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制造方法及图纸

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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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
本专利技术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。
技术介绍
薄膜晶体管(ThinFilmTransistor：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
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。解决问题的手段根据本专利技术的一实施方式的激光退火装置具有：载物台，其具有容纳基板的容纳面；以及激光照射装置，其向所述容纳面射出多个激光束，并在所述容纳面上形成照射区域，所述激光照射装置具有：激光装置，其射出激光束；以及聚光单元，其具有微透镜阵列和掩膜，接受从所述激光装置射出的所述激光束，并在所述照射区域内形成所述多个激光束各自的聚光点，该微透镜阵列具有排列成m行n列的多个微透镜，该掩膜具有多个开口部，其中每个开口部是针对所述多个微透镜中的每一个配置的，所述多个激光束是由排列成所述m行n列的所述多个微透镜中的、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，所述激光照射装置还具有摆动机构，所述摆动机构改变所述聚光单元和所述照射区域之间的配置关系，使得从排列成所述m行n列的所述多个微透镜中能够选择至少2个不同的p行q列的微透镜组。在某实施方式中，所述激光束大到能够照射比排列成所述m行n列的所述多个微透镜中的p行q列的微透镜更多的微透镜，所述激光照射装置还具有遮光板，所述遮光板具有划定所述照射区域的透光部，所述透光部具有与排列成所述m行n列的所述多个微透镜中的、p行q列的微透镜(p＜m或q＜n)对应的面积。所述遮光板可以配置在所述激光装置和所述聚光单元之间，也可以配置在所述聚光单元和所述基板之间。在某实施方式中，所述摆动机构使所述聚光单元相对于所述照射区域的位置在与所述激光照射装置的扫描方向正交的摆动方向上移动。在某实施方式中，所述摆动机构使所述聚光单元相对于所述照射区域的位置在所述激光照射装置的扫描方向上移动。根据本专利技术的一实施方式的激光退火方法是通过使多个激光束依次聚集在非晶硅膜的多个区域内，从而形成排列成M行N列的多个晶硅岛的方法，包括：工序A：准备载物台和激光照射装置，该载物台具有容纳基板的容纳面，该激光照射装置是向所述容纳面射出多个激光束，并在所述容纳面上形成照射区域的激光照射装置，其具有：激光装置，其射出激光束；以及聚光单元，其具有微透镜阵列和掩膜，该微透镜阵列具有排列成m行n列的多个微透镜，该掩膜具有多个开口部，其中每个开口部是针对多个微透镜中的每一个而配置的；工序B1：在所述容纳面上配置表面具有非晶硅膜的基板；工序C1：使用所述激光照射装置，通过排列成所述m行n列的所述多个微透镜中的p行q列(p≤m且q≤n)或t行q列(t＜p)的微透镜形成p行q列或t行q列的激光束作为所述多个激光束，同时在所述非晶硅膜的所述多个区域内形成所述多个激光束各自的聚光点；以及工序C2：在所述工序C1之后，使所述基板相对于所述照射区域沿列方向相对地移动一个间距，所述方法包括工序D：包括在所述工序C1之后进行所述工序C2，然后再进行所述工序C1的时序，在成为排列成所述M行N列的所述多个晶硅岛的多个区域的每一个中形成p次与各自对应的聚光点，在M行q列的所有区域内形成所述多个激光束的聚光点之前，进行至少1次工序C3，所述工序C3：在所述工序C1之后，使用于对属于所述多个区域中的某一列的M个区域中的一个区域形成p次聚光点的p个微透镜组与用于对所述M个区域中的另一个区域形成p次聚光点的p个微透镜组至少有1个微透镜不同。在某实施方式中，在所述工序C1中，通过排列成所述m行n列的所述多个微透镜中的、p行q列的微透镜(p≤m且q＜n)来形成p行q列的激光束作为所述多个激光束，同时在所述非晶硅膜的所述多个区域内形成所述p行q列的激光束各自的聚光点，所述工序C3包括在所述工序C1之后，使所述聚光单元相对于所述照射区域沿行方向相对地移动至少一个间距的工序。在某实施方式中，在所述工序C1中，通过排列成所述m行n列的所述多个微透镜中的、p行q列的微透镜(p<m且q≤n)来形成p行q列的激光束作为所述多个激光束，同时在所述非晶硅膜的所述多个区域内形成所述p行q列的激光束各自的聚光点，所述工序C3包括在所述工序C1之后使所述聚光单元相对于所述照射区域沿列方向相对地移动至少一个间距的工序。在某实施方式中，在所述工序C1之前，还包括工序B2，所述工序B2：选择排列成所述m行n列的所述多个微透镜中的t行q列的微透镜作为选择透镜组，并且以与所述照射区域对应的方式配置所述选择透镜组，在所述工序C1中，通过所述选择透镜组形成所述多个激光束，同时在所述非晶硅膜的所述多个区域内形成所述多个激光束各自的聚光点，在所述工序C3中，在所述工序C1之后，保持所述基板与所述照射区域之间的相对位置关系，所述工序D包括在进行所述工序C2或所述工序C3后，再进行所述工序C1的时序。上述激光退火方法包括工序C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光退火装置，其特征在于，具有：/n载物台，其具有容纳基板的容纳面；以及/n激光照射装置，其向所述容纳面射出多个激光束，并在所述容纳面形成照射区域，/n所述激光照射装置具有：/n激光装置，其射出激光束；以及/n聚光单元，其具有微透镜阵列和掩膜，接受从所述激光装置中射出的所述激光束，并在所述照射区域内形成所述多个激光束各自的聚光点，所述微透镜阵列具有排列成m行n列的多个微透镜，所述掩膜具有多个开口部，其中每个开口部是针对所述多个微透镜中每一个配置的，/n所述多个激光束是由排列成所述m行n列的所述多个微透镜中的p行q列的微透镜来形成的p行q列的激光束，其中，p＜m或q＜n，/n所述激光照射装置还具有摆动机构，所述摆动机构改变所述聚光单元和所述照射区域之间的配置关系，使得从排列成所述m行n列的所述多个微透镜中能够选择至少2个不同的p行q列的微透镜组。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光退火装置，其特征在于，具有：
载物台，其具有容纳基板的容纳面；以及
激光照射装置，其向所述容纳面射出多个激光束，并在所述容纳面形成照射区域，
所述激光照射装置具有：
激光装置，其射出激光束；以及
聚光单元，其具有微透镜阵列和掩膜，接受从所述激光装置中射出的所述激光束，并在所述照射区域内形成所述多个激光束各自的聚光点，所述微透镜阵列具有排列成m行n列的多个微透镜，所述掩膜具有多个开口部，其中每个开口部是针对所述多个微透镜中每一个配置的，
所述多个激光束是由排列成所述m行n列的所述多个微透镜中的p行q列的微透镜来形成的p行q列的激光束，其中，p＜m或q＜n，
所述激光照射装置还具有摆动机构，所述摆动机构改变所述聚光单元和所述照射区域之间的配置关系，使得从排列成所述m行n列的所述多个微透镜中能够选择至少2个不同的p行q列的微透镜组。


2.根据权利要求1所述的激光退火装置，其特征在于，所述激光束大到能够照射比排列成所述m行n列的所述多个微透镜中的p行q列的微透镜更多的微透镜，
所述激光照射装置还具有遮光板，所述遮光板具有划定所述照射区域的透光部，
所述透光部具有与排列成所述m行n列的所述多个微透镜中的p行q列的微透镜对应的面积，其中p＜m或q＜n。


3.根据权利要求2所述的激光退火装置，其特征在于，所述遮光板配置在所述激光装置与所述聚光单元之间。


4.根据权利要求2所述的激光退火装置，其特征在于，所述遮光板配置在所述聚光单元与所述基板之间。


5.根据权利要求1-4中的任一项所述的激光退火装置，其特征在于，所述摆动机构使所述聚光单元相对于所述照射区域的位置在与所述激光照射装置的扫描方向正交的摆动方向上移动。


6.根据权利要求1-4中的任一项所述的激光退火装置，其特征在于，所述摆动机构使所述聚光单元相对于所述照射区域的位置在所述激光照射装置的扫描方向上移动。


7.一种激光退火方法，其是通过使多个激光束依次聚集在非晶硅膜的多个区域内，从而形成排列成M行N列的多个晶硅岛的方法，其特征在于，包括：
工序A：准备载物台和激光照射装置，所述载物台具有容纳基板的容纳面，所述激光照射装置向所述容纳面射出多个激光束，并在所述容纳面上形成照射区域，具有激光装置和聚光单元，所述激光装置射出激光束，所述聚光单元具有微透镜阵列和掩膜，所述微透镜阵列具有排列成m行n列的多个微透镜，所述掩膜具有多个开口部，其中每个开口部是针对多个微透镜中的每一个而配置的；
工序B1：在所述容纳面上配置表面具有非晶硅膜的基板；以及
工序C1：使用所述激光照射装置，通过排列成所述m行n列的所述多个微透镜中的p行q列或t行q列的微透镜形成p行q列或t行q列的激光束作为所述多个激光束，同时在所述非晶硅膜的所述多个区域内形成所述多个激光束各自的聚光点，其中，p≤m且q≤n，t＜p；以及
工序C2：在所述工序C1之后，使所述基板相对于所述照射区域沿列方向相对地移动一个间距，
所述方法包括工序D：包括在所述工序C1之后进行所述工序C2，然后再进行所述工序C1的时序，在成为排列成所述M行N列的所述多个晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：野寺伸武，井上智博，小岩真司，道中悟志，
申请(专利权)人：堺显示器制品株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP