TW202032631A - 雷射退火方法及雷射退火裝置 - Google Patents

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Abstract

具備：種晶區域形成工程，其係進行對非晶矽膜的表面，照射由被非晶矽所吸收的波長範圍的第1雷射光而成的第1雷射射束點，使非晶矽熔融的第1照射，而形成種晶區域；及改質區域形成工程，其係進行在對前述種晶區域進行前述第1照射而使矽熔融的狀態下，將由被經熔融的矽所吸收的波長範圍的第2雷射光而成的第2雷射射束點，照射在與前述第1雷射射束點相鄰接的區域的第2照射，以前述種晶區域為起點而使與該種晶區域呈連續的改質區域的結晶矽成長。

Description

雷射退火方法及雷射退火裝置
本發明係關於雷射退火方法及雷射退火裝置。
近年來，已知藉由對非晶矽膜照射連續振盪雷射光，形成在非晶矽膜內的結晶的粒徑變大而形成擬單晶矽膜。藉由將該擬單晶矽膜適用在薄膜電晶體(TFT)的通道層，可加大通道層的移動度。
在習知之藉由連續振盪雷射光所為之雷射退火方法中，係以有對被退火的非晶矽膜的吸收的波長，使用單一波長的雷射來進行雷射退火處理。尤其，對非晶矽膜為吸收率高的雷射波長係成為紫外，因此在半導體雷射中，係必須為波長範圍為400~450nm左右者。但是，半導體雷射的輸出係數W左右，為了在寬廣區域進行雷射退火處理，提案出將複數半導體雷射彙總而取得輸出的構造。因此，在習知之藉由連續振盪雷射光所為之雷射退火方法中，係有雷射退火處理的效率差、且成為高成本的問題。
以其他習知之雷射退火方法而言，已知將可見光線以下的波長的第1雷射射束，以在照射面成為長射束的方式進行加工，且在該第1雷射射束中，對能量密度低的部分照射由基本波而成的第2雷射射束的技術(參照例如專利文獻1)。在該習知之雷射退火方法中，以雷射而言，係使用氣體雷射、固體雷射、及金屬雷射。
在專利文獻1所揭示的雷射退火方法中，以包圍在第1雷射射束的照射面的射束的外周而覆蓋的方式配置第2雷射射束來補足能量密度。由第1雷射射束的能量密度的分布算出將第2雷射射束疊合的區域，而將相疊合的區域全體中的能量密度平均化。在專利文獻1所揭示的雷射退火方法中，為了進行能量密度的平均化，雷射射束的預定的入射角度之時，設法在基板的表面的反射光、與來自基板的背面的反射光不相干擾而成為一樣的雷射射束。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2010-283073號公報
(發明所欲解決之課題)
但是，在專利文獻1所揭示的雷射退火方法中，在即使達成雷射射束的能量密度的平均化，亦被照射以被處理膜亦即非晶矽膜未被吸收的波長的雷射射束的區域中，有無法結晶化，即使假設可結晶化，結晶成長亦成為不規則之虞。此外，在專利文獻1所揭示的雷射退火方法中，係使用氣體雷射或固體雷射，因此有設備成本及維持成本高的問題。
本發明係鑑於上述課題而完成者，目的在提供可以低成本且將結晶矽膜形成在必要面積的區域的雷射退火方法及雷射退火裝置。 (解決課題之手段)
為解決上述課題且達成目的，本發明之態樣係一種雷射退火方法，其係對雷射射束的射束點，使在表面成膜有非晶矽膜的被處理基板相對移動，以前述射束點照射前述非晶矽膜而改質為結晶矽膜的雷射退火方法，其係具備：種晶區域形成工程，其係進行對前述非晶矽膜的表面，照射由被非晶矽所吸收的波長範圍的第1雷射光而成的第1雷射射束點，使非晶矽熔融的第1照射，而形成種晶區域；及改質區域形成工程，其係進行在對前述種晶區域進行前述第1照射而使矽熔融的狀態下，將由被經熔融的矽所吸收的波長範圍的第2雷射光而成的第2雷射射束點，照射在與前述第1雷射射束點相鄰接的區域的第2照射，以前述種晶區域為起點而使與該種晶區域呈連續的改質區域的結晶矽成長。
以上述態樣而言，較佳為前述第1雷射光的波長範圍係近紫外至可見光，前述第2雷射光的波長範圍係可見光以上。
以上述態樣而言，較佳為前述第1雷射光及前述第2雷射光係分別由半導體雷射予以振盪。
以上述態樣而言，較佳為前述第1雷射光的功率密度係低於前述第2雷射光的功率密度。
以上述態樣而言，較佳為前述第1雷射射束點係相較於前述第2雷射射束點，配置在前述被處理基板的搬送方向的相同位置、或下游側。
以上述態樣而言，較佳為將前述第1雷射射束點配置為通過前述改質區域的一部分，將前述第2雷射射束點形成為通過前述改質區域的全面。
以上述態樣而言，較佳為複數前述第2雷射射束點形成為由前述第1雷射射束點延伸。
以上述態樣而言，較佳為前述第2雷射射束點係被配置為由前述第1雷射射束點朝向前述被處理基板的搬送方向的斜向上游側延伸。
以本發明之其他態樣而言，為一種雷射退火裝置，其係被設定為對雷射射束的射束點，使在表面成膜有非晶矽膜的被處理基板相對移動，將前述非晶矽膜以前述射束點照射前述雷射射束而改質為結晶矽膜的雷射退火裝置，其特徵為：具備：第1光源部，其係將被前述非晶矽膜所吸收的波長範圍的第1雷射光進行振盪；及第1光源部，其係將被經熔融的矽所吸收的波長範圍的第2雷射光進行振盪，照射由前述第1雷射光而成的第1雷射射束點，使前述非晶矽膜熔融，將由被藉由前述第1雷射光而熔融的矽所吸收的波長範圍的前述第2雷射光而成的第2雷射射束點，照射在與前述第1雷射射束點相鄰接的區域。
以上述態樣而言，較佳為前述第1雷射光的波長範圍係近紫外至可見光，前述第2雷射光的波長範圍係可見光以上。
以上述態樣而言，較佳為前述第1雷射光及前述第2雷射光係分別由半導體雷射予以振盪。
以上述態樣而言，較佳為前述第1雷射光的功率密度係設定為低於前述第2雷射光的功率密度。
以上述態樣而言，較佳為前述第1雷射射束點係相較於前述第2雷射射束點，被配置在前述被處理基板的搬送方向的相同位置、或下游側。
以上述態樣而言，較佳為前述第1雷射射束點係被配置為通過改質區域的一部分，前述第2雷射射束點係形成為通過前述改質區域的全面。
以上述態樣而言，較佳為複數前述第2雷射射束點形成為由前述第1雷射射束點延伸。
以上述態樣而言，較佳為前述第2雷射射束點係被配置為由前述第1雷射射束點朝向前述被處理基板的搬送方向的斜向上游側延伸。 (發明之效果)
藉由本發明，可實現可以低成本且將結晶矽膜形成在必要面積的區域的雷射退火方法及雷射退火裝置。
以下根據圖示，詳細說明本發明之實施形態之雷射退火方法及雷射退火裝置。但是，應留意圖示為模式者，各構件數、各構件的尺寸、尺寸的比率、形狀等與實際者不同。此外，圖示相互間亦包含有彼此的尺寸的關係或比率或形狀為不同的部分。
[實施形態] (被處理基板) 雷射退火方法係使用圖2所示之雷射退火裝置10而對被處理基板1進行雷射退火處理。如圖2所示，被處理基板1係具備：玻璃基板2、配置在該玻璃基板2的表面的複數閘極配線3、形成在玻璃基板2及閘極配線3之上的閘極絕緣膜4、及全面堆積在該閘極絕緣膜4之上的非晶矽膜5。其中，該被處理基板1係成為最終被製入薄膜電晶體(TFT)等的TFT基板。
(雷射退火裝置的概略構成) 以下在說明本實施形態之雷射退火方法之前，說明本實施形態之雷射退火裝置10的概略構成。如圖2所示，雷射退火裝置10係具備：基台11、第1雷射光源部12A、第2雷射光源部12B、雷射射束照射部13、及控制部14。
在本實施形態中，退火處理時，雷射射束照射部13並未移動，而使被處理基板1移動。基台11係具備有未圖示的基板搬送手段。在該雷射退火裝置10中，在將被處理基板1配置在基台11之上的狀態下，藉由未圖示之基板搬送手段，朝向搬送方向(掃描方向)T進行搬送。在本實施形態中，圖4至圖7所示之搬送方向T亦可為閘極配線3的長邊方向，亦可為與長邊方向呈正交的方向。
如圖2所示，第1雷射光源部12A係具備：將第1雷射光振盪的第1半導體雷射25、及將第1雷射光朝向雷射射束照射部13出射雷射射束LB的光出射部26。
第1半導體雷射25係使用將波長範圍為400~500nm的紫、藍、綠藍、藍綠、綠等顏色的連續振盪雷射光(CW雷射光)進行振盪者，作為第1雷射光。如上所示之波長範圍的第1雷射光係可被構成非晶矽膜5的非晶矽吸收而使該非晶矽熔融。雷射射束照射部13係選擇性地反射第1雷射光，如圖4所示，對非晶矽膜5的表面照射第1雷射射束點LBS1(第1照射)。其中，第1半導體雷射25的輸出係僅照射在抵碰在DMD的點區域的部分，因此以例如數W左右即可。
如圖2所示，第2雷射光源部12B係具備：將第2雷射光振盪的第2半導體雷射15、及將第2雷射光朝向雷射射束照射部13出射雷射射束LB的光出射部17。
第2半導體雷射15係將波長範圍為可見光以上之例如近紅外光的連續振盪雷射光(CW雷射光)進行振盪，作為第2雷射光。該波長範圍的第2雷射光係被因藉由上述第1雷射射束點LBS1所為之第1照射而熔融的矽吸收，使以第1雷射射束點LBS1被照射的區域所鄰接的區域的非晶矽膜5，朝向搬送方向T及與搬送方向T呈正交的方向熔融。
該第2雷射光係在雷射射束照射部13選擇性地被反射，如圖5所示，在非晶矽膜5的表面，照射在第1雷射射束點LBS1及其鄰接的第2雷射射束點LBS2之雙方(第2照射)。如圖4所示，第2雷射射束點LBS2係以成為例如大致V字形狀的方式由一對所構成。各個的第2雷射射束點LBS2係形成為由顯示為小圓狀的第1雷射射束點LBS1延伸。其中，該第2雷射射束點LBS2係配置成由第1雷射射束點LBS1朝向被處理基板的搬送方向T的斜向上游側延伸。其中，第2半導體雷射15的輸出係僅照射在抵碰在DMD的點區域的部分，因此成為例如50W左右。
如上所述，在第1雷射光源部12A與第2雷射光源部12B中，係朝向雷射射束照射部13出射第1雷射光及第2雷射光。雷射射束照射部13係在後述之數位微鏡裝置18接受該等第1雷射光及第2雷射光的雷射射束，選擇性地對被處理基板1的表面照射第1雷射射束點LBS1與第2雷射射束點LBS2。
如圖2所示，雷射射束照射部13係藉由未圖示的支持框架等，被配置在基台11的上方。雷射射束照射部13係具備：作為空間光調變器的數位微鏡裝置(DMD：Digital Micro-mirror Device, Texas Instruments公司的註冊商標)18、阻尼器(吸收體(absorber))19、微透鏡陣列20、及投影透鏡21。
如圖2及圖3所示，數位微鏡裝置(以下稱為DMD)18係具備有：驅動基板(CMOS基板)22、及多數微鏡(薄膜反射鏡)23(23A~23F：在A~F之列分別標註1~6的符號)。在本實施形態中，為方便說明起見，係將微鏡23的數量設為36進行說明，但是實際數量為高畫質的像素數以上。微鏡23係形成為一邊長度為例如十數μm左右的正方形狀。在驅動基板22，以矩陣狀配置有多數像素區域，在各個的像素區域係構成有CMOS SRAM單元(cell)。
微鏡23係在驅動基板22之上對應配置有各個的CMOS SRAM單元。微鏡23係藉由MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微機電系統)技術而設。各個的微鏡23係可移動地設在2個位置。具體而言，旋轉移動至相對基板面例如形成+10度的角度與-10度的角度的2個位置。微鏡23係對應來自CMOS SRAM單元側的輸出資料，以位移至上述2個位置的方式予以驅動。
如圖3所示，來自第1雷射光源部12A及第2雷射光源部12B側的第1雷射射束點LBS1同時或任何一方總括入射至構成陣列的多數微鏡23。接著，各個的微鏡23(23A~23F)係選擇性地移動至上述2個位置，藉此設定為將雷射射束LB的一部分雷射光朝2個方向反射。該等2個方向之中的其中一方向係使雷射射束LB的一部分雷射光朝向阻尼器19的方向，2個方向之中的另一方向係使雷射射束LB的一部分雷射光朝向被處理基板1的表面的方向。
在圖3中，一對微鏡23A3、23A4被使用在用以作成第1雷射射束點LBS1，排列成大致V字狀的23D1、23C2、23B3、23B4、23C5、23D6被使用在用以作成第2雷射射束點LBS2。
阻尼器19係當微鏡23為OFF狀態(例如，相對驅動基板22的角度為-10度的狀態、非照射狀態)之時，被配置在接受以OFF狀態的微鏡23被反射的雷射光的位置。
微透鏡陣列20係將以ON狀態(例如，相對驅動基板22的角度為+10度的狀態、照射狀態)的微鏡23被反射之各個的雷射射束朝向投影透鏡21聚光。投影透鏡21係被設定為使被導入的雷射射束，作為第1雷射射束點LBS1或第2雷射射束點LBS2的一部分而成像在被處理基板1的表面。
控制部14係進行設在基台11之未圖示的基板搬送手段、第1雷射光源部12A、第2雷射光源部12B、及DMD18的控制。
首先，控制部14係被設定為驅動控制未圖示的基板搬送手段而將被處理基板1朝向搬送方向T以預定速度移動。
此外，控制部14係被設定為驅動控制第1雷射光源部12A、第2雷射光源部12B、及雷射射束照射部13，對被處理基板1進行上述第1照射及第2照射。
第1照射係由第1雷射光源部12A使第1雷射光出射，將在微鏡23A3、23A4作反射的雷射射束，作為第1雷射射束點LBS1而照射至被處理基板1的非晶矽膜5的表面。
第2照射係由第2雷射光源部12B使第2雷射光出射，將在微鏡23D1、23C2、23B3、23B4、23C5、23D6作反射的雷射射束，作為第2雷射射束點LBS2而照射在被處理基板1的非晶矽膜5的表面。其中，在本實施形態中，對第1雷射射束點LBS1亦照射第2雷射光。
控制部14係在第2照射中，由雷射光源部12使作為第2雷射光的CW雷射光連續出射。未進行第1照射及第2照射時，係設定為將雷射光源部12形成為OFF、或將DMD18中的全部微鏡23(23A~23F)形成為使雷射射束LB朝向阻尼器19反射的OFF狀態。此外，第1照射及第2照射亦可將微鏡23(23A~23F)選擇性地進行ON/OFF，藉此選擇微鏡23A3、23A4之成對、及配列成呈大致V狀的微鏡23D1、23C2、23B3、23B4、23C5、23D6之群。
控制部14係以在進行改質的改質區域的搬送方向的最下游部開始第1照射的方式進行控制。此外，控制部14係被設定為與上述第1照射開始的同時或在第1照射的預定時間後開始第2照射。在本實施形態中，控制部14係被設定為根據未圖示的基板位置檢測感測器的位置資訊資料，當非晶矽膜5移動至預定的位置時，將驅動訊號輸出至DMD18。被輸入上述驅動訊號的DMD18係以將預定的微鏡23形成為ON狀態的方式予以控制。
若上述複數微鏡23成為ON狀態，由從第1雷射光源部12A或第2雷射光源部12B被出射的雷射光所成的雷射射束LB係在預定的微鏡23被反射而入射至被處理基板1的表面。
如圖4所示，由各個的微鏡23被反射的雷射射束係進行第1照射而將第1雷射射束點LBS1照射至非晶矽膜5的預定位置。在已進行第1照射的非晶矽膜5中，如圖5所示，可形成由微晶矽所成之種晶區域5A。
控制部14係被設定為如圖5所示，根據上述位置資訊，在非晶矽膜5稍微移動的時點，驅動控制第1雷射光源部12A、第2雷射光源部12B及雷射射束照射部13，而同時進行第1照射及第2照射。
之後，如圖6所示，控制部14係被設定為在使第1照射停止的狀態下，進行以上述種晶區域5A為起點來照射由第2雷射光而成的第2雷射射束點LBS2的第2照射。
控制部14係被設定為當第2雷射射束點LBS2的軌跡通過改質區域的全面時即停止第2照射。
如圖6及圖7所示，藉由該第2照射，以非晶矽膜5成為作為結晶矽膜的擬單晶(以下亦稱為橫向結晶)矽膜5B的方式設定條件。其中，該擬單晶矽膜5B係構成改質區域。
以上說明在本實施形態之雷射退火方法中所使用的被處理基板1、雷射退火裝置10及其作用/動作，以下說明使用該等的雷射退火方法。
(雷射退火方法) 在本發明之雷射退火方法中，係具備：進行對非晶矽膜5的表面，照射被非晶矽吸收的波長範圍的第1雷射光的第1雷射射束點LBS1，使非晶矽熔融的第1照射，而形成種晶區域5A的種晶區域形成工程；及進行在對種晶區域5A進行第1照射而使矽熔融的狀態下，將被經熔融的矽吸收的波長範圍的第2雷射光的第2雷射射束點LBS2，照射在與第1雷射射束點LBS1相鄰接的區域的第2照射，以種晶區域5A為起點而使與種晶區域5A相連的改質區域的結晶矽(擬單晶矽)成長的改質區域形成工程。
以下根據圖1的流程圖，說明本實施形態之雷射退火方法。其中，本實施形態之雷射退火方法係使用在薄膜電晶體的製造方法者，由以下說明的步驟S4~7所構成。
首先，準備圖1所示之在玻璃基板2之上形成有閘極配線3、閘極絕緣膜4、及非晶矽膜5的被處理基板1(步驟S1)。
接著，將被處理基板1洗淨(步驟S2)。經洗淨的被處理基板1的非晶矽膜5係含有氫，因此進行例如以約450℃、數小時左右的脫氫處理(步驟S3)。
如圖2所示，將被處理基板1安置在雷射退火裝置10的基台11之上，沿著搬送方向T而以預定的掃描速度行走。
接著，以種晶區域形成工程而言，進行形成種晶的第1照射(步驟S4)。在該步驟S4中，控制部14係當根據非晶矽膜5的位置資訊而預定改質的區域到達預定的位置之時，對DMD18輸出驅動訊號。根據驅動訊號，DMD18係僅將預先設定之成對的微鏡23A3、23A4形成為ON狀態。
圖4係顯示由第1雷射光源部12A被出射的雷射射束LB在ON狀態的23A3、23A4被反射，且僅第1雷射射束點LBS1被照射在非晶矽膜5的狀態。其中，在圖4中，係顯示第2雷射射束點LBS2的照射區域，但是實際上，第2雷射光並未被照射至非晶矽膜5。被照射該第1雷射射束點LBS1的區域係藉由第1雷射光(波長範圍400~500nm)而被熔融。
之後，若被處理基板1朝搬送方向T極些微移動，經熔融的矽係被冷卻而成為由微晶矽而成的種晶區域5A。
接著，如圖5所示，第1雷射射束點LBS1照射在種晶區域5A時，同時進行第2照射(步驟S5)。第2照射係將微鏡23D1、23C2、23B3、23B4、23C5、23D6形成為ON狀態而照射第2雷射光(波長範圍800nm以上)作為第2雷射射束點LBS2。其中，此時，第2雷射光係亦透過微鏡23A3、23A4而被照射至第1雷射射束點LBS1的區域。此外，第1雷射光係透過微鏡23D1、23C2、23B3、23B4、23C5、23D6而被照射至第2雷射射束點LBS2的區域。因此，在圖5中，係以相同格子狀的影線表示第1雷射射束點LBS1與第2雷射射束點LBS2。
進行步驟S5的結果，如圖6所示，以種晶區域5A為起點，以在該種晶區域5A呈連續的方式，在搬送方向T及與搬送方向T呈正交的方向，擬單晶矽膜5B亦廣泛地成長而成為改質區域。
接著，如圖6所示，在使第1照射停止的狀態下，僅進行第2照射(步驟S6)。其中，如圖6所示，在該第2照射中，第2雷射光亦被照射至第1雷射射束點LBS1的區域。因此，在圖6中，第1雷射射束點LBS1係使用與第2雷射射束點LBS2相同的影線。接著，遍及預定區域形成擬單晶(橫向結晶)矽膜5B之後，停止第2照射而雷射退火處理即結束(步驟S7)。
在本實施形態之雷射退火方法中，形成種晶區域5A的區域雖然為面積小的區域，亦可使擬單晶矽膜5B，以種晶區域5A為起點，而以搬送方向T及與搬送方向T呈正交的方向亦廣泛地成長。在擬單晶矽膜5B係形成圖7所示之粒界5GB。該粒界5GB係在由種晶區域5A以寬幅方向(與搬送方向T呈正交的方向)擴大後，沿著搬送方向T，平行且規律地延伸。其中，如圖4至圖7所示，在本實施形態中，亦可使被處理基板1沿著搬送方向T移動，但是亦可形成為與該搬送方向T相反方向。
在本實施形態中，可使用功率密度低且廉價的第1半導體雷射25來進行第1照射。此外，藉由本實施形態，亦可使用在將以往無法使用在非晶矽膜5的退火的近紅外光進行振盪的第2半導體雷射15。因此，在本實施形態之雷射退火方法及雷射退火裝置中，係可使設備成本大幅減低。
在本實施形態之雷射退火方法及雷射退火裝置10中，藉由使用DMD18作為空間光調變器，可僅以微鏡23的ON/OFF動作，簡單作成雷射射束。
此外，在本實施形態之雷射退火裝置10中，係輕易地任意形成在第1照射或第2照射出射的第1雷射射束點LBS1或第2雷射射束點LBS2的形狀，可輕易追隨進行雷射退火處理的區域的大小。
在本實施形態中，由於第1雷射光源部12A、第2雷射光源部12B使用半導體雷射，因此可達成裝置輕量化，亦可形成為固定被處理基板1，且使第1雷射光源部12A、第2雷射光源部12B、及雷射射束照射部13移動的構成。因此，可抑制裝置的覆蓋區(footprint)的增加。
(雷射退火方法所使用的其他雷射退火裝置) 圖8係顯示可使用在本發明之實施形態之雷射退火方法的MLA雷射退火裝置的成像光學系。圖9係顯示使用在該MLA雷射退火裝置的成像光學系的遮罩28。在該MLA雷射退火裝置中，亦與上述實施形態之雷射退火裝置10同樣地具備第1雷射光源部12A、及第2雷射光源部12B。
在該MLA雷射退火裝置中，如圖9所示，在遮罩28中，形成有：形成第1雷射射束點LBS1的第1照射用開口部28S1、及用以形成第2雷射射束點LBS2的第2照射用開口部28S2。第1照射用開口部28S1係被使用在用以形成種晶區域5A，第2照射用開口部28S2係被使用在用以形成擬單晶矽膜5B。
[其他實施形態] 以上說明實施形態，惟應理解構成該實施形態之揭示的一部分的論述及圖示並非為限定本發明者。該領域熟習該項技術者可由該揭示清楚可知各種替代實施形態、實施例及運用技術。
在上述實施形態中，如圖4所示，形成種晶區域5A的第1照射之時，形成為停止第2照射的狀態，但是亦可在同時混合的狀態下進行第1照射與第2照射。此外，如圖6所示，形成種晶區域5A之後，係停止第1照射而僅進行第2照射，但是亦可使第1照射不停止而進行雙方的照射。
在上述實施形態中，如圖4至圖7所示，係將第2雷射射束點LBS2形成為大致V字形狀，惟並非為限定於如上所示之形狀者。第1雷射射束點LBS1係相較於第2雷射射束點LBS2，以配置在被處理基板1的搬送方向T的下游側為佳，但是若為藉由第2雷射射束點LBS2的照射，非晶矽膜5以較快速度熔融的條件，即不在此限。此外，第1雷射射束點LBS1及第2雷射射束點LBS2的形狀若為可配置為第1雷射射束點LBS1通過改質區域的一部分，且形成為第2雷射射束點LBS2通過改質區域的全面的範圍，可使用各種形狀者。
在上述實施形態中，係使用DMD18，以空間光調變器而言，亦可使用具有光閘功能的液晶單元、柵狀光閥(GLV：Grating Light Valve、Silicon Light Machines公司的註冊商標)、薄膜微鏡陣列(TMA：Thin-film Micro mirror Array)等。此外，在上述實施形態中，係使用空間光調變器，但是亦可僅使用聚光透鏡來製作第1雷射射束點LBS1，亦可將柱狀透鏡配置成V字型而形成第2雷射射束點LBS2。
在上述實施形態中，係形成擬單晶矽膜5B，作為結晶矽膜，但是當然亦可形成為由種晶區域使多結晶矽膜成長的構成。此時亦可以種晶區域為起點，形成良質的多結晶矽膜。
LB:雷射射束 LBS1:第1雷射射束點 LBS2:第2雷射射束點 T:搬送方向 1:被處理基板 2:玻璃基板 3:閘極配線 4:閘極絕緣膜 5:非晶矽膜 5A:種晶區域 5B:擬單晶矽膜(改質區域:結晶矽膜) 5GB:粒界 10:雷射退火裝置 11:基台 12A:第1雷射光源部 12B:第2雷射光源部 13:雷射射束照射部 14:控制部 15:第2半導體雷射 17:光出射部 18:數位微鏡裝置(DMD、空間光調變器) 19:阻尼器 20:微透鏡陣列 21:投影透鏡 22:驅動基板 23,23A~23F:微鏡 25:第1半導體雷射 26:光出射部 27:反射鏡 28:遮罩 28S1:第1照射用開口部 28S2:第2照射用開口部
[圖1]係顯示本發明之實施形態之雷射退火方法的流程圖。 [圖2]係本發明之實施形態之雷射退火方法所使用的雷射退火裝置的概略構成圖。 [圖3]係模式顯示本發明之實施形態之雷射退火方法所使用的雷射退火裝置中的微鏡的配置例的說明圖。 [圖4]係顯示在本發明之實施形態之雷射退火方法中，進行在非晶矽膜形成種晶區域的第1照射時的射束點(以斜影線表示)的說明圖。 [圖5]係顯示本發明之實施形態之雷射退火方法中，同時進行第1照射與第2照射時的射束點(以格子狀影線表示)，顯示以種晶區域為起點而開始形成擬單晶矽膜的狀態的說明圖。 [圖6]係顯示在本發明之實施形態之雷射退火方法中，停止第1照射而僅進行第2照射時的射束點(以斜影線表示)的說明圖。 [圖7]係顯示在本發明之實施形態之雷射退火方法中，使擬單晶矽膜成長在寬廣區域的狀態的說明圖。 [圖8]係顯示本發明之實施形態之雷射退火方法所使用之作為其他雷射退火裝置的MLA雷射退火裝置中的成像光學系的說明圖。 [圖9]係顯示本發明之實施形態之雷射退火方法所使用之作為其他雷射退火裝置的MLA雷射退火裝置中的遮罩的平面說明圖。

Claims (16)

  1. 一種雷射退火方法，其係對雷射射束的射束點，使在表面成膜有非晶矽膜的被處理基板相對移動，以前述射束點照射前述非晶矽膜而改質為結晶矽膜的雷射退火方法，其係具備： 種晶區域形成工程，其係進行對前述非晶矽膜的表面，照射由被非晶矽所吸收的波長範圍的第1雷射光而成的第1雷射射束點，使非晶矽熔融的第1照射，而形成種晶區域；及 改質區域形成工程，其係進行在對前述種晶區域進行前述第1照射而使矽熔融的狀態下，將由被經熔融的矽所吸收的波長範圍的第2雷射光而成的第2雷射射束點，照射在與前述第1雷射射束點相鄰接的區域的第2照射，以前述種晶區域為起點而使與該種晶區域呈連續的改質區域的結晶矽成長。
  2. 如請求項1之雷射退火方法，其中，前述第1雷射光的波長範圍係近紫外至可見光， 前述第2雷射光的波長範圍係可見光以上。
  3. 如請求項1或2之雷射退火方法，其中，前述第1雷射光及前述第2雷射光係分別由半導體雷射予以振盪。
  4. 如請求項1至3中任一項之雷射退火方法，其中，前述第1雷射光的功率密度係低於前述第2雷射光的功率密度。
  5. 如請求項1至4中任一項之雷射退火方法，其中，前述第1雷射射束點係相較於前述第2雷射射束點，配置在前述被處理基板的搬送方向的相同位置、或下游側。
  6. 如請求項1至5中任一項之雷射退火方法，其中，將前述第1雷射射束點配置為通過前述改質區域的一部分， 將前述第2雷射射束點形成為通過前述改質區域的全面。
  7. 如請求項5或6之雷射退火方法，其中，複數前述第2雷射射束點形成為由前述第1雷射射束點延伸。
  8. 如請求項5至7中任一項之雷射退火方法，其中，前述第2雷射射束點係被配置為由前述第1雷射射束點朝向前述被處理基板的搬送方向的斜向上游側延伸。
  9. 一種雷射退火裝置，其係被設定為對雷射射束的射束點，使在表面成膜有非晶矽膜的被處理基板相對移動，將前述非晶矽膜以前述射束點照射前述雷射射束而改質為結晶矽膜的雷射退火裝置，其係具備： 第1光源部，其係將被前述非晶矽膜所吸收的波長範圍的第1雷射光進行振盪；及 第1光源部，其係將被經熔融的矽所吸收的波長範圍的第2雷射光進行振盪， 照射由前述第1雷射光而成的第1雷射射束點，使前述非晶矽膜熔融，將由被藉由前述第1雷射光而熔融的矽所吸收的波長範圍的前述第2雷射光而成的第2雷射射束點，照射在與前述第1雷射射束點相鄰接的區域。
  10. 如請求項9之雷射退火裝置，其中，前述第1雷射光的波長範圍係近紫外至可見光， 前述第2雷射光的波長範圍係可見光以上。
  11. 如請求項9或10之雷射退火裝置，其中，前述第1雷射光及前述第2雷射光係分別由半導體雷射予以振盪。
  12. 如請求項9至11中任一項之雷射退火裝置，其中，前述第1雷射光的功率密度係設定為低於前述第2雷射光的功率密度。
  13. 如請求項9至12中任一項之雷射退火裝置，其中，前述第1雷射射束點係相較於前述第2雷射射束點，被配置在前述被處理基板的搬送方向的相同位置、或下游側。
  14. 如請求項9至13中任一項之雷射退火裝置，其中，前述第1雷射射束點係被配置為通過改質區域的一部分， 前述第2雷射射束點係形成為通過前述改質區域的全面。
  15. 如請求項13或14之雷射退火裝置，其中，複數前述第2雷射射束點形成為由前述第1雷射射束點延伸。
  16. 如請求項13至15中任一項之雷射退火裝置，其中，前述第2雷射射束點係被配置為由前述第1雷射射束點朝向前述被處理基板的搬送方向的斜向上游側延伸。
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