(57)【要約】【課題】ガラス基板に含まれる複数の薄膜トランジスタの特性には、ばらつきが生じてしまう可能性がある。【解決手段】本発明の一実施形態におけるレーザ照射装置は、レーザ光を発生する光源と、ガラス基板上の複数の薄膜トランジスタの各々に被着されたアモルファスシリコン薄膜の所定の領域に、当該レーザ光を照射する投影レンズと、当該投影レンズ上に設けられ、当該レーザ光が透過する割合である透過率が設定された複数のマスクを含む投影マスクパターンと、を備え、当該投影レンズは、所定の方向に移動する当該ガラス基板上の当該複数の薄膜トランジスタに対して、当該投影マスクパターンに含まれる当該複数のマスクの各々を介して当該レーザ光を照射し、当該投影マスクパターンに含まれる当該複数のマスクの各々は、複数の当該透過率のいずれかが設定される、レーザ照射装置。【選択図】図１
2018093154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発生する光源と、
ガラス基板上の複数の薄膜トランジスタの各々に被着されたアモルファスシリコン薄膜の所定の領域に、前記レーザ光を照射する投影レンズと、
前記投影レンズ上に設けられ、前記レーザ光が透過する割合である透過率が設定された複数のマスクを含む投影マスクパターンと、を備え、
前記投影レンズは、所定の方向に移動する前記ガラス基板上の前記複数の薄膜トランジスタに対して、前記投影マスクパターンに含まれる前記複数のマスクの各々を介して前記レーザ光を照射し、
前記投影マスクパターンに含まれる前記複数のマスクの各々は、複数の前記透過率のいずれかが設定される、レーザ照射装置。
【請求項２】
前記投影マスクパターンにおいて、異なる前記透過率が設定された前記マスクがランダムに配置されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項３】
前記投影マスクパターンに含まれる前記複数のマスクの各々は、予め定められた所定の範囲内に含まれる前記透過率のいずれかが設定されることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ照射装置。
【請求項４】
前記投影マスクパターンに含まれ、前記所定の方向に直交する一列において互いに隣接する前記マスクの各々は、互いに前記透過率が異なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のレーザ照射装置。
【請求項５】
前記投影マスクパターンに含まれる前記複数のマスクの各々は、互いに前記透過率が異なることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のレーザ照射装置。
【請求項６】
前記投影レンズは、前記レーザ光を分離可能なマイクロレンズアレイに含まれる複数のマイクロレンズであり、
前記投影マスクパターンに含まれる前記複数のマスクの各々は、前記複数のマイクロレンズの各々に対応することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のレーザ照射装置。
【請求項７】
前記投影マスクパターンは、前記マイクロレンズアレイに含まれる複数のマイクロレンズの各々の特性に基づいて、当該マイクロレンズの各々に対応する前記マスクの透過率が設定されることを特徴とする請求項６に記載のレーザ照射装置。
【請求項８】
前記投影マスクパターンは、前記マイクロレンズを透過するレーザ光の位相を変化させることにより、当該マイクロレンズの解像度を高める位相シフトマスクであり、
前記位相シフトマスクは、前記複数のマイクロレンズのうち、前記解像度に基づいて決定されたマイクロレンズを透過する前記レーザ光の位相を変化させ、当該マイクロレンズの解像度を高くすることを特徴とする請求項６または７に記載のレーザ光照射装置。
【請求項９】
前記位相シフトマスクは、前記複数のマイクロレンズのうち、相対的に解像度が低いマイクロレンズを透過する前記レーザ光の位相を変化させ、当該マイクロレンズの解像度を高くすることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載のレーザ光照射装置。
【請求項１０】
前記投影レンズは、薄膜トランジスタに含まれるソース電極とドレイン電極との間に被着されたアモルファスシリコン薄膜の所定の領域にレーザ光を照射して、ポリシリコン薄膜を形成することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のレーザ照射装置。
【請求項１１】
レーザ光を発生する第１のステップと、
ガラス基板上の複数の薄膜トランジスタの各々に被着されたアモルファスシリコン薄膜の所定の領域に、前記レーザ光が透過する割合である透過率が設定された複数のマスクを含む投影マスクパターンが設けれた投影レンズを用いて、前記レーザ光を照射する第２のステップと、
前記レーザ光が照射されるごとに、前記ガラス基板を所定の方向に移動する第３のステップと、を含み、
第２のステップにおいて、複数の前記透過率のいずれかが設定された複数の前記マスクを含む前記投影マスクパターンを介して、前記レーザ光を照射する、薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１２】
第２のステップにおいて、異なる前記透過率が設定された前記マスクがランダムに配置された前記投影マスクパターンを介して、前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項１１に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１３】
第２のステップにおいて、予め定められた所定の範囲内に含まれる前記透過率のいずれかが設定された前記マスクを含む前記投影マスクパターンを介して、前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項１１または１２に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタの形成に関するものであり、特に、薄膜トランジスタ上のアモルファスシリコン薄膜にレーザ光を照射して、ポリシリコン薄膜を形成するためのレーザ照射装置および薄膜トランジスタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
逆スタガ構造の薄膜トランジスタとして、アモルファスシリコン薄膜をチャネル領域に使用したものが存在する。ただ、アモルファスシリコン薄膜は電子移動度が小さいため、当該アモルファスシリコン薄膜をチャネル領域に使用すると、薄膜トランジスタにおける電荷の移動度が小さくなるという難点があった。
【０００３】
そこで、アモルファスシリコン薄膜の所定の領域をレーザ光により瞬間的に加熱することで多結晶化し、電子移動度の高いポリシリコン薄膜を形成して、当該ポリシリコン薄膜をチャネル領域に使用する技術が存在する。
【０００４】
例えば、特許文献１には、チャネル領域にアモルファスシリコン薄膜形成し、その後、このアモルファスシリコン薄膜にエキシマレーザ等のレーザ光を照射してレーザアニールすることにより、短時間での溶融凝固によって、ポリシリコン薄膜に結晶化させる処理を行うことが開示されている。特許文献１には、当該処理を行うことにより、薄膜トランジスタのソースとドレイン間のチャネル領域を、電子移動度の高いポリシリコン薄膜とすることが可能となり、トランジスタ動作の高速化が可能になる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１００５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の薄膜トランジスタでは、ソースとドレイン間のチャネル領域が、一か所（一本）のポリシリコン薄膜により形成されている。そのため、薄膜トランジスタの特性は、一か所（一本）のポリシリコン薄膜に依存することになる。
【０００７】
ここで、エキシマレーザ等のレーザ光のエネルギ密度は、その照射（ショット）ごとにばらつきが生じるため、当該レーザ光を用いて形成されるポリシリコン薄膜の電子移動度にもばらつきが生じる。そのため、当該ポリシリコン薄膜を用いて形成される薄膜トランジスタの特性も、レーザ光のエネルギ密度のばらつきに依存してしまう。
【０００８】
その結果、ガラス基板に含まれる複数の薄膜トランジスタの特性には、ばらつきが生じてしまう可能性がある。
【０００９】
本発明の目的は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、ガラス基板に含まれる複数の薄膜トランジスタの特性のばらつきを抑制可能なレーザ照射装置および薄膜トランジスタの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態におけるレーザ照射装置は、レーザ光を発生する光源と、ガラス基板上の複数の薄膜トランジスタの各々に被着されたアモルファスシリコン薄膜の所定の領域に、当該レーザ光を照射する投影レンズと、当該投影レンズ上に設けられ、当該レーザ光が透過する割合である透過率が設定された複数のマスクを含む投影マスクパターンと、を備え、当該投影レンズは、所定の方向に移動する当該ガラス基板上の当該複数の薄膜トランジスタに対して、当該投影マスクパターンに含まれる当該複数のマスクの各々を介して当該レーザ光を照射し、当該投影マスクパターンに含まれる当該複数のマスクの各々は、複数の当該透過率のいずれかが設定される。
【００１１】
本発明の一実施形態におけるレーザ照射装置は、当該投影マスクパターンにおいて、異なる当該透過率が設定された当該マスクがランダムに配置されることを特徴としてもよい。
【００１２】
本発明の一実施形態におけるレーザ照射装置は、当該投影マスクパターンに含まれる当該複数のマスクの各々は、予め定められた所定の範囲内に含まれる当該透過率のいずれかが設定されることを特徴としてもよい。
【００１３】
本発明の一実施形態におけるレーザ照射装置は、当該レーザ光を分離可能なマイクロレンズアレイに含まれる複数のマイクロレンズであり、当該投影マスクパターンに含まれる当該複数のマスクの各々は、当該複数のマイクロレンズの各々に対応することを特徴としてもよい。
【００１４】
本発明の一実施形態におけるレーザ照射装置は、当該投影マスクパターンに含まれ、当該所定の方向に直交する一列において互いに隣接する当該マスクの各々は、互いに当該透過率が異なることを特徴としてもよい。
【００１５】
本発明の一実施形態におけるレーザ照射装置は、当該投影マスクパターンに含まれる当該複数のマスクの各々は、互いに当該透過率が異なることを特徴としてもよい。
【００１６】
本発明の一実施形態におけるレーザ照射装置は、当該投影マスクパターンは、当該マイクロレンズアレイに含まれる複数のマイクロレンズの各々の特性に基づいて、当該マイクロレンズの各々に対応する当該マスクの透過率が設定されることを特徴としてもよい。
【００１７】
本発明の一実施形態におけるレーザ照射装置は、当該投影マスクパターンは、当該マイクロレンズを透過するレーザ光の位相を変化させることにより、当該マイクロレンズの解像度を高める位相シフトマスクであり、当該位相シフトマスクは、当該複数のマイクロレンズのうち、当該解像度に基づいて決定されたマイクロレンズを透過する当該レーザ光の位相を変化させ、当該マイクロレンズの解像度を高くすることを特徴としてもよい。
【００１８】
本発明の一実施形態におけるレーザ照射装置は、当該位相シフトマスクは、当該複数のマイクロレンズのうち、相対的に解像度が低いマイクロレンズを透過する当該レーザ光の位相を変化させ、当該マイクロレンズの解像度を高くすることを特徴としてもよい。
【００１９】
本発明の一実施形態におけるレーザ照射装置は、当該投影レンズは、薄膜トランジスタに含まれるソース電極とドレイン電極との間に被着されたアモルファスシリコン薄膜の所定の領域にレーザ光を照射して、ポリシリコン薄膜を形成することを特徴としてもよい。
【００２０】
本発明の一実施形態における薄膜トランジスタの製造方法は、レーザ光を発生する第１のステップと、ガラス基板上の複数の薄膜トランジスタの各々に被着されたアモルファスシリコン薄膜の所定の領域に、当該レーザ光が透過する割合である透過率が設定された複数のマスクを含む投影マスクパターンが設けれた投影レンズを用いて、当該レーザ光を照射する第２のステップと、当該レーザ光が照射されるごとに、当該ガラス基板を所定の方向に移動する第３のステップと、を含み、第２のステップにおいて、複数の当該透過率のいずれかが設定された複数の当該マスクを含む当該投影マスクパターンを介して、当該レーザ光を照射する。
【００２１】
本発明の一実施形態における薄膜トランジスタの製造方法は、第２のステップにおいて、異なる当該透過率が設定された当該マスクがランダムに配置された当該投影マスクパターンを介して、当該レーザ光を照射することを特徴としてもよい。
【００２２】
本発明の一実施形態における薄膜トランジスタの製造方法は、第２のステップにおいて、予め定められた所定の範囲内に含まれる当該透過率のいずれかが設定された当該マスクを含む当該投影マスクパターンを介して、当該レーザ光を照射することを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ガラス基板に含まれる複数の薄膜トランジスタの特性のばらつきを抑制可能な、レーザ照射装置および薄膜トランジスタの製造方法を提供することである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】レーザ照射装置１０の構成例を示す図である。
【図２】マイクロレンズアレイ１３の構成例を示す図である。
【図３】所定の領域がアニール化された薄膜トランジスタ２０の例を示す模式図である。
【図４】レーザ照射装置１０がレーザ光１４を照射するガラス基板３０の例を示す模式図である。
【図５】レーザ照射装置１０がレーザ光１４を照射するガラス基板３０の他の例を示す模式図である。
【図６】マイクロレンズアレイ１３に設けられた投影マスクパターン１５の構成例を示す模式図である。
【図７】マイクロレンズアレイ１３に設けられた投影マスクパターン１５の他の構成例を示す模式図である。
【図８】レーザ照射装置１０の他の構成例を示す図である。
【図９】マイクロレンズアレイ１３の他の構成例を示す図である。
【図１０】レーザ照射装置１０の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態におけるレーザ照射装置１０の構成例を示す図である。
【００２７】
本発明の第１の実施形態において、レーザ照射装置１０は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２０のような半導体装置の製造工程において、例えば、チャネル領域形成予定領域のみにレーザ光を照射してアニールし、当該チャネル領域形成予定領域を多結晶化するための装置である。
【００２８】
レーザ照射装置１０は、例えば、液晶表示装置の周辺回路などの画素の薄膜トランジスタを形成する際に用いられる。このような薄膜トランジスタを形成する場合、まず、ガラス基板３０上にＡｌ等の金属膜からなるゲート電極を、スパッタによりパターン形成する。そして、低温プラズマＣＶＤ法により、ガラス基板３０上の全面にＳｉＮ膜からなるゲート絶縁膜を形成する。その後、ゲート絶縁膜上に、例えば、プラズマＣＶＤ法によりアモルファスシリコン薄膜２１を形成する。そして、図１に例示するレーザ照射装置１０により、アモルファスシリコン薄膜２１のゲート電極上の所定の領域にレーザ光１４を照射してアニールし、当該所定の領域を多結晶化してポリシリコン化する。
【００２９】
図１に示すように、レーザ照射装置１０において、レーザ光源１１から出射されたレーザ光は、カップリング光学系１２によりビーム系が拡張され、輝度分布が均一化される。レーザ光源１１は、例えば、波長が３０８ｎｍや２４８ｎｍなどのレーザ光を、所定の繰り返し周期で放射するエキシマレーザである。
【００３０】
その後、レーザ光は、マイクロレンズアレイ１３上に設けられた投影マスクパターン１５（図示しない）の複数の開口（透過領域）により、複数のレーザ光１４に分離され、アモルファスシリコン薄膜２１の所定の領域に照射される。マイクロレンズアレイ１３には、投影マスクパターン１５が設けられ、当該投影マスクパターン１５によって所定の領域にレーザ光１４が照射される。そして、アモルファスシリコン薄膜２１の所定の領域が瞬間加熱されて溶融し、アモルファスシリコン薄膜２１の一部がポリシリコン薄膜２２となる。
【００３１】
ポリシリコン薄膜２２は、アモルファスシリコン薄膜２１に比べて電子移動度が高く、薄膜トランジスタ２０において、ソース２３とドレイン２４とを電気的に接続させるチャネル領域に用いられる。なお、図１の例では、マイクロレンズアレイ１３を用いた例を示しているが、必ずしもマイクロレンズアレイ１３を用いる必要はなく、１個の投影レンズを用いてレーザ光１４を照射してもよい。なお、実施形態１では、マイクロレンズアレイ１３を用いて、ポリシリコン薄膜２２を形成する場合を例にして説明する。
【００３２】
図２は、アニール化に用いるマイクロレンズアレイ１３の構成例を示す図である。図２に示すように、マイクロレンズアレイ１３において、スキャン方向の１列（又は１行）には、２０個のマイクロレンズ１７が配置される。レーザ照射装置１は、１つの薄膜トランジスタ２０に対して、マイクロレンズアレイ１３の１列（又は１行）に含まれる２０個のマイクロレンズ１７の少なくとも一部を用いて、レーザ光１４を照射する。なお、なお、マイクロレンズアレイ１３に含まれる一列（又は一行）のマイクロレンズ１７の数は、２０個に限られず、いくつであってもよい。
【００３３】
図２に示すように、マイクロレンズアレイ１３は、その一列（または一行）にマイクロレンズ１７を２０個含むが、一行（または一列）には例えば８３個含む。なお、８３個は例示であって、いくつであってもよいことは言うまでもない。
【００３４】
図３は、所定の領域がアニール化された薄膜トランジスタ２０の例を示す模式図である。なお、薄膜トランジスタ２０は、最初にポリシリコン薄膜２２を形成し、その後、形成されたポリシリコン薄膜２２の両端にソース２３とドレイン２４を形成することで、作成される。
【００３５】
図３に示すように、薄膜トランジスタは、ソース２３とドレイン２４との間に、ポリシリコン薄膜２２が形成されている。レーザ照射装置１０は、薄膜トランジスタ２０に対して、図２に示したマイクロレンズアレイ１３の一列（または一行）に含まれる例えば２０個のマイクロレンズ１７を用いて、レーザ光１４を照射する。すなわち、レーザ照射装置１０は、ポリシリコン薄膜２２に対して、２０ショットのレーザ光１４を照射する。その結果、薄膜トランジスタ２０において、アモルファスシリコン薄膜２１の所定の領域が瞬間加熱されて溶融し、ポリシリコン薄膜２２となる。
【００３６】
ポリシリコン薄膜２２は、レーザ光１４のエネルギ密度は１ショットごとにばらつきがあることから、その電子移動度にばらつきが生じる可能性がある。前述したように、ポリシリコン薄膜２２の電子移動度は、当該ポリシリコン薄膜２２に最後に照射されたレーザ光１４のエネルギ密度、すなわち最後のショットのエネルギ密度に依存するからである。
【００３７】
レーザ照射装置１０は、アモルファスシリコン薄膜２１にレーザ光１４を照射する。ここで、レーザ照射装置１０は所定の周期でレーザ光１４を照射し、レーザ光１４が照射されていない時間にガラス基板３０を移動させ、次のアモルファスシリコン薄膜２１の箇所に当該レーザ光１４が照射されるようにする。図４に示すように、ガラス基板３０は、移動方向に対して、所定の間隔「Ｈ」でアモルファスシリコン薄膜２１が配置される。そして、レーザ照射装置１０は、所定の周期で、ガラス基板３０上に配置されたアモルファスシリコン薄膜２１の部分に、レーザ光１４を照射する。
【００３８】
そして、レーザ照射装置１０は、マイクロレンズアレイ１３を用いて、ガラス基板上の複数のアモルファスシリコン薄膜２１に対して、同一のレーザ光１４を照射する。レーザ照射装置１０は、例えば、図４に示す領域Ａに含まれる複数のアモルファスシリコン薄膜２１に対して、同一のレーザ光１４を照射する。また、レーザ照射装置１０は、図４に示す領域Ｂに含まれる複数のアモルファスシリコン薄膜２１に対しても、同一のレーザ光１４を照射する。
【００３９】
ここで、レーザ照射装置１０は、アニール化を行うために、図２に示すマイクロレンズアレイ１３の一列（又は一行）に含まれる２０個のマイクロレンズ１７の各々を用いて、レーザ光１４を照射することが考えられる。
【００４０】
この場合、図４の領域Ａにある複数のアモルファスシリコン薄膜２１は、まず、図２に示すマイクロレンズアレイ１３に含まれる第１のマイクロレンズ１７ａを用いて、レーザ光１４を照射される。その後、ガラス基板３０を所定の間隔「Ｈ」だけ移動させる。ガラス基板３０が移動している間、レーザ照射装置１０は、レーザ光１４の照射を停止する。そして、ガラス基板３０が「Ｈ」だけ移動した後、領域Ａにある複数のアモルファスシリコン薄膜２１は、図２に示すマイクロレンズアレイ１３に含まれる第２のマイクロレンズ１７ｂを用いて、レーザ光１４を照射される。なお、レーザ照射装置１０は、ガラス基板３０が「Ｈ」だけ移動した後、一旦停止した当該ガラス基板３０に対してレーザ光１４を照射してもよいし、移動し続けている当該ガラス基板３０に対してレーザ光１４を照射してもよい。
【００４１】
なお、レーザ照射装置１０の照射ヘッド（すなわち、レーザ光源１１、カップリング光学系１２、マイクロレンズアレイ１３及び投影マスク１５０）が、ガラス基板３０に対して移動してもよい。
【００４２】
レーザ照射装置１０は、これを繰り返し実行して、最後に、領域Ａにある複数のアモルファスシリコン薄膜２１に対して、図２に示すマイクロレンズアレイ１３のマイクロレンズ１７ｔ（すなわち、最後のマイクロレンズ１７）を用いて、レーザ光１４を照射する。その結果、領域Ａにある複数のアモルファスシリコン薄膜２１は、図２に示すマイクロレンズアレイ１３の一列（又は一行）に含まれる２０個のマイクロレンズ１７の各々を用いて、レーザ光１４を照射されることになる。
【００４３】
同様にして、レーザ照射装置１０は、図４の領域Ｂにある複数のアモルファスシリコン薄膜２１に対しても、図２に示すマイクロレンズアレイ１３の一列（又は一行）に含まれる２０個のマイクロレンズ１７の各々を用いて、レーザ光１４を照射する。ただ、領域Ｂは、領域Ａに比べてガラス基板の移動方向に対して「Ｈ」だけ位置が異なるため、レーザ光１４が照射されるタイミングが、１照射分だけ遅れる。すなわち、領域Ａの複数のアモルファスシリコン薄膜２１が第２のマイクロレンズ１７ｂを用いてレーザ光１４を照射される時に、領域Ｂの複数のアモルファスシリコン薄膜２１は、第１のマイクロレンズ１７ａを用いてレーザ光１４を照射される。そして、領域Ａの複数のアモルファスシリコン薄膜２１が第２０のマイクロレンズ１７ｔ（すなわち、最後のマイクロレンズ１７）を用いてレーザ光１４を照射される時には、領域Ｂの複数のアモルファスシリコン薄膜２１は、一つ前の第１９のマイクロレンズ１７ｓを用いて、レーザ光が照射されることになる。そして、領域Ｂの複数のアモルファスシリコン薄膜２１は、次のレーザ光の照射のタイミングで、第２０のマイクロレンズ１７ｔ（すなわち、最後のマイクロレンズ１７）を用いて、レーザ光が照射されることになる。
【００４４】
つまり、図４に示す領域Ａに含まれる複数のアモルファスシリコン薄膜２１と、領域Ｂに含まれる複数のアモルファスシリコン薄膜２１とは、最後に照射されるレーザ光１４が異なることになる。
【００４５】
ここで、エキシマレーザにおいて、パルス間の安定性は、０．５％程度である。すなわち、レーザ照射装置１０は、１ショットごとに、そのレーザ光１４のエネルギ密度に０．５％程度のばらつきを生じさせる。そのため、レーザ照射装置１０によって形成されるポリシリコン薄膜２２の電子移動度にも、ばらつきが生じてしまう可能性がある。そして、レーザ光１４を照射されたことにより形成されたポリシリコン薄膜２２の電子移動度は、当該ポリシリコン薄膜２２に最後に照射されたレーザ光１４のエネルギ密度、すなわち最後のショットのエネルギ密度に依存する。
【００４６】
そのため、領域Ａに含まれる複数のアモルファスシリコン薄膜２１と、領域Ｂに含まれる複数のアモルファスシリコン薄膜２１とは、最後に照射されるレーザ光が異なるため、形成されるポリシリコン薄膜２２の電子移動度が互いに異なることになる。
【００４７】
一方で、領域Ａに含まれる複数のアモルファスシリコン薄膜２１どうしは、最後に照射されたレーザ光１４は同じであるため、領域Ａ内においては、形成されるポリシリコン薄膜２２の電子移動度は同じとなる。これは、領域Ｂに含まれる複数のアモルファスシリコン薄膜２１どうしでも同様であり、領域Ｂ内においては、形成されるポリシリコン薄膜２２の電子移動度は同じとなる。すなわち、ガラス基板上において、互いに隣接する領域間では電子移動度が互いに異なるが、同じ領域内の複数のアモルファスシリコン薄膜２１どうしは電子移動度が同一となる。
【００４８】
その結果、液晶画面において、表示むらが発生する原因となる。図４に例示するように、領域Ａと領域Ｂとの境界が“線状”であるため、互いに異なる特性の薄膜トランジスタ２０が、当該“線上”の境界において突き合うことなり、その特性の違いによる表示の違い（例えば色の濃淡などの違い）が“線”となって表れてしまう。その結果、液晶画面において表示むらが“すじ”となってしまい、無視できない程度に強調されてしまう。
【００４９】
そこで、本発明の第１の実施形態では、例えば投影マスクパターン１５を用いて、基板３０に含まれるアモルファスシリコン薄膜２１の各々に照射するレーザ光１４の透過率を変更する。例えば、アモルファスシリコン薄膜２１に照射するレーザ光１４の透過率にばらつきを持たせる。なお、透過率は、レーザ光がマスク１５０を透過する割合である。
【００５０】
上記のように、レーザ光１４の透過率をばらつかせることにより、アモルファスシリコン薄膜２１には、異なる透過率のレーザ光１４が照射されるようになり、全てのアモルファスシリコン薄膜２１に対して同一のレーザ光１４が照射されるという状況がなくなる。そのため、同一領域内（例えば領域Ａ内）に含まれる複数のアモルファスシリコン薄膜２１であっても、隣接するアモルファスシリコン薄膜２１が異なる透過率のレーザ光１４によって照射されるようになる。その結果、同一領域内（例えば領域Ａ内）において、隣接するアモルファスシリコン薄膜２１に最後に照射されるレーザ光１４の透過率が異なることになる。なお、隣接するアモルファスシリコン薄膜２１は、必ずしも異なる透過率のレーザ光１４が照射されるというわけではなく、投影マスクパターン１５におけるマスク１５０の配置によっては、同一の透過率のマスクが隣接することもあり、その場合には、隣接するアモルファスシリコン薄膜２１は同一の透過率のレーザ光１４が照射されることになる。ただし、基板３０に含まれるアモルファスシリコン薄膜２１全体を考えれば、投影マスクパターン１５において、異なる透過率のマスク１５０がランダムに配置されるため、隣接するアモルファスシリコン薄膜２１が異なる透過率のレーザ光１４によって照射される可能性は高くなる。
【００５１】
そうすると、同一領域内（例えば領域Ａ内）において、隣接するポリシリコン薄膜２２の電子移動度は、互いに異なることとなる。その結果、同一領域内（例えば領域Ａ内）において、隣接する薄膜トランジスタ２０の特性も異なることになる。そうすると、ガラス基板３０全体において、互いに隣接する薄膜トランジスタ２０の特性は、互いに異なることになり、当該特性の違いによる表示の違い（例えば色の濃淡などの違い）が“線状”に表れることが無くなる。そのため、液晶画面において表示むらが“スジ”とならず、当該表示むらが強調されることを防止することができる。
【００５２】
図５は、ガラス基板３０において隣接する薄膜トランジスタ２０による、表示むらの発生の有無を説明するための図である。図５（ａ）において、領域Ａ内の複数の薄膜トランジスタ２０の特性は特性Ａで同一であり、領域Ｂ内の複数の薄膜トランジスタ２０の特性は特性Ｂで同一である。その結果、領域Ａと領域Ｂの“線状”の境界において、特性Ａの薄膜トランジスタ２０と、特性Ｂの薄膜トランジスタ２０とが突き合うことになり、特性の違いによる表示の違いが、“線状”になって表れてしまう。そのため、液晶画面において表示むらが“スジ”となって強調されてしまう。
【００５３】
一方、図５（ｂ）において、同一領域内（領域Ａ／領域Ｂ）の隣接する薄膜トランジスタ２０は、互いに異なる透過率のレーザ光１４で照射されることにより、互いに異なる特性となるため、特性の違いによる表示の違いが分散され、“線状”になって表れない。そのため、液晶画面において表示むらを低減することが可能となる。
【００５４】
上述した内容を実現するために、本発明の第１の実施形態において、マイクロレンズアレイ１３上に設けられる投影マスクパターン１５は、レーザ光が透過する割合である透過率が設定された複数のマスク１５０を含む。そして、投影マスクパターン１５に含まれる複数のマスク１５０の各々は、複数の透過率のいずれかが設定される。複数の透過率は、例えば、９０％、９１％、９２％・・・１００％の１０通りの透過率のうちのいずれかである。なお、複数の透過率は、あくまでも例示であって、どのような透過率であってもよい。また、複数の透過率は、１０通りに限られず、何通りの透過率があってもよい。また、複数の透過率は、例えば、７０％〜１００％の範囲など、どのような範囲であってもよい。複数の透過率の範囲は、予め定められた所定の範囲であってもよい。例えば、所定の範囲は、予め９０％〜１００％に定められていてもよい。
【００５５】
また、投影マスクパターン１５において、異なる透過率が設定されたマスク１５０が、ランダムに配置される。
【００５６】
図６は、本発明の第１の実施形態における、投影マスクパターン１５のマスク１５０の構成例を示す図である。
【００５７】
図６に示すように、投影マスクパターン１５は、異なる透過率が設定されたマスク１５０が、ランダムに配置される。ただし、透過率の異なる投影マスクパターン１５の各々は、必ずしも、ランダムに配置される必要はなく、所定の条件に基づいて配置されてもよい。ここで、図６において、投影マスクパターン上に記載の数値は、当該投影マスクパターンにおけるレーザ光１４の透過率である。図６に示すように、投影マスクパターンの各々は、例えば、透過率が９０％〜１００％のいずれかに設定される。なお、上述したように、投影マスクパターンの透過率は、９０〜１００％の範囲内である必要はなく、どのような透過率であってもよい。
【００５８】
なお、互いに隣接する投影マスクパターン１５が、互いに異なる透過率となるように配置されてもよい。なお、互いに隣接する投影マスクパターン１５が、必ずしも、互いに異なる透過率となるように配置される必要はない。
【００５９】
また、投影マスクパターン１５に含まれる複数のマスクの各々において、マイクロレンズアレイ１３の移動方向（所定の方向）に直交する一列において、互いに隣接するマスク１５０の透過率が互いに異なるように、当該マスク１５０を配置してもよい。この場合において、レーザ照射装置１０は、１つのアモルファスシリコン薄膜２１に対して、図２に示すマイクロレンズアレイ１３の一列（又は一行）に含まれる２０個のマイクロレンズ１７において、少なくとも隣接するマイクロレンズ１７から照射されるレーザ光１４の透過率を異なるものとなる。例えば、レーザ照射装置１０は、マイクロレンズアレイ１３の一列（又は一行）に含まれる２０個のマイクロレンズ１７の各々に、異なる透過率である投影マスクパターンを配置することにより、互いに異なるアモルファスシリコン薄膜２１に対し、互いに異なる透過率のレーザ光１４を照射することができる。
【００６０】
また、各投影マスクパターン１５における透過領域１６の幅は、例えば４μｍである。また、図６に示す投影マスクパターン１５に設けられる開口部は、例えば、その形状が長方形であり、長辺が２０μｍであり、短辺が１０μｍである。なお、投影マスクパターン１５の開口部大きさは例示であって、マイクロレンズ１７の大きさに対応していれば、どのような大きさであってもよい。
【００６１】
図６の例では、ガラス基板３０の移動方向（スキャン方向）に対して、投影マスクパターン１５の透過領域１６は、直交するように設けられる。なお、投影マスクパターン１５の透過領域１６は、ガラス基板３０の移動方向（スキャン方向）に対して必ずしも直交する必要はなく、該移動方向（スキャン方向）に対して平行（略平行）に設けられていてもよい。
【００６２】
レーザ照射装置１０は、図６に示す投影マスクパターン１５を用いて、図２に例示するガラス基板３０にレーザ光１４を照射するその結果、図３に示す同一領域内（例えば領域Ａ内）において、例えば、隣接するアモルファスシリコン薄膜２１が、互いに異なる透過率のレーザ光１４を照射されるようになる。そのため、同一領域内（例えば領域Ａ内）に含まれる複数のアモルファスシリコン薄膜２１について、例えば、隣接するアモルファスシリコン薄膜２１に最後に照射されるレーザ光１４も、その透過率が互いに異なることになる。その結果、同一領域内（例えば領域Ａ内）において、隣接するポリシリコン薄膜２２の電子移動度は、互いに異なることとなる。
【００６３】
そして、スキャン方向に直交する領域（図３に例示する領域Ａや領域Ｂ）間では、上述したように、照射されるレーザ光１４が異なるため、隣接する領域の薄膜トランジスタ２０は、互いに異なる特性となる。
【００６４】
その結果、ガラス基板３０全体において、隣接する薄膜トランジスタ２０が、互いに異なる特性となる。そのため、薄膜トランジスタ２０の特性の違いによる表示の違い（例えば色の濃淡などの違い）が分散され、線状に表われなくなる。そのため、液晶画面において表示むらが“スジ”とならず、当該表示むらが強調されることを防止することができる。
【００６５】
本発明の第１の実施形態において、ガラス基板３０は、１つのマイクロレンズ１７によりレーザ光１４が照射されるごとに、所定の距離だけ移動する。所定の距離は、図２に例示するように、ガラス基板３０における複数の薄膜トランジスタ２０間の距離「Ｈ」である。レーザ照射装置１０は、ガラス基板３０を当該所定の距離移動させる間、レーザ光１４の照射を停止する。
【００６６】
ガラス基板３０が所定の距離「Ｈ」を移動した後、レーザ照射装置１０は、マイクロレンズアレイ１３に含まれるマイクロレンズ１７を用いて、レーザ光１４を照射する。なお、本発明の第１の実施形態では、図６に示す投影マスクパターン１５を用いるため、１つのアモルファスシリコン薄膜２１に対して、５個のマイクロレンズ１７によりレーザ光１４が照射される。
【００６７】
そして、ガラス基板３０の薄膜トランジスタ２０に、レーザアニールを用いてポリシリコン薄膜２２を形成した後、別の工程において、当該薄膜トランジスタ２０に、ソース２３とドレイン２４とが形成される。
【００６８】
このように、本発明の第１の実施形態では、投影マスクパターン１５において、異なる透過率のマスク１５０がランダムに配置されるように、当該投影マスクパターン１５に含まれる複数のマスク１５０の透過率を変更する。その結果、例えば、隣接するアモルファスシリコン薄膜２１が、互いに異なる透過率のレーザ光１４を照射されるようになる。そのため、隣接するポリシリコン薄膜２２の電子移動度は、互いに異なることとなる。すなわち、ガラス基板３０全体において、互いに隣接する薄膜トランジスタ２０の特性は、互いに異なることになり、当該特性の違いによる表示の違い（例えば色の濃淡などの違い）が“線状”に表れることが無くなる。そのため、液晶画面において表示むらが“スジ”とならず、当該表示むらが強調されることを防止することができる。
【００６９】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、マイクロレンズアレイ１３に含まれる複数のマイクロレンズ１７の各々の特性に基づいて、投影マスクパターン１５の各々の透過率を変化（調整）させる実施形態である。
【００７０】
マイクロレンズアレイ１３に含まれる複数のマイクロレンズ１７の各々は、その特性が互いに異なる。例えば、マイクロレンズアレイ１３の中心付近に配置されるマイクロレンズ１７と、周辺部に配置されるマイクロレンズ１７とにおいて、その特性に偏りが生じる場合がある。そのため、複数のマクロレンズ１７の各々から照射されるレーザ光１４は、マイクロレンズ１７の特性が異なることに起因して、互いにその特性（例えば、エネルギ密度）が異なることとなる。そのため、レーザ照射装置１０は、マイクロレンズアレイ１３に含まれる複数のマイクロレンズ１７を用いて、同時にレーザ光１４を照射したとしても、当該複数のマイクロレンズ１７の各々の特性が互いに異なることにより、当該レーザ光１４の各々の特性（エネルギ密度など）が異なるものとなってしまう。
【００７１】
そこで、本発明の第２の実施形態は、マイクロレンズアレイ１３に含まれる複数のマイクロレンズ１７の各々の特性に基づいて、投影マスクパターン１５の各々の透過率を設定（調整）する。その結果、複数のマイクロレンズ１７の各々を用いて照射されるレーザ光１４の特性の違いを、低減することが可能となる。
【００７２】
図２に示すマイクロレンズアレイ１３に含まれる複数のマイクロレンズ１７の各々は、その特性が例えば５％の範囲で異なる。なお、５％はあくまでも例示であって、これ以上またはこれ以下の範囲で、複数のマイクロレンズアレイ１３の特性が異なることもある。マイクロレンズ１７の特性の違いは、例えば、当該マイクロレンズ１７の各々に対してレーザ光１４を照射し、その特性（例えば、エネルギ密度）を測定することにより、予め把握することが可能である。
【００７３】
そこで、本発明の第２の実施形態では、予め把握したマイクロレンズ１７の各々の特性に基づいて、投影マスクパターン１５の各々の透過率を設定（調整）する。その結果、透過率を設定（調整）した投影マスクパターン１５を配置したマイクロレンズアレイ１３を用いてレーザ光１４を照射することにより、当該レーザ光１４の特性の違いを低減することが可能となる。
【００７４】
例えば、一のマイクロレンズ１７を透過したレーザ光１４のエネルギ密度が高い場合には、当該一のマイクロレンズ１７に配置する投影マスクパターン１５の透過率を低く設定する。一方、他のマイクロレンズ１７を透過したレーザ光１４のエネルギ密度が低い場合には、当該他のマイクロレンズ１７に配置する投影マスクパターン１５の透過率を高く設定する。このように、マイクロレンズ１７の特性に応じて、当該マイクロレンズ１７に配置する投影マスクパターン１５の透過率を設定（調整）することにより、マイクロレンズ１７の特性の違いに起因するレーザ光１４の特性の違いを低減することが可能となる。
【００７５】
図７は、マイクロレンズ１７の特性に基づいて透過率が設定（調整）されたマスク１５０を含む、投影マスクパターン１５である。図７の例は、マイクロレンズアレイ１３の中心付近に配置されるマイクロレンズ１７と、周辺部に配置されるマイクロレンズ１７とにおいて、その特性に偏りが生じている場合における、投影マスクパターン１５の例である。
【００７６】
図７に示すように、マイクロレンズの特性に基づいて、投影マスクパターン１５に含まれるマスク１５０の透過率が設定（調整）される。その結果、レーザ照射装置１０は、図７に例示する投影マスクパターンを用いてレーザ光１４を照射することにより、マイクロレンズアレイ１３に含まれるマイクロレンズ１７の特性に起因するレーザ光１４の特性の違いが低減され、概ね同一の特性のレーザ光１４を照射することができる。
【００７７】
上記のとおり、本発明の第２の実施形態は、マイクロレンズアレイ１３に含まれる複数のマイクロレンズ１７の各々の特性に基づいて、投影マスクパターン１５に含まれる複数のマスク１５０の各々の透過率を変化（調整）させることにより、マイクロレンズ１７の特性の違いに起因するレーザ光１４の特性の違いを低減することが可能となる。
【００７８】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態は、マイクロレンズアレイ１３に含まれる複数のマイクロレンズ１７の各々の特性に基づいて、投影マスクパターン１５に含まれる複数のマスク１５０の透過率を変化（調整）した後に、レーザ光１４の透過率をばらつかせるために、当該マスク１５０の透過率をさらに変更する場合の実施形態である。
【００７９】
第３の実施形態では、まず、マイクロレンズアレイ１３に含まれる複数のマイクロレンズ１７の各々の特性に基づいて、投影マスクパターン１５に含まれる複数のマスク１５０の透過率を変化（調整）する。その結果、マイクロレンズアレイ１３に含まれる複数のマイクロレンズ１７の各々の特性による、レーザ光１４の特性の違いが低減される。
【００８０】
その上で、第３の実施形態では、投影マスクパターン１５において、異なる透過率のマスク１５０がランダムに配置されるように、当該投影マスクパターン１５に含まれる複数のマスク１５０の透過率を変更する。その結果、例えば、隣接するアモルファスシリコン薄膜２１が、互いに異なる透過率のレーザ光１４を照射されるようになる。そのため、隣接するポリシリコン薄膜２２の電子移動度は、互いに異なることとなる。その結果、ガラス基板３０全体において、互いに隣接する薄膜トランジスタ２０の特性は、互いに異なることになり、当該特性の違いによる表示の違い（例えば色の濃淡などの違い）が“線状”に表れることが無くなる。そのため、液晶画面において表示むらが“スジ”とならず、当該表示むらが強調されることを防止することができる。
【００８１】
第３の実施形態では、まず、図７に例示するように、マイクロレンズ１７の特性に基づいて、投影マスクパターン１５に含まれるマスク１５０の透過率を設定（調整）する。具体的には、予め把握したマイクロレンズ１７の各々の特性に基づいて、投影マスクパターン１５の各々の透過率を設定（調整）する。例えば、一のマイクロレンズ１７を透過したレーザ光１４のエネルギ密度が高い場合には、当該一のマイクロレンズ１７に配置する投影マスクパターン１５の透過率を低く設定する。一方、他のマイクロレンズ１７を透過したレーザ光１４のエネルギ密度が低い場合には、当該他のマイクロレンズ１７に配置する投影マスクパターン１５の透過率を高く設定する。
【００８２】
その後、マイクロレンズ１７の特性に基づいて透過率が設定されたマスク１５０について、当該設定された透過率を基準として、投影マスクパターン１５全体で透過率が分散するように、当該マスク１５０の透過率をさらに変更する。
【００８３】
例えば、マイクロレンズ１７の特性に基づいて、透過率が９０％に設定されたマスク１５０は、透過率を投影マスクパターン１５全体でばらつかせるために、当該マスク１５０に割り当てられた透過率変更の割合で、当該９０％の透過率をさらに変更する。例えば、透過率を投影マスクパターン１５全体でばらつかせるために割り当てられた透過率変更の割合が９５％である場合、当該マスク１５０は、９０％からさらに９５％透過率を変更することになり、８５．５％の透過率となる。
【００８４】
このように、第３の実施形態では、マイクロレンズ１７の特性に基づいて設定された透過率を基準として、さらに、透過率を投影マスクパターン１５全体でばらつかせるために当該透過率を変更する。その結果、マイクロレンズアレイ１３に含まれる複数のマイクロレンズ１７の各々の特性による、レーザ光１４の特性の違いを低減しつつ、隣接するアモルファスシリコン薄膜２１に対して、互いに異なる透過率のレーザ光１４を照射することが可能となる。
【００８５】
その結果、マイクロレンズ１７の特性に基づいて生じるレーザ光１４の特性の違いを低減しつつ、隣接するポリシリコン薄膜２２の電子移動度を互いに異ならせることができるため、ガラス基板３０全体において、互いに隣接する薄膜トランジスタ２０の特性は、互いに異なることになり、当該特性の違いによる表示の違い（例えば色の濃淡などの違い）が“線状”に表れることが無くなる。そのため、液晶画面において表示むらが“スジ”とならず、当該表示むらが強調されることを防止することができる。
【００８６】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態は、マイクロレンズアレイ１３の代わりに、１個の投影レンズ１８を用いて、レーザアニールを行う場合の実施形態である。
【００８７】
図８は、本発明の第４の実施形態におけるレーザ照射装置１０の構成例を示す図である。図８に示すように、本発明の第３の実施形態におけるレーザ照射装置１０は、レーザ光源１１と、カップリング光学系１２と、投影マスクパターン１５と、投影レンズ１８とを含む。なお、レーザ光源１１と、カップリング光学系１２とは、図１に示す本発明の第１の実施形態におけるレーザ光源１１と、カップリング光学系１２と同様の構成であるため、詳細な説明は省略される。また、投影マスクパターンは、本発明の第１の実施形態における投影マスクパターンと同様の構成であるため、詳細な説明は省略される。
【００８８】
レーザ光は、図６に例示する投影マスクパターン１５（図示しない）の開口（透過領域）を透過し、投影レンズ１８により、アモルファスシリコン薄膜２１の所定の領域に照射される。その結果、アモルファスシリコン薄膜２１の所定の領域が瞬間加熱されて溶融し、アモルファスシリコン薄膜２１の一部がポリシリコン薄膜２２となる。
【００８９】
本発明の第４の実施形態においても、レーザ照射装置１０は所定の周期でレーザ光１４を照射し、レーザ光１４が照射されていない時間にガラス基板３０を移動させ、次のアモルファスシリコン薄膜２１の箇所に当該レーザ光１４が照射されるようにする。第２の実施形態においても、図３に示すように、ガラス基板３０は、移動方向に対して、所定の間隔「Ｈ」でアモルファスシリコン薄膜２１が配置される。そして、レーザ照射装置１０は、所定の周期で、ガラス基板３０上に配置されたアモルファスシリコン薄膜２１の部分に、レーザ光１４を照射する。
【００９０】
ここで、投影レンズ１８を用いる場合、レーザ光１４が、当該投影レンズ１８の光学系の倍率で換算される。すなわち、投影マスクパターン１５のパターンが、投影レンズ１８の光学系の倍率で換算され、ガラス基板３０上の所定の領域がレーザアニールされる。
【００９１】
すなわち、投影マスクパターン１５のマスクパターンは、投影レンズ１８の光学系の倍率で換算され、ガラス基板３０上の所定の領域がレーザアニールされる。例えば、投影レンズ１８の光学系の倍率が約２倍であると、投影マスクパターン１５のマスクパターンは、約１／２（０．５）倍され、ガラス基板３０の所定の領域がレーザアニールされる。なお、投影レンズ１８の光学系の倍率は、約２倍に限られず、どのような倍率であってもよい。投影マスクパターン１５のマスクパターンは、投影レンズ１８の光学系の倍率に応じて、ガラス基板３０上の所定の領域がレーザアニールされる。例えば、投影レンズ１８の光学系の倍率が４倍であれば、投影マスクパターン１５のマスクパターンは、約１／４（０．２５）倍され、ガラス基板３０の所定の領域がレーザアニールされる。
【００９２】
また、投影レンズ１８が倒立像を形成する場合、ガラス基板３０に照射される投影マスクパターン１５の縮小像は、投影レンズ１８のレンズの光軸を中心に１８０度回転したパターンとなる。一方、投影レンズ１８が正立像を形成する場合、ガラス基板３０に照射される投影マスクパターン１５の縮小像は、当該投影マスクパターン１５そのままとなる。
【００９３】
なお、単一の投影レンズにおいて、例えば、収差等の影響で、中央部に比べて周辺部の照射光量や倍率が異なる場合でも、投影マスクパターン１５の中央部と周辺部でマスック１５０の透過率を変えることで均一な照射を実現できる。例えば、単一の照射レンズにおいて、中央部に比べて周辺部の照射光量が少ない場合は、投影マスクパターン１５の中央部のマスク１５０の透過率を高くし、一方で周辺部のマスク１５０の透過率を当該中央部の透過率に比べて低く設定することにより、投影マスクパターン１５０全体で均一な照射を実現することが可能となる。
【００９４】
上記のとおり、本発明の第４の実施形態では、１個の投影レンズ１８を用いて、レーザアニールを行った場合であっても、隣接するアモルファスシリコン薄膜２１に対して、互いに異なる透過率のレーザ光１４を照射することが可能となる。その結果、ガラス基板３０全体において、互いに隣接する薄膜トランジスタ２０の特性は、互いに異なることになり、当該特性の違いによる表示の違い（例えば色の濃淡などの違い）が“線状”に表れることが無くなる。そのため、液晶画面において表示むらが“スジ”とならず、当該表示むらが強調されることを防止することができる。
【００９５】
なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」「直交」等の記載がある場合に、これらの各記載は厳密な意味ではない。すなわち、「垂直」「平行」「平面」「直交」とは、設計上や製造上等における公差や誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」「実質的に直交」という意味である。なお、ここでの公差や誤差とは、本発明の構成・作用・効果を逸脱しない範囲における単位のことを意味するものである。
【００９６】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態は、マイクロレンズアレイ１３に含まれる複数のマイクロレンズ１７の各々の解像力に基づいて、当該解像力が相対的に低いマイクロレンズに対応する場所に位相シフトマスクを適用することにより、当該解像力が相対的に低いマイクロレンズ１７の解像力を高める実施形態である。
【００９７】
マイクロレンズアレイ１３に含まれる複数のマイクロレンズ１７の各々は、その特性の１つである解像力が互いに異なる場合がある。すなわち、マイクロレンズアレイ１３は、解像力が相対的に低いマイクロレンズ１７を含む場合がある。マイクロレンズ１７の解像力が低いと、隣接するマスクを透過した光が正しく解像せず、投影マスクパターン１５のパターンどおりにアニール化できない恐れがある。その結果、微結晶が薄膜トランジスタ２０のチャネル領域に乱れを生じさせ、液晶画面の表示に悪影響を与える可能性がある。
【００９８】
図９は、マイクロレンズアレイ１３に含まれるマイクロレンズ１７の構成例を示す図である。図９に示すマイクロレンズ１７のうち、例えば、灰色で示すマイクロレンズ１７は、他のマイクロレンズ１７（白色で示すマイクロレンズ１７）に比較して、解像力が相対的に低い。そのため、レーザ照射装置１０が、図９に例示するマイクロレンズアレイ１３を用いてレーザ光１４を照射すると、投影マスクパターン１５のパターン通りに薄膜トランジスタ２０のチャネル領域を適切にアニール化することができない恐れがある。
【００９９】
一方で、解像力が相対的に低いマイクロレンズ１７の解像力を高くするために、マイクロレンズアレイ１３に含まれるマイクロレンズ１７全体の解像力を高くすることが考えられる。しかしながら、他のマイクロレンズ１７、すなわち解像力が相対的に低くないマイクロレンズ１７の解像力が必要以上に高まることになり、当該他のマイクロレンズ１７の焦点深度（ＤＯＦ：Ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  Ｆｏｃｕｓ）が狭くなってしまう恐れがある。その結果、マイクロレンズアレイ１３を用いた薄膜トランジスタ２０のチャネル領域のアニール化のプロセスに、悪影響を与える可能性が生じる。したがって、マイクロレンズアレイ１３に含まれるマイクロレンズ１７全体の解像力を高くすることには限界がある。
【０１００】
そこで、本発明の第５の実施形態では、マイクロレンズアレイ１３に含まれる複数のマイクロレンズ１７のうち、相対的に解像力が低いマイクロレンズ１７の解像力を高めるため、位相シフトマスクを用いる。具体的には、相対的に解像力が低いマイクロレンズ１７の部分に対して位相シフトマスクを適用し、当該相対的に解像力が低いマイクロレンズ１７の解像力を高める。その結果、相対的に解像力が低いマイクロレンズ１７の解像力が高まる一方、他のマイクロレンズ１７の解像力には当該位相シフトマスクを適用しないため、当該他のマイクロレンズ１７の解像力が必要以上に高めてしまうことがない。
【０１０１】
その結果、マイクロレンズ１３全体において複数のマイクロレンズ１７の各々の解像力の違いを低減可能であり、薄膜トランジスタ２０のアモルファスシリコンのアニール化を適切に実行でき（すなわち、マスクのパターン通りにアニール化を実行でき）、液晶画面の表示に悪影響を与えることを抑制することができる。
【０１０２】
図２に示すマイクロレンズアレイ１３に含まれる複数のマイクロレンズ１７の一部は、その解像力が他のマイクロレンズ１７と比較して、例えば１０％低い場合がある。なお、“１０％”は、あくまでも例示であって、これ以上またはこれ以下の範囲で、複数のマイクロレンズアレイ１３の各々の解像力が異なることもある。マイクロレンズ１７の解像力の違いは、例えば、当該マイクロレンズ１７の各々に対してレーザ光１４を照射し、その解像力を測定することにより、予め把握することが可能である。
【０１０３】
そこで、本発明の第５の実施形態では、予め把握したマイクロレンズ１７の各々の解像力に基づいて、所定の解像力未満のマイクロレンズ１７に対して、位相シフトマスクを適用する。
【０１０４】
所定の解像力は、例えば、複数のマイクロレンズ１７の解像力の平均値よりも、１０％以上低い解像力である。なお、１０％はあくまでも例示であって、どのような値でも良いことは言うまでもない。また、所定の解像力は、予め定められた解像力（固定値）であってもよい。当該予め定められた解像力（固定値）は、薄膜トランジスタ２０のアモルファスシリコンのアニール化を適切に実行可能な解像力である。
【０１０５】
また、位相シフトマスクを適用するマイクロレンズ１７は、複数のマイクロレンズ１７のうち解像力が最も高いマイクロレンズ１７との差分に基づいて決定してもよい。すなわち、最も高いマイクロレンズ１７の解像力と差分が、所定値以上であるマイクロレンズ１７に対して、位相シフトマスクを適用すると決定する。
【０１０６】
なお、位相シフトマスクを適用するマイクロレンズ１７は、どのように決定してもよく、隣接するマスクを透過した光が正しく解像せず、適切にアニール化できない恐れがあるマイクロレンズ１７を抽出できれば、どのような方法であってもよい。
【０１０７】
図１０は、第５の実施形態におけるレーザ照射装置１０の構成例を示す図である。図１０に示すように、第５の実施形態におけるレーザ照射装置１０は、マイクロレンズアレイ１３上に、位相シフトマスク１９を含む。
【０１０８】
位相シフトマスク（Ｐｈａｓｅ―Ｓｈｉｆｔｉｎｇ  Ｍａｓｋ：ＰＳＭ）１９は、レーザ光１４の位相や透過率を制御可能なマスクであり、マイクロレンズ１７の解像度や焦点深度を改善することができる。
【０１０９】
位相シフトマスク１９には、例えば、ハーフトーン型位相シフトマスクがあり、マイクロレンズ１７を透過するレーザ光１４の位相を変化させることが可能なマスクである。ハーフトーン型位相シフトマスクでは、例えば、半透明な遮光膜（位相シフタ）をマイクロレンズ１７上に設けることにより、当該遮光膜を透過するレーザ光１４の伝搬速度を遅らせることにより、その分だけ当該レーザ光１４の位相を変化させる。そして、半透明な遮光膜を通過して位相が変化したレーザ光１４と、当該半透明な遮光膜を通過せずに位相が変化していないレーザ光１４とを干渉させることで、当該レーザ光１４の解像力を向上させることが可能となる。
【０１１０】
なお、第５の実施形態における位相シフトマスク１９は、上述した実施形態における投影マスクパターン１５のように、マイクロレンズアレイ１３に含まれるマイクロレンズ１７の各々について、薄膜トランジスタ２０のアモルファスシリコン領域にレーザ光１４を照射するためのパターンが設けられている。それに加えて、当該位相シフトマスク１９は、解像力が低いマイクロレンズ１７に対して、例えば位相シフタによって解像力を向上させることができる構成を備えるものである。
【０１１１】
第５の実施形態におけるレーザ照射装置１０では、マイクロレンズアレイ１３に含まれるマイクロレンズ１７のうち、解像力が相対的に低いマイクロレンズ１７に対して位相シフトマスク１９を適用する。具体的には、図９に示す解像力が相対的に低いマイクロレンズ１７（例えば、列１・行１０や列６・行７のマイクロレンズ１７）に対して、位相シフトマスク１９を適用する。その結果、解像力が相対的に低いマイクロレンズ１７の解像力を向上させることができ、位相シフトマスク１９のパターン通りに薄膜トランジスタ２０のチャネル領域を適切にアニール化することができる。
【０１１２】
一方、他のマイクロレンズ１７（解像力が相対的に低くないマイクロレンズ１７）に対しては、位相シフトマスク１９を適用しない。その結果、解像力が相対的に低いマイクロレンズ１７については当該解像力が向上する一方、他のマイクロレンズ１７の解像力はそのままとなり必要以上に解像力が向上することはない。したがって、その結果、マイクロレンズ１３全体において複数のマイクロレンズ１７の各々の解像力の違いを低減可能である。
【０１１３】
上記のとおり、本発明の第５の実施形態は、マイクロレンズ１３全体において複数のマイクロレンズ１７の各々の解像力の違いを低減可能であり、薄膜トランジスタ２０のアモルファスシリコンのアニール化を適切に実行でき（すなわち、マスクのパターン通りにアニール化を実行でき）、液晶画面の表示に悪影響を与えることを抑制することができる。
【０１１４】
また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさが「同一」「等しい」「異なる」等の記載がある場合に、これらの各記載は厳密な意味ではない。すなわち、「同一」「等しい」「異なる」とは、設計上や製造上等における公差や誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。なお、ここでの公差や誤差とは、本発明の構成・作用・効果を逸脱しない範囲における単位のことを意味するものである。
【０１１５】
本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上記実施の形態に示す構成を適宜組み合わせることとしてもよい。
【符号の説明】
【０１１６】
１０  レーザ照射装置
１１  レーザ光源
１２  カップリング光学系
１３  マイクロレンズアレイ
１４  レーザ光
１５  投影マスクパターン
１６  透過領域
１７  マイクロレンズ
１８  投影レンズ
１９  位相シフトマスク
２０  薄膜トランジスタ
２１  アモルファスシリコン薄膜
２２  ポリシリコン薄膜
２３  ソース
２４  ドレイン
３０  ガラス基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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