镜17的个数并不局限于20个，可以为任意个。
如图2所示，微透镜阵列13在其一列(或一行)包含20个微透镜17，但是在一行(或一列)包含例如83个。需要说明的是，83个为例示，当然可以为任意个。
图3是表示规定的区域被进行了退火处理的薄膜晶体管20的例子的示意图。需要说明的是，通过以下方法制作薄膜晶体管20：首先形成多晶硅薄膜22，然后，在所形成的多晶硅薄膜22的两端形成源极23和漏极24。
如图3所示，薄膜晶体管20在源极23与漏极24之间形成有多晶硅薄膜22。激光照射装置10使用图3所示的微透镜阵列13的一列(或一行)所包含的例如20个微透镜17，对于非晶硅薄膜21的规定的区域照射激光14。即，激光照射装置10对于非晶硅薄膜21的规定的区域照射20发射的激光14。其结果是，在成为薄膜晶体管20的区域中，非晶硅薄膜21的规定的区域被瞬间加热而熔融，成为多晶硅薄膜22。
图4是表示激光照射装置10照射激光14的基板30的例子的示意图。需要说明的是，基板30未必非要为玻璃原料，也可以为由树脂等原料形成的树脂基板等任意原料的基板。如图4所示，基板30包含多个像素31，在该像素31的各个像素31具备薄膜晶体管20。薄膜晶体管20通过电气性地进行ON/OFF来执行多个像素31的各自的光的透过控制。在基板30的整面设置有非晶硅薄膜21。该非晶硅薄膜21的规定的区域是成为薄膜晶体管20的沟道区域的部分。
激光照射装置10向非晶硅薄膜21的规定的区域(在薄膜晶体管20中成为沟道区域的区域)照射激光14。在此，激光照射装置10以规定的周期照射激光14，在未照射激光14的时间使基板30移动，从而向下一个非晶硅薄膜21的规定的区域照射该激光14。如图4所示，基板30在其整面配置有非晶硅薄膜21。并且，激光照射装置10以规定的周期向基板30上配置的非晶硅薄膜21的规定的区域照射激光14。
并且，激光照射装置10使用微透镜阵列13，对于基板上的非晶硅薄膜21的规定的区域照射激光14。激光照射装置10例如对于设置(被覆)于基板30的整面的非晶硅薄膜21中的图4所示的区域A照射激光14。并且，激光照射装置10对于设置(被覆)于基板30的整面的非晶硅薄膜21中的图4所示的区域B也照射激光14。
在此，激光照射装置10为了进行退火处理，可考虑使用图2所示的微透镜阵列13的一列(或一行)所包含的20个微透镜17的各个微透镜17来照射激光14的情况。
在该情况下，设置(被覆)于基板30的整面的非晶硅薄膜21中的图4的区域A首先使用图2所示的微透镜阵列13所包含的第一微透镜17a被照射激光14。然后，使基板30移动规定的间隔“H”。在基板30的移动的期间，激光照射装置10可以停止激光14的照射。并且，在基板30移动了“H”之后，非晶硅薄膜21中的图4的区域A使用图2所示的微透镜阵列13包含的第二微透镜17b被照射激光14。需要说明的是，激光照射装置10可以在基板30移动的期间停止激光14的照射，也可以对于继续移动的该基板30照射激光14。
需要说明的是，激光照射装置10的照射头(即，激光源11、耦合光学***12、微透镜阵列13及投影掩模图案15)可以相对于基板30移动。
激光照射装置10将上述过程反复执行，最后，对于非晶硅薄膜21中的图4的区域A，使用图2所示的微透镜阵列13的微透镜17t(即，最后的微透镜17)来照射激光14。其结果是，非晶硅薄膜21中的区域A使用图2所示的微透镜阵列13的一列(或一行)所包含的20个微透镜17的各个微透镜17被照射激光14。
同样地，激光照射装置10对于非晶硅薄膜21中的图4的区域B，也使用图2所示的微透镜阵列13的一列(或一行)所包含的20个微透镜17的各个微透镜17来照射激光14。不过，区域B与区域A相比，相对于基板的移动方向而位置错来“H”，因此照射激光14的时机延迟1照射量。即，在区域A使用第二微透镜17b被照射激光14时，区域B使用第一微透镜17a被照射激光14。并且，在区域A使用第二十微透镜17t(即，最后的微透镜17)被照射激光14时，区域B使用前一个的第十九微透镜17s被照射激光。并且，区域B在下一个激光的照射的时机，使用第二十微透镜17t(即，最后的微透镜17)被照射激光。
即，非晶硅薄膜21中的图4的区域A与区域B最后被照射的激光14不同。
在此，在准分子激光器中，脉冲间的稳定性为0.5％左右。即，在激光照射装置10中，每1发射在其激光14的能量密度中产生0.5％左右的偏差。因此，通过激光照射装置10形成的多晶硅薄膜22的电子迁移率也可能会产生偏差。并且，通过被照射激光14而形成的多晶硅薄膜22的电子迁移率依赖于向该多晶硅薄膜22最后照射的激光14的能量密度、即最后发射的能量密度。
因此，非晶硅薄膜21的规定的区域中的区域A与区域B由于最后被照射的激光不同，因此形成的多晶硅薄膜22的电子迁移率互不相同。
另一方面，非晶硅薄膜21的规定的区域中的区域A彼此由于最后被照射的激光14相同，因此在区域A内，形成的多晶硅薄膜22的电子迁移率相同。这关于区域B包含的非晶硅薄膜21的规定的区域彼此也同样，在区域B内，形成的多晶硅薄膜22的电子迁移率相同。即，在基板上，虽然在相互相邻的区域间电子迁移率互不相同，但是相同区域内的非晶硅薄膜21的规定的区域彼此的电子迁移率相同。
该情况成为在液晶画面中产生显示不均的原因。如图5(a)例示的那样，区域A与区域B的交界为“线状”，因此互不相同的特性的薄膜晶体管20在该“线上”的交界处对接，其特性的差异引起的显示的差异(例如颜色的深浅等的差异)成为“线”来表示。其结果是，在液晶画面中显示不均成为“痕纹”，突显为无法忽视的程度。
因此，在本发明的第一实施方式中，图4所示的同一区域内(例如区域A内)所包含的多个非晶硅薄膜21的规定的区域中的至少相邻的非晶硅薄膜21的规定的区域以互不相同的照射范围被照射激光14。其结果是，在同一区域内(例如区域A内)，向相邻的非晶硅薄膜21的规定的区域照射的激光14的照射范围互不相同。其结果是，在同一区域内(例如区域A内)，相邻的多晶硅薄膜22的电子迁移率互不相同。这样的话，在同一区域内(例如区域A内)，相邻的薄膜晶体管20的特性也不同。这样的话，在基板30整体中，相互相邻的薄膜晶体管20的特性互不相同，该特性的差异引起的显示的差异(例如颜色的深浅等的差异)表现为“线状”的情况消失。因此，在液晶画面中显示不均不会成为“痕纹”，能够防止该显示不均的突显。
图5是用于说明在基板30中相邻的薄膜晶体管20引起的显示不均的产生的有无的图。在图5(a)中，区域A内的多个薄膜晶体管20的特性为特性A相同，区域B内的多个薄膜晶体管20的特性为特性B相同。其结果是，在区域A与区域B的“线状”的交界处，特性A的薄膜晶体管20与特性B的薄膜晶体管20对接，特性的差异引起的显示的差异成为“线状”地表现。因此，在液晶画面中，显示不均成为“痕纹”而突显。
另一方面，在图5(b)中，同一区域内(区域A/区域B)的相邻的薄膜晶体管20为互不相同的特性，因此特性的差异引起的显示的差异分散，特性的差异引起的显示的差异未表现成为“线状”。因此，在液晶画面中能够减少显示不均。
为了实现上述的内容，在本发明的第一实施方式中，激光照射装置10使对于非晶硅薄膜21的规定的区域照射的激光14的照射范围按照各规定的区域而互不相同。
其结果是，在图3所示的同一区域内(例如区域A内)，对于相邻的非晶硅薄膜21的规定的区域照射的激光14的照射范围互不相同。即，对于同一区域内(例如区域A内)所包含的多个非晶硅薄膜21中的至少相邻的非晶硅薄膜21的规定的区域，以互不相同的照射范围照射激光14。其结果是，在同一区域内(例如区域A内)，向相邻的非晶硅薄膜21的规定的区域最后照射的激光14的照射范围也互不相同。其结果是，在同一区域内(例如区域A内)，相邻的多晶硅薄膜22的电子迁移率互不相同。
如上所述，为了使激光14的照射范围不同，在本发明的第一实施方式中，设置在微透镜阵列13上的投影掩模图案15的开口部(透过区域)中的至少相邻的开口部各自成为互不相同的形状(或面积)。换言之，在投影掩模图案15中相邻的开口部的形状(面积、大小及/或尺寸)互不相同。
图6是表示本发明的第一实施方式的投影掩模图案15的开口部16(透过区域)的结构例的图。图6例示的开口部16是在投影掩模图案15中与图2例示的微透镜阵列13的A列所对应的区域的开口部16的结构例。
如图6所示，在投影掩模图案15设有激光14透过的开口部16(透过区域)。激光14透过该透过区域16，向非晶硅薄膜21的规定的区域投射。如图6例示那样，在本发明的第一实施方式中，投影掩模图案15的一列所包含的开口部16(透过区域)中的相互相邻的开口部16(透过区域)成为互不相同的形状(面积、大小及/或尺寸)。具体而言，如图6例示的那样，相互相邻的开口部16A与开口部16B的形状(面积、大小及/或尺寸)互不相同。而且，相互相邻的开口部16B与开口部16C的形状(面积、大小及/或尺寸)也互不相同。像这样，在投影掩模图案15的一列中，至少相邻的开口部16的形状(面积、大小及/或尺寸)互不相同。
图6例示的在投影掩模图案15设置的开口部16的各个开口部16例如其形状为大致长方形或大致梯形，其长边为约100[μm]。另一方面，开口部16的宽度至少在相邻的开口部16(例如，开口部16A与开口部16B)中不同，例如设定为25～50[μm]的范围。需要说明的是，投影掩模图案15的开口部16的形状、面积、大小及/或尺寸为例示，只要对应于微透镜17的大小即可，可以为任意的大小。而且，开口部16的形状也为例示，并不局限于长方形或梯形，可以为任意的形状。
需要说明的是，在图6的例子中，开口部16的长边在任一开口部16中都为大致相同的长度，但是该长边的长度可以不同。例如，在图6中，在开口部16A与开口部16B中，开口部16的长度可以不同。
图7是表示投影掩模图案15的结构例的另一图。如图7所示，投影掩模图案15以与图2例示的微透镜阵列13包含的微透镜17的各个微透镜17对应的方式设置开口部16。例如，投影掩模图案15在一行(即，区域I或区域X)设置20个开口部16。并且，如图7例示的那样，在投影掩模图案15的一列(例如A列或B列)中，至少相互相邻的开口部16的形状(面积、大小及/或尺寸)互不相同。例如，在图7中，在A列中，作为相互相邻的开口部16的区域X与区域Z的开口部16的形状(面积、大小及/或尺寸)互不相同。而且，在图7中，在B列中，作为相互相邻的开口部16的区域X与区域Z的开口部16的形状(面积、大小及/或尺寸)互不相同。像这样，在投影掩模图案15中，沿着与基板30的扫描方向正交的方向相邻的开口部16的形状(面积、大小及/或尺寸)互不相同。需要说明的是，在投影掩模图案15中，沿着与基板30的扫描方向平行的方向(即，扫描方向)相邻的开口部16的形状(面积、大小及/或尺寸)也可以互不相同。
另外，如图7例示的那样，在投影掩模图案15的一行(例如，图7的区域I)中，相互相邻的一列(例如，区域I中的A列与B列)的开口部16的形状(面积、大小及/或尺寸)可以互不相同。例如，在图7中，在区域X中，B列与C列的开口部16的形状(面积、大小及/或尺寸)可以互不相同。
需要说明的是，在投影掩模图案15的一行(图7的区域I或区域X)中，20个开口部16的总面积优选设定为规定的值(规定的面积)。即，图7例示的投影掩模图案15的区域I的A列～T列的开口部16的总面积、区域X的A列～T列的开口部16的总面积都设定为规定的值(规定的面积)。其结果是，无论使用投影掩模图案15的哪一“行”，向非晶硅薄膜21的规定的区域照射的激光14的照射面积的总和均为恒定。需要说明的是，在投影掩模图案15的一行(图7的区域I或区域X)中，20个开口部16的总面积未必非要设定为规定的值(规定的面积)，激光14的照射面积也可以根据“行”而不同。
在图7的例子中，投影掩模图案15的开口部(透过区域)16以与基板30的移动方向(扫描方向)正交的方式设置。需要说明的是，投影掩模图案15的开口部(透过区域)16未必非要与基板30的移动方向(扫描方向)正交，也可以与该移动方向(扫描方向)平行(大致平行)地设置。
激光照射装置10使用图7所示的投影掩模图案15，向图4例示的基板30照射激光14。其结果是，在图4例示的基板30中，例如区域X的非晶硅薄膜21的规定的区域使用由图7例示的区域X的A列～T列遮蔽的20个微透镜17被照射激光14。另一方面，其相邻的区域Z的薄膜晶体管20使用由图7例示的区域X的A列～T列遮蔽的20个微透镜17被照射激光14。其结果是，在图4例示的基板30中，在扫描方向的区域(即，区域I或区域II)中，相邻的区域的非晶硅薄膜21的规定的区域通过相互不同列的微透镜17被照射激光14。因此，在图4例示的基板30中，在扫描方向的区域(即，区域X或区域Z)中，相邻的区域的薄膜晶体管20成为互不相同的特性。
另外，在与扫描方向正交的区域(图4例示的区域A或区域B)之间，如上所述，被照射的激光14不同，因此相邻的区域的薄膜晶体管20成为互不相同的特性。
其结果是，在基板30整体中，相邻的薄膜晶体管20成为互不相同的特性。因此，薄膜晶体管20的特性的差异引起的显示的差异(例如颜色的深浅等的差异)被分散，未表现为线状。因此，在液晶画面中，显示不均不会成为“痕纹”，能够防止该显示不均突显的情况。
在本发明的第一实施方式中，基板30每当被1个微透镜17照射激光14时，移动规定的距离。如图4例示的那样，规定的距离是基板30中的多个薄膜晶体管20之间的距离“H”。激光照射装置10在使基板30移动该规定的距离的期间，停止激光14的照射。
在基板30移动了规定的距离“H”之后，激光照射装置10使用微透镜阵列13所包含的微透镜17，照射激光14。需要说明的是，在本发明的第一实施方式中，由于使用图7所示的投影掩模图案15，因此对于1个非晶硅薄膜21，通过互不相同的形状(面积、大小及/或尺寸)的照射范围的20个微透镜17来照射激光14。
并且，在基板30的非晶硅薄膜21的规定的区域使用激光退火形成了多晶硅薄膜22之后，在另外的工序中，在该薄膜晶体管20形成源极23和漏极24。
这样，在本发明的第一实施方式中，在基板30整体中，相互相邻的薄膜晶体管20的特性互不相同，该特性的差异引起的显示的差异(例如颜色的深浅等的差异)表现为“线状”的情况消失。因此，在液晶画面中显示不均不会成为“痕纹”，能够防止该显示不均的突显。
(第二实施方式)
本发明的第二实施方式是取代微透镜阵列13而使用1个投影透镜18进行激光退火的情况的实施方式。
图8是表示本发明的第二实施方式的激光照射装置10的结构例的图。如图8所示，本发明的第二实施方式的激光照射装置10包括激光源11、耦合光学***12、投影掩模图案15、投影透镜18。需要说明的是，激光源11和耦合光学***12是与图1所示的本发明的第一实施方式中的激光源11和耦合光学***12同样的结构，因此省略详细的说明。另外，投影掩模图案是与本发明的第一实施方式中的投影掩模图案同样的结构，因此省略详细的说明。
在第二实施方式中，投影掩模图案15例如是图6或7例示的投影掩模图案15。但是，投影掩模图案15的掩模图案由于以投影透镜18的光学***的倍率被换算，因此可以是与图6或图7例示的投影掩模图案的形状(面积、大小及/或尺寸)不同的投影掩模图案。激光透过投影掩模图案15的开口部16(透过区域)，由投影透镜18向非晶硅薄膜21的规定的区域照射。其结果是，非晶硅薄膜21的规定的区域被瞬间加热而熔融，非晶硅薄膜21的一部分成为多晶硅薄膜22。
在本发明的第二实施方式中，激光照射装置10也以规定的周期照射激光14，在未照射激光14的时间使基板30移动，从而向下一非晶硅薄膜21的部位照射该激光14。在第二实施方式中，也如图3所示，基板30在其整面配置有非晶硅薄膜21。并且，激光照射装置10以规定的周期向配置在基板30上的非晶硅薄膜21的规定的区域照射激光14。
在此，在使用投影透镜18的情况下，激光14以该投影透镜18的光学***的倍率被换算。即，投影掩模图案15的图案以投影透镜18的光学***的倍率被换算，在基板30上形成(被覆)的非晶硅薄膜21的规定的区域被激光退火。
即，投影掩模图案15的掩模图案以投影透镜18的光学***的倍率被换算，在基板30上形成(被覆)的非晶硅薄膜21的规定的区域被激光退火。例如，当投影透镜18的光学***的倍率为约2倍时，投影掩模图案15的掩模图案为约1/2(0.5)倍，基板30的规定的区域被激光退火。需要说明的是，投影透镜18的光学***的倍率并不局限于约2倍，可以为任意的倍率。投影掩模图案15的掩模图案根据投影透镜18的光学***的倍率而对基板30上的规定的区域进行激光退火。例如，如果投影透镜18的光学***的倍率为4倍，则投影掩模图案15的掩模图案为约1/4(0.25)倍，在基板30上形成(被覆)的非晶硅薄膜21的规定的区域被激光退火。
另外，在投影透镜18形成倒立像的情况下，向基板30上形成(被覆)的非晶硅薄膜21照射的投影掩模图案15的缩小像成为以投影透镜18的透镜的光轴为中心而旋转了180度的图案。另一方面，在投影透镜18形成正立像的情况下，向基板30上形成(被覆)的非晶硅薄膜21照射的投影掩模图案15的缩小像保持该投影掩模图案15的原样。
如上所述，在本发明的第二实施方式中，不会存在如下的情况：即便在使用1个投影透镜18进行了激光退火的情况下，在基板30整体中，相互相邻的薄膜晶体管20的特性也互不相同，该特性的差异引起的显示的差异(例如颜色的深浅等的差异)表现为“线状”的情况消失。因此，在液晶画面上，显示不均不会成为“痕纹”，能够防止该显示不均被突显的情况。
需要说明的是，在以上的说明中，存在“垂直”、“平行”、“平面”、“正交”等记载的情况下，这些各记载不是严格的意思。即，“垂直”、“平行”、“平面”、“正交”容许设计上或制造上等的公差或误差，是指“实质上垂直”、“实质上平行”、“实质上平面”、“实质上正交”这样的意思。需要说明的是，在此的公差或误差是指不脱离本发明的结构、作用、效果的范围内的单位的公差或误差。
另外，在以上的说明中，外观上的尺寸或大小存在“相同”、“相等”、“不同”等记载的情况下，这些各记载不是严格的意思。即，“相同”、“相等”、“不同”容许设计上或制造上等的公差或误差，是指“实质上相同”、“实质上相等”、“实质上不同”这样的意思。需要说明的是，在此的公差或误差是指不脱离本发明的结构、作用、效果的范围的单位的公差或误差。
请注意的是，虽然基于各附图或实施方式而说明了本发明，但如果是本领域技术人员，则应注意基于本公开容易进行各种变形或修正的情况。因此，应留意这些变形或修正包含于本发明的范围的情况。例如，各手段、各步骤等包含的功能等可以在逻辑上不矛盾地再配置，可以将多个手段或步骤等组成为一个或者分割。而且，可以将上述实施方式所示的结构适当组合。
附图标记说明
10 激光照射装置
11 激光源
12 耦合光学***
13 微透镜阵列
14 激光
15 投影掩模图案
16 开口部(透过区域)
17 微透镜
18 投影透镜
20 薄膜晶体管
21 非晶硅薄膜
22 多晶硅薄膜
23 源极
24 漏极
30 基板

Claims (13)

1.一种激光照射装置，其特征在于，具备：
光源，其产生激光；
投影透镜，其向被覆于基板上的非晶硅薄膜的规定的区域照射所述激光；及
投影掩模图案，其设置在所述投影透镜上，并设有多个开口部以对于所述非晶硅薄膜的规定的区域照射所述激光，
所述投影透镜经由所述投影掩模图案而对于沿规定的方向移动的所述基板上的所述非晶硅薄膜的规定的区域照射所述激光，
所述投影掩模图案在与所述移动的方向正交的一列中，至少相邻的所述开口部的面积互不相同。
2.根据权利要求1所述的激光照射装置，其特征在于，
所述投影透镜为能够分离所述激光的微透镜阵列所包含的多个微透镜，
所述投影掩模图案在与所述移动的方向正交的一列的微透镜所对应的开口部中，至少相邻的所述开口部的面积互不相同。
3.根据权利要求2所述的激光照射装置，其特征在于，
从所述光源照射的激光在一次的照射中，经由与所述正交的一列对应的微透镜而向所述非晶硅薄膜的规定的区域照射，
所述投影透镜对于与所述移动的方向正交的一列所包含的所述非晶硅薄膜的规定的区域中的至少相邻的所述规定的区域，照射不同的照射范围的激光。
4.根据权利要求2或3所述的激光照射装置，其特征在于，
所述投影掩模图案的、与所述移动的方向的一行对应的微透镜所对应的多个开口部的总面积设定为规定的值。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的激光照射装置，其特征在于，
所述投影掩模图案在与所述移动的方向的一行的微透镜对应的开口部中，至少相邻的所述开口部的面积互不相同。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的激光照射装置，其特征在于，
所述投影透镜向被覆在对应于薄膜晶体管所包含的源电极与漏电极之间的区域的非晶硅薄膜照射激光，从而形成多晶硅薄膜。
7.一种薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，包括：
从光源产生激光的第一步骤；
使用设有包含多个开口部在内的投影掩模图案的投影透镜，向被覆于基板上的非晶硅薄膜的规定的区域照射所述激光的第二步骤；及
每当照射所述激光时，使所述基板沿规定的方向移动的第三步骤，
在第二步骤中，经由在与所述移动的方向正交的一列中至少相邻的所述开口部的面积互不相同的所述投影掩模图案，来照射所述激光。
8.根据权利要求7所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，
所述投影透镜为能够分离所述激光的微透镜阵列所包含的多个微透镜，
在第二步骤中，经由在与所述移动的方向正交的一列的微透镜所对应的开口部中至少相邻的所述开口部的面积互不相同的所述投影掩模图案，来照射所述激光。
9.根据权利要求7所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，
从所述光源照射的激光在一次的照射中，经由与所述正交的一列对应的微透镜，向所述非晶硅薄膜的规定的区域照射，
在所述第二步骤中，所述激光对于与所述移动的方向正交的一列所包含的所述非晶硅薄膜的规定的区域中的至少相邻的所述规定的区域，照射不同的照射范围的激光。
10.根据权利要求7或8所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，
在第二步骤中，经由与所述移动的方向的一行对应的微透镜所对应的多个开口部的总面积设定为规定的值的投影掩模图案，对于所述非晶硅薄膜的规定的区域照射激光。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，
在第二步骤中，经由在与所述移动的方向的一行的微透镜对应的开口部中至少相邻的所述开口部的面积互不相同的投影掩模图案，对于所述非晶硅薄膜的规定的区域照射激光。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，
在所述第二步骤中，向被覆在对应于薄膜晶体管所包含的源电极与漏电极之间的区域的非晶硅薄膜的规定的区域照射激光，从而形成多晶硅薄膜。
13.一种投影掩模，其配置在照射从光源产生的激光的投影透镜上，其特征在于，
所述投影掩模设有多个开口部，以对于被覆于沿规定的方向移动的基板的非晶硅薄膜的规定的区域照射所述激光，
所述多个开口部的各个开口部在与所述规定的方向正交的一列中，至少相邻的所述开口部的面积互不相同。
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