(57)【要約】【課題】複数レーザ光の並行照射を行う場合に、各レーザ光照射光学系における焦点深度差等の違いの影響を受けることなく、各レーザ出力の強度偏差を低減することを可能とする。【解決手段】複数のレーザ照射光学ユニットによるレーザ光被照射体へのレーザ光の並行照射に先立って、各レーザ照射光学ユニットがレーザ光を照射した後のレーザ光被照射体における光学特性を測定し、その測定結果に基づいて各レーザ照射光学ユニット別の光学特性の差が所定の範囲に収まるように各レーザ照射光学ユニットからのレーザ光出力を調整する。【選択図】図１０
2008288363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザ照射光学ユニットによるレーザ光被照射体へのレーザ光の並行照射に先立って当該レーザ光の出力を調整するレーザ光出力調整方法であって、
各レーザ照射光学ユニットがレーザ光を照射した後のレーザ光被照射体における光学特性を測定し、
その測定結果に基づいて各レーザ照射光学ユニット別の光学特性の差が所定の範囲に収まるように各レーザ照射光学ユニットからのレーザ光出力を調整する
ことを特徴とするレーザ光出力調整方法。
【請求項２】
前記光学特性は、前記レーザ光被照射体における光透過率であることを特徴とする請求項１記載のレーザ光出力調整方法。
【請求項３】
前記光学特性は、前記レーザ光被照射体における光反射率であることを特徴とする請求項１記載のレーザ光出力調整方法。
【請求項４】
前記レーザ照射光学ユニットのレーザ光光源として半導体レーザを用いることを特徴とする請求項１記載のレーザ光出力調整方法。
【請求項５】
複数のレーザ照射光学ユニットによるレーザ光被照射体へのレーザ光の並行照射を行って当該レーザ光被照射体における半導体膜を改質するアニール工程を含む半導体装置の製造方法であって、
前記アニール工程に先立ち、各レーザ照射光学ユニットがレーザ光を照射した後の被照射体における光学特性を測定し、
その測定結果に基づいて各レーザ照射光学ユニット別の光学特性の差が所定の範囲に収まるように各レーザ照射光学ユニットからのレーザ光出力を調整する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
薄膜半導体装置を備えて構成された表示装置の製造方法であって、
複数のレーザ照射光学ユニットによるレーザ光被照射体へのレーザ光の並行照射を行って当該レーザ光被照射体における半導体膜を改質するアニール工程を経て、前記薄膜半導体装置が形成されるとともに、
前記アニール工程に先立ち、各レーザ照射光学ユニットがレーザ光を照射した後の被照射体における光学特性を測定し、
その測定結果に基づいて各レーザ照射光学ユニット別の光学特性の差が所定の範囲に収まるように各レーザ照射光学ユニットからのレーザ光出力を調整する
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項７】
複数のレーザ照射光学ユニットによるレーザ光被照射体へのレーザ光の並行照射を行って当該レーザ光被照射体における半導体膜を改質するアニール処理を行う半導体装置の製造装置であって、
各レーザ照射光学ユニットがレーザ光を照射した後のレーザ光被照射体における光学特性を測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に基づいて各レーザ照射光学ユニット別の光学特性の差が所定の範囲に収まるように各レーザ照射光学ユニットからのレーザ光出力を調整する調整手段と
を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項８】
前記測定手段は、前記レーザ照射光学ユニットが照射するレーザ光を光源として、当該レーザ光が照射されているレーザ光被照射体における光学特性を、当該レーザ光の照射と合わせて測定する
ことを特徴とする請求項７記載の半導体装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光出力調整方法、半導体装置の製造方法、表示装置の製造方法および半導体装置の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス型液晶表示装置や有機電界発光素子（以下「有機ＥＬ素子」という）を用いた有機電界発光表示装置（以下「有機ＥＬディスプレイ」という）等を構成する場合には、結晶性シリコンを用いた薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下「ＴＦＴ」と略す）基板を用いることが一般的である。ＴＦＴ基板は、基板に非晶質または比較的粒径の小さな多結晶の半導体膜を形成し、その半導体膜にレーザ光を照射してアニール処理をした後に、駆動素子としてのＴＦＴを形成したものである。
【０００３】
ＴＦＴ基板を形成するためのアニール処理は、従来、その光源として、半導体膜の吸収率が高く大きなパルス光出力が得られるエキシマレーザが用いられていることが多い。しかし、エキシマレーザはガスレーザであるが故に、パルス毎の出力強度にバラツキがある。そのため、近年では、パルスバラツキによる画質低下を回避することを目的に、レーザアニール装置の光源として、出力の安定性の高い半導体レーザを用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ただし、半導体レーザを光源に用いた場合には、一つの光源から得られる光出力がエキシマレーザ等と比べると非常に小さく、アニール処理をするビームスポットのサイズも小さくなる。そのため、ＴＦＴ基板の単位面積あたりの処理時間が増加し、生産性の低下や製造コストの増大等を招く。そこで、アニール処理の高スループット化のために、複数の半導体レーザを互いに近接して配置し、複数のレーザ光を非晶質半導体膜の複数の部分に並行して照射し、走査時間を短縮して生産性を上げるようにすることも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
ところで、複数のレーザ光の並行照射を行う場合、各照射光学系間でレーザ出力にバラツキが生じてしまうと、アニール処理後の半導体膜における照射領域毎の結晶粒径の相違を招き、各照射領域に形成されたＴＦＴの特性に差がつく要因となる。よって、このようなＴＦＴ基板を用いて構成した表示装置では、各照射領域の輝度に差が生じ、その境界線が表示むらとして視認されてしまうおそれがある。
このことから、複数のレーザ光の並行照射を行う場合については、それぞれの照射光のパワー強度をパワーメータ等の測定器によりモニタリングして全てのレーザ出力が均一となるように較正し、さらには測定器個体差や較正の差に起因するパワー誤差を解消すべく当該測定を単一の強度測定部を用いて行うことが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３３２２３５号公報
【特許文献２】特開２００４−１５３１５０号公報
【特許文献３】特開２００５−１０１２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、複数のレーザ光を用いる場合には、個々のレーザ光源が持つ出射光の発散角の個体差によっても、またこの個体差を補正する均一照射光学系が用いられるときにはその調整誤差等によっても、被照射体に照射されるレーザ光のサイズおよび強度に差異が生じる。すなわち、単に複数のレーザ光の個々の光源のパワーのみをモニタリングしたのでは、各照射光学系の焦点位置の違いや収差の違い等に起因する被照射体面上での微妙なパワー密度の差をモニタリングすることが困難である。このパワー密度の差異は、被照射体に対するアニール処理効果の差異となって現れ、形成されたＴＦＴの特性が各レーザ光毎に異なってしまうことなり、結果としてＴＦＴを備えた表示装置での表示ムラを招く要因となる。
【０００７】
そこで、本発明は、強度測定器具の測定誤差や、各レーザ光照射光学系における焦点深度差等の光学的特性の違いの影響を受けることなく、各レーザ出力の強度偏差を極力低減することを可能とし、これにより面内均一な多結晶化を実現して表示装置における表示品質を高めることのできる、レーザ光出力調整方法、半導体装置の製造方法、表示装置の製造方法および半導体装置の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために案出されたレーザ光出力調整方法で、複数のレーザ照射光学ユニットによるレーザ光被照射体へのレーザ光の並行照射に先立って当該レーザ光の出力を調整するレーザ光出力調整方法であって、各レーザ照射光学ユニットがレーザ光を照射した後のレーザ光被照射体における光学特性を測定し、その測定結果に基づいて各レーザ照射光学ユニット別の光学特性の差が所定の範囲に収まるように各レーザ照射光学ユニットからのレーザ光出力を調整することを特徴とする。
【０００９】
上記手順のレーザ光出力調整方法では、複数のレーザ光の並行照射に先立ち、レーザ光照射後のレーザ光被照射体における光学特性を測定して、各レーザ照射光学ユニット別の光学特性の差が所定の範囲に収まるようにする。ここで、光学特性としては、例えばレーザ光被照射体の光透過率または光反射率が挙げられる。このような光学特性は、レーザ光の照射態様（例えば、照射光強度や焦点位置等の具体的な態様）に影響を受けつつ特定されるもので、そのレーザ光の照射後における被照射箇所の多結晶化の状態、すなわちレーザ光照射によるアニール処理の効果と一意に対応する。したがって、各レーザ照射光学ユニット別の光学特性が略同一となれば、各レーザ照射光学ユニットからのレーザ光照射によるアニール処理の効果についてもそれぞれが略同一となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レーザ光照射によるアニール処理の効果と一意に対応するレーザ光被照射体の光学特性を測定し、その測定結果に基づいて各レーザ照射光学ユニット別の光学特性の差が所定の範囲に収まるように各レーザ照射光学ユニットからのレーザ光出力を調整するので、その調整後においては各レーザ照射光学ユニットからのレーザ光照射によるアニール処理の効果が略同一となる。したがって、強度測定器具の測定誤差や各レーザ光照射光学系における焦点深度差等の違いの影響を受けることなく、各レーザ出力の強度偏差を極力低減することを可能となり、複数のレーザ照射光学ユニットの個体差から生じるアニール処理の結果の相違発生を未然に防止することでき、例えばそのアニール処理を経て形成されるＴＦＴを備えて表示装置を構成する場合であれば面内均一な多結晶化を実現して当該表示装置における表示品質を高めることができる。つまり、各レーザ照射光学ユニットの焦点位置の微妙な差、あるいは発散角の違いによるビーム径の微妙な差、あるいは光学系の微妙な収差などから生じる被照射体上でのパワー密度の差があっても、従来のように単に複数のレーザ光の個々のパワーのみをモニタリングする場合とは異なり、そのパワー密度の差を検出し、その差を解消して均一化を図るように補正することができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づき本発明に係るレーザ光出力調整方法、半導体装置の製造方法、表示装置の製造方法および半導体装置の製造装置について説明する。
【００１２】
先ず、はじめに、半導体装置および表示装置について簡単に説明する。
ここで説明する半導体装置は、非晶質シリコン膜（アモルファスシリコン、以下「ａ−Ｓｉ」と記述する）の非結晶状態から多結晶状態への改質、すなわちａ−Ｓｉから多結晶シリコン膜（ポリシリコン、以下「ｐ−Ｓｉ」と記述する）への改質を経て得られるものをいい、具体的には薄膜半導体装置であるＴＦＴが例に挙げられる。
また、ここで説明する表示装置は、ＴＦＴを備えて構成されたものをいい、具体的には有機ＥＬ素子を発光素子とする有機ＥＬディスプレイが例に挙げられる。なお、ここでは有機ＥＬディスプレイを例に挙げているが、表示装置はＴＦＴを備えて構成されたものであればよく、例えば液晶表示ディスプレイであっても構わない。
【００１３】
図１は、ＴＦＴを備えた有機ＥＬディスプレイの構成例を示す説明図である。
図例の構成の有機ＥＬディスプレイ１は、以下に述べる手順で製造される。
先ず、ガラス基板からなる基板１１上に、例えばＭｏ膜からなるゲート膜１２をパターン形成した後、これを例えばＳｉＯ／ＳｉＮ膜からなるゲート絶縁膜１３で覆う。そして、ゲート絶縁膜１３上にａ−Ｓｉ膜からなる半導体層１４を成膜する。この半導体層１４に対しては、レーザアニール処理を施して、結晶化によりａ−Ｓｉ膜からｐ−Ｓｉ膜への改質を行う。次いで、ゲート膜１２を覆う島状に半導体層１４をパターニングする。その後、基板１１側からの裏面露光により、半導体層１４のゲート膜１２上に重なる位置に絶縁性パターン（図示省略）を形成し、これをマスクにしたイオン注入と活性化アニール処理により半導体層１４にソース／ドレインを形成する。以上により、基板１１上にゲート膜１２、ゲート絶縁膜１３および半導体層１４が順に積層された、いわゆるボトムゲートタイプのＴＦＴ１０を形成する。ここでは、ボトムゲートタイプを例に挙げているが、トップゲートタイプのＴＦＴを利用しても構わない。
その後は、ＴＦＴ１０を層間絶縁膜２１で覆い、層間絶縁膜２１に形成した接続孔を介してＴＦＴ１０に接続された配線２２を設けて画素回路を形成する。以上のようにして、いわゆるＴＦＴ基板２０を形成する。
ＴＦＴ基板２０の形成後は、そのＴＦＴ基板２０上を平坦化絶縁膜３１で覆うとともに、配線２２に達する接続孔３１ａを平坦化絶縁膜３１に形成する。そして、平坦化絶縁膜３１上に接続孔３１ａを介して配線２２に接続された画素電極３２を例えば陽極として形成し、画素電極３２の周縁を覆う形状の絶縁膜パターン３３を形成する。また、画素電極３２の露出面は、これを覆う状態で有機ＥＬ材料層３４を積層成膜する。さらに、画素電極３２に対して絶縁性を保った状態で対向電極３５を形成する。この対向電極３５は、例えば透明導電性材料からなる陰極として形成するとともに、全画素に共通のベタ膜状に形成する。このようにして、陽極としての画素電極３２と陰極としての対向電極３５との間に有機正孔輸送層や有機発光層等の有機ＥＬ材料層３４が配されてなる有機ＥＬ素子が構成されるのである。なお、ここでは、トップエミッション方式のものを例に挙げているが、ボトムエミッション方式であれば、画素電極３２を導電性透明膜で形成し、対向電極３５を高反射金属膜で形成すればよい。また、対向電極３５または画素電極３２にハーフミラーを用いて光を共振させるマイクロキャビティ構造を採用することも考えられる。
その後、対向電極３５上に光透過性を有する接着剤層３６を介して透明基板３７を貼り合わせ、有機ＥＬディスプレイ１を完成させる。
【００１４】
図２は、有機ＥＬディスプレイの画素回路構成の一例を示す説明図である。ここでは、発光素子として有機ＥＬ素子を用いたアクティブマトリックス方式の有機ＥＬディスプレイ１を例に挙げている。
図２（Ａ）に示すように、この有機ＥＬディスプレイ１の基板４０上には、表示領域４０ａとその周辺領域４０ｂとが設定されている。表示領域４０ａは、複数の走査線４１と複数の信号線４２とが縦横に配線されており、それぞれの交差部に対応して１つの画素ａが設けられた画素アレイ部として構成されている。これらの各画素ａには有機ＥＬ素子が設けられている。また周辺領域４０ｂには、走査線４１を走査駆動する走査線駆動回路４３と、輝度情報に応じた映像信号（すなわち入力信号）を信号線４２に供給する信号線駆動回路４４とが配置されている。 
そして、表示領域４０ａには、フルカラー対応の画像表示を行うために、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応した有機ＥＬ素子が混在しており、これらが所定規則に従いつつマトリクス状にパターン配列されているものとする。各有機ＥＬ素子の設置数および形成面積は、各色成分で同等とすることが考えられるが、例えば各色成分別のエネルギー成分に応じてそれぞれを相違させるようにしても構わない。
また、図２（Ｂ）に示すように、各画素ａに設けられる画素回路は、例えば有機ＥＬ素子４５、駆動トランジスタＴｒ１、書き込みトランジスタ（サンプリングトランジスタ）Ｔｒ２、および保持容量Ｃｓで構成されている。そして、走査線駆動回路４３による駆動により、書き込みトランジスタＴｒ２を介して信号線４２から書き込まれた映像信号が保持容量Ｃｓに保持され、保持された信号量に応じた電流が有機ＥＬ素子４５に供給され、この電流値に応じた輝度で有機ＥＬ素子４５が発光する。 
なお、以上のような画素回路の構成は、あくまでも一例であり、必要に応じて画素回路内に容量素子を設けたり、さらに複数のトランジスタを設けて画素回路を構成してもよい。また、周辺領域４０ｂには、画素回路の変更に応じて必要な駆動回路が追加される。 
【００１５】
以上に説明した有機ＥＬディスプレイ１に代表される表示装置は、図３〜図７に示す様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置として用いられる。以下に、表示装置が用いられる電子機器の具体例を説明する。
なお、表示装置は、封止された構成のモジュール形状のものをも含む。例えば、画素アレイ部に透明なガラス等の対向部に貼り付けられて形成された表示モジュールが該当する。この透明な対向部には、カラーフィルタ、保護膜等、更には、上記した遮光膜が設けられてもよい。また、表示モジュールには、外部から画素アレイ部への信号等を入出力するための回路部やＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）等が設けられていてもよい。
【００１６】
図３は、電子機器の一具体例であるテレビを示す斜視図である。図例のテレビは、フロントパネル１０２やフィルターガラス１０３等から構成される映像表示画面部１０１を含み、その映像表示画面部１０１として表示装置を用いることにより作製される。
【００１７】
図４は、電子機器の一具体例であるデジタルカメラを示す斜視図であり、（Ａ）は表側から見た斜視図、（Ｂ）は裏側から見た斜視図である。図例のデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部１１１、表示部１１２、メニュースイッチ１１３、シャッターボタン１１４等を含み、その表示部１１２として表示装置を用いることにより作製される。
【００１８】
図５は、電子機器の一具体例であるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。図例のノート型パーソナルコンピュータは、本体１２１に、文字等を入力するとき操作されるキーボード１２２、画像を表示する表示部１２３等を含み、その表示部１２３として表示装置を用いることにより作製される。
【００１９】
図６は、電子機器の一具体例であるビデオカメラを示す斜視図である。図例のビデオカメラは、本体部１３１、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ１３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ１３３、表示部１３４等を含み、その表示部１３４として表示装置を用いることにより作製される。
【００２０】
図７は、電子機器の一具体例である携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図であり、（Ａ）は開いた状態での正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態での正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。本適用例に係る携帯電話機は、上側筐体１４１、下側筐体１４２、連結部（ここではヒンジ部）１４３、ディスプレイ１４４、サブディスプレイ１４５、ピクチャーライト１４６、カメラ１４７等を含み、そのディスプレイ１４４やサブディスプレイ１４５として表示装置を用いることにより作製される。
【００２１】
次に、以上のような本実施形態におけるＴＦＴ１０（半導体装置）およびこれを備えて構成された有機ＥＬディスプレイ１（表示装置）の特徴点を説明する。
本実施形態では、ＴＦＴ１０の製造過程にて、当該ＴＦＴ１０の半導体層１４に施すレーザアニール処理に、大きな特徴がある。
【００２２】
図８は、レーザアニール処理を行うレーザアニール装置、すなわちＴＦＴ１０の製造過程で用いられる製造装置の一つであるレーザアニール装置の構成例を示す説明図である。
図例のレーザアニール装置は、レーザ光源となるレーザヘッド５１とミラー５５ｂや対物レンズ（ただし不図示）等からなる投影光学系とを備えてなるレーザ照射光学ユニットが複数（例えば４つ）並べて配設されており、各レーザ照射光学ユニットがレーザ光被照射体であるＴＦＴ基板２０に対してレーザ光の並行照射を行うように構成されている。
このように構成されたレーザアニール装置を用いてレーザアニール処理を行えば、レーザヘッド５１の並設数に対応した画素数について、同時にレーザアニール処理を施すことが可能となるため、複数軸の並行照射ではなく一軸のみの照射を行う場合に比べて、当該レーザアニール処理のスループット向上が図れるようになる。
【００２３】
このようなレーザアニール装置において、レーザ光源には、ガスレーザや固体レーザが利用できる。特に、レーザ光被照射体がＳｉ膜であるときには、当該Ｓｉ膜に対する適度の吸収性能を有することから、レーザ光源として、波長３３０〜８００ｎｍの可視光が広く利用される。これらのレーザ光源には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Ｎｄ：ガラスレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザの第２高調波若しくは第３高調波、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Ｙｂ：ＹＡＧレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Ｙｂ：ガラスレーザの第２高調波若しくは第３高調波、又は、Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３レーザの基本波若しくは第２高調波等が利用できる。さらに、レーザ光源としては、上記固体レーザの高調波以外にも、ガスレーザ、例えばＣＯ２レーザを複数個配列して広い面域を熱処理するような用途にも利用することができる。このように、レーザアニール処理に用いるレーザ光は、特に限定されるものではなく、レーザ光被照射体であるＴＦＴ基板２０における層構造、特にＴＦＴ１０を構成するゲート膜１２および半導体層１４の特性に応じて設定すればよい。
【００２４】
ただし、本実施形態で説明するレーザアニール装置においては、レーザ光源となるレーザヘッド５１として、媒体がガスや固体ではなく半導体である半導体レーザを用いることが望ましい。さらには、半導体レーザを用いて構成されたレーザヘッド５１が、断続的にレーザ光を出すパルスレーザ光ではなく、連続的にレーザ光を出すＣＷ（Continuous wave）レーザ光を出射するようになっているものとする。ＣＷレーザ光は、パルスレーザ光に比べて、出力強度の制御性に優れており、当該出力強度の調整が容易かつ適切なものとなるからである。なお、ここでいうＣＷレーザ光には、レーザ光が擬似的に連続する準ＣＷレーザ光も含まれるものとする。
【００２５】
ところで、複数のレーザ光の並行照射を行う場合には、各レーザ光によるレーザアニール処理の効果に差異が生じないようにすべきである。さらに詳しくは、単に各レーザヘッド５１の個体差のみならず、各レーザヘッド５１に対応する投影光学系の調整バラツキ等についても、その影響を受けることなく、各レーザ光によるレーザアニール処理効果の均質化を図るべきである。
【００２６】
そこで、本実施形態で説明するレーザアニール装置では、レーザアニール処理の実行に先立って、すなわち複数のレーザ照射光学ユニットによるレーザ光の並行照射に先立って、以下に述べるような手順で、各レーザ照射光学ユニットにおけるレーザヘッド５１に対してレーザ光の出力調整を行うようになっている。
【００２７】
以下に、本実施形態におけるレーザ光の出力調整手順について説明する。
図９〜図１５は、本実施形態におけるレーザ光の出力調整手順の概要を示す説明図である。
【００２８】
レーザ光の出力調整にあたっては、先ず、レーザ光被照射体であるＴＦＴ基板２０と同様の構成を有するテスト基板を用意する。そして、そのテスト基板に対して、ＴＦＴ基板２０へのレーザアニール処理を行う場合と同一の処理条件にて、各レーザ照射光学ユニットからのレーザ光を照射する。すなわち、各レーザヘッド５１が出射するレーザ光を、各レーザヘッド５１に対応する投影光学系を通じてテスト基板まで到達させて、そのテスト基板上への照射を行うのである。
このとき、テスト基板上では、図９に示すように、各レーザ照射光学ユニット別に、レーザ光が照射された領域である照射部６１と、当該レーザ光が照射されない領域である未照射部６２と、の存在を確保する。
【００２９】
その後は、レーザ光が照射された後のテスト基板について、そのテスト基板における光学特性の測定を行う。光学特性としては、例えば光透過率または光反射率が挙げられる。このような光学特性の測定は、テスト基板における透過光強度または反射光強度の検出を通じて行うことが考えられる。
【００３０】
例えば、光透過率を測定する場合であれば、図１０に示すように、レーザ光が照射された後のテスト基板上の照射部６１および未照射部６２に対して、同一光源からの出射光を照射して、照射部６１および未照射部６２のそれぞれを透過する光の強度を検出する。そして、それぞれの検出結果を差動増幅する。
【００３１】
また、例えば、光反射率を測定する場合であれば、図１１に示すように、レーザ光が照射された後のテスト基板上の照射部６１および未照射部６２に対して、同一光源からの出射光を照射して、照射部６１および未照射部６２のそれぞれで反射される光の強度を検出する。そして、それぞれの検出結果を差動増幅する。
【００３２】
さらに具体的には、図１２または図１３に示すように、照射部６１および未照射部６２のそれぞれに対して出射光を照射して、その結果として得られる光強度の検出を行う。
図１２は透過光強度を検出する場合の具体例を示しており、（ａ）は基板１１上にゲート膜１２、ゲート絶縁膜１３および半導体層１４が順に積層されたボトムゲートタイプの膜構成に対して、半導体層１４を覆う光吸収層６３を利用した、いわゆる間接加熱法によるレーザアニール処理を行う場合に対応する透過光強度検出の具体例、（ｂ）はボトムゲートタイプの膜構成に対して、光吸収層６３を介さない、いわゆる直性加熱法によるレーザアニール処理を行う場合、または間接加熱法によるレーザアニール処理後に光吸収層６３を剥離した場合に対応する透過光強度検出の具体例、（ｃ）は基板１１上に半導体層１４およびゲート絶縁膜１３が順に積層されたトップゲートタイプの膜構成に対して光吸収層６３を利用した間接加熱法によるレーザアニール処理を行う場合に対応する透過光強度検出の具体例、（ｄ）はトップゲートタイプの膜構成に対して、光吸収層６３を介さない直性加熱法によるレーザアニール処理を行う場合、または間接加熱法によるレーザアニール処理後に光吸収層６３を剥離した場合に対応する透過光強度検出の具体例である。
また、図１３は反射過光強度を検出する場合の具体例を示している。図１３（ａ）はボトムゲートタイプの膜構成に対して光吸収層６３を利用した間接加熱法によるレーザアニール処理を行う場合に対応する反射光強度検出の具体例であり、図１３（ｂ）はボトムゲートタイプの膜構成に対して、光吸収層６３を介さない直性加熱法によるレーザアニール処理を行う場合、または間接加熱法によるレーザアニール処理後に光吸収層６３を剥離した場合に対応する反射光強度検出の具体例である。なお、図１３（ｂ）の例では、ゲート膜１２上における半導体層１４の結晶性について評価を行うことが可能となる。図１３（ｃ）はトップゲートタイプの膜構成に対して光吸収層６３を利用した間接加熱法によるレーザアニール処理を行う場合に対応する反射光強度検出の具体例である。
以上のような光強度検出において、図１２に示した透過光強度を検出する場合には緑色光源を用い、また図１３に示した反射光強度を検出する場合には青色光源を用いると、比較的Ｓ／Ｎ良く測定を行うことが可能である。
【００３３】
このような透過光強度または反射光強度の検出は、公知技術を用いて行えばよい。例えば、レーザ光が照射された後のテスト基板を、レーザアニール装置から光強度検出を行い得る電子顕微鏡等の検出装置へ移し替え、当該検出装置を用いて光強度検出を行うことが考えられる。なお、当該検出装置における光強度検出は、公知の手法を用いて実現すればよいため、ここではその詳細な説明を省略する。
【００３４】
そして、透過光強度または反射光強度を検出したら、照射部６１および未照射部６２のそれぞれの検出結果から、これら照射部６１と未照射部６２との間の透過コントラストまたは反射コントラストを得る。
透過コントラストは、照射部６１と未照射部６２との間の透過光強度の対比結果に相当するもので、「透過コントラスト＝（照射部透過光強度−未照射部透過光強度）／（照射部透過光強度＋未照射部透過光強度）」によって定義される。
また、反射コントラストは、照射部６１と未照射部６２との間の反射光強度の対比結果に相当するもので、「反射コントラスト＝（照射部反射光強度−未照射部反射光強度）／（照射部反射光強度＋未照射部反射光強度）」によって定義される。
【００３５】
この透過コントラストまたは反射コントラストは、照射部６１へのレーザ光の照射態様（例えば、照射光強度や焦点位置等の具体的な態様）の影響によっては、その結果が異なるものとなる。換言すると、レーザ光の照射態様を受けつつ、その結果が特定されるものである。したがって、透過コントラストまたは反射コントラストは、レーザ光の照射後における照射部６１の多結晶化の状態、すなわちレーザ光照射による照射部６１でのアニール処理の効果と一意に対応すると考えられる。
【００３６】
このことは、以下の事項によっても検証可能である。
例えば、隣接するＴＦＴ１０のトランジスタ特性バラツキが３％程度以下と小さい場合には、図１４に示す関係が成り立つことが、実験の結果から分かっている。すなわち、１）レーザ光のフルーエンスと透過コントラストとは、一意で線形な対応関係にある。ここで、フルーエンスとは、レーザ光の出力エネルギを照射断面積で割って求めたエネルギ密度（Ｊ／ｃｍ２）のことをいう。また、２）透過コントラストとＴＦＴ１０の電気特性とは、一意で略線形な対応関係にあると擬制できる。さらには、３）透過コントラストが常に特定の値になるように、レーザ光の出力エネルギを制御すると、ＴＦＴ１０の電気特性も一定になる。
【００３７】
このうち、上記２）の対応関係については、例えば図１５に示すようなものが挙げられる。図例では、透過コントラストの値とＴＦＴ１０におけるデバイス特性電流値との対応関係の一具体例を示している。
【００３８】
このような対応関係は、反射コントラストについても全く同様である。
【００３９】
一般に、表示装置において、隣接する画素の輝度差が３％以下であると、その輝度差は視認できないといわれている。つまり、ＴＦＴ１０におけるデバイス特性電流値の差が３％以下であれば、その差が視認されることはない。このことは、上記２）の対応曲線を事前に作成し、その微係数を求め、その結果に基づいて各レーザ照射光学ユニットの間の透過コントラストの差を０．０３／微係数の範囲内に収めれば、複数のレーザ照射光学ユニットを用いてレーザ光の並行照射を行う場合でも、それぞれのレーザ光照射領域の間に視認可能な差が生じないことを意味する。
【００４０】
したがって、各レーザ照射光学ユニット別の透過コントラストまたは反射コントラストを得た後は、それぞれの透過コントラストまたは反射コントラストに基づいて、各レーザ照射光学ユニット別の透過コントラストまたは反射コントラストの差が所定の範囲（許容範囲として予め設定されている範囲）に収まるように、各レーザ照射光学ユニットからのレーザ光出力を調整する。具体的には、各レーザ照射光学ユニットのうち、基準となるユニットを定め、当該ユニットにおける透過コントラストまたは反射コントラストの値に合致するか、あるいはその差が所定の範囲に収まるように、他のユニットにおけるレーザ光出力を調整して、当該他のユニットによる透過コントラストまたは反射コントラストの値を合わせ込む。このときの合わせ込み量は、例えば上記２）の対応曲線を参照しながら特定することが考えられる。
【００４１】
このようにして、各レーザ照射光学ユニットの全てについて、透過コントラストまたは反射コントラストの均一化を図るようなレーザ光出力の調整を行った後に、ＴＦＴ基板２０に対するレーザアニール処理を行うようにすれば、その調整後においては各レーザ照射光学ユニットからのレーザ光照射によるアニール処理の効果が略同一となる。すなわち、複数の各レーザ照射光学ユニットによりレーザ光を並行照射する場合でも、それぞれのレーザ光によるアニール処理を同じ強度で行うことが可能となる。
したがって、強度測定器具の測定誤差や各レーザ光照射光学系における焦点深度差等の違いの影響を受けることなく、各レーザ出力の強度偏差を極力低減することを可能となり、複数のレーザ照射光学ユニットの個体差から生じるレーザアニール処理の結果の相違発生を未然に防止することできる。また、そのレーザアニール処理を経て形成されるＴＦＴ１０を備えて有機ＥＬディスプレイ１を構成する場合であれば、面内均一な多結晶化を実現して、当該有機ＥＬディスプレイ１における表示品質を高めることができる。つまり、各レーザ照射光学ユニットの焦点位置の微妙な差、あるいは発散角の違いによるビーム径の微妙な差、あるいは光学系の微妙な収差などから生じる被照射体上でのパワー密度の差があっても、従来のように単に複数のレーザ光の個々のパワーのみをモニタリングする場合とは異なり、そのパワー密度の差を検出し、その差を解消して均一化を図るように補正することができるのである。
しかも、非接触、非破壊検査である点で非常に好ましく、また従来よりも処理効率向上や処理迅速化が図れることも期待される。
【００４２】
ところで、上述した一連のレーザ光の出力調整手順では、テスト基板における光学特性として、透過コントラストまたは反射コントラストを得ている。つまり、照射部６１と未照射部６２とのそれぞれについて、透過光強度または反射光強度の検出し、それぞれの検出結果から、これら照射部６１と未照射部６２との間の透過コントラストまたは反射コントラストを得ている。したがって、テスト基板における光学特性の測定にあたり、検出装置の光強度検出子の特性（例えば、撮像カメラのγ特性）や照射光光源の光量等の影響を排除することが可能となり、当該測定の精度向上が図れるようになる。
なお、照射光光源の光量等の管理が可能であれば、透過コントラストまたは反射コントラストを利用しないことも考えられる。すなわち、例えば各レーザヘッド５１における電気特性がある程度予測できる場合、あるいは予測する必要がない場合には、未照射部６２についての光強度検出を行わずに、照射部６１についての光強度の検出結果のみに基づいて、各レーザヘッド５１の出力調整を行っても構わない。
【００４３】
また、上述した一連のレーザ光の出力調整手順では、テスト基板における光学特性を測定するのにあたり、レーザアニール装置とは別の装置である検出装置を用い、その検出装置が備える光源からの照射光を利用して、当該テスト基板について透過コントラストまたは反射コントラストを得ている。その場合に、検出装置が備える光源は、単色光源であることが望ましい。一般的な白色光源では様々な波長の光が混在することになるが、単色光源であれば、光のスペクトル分布の影響を受けず、より精度の高い測定評価ができるからである。このときに用いる単色光源としては、レーザアニール処理による結晶化の状態による変化が大きな波長の光を用いることが考えられる。
【００４４】
ただし、テスト基板における光学特性の測定は、レーザアニール装置とは別の検出装置ではなく、当該レーザアニール装置において行うようにすることも考えられる。
図１６は、光学特性測定機能を備えたレーザアニール装置の要部構成の一例を示す説明図である。
例えば、テスト基板の光学特性測定のために当該テスト基板における透過光強度を検出する場合であれば、図１６（ａ）に示すように、テスト基板７１がセットされるステージ７２に検出器７３を埋め込むようにする。このような構成のレーザアニール装置では、ステージ７２上にセットされたテスト基板７１について、検出器７３が埋め込まれた箇所にて透過光強度の検出を行うことが可能となる。
また、例えば、テスト基板の光学特性測定のために当該テスト基板における反射光強度を検出する場合であれば、図１６（ｂ）に示すように、ステージ７２上にセットされたテスト基板７１の照射光の出射側に、検出器７３と、その検出器７３へ反射光を導くビームスプリッタ７４とを配置する。このような構成のレーザアニール装置では、検出器７３がステージ７２と一体でないことから、テスト基板７１上の任意の箇所について、反射光強度の検出を行うことが可能となる。
なお、いずれの場合においても、検出器７３は、光強度を検出し得るものであれば、特に限定されることはなく、公知技術を利用して実現したものであればよい。
【００４５】
このように、レーザアニール装置に透過光強度または反射光強度を検出する検出器７３を設けて、レーザアニール装置としての機能と検出装置としての機能との一体化を図れば、装置間でのテスト基板の移動が不要となり、その分だけ処理の迅速化が図れるようになる。
【００４６】
さらに、レーザアニール処理機能と光学特性測定機能との一体化を図る場合には、光学特性を検出する際の照射光の光源をレーザアニール処理の際のレーザ光光源とは別に用意してもよいが、そのレーザ光光源からのレーザ光照射を利用して光学特性の検出を行うようにすることも考えられる。すなわち、レーザアニール処理のためにＴＦＴ基板２０へのレーザ光照射を行いながら、そのＴＦＴ基板２０におけるレーザ光の透過光強度または反射光強度を検出し、その検出結果に基づいて当該ＴＦＴ基板２０に対するレーザ光の出力調整を行うようにするのである。
このように、レーザ照射光学ユニットが照射するレーザ光を光源として、当該レーザ光が照射されているＴＦＴ基板２０における光学特性を、当該レーザ光の照射と合わせて測定すれば、レーザアニール処理を実行しつつ、ＴＦＴ基板２０における光学特性を略リアルタイムで測定して、その測定結果に基づくレーザ光出力のフィードバック制御を行い得るようになるので、処理の迅速化や生産効率の向上等を実現する上で非常に好適なものとなる。
【００４７】
なお、上述した実施形態では、本発明の好適な実施具体例を説明したが、本発明はその内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本実施形態では、ＴＦＴ１０を備えて構成される有機ＥＬディスプレイ１の製造過程におけるレーザアニール処理を例に挙げたが、これは一具体例に過ぎず、他の半導体膜に対するアニール処理の場合であっても、全く同様に本発明を適用することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ＴＦＴを備えた有機ＥＬディスプレイの構成例を示す説明図である。
【図２】有機ＥＬディスプレイの画素回路構成の一例を示す説明図である。
【図３】電子機器の一具体例であるテレビを示す斜視図である。
【図４】電子機器の一具体例であるデジタルカメラを示す斜視図である。
【図５】電子機器の一具体例であるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。
【図６】電子機器の一具体例であるビデオカメラを示す斜視図である。
【図７】電子機器の一具体例である携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図である。
【図８】ＴＦＴの製造過程で用いられる製造装置の一つであるレーザアニール装置の構成例を示す説明図である。
【図９】本発明に係るレーザ光の出力調整手順の概要を示す説明図（その１）であり、照射部と未照射部との概要を説明する図である。
【図１０】本発明に係るレーザ光の出力調整手順の概要を示す説明図（その２）であり、透過光強度検出の概要を説明する図である。
【図１１】本発明に係るレーザ光の出力調整手順の概要を示す説明図（その３）であり、反射光強度検出の概要を説明する図である。
【図１２】本発明に係るレーザ光の出力調整手順の概要を示す説明図（その４）であり、透過光強度検出の具体例を示す図である。
【図１３】本発明に係るレーザ光の出力調整手順の概要を示す説明図（その５）であり、反射光強度検出の具体例を示す図である。
【図１４】本発明に係るレーザ光の出力調整手順の概要を示す説明図（その６）であり、ＴＦＴのトランジスタ特性と透過コントラストとの対応関係の概要を説明する図である。
【図１５】本発明に係るレーザ光の出力調整手順の概要を示す説明図（その７）であり、ＴＦＴのデバイス特性電流値と透過コントラストの値との対応関係の具体例を示す図である。
【図１６】光学特性測定機能を備えたレーザアニール装置の要部構成の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…有機ＥＬディスプレイ、１０…ＴＦＴ、１１…基板、１２…ゲート膜、１３…ゲート絶縁膜、１４…半導体層、６１…照射部、６２…未照射部、７１…テスト基板、７２…ステージ、７３…検出器、７４…ビームスプリッタ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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