束照射装置、束照射方法及薄膜晶体管的制造方法 【技术领域】
本发明涉及束照射装置、束照射方法。进而，本发明涉及使用了该装置及方法的薄膜晶体管的制造方法。
背景技术
近年来，作为具有显示器件和集成电路等的半导体元件，正在进行具有将多晶半导体膜作为沟道形成区的薄膜晶体管(以下，记作多晶TFT)的研究。随着显示器件和集成电路的发展，要求进一步提高多晶TFT的特性。
于是，作为得到多晶TFT地一种方法，使用具有连续振荡型激光器和将激光束(也记作激光)进行扫描的装置的激光照射装置，使半导体膜结晶(例如，参照专利文献1)。
另外，作为使激光扫描的装置，经常使用电反射镜(参照专利文献2)和多角镜(参照专利文献3)。这是由于容易使扫描速度高速化的缘故。据此，能够减少装置的负担。
图7表示现有的电反射镜的结构。用电反射镜73反射从激光的振荡器71射出的激光72，在被照射物体74上形成束点(照射区)75。通过以振幅76振动电反射镜73，束点75在被照射物体上扫描，进行激光照射处理。与图7所示的电反射镜的振幅一致地，将激光照射到被照射物体上。
另外，在多角镜的情况下，通过使接连设置的多个反射镜旋转，将激光照射到被照射物体上。
(专利文献1)
特开2003-86505号公报
(专利文献2)
特开2003-86507号公报
(专利文献3)
特开2003-45890号公报
特别是，在考虑用大型基板进行批量生产的情况下，重视在大范围内高效率地获得均匀的结晶性半导体膜。因此，经常使用由于重量轻而容易使扫描速度高速化的电反射镜和多角镜这样的扫描装置。另外，使用这些扫描装置，能够减少激光照射装置的负担。
但是，当使用上述的扫描装置时，往往在激光照射面的扫描开始及扫描结束这些端部，发生扫描速度和照射状态不均匀的问题。另外，使电反射镜振动时，存在扫描幅度曲折行进的问题。
例如，在激光反射到摆动(振动)的电反射镜上，将激光照射到半导体膜的情况下，向着改变摆动的方向的点(摆动的顶点，也称作电反射镜的停止点)，速度减慢，终于一瞬间成为零。然后，改变运动方向，速度缓缓加快。虽然电反射镜的扫描速度的减慢、加快是在短时间内进行的，但是，本发明人认识到，随着要求更高性能而且均匀的半导体膜的结晶化，这样的不均匀的激光照射，即，照射不均匀成为问题。由于将超过需要的能量照射到被照射物体上，这样的照射不均匀有使非晶质半导体膜上膜被剥离的可能性。担心一旦膜被剥离，正常的膜也被飞溅的半导体膜危及而皲裂。这样，本发明人认识到：在要求高性能而且均匀的半导体膜的结晶化的半导体领域中，激光的扫描速度不均匀就成为问题。
另外，在进行旋转运动、多个反射镜连续地联结起来的多角镜中，随着被每个反射镜反射的激光的入射角的不同，照射位置产生微小的偏离。特别是，在反射镜的边界处入射角的偏离使得扫描开始位置及扫描结束位置发生偏离，成为不均匀激光照射处理的原因。另外，由于在与扫描方向垂直的方向上，照射位置也发生偏离，这也成为不均匀的激光照射处理的原因。本发明人认识到：为了得到更高性能而且均匀的半导体膜的结晶性，这样的不均匀的激光照射不匀成为问题。
【发明内容】
因此，本发明的课题在于，提供使电反射镜等扫描装置的扫描速度均匀，或者精密地控制扫描位置的束照射装置及束照射方法。另外，本发明的课题还在于，使用上述的束照射装置及束照射方法，提供对薄膜晶体管(以下，记作TFT)等的均匀的激光退火(包含结晶化和活化)。
鉴于上述问题，本发明的特征在于：在利用具有单个镜面体(也称作反射镜)的扫描(偏转)装置的情况下，使该扫描装置沿一个方向旋转。此外，镜面体具有平面或者曲面。以下，用电反射镜作为这样的镜面体的示例进行说明。
由于使本发明的电反射镜沿一个方向旋转，所以旋转稳定，排除了因加速度的变化而产生的反射镜的振动。而且，当将因电反射镜引起的束点的移动定为X轴方向，在电反射镜位于没有照射到激光的位置时，可以使被照射物在与X轴方向正交的Y轴方向上移动。于是，能够在XY轴方向上扫描，能够对大面积进行激光照射处理。这时，由于使电反射镜在一个方向上旋转，激光仅仅在一个方向上沿着被照射物体的X轴进行扫描。
具体地说，如图1所示，以设置在电反射镜13上的轴为中心，使反射镜面旋转。在轴的一个端部或者两个端部上设置支撑棒，设置控制旋转的装置。当在两个端部上有支撑棒时，旋转轴更稳定，因而是理想的。而且，从振荡器11射出的激光12在电反射镜13上反射，在被照射物体14上形成束点15。利用该电反射镜13的旋转，束点移动，对被照射物体进行激光照射处理。
这样，通过使电反射镜旋转，并利用惯性以提高束点在被照射面上的匀速性。另外，当使电反射镜重量增加时，由于惯性更强地起作用，匀速性提高，因而是理想的。另外，电反射镜能够采用简便而且小型的结构，因而对安装在激光照射装置上来说是理想的。
另外，作为其他的扫描装置，可以举出具有多个镜面体的扫描装置(为了简单起见，记作多角镜)。如图2所示，本发明的的多角镜具有多个反射镜27，由于与反射镜之间一致地设置向Y轴的扫描时间，反射镜彼此之间并不相互连接配置，即，反射镜的侧面没有相互连接。而且，激光22入射到以轴为中心旋转的多角镜23上，束点25在被照射物体24上扫描。其结果是，交互显现束点25照射在被照射物体24上时与不照射在被照射物体24上时。即，激光入射到反射镜的边界时和激光没有照射时。在激光没有照射时，利用移动被照射物体，能够有效地进行激光照射处理。即，利用多角镜使束点在X轴方向上扫描，当束点消失(没有激光照射)时，使被照射物体在Y轴方向移动。这时，由于对具有多角镜的每个反射镜来说，激光的反射方向各稍有不同，所以改变向被照射物体的Y轴方向的移动量以校正照射位置等。其结果是，不需要在多角镜与被照射物体之间配置校正透镜，简化了激光照射装置，因而是理想的。
根据这样的本发明的扫描装置，能够对被照射物体进行均匀的激光照射，在用半导体膜作为被照射物体的情况下，能够形成结晶性、电学特性都一致的多晶TFT。
此外，本发明能够使用连续输出的能量束(以下，记作CW束)。作为CW束可以使用从固体激光器射出的束，例如，从YVO4激光器、YAG激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、Ar激光器等射出的束都是适当的。另外，也可以使用这些激光器的高次谐波。这样，在使用激光器作为光源的情况下，将CW束记作CW激光。
此外，激光束用任意的形状都没有关系，理想的情况是借助于通过光学系统而加工成线状。此外，这里所说的「线状」并不意味着严格意义上的「线」，而意味着高宽比大的长方形(或者长椭圆形)。例如，指高宽比为10以上的(理想的是100～10000)激光束。具体地说，线状的激光束的束点直径是长轴150～1000μm，短轴5～20μm。使用加工成线状的激光束，就能够进行生产率高的处理。
如上所述，本发明消除因扫描装置的工作而产生的激光束的照射的不均匀，能够提供结晶性、电学特性都一致的多晶TFT。进而，即使是大面积的被照射物体，也能够形成在大范围内特性一致的多晶TFT，能够提高显示器件和集成电路的大量生产的生产能力。
【附图说明】
图1是表示本发明的激光照射装置的图。
图2是表示本发明的激光照射装置的图。
图3是表示本发明的激光照射方法的图。
图4是表示本发明的激光照射方法的图。
图5是表示使用本发明的激光照射方法形成的发光器件的图。
图6是表示使用本发明的激光照射方法形成的电子装置的图。
图7是表示现有的激光照射方法的图。
图8是表示本发明的激光照射装置的图。
【具体实施方式】
以下，根据附图说明本发明的实施例。但是，本发明能够以各种不同的形式实施，如果是业内人士，可以不脱离本发明的宗旨及其范围而进行各种各样的变更，改变其形态及细节，这都是容易被理解的。因此，并不限定于本实施方式的记述内容进行解释。此外，在说明实施方式的所有图中，在同一部分或者具有同样功能的部分标以同一符号而省略其重复的说明。
(实施例1)
在本实施例中，扫描装置用旋转的电反射镜，被照射物体用半导体膜，说明使该半导体膜结晶化，形成多晶TFT的情况。
图3表示一种激光照射装置，该装置具有：射出CW激光(也记作连续振荡型激光)的振荡器101；用于将从振荡器射出的激光束的形状加工成线状的光学系统102；用于使加工成线状的激光束在半导体膜上扫描的电反射镜103；使电反射镜103旋转的轴108；控制轴108，从而控制电反射镜103旋转的控制装置110；以及使在被照射面的激光束的形状恒定的fθ透镜104。从振荡器射出的激光束入射到光学系统上，被加工成线状激光束(以下，记作线状束)，入射到旋转的电反射镜上，被电反射镜反射，通过fθ透镜照射到被照射物体上。利用具有上述功能的装置，控制激光束的照射。
在光学系统102中，例如，配置焦距为50mm的平凹透镜和焦距为200mm的平凸透镜，还在平凸透镜的后方配置焦距为250mm的平凸圆柱形透镜，在平凸圆柱形透镜的后方配置焦距为100mm的平凹圆柱形透镜。此外，使平凸圆柱形透镜与平凹圆柱形透镜的曲率方向相同。借助于通过这样的光学系统，激光束反复聚光等，被加工成线状束。此外，也可以配置上述透镜以外的透镜，只要配置成在照射面上使激光束的束点(也记作为束点)成为所希望的照射形状(例如线状)即可。
而且，设置控制装置110进行控制，使得电反射镜103在一个方向上旋转。在使电反射镜旋转的装置中能够使用电动机等。这时，为了提高利用了惯性的旋转的匀速性，可以使电反射镜的重量增加。
用电反射镜扫描的激光束通过fθ透镜104入射到半导体膜上，以使激光束在半导体膜上的形状为恒定，并且如移动路径107所示那样进行扫描。此外，在使电反射镜在一个方向上旋转的情况下，移动路径107仅仅是一个方向，当改变旋转方向时，移动路径107为该一个方向的反方向。
在这样的激光照射中，激光束不向半导体膜照射时，即，束点105不存在于半导体膜106上时，工件台109向Y轴方向(箭头112)移动，变更束点105的扫描位置。通过对此重复操作能够在Y轴方向上均匀地进行激光照射处理，即，能够进行激光退火。接着，在照射邻行的半导体膜的情况下，被照射物体在X轴方向上(箭头111)移动，进行同样的处理。另外，这时，必须使束点的扫描，即电反射镜的旋转与工件台的Y轴方向上的移动一致，以取得同步。
根据上述的照射方法，因为激光束的扫描速度不均匀的范围为不照射在半导体膜上的范围，能够得到具有更加均匀的结晶性、电学特性的多晶TFT。
然后，适当实施形成TFT所必要的工序，就能够提供形成了多个多晶TFT的有源矩阵基板。这时，当使用大型基板形成多晶TFT时，能够进行多倒角加工，因而能够减少制造成本。此外，本发明的激光照射方法能够应用于包含半导体膜的结晶化及活化处理的激光退火。
(实施例2)
在本实施例中，说明使用多个激光振荡器对在基板上形成的半导体膜进行激光处理，以提高薄膜晶体管的批量生产能力的情况。此外，扫描装置使用多角镜进行说明。
在图4中表示分别使用3个CW激光振荡器201、远心的fθ透镜204、多角镜203，对在1500mm×1800mm大面积基板上成膜的半导体膜205进行激光退火情况的示例。此外，图4(A)是俯视图，(B)是侧视图。
在基板上依次形成氧化膜(SiON和SiO2等氧化硅膜)、半导体膜作为基底膜。半导体膜可以用CVD法、溅射法等，用以硅为主成分的材料形成。在本实施例中，通过使用硅烷气体的CVD法形成非晶硅膜。根据成膜方法，也有半导体膜中的氢浓度过高，不能经受激光退火的情况。因此，为了提高耐激光退火的概率，使半导体膜中的氢浓度低于1020/cm3量级即可。因此，在成膜结束的时刻，在氢浓度大于上述值的情况下，用400～500℃左右的热退火，进行1小时左右的脱氢工序即可。对这样形成的半导体膜进行激光退火。此外，在激光退火之前，也可以预先将半导体膜构图成规定的形状。
激光振荡器201例如使用LD激励的连续振荡型Nd:YVO4激光的2次谐波(波长532nm)。输出功率为10W、使用TEM00模。束点直径为φ2.3mm，扩展角为0.35mrad。
此外，由于该波长对非晶硅膜和基板是透明的，有时需要采取措施以抑制因干涉引起的激光退火的不均匀。在这种情况下，例如使激光束对半导体膜205的入射角θ为0°以外的角度即可。这时，恰当的入射角依赖于束点的形状和尺寸。束点208的延伸方向(相当于长轴)是图4中的Y轴方向。根据目的也可以在其他的方向上延伸，但是，在本实施例中为使生产率最高而取Y轴方向。例如，在本实施例中，使在半导体膜205上的束点的尺寸为长径400μm、短径20μm的线状的椭圆，在设定成使长径包含在入射面上时，适当的入射角是20°左右。
光学系统202将束点形状加工成线状，例如，将焦距为50mm的平凹透镜和焦距为200mm的平凸透镜离开145mm而配置，还在平凸透镜的后方140mm处，配置焦距为250mm的平凸圆柱形透镜，更在平凸圆柱形透镜的后方145mm处，配置焦距为100mm的平凹圆柱型形透镜。此外，使平凸圆柱形透镜与平凹圆柱形透镜的曲率方向相同。进而，在距平凹圆柱形透镜250mm左右的后方配置多角镜203，远心的fθ透镜204与这些透镜的规格一致地配置。远心的fθ透镜204的焦距为300mm左右，φ为120mm。
在具有上述光学系统的激光照射装置中，在半导体膜205上以线状延伸的束点208利用多角镜203，以500mm/s的速度在半导体膜205上扫描。由于本发明的多角镜在各反射镜之间的边界不连接，变更在半导体膜上的扫描位置需要时间。
而且，当通过具有多角镜的某一枚反射镜，使能够扫描的激光束的照射区域的宽度为100mm时，利用多角镜使束点208在X轴方向上100mm扫描后，使XY工件台206在Y轴方向上移动200μm(与由束点尺寸决定的垂直于激光束的扫描方向的晶体的宽度)，再次利用多角镜203使束点在半导体膜205上扫描。
特别是，在使用多角镜的情况下，工件台的移动距离最好按每个反射镜进行微调整。这是由于考虑到多角镜具有多个反射镜，在各反射镜中的反射角度会多少有所不同的缘故。该方法将在实施例3中进行详细说明。在这样的激光照射中，在半导体膜上激光束的照射没有照射到的区域因多角镜等的扫描装置和激光束的不同而不同，每次实施进行适当的设定即可。
重复上述步骤，对图中的A区进行激光退火。A区仅以激光振荡器的数目形成，它们的间隔预先适当地隔开，例如各距100mm隔开。而且，在A区的退火结束后，利用XY工件台206，使半导体膜205移动到对B区进行激光退火的位置上，同样地，以恒定宽度100mm对B区进行激光退火。通过这些一连串的动作，能够对半导体膜205的整个面进行激光退火。水言而喻，没有必要对半导体膜205的整个面进行激光退火由于仅仅对必要的位置进行激光退火能够缩短处理时间，因而是理想的。在这种情况下，虽然需要精密地制作定位机构，但只要实施者计算出必要的精度适当地决定其结构即可。
在本实施例中，为了使激光束入射到半导体膜上的角度为恒定，使用fθ远心的透镜。据此，虽然能够得到激光退火的均匀性，但是在不需要均匀性时，使用fθ透镜代替远心透镜即可。另外，在本实施例中，隔开间隔配置多个远心fθ透镜204。因此，相邻的远心fθ透镜互不干扰，能够将多个激光束同时照射在半导体膜上。
如此进行半导体膜的结晶化。然后，根据需要将半导体膜构图为规定的形状，形成栅绝缘膜、栅电极、掺杂区，进行活化。本发明的激光照射装置及方法也能够使用在半导体膜的活化中。然而，形成层间绝缘膜、源布线、漏布线、像素电极等，形成具有多个薄膜晶体管的有源矩阵基板。另外，使用有源矩阵基板，能够形成液晶显示器件、发光器件、具有其他显示部的显示器件或者半导体集成电路等。
如上所述，本发明与仅仅使用1台激光振荡器的情况相比，能够得到高的生产率，特别适合于在大型基板上形成的半导体膜的激光退火。其结果是，能够提高薄膜晶体管的批量生产能力。
此外，在本实施例中，虽然使用多个激光振荡器，但也可以利用反射镜等将来自一个激光振荡器的激光束分割，形成多个束点。
以上，在本实施例中，虽然使用多角镜作为扫描装置，但也能够使用具有旋转功能的电反射镜。
(实施例3)
在本实施例中，用图8说明多角镜和XY工件台的移动时序。此外，多角镜是具有N个(1≤n≤N：n是整数)镜面体的多角镜。
在如多角镜那样具有多个反射镜的扫描装置中，对每个反射镜来说往往反射角不同。在这种状况下，当使XY工件台以恒定的间隔移动时，扫描位置的间隔就不是恒定的，因而不进行均匀的激光照射。因而，如本实施例那样，按每个反射镜设定多角镜的反射镜间的距离，即，按每个反射镜设定在激光不照射时使XY工件台移动的距离，利用反射镜，使激光依次反射，从而进行均匀的激光照射。
即，如图8(A)所示，在用多角镜83扫描从振荡器81射出的激光82的光学系统中，多角镜83以轴85为中心旋转，由反射镜(n)形成的束点(n)、束点(n+1)、束点(n+2)、...依次向X轴方向这一方的方向扫描，对被照射物体84的表面进行激光照射处理。这时，如图8(B)所示，当用Y(n)表示从反射镜(n)移动到邻接的反射镜时的XY工件台的移动距离时，分别设定Y(1)、Y(2)、...Y(N)是较为理想的。此外，N表示反射镜的数目。
作为设定XY工件台的移动距离Y(n)、Y(n+1)、...的方法，例如，分别在多个反射镜上标以号码，使之扫描一次。然后，掌握各反射镜的反射角，根据反射角决定工件台的移动距离。将该各移动距离输入XY工件台的控制装置即可。
这样，在与多角镜的各反射镜的反射角和在反射角间的被照射物体的移动距离一致地设定向XY工件台的X轴方向的移动距离和时序时，能够进行更均匀的激光照射处理。
此外，本实施例即使在反射镜接连设置的多角镜中也能够应用。即，在接连设置的反射镜的边界位置上，使XY工件台移动时，只要调整XY工件台的移动距离，均匀的激光照射就成为可能。另外，在打算设置向Y轴方向的工件台的移动时间时，也可以设置遮断激光束的扫描的两端或者一端或者另一端的遮光装置。
(实施例4)
在本实施例中，用图5说明使用有源矩阵基板制作的发光器件。
在图5(A)中表示发光器件的剖面图，具体地说是表示EL模块的剖面图。另外，在图5(B)中表示EL模块的发光元件(具有有机化合物层(也称为EL层)、第1导电膜及第2导电膜)的叠层结构的放大图。
图5(A)表示：第1基板400、基底绝缘膜401、用本发明的激光照射装置进行激光退火而形成的TFT422、第1导电膜(电极)403、绝缘物(也称为间壁、阻挡层、堤坝、围堤)404、有机化合物层405、第2导电膜(电极)406、保护膜407、空隙408、第2基板409。
作为第1基板及第2基板，能够使用玻璃基板、石英基板和硅基板、塑料基板、金属基板、不锈钢基板、柔性基板等。所谓柔性基板是由PET、PES、PEN、丙烯等构成的薄膜状的基板，如果使用柔性基板制作发光器件，预计会减轻重量。在柔性基板的表面或者在表面及背面上，如果将铝膜(AlON、AlN、AlO等)、碳膜(DLC等)、SiN等的阻挡层形成为单层或者多层，由于提高了耐久性和阻气性等，是人们希望的。
此外，取决于来自有机化合物层的发光射出到上方或者下方的哪一方中，第1导电膜及第2导电膜中的哪一个就由具有透光性的导电膜，例如ITO等形成。另外，在射出到两方中的情况下，形成第1导电膜及第2导电膜作为具有透光性的导电膜。
设置在第1基板400上的TFT422(在本实施例中，是P沟道型TFT)是控制流过有机化合物层405的电流的元件，具有：作为漏区(根据极性可以是源区)功能的掺杂区411、沟道形成区412、设置在沟道形成区上的栅电极417。另外，具有漏电极(或者源电极)416，漏电极416连接在用于电连接第1导电膜403与掺杂区411的漏区(或者源区)上。另外，能够在与漏电极416的同一工序中，同时形成电源供给线和源布线等的布线418。
在第1基板400上，形成基底绝缘膜(这里，下层是氮化绝缘膜，上层是氧化绝缘膜)401，在栅电极417与半导体膜之间设置栅绝缘膜。另外，层间绝缘膜402被形成为具有有机材料或者无机材料。这里虽然没有图示，但在一个像素中，除此以外还设置一个或者多个TFT(n沟道型TFT或者P沟道型TFT)。另外，虽然表示了具有一个沟道形成区412的TFT，但是没有特别地限定，也可以是具有多个沟道的所谓的多沟道型TFT。
加之，这里虽然以顶栅型TFT为例进行了说明，但是能够应用本发明而与TFT结构无关，例如也能够应用于底栅型(反交错型)TFT和正交错型TFT。
另外，第1导电膜403成为发光元件的阳极(或者阴极)。在第1导电膜中，在使用透明导电膜的情况下，能够使用ITO(氧化铟氧化锡合金)、氧化铟氧化锌合金(In2O3-ZnO)、氧化锌(ZnO)等。
另外，具有覆盖第1导电膜403的端部(及布线418)的绝缘物404(也称为围堤、间壁、阻挡层、堤坝等)。作为绝缘物404能够使用无机材料(氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等)、感光性或者非感光性的有机材料(聚酰亚胺、丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、抗蚀剂或者苯并环丁烷)、或者它们的叠层。此外，在本实施例中，使用用氮化硅膜覆盖的感光性的有机树脂。例如，在将正型的感光性丙烯作为有机树脂的材料使用的情况下，仅仅在绝缘物的上端部上保持具有曲率半径的曲面是理想的。另外，作为绝缘物，能够使用在感光性的光的作用下成为不溶解于刻蚀剂中的负型、或者在光的作用下成为溶解于刻蚀剂中的正型的两者。
另外，有机化合物层405用蒸发法、喷墨法或者涂敷法形成。在本实施例中，用蒸发装置进行有机化合物层的成膜，得到均匀的膜厚。例如，在使用蒸发法的情况下，在真空排气到真空度为5×10-3Torr(0.665Pa)以下，理想的是在10-4～10-6Torr的成膜室中进行蒸发。蒸发时，预先通过加热使有机化合物气化，在蒸发时，通过打开挡板向基板的方向飞溅。气化了的有机化合物飞溅到上方，通过设置在金属掩模上的开口部进行蒸发。此外，为了提高可靠性，在即将形成有机化合物层405之前，最好进行真空加热(100℃～250℃)，以进行脱气。
此外，如图5(B)所示，有机化合物层405从阳极侧起按HIL(空穴注入层)、HTL(空穴输运层)、EML(发光层)、ETL(电子输运层)、EIL(电子注入层)的顺序依次层叠。代表性的材料分别用CuPc作为HIL，用α-NPD作为HTL，用BCP作为ETL，用BCP:Li作为EIL。此外，有机化合物可以具有无机材料，也可以具有有机材料和无机材料的混合材料。
另外，在进行全色显示的情况下，能够分别通过使用了蒸发掩模的蒸发法，或者通过喷墨法等适当地、有选择地形成显示红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的发光的材料作为有机化合物层405。具体地说，分别使用CuPc和PEDOT作为HIL，用α-NPD作为HTL，用BCP和Alq3作为ETL，用BCP:Li和CaF2作为EIL。另外，例如，EML如果使用与R、G、B各自的发光色对应的掺杂了掺杂剂(R的情况下为DCM等、G的情况下为DMQD等)的Alq3即可。此外，上述有机化合物层不限定于叠层结构，也可以是单层结构。
在形成显示红色的发光的有机化合物层405的情况下，更具体的有机化合物层的叠层结构例如形成30nm的CuPc，形成60nm的α-NPD后，使用同一掩模，形成40nm的添加了DCM2及红荧烯的Alq3作为红色发光层，形成40nm的BCP作为电子输运层，形成1nm的添加了Li的BCP作为电子注入层。另外，在形成显示绿色发光的有机化合物层的情况下，例如，在形成30nm的CuPc膜，60nm的α-NPD膜后，使用同一蒸发掩模，形成40nm的添加了香豆素545T的Alq3作为绿色的发光层，形成40nm的BCP作为电子输运层，形成1nm的添加了Li的BCP作为电子注入层。另外，在形成包含显示蓝色的发光的有机化合物的层的情况下，例如，形成30nm的CuPc、形成60nm的α-NPD后，使用同一掩模形成10nm的二〔2-(2-羟基苯基)苯并噁唑合〕锌：Zn(PBO)2作为发光层，形成40nm的BCP膜作为电子输运层，形成1nm的添加了Li的BCP作为电子注入层。以上，在各色的有机化合物层中，共同的CuPc和α-NPD能够在像素部整个面上形成。另外，掩模能够是各色共有的，例如，在形成红色的有机化合物层后，使掩模偏离形成绿色的有机化合物层，再次使掩模偏离形成蓝色的有机化合物层。此外，只要适当设定所形成的各色有机化合物层的顺序即可。
另外，在白色发光的情况下，也可以通过其他途径设置的滤色层和色变换层进行全色显示。对在上方发出的白色光的滤色层和色变换层可以在设置于第2基板上后，粘合到第1基板上。另外，对在下方发出的白色光的滤色层和色变换层能够在形成漏电极(或者源电极)416后通过绝缘膜形成。其后，由于在滤色层和色变换层上依次形成绝缘膜、第2导电膜，所以漏电极(或者源电极)416与第2导电膜也可以通过形成于绝缘膜上的触点连接。
利用本发明的电反射镜和多角镜，能够提供具有均匀性高的结晶性半导体膜的发光器件。其结果是，能够提供减少了显示部的激光束的照射不均匀(成为显示不均匀)的发光器件。
此外，本发明的有源矩阵基板也能够应用在发光器件以外的液晶显示器件和其他的显示器件，还能够应用在半导体集成电路和CPU中。
(实施例5)
用本发明制作的有源矩阵基板能够应用于各种各样的电子装置。作为电子装置可以举出：便携式信息终端(移动电话机、移动式计算机、便携式游戏机或者电子图书等)，录像机、数码相机、护目镜型显示器、显示用显示器、导航系统等。图6表示这些电子装置的具体示例。
图6(A)是显示器，包括机壳4001、声音输出部4002、显示部4 003等。通过用本发明形成的有源矩阵基板，能够完成具有发光元件或者液晶材料的显示部4003。显示器件包括个人计算机用、TV广播接收用、广告显示用等所有的信息显示装置。
图6(B)是移动式计算机，包括主机4101、记录笔4102、操作按钮4104、外部接口4105等。借助于用本发明形成的有源矩阵基板，能够完成具有发光元件和液晶材料的显示部4103。
图6(C)是游戏机，包括主机4201、显示部4202、操作按钮4203等。借助于用本发明形成的有源矩阵基板，能够完成具有发光元件和液晶材料的显示部4202。图6(D)是移动电话机，包括主机4301、声音输出部4302、声音输入部4303、显示部4304、操作开关4305、天线4306等。借助于用本发明形成的有源矩阵基板，能够完成具有发光元件和液晶材料的显示部4304。
图6(E)是电子图书读出器，包括显示部4401等。借助于用本发明形成的有源矩阵基板，能够完成具有发光元件和液晶材料的显示部4401。
如上所述，本发明的应用范围极广，能够应用于所有领域的电子装置。特别是将有源矩阵基板的绝缘基板作成柔性基板，能够实现薄型和轻量。
(实施例6)
此外，在本发明中使用的束不限定于CW束，也能够使用脉冲式输出的能量束(脉冲束，特别是在光源中使用激光器的情况下，记作脉冲激光器)。
本发明的脉冲激光器被控制为，在半导体膜被激光熔融之后、固化之前，在能够照射下一个激光那样的振荡频率下使激光振荡，从而能够得到朝向扫描方向连续生长的晶粒。能够使用规定了振荡频率下限的脉冲束，使得脉冲振荡的周期(振荡频率)比半导体膜熔融之后、完全固化之前的时间短。
例如，在光源中使用了激光器的脉冲激光器中，具体的振荡频率为10MHz以上，使用比通常使用的数十Hz～数百Hz的频率显著高的频带。
这样，通过使用高频率，在将激光照射到半导体膜上之后、半导体膜完全固化之前的时间据称为数十nsec～数百nsec，通过使用上述频率，在半导体膜被激光熔融之后、固化之前，能够照射下一个脉冲的激光。因此，与使用现有的脉冲激光器的情况不同，由于在半导体膜中能够使固液界面连续地移动，形成了具有朝向扫描方向连续生长的晶粒的半导体膜。具体地说，这是因为能够形成在晶粒的扫描方向上的宽度为10～30μm、在对扫描方向垂直的方向上的宽度为1～5μm左右的晶粒的集合，能够得到与CW激光相同量级的晶粒的缘故。而且，通过形成沿该扫描方向延伸了很长的单晶的晶粒，因而能够形成至少在TFT的载流子移动方向上几乎不存在晶粒边界的半导体膜。
如果能够在上述频率下振荡，作为脉冲束能够使用：从Ar激光器、Kr激光器、准分子激光器、CO2激光器、YAG激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、青紫宝石激光器、Ti：蓝宝石激光器、铜蒸气激光器或者金蒸气激光器射出的束。
例如，能够使用能量为2W、TEM(00)的振荡模式、2次谐波(532nm)、振荡频率80MHz、脉冲宽度12psec的YVO4激光器，能够使用使该激光振荡的脉冲激光照射装置。此外，通过利用光学系统对激光进行加工，在半导体膜的表面上形成的束点成为短轴10μm、长轴100μm的矩形形状。通过将振荡频率定为80MHz，由于能够连续地使固液界面移动，形成了朝向扫描方向连续生长的晶粒。通过形成沿该扫描方向延伸很长的单晶的晶粒，能够形成至少在TFT的沟道方向上几乎不存在晶粒边界的半导体膜。
即，无论是使用连续的或者脉冲的振荡的激光束中的哪一种的情况，利用本发明的电反射镜和多角镜都能够进行均匀的激光照射。
(发明的效果)
根据本发明，能够对被照射物体进行均匀的激光照射，在使用半导体膜作为被照射物体的情况下，能够形成结晶性、电学特性一致的多晶TFT。另外，在被照射物体上，能够使束点的速度为恒定，或者束点的扫描位置的控制性也高，能够对半导体膜进行均匀的激光退火。另外，在使用大型基板的情况下，也适用于本发明的高效率的激光退火。
另外，在使用本发明的多角镜的情况下，通过设定在各反射镜中XY工件台的移动距离，能够进行更均匀的激光照射。