CN1088002A - 制造液晶显示器基板及评价半导体晶体的方法与装置 - Google Patents

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Abstract

用CVD法在一块玻璃基板上形成一层非晶硅 膜，然后用一个激光束照射部件将与岛形区同样尺寸 的激光束脉冲间隙性地照射在非晶硅膜上而将非晶 硅膜的岛形区改变成排列成一行并以预定的距离互 相分隔开的多个多晶硅区。包含作为半导体区的岛 形区的开关元件是通过蚀刻与膜形成处理形成的，以 构成一个驱动电路区。该区分成门驱动电路区与源 驱动电路区用于驱动形成在一个象素区中的薄膜晶 体管。

Description

本发明涉及制造液晶显示器基板的一种方法及一种装置，更具体地涉及制造具有用于驱动开关元件的驱动电路的液晶显示器基板的一种方法，以及评价半导体晶体的装置与方法。
具有用作开关元件的TFT（薄膜晶体管）的LCD（液晶显示器）能够显示极高质量的图象。因此，它们是有用的并越来越受到关注。
图1为一块LCD基板的剖视图。如图中所示，TFT    1b是形成在一块玻璃基板1a的中央部分上的。象素电极1c形成在基板1a的中央区域上并离开TFT    1b，并且分别与TFT    1b的漏极电气地连接。各TFT    1b及与之关联的象素电极构成一个边长为几百微米的正方形象素单元U。在玻璃基板1a上排列有数十万个象素单元U。
LCD基板还包括一个透明电极1d及一块透明基板1f。象素单元U公用的透明电极1d形成在透明基板1f上。基板1f是这样放置的，使电极1d以一个预定的距离离开玻璃基板1a的中央部分，而与象素单元U相对。在透明电极1d与玻璃基板1a的中央部分之间的空隙中填充液晶1e。玻璃基板1a的中央部分、象素单元U、液晶1e、透明电极1d及透明基板1f构成一个象素区10。
图2为该LCD基板的透视图。如图所示，LCD基板还在玻璃基板1a的暴露部分上及沿象素区10的周边配置有集装的IC（集成电路）片11。IC片11形成一个门驱动器。IC片11的接线端耦合于扫描电极线，后者又与象素单元U的控制极与漏极相连。
现在说明制造图1与2中所示的LCD基板的方法。首先，用诸如等离子体化学汽相淀积（CVD）法在玻璃基板上形成一层氢化非晶硅（a-SiH）膜。然后，在该非晶硅膜上形成各种膜与层并进行各种处理（包括蚀刻），以形成若干TFT    1b及连接在这些TFT    1b上的象素电极1c，以及连接在这些象素电极1c上的扫描电极线（未示出）。从而制成了组成一块的若干个象素单元U。接着，将集装的IC片11沿象素单元U的块四周安装在玻璃基板1a上。IC片11是与象素单元U的对应扫描电极线对准的，并且随即与它们电气地连接。此后，将带有形成在其上的透明电极1d的透明基板1f放置就位，使电极1d与玻璃基板1a的中央部分隔开一个预定的距离，并与象素单元U相对。将液晶1e填充在电极1d与玻璃基板1a的中央部分之间的空隙中。结果便制成了象素区10。
存在着对具有大显示屏及能够显示高质量的彩色图象的TFT-LCD的需求。为了满足这一需求。有必要使用具有多达400条线的一种门驱动器及多达1920条线的一种电源驱动器。在将这些线与象素单元的扫描电极线电气地连接之前要将它们分别对准，不可避免地需要大量的机器时间。这便是提高TFT-LCD的价格的一个因素。
为了降低TFT-LCD的价格，用于将门与源驱动器连接到象素区的线最好是与象素区的开关元件同时形成的。一旦这样形成了驱动器的线，当在玻璃板从象素区向外延伸的部分上形成驱动器时，便可将它们连接在象素区上。这种将线与象素区的开关元件同时形成的方法可以节省许多机器时间，并且是一种非常有用的方法。
用于显示图象的象素单元的TFT并不需要高速操作。反之，用于快速开关TFT的门与源极驱动器则是必须以比TFT高得多的速率进行操作的。换言之，驱动器必须具有与IC片相同的操作速度。因此，驱动器必须包括一层具有比非晶硅更高的场效应迁移率的多晶硅半导体膜。
为了在一块玻璃基板上形成一层多晶硅膜，必须在600℃或更高的温度上执行减压CVD方法，在这样的温度上廉价的玻璃基板将会变形。从而，基板必须用在这种高温下不会变形的昂贵的玻璃制成，诸如石英玻璃。这将最终提高TFT-LCD的制造成本。
已经提出过一种可以避免提高TFT-LCD的制造成本而在廉价的玻璃基板上无变形地形成一层多晶硅膜的方法。该方法包括下述步骤：例如在大约300℃的环境中用等离子体CVD形成一层大氢化非晶硅（此后称作"a-Si：H"）膜;以及在该a-Si：H膜上作用一个激光束，借此将其表面温度提高到大约1200℃，并从而将该a-Si：H膜的表面区域转变成一层多晶硅膜。这样形成的多晶硅膜可用作门与源极驱动器的半导体膜。
所形成的a-Si：H膜可以是大而高质量的，由于它是在低到大约300℃的温度上形成的。在该a-Si：H膜上作用的激光束（即激光热处理）只延续极短的时间，例如在KrF激光束的情况中只有23毫微秒并且热量达不到玻璃基板。从而，基板没有必要是耐热的而可用廉价的玻璃制成。此外，由于a-Si：H膜是在低温下大面积上形成的，多晶硅膜是一样大的因为它便是已经用激光束晶化了的a-Si：H膜的区域。这有助于生产一种透射型大屏面LCD。
在作用激光束时，a-Si：H膜产生氢，它可能破坏该膜。为了防止这一破坏，在激光束的作用方法、各激光束作用的能量等方面已经提出过许多概念。本发明人一直在研究将激光束脉冲作用在一层矩形a-Si：H膜的至少沿该膜的一条边延伸的一个条形目标区上、从而晶化该目标区的一种方法。（一块IC基板的驱动电路区可形成在这样晶化的条形区中。）然后，这一方法具有下述问题。
图3A与3B各展示两个作用在a-Si：H膜上的相邻激光束的位置作为一个方面与膜中的场效应迁移率作为另一方面之间的关系的示意图。各激光束的强度是在平行于a-Si：H膜的方向中均匀分布而朝向该a-Si：H膜发散的。
在相邻的两个激光束完全不重合的情况中，如图3A中所示，在激光束照射的区域之间的膜区中没有作用激光束能量。因此这一区域仍保持不晶化，而照射区则被晶化。多晶硅与a-Si：H分别具有30至600cm2/vs与0.3至1cm2/vs的场效应迁移率。多晶硅的场效应迁移率高出a-Si：H两个数量级。在多晶硅区中形成了一个a-Si：H区，会使以激光束相继地作用在a-Si：H膜上而晶化的条形区中所形成驱动电路区在它们的工作特征上有极大的差别。
在相邻的两个激光束至少部分地重合的情况中，如图3B中所示，尽管各激光束在平行于a-Si：H膜的方向上具有均匀分布的强度，但由于a-Si：H膜的一部分被照射了两次而具有较a-Si：H膜的其余部分更高的场效应迁移率。这是因为多晶硅与a-Si：H分别具有1414℃与1000℃的熔点，所以它们的晶粒大小不同。多晶硅膜在场效应迁移率方面是不均匀的（在图3B中，不规则部分通常具有投影曲线所示的较高的迁移率，但也可能具有较低的迁移率。）
本发明的目的为提供一种可以在一块基板上高效地形成用于驱动一个LCD的象素的驱动电路区的LCD基板制造方法。
本发明的其它目的与优点将在下面的说明中提出，并且从说明中部分地将是显而易见的，或者是可以通过在本发明的实践中学到的。本发明的目的与优点可用所附的权利要求书中所具体指出的手段及其组合实现与获得。
结合在本说明书并构成其一部分的附图展示了本发明当前的较佳实施例，并且与上面给出的一般性说明及下面给出的较佳实施例的详细说明一起用来说明本发明的原理。
图1为显示通常类型的一块LCD基板的一部分的剖视图;
图2为通常类型的LCD基板的透视图;
图3A与3B各展示作用在一层a-Si：H膜上的两个相邻的激光束作为一个方面与膜中的场效应迁移率作为另一方面之间的关系;
图4A至4D为用于说明本发明的一个实施例，即一种制造LCD基板的方法，的透视图;
图5A由两个平面图组成，它们都展示实施例中的多晶硅区与多晶硅区上形成的驱动器电路之间的位置关系;
图5B为示出本实施例中所使用的相同移位寄存器之一以及该移位寄存器的输出线的平面图;
图6为用于本发明的实施例中的一个激光热处理装置的示意图;
图7为图6的装置的透视图;
图8为展示激光热处理装置中所包含的束发射部分与晶体评价部分的方框图;
图9为表示从厚度为500埃的a-Si：H膜释放的氢量与照射该膜的激光束的能量密度之间的关系的曲线;
图10为展示从厚度为300埃的a-Si：H膜释放的氢量与照射该膜的激光束的能量密度之间的关系的另一曲线;
图11A、11B与11C为展示当一个激光束的32次、128次与1024次轰击作用在一个非晶硅膜上时测得的整体照射强度的分布图;
图12为说明如何评价半导体膜的晶化状态的流程图;
图13为展示硅晶体的能带布局的图;
图14为表示一个参照半导体晶体的带隙光谱反射率的分布曲线;
图15为非晶硅的带隙光谱反射率的分布曲线;
图16为照射激光能量不足时硅的带隙光谱反射率的分布曲线;
图17为照射激光能量过量时硅的带隙光谱反射率的分布曲线;
图18A与18B为分别示出激光照射区的图;
图19为示意地示出大规模生产LCD基板的一种系统的俯视图;以及
图20为接纳图19中所示的系统的外罩及控制该外罩的内部状态的系统的视图。
现在参照附图对本发明的实施例进行描述。
首先，将参照图4A至4B与图5A与5B描述根据本发明的一种制造LCD基板10的方法。
如图4A中所示，用减压CVD方法在一块由诸如玻璃制成的透光基板1上形成一层非晶硅膜2，使用甲硅烷（SiH4）或乙硅烷（Si2H6）气体作为反应气体，将基板1保持在450至520℃之间，并且将CVD容器保持在几个乇上。
接着，以预定的方式沿基板1的一条长边及一条短边，在基板1的上方移动具有边长为若干毫米的矩形截面的间隙地发出激光束的一个激光器器件3。结果，光束照射在基板1上的非晶硅膜2的离散的、岛形表面区域上，这些区域是位于沿基板1的长边与短边的位置上的并相距一个诸如若干毫米的预定距离d。膜2的这些表面区域从而被转变成矩形的多晶硅区域21。
激光器器件3为诸如KrF激光器（脉冲宽：23毫微秒）或XeCl激光器（脉冲宽：25毫微秒）的一种准分子激光器。为了形成各多晶硅区21，激光器器件3可在非晶硅膜2的一个目标区上作用一个束脉冲，所述束具有足够高的能量密度（即作用在单位面积上的能量）来将非晶硅改变成多晶硅。另外，为了同一目的，激光器器件3也可在非晶硅膜2的目标区上作用两个或两个以上具有较小密度的束脉冲。
此后，如图4C所示，在多晶硅区21上反复进行蚀刻与膜成形处理，借此形成驱动电路4。各驱动电路为诸如由半导体元件（开关元件）构成的一种已知种类的LSI（大规模集成电路）。在这些驱动电路4中，沿基板1的短边布置的那些构成一个门驱动电路区41。沿基板1的长边布置的其余驱动电路4则构成一个源极驱动电路区42。
在本实施例中，门驱动电路区41是用于形成在基板1上的TFT（以后描述）的门电极的一个门移位寄存器，而源驱动电路区42则是用于这些TFT的源电极的一个源移位寄存器。门移位寄存器与源移位寄存器结构相同。只参照图5B对门移位寄存器进行描述。
如图5B中所示，门移位寄存器包括多个移位寄存器区4，它们是成形成岛形的并且互相隔离。各移位寄存器区4形成在一个多晶硅区21上，并包含多个开关元件（即晶体管）。各移位寄存器的开关元件（即晶体管）最好是完全形成在多晶硅区域21之中的，而不达到其边缘。与开关元件同时，用下述方法形成线40。首先，在多晶硅区21及非晶硅膜2位于多晶硅区21中间的那些部分上形成一层绝缘膜（例如一层氧化硅膜）。接着，在该绝缘膜上形成一层铝或铜膜。然后，在铝或铜膜上进行有选择的蚀刻，形成线40，它们连接位寄存器区4中相邻的任何两个。
然后，如图4c中所示，通过重复的膜形成与蚀刻处理在象素区50中形成作为开关元件工作的与所需要的象素数目相同的TFT（薄膜晶体管）5。TFT    5是在象素区50中排列成行与列的。与这样形成TFT    5的同时，进行一次膜形成处理、一次平版印刷处理及一次蚀刻处理从而在象素区50中形成由铝制成的门与源总线51。如图5B所示，这些总线51是连接到移位寄位寄存器区4上的。
必须指出，线40可与门与源总线51同时形成，而不是与移位寄存器区4的开关元件同时形成。反之，门与源总线51可以与线40一起与移位寄存器区4的开关元件同时形成。此外，线40与51可以在同时形成TFT    5及驱动电路区4与TFT的元电极时形成，或者在同时形成TFT    5及区4的元电极以后形成。
设置在各驱动电路区4内部的半导体元件及形成在象素区50上的TFT    5可以具有不同的结构配置，诸如平面型、反向交错形等。半导体元件可呈现这样一种结构配置，使它们的电极位于非晶硅膜2或多晶硅区21的下方。
将一块透明的基板（未示出）粘接在这样形成的LCD基板10的表面上。液晶是封装在基板10与该透明基板之间的空隙中的，借此制成一块LCD板。
在参照图4A至4D说明的方法中，TFT    5是在制成驱动电路区4之后形成的。反之，TFT    5也可在制造区4以前形成。另一种方法是可同时形成某些区4与某些TFT    5。
如上面所指出的，激光束脉冲作用在非晶硅膜2的岛形的并位于沿膜2的两条邻边的区域上的，从而将这些区域转变成多晶硅区21。这些激光束脉冲在大小与形状上都具有与各区相同的截面。此外，它们具有相同的与适当的能量密度。从而，用这些束脉冲照射的区域被转变成均匀地晶化的多晶硅区21。用重复的膜形成与蚀刻处理在这些理想的多晶硅区21上形成的驱动电路区4的半导体元件具有良好的特征。此外，将区4互相连接在一起的线以及将区4连接到TFT    5的线可与多晶硅区21上形成区4或者象素区50中形成TFT    5同时形成。这有助于方便LCD基板10的制造。
在上述方法中，非晶硅膜2是减压CVD法形成在透光基板1上的。膜2也可以用等离子体CVD方法形成，例如通过在一个反应罐中将甲硅烷气体与氢气保持在180至300℃的温度及0.8乇的压强中。在这一情况中，非晶硅膜2吸附氢气并改变成一层a-Si：H（氢化非晶硅）膜。当将一个激光束作用在该膜上来进行激光热处理时，氢气可以从膜上释放。氢气有可能突然释放而破坏该膜。为了消除对膜的破坏，以下述方式作用激光束。
第一步，将各具有远小于多晶化a-Si：H所需的能量的一个或多个激光束脉冲作用在a-Si：H膜的一个目标区上。第二步，将各具有较任何先前作用的束脉冲的能量为大但小于多晶化a-Si：H所需的能量的一个或多个束脉冲作用在非晶硅膜的目标区上。因此，氢气是逐渐地从a-Si：H膜上排出的。然后在第三步中，将诸如具有大于晶化a-Si：H所需能量的一个束脉冲作用在膜2的目标区上，从而将该区转变成一个多晶硅区21。此后，在a-Si：H膜的其它目标区上顺序地重复这些步骤，借此将这些区域转变成多晶硅区21。当在第一或第二步中将两个或两个以上激光束脉冲作用在一个目标区上时，最好在每作用一个束脉冲时测定一次膜2释放的氢量，并且在膜2释放的氢量无明显改变时，在目标区上作用一个具有较大能量的束脉冲。
在这一方法中，各具有较前一个脉冲的能量为大的激光束脉冲是顺序地作用在a-Si：H膜的各目标区上的。从而，氢是逐步地从非晶硅膜2释放的。这样，残留在膜2中的氢量只有如此地小，即使一次性全部释放也不会破坏膜2。
下面参照图6、7与8描述用于执行上述作用激光束脉冲的方法的装备有一个氢量监视器的一种激光热处理装置。
图6与7图示该激光热处理装置。从这些图中可见，该装置包括起基座作用的一个可充气的支承机构6。该机构6具有一块用诸如金属等刚性材料制成的支承板61。该支承板61是用一个空气悬浮装置支撑的;依靠从下面施加的受控气压力悬浮在水平位置上。在支承板61上安装一个空心的支座62。将一个诸如由铝制成的空心圆柱形真空室63紧固在支座62上。室63中包含一块用从室63的顶部向下伸出的垂直杆64b支承的加热器板64。支承板64包括一个电加热器，用于加热板64的下表面，以及臂64a，用于将一块玻璃基板20从其非晶硅膜面向下方地支承在板64的下表面上。
真空室63具有排气管65及阀门G，并包含一个质谱仪66。排气管65连接到一台真空泵（未示出）。质谱仪66用于测定基板20上的非晶硅膜所释放的氢量。打开阀门G便可从室64中取出基板20及送入另一块基板。当基板20上的膜正在经受激光束脉冲作用时阀门G是保持关闭的。在其上方安装加热器板64并面对支承在板64上的基板20的那一部分真空室63的底是用诸如合成树脂或石英玻璃制成的，从而起到一个窗口67的作用，容许一个激光束（以后描述）通过。
如图6与7中所示，在窗口67下方有一个带有反射镜7a（见图8）的激光束发生器7。更精确地说，激光束发生器7是由一个机构70支承的，后者紧固在支承板61上并位于空心支座62之中。机构70是设计成使发生器7在一个XY水平平面中移动的。机构70包括一对铺设在支承板61上并在X轴方向上延伸的导轨71、一个安装在导轨71上以在X轴方向上移动的X轴可移动件72、一对铺设在X轴可移动件72上并在Y轴方向上延伸的导轨73、以及安装在导轨73上以在Y轴方向上移动的一个Y轴可移动件74。激光束发生器7便是附着与固定在Y轴可移动件74上的。
如图8所示，一个准分子激光器92是放置在可充气的支承机构6的旁边的，其光束发射尖指向激光束发生器7的反射镜7a。一个束均化器93位于准分子激光器92与反射镜7a之间。该束均化器93是设计成处理来自准分子激光器92的激光束以形成一个具有规定大小的束，并将该束作用在反射镜7a上。
在这一较佳实施例中，准分子激光器92或者是发射波长为248毫微米及宽度为23毫微秒的束脉冲的KrF激光器，或者是发射波长为308毫微米及宽度为25毫微秒的束脉冲的XeCl激光器。束均化器93是已知类型的;它包括一个束发散件用于发散入射的激光束，以及一个鱼眼透镜用于将发散的束聚焦成预定的程度。准分子激光器92是连接到一个激光器电源91上的并由电源91供给的电力驱动。电源91受CPU    90的控制。换言之，CPU    90控制对激光器92的供电。将一个存储各种用于操作激光热处理装置的数据项的存储器94连接到CPU    90上。在这些数据项中有：用于驱动机构70的数据;用于控制激光器电源91的数据;以及根据它们来评价一层半导体膜的晶化状态的表示带隙光谱反射的参照分布的数据。如图8中所示，在充气的支承机构6的外面设置了一个分光仪86，用于接收基板20上的膜反射的光并从中检测出形成在其板20上的硅膜的光谱特征。
下面说明操作激光热处理装置来晶化非晶硅膜的选择的表面区域的方法。
首先打开阀门G。通过阀门G用一个传送机构（未示出）将基板20放入真空室63中。将基板20放置在加热器板64的下表面上，非晶硅膜面向下方。随即关闭阀门G，并用真空泵（未示出）通过管65抽出室63中的空气直到室63的内部压强降低到比如2.5×10-7乇。此后，CPU 90控制机构70，后者间隙性地在水平平面即XY平面上移动激光束发生器7，即在X轴与Y轴方向上移动发生器7。同时，CPU 90控制激光器电源91，后者对准分子激光器92供给电力。激光器92一个接一个地发射束脉冲到束均化器93。束均化器93将各入射的束脉冲处理成具有规定大小的一个激光束脉冲。将该激光束脉冲提供给束发生器7的反射镜7a。反射镜7a反射激光束脉冲，向上通过窗口67将束脉冲作用在形成在基板20上的非晶硅膜的一个目标表面区上。用束脉冲照射的非晶硅膜的表面区便转变成一个多晶硅区21。
CPU 90供给电源91的信号是根据存储在存储器94中的不同数据项设置的。这些数据项表示移动与停止机构70的时间间隔及移动机构70的距离与方向。从而，准分子激光器发出最终照射在非晶硅膜的岛形表面区域上的激光束脉冲，这些区域是以所要求的距离分隔开并具有预定的大小。这些区域是诸如面积为0.65×0.65＝0.43cm2的正方形。各束照射区的形状与大小是由束均化器93的规格所确定的。这样，只要改变存储器94中的数据及更换束均化器93，便可形成任何要求的尺寸、相隔任何选择的距离及在任何方向上对准的多晶硅区21。同样，在CPU 90的控制下，具有相同能量或者不同能量的激光束脉冲能够作用在非晶硅膜上，这一点将在下面说明。
为了通过诸如作用一个单一的束脉冲来晶化非晶硅膜的各目标表面区，束发生器7在第一目标区上作用一个宽度为23毫微米的束脉冲，然后在机构移动了一个预定的距离之后作用相同宽度的另一个束脉冲，从而将束脉冲作用在相隔所述距离的下一个目标区上。以这一方法，当CPU    90控制存储在存储器94中的各种数据项控制机构70及激光器电源91时，沿基板20的长短两边布置的岛形目标区便能得到束脉冲的照射。
如已经指出的，如果该膜是用等离子体CVD法形成在一块玻璃基板上的一层a-Si：H膜，具有逐个地增大的能量的激光束脉冲最好是顺序地作用在非晶硅膜的一个目标区上的。为了证明用这一方法作用束脉冲的优点，本发明人进行了实验。
在实验中，在放置在内部压强为1.0×10-7乇的真空室中的一层厚度为500埃的a-Si：H膜的六个目标表面区上作用束脉冲组，并且在放置在内部压强为2.0×10-7乇的真空室中的厚度为300埃的一层a-Si：H膜的六个目标表面区上作用其它的束脉冲组。在两种情况中，各组中的束脉冲具有0.65×0.65＝0.43cm2的截面;其中的一些是以20Hz的频率作用的，其余的是以10Hz的频率作用的;它们具有不同的能量，每一个的能量都比紧接在前面作用的那一个的能量为大，如表1中所示的。在这一装置中，诸如窗口67的一个部件的透射率为75%。并且在两种情况中，形成a-Si：H膜的基板离开激光束源230毫米的距离。当各组的束脉冲顺序地作用在目标区上时，测量并记录质谱仪66的输出电流（对应于a-Si：H膜所释放的氢量）。
在这一情况中，激光能量（mj，毫焦耳）E与（激光能量）/（功率密度（mj/cm2））E/P之间的关系如下：
(E 80 120 160 200 240 280 320 360)/(E/P 140 209 279 349 419 488 558 628)
(E 400 430 450)/(E/P 698 750 785)
从一层厚度为500埃的a-Si：H膜得到的结果示出在图9中，而从一层厚度为300埃的a-Si：H膜得到的结果则示出在图10中。在图9与10中，质谱仪66的输出电流与照射a-Si：H膜的各目标区的激光束的能量密度分别画出在纵坐标与横坐标上。
从图9与10中显而易见，两种a-Si：H膜所释放的氢量都不是急剧增加的，从而得以防止膜的破坏。这是因为两种a-Si：H膜的各目标区是用顺序地作用具有逐个地增加的能量的若干个激光束脉冲照射的。
根据本发明，顺序地将基本上相同能量的激光束脉冲而不是具有不同能量的束脉冲作用在一层非晶硅膜上的一个目标区上是有益的。各束脉冲的能量大到足以熔解a-Si。作用在目标区上的束脉冲越多，生成的a-Si晶粒越大，并且这些晶粒的定向性越强。这样，a-Si成为相似于具有一个（111）面的单晶硅。在这一情况中，由于a-Si是被20至30毫微秒的激光熔解的，所以热量并不传导到基板上。结果，非晶硅的场效应迁移率因此而成为高于多晶硅的迁移率。在满足下述条件时，最好采用这种作用相同能量的束脉冲的方法。
1、非晶硅膜的厚度为300至1500A，最好是500至1000A。除非膜的厚度超出这一范围，晶粒很难定向。
2、在作用束脉冲期间，基板保持在常温到550℃的温度上。廉价的钠玻璃可能变形。
3、在各目标区上作用30至1000次激光束轰击。如果该区域照射次数少于30次，它将不能有效地转变成单晶硅。如果该区域的照射次数超过1000次，则需要更多的时间来将该区域转变成单晶硅，并且得到的多晶硅区更容易出现缺陷。
图11A、11B与11C示出照射强度的分布，它们是在厚度为700A并保持在400℃的温度上的用等离子体CVD方法形成的非晶硅（a-Si：H）膜上作用来自上述激光器（激光能量为180mj：功率密度为272mj/cm2）的32次、128次及1024次激光束轰击时，用一个晶体测角器，带有X，R，D（X射线衍射）的一种2θ/θ法装置，测得的。可以从图11A、11B与11C中看出，当32次激光束轰击作用在膜上时，照射强度在28.632°的位置上到其峰值。这一峰值并不比其它位置上的照射强度大多少。然而在图11B与11C中可以清楚地看到，并且在本技术中是众所周知的，作用的激光束轰击次数越多，在位置28.632°处的峰值越大。换言之，用激光束脉冲照射该膜的次数越多，它更接近于变成具有（1，1，1）面的单晶硅，它通常在28.632°上具有强度峰值。
下面参照图8至图12描述如何将非晶硅转变成多晶硅以及如何评价得到的硅晶体的晶化状态。
如图12的流程图所示，在步骤S1中，由CPU92按照存储在存储器94中的控制程序所生成的一条命令导通激光器电源91。从而驱动准分子激光器92发出一个激光束。该激光束通过束均化器93前进到发生器7的反射镜7a上。反射镜7a将该束反射到非晶硅膜的一个目标表面区上，借此，该激光束对该目标区进行热处理。
然后在步骤S2中，分光仪86检测目标区反射的激光束，并确定至少已经晶化到一定程度的目标区的带隙光谱反射率的分布。接着，在步骤S3中，判定目标区是否已经得到满意的晶化。更精确地说，将目标区的带隙光谱反射率的分布与带隙光谱反射率的参照分布进行比较，后者与具有要求的晶化的一种半导体材料相关联并且是存储在存储器94中的。光谱反射率分布与参照分布越相似，该区域的激光束热处理越好。
如果步骤S3中的判定为“否”，即如果目标区尚未得到满意的晶化，则流程进入步骤S4。在步骤S4中，CPU    90生成一条命令，在照射能量上增加一个预定值。可从通过改变准分子激光器92的输出，通过改变作用激光束的时间间隔（在斑照射的情况中），通过调节机构70的速度，或者通过这些方法的任何可能的组合来增加照射能量。然后流程返回到步骤S1，并重复步骤S1、S2、S3与S4，直到在步骤S3中判定目标区已经得到要求的晶化为止。
如果在步骤S3中判定为“是”，即如果目标区已经达到所要求的晶化，则流程进入步骤S5。在步骤S5中，驱动机构70去移动发生器71，借此在下一个目标区上作用一个激光束。然后，在步骤S6中判定是否非晶硅膜上所有的目标区都已用激光束照射过并从而得到热处理。如果“否”，则流程返回至步骤S1，从而重复步骤S1至S6直到所有目标区都用激光束热处理过为止。如果在步骤S6中为“是”，则结束激光束的作用。
借助于上述评价非晶硅膜的晶化状态的方法，便有可能使根据本发明的制造LCD基板的方法及用于形成多晶硅薄膜的装置能够评价正在用激光束晶化的非晶硅膜的晶化状态，这是根据该膜的光谱反射率的分布而不是使用诸如喇曼分光仪这样的专用的与昂贵的设备进行评价的。因此，激光束的能量能够实时地反馈控制，并且能够从低成本容易地进行激光热处理，从而以高产量与高生产率制造TFT-LCD基板。
在非晶硅膜的所有目标区都用激光束热处理过以后，将具空室63的内部压强改变回大气压强。打开阀门G，并用一个传送机构（未示出）将基板20从室63中取出。然后，将基板20传送到一个又一个不同的处理站（例如一个膜形成站、一个平版印刷站）在这些站上，使用特定图案的掩膜在基板20的象素区50中形成TFT，并且与TFT同时地与整体地使用特定图案的掩膜在基板20的边缘部分中形成驱动电路区4的开关元件。同时形成连接象素单元与驱动电路区4的扫描电极线。因此，不需要像传统的制造LCD基板方法那样执行独立的步骤来为区4安装LSI片与形成扫描电极线。
下面说明用于评价正在晶化的任何非晶硅膜的晶化状态的带隙光谱反射率分布。
正如本技术中众所周知的，硅晶体的能带具有图13中所示的布局。在点Γ上它具有大约3.43ev（电子伏特）的宽度，而在点X上则具有大约4.40ev的宽度。将一个能量为诸如400mj及正方形截面为0.43cm2（＝0.65×0.65cm）的激光束通过透射率为75%的一个窗口作用在具有图13中所示的能带及500埃厚度的一个参照半导体晶体上。结果得到图14中所示的一种带隙光谱反射率分布。如图14中所示，这一分布在284毫微米与364毫微米的领域中有两个峰值。这两个峰值分别对应于X点与Γ点，它们是第一布里渊区中的两个特殊点。
另一方面，非晶硅具有如图15中所示的那种非晶硅的带隙光谱反射率分布。从图15中可见，这一分布的图形与图14中所示的分布的图形相当不同;这是非晶硅非常独特的分布。当非晶硅被激光热处理成多晶硅时，图15的反射率分布逐渐地向图14中所示的那种分布变化。在本发明中，装在分光仪86中的比较器（未示出）将分光仪86检测到的反射率分布与存储在存储器94中的图14的参照分布进行比较。借此实时地判定到此时为止非晶硅已被晶化了多少。
当准分子激光器92作用在基板20上的非晶硅膜上的激光束的能量为诸如200mj时，这时小于晶化非晶硅所需的能量的，带隙光谱反射率的分布将具有如图16所示的无明显尖峰的大致上向右下倾斜的分布图。反之，当激光器92作用在非晶硅膜上的激光束的能量为诸如600mj时，这对于非晶硅得到理想的晶化是太大了，带隙光谱反射率的分布将具有如图17所示的大致上向右上方倾斜的分布图。图17的分布图指明膜已被破坏，在其表面区域中形成了氧化硅。
当检测到图16中所示的那种光谱反射率分布时，通过实时反馈控制逐渐地增加光束的能量，从而向图14的参照光谱反射率分布改变其分布。当光谱反射率分布变得非常接近图14中所示的分布时，便停止激光束的作用，以防止对膜的破坏。如果分光仪86检测到一个与图17中所示的相似的光谱反射率分布，则判定膜已遭破坏，而将基板20作为废品丢弃。
如上所述，激光束的能量最好是通过实时反馈控制逐渐地增加的，使得图16的分布能够向图14的参照光谱反射率分布变化。如果束的能量突然增加到一个没有必要的大值，非晶硅膜便一下子释放氢气而不可避免地破坏硅膜并最终使基板20报废。
由于实际采用的分析光谱反射率的分析的方法的本质，检测到的膜的光谱反射率的分布不能完全等同于参照分布（图14）。因此，在实际检测到的分布与参照分布之间的差减少到一个预定值时，便认为该膜已经适当地晶化了。例如，在尖峰瞬间的两个峰值出现在离开X点（大约284毫微米）与Γ点（大约364毫微米）20毫微米以内的点上时，便认为该膜刚被晶化到所要求的程度。另外，模式识别领域中已知的技术也可用于实际检测到的分布图与参照分布图（图14）的比较，并且当互相比较的分布图之间的差异减少到一个规定的值时便可认为膜已适当地晶化了。
使用上述方法便有可能对非晶硅膜的晶化状态作出评价而无须使用专用的与昂贵的设备。因此，可以实时地以低成本分析非晶硅的晶化程度。
借助于上述评价非晶硅膜的晶化状态的方法，根据本发明的制造LCD基板的方法以及用于形成多晶硅薄膜的装置便有可能非常容易地以低成本及实时地评价正在用激光束晶化的非晶硅膜的晶化状态。根据这样评价出的晶化状态，便可实时地反馈控制激光束的能量，借此便可以高产量与大生产率制造LCD基板。
根据本发明，将激光束作用在非晶硅膜上的方法并不只限于上述的那种。也可使用一种替代的方法，在该方法中，一个激光束发生器将一个特定能量的激光束脉冲作用在非晶硅膜的各目标区上，然后将稍大能量的束脉冲作用在这些目标区上，再将更加稍大的能量的束脉冲作用在这些目标区上，等等。也可执行另一种替代方法，在该方法中，激光束发生器同时将两个或两个以上互相分隔开的激光束作用在非晶硅膜的各目标区上。也可采用又另一种替代方法，在该方法中，如图18A中所示，激光束发生器3在非晶硅膜2上作用一个单一的具有大约数毫米×100毫米大小的矩形截面的激光束。此外，还可采用第四种替代方法，在该方法中，如图18B所示，激光束发生器3在非晶硅膜2上作用一个单一的具有大约数毫米×100毫米大小的L形截面的激光束。
从前文中可知，可用各种方法作用一个或多个激光束，借此来形成多个多晶硅区或一个单一的多晶硅区，并且只要使用设计成作用具有一定大小与形状的截面的激光束的束发生器便可为各区域选择任何需要的大小与形状。
一旦用图18A或18B的方法形成了一个单一的多晶硅区51，便可容易地在该多晶硅区上形成IC基板的所有驱动电路区（例如，门驱动器与源驱动器）。再者，用于图18A或18B的方法中的束发生器是容易设计的。此外，可以将区域51很容易地对准平版掩膜图案来形成驱动电路区，最终提高生产率。因此，图18A与18B的方法是优越的。
下面参照图19描述包含图6与7中所示的激光热处理装置的一个大规模生产LCD基板的系统。图19为该系统的俯视图。
图19中所示的系统包括各种设备，并且是为制造LCD基板执行一序列膜形成工艺而设计的。更具体地说，该系统包括一个装载区、一个卸载区及一个传送单元。
装载区接收并容纳多个箱303，每箱中包含一定数量（例如25）的基板（或玻璃基板）302。这些基板是要提交给各种处理的。基板302是水平地放置在各箱303中的。
卸载区接收并容纳多个箱306，每箱中包含一定数量（例如25）的经过各种设备以各种工艺处理过的基板305。基板305是水平地放置在各箱中的。
传送单元位于装载区、卸载区及一个处理区（各种设备）之间，用于将基板302从箱303传送到一个处理区以及将处理过的基板305从该区传送到箱306中。这些设备便是设置在处理区中来执行膜形成工艺与热处理工艺的。
装载区、卸载区以及传送单元限定一个箱区307。
传送单元包括一个传送臂部件，后者具有一条上方传送臂311与一条下方传送臂312。臂311用于将待处理的基板302从箱303中传送出来。臂312用于将处理后的基板305传送进箱306中。
传送单元是安装在一个X台架314上的，该台架能绕Z轴旋转，并沿一条直线或X轴在处理区与箱区之间移动。X台架314是安装在一个Y台架315上的，后者能沿一条直线或Y轴在装载箱303与卸载箱306之间移动。因此，传送臂部件能够在处理区与箱区之间传送基板302与305。
定位装置316安装在X台架314上，用于将基板302对准在相对于处理区的适当位置上，特别是将基板放置在对准处理设备的位置上。
下面对处理区进行详细描述。设置在这一区中的有处理设备317、318、319、320及321以及一个公用的传送单元322。设备319、320与321构成一个第一组326，而设备317与318构成一个第二组327。在组326与327之间有一条公用的传送通道325沿X轴延伸。公用传送单元322有一条传送臂323。传送臂323是安装在台架324上的。台架324能够沿公用传送通道325移动，面向或者离开位于箱区中的定位装置316。因此臂323能够沿X轴移动。此外，臂323还能绕垂直于由X与Y轴定义的XY平面的Z轴转动，以及沿Y轴移动。这样，传送臂323能够将基板302从定位装置316传送到处理设备317至321中的任何一台上，以及将基板305从任何一台处理设备传送到定位装置316。
传送臂部分与公用传送单元322的最佳可能实例公开在Xenji    Yokomizo与Yuji    Yoshimoto提交的名为“处理物体的运输传送设备”的834，819号美国专利申请中。另外，该部件与单元322的较佳实例公开在颁发给Vshijima等人的名为“用于涂覆光刻胶膜和/或曝光后将它显影的装置”的4，985，722号美国专利中。
下面对图19中所示的LCD基板制造系统的操作进行说明。
分别位于箱区与处理区中的传送臂部分与公用传送单元322互相合作在大气中或者诸如N2的非氧化气体中（两者都具有高于大气压强的一个正压强）传送基板302与305。由于基板302与305是在等于或高于大气压的环境中传送的，它们能够用真空吸力牢固地吸住，从而能够无显著位移地高速传送。
如果基板302与305是在N2气体中传送的，它们上面形成的任何膜的性质保持不变，并且不会覆盖一层自然形成的氧化物的膜，在膜形成工艺或激光热处理以前或以后都是这样。从而，不需要在制造LCD基板的方法中加上消除自然形成的氧化物膜的步骤。如果基板302与305是在大气中传送的，则不需要进行抽成真空，这在真空中传送时是必要的。因此，设备317至321中任何一台所执行的处理不会被这种抽空所中断，并且空转时间（如果有的话）是非常短的。
在大气或N2气体中传送进处理设备317至321之一的每一块基板可以在真空中在这一设备中加以处理。在这一情况中，该设备具有一个装载锁气室及一个处理室，它们是连接在一起并沿X轴布置的。这些室的较佳实例公开在Hiromi Kumagal提交的名为“半导体制造装置”的889，409号美国专利申请中。
如图19中所示，处理设备317至321是排列成双行的，在公用传送单元322的两侧的两行中使第一行中的设备与第二行中的设备相对。因此，各基板能以任何要求的次序高效地从一台设备传送到另一台设备，从而在一个所要求的序列中在各基板上执行多种处理。另外，可以同时分别将多块基板提交给设备进行相同的处理。
图19的系统在某些方面较群集的装置为优越，如公开在专利号为4，785，965的美国专利（Masato Toshima，“真空室狭缝阀门”），5，186，594号美国专利（Toshima等人，“双箱装载锁气室”）及5，186，718号美国专利（Tepman等人，“分析段真空薄膜处理系统与方法”）中的那些装置，在图19的系统中，基板可以传送得较慢并且不易发生位移，因为它们不是用真空吸附的。这是因为，公用传送单元322是放置在高于大气压的空气或N2气体中的，并且可以与真空吸盘一起作用，而在群集装置中，群集工具是位于放置在真空中的公用传送单元的周围的。没有任何真空抽吸单元，图19中所示的系统便可以低廉的价格在市场上推出。
如上所指出的，处理设备317至321是排成双行的，即在公用传送单元322的两侧的两行中，这样，如果有必要在各基板上进行附加的处理，或者如果要求同时处理更多的基板，这时附加的处理设备可以容易地布置在公用传送单元322的任何一侧上。由于设备317至321的这种特殊的布置，也有可能将各基板提交给所要求的有选择的处理序列，只要改变传送基板的路径即可。
下面说明上述图19的系统如何在一块基板上形成一层膜以及如何在该膜上执行激光热处理。
首先，传送臂部分从位于装载区中的一个箱303中取出一块钠玻璃制成的并具有一个清洁的表面的基板，然后将其放置在定位装置316上。定位装置316将基板302准确地定位在相对于处理器的位置上。然后，公用传送单元322将基板传送到处理设备319中。设备319将基板加热到诸如350℃至400℃，这一温度是接近在下一处理中在基板上形成一层非晶硅膜的温度600℃的。这有助于立即开始膜形成处理及形成高质量的在LCD基板中具有尽可能少的缺陷的非晶硅膜。
接着，公用传送单元322从处理设备319中取出基板并将其传送到处理设备320中。更精确地说，是将基极插入设备320的处理室中。将处理室抽空到预定的真空度并充入一种预定的处理气体，然后用RF（射频）产生等离子体。在该室中，将基板加热到大约600℃，借此在基板上形成一层厚达大约300至1500A的非晶硅膜。
然后，公用传送单元322从处理设备320中取出基板并将其插入处理设备321中。在设备321中，基板被冷却到400℃或更低的温度。单元322从处理设备321中取出基板并将其传送到处理设备318中。在设备318中，一个激光热处理设备将一个激光束在基板上的非晶硅膜的各目标区上作用30至1000次，如上所述。结果，非晶硅膜的目标区改变成岛形多晶硅区。
此后，公用传送单元322从处理设备318中取出基板并将其传送到处理设备317中。在设备317中，基板被冷却到100℃或更低的温度使它可以插入一个箱306中。然后，公用传送单元322从设备317中取出基板并将其放在定位装置316上。传送臂部分将基板传送到位于卸载区中的箱306中。这样，经过一序列步骤处理后的基板便装入箱306中了。
下面参照图20描述包含在上述系统中并设计成提供一个非氧化的环境（诸如N2气体）的设备。
如图20中所示，在一间干净的房间中装设了一个外罩402。外罩402限定了一个空间。装设在这一空间中的有：包含处理过的基板305的箱306;传送臂部分;定位装置316;公用传送单元322;公共传送通道325;以及处理设备317至321。
在外罩402的外面设置了一个非氧化气源，例如一个N2气源或气源装置403。N2气体从气源403经由管道404提供到一个质量流控制器405。质量流控制器405以预定的速率通过一个阀门406将气体提供给多个供气口407，这些口是开在外罩402的空间中的。风扇408位于供气口407中，一个口407中一台风扇。驱动风扇时，风扇408使N2气体向下流经一个过滤器409，从而在空间中形成用箭头示出的多个向下流动的垂直气流。过滤器409的位置可以位于风扇408的上方，借此使N2气体通过过滤器409之后形成垂直气流。
所述外罩402底部的地板411具有平整的配置，带有若干开口412。在地板411的下面，设置了多台风扇413，它们将N2气体从外罩402的空间中抽出。从该空间中抽出的一部分N2气体经由一个排气口414用一个排气装置415排出系统外面。剩下的部分N2气体向上输送经由一个循环气体入口416及一个管道418送回供气口407中。更精确地说，N2气体是被一台装设在管道418中的风扇417驱入口407中的。
用一附着在外罩402内侧并与空间连通的压力检测装置419检测外罩402的空间中的压强。表示外罩中的压强的装置419的输出被传送给一个压力控制器（压强检测装置）420。控制器420将空间中的压强与一个预定的高于诸如大气压的压强进行比较并生成一个表示所比较的压强之间的差的信号。将该信号传送给质量流控制器405及排气装置415。根据该信息的大小，控制器405调节N2气体的流速，并且排气装置415改变气体通过排气口414从空间中排出的流速。
外罩402上有一个箱装载/卸载门430。在门430保持开启时，可以将箱运进及运出外罩402，由于外罩402内部具有较外部高的气压，N2气体从内向外流动，从而防止了外罩402中的污染。当门430保持关闭时，空间内部的气压保持在高于大气压上，而空气不能从外部流入外罩402中。
由于以下两种原因，最好用N2气体作为非氧化气体。第一，它与其它的任何非氧化气体相比，能够以比较低的成本生产。第二，它更容易防止一块LCD基板的表面氧化或变性，使之有可能在LCD基板上形成一层高质量的半导体膜。由于使用了N2气体，便不需要在制造LCD基板的方法中加入消除自然形成的氧化物膜的步骤，并且LCD基板能以低成本制造。
根据本发明，用于向象素电极提供电流的半导体元件不限于TFT;可以有任何其它类型的半导体元件。此外，半导体元件可以形成在非晶半导体膜的一个晶化的表面区域上。
在本发明中，如已描述的，将激光束脉冲作用在一层非晶半导体膜的岛形目标区上，借此晶化这些目标区，并且至少驱动电路区中的半导体元件是形成在晶化区中的。各区域都是均匀地晶化的并呈现相同的晶化状态，因此，在这些区域中形成的驱动电路区在操作特征上并无差别。再者，由于驱动电路区、象素区的开关元件、以及用于将驱动电路区连接到包括在象素区中的象素单元上的扫描电极线是在同一次处理中形成的。LCD基板能够容易地制造，从而是低成本的。
对于熟悉本技术的人，其它的优点与改型是显而易见的。因此，本发明在其广义方面并不局限于这里所描述的与示出的特定细节、代表性装置、以及示例性实例。从而，可以作出各种改型而不脱离所附的权利要求书及其等价物所限定的一般性发明概念的精神或范围。
表1
S1    S2    S3    S4    S5
束能量    20Hz    80    80    80    80    80
(毫焦耳)    120    120    120    120    120
160    160    160    160    160
200    200    200    200    200
束能量    10Hz    240    240    240    240    240
(毫焦耳)    280    280    280    280
320    320    320    320
360    360    360
400    400
430
450

Claims (31)

1、一种制造液晶显示器基板的方法，该基板包括一块基板、布置在基板的一个象素区中的多个半导体元件以及用于驱动这些半导体元件的多个驱动电路区，所述方法包括以下步骤：
在所述基板上形成一层非晶半导体膜；
间隙性地将具有预定尺寸截面的激光束脉冲作用在所述非晶半导体膜的目标表面区上，借此将所述目标表面区改变成基本上等于所述预定尺寸的岛形多晶硅区；
使用所述岛形多晶硅区形成驱动电路区；以及
使用一部分所述非晶半导体膜，在所述象素区中形成所述半导体元件并将所述半导体元件电气地连接到所述驱动电路区上。
2、根据权利要求1的方法，其中所述岛形多晶体区为位于所述象素区外侧排列成一条直线并以预定的距离互相分隔开的矩形区域。
3、根据权利要求1的方法，其中各所述岛形多晶体区是通过将多个激光束脉冲作用在一个目标表面区上而形成的。
4、根据权利要求3的方法，其中所作用的各所述激光束脉冲具有比紧接在前面作用在该目标表面区上的另一个激光束脉冲更大的能量。
5、根据权利要求3的方法，其中作用在所述一个目标表面区上的所述激光束脉冲具有相同的能量。
6、根据权利要求5的方法，其中所述非晶半导体具有从300A至1500A的厚度范围，所述基板保持在从常温至550℃的范围内，并且所述次数是从30至1000次。
7、根据权利要求6的方法，其中所述非晶半导体膜具有500A至1000A的厚度范围。
8、根据权利要求3的方法，其中在作用每一个激光束脉冲时，检测所述一个目标表面已晶化了多少，并且在检测到所述一个目标表面已晶化到预定的程度时便终止激光束脉冲的作用。
9、根据权利要求1的方法，其中所述非晶半导体膜为非晶硅膜。
10、一种制造液晶显示器基板的方法，该基板包括一块基板、布置在该基板的一个象素区中的多个半导体元件、以及用于驱动该半导体元件的至少一个移位寄存器，所述方法包括下述步骤：
在所述基板上形成一层非晶半导体膜;
在所述非晶半导体膜的目标表面区域上作用激光束脉冲，借此将所述目标表面区改变成多个岛形多晶体区;
在所述岛形多晶体区中形成所述至少一个移位寄存器的部件，所述至少一个移位寄存器的各部件包括晶体管;以及
形成布线层，借此电气地互相连接所述至少一个移位寄存器的部件，并将所述至少一个移位寄存器电气地连接到所述半导体元件上。
11、一种评价半导体膜的晶化状态的方法，包括下述步骤：
在一种最佳晶化状态中的参照半导体材料上作用一个激光束，用分光仪检测所述参照半导体材料反射的激光束，从反射激光束中得出表示与所述参照半导体材料相关的带隙光谱反射率分布的第一信息，并将该第一信息存储在一个存储器中;
在所述半导体材料的一个目标区上作用一个激光束，用所述分光仪检测所述目标区反射的激光束，并从反射的激光束中得出表示与所述目标区相关的带隙光谱反射率分布的第二信息;以及
将所述第一信息与所述第二信息进行比较，并根据所述第一信息与所述第二信息之间的相似性评价所述目标区的晶化状态。
12、根据权利要求11的方法，其中所述第一信息与所述第二信息各为带隙光谱反射率分布的至少一个峰值。
13、根据权利要求12的方法，其中所述至少一个峰值为所述半导体材料在X点或Γ点或该两点上的带隙光谱反射率。
14、根据权利要求11的方法，其中所述第一信息与所述第二信息具有带隙光谱反射率分布的图形。
15、一种在评价目标表面区的晶化状态中用激光热处理来晶化非晶半导体材料的一个目标表面区以形成一层半导体薄膜的方法，所述方法包括下述步骤：
在一种最佳晶化状态的参照半导体材料上作用一个激光束，用一个分光仪检测所述参照半导体材料反射的激光束，从反射的激光束中得出表示与所述参照半导体材料相关的带隙光谱反射率分布的第一信息，并将该第一信息存储在一个存储器中;
在所述半导体材料的目标区上作用一个激光束，在所述目标区上执行激光热处理中，用所述分光仪检测所述目标区反射的激光束，并从反射的激光束中得出表示与所述目标区相关的带隙光谱反射率分布的第二信息;以及
将所述第一信息与所述第二信息进行比较并调节激光束的能量，使得所述第一信息与所述第二信息之间的差落入一个预定的范围中。
16、根据权利要求15的方法，其中所述第一信息与所述第二信息各为带隙光谱反射率分布的至少一个峰值。
17、根据权利要求15的方法，其中所述至少一个峰值为所述半导体材料在X点或Γ点或该两点上的带隙光谱反射率。
18、根据权利要求15的方法，其中所述第一信息与所述第二信息各为带隙光谱分布的图形。
19、根据权利要求15的方法，其中激光束的能量是通过改变激光束源的输出来调节的。
20、根据权利要求15的方法，其中激光束的能量是通过改变激光束的作用时间间隔来调节的。
21、根据权利要求15的方法，其中激光束的能量是通过改变用于作用激光束的激光束发生器的速度来调节的。
22、一种用于形成晶体半导体薄膜的装置，包括：
一间处理室;
位于所述处理室内的装置，用于支承一个具有一层非晶半导体膜的物体;
激光束作用装置，用于将一个激光束作用在非晶半导体膜的一个目标区上，借此在该目标区上进行热处理;
存储器装置，用于存储表示与一种参照半导体材料相关的带隙光谱反射率分布的第一信息;
激光光谱检测装置，用于检测作用在所述目标区上及从那里反射的激光束，并用于得出表示与所述目标区相关的带隙光谱反射率分布的第二信息;
评价装置，用于将所述第一信息与所述第二信息进行比较及评价所述目标区的晶化状态;以及
激光束能量调节装置，用于根据所述评价装置所评价的晶化状态来调节激光束的能量，借此将所述第一信息与所述第二信息之间的差减小到一个预定范围内。
23、一种制造液晶显示器基板的方法，包括下述步骤：
在一块基板上形成一层非晶半导体膜;
在所述非晶半导体膜的目标表面区上间隙性地作用激光束脉冲，借此将所述目标表面区改变成岛形多晶体区;
用所述岛形多晶体区形成驱动电路区;以及
在所述非晶半导体膜的一部分的一个象素区中，形成与所述驱动电路区电连接的开关元件;
在最佳晶化状态的参照半导体材料上作用一个激光束，用分光仪检测所述参照半导体材料反射的激光束，从反射的激光束中得出表示与所述参照半导体材料相关的带隙光谱反射率分布的第一信息，并将第一信息存储在一个存储器中;
在所述半导体材料的目标区上作用一个激光束，用所述分光仪检测所述目标区反射的激光束，并从反射的激光束中得出表示与所述目标区相关的带隙光谱反射率分布的第二信息;以及
将所述第一信息与所述第二信息进行比较，并根据所述第一信息与所述第二信息之间的相似性评价所述目标区的晶化状态。
24、一种用于制造液晶显示器的系统，包括：
布置成双行的多台处理设备;
一个装载部件，用于将一块基板装入所述处理设备中的任何一台中;
定位装置，用于定位基板;
第一传送装置，用于在气压至少为大气压的一种非氧化气体的环境中，在所述装载装置与所述定位装置之间传送基板;
第二传送装置，用于在气压至少为大气压的一种非氧化气体环境中，在所述处理设备之间传送基板。
25、根据权利要求24的系统，其中所述处理设备包括至少一台加热设备，用于将基板加热到高于室温并低于膜形成温度的一个温度;一台膜形成设备，用于在将基板保持在所述膜形成温度上时形成一层膜;一台冷却设备，用于冷却基板;以及一台热处理设备，用于将一个激光束作用在基板的一个表面上，从而热处理基板的表面。
26、根据权利要求24的系统，其中所述处理设备中包括至少一个真空处理设备，用于在真空中处理基板，并且它还包括一个位于所述真空处理设备与所述第二传送装置之间的装载锁气室，用于在大气压、非氧化气体环境、或真空中接纳基板。
27、根据权利要求24的系统，其中所述第二传送装置包括一个能在X轴方向中移动的台架以及一条能够在Y轴方向与Z轴方向中移动并绕所述Z轴转动的臂。
28、一种用于制造液晶显示器的系统，具有一个包含一个装载区、一个卸载区、第一传送装置与定位装置的箱区;以及一个包含多台处理设备与第二传送装置的处理区;其中至少有一个用于容纳多块待处理的基板的箱位于所述装载区中，至少有一个用于容纳多块已处理过的基板的箱位于所述卸载区中，所述第一传送装置位于至少具有大气压的一种非氧化气体环境中并在所述装载区与所述定位装置之间传送基板，所述处理设备排成两行，所述第二传送装置位于两行之间，并且所述第二传送装置位于至少具有大气压的一种非氧化气体环境中并在所述处理设备与所述定位装置之间传送基板。
29、根据权利要求28的系统，其中所述处理设备中包括至少一台加热设备，用于将基板加热到高于室温并低于膜形成温度的一个温度;一台膜形成设备，用于在将基板保持在所述膜形成温度上时形成一层膜;一台冷却设备，用于冷却基板;以及一台热处理设备，用于将一个激光束作用在基板的一个表面上，借此热处理基板的表面。
30、根据权利要求28的系统，其中所述处理设备中包括至少一台真空处理设备，用于在真空中处理基板，并且它还包括一个位于所述真空处理设备与所述第二传送装置之间的装载锁气室，用于在大气压、非氧化气体环境及真空中接纳基板。
31、根据权利要求28的系统，其中所述第二传送装置包括一个能够在X轴方向中移动的台架以及一条能够在Y轴方向与Z轴方向中移动并绕所述Z轴转动的臂。
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