(57)【要約】【課題】高速で変化する微小光量のアニール状態を監視することができる結晶化状態監視方法、結晶化状態監視装置、結晶化装置、結晶化方法、薄膜トランジスタおよび表示装置を提供すること。【解決手段】結晶化方法は、被結晶化薄膜にエネルギー線を照射して溶融し、降温過程において結晶化する工程と、前記被結晶化薄膜のエネルギー線により照射された位置又は当該位置の裏面にモニタ光を照射することにより発生した反射光を受光するステップと、前記受光した光学像を径時的に変化する電気信号に変換するステップと、前記電気信号から前記結晶化状態の監視情報を出力するステップとを具備し、前記監視情報は予め定められた第１の方向の情報を伸張した情報であることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被結晶化薄膜にエネルギー線を照射して溶融し、降温過程において結晶化する工程と、
前記被結晶化薄膜のエネルギー線により照射された位置又は当該位置の裏面にモニタ光を照射することにより発生した反射光を受光するステップと、
前記受光した光学像を径時的に変化する電気信号に変換するステップと、
前記電気信号から前記結晶化状態の監視情報を出力するステップとを具備し
前記監視情報は予め定められた第１の方向の情報を伸張した情報であることを特徴とする結晶化方法。
【請求項２】
前記第１の方向の情報は、比較的結晶化成長の速い方向であることを特徴とする請求項１記載の結晶化方法。
【請求項３】
前記監視情報は、比較的結晶化成長の速い方向の情報を伸張し、比較的結晶化成長の遅い方向情報を圧縮した情報であることを特徴とする請求項１記載の結晶化方法。
【請求項４】
前記監視情報は、前記反射光を受光するステップにおいてシリンドリカルレンズにより受光することを特徴とする請求項１又は３記載の結晶化方法。
【請求項５】
被結晶化薄膜にエネルギー線を照射して溶融し、降温過程において結晶化する工程と、
前記被結晶化薄膜のエネルギー線により照射された位置又は当該位置の裏面を撮像するステップと、
前記撮像した光学像を径時的に変化する電気信号に変換するステップと、
前記電気信号から前記結晶化状態の監視情報を出力するステップとを具備し
前記監視情報は予め定められた第１の方向の情報を伸張した情報であることを特徴とする結晶化方法。
【請求項６】
被結晶化薄膜にエネルギー線を照射して溶融し、降温過程において結晶化する工程と、
前記被結晶化薄膜のエネルギー線により照射された位置又は当該位置の裏面を撮像するステップと、
前記撮像した光学像を径時的に変化する電気信号に変換するステップと、
前記電気信号から前記結晶化状態の監視情報を表示し記憶するステップとを具備し
前記監視情報は予め定められた第１の方向の情報を伸張した情報であることを特徴とする結晶化方法。
【請求項７】
被結晶化薄膜にエネルギー線を照射して溶融し、降温過程において結晶化する手段と、
前記被結晶化薄膜のエネルギー線により照射された位置又は当該位置の裏面にモニタ光を照射することにより発生した反射光を受光する光学系と、
前記受光した光学像を径時的に変化する電気信号に変換する手段と、
前記電気信号から前記結晶化状態の監視情報を出力する手段とを具備し
前記監視情報は予め定められた第１の方向の情報を伸張した情報であることを特徴とする結晶化装置。
【請求項８】
前記第１の方向の情報は、比較的結晶化成長の速い方向であることを特徴とする請求項５記載の結晶化装置。
【請求項９】
前記監視情報は、比較的結晶化成長の速い方向の情報を伸張し、比較的結晶化成長の遅い方向情報を圧縮した情報であることを特徴とする請求項５記載の結晶化装置。
【請求項１０】
前記監視情報は、前記光学系においてシリンドリカルレンズにより受光することを特徴とする請求項７又は９記載の結晶化装置。
【請求項１１】
被結晶化薄膜にエネルギー線を照射して溶融し、降温過程において結晶化する手段と、
前記被結晶化薄膜のエネルギー線により照射された位置又は当該位置の裏面を撮像する光学系と、
前記撮像した光学像を径時的に変化する電気信号に変換する手段と、
前記電気信号から前記結晶化状態の監視情報を出力する手段とを具備し
前記監視情報は予め定められた第１の方向の情報を伸張した情報であることを特徴とする結晶化装置。
【請求項１２】
前記撮像した光学像を径時的に変化する電気信号に変換する手段は、ストリークカメラであることを特徴とする請求項１１記載の結晶化装置。
【請求項１３】
被結晶化薄膜にエネルギー線を照射して溶融し、降温過程において結晶化する手段と、
前記被結晶化薄膜のエネルギー線により照射された位置又は当該位置の裏面を撮像する光学系と、
前記撮像した光学像を径時的に変化する電気信号に変換する手段と、
前記電気信号から前記結晶化状態の監視情報を表示し、記憶する手段とを具備し
前記監視情報は予め定められた第１の方向の情報を伸張した情報であることを特徴とする結晶化装置。
【請求項１４】
非単結晶半導体薄膜にエネルギー線を照射して溶融し、降温過程において結晶化し、この結晶化された半導体薄膜に薄膜トランジスタを形成するに際し、
前記非単結晶半導体薄膜の溶融状態および結晶化状態をストリークカメラにより撮像し、結晶化状態を監視しながら非単結晶半導体薄膜の予め定められた領域を結晶化することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１５】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の結晶化方法または請求項７乃至１３のいずれか１項に記載の結晶化装置を用いて製造されたことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項１６】
所定の間隙を介して互いに接合した一対の基板と、この間隙に保持された電気光学物質とを有し、一方の基板には対向電極を形成し、他方の基板には画素電極及びこれを駆動する薄膜トランジスタが半導体薄膜に形成された表示装置であって、
前記半導体薄膜は
非単結晶半導体薄膜の溶融状態および結晶化状態をストリークカメラにより撮像し、結晶化状態を監視しながら非単結晶半導体薄膜の予め定められた領域を結晶化した半導体膜であることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結晶化方法、結晶化装置、薄膜トランジスタの製造方法、薄膜トランジスタおよび表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者等は、大型画面用液晶表示装置の開発を行っている。例えば、液晶表示装置の画素部用スイッチング素子は、高速動作が要求されるため結晶化シリコン薄膜に形成されている。スイッチング素子は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）により構成されている。結晶化シリコン薄膜の形成は、大型ガラス基板上に形成された非晶質シリコン薄膜を結晶化する技術である。非晶質半導体薄膜の結晶化法は、レーザアニール法が用いられ、微結晶粒からなる多結晶半導体が形成され、この多結晶粒をラテラル成長させて大粒径の結晶粒を形成する方法である。
【０００３】
大粒径の結晶粒の開発は、現在数ミクロン以上の大きさの結晶粒が開発され、一つの結晶粒に１個又は複数個の薄膜トランジスタを形成できるまでになっている。この薄膜トランジスタにより構成された液晶表示装置は、大型画面前面に渉って均一なカラー像を再生することができ、高速スイッチングできるまでになっている。このような特徴を有する大粒径の結晶粒の製造は、品質管理された信頼性の高い製造が必要である。
【０００４】
品質管理された信頼性の高い製造の手段としては、結晶化プロセスを監視しながら製造することである。結晶化シリコンの製造は、所定の基板上に非晶質シリコン薄膜を形成した後、この非晶質シリコン薄膜を結晶化するために前記非晶質シリコン薄膜にアニール用レーザ光を照射し、前記非晶質シリコン薄膜を溶融させ、溶融温度の降下工程において結晶化される。このとき、結晶化プロセスの監視手段として、前記アニール用レーザ光の照射箇所にモニタ光を照射し、該モニタ光の反射光強度を検出することにより、前記非晶質シリコン薄膜が溶融した時間を測定する方法がある（例えば、非特許文献１を参照。）。
【０００５】
【非特許文献１】
エム・ハタノ（Ｍ．  Ｈａｔａｎｏ）、エス・ムーン（Ｓ．  Ｍｏｏｎ）、エム・リー（Ｍ．  Ｌｅｅ）、ケイ・スズキ（Ｋ．  Ｓｕｚｕｋｉ）及びシー・ピー・グリゴロポラス（Ｃ．  Ｐ．  Ｇｒｉｇｏｒｏｐｏｕｌｏｓ）、「シリコン薄膜の溶融及び再固化におけるエキシマレーザ誘起温度場（Ｅｘｃｉｍｅｒ  Ｌａｓｅｒ−Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｆｉｅｌｄ  ｉｎ  Ｍｅｌｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｒｅｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍｓ）」、応用物理学誌（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ）、第８７巻、第１号、第３６〜４３頁、２０００年
【０００６】
上記非特許文献１によれば、モニタ光についてのシリコン薄膜からの反射光は、１ナノ秒（以下「ｎｓ」と表記する。）の応答時間すなわち１ｎｓの時間分解能を有するシリコンＰＮ接合フォトダイオード型光検出器で検出され、検出信号波形の時間的変化が１ＧＨｚである周波数信号をサンプルするサンプリングオシロスコープで計測される。
【０００７】
前記シリコン薄膜は、数十ｎｓ〜１００ｎｓ間の前記アニール用レーザ光の照射により溶融し、その後の固化過程において結晶化しまたは結晶粒の成長が生じる。その結果、前記シリコン薄膜は非晶質から多結晶質に変化する。溶融から固化終了までの時間は数百ｎｓである。前記シリコン薄膜は、溶融により反射光強度が増し、溶融後の固化により反射光強度が減少する。溶融および固化時の前記シリコン薄膜の反射光強度の時間的変化は前記光検出器で検出され、これにより、前記シリコン薄膜の溶融時間が測定される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、非特許文献１に記載の方法では、前記シリコン薄膜の溶融時間を測定するのみである。また、非特許文献１に記載の方法は、前記モニタ光の前記シリコン薄膜における照射面積は１μｍ径程度であり、前記シリコン薄膜の局所的な一部のみについてその溶融時間を測定する方法である。
【０００９】
このため、上記非特許文献１に記載の方法によっては、アニール用レーザ光の照射により前記非晶質シリコン薄膜のどの位置に溶融が生じたか、すなわち前記非晶質シリコン薄膜の溶融領域を特定することができない。当然ながら、前記溶融領域の時間的変化を測定することもできない。このような不確かな評価をされたシリコン薄膜を有するシリコン薄膜トランジスタを液晶表示装置のスイッチング素子として用いた場合、該スイッチング素子における電気的特性に不良が生じていた。
【００１０】
さらに、非特許文献１に記載の方法では、結晶成長に重要な位置情報（ラテラル成長）１μｍ程度の面積の１ｎｓｅｃ以下の急峻な変化、微小光の変化を測定することができない。トランジスタの微細化を図り、高集積化することでより高性能なディスプレイを実現するためには、膜上の非晶質シリコン膜上のどの位置にどのような過程で結晶化するかをモニタリングすることが、プロセス開発上でも、生産管理上でも、品質管理上においても重要になる。
【００１１】
さらに、非晶質シリコン膜のレーザ結晶化時のラテラル成長のスピードは、７ｍ／ｓｅｃと推定されており、かつ現在発表されている結晶成長のサイズは、最大数μｍ程度である。従って、結晶化のラテラル成長をリアルタイムでモニタリングするためには、結晶成長に要する時間
（１０−６ｍ／（７ｍ／ｓｅｃ）≒１０−７ｓｅｃ＝１００ｎｓｅｃ）
の少なくとも１桁以上（１０ｎｓｅｃ以上）の時間分解能で（空間的にはサブμｍの分解能で）測定することが必要である。
【００１２】
さらに、モニタ光を結晶成長部に照射し、結晶成長部からの反射率変化法のデータによれば、相変化（固体→液体→固体）の時間は、１０ｎｓｅｃ程度である。結晶化のラテラル成長をリアルタイムでモニタリングするためには、１０ｎｓｅｃの１／１０で１ｎｓｅｃ程度の分解能が必要となる。このようにレーザ結晶化法によるラテラル成長を監視（モニタリング）するためには、非常に短い１ｎｓｅｃ以下の時間分解能での測定が可能であること、従って、監視対象が空間的に非常に狭い１μｍ以下の領域での測定が可能であること、光量が不足し、像として測定できない条件での測定が可能であることなどの課題があった。時間（秒）や距離（ｍ）での測定に比べると、光量が１０−９×１０−６程度の微小光であり、露光の課題があった。
【００１３】
本発明の目的は、高速で変化する微小光量のアニール状態を監視することができる結晶化状態監視方法、結晶化状態監視装置、結晶化装置、結晶化方法、薄膜トランジスタおよび表示装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決する手段】
本発明に係る結晶化方法は、被結晶化薄膜にエネルギー線を照射して溶融し、降温過程において結晶化する工程と、前記被結晶化薄膜のエネルギー線により照射された位置又は当該位置の裏面にモニタ光を照射することにより発生した反射光を受光するステップと、前記受光した光学像を径時的に変化する電気信号に変換するステップと、前記電気信号から前記結晶化状態の監視情報を出力するステップとを具備し、前記監視情報は予め定められた第１の方向の情報を伸張した情報であることを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、前記第１の方向の情報は、比較的結晶化成長の速い方向であることを特徴とする。
【００１６】
好ましくは、前記監視情報は、比較的結晶化成長の速い方向の情報を伸張し、比較的結晶化成長の遅い方向情報を圧縮した情報であることを特徴とする。
【００１７】
好ましくは、前記監視情報は、前記反射光を受光するステップにおいてシリンドリカルレンズにより受光することを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る他の結晶化方法は、被結晶化薄膜にエネルギー線を照射して溶融し、降温過程において結晶化する工程と、前記被結晶化薄膜のエネルギー線により照射された位置又は当該位置の裏面を撮像するステップと、前記撮像した光学像を径時的に変化する電気信号に変換するステップと、前記電気信号から前記結晶化状態の監視情報を出力するステップとを具備し、前記監視情報は予め定められた第１の方向の情報を伸張した情報であることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るさらに他の結晶化方法は、被結晶化薄膜にエネルギー線を照射して溶融し、降温過程において結晶化する工程と、前記被結晶化薄膜のエネルギー線により照射された位置又は当該位置の裏面を撮像するステップと、前記撮像した光学像を径時的に変化する電気信号に変換するステップと、前記電気信号から前記結晶化状態の監視情報を表示し記憶するステップとを具備し、前記監視情報は予め定められた第１の方向の情報を伸張した情報であることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る結晶化装置は、被結晶化薄膜にエネルギー線を照射して溶融し、降温過程において結晶化する手段と、前記被結晶化薄膜のエネルギー線により照射された位置又は当該位置の裏面にモニタ光を照射することにより発生した反射光を受光する光学系と、前記受光した光学像を径時的に変化する電気信号に変換する手段と、前記電気信号から前記結晶化状態の監視情報を出力する手段とを具備し、前記監視情報は予め定められた第１の方向の情報を伸張した情報であることを特徴とする。
【００２１】
好ましくは、前記第１の方向の情報は、比較的結晶化成長の速い方向であることを特徴とする。
【００２２】
好ましくは、前記監視情報は、比較的結晶化成長の速い方向の情報を伸張し、比較的結晶化成長の遅い方向情報を圧縮した情報であることを特徴とする。
【００２３】
好ましくは、前記監視情報は、前記光学系においてシリンドリカルレンズにより受光することを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る他の結晶化装置は、被結晶化薄膜にエネルギー線を照射して溶融し、降温過程において結晶化する手段と、前記被結晶化薄膜のエネルギー線により照射された位置又は当該位置の裏面を撮像する光学系と、前記撮像した光学像を径時的に変化する電気信号に変換する手段と、前記電気信号から前記結晶化状態の監視情報を出力する手段とを具備し、前記監視情報は予め定められた第１の方向の情報を伸張した情報であることを特徴とする。
【００２５】
好ましくは、前記撮像した光学像を径時的に変化する電気信号に変換する手段は、ストリークカメラであることを特徴とする。
【００２６】
本発明に係るさらに他の結晶化装置は、被結晶化薄膜にエネルギー線を照射して溶融し、降温過程において結晶化する手段と、前記被結晶化薄膜のエネルギー線により照射された位置又は当該位置の裏面を撮像する光学系と、前記撮像した光学像を径時的に変化する電気信号に変換する手段と、前記電気信号から前記結晶化状態の監視情報を表示し、記憶する手段とを具備し、前記監視情報は予め定められた第１の方向の情報を伸張した情報であることを特徴とする。
【００２７】
本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法は、非単結晶半導体薄膜にエネルギー線を照射して溶融し、降温過程において結晶化し、この結晶化された半導体薄膜に薄膜トランジスタを形成するに際し、前記非単結晶半導体薄膜の溶融状態および結晶化状態をストリークカメラにより撮像し、結晶化状態を監視しながら非単結晶半導体薄膜の予め定められた領域を結晶化することを特徴とする。
【００２８】
本発明に係る薄膜トランジスタは、前記結晶化方法または前記結晶化装置を用いて製造されたことを特徴とする。
【００２９】
本発明に係る表示装置は、所定の間隙を介して互いに接合した一対の基板と、この間隙に保持された電気光学物質とを有し、一方の基板には対向電極を形成し、他方の基板には画素電極及びこれを駆動する薄膜トランジスタが半導体薄膜に形成された表示装置であって、前記半導体薄膜は、非単結晶半導体薄膜の溶融状態および結晶化状態をストリークカメラにより撮像し、結晶化状態を監視しながら非単結晶半導体薄膜の予め定められた領域を結晶化した半導体膜であることを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。結晶化装置の実施形態を図１を参照して説明する。図１（ａ）は、結晶化のためのエネルギー線の照射面と反対側の裏面側で結晶化状態の高速変化を監視する実施形態である。図１（ｂ）は、結晶化のためのエネルギー線の照射面と同一側の表面側で結晶化状態の高速変化を監視する実施形態である。
【００３１】
裏面側での結晶化状態の監視は、図１（ａ）に示すようにレーザアニーラ１と、結晶化状態の監視装置２とからなる。レーザアニーラ１は、エネルギー線の照射源例えばＫｒＦエキシマレーザ光源３からのレーザ光を、光学系４を介して被処理体５の表面に結像される構成になっている。被処理体５は、たとえばガラス基板上に絶縁膜を介して成膜された非晶質半導体層と、この非晶質半導体層上に形成された保護膜である酸化絶縁膜（キャップ膜）とからなる。この酸化絶縁膜上方には、近接して位相シフタ６が配設されてレーザアニーラ１が構成されている。監視装置２は、モニタ光照射光学系７ａと、モニタ光により照射された結晶化状態からの反射光を受光し、結晶化状態を監視する監視部７ｂとを備える装置である。
【００３２】
表面側での結晶化状態の監視は、図１（ｂ）に示すようにレーザアニーラ１と、結晶化状態を表面側から監視する監視装置２とからなる。図１（ｂ）には、図１（ａ）と同一部分に同一符号が付与されており、その詳細な説明は重複するので省略する。結晶化用レーザ光が照射される表面側での結晶化状態の監視を可能にするためにレーザアニーラ１の構成は、位相シフタ６と被処理基板５との間には結像光学系８が設けられている。光学系４の収束位置に位相シフタ６が設けられ、結像光学系８の収束位置に被処理基板５が設けられている。
【００３３】
監視装置２は、結晶化状態の撮像をストリークカメラにより実行するのが好適である。ストリークカメラは、エキシマレーザ光の照射を基準とする時刻と、基板上の一軸方向の反射強度変化との関係を一度の測定で取得することができる装置である。結晶化状態の監視には、結晶化状態像の水平方向又は垂直方向の一方の方向を伸張又は圧縮した撮像情報を出力する処理が行われる。上記結晶化状態像の水平方向又は垂直方向の一方の方向を伸張又は圧縮手段は、光学的手段又は電気的手段により行うことができる。上記光学的手段は、例えばレーザアニーラ１にシリンドリカルレンズを配設することである。電気的手段は、例えばストリークカメラ出力回路に伸張回路又は伸縮回路を接続することである。上記結晶化状態像の水平方向又は垂直方向の一方の方向を伸張又は圧縮手段は、例えばミクロンオーダの領域からの微小光をＳ／Ｎ比よくストリークカメラに結像させるために水平（Ｘ）方向と垂直方向（Ｙ）拡大率を変えることである。撮像情報のうち例えば横方向の情報を拡大することであり、縦方向の情報を縮小することである。この結果、ミクロンオーダの大きさの結晶化状態部からナノ秒間の時間での撮像を可能にするものである。
【００３４】
本発明に係る、アニール用レーザ光の照射によって半導体薄膜に生じた溶融領域の時間的変化を監視する方法の実施の形態について、図２を参照して説明する。薄膜１０をアニールするためのレーザ光１２を照射する。薄膜１０として、例えば、シリコンを主成分とする薄膜、水素化アモルファスシリコン薄膜、スパッタシリコン薄膜、シリコンゲルマニウム薄膜、及び脱水素処理したアモルファスシリコン薄膜等の、成膜化された非晶質（以下「アモルファス」とう。）半導体薄膜を用いることができる。レーザ光１２の照射により薄膜１０の一部は溶融し、溶融後の固化過程において薄膜が結晶化される。図２に示す例では、結晶の成長は矢印１４の方向に進行する。レーザ光１２の照射の間またはその直後に、モニタ光１６を薄膜１０に照射する。
【００３５】
モニタ光１６の一部は薄膜１０で反射される。この反射光１８を、シリンドリカルレンズ２０に通し、光電効果を利用した光電変換装置、例えばストリーク管２２の光電変換部２４の光感知面すなわち光電面２６に受ける。
【００３６】
シリンドリカルレンズ２０の断面形状（母線に直角な断面）について、図示の例では、曲率の異なる２つの曲線で形成された断面形状としている。この例では、シリンドリカルレンズ２０を通った光は、該シリンドリカルレンズ２０の断面内方向に集光される。これに代えて、シリンドリカルレンズ２０の前記断面形状について、シリンドリカルレンズ２０を通った光が該シリンドリカルレンズ２０の断面内方向に発散されるような断面形状としてもよい。このように、断面形状を適切に選択したシリンドリカルレンズ２０は、シリンドリカルレンズ２０を通った光を光電面２６の全面に入射させることができる。また、シリンドリカルレンズ２０の配置位置を変更することによっても、シリンドリカルレンズ２０を通った光を光電面２６全面に入射させることができる。
【００３７】
薄膜１０の結晶成長の測定では、薄膜１０に生じる結晶成長の方向とシリンドリカルレンズ２０の母線の方向とが一致するように、反射光１８をシリンドリカルレンズ２０に通すことにより結像させて、測定精度が向上する。図示の例では、光電面２６は、細長い矩形状の平面形状を有する。
【００３８】
光電面２６に入射した光２８は、電荷ｅ−を有する電子３０に変換される。電子３０は、電極板３２、３４間の電圧に依存する進路に従って電子像倍部３６の蛍光面３８に到達する。蛍光面３８には、二次元的な直交座標グラフとして、時間軸Ｔに対する結晶成長方向Ｃの情報が得られる。すなわち、光電面２６が受光２８した該光電面２６における強度分布の時間的変化は測定される。この強度分布の時間的変化に基づいて薄膜１０の溶融領域の時間的変化が特定される。
【００３９】
図２に示す例では、薄膜１０からの反射光１８はほぼ正方形の断面形状を有しており、シリンドリカルレンズ２０を通って光２８は光電面２６ではほぼ長方形の断面形状を有する。薄膜１０のｘ方向の長さＬｘとｙ方向の長さＬｙとの比は、光電面２６では例えば光電面２６のＸ方向の長さＬＸとＹ方向の長さＬＹとの比に変換される。
【００４０】
前記反射光１８は、図示の例では、シリンドリカルレンズ２０を通ることにより、薄膜１０の結晶成長の方向（矢印１４）に沿う仮想線に直交する方向に相対的に集光される。これにより、光電面２６に入射する光量が増加し、測定上のＳ／Ｎが向上し、結晶成長の速度を正確に測定することができる。
【００４１】
より一層、Ｓ／Ｎを向上させるための方法について、以下に説明する。反射光１８を利用した薄膜の横方向成長すなわちラテラル成長の測定では、薄膜１０でのモニタ光１６の反射率を１０％として、空間分解能を０．３３μｍ（測定精度に余裕をもたせるため、空間分解能１μｍの１／３の値とした。電子１０個程度の測定精度である。）、時間分解能を１ナノ秒（以下「ｎｓｅｃ」と記す。）を有する、統計誤差のみの理想的な反射光検出器を用いた場合、揺らぎ６％にて測定することができる計算式が成り立つ。しかし、この計算式では、反射光検出器自体が有するダークノイズ（暗電流）が考慮されておらず、実際の反射光測定では、揺らぎの程度が増大する。
【００４２】
図３を参照して説明する。薄膜１０の、ＸＡ［μｍ］×ＹＡ［μｍ］のほぼ長方形状の領域Ａ、例えば約１０μｍ×約１μｍのほぼ長方形状の領域Ａに、モニタ光１６が照射される場合の例について説明する。結晶成長の方向を矢印１４で示す。ＸＡ［μｍ］としては、５０μｍ程度の場合もある。
【００４３】
モニタ光１６としては、例えばレーザ光を用いることができる。モニタ光１６の照射パワーＰとしては、領域Ａの面積ａを有する部分Ａａ（例えば約１μｍ×約１μｍのほぼ正方形状を有する部分）について、例えば１ｍＷ／μｍ２とすることができる。１ｍＷ／μｍ２の照射パワーは、（１０−３／４ｅ−１９）フォトン／μｍ２の照射パワーである。例えば約５３２ｎｍの波長を有するレーザ光を（２．５ｅ×１５フォトン）／μｍ２、すなわち、約５３２ｎｍの波長を有するレーザ光を毎１ナノ秒当たり（２．５ｅ×６フォトン）／μｍ２の量を照射することにより得られる。
【００４４】
モニタ光１６についての薄膜１０からの反射光１８を光学系（図示せず）により例えば３００倍に拡大された光４０に変換し、光電面２６に入射させる。光電面２６では、光４０の断面形状は、ＸＢ［ｍｍ］×ＹＢ［μｍ］のほぼ長方形状の領域Ｂすなわち約３ｍｍ×約３００μｍのほぼ長方形状の領域Ｂとして形成される。
【００４５】
光電面２６に入射した光４０の光電変換によって得られる電子数について、モニタ光１６の薄膜１０での反射率を１００％、光学系のレンズ透過率を１０％、光電面２６での量子効率（Ｑｕａｎｔｕｍ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ、以下「ＱＥ」という。）を１０％とした場合で説明する。光電面２６で発生する電子数ｎは、前記照射パワーを有するモニタ光について、毎１ナノ秒当たり（２．５ｅ×４フォトン）個／μｍ２である。
【００４６】
したがって、１００％の反射率を有する反射面の１ｎｓｅｃ間の反射光量の統計揺らぎの値は、（（２．５ｅ４）１／２／（２．５ｅ４））×１００＝０．６％である。また、１０％の反射率を有する反射面の１ｎｓｅｃ間の反射光量の統計揺らぎの値は、空間分解能を０．３３μｍとした場合、（（２．５ｅ３）１／２／（２．５ｅ３））×１００＝０．０７％である。
【００４７】
測定におけるＳ／Ｎ比を向上させるためには、モニタ光１６の照射パワーを増大させることにより可能である。しかし、モニタ光照射により非晶質シリコン薄膜または多結晶シリコン薄膜の品質すなわち膜質が劣化することがないように、照射パワーには上限がある。この上限の値は、シリコン薄膜の膜質、膜厚、膜のパターンに依存する。例えば、前記パターンを有しない全面均一の１００ｎｍの膜厚を有するシリコン薄膜では、約５３２ｎｍの波長を有するレーザ光を用いた場合の照射パワーの上限値は、１μΦの照射面積当たり１ｍＷである。
【００４８】
アニール用レーザ光の照射によって半導体薄膜に生じた溶融領域の時間的変化の特定装置の一実施例について、図４を参照して説明する。図４に示す例では、本発明に係る特定装置が全体に符号４２で示され、該装置を含むレーザアニール装置が全体に符号４４で示されている。
【００４９】
レーザアニール装置４４は、アニール用のレーザ光源装置４６と、薄膜１０が形成された基板４８を取り外し可能に取り付ける試料台５０を二次元的に移動させるＸＹステージ駆動機構（図示せず）とを備える。図示の例では、試料台５０はその一部のみが示されている。
【００５０】
レーザ光源装置４６に用いるレーザとして、例えば、ルビーレーザ、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（以下「ＹＡＧ」という。）レーザ、エキシマレーザ等を用いることができる。
【００５１】
レーザ光源装置４６は、パルス発振型のレーザ光源装置であり、通常、１パルス当たり約１Ｊ／ｃｍ２のエネルギー密度を有するレーザを、パルス時間２０〜１００ナノ秒（以下「ｎｓ」と表記する。）で発生する。図示の例では、レーザ光源としてクリプトンフッ素（以下「ＫｒＦ」という。）レーザを用い、１秒間に１００回の割合で約２５ｎｓのパルス幅を有するレーザ光を発生する。
【００５２】
レーザ光源装置４６は、薄膜１０へのアニール用のレーザ光５２の照射の箇所５４として、薄膜１０の全部、あるいはその一部、例えば３６５ｍｍ×４００μｍの帯状の領域を選択することができる。前記帯状領域への照射の間に試料台５０を前記ＸＹステージ駆動機構によって一方向に移動させることによっても薄膜１０の全部に照射することができる。レーザ光５２の薄膜１０への１回の照射時間として、例えば２５ｎｓとすることができる。
【００５３】
図示していないが、レーザ光源装置４６は、レーザ発振を生じさせる共振器と、生じたレーザ光を照射に適したビーム形状に整形するレンズ系とを含む。
【００５４】
薄膜１０として、図示の例では、成膜化された非晶質シリコン薄膜を用いている。非晶質シリコンとして、通常、脱水素処理された非晶質シリコンを用いる。
【００５５】
基板４８として、透明のガラス基板やプラスチック基板、シリコン基板等を用いることができる。図示の例では、透明のガラス基板を用いている。
【００５６】
非晶質シリコン薄膜１０が成膜されたガラス基板４８は、試料台５０に取り外し可能に取り付けられ、アニール用のレーザ光５２の照射が可能の位置に位置決めされている。図示の例では、非晶質シリコン薄膜１０及びガラス基板４８は、それらの一部のみが示されている。
【００５７】
監視装置４２は、モニタ光照射器５６と、シリンドリカルレンズ５８と、反射光測定器６０と、算出装置６２とを含む。特定装置４２は、さらに、反射鏡６４を含むものとすることができる。
【００５８】
モニタ光照射器５６は、モニタ用光源装置６６と、整形光学器６８と、ホモジナイザ７０と、集光レンズ７２とを備える。モニタ光照射器５６により、アニール用レーザ光５２が照射された薄膜１０上の箇所５４にモニタ光７４を集光するように照射する。
【００５９】
モニタ用光源装置６６は、例えば、Ａｒレーザ、ヘリウムネオン（以下「Ｈｅ−Ｎｅ」という。）レーザ及びＮｄ；ＹＡＧレーザ等を備える。
【００６０】
図示のモニタ用光源装置６６は、Ｓ偏光またはＰ偏光のレーザ光を発生する連続波レーザ（以下「ＣＷレーザ」という。）光源装置である。図示の例では、レーザとして約５３２ｎｍの波長を有するＮｄ；ＹＡＧレーザが用いられ、１ｍＷ／μｍ２のパワーを有するレーザ光を発生する。
【００６１】
モニタ用光源装置６６は、アニール用のレーザ光源装置４６に接続された時間調整装置（図示せず）に接続されている。時間調整装置には、アニール用レーザ光の発生開始時間に対して予め選択的に決められたモニタ光の発生開始時間が設定されており、時間調整装置はモニタ光の発生開始のための信号をモニタ用光源装置６６に送る。図示の例においては、アニール用レーザ光の発生開始と同時にモニタ光の発生を開始させる信号が時間調整装置からモニタ用光源装置６６に送られる。
【００６２】
整形光学器６８は、モニタ用光源装置６６より発するレーザ光の断面形状を所定の形状に整形する。図示の例では、整形光学器６８は、モニタ用光源装置６６より発するレーザ光をこれが円形の断面形状を有するように整形する。
【００６３】
ホモジナイザ７０は、整形光学器６８を通ったレーザ光を、光の断面において均一の光強度分布を有するレーザ光に調整する。例えば、Ｎｄ；ＹＡＧレーザ光の断面における光強度分布は、ガウス分布に従う光強度分布であり、均一の強度分布ではない。Ｎｄ；ＹＡＧレーザ光は、ホモジナイザ７０を通ることにより、光の断面において均一の光強度分布を有するレーザ光に調整される。
【００６４】
集光レンズ７２は、整形光学器６８及びホモジナイザ７０を通った均一な光強度分布の円形断面を有する光をモニタ光７４として薄膜１０に集光させる。図示の例では、モニタ光７４は、ガラス基板４８を通して非晶質シリコン薄膜１０に集光するように照射される。
【００６５】
非晶質シリコン薄膜１０に照射されたモニタ光７４の少なくとも一部は、反射光７６として非晶質シリコン薄膜１０から発し、再び基板４８を通って、反射鏡６４により進行方向を変えられ、シリンドリカルレンズ５８を通って、光７８として反射光測定器６０に入射する。
【００６６】
図示の例では、シリンドリカルレンズ５８は、母線が薄膜１０と平行になるように、また、前記母線が薄膜１０に生じる結晶成長の方向に伸びるように、配置されている。反射鏡６４の鏡面の向きを調整することにより、反射光７６の進行方向を適宜に変えることができる。シリンドリカルレンズ５８を、薄膜１０に生じる結晶成長の方向と前記母線の方向とが対応して反射光７６がシリンドリカルレンズ５８を通るように配置する。反射光７６は、シリンドリカルレンズ５８を通ることにより、薄膜１０の結晶成長の方向１４に沿う仮想線に直交する方向に集光された光７８になる。
【００６７】
反射光測定器６０は、モニタ光７４についての薄膜１０からの反射光７６を受ける、実質的に連続した光感知要素を有する光感知面を有する。光感知面として、これを帯状の平面形状を有する光電面とすることができる。光電面を光電陰極として用いる場合、光感知要素である光感知材料として、光電陰極材料、例えば、銀セシウムやビスマスセシウム等のＣｓ２Ｏを含む酸化セシウム系材料、Ｃｓ３ＳｂやＮａ２ＫＳｂ等のアルカリ−アンチモン金属間化合物材料、あるいは、ＧａＳｂのようなＩＩＩ−Ｖ族化合物結晶を用いることができる。
【００６８】
帯状の平面形状の光電面を有する反射光測定器６０は、光電面に受けた光７８を光感知要素で電子に変え、この電子を、時間的に変化する電界を通過させて時系列情報に変換し、さらに蛍光体に到達させて、電子強度すなわち電子数に対応する投影像を蛍光体に形成し、次に投影像の強度分布の時間的変化を測定する。
【００６９】
図５に示すように、反射光測定器６０として、例えば、光を電子に変換し、再び光に変換するストリークカメラを用いた装置とすることができる。
【００７０】
ストリークカメラ８０は、光電変換器８２と、電界発生器８４と、蛍光板８６とを備える。
【００７１】
光電変換器８２は、帯状の平面形状を有する光電面ＰＳを有し、光電面２６での光電子放出現象により入射光７８に対応する光電子を発生させる。光電面ＰＳに入射した光７８は光電子に変換される。光電子は、個々にその位置が計測され、光電子の大きさでの位置の相違が極めて高い空間分解能で検出される。
【００７２】
電界発生器８４は、時間的に変化する電界を発生させる。電界発生器８４は、トリガ信号Ｓに応じて作動する掃引回路装置８８と、この掃引回路装置８８に接続された掃引電極９０とを備える。トリガ信号Ｓの入力により、掃引回路装置８８は、掃引電極９０の電極間電圧を時間経過に従って変化させ、光電変換器８２で発生された電子Ｅの進行方向を変える。光電変換された電子は、加速電極９２によって加速され、電子増倍器９４に至る。
【００７３】
電子増倍器９４には実質的に光電子の像ＰＥが形成され、蛍光板８６は、電子増倍器９４を経た電子を受けて該電子に対応する投影像Ｐを表示する。
【００７４】
ストリークカメラ８０は、入射光７８を光電子に光電変換させ、光電変換された光電子を、入射光７８の帯状断面の長手方向と直交する方向に走査させる。蛍光板８６に表示された投影像Ｐは二次元情報として扱うことができるので、投影像Ｐを撮像手段例えばＣＣＤカメラで撮影してデジタル情報に変換すれば、そのデジタル情報を、デジタル記憶装置に記憶したり、コンピュータに処理することができる。デジタル情報を適宜に表示させることもできる。
【００７５】
ストリークカメラ８０には、光７８のストリークカメラ８０による測定の開始時刻を決定するために、光検出装置（図示せず）およびディレイ装置（図示せず）が接続されている。光検出装置は、アニール用レーザ光の経路の一部に配置された減衰フィルタ（図示せず）を通して高速フォトダイオードでレーザ光を検出する。ディレイ装置は、検出時刻を基準にして予め選択的に決められた遅延時間の経過後に入射光７８のストリークカメラ８０による測定開始のためのトリガ信号を出力する。
【００７６】
算出装置６２は、蛍光板８６に表示された複数の帯状の投影像Ｐを、時間分解能に応じた時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、…の画像データとして抽出し、アナログ的に計測された各時間の投影像Ｐの強度分布を画像処理する。この後、時系列的な処理によって入射光７８の強度分布の時間的変化を算出し、これに基づいて薄膜１０の溶融領域の時間的変化を監視し、算出装置６２の表示部９６に表示する。
【００７７】
図４および図５に示す例では、入射光７８の全測定時間Ｔにおいて測定時刻ｔと、モニタ光照射位置の長手方向の位置すなわち薄膜１０の結晶成長方向の位置Ｃとの関係を表示部９６に投影像Ｐの強度に関してグラフで表示させている。図においては、理解を容易にするために、全測定時間Ｔを６０ｎｓとし、１０ｎｓ毎の時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、…、ｔ６における入射光７８の強度を表示した場合で示している。全測定時間Ｔ及び時刻ｔ１、ｔ２、…はこれに限定されない。
【００７８】
また、上記のグラフにおいて、理解を容易にするために、被アニール薄膜が溶融して反射光強度が大きいときを実線、固化して反射強度が小さいときを点線で示している。すなわち、実線部は被アニール薄膜が溶融している液相状態にあることを示し、実線部の長さＭは各時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、…、ｔ６における被アニール薄膜の溶融幅を示している。溶融幅Ｍの時間的な変化が表示部９６に表示されている。
【００７９】
溶融幅Ｍの時間的な変化パターンが表示部９６に表示され、変化パターンは、溶融幅Ｍの時間的な変化が平面に二次元的に同時に観測される。
【００８０】
アニール用レーザ光の照射によって半導体薄膜に生じた溶融領域の時間的変化の監視装置の他の実施例について、図６を参照して説明する。図６に示す例では、本発明に係る監視装置が全体に符号９８で示され、シリンドリカルレンズ、反射光測定器および算出装置は、図４に示す例と同様であるので省略されている。
【００８１】
監視装置９８は、モニタ用光源装置１００と、整形光学器１０２と、ホモジナイザ１０４と、結像用の対物レンズ１０６と、反射鏡１０８と、シリンドリカルレンズ（図示せず）と、反射光測定器（図示せず）と、算出装置（図示せず）とを備える。
【００８２】
モニタ用光源装置１００に用いるモニタ用レーザ光源として、前記したレーザ光を発生させるレーザを用いることができる。モニタ用光源装置１００は、前記したと同様に、アニール用レーザ光源装置に接続された図示しない時間調整装置に接続されている。図示の例においては、アニール用レーザ光１１０の発生開始と同時にモニタ光１１２の発生を開始させる信号が時間調整装置からモニタ用光源装置１００に送られる。
【００８３】
整形光学器１０２は、図示の例では、モニタ用光源装置１００より発するレーザ光を、該光の断面に関して短辺と該短辺に比べて極めて長い長辺とを有する矩形の断面形状に整形する。
【００８４】
ホモジナイザ１０４は、前記したと同様に、整形光学器１０２を経たレーザ光を、光の断面において均一の光強度分布を有するレーザ光に変換する。
【００８５】
結像用の対物レンズ１０６は、整形光学器１０２及びホモジナイザ１０４を経た均一の光強度分布の矩形断面を有する板状のモニタ光１１２を、該光の断面に関して短辺と長辺との特定の比率を有する矩形断面形状の光１１４として、薄膜１０に結像させる。
【００８６】
図示の例では、光１１４は、ガラス基板４８を通して薄膜１０のガラス基板４８側に位置する裏面に照射され、薄膜１０の裏面に、例えば６０μｍ×１μｍの寸法の帯状断面を有する光として結像される。
【００８７】
薄膜１０に照射された光１１４の少なくとも一部は、反射光１１６として再び薄膜１０の裏面から発する。
【００８８】
対物レンズ１０６は、さらに、薄膜１０からの反射光１１６を受ける。反射鏡１０６は、反射面の向きを変えることができる可動ミラーであり、対物レンズ１０６を経た光１１８を反射面に受け、光１１８の進行方向を変える。進行方向を変えられた光１２０は、シリンドリカルレンズを通って、反射光測定器に入射する。
【００８９】
次に、結晶化された半導体層に薄膜半導体装置（ＴＦＴ）を形成する実施形態を図７Ａ乃至図７Ｆを参照して説明する。絶縁体物質（例えばアルカリガラス、石英ガラス、プラスチック、ポリイミド等で形成された透明な矩形の基板）の基板２０１の上に、下地層２０２を介して非単結晶半導体（例えば、非晶質又は多結晶質のシリコン）からなる例えば非晶質シリコン薄膜２０３を化学気相成長法やスパッタ法等の公知の成膜技術を用いて形成する（図７Ａ）。
【００９０】
上記下地層２０２は、例えば、５０ｎｍの厚さのＳｉＮ膜２０２ａと１００ｎｍの厚さのＳｉＯ２膜２０２ｂとの積層膜により形成されている。上記非晶質シリコン薄膜２０３は、例えば、厚さが約５０ｎｍないし２００ｎｍであり、Ｓｉ，Ｇｅ，ＳｉＧｅのような半導体により形成される。
【００９１】
この非晶質シリコン薄膜２０３の表面に図１乃至図６で説明したように監視装置２により結晶化状態を監視しながらエネルギー線としてエキシマレーザ光２０４、例えば、ＫｒＦ，ＸｅＣｌエキシマレーザ２０４を照射して、上記非晶質シリコン薄膜２０３をアニール加工する。この結果、非晶質シリコン薄膜２０２は、結晶化又は再結晶化され例えば単結晶シリコン薄膜２０５に結晶化される。即ち、結晶化された単結晶シリコン薄膜２０５は、結晶化状態を監視しながら結晶化たので品質管理され、全ての結晶化領域は均一な結晶度に良くなる。
【００９２】
結晶化又は再結晶化された単結晶シリコン薄膜２０５は、フォトリソグラフィー等によって、島状の単結晶シリコン薄膜２０５に加工される。この後に、島状の単結晶シリコン薄膜２０５上も含む基板２０１上に酸化シリコン（ＳｉＯ２）等の物質からなるゲート絶縁膜２０６を形成する（図７Ｄ）。そして、ゲート絶縁膜２０６上に、ゲート電極２０７を形成し、次にゲート電極２０７をマスクとして、リン等の不純物イオンを島状の半導体薄膜２０５に選択的に注入する（図７Ｅ）。この結果、不純物がドープされたソース領域２０９並びにドレイン領域２１０と、これら領域間に位置するチャネル領域２１１とが形成される。次に、ソース領域２０９並びにドレイン領域２１０の上の、ゲート絶縁膜２０６にコンタクトホールを形成する。ゲート絶縁膜２０６上にソース電極２１２とドレイン電極２１３とを、コンタクトホールを介して、ソース領域２０９とドレイン領域２１０とに電気的に接続するように形成する（図７Ｅ）。このようにして、トップゲート型ＴＦＴ３００が完成される。
【００９３】
次に、ＴＦＴ３００を備えた表示装置を液晶表示装置３０１に適用した実施形態について図８及び図９を参照して説明する。図１乃至図７と同一部分には、同一符号を付与し、その詳細は重複するので省略する。図８及び図９は、表示装置、例えばアクティブマトリックス型の液晶表示装置３０１を示している。なお、図８及び図９では、補助容量を省略して示している。なお、図中符号３００がＴＦＴであり、この実施形態でのＴＦＴ３００は、ボトムゲート型ＴＦＴの例である。
【００９４】
液晶表示装置３０１は、図８及び図９に示すように、前後一対の透明基板３０２，３０３、液晶層３０４、画素電極３０５、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）３００、走査配線３０６、信号配線３０７、接続端子としての走査配線端子３０８、接続端子としての信号配線端子３０９、及び対向電極３１０等を備えている。
【００９５】
一対の透明基板３０２，３０３としては、例えば一対のガラス基板を用いることができる。以下、透明基板３０２，３０３をガラス基板という。これらガラス基板３０２，３０３は、図示しない枠状のシール材を介して接合されている。液晶層３０４は、一対のガラス基板３０２，３０３の間のシール材により囲まれた領域に設けられている。
【００９６】
図９に示すように、一対のガラス基板３０２，３０３のうちの一方のガラス基板、例えば後側のガラス基板（アレイ基板）３０２の内面には、行方向および列方向にマトリックス状に設けられた複数の透明な画素電極３０５と、複数の画素電極３０５と夫々電気的に接続された複数のＴＦＴ３００と、複数のＴＦＴ３００と電気的に接続された走査配線３０６及び信号配線３０７と、基体３０２の一端縁部および一側縁部にそれぞれ形成された複数の走査配線端子３０８及び複数の信号配線端子３０９とが設けられている。
【００９７】
走査配線３０６は、画素電極３０５の行に夫々沿わせて設けられている。これら走査配線３０６の一端は、後側基体３０２の一側縁部に設けられた複数の走査配線端子３０８に夫々接続されている。複数の走査配線端子３０８は夫々走査回路（図示せず）に接続されている。
【００９８】
一方、信号配線３０７は、画素電極３０５の列に夫々沿わせて設けられている。これら信号配線３０７の一端は、後側基体３０２の一端縁部に設けられた複数の信号配線端子３０９に夫々接続されている。複数の信号配線端子３０９は夫々サンプルホールド回路（図示せず）に接続されている。
【００９９】
他方のガラス基板である前側のガラス基板（対向基板）３０３の内面には、複数の画素電極３０５に対向する一枚膜状の透明な対向電極３１０が設けられている。また、前側のガラス基板３０３の内面には、複数の画素電極３０５と対向電極３１０とが互いに対向する複数の画素部に対応させてカラーフィルタを設けるとともに、前記画素部の間の領域に対応させて遮光膜を設けてもよい。
【０１００】
一対のガラス基板３０２，３０３の外側には、図示しない偏光板が設けられている。また、透過型の液晶表示装置３０１では、後側のガラス基板３０２の後側に図示しない面光源が設けられている。なお、液晶表示装置３０１は、反射型或いは半透過反射型としてもよい。
【０１０１】
図９では、例えばボトムゲート型のＴＦＴ３００を示している。ボトムゲート型のＴＦＴ３００の表面には、層間絶縁膜３１５が成膜されている。なお、ＴＦＴ３００はボトムゲート型に限定されるものではなく、例えば、トップゲート型等としてもよい。
【０１０２】
本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る結晶化装置の一実施例を示す斜視図。
【図２】本発明に係る、アニール用レーザ光の照射によって半導体薄膜に生じた溶融領域の時間的変化を監視する方法の一実施例を示す斜視図。
【図３】本発明に係る、アニール用レーザ光の照射によって半導体薄膜に生じた溶融領域の時間的変化を監視する方法の他の実施例を示す斜視図。
【図４】本発明に係る、アニール用レーザ光の照射によって半導体薄膜に生じた溶融領域の時間的変化を監視するための監視装置の一実施例を示す斜視図。
【図５】図４の反射光測定器の一実施例を示す斜視図。
【図６】本発明に係る、アニール用レーザ光の照射によって半導体薄膜に生じた溶融領域の時間的変化を監視するための監視装置の他の実施例を示す斜視図。
【図７】本発明に係る半導体トランジスタの製造方法の一実施例を示し、Ａ〜Ｆは、製造工程における概略断面図を示す。
【図８】本発明に係る表示装置の一実施例を示す平面図。
【図９】本発明に係る表示装置の１実施例を示す断面図。
【符号の説明】
１  レーザアニーラ、２  監視装置、３  ＫｒＦエキシマレーザ光源、４  光学系、５  被処理体、６  位相シフタ、１０  薄膜、１２、５２  レーザ光、１６、７４、１１２  モニタ光、１８、７６、１１６  反射光、２０  シリンドリカルレンズ、２２  ストリーク管、２４  光電変換部、２６  光感知面（光電面）、３０  電子、３２、３４  電極板、３６  電子像倍部、３８  蛍光面、４２、９８  特定装置、４４  レーザアニール装置、４６  レーザ光源装置、４８  基板、５０  試料台、５６  モニタ光照射器、５８  シリンドリカルレンズ、６０  反射光測定器、６２  算出装置、６４、１０８  反射鏡、６６、１００  モニタ用光源装置、６８、１０２  整形光学器、７０、１０４  ホモジナイザ、７２  集光レンズ、８０  ストリークカメラ、８２  光電変換器、８４  電界発生器、８６  蛍光板、８８  掃引回路装置、９０  掃引電極、９２  加速電極、９４  電子増倍器、９６  表示部、１０６  対物レンズ、１１０  アニール用レーザ光、２０１  基板、２０２  下地層、２０３  非晶質シリコン薄膜、２０２ａＳｉＮ膜、２０２ｂ、ＳｉＯ２膜、２０４  エキシマレーザ、２０５  単結晶シリコン薄膜、２０６  ゲート絶縁膜、２０７  ゲート電極、２０９  ソース領域、２１０  ドレイン領域、２１１  チャネル領域、２１２  ソース電極、２１３  ドレイン電極、３００  薄膜トランジスタ、３０１  液晶表示装置、３０２，３０３  透明基板、３０４  液晶層、３０５  画素電極、３０６  走査配線、３０７  信号配線、３０８  走査配線端子、３０９  信号配線端子、対向電極  ３１０、３１５  層間絶縁膜
【図１】
2005005451.tif 000003
【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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