[发明专利]激光退火装置、激光退火方法以及有源矩阵基板的制造方法

说明书

一种激光退火装置(100)具有向载物台(20)的照射区域R1射出多个激光束LB的激光照射装置(10)，激光照射装置具有：激光装置，其射出激光束LA；以及聚光单元30，其具有微透镜阵列(34)和掩膜(32)，接受来自激光装置的激光束，并在照射区域R1内形成多个激光束各自的聚光点，其中，所述微透镜阵列(34)具有排列成m行n列的多个微透镜(34A)，所述掩膜32具有多个开口部(32A)，多个激光束是由m行n列的微透镜中的p行q列的微透镜(p＜m或q＜n)来形成的p行q列的激光束，激光照射装置还具有摆动机构，其改变聚光单元(30)和照射区域R1之间的配置关系，使得从m行n列的微透镜中能够选择至少2个不同的p行q列的微透镜组。

技术领域

本发明涉及一种例如适用于制造具有薄膜晶体管的半导体装置的激光退火装置、激光退火方法以及有源矩阵基板的制造方法。

背景技术

薄膜晶体管(Thin Film Transistor：以下称为“TFT”)例如在有源矩阵基板中用作开关元件。在本说明书中，将这种TFT称为“像素TFT”。作为像素TFT，以往广泛使用以非晶硅膜(以下简称为“a-Si膜”)为活性层的非晶硅TFT、以多晶硅膜等晶硅膜(以下简称为“c-Si膜”)作为活性层的晶硅TFT等。通常，由于c-Si膜的场效应迁移率高于a-Si膜的场效应迁移率，所以晶硅TFT具有比非晶硅TFT高的电流驱动力(即导通电流大)。

在显示装置等中使用的有源矩阵基板中，例如，通过在玻璃基板上形成a-Si膜，然后对a-Si膜照射激光束使其结晶化来形成晶硅TFT的活性层。

作为利用激光退火的结晶化方法，提出了通过使用微透镜阵列，仅向a-Si膜中的成为TFT活性层的多个区域照射激光束，从而使a-Si膜部分结晶以形成c-Si区域(有时称为“晶硅岛”或“c-Si岛”)(专利文献1、2、3)。在本说明书中，将该结晶化方法称为“局部激光退火法”。当使用局部激光退火方法时，与在a-Si膜的整个表面上扫描线状激光的现有的激光退火方法(有时称为准分子激光退火法：ELA方法)相比，可以大大缩短结晶化所需的时间，所以能够提高提高批量生产率。将专利文献1～3的所有公开内容并入到本说明书中，用于参考。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-29411号公报

专利文献2：国际公开第2011/132559号

专利文献3：国际公开第2017/145519号

发明内容

本发明所要解决的技术问题

然而，在使用专利文献1～3所述的现有的局部激光退火方法形成的液晶显示装置的显示图像(例如全尺寸半色调显示)上，有时会产生多个线状的不均匀(以下称为“条纹不均匀”)。认为这是因为沿着局部激光退火时的激光束的扫描方向，在基板面内，c-Si岛的结晶度产生了偏差。详细情况将在后面叙述。

如果在基板表面内c-Si岛的结晶度产生偏差，则TFT特性也会在基板表面内出现偏差，因此有时会降低可靠性。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够降低基板表面内的结晶度偏差的激光退火装置和激光退火方法。

解决问题的手段