CN1130756C - 半导体装置的制造方法及热处理装置 - Google Patents

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Abstract

目的在于提供一种在绝缘基板及在该绝缘基板上形成的半导体薄膜表面上不产生热应力等弊端、能进行稳定的退火的半导体装置的制造方法及热处理装置，该方法是形成了非晶硅膜(2)的基板(1)的热处理方法，在加热工序中从基板(1)的一侧照射2.5～5微米波段的中间红外线(100)，将基板(1)预热后，在热处理工序中从基板(1)的另一侧照射5微米以下波段的近红外线(200)，用800℃以上、1000℃以下的温度使非晶硅膜(2)退火后结晶。

Description

半导体装置的制造方法及热处理装置
技术领域
本发明涉及半导体装置的制造方法及热处理装置。更详细地说，涉及适合于制造用薄膜晶体管(Thin Film Transistor，以下称TFT)未驱动像素电极的有源矩阵基板时进行的热处理的技术。
背景技术
作为形成了TFT的基板，例如有作为电光装置之一例用于液晶装置(液晶面板)中的有源矩阵基板。该有源矩阵基板这样构成：像素电极呈矩阵状地配置在作为绝缘基板的无碱玻璃基板上，同时与各像素电极相对应连接采用了多晶硅薄膜等的TFT，通过TFT对各像素电极施加电压，来驱动液晶。
制造这样的有源矩阵基板时，按照规定的图形在无碱玻璃基板上形成半导体薄膜，用该半导体薄膜形成TFT和二极管等有源元件、或电阻和电容器等无源元件等。在这样的情况下，在形成硅(Si)等半导体薄膜的过程中，由于在Si膜等上发生损害上述电气元件的电气特性的重要因素(晶格缺陷、照射损伤或内部变形等)，所以要进行以减少这些缺陷为目的的各种热处理(退火)。
在该退火过程中，使具有上述那样的缺陷的Si膜等上升到较高的温度，达到修复缺陷(例如，消灭原子空穴或移动到位错的稳定位置等)、或激活杂质(例如，提高注入离子成为施主或受主的比例)的目的。
在进行这样的退火时，迄今一直使用热处理炉(炉退火法)。可是，在这样的炉退火过程中，由于需要进行长时间处理(例如，根据条件的不同，需要数小时)，存在耐热性能低劣的玻璃基板发生弯曲、或杂质在半导体膜内部过度扩散而使得器件特性下降等问题。因此，特别是在作为处理温度要求低温的工序中，由多晶硅膜制造TFT等时作为退火方法采用炉退火是困难的。
因此，近年来，开发了种种能适用于利用在低温工序中形成的多晶硅形成TFT等的低温退火法和短时间退火法。在这些低温退火法和短时间退火法中，激光退火法作为通过低温工序制造多晶硅TFT时使硅膜结晶和激活杂质的加热方法被广泛地采用。
该激光退火法被用于进行下述的热处理等，即利用光学系统将使用XeCl、KrF等的受激准分子激光器的光束聚焦成线状，将该线状的光束照射到在玻璃基板上形成的非晶硅(a-Si：非晶硅)膜等上面，使非晶硅膜瞬时熔融，并使非晶硅膜结晶成多晶硅(Poly-Si：多晶硅)膜。
另外，迄今在热处理炉等热处理装置中进行退火时，将基板放置在热处理炉内部配置的石英玻璃等制的工作台上。
可是，近年来，随着对液晶面板等提出了提高其高精细化等性能的强烈要求，暴露出了激光退火对有源矩阵基板产生的半导体薄膜的热应力的问题。
即，从提高液晶面板的响应性能等特性的观点看，要求进一步提高TFT的开关特性(即，n沟道、p沟道的通·断特性)等，形成TFT的多晶硅等的结晶性能的好坏，对于该开关特性的高性能化是很重要的。例如，用减压CVD法(LPCVD：Low Pressure Chemical VaporDeposition)在无碱玻璃基板上淀积500埃厚度的非晶硅膜后，使受激准分子激光器照射该非晶硅膜，瞬时地加热非晶硅膜，使之结晶成多晶硅膜时，最好使硅膜结晶成多晶硅膜的结晶率达到90％以上。可是，在现有的激光退火法中，被受激准分子激光器照射的非晶硅膜瞬间(例如数十毫微秒)地被加热到约1000℃后，瞬间被冷却到室温，所以在已结晶的多晶硅膜中产生了热应力，由该热应力引起晶体缺陷等，由此可知存在多晶硅结晶中不能获得充分的结晶率的问题。
参照图9及图10，详细说明这样的问题。图9是表示用拉曼光谱分析法对正常结晶的多晶硅膜进行的分析结果的曲线图。图10是表示用拉曼光谱分析法对采用现有的激光退火法进行热处理后结晶的多晶硅膜进行的分析结果的曲线图。
从这些图可知，在正常结晶的多晶硅(Poly-Si)中，如图9中的分析结果所示，拉曼光谱中在波长520.00(cm-1)处出现峰值，与此不同，在采用现有的激光退火法进行热处理后结晶的多晶硅膜的情况下，如图10中的分析结果所示，可知拉曼光谱的峰值移到了比520.00(cm-1)短的波长处。这可以推断，由于进行激光退火时的热应力的作用而使多晶硅膜产生收缩，在多晶硅晶体中产生缺陷等，因此降低了从非晶硅向多晶硅结晶的结晶率。即，可以认为采用现有的激光退火法时，由于在短时间内将高密度的能量投入到局部区域，所以冷却时多晶硅膜便产生了收缩等形变。
特别是在制造有源矩阵基板时采用的激光退火法中，如上所述，利用光学系统将受激准分子激光器的光束聚焦成线状进行照射，使放置在例如传送带或滚筒等上的基板按规定的时间相对于该照射光束移动，或者使光束相对于放置在工作台上的基板移动，进行基板整体的退火。因此，在基板上的多晶硅膜中沿照射的光束呈线状地发生热应力。因此，会发生以下重大问题，即在基板上的多晶硅膜中出现线状的条纹图案，同时受该呈线状发生的应力的影响，基板整体发生弯曲。
另一方面，作为采用了卤素灯等代替激光光束的低温退大法、即短时间退大法，研究了灯退火法。
该灯退火法使用发生被硅膜吸收的特定波长的照射光的灯，通过使光能照射在硅膜上持续数秒至数十秒，使温度上升，达到修复缺陷或激活杂质的目的。采用该灯退火法对有源矩阵基板进行热处理时，由于加热时间短，所以具有不会对玻璃基板造成热损伤的优点。可是，采用灯退火法时，由于玻璃基板上的非晶硅膜的密度差异而产生极大的温差，所以会留下非常大的膜形变。因此，根据情况，有可能发生玻璃基板本体破裂等重大问题，目前的情况是该方法在低温工艺的TFT等的批量生产中的应用尚未成功。
另外，在现有的热处理装置中，炉内受高温加热的影响，存在石英玻璃制的工作台的表面发生弯曲或变形的问题。而且，由于该工作台表面的弯曲或变形的影响、或直接从工作台传导的热的作用，会使放置在台上的基板发生弯曲等形变，存在这样的重大问题。特别是由于无碱玻璃基板的耐热性能低劣，所以从工作台传导的热会使其达到约650℃的温度而发生大的弯曲或变形，存在极大地降低基板的合格品率的问题。
本发明就是鉴于上述课题进行了开发研究而设计出的结果，其目的在于提供一种在绝缘基板上及在该绝缘基板上形成的半导体薄膜表面内不产生热应力等弊端、能进行稳定的退火的半导体装置的制造方法及热处理装置。
另外本发明的目的在于提供一种能阻断从放置基板的工作台向基板本体进行的热传导、有效地防止由基板的热产生的弯曲或变形的半导体装置的制造方法及热处理装置。
发明的公开
为了达到上述目的，本发明提供了一种对在基板上形成的薄膜进行热处理的半导体装置的制造方法，其特征在于，至少包括以下工序：从上述基板的没有形成薄膜的面一侧向该基板照射波段在2.5微米至5微米范围内的中间红外线来加热上述基板的加热工序；以及从上述基板的形成有薄膜的面一侧对该基板照射波段在2.5微米以下的近红外线来对上述薄膜进行热处理的热处理工序。
在本发明中，上述加热工序中的加热温度最好在300℃至450℃的范围内。另外，上述热处理工序中的加热温度最好在800℃以上、1000℃以下的范围内。
在本发明中，在加热工序中按照规定条件对基板进行预热后，在热处理工序中对薄膜进行退火。因此，例如对在无碱玻璃基板上淀积的非晶硅膜进行本发明的热处理而使硅膜结晶时，由于在加热工序中对基板进行预热的效果，能防止退火后在多晶硅膜上发生热应力。即，在加热工序中加热基板，通过预先对基板进行预热，即使在热处理工序中对多晶硅膜进行热处理，也能防止在多晶硅膜上发生热应力。因此，不会发生由热应力引起的晶体缺陷等，所以能提高从非晶硅膜结晶成多晶硅膜的结晶率。另外，由于在多晶硅膜上不残留热应力，所以玻璃基板不会弯曲或破裂。因此，能提高有源矩阵基板的合格率。
在本发明中，在上述热处理工序中，例如，利用规定的光学系统将上述近红外线聚焦后照射在上述基板上，同时使上述基板以规定的速度进行相对移动。另外，在上述热处理工序中，例如，也可以利用规定的光学系统使上述近红外线呈平行光线后照射在上述基板上，同时使上述基板以规定的速度进行相对移动。如果这样构成，则能对基板和在基板上形成的半导体薄膜的表面均匀地进行热处理。
在本发明中，在上述热处理工序中，也可以利用规定的光学系统使上述近红外线呈平行光线，一并照射在上述基板上形成的上述薄膜的几乎全部区域。
在本发明中，在上述热处理工序中，最好使用能使近红外线波长在1微米至2微米的范围内变化的光源，对基板和在基板上形成的半导体薄膜更均匀地进行热处理。
通过例如改变供给上述光源的电流的频率，能进行这样的热处理工序中的近红外线波长的控制。
在本发明中，在上述热处理工序中，最好与控制波长的同时改变供给近红外线用的光源的功率，以代替控制近红外线波长，来控制对上述基板照射的近红外线强度。
在本发明中，作为控制上述近红外线的照射强度的方法有：改变近红外线光源和上述基板的相对距离的方法；使从近红外线光源朝向上述基板的近红外线散射或反射的方法；改变对从近红外线光源朝向上述基板的近红外线配置的反射镜的反射角度的方法；以及使从近红外线光源朝向上述基板的近红外线衰减的方法。
在本发明中，在上述热处理工序中，还有这样的方法：将光路波长滤光器配置在上述光源与上述基板之间，通过连续地改变该波长滤光器的近红外线透射波段，控制对上述基板照射的近红外线强度。在此情况下，在上述热处理工序中，作为上述波长滤光器可以采用石英制的狭缝，通过连续地改变近红外线能通过该石英制的狭缝的宽度，能控制对上述基板照射的近红外线强度。
在本发明中，最好在使该基板离开放置上述基板的工作台的表面为规定间隔的状态下，进行上述加热工序及上述热处理工序中的至少一个工序。如果采用该方法，则由于在基板离开工作台表面为规定间隔的状态下，进行加热工序和热处理工序，所以不受工作台弯曲或变形的影响。另外，在加热工序和热处理工序中，由于热不会直接从工作台表面传递给基板本体，所以能可靠地防止基板在高热下弯曲或变形。
在这样的半导体装置的制造方法中，上述基板例如是无碱玻璃基板，上述半导体薄膜例如是非晶硅薄膜。
本发明还提供了一种对在基板上形成的薄膜进行热处理的热处理装置，其特征在于，至少具有：从上述基板的没有形成薄膜的面一侧对该基板照射波段在2.5微米至5微米范围内的中间红外线来加热上述基板的加热装置；以及从上述基板的形成有薄膜的面一侧对该基板照射波段在2.5微米以下的近红外线来对上述薄膜进行热处理的热处理装置。
在本发明中，还设有将上述基板从由上述加热装置进行加热的位置传送到由上述热处理装置进行加热的位置的传送装置。
在本发明中，上述加热装置将上述基板加热到300℃至450℃的范围内。另外，上述热处理装置将上述基板或上述薄膜加热到800℃以上至1000℃以下的范围内。
在本发明中，上述加热装置例如备有中间红外线灯作为发射中间红外线的光源。另外，上述热处理装置例如备有近红外线灯作为发射近红外线的光源。
在这样的加热装置中，上述加热装置利用从中间红外线灯发射的中间红外线，将上述基板加热到大致350℃，上述热处理装置利用从作为发射近红外线的光源的近红外线灯发射的输出功率为7500W的近红外线，将上述基板或上述导体薄膜加热到800℃以上至1000℃以下的温度，上述传送装置以2.5mm/秒的速度传送上述基板。如果在这样的条件下对半导体薄膜进行热处理，则能可靠地防止退火后在半导体薄膜(例如多晶硅膜)上产生热应力。因此，由于能将产生由热应力引起的晶体缺陷等防患于未然，所以能提高从非晶硅膜结晶成多晶硅膜的结晶率。另外，由于在多晶硅膜上不残留热应力，所以能有效地防止玻璃基板弯曲或破裂，能提高有源矩阵基板的合格率。
在本发明中，上述热处理装置最好备有能使近红外线波长在1微米至2微米的范围内变化的近红外线用的光源。
另外，在本发明中，上述热处理装置最好通过改变供给上述近红外线用的光源的电流的频率，控制近红外线的波长。
另外，在本发明中，上述热处理装置最好有改变上述近红外线的照射强度的装置。例如，最好能将上述近红外线的照射强度控制在相当于最大照射强度的25％至100％的强度的范围内。
在本发明中，作为控制对上述基板照射近红外线的强度用的结构可以采用例如：改变供给近红外线用的光源的功率的结构；改变近红外线光源与上述基板的相对距离的结构；使从近红外线光源朝向上述基板的近红外线散射或反射的结构；改变对从近红外线光源朝向上述基板的近红外线配置的反射镜的反射角度的结构；以及使从近红外线光源朝向上述基板的近红外线衰减的结构。
另外，也可以采用这样的结构，即通过连续地改变配置在从近红外线的光源至上述基板的光路中的波长滤光器的近红外线透射波段，控制对上述基板照射的近红外线强度。在此情况下，上述热处理装置通过连续地改变近红外线能通过作为上述波长滤光器使用的石英制的狭缝的宽度，控制对上述基板照射的近红外线强度。
在本发明中，最好还有确保上述基板和放置该基板的工作台表面之间规定的间隔的基板隔离装置。如果这样构成，由于基板被基板隔离装置从工作台表面隔离开规定的间隔，所以不受工作台的弯曲或变形的影响。另外，由于能避免热直接从工作台表面传递给基板本体，所以能有效地防止基板受高热作用而发生弯曲或变形。
在本发明中，作为上述基板隔离装置，例如能利用配置在上述工作台表面上的多个耐热性衬垫，该耐热性衬垫最好用陶瓷形成。如果这样构成，则能用廉价的结构将基板从工作台表面隔开，同时能防止基板被杂质污染。
在本发明中，上述基板隔离装置最好备有喷出气体将上述基板浮起的气体浮起装置。在该气体浮起装置中，在上述工作台表面上形成多个喷气口，从这些喷气口喷出规定压力的气体，将上述基板浮起。如果这样构成，由于基板处于被从工作台一侧喷出的气体浮起的状态下进行热处理，所以基板不受工作台的弯曲或变形的影响。另外，由于能避免热直接从工作台表面传递给基板本体，所以能有效地防止基板受高热作用而弯曲或变形。
在这样的气体浮起装置中，从上述喷气口喷出惰性气体、氮气、或水蒸气等。
在本发明中，最好还有将从上述喷气口喷出的气体引导到上述基板的表面上的气体引导装置。如果这样构成，则在喷出的气体是惰性气体或N2气的情况下，能防止基板或半导体薄膜的表面氧化，在喷出的气体是水蒸气的情况下，能在基板或半导体薄膜的表面上形成氧化膜。
作为上述气体引导装置，最好利用将从上述基板的端部一侧喷出的气体引导到该基板表面一侧的导向叶片。如果这样构成，则能用廉价的结构将喷出的气体引导到半导体薄膜的表面一侧。
用这样的热处理装置处理的基板例如是无碱玻璃基板，在该基板上形成的半导体薄膜例如是非晶硅薄膜。
附图的简单说明
图1(a)、(b)是分别表示实施本发明的第一实施形态的热处理方法用的热处理装置的简略结构图、以及该热处理装置的加热温度和时间的关系的曲线图。
图2是表示从图1所示的热处理装置中使用的卤素灯发射的近红外线的波长和基板温度的关系的曲线图。
图3(a)、(b)是分别表示图1所示的热处理装置中使用的近红外线灯的电压-输出功率特性的曲线图、以及近红外线灯的电压-盘管温度特性的曲线图。
图4是表示利用本发明的实施形态1的热处理方法而结晶的多晶硅膜采用拉曼光谱分析法进行的分析结果的曲线图。
图5(a)、(b)是分别表示实施本发明的第二实施形态的热处理方法用的热处理装置的简略结构图、以及该热处理装置的加热温度和时间的关系的曲线图。
图6(a)、(b)、(c)是分别表示实施本发明的第三实施形态的热处理方法用的热处理装置的简略结构图、该热处理装置的加热温度和时间的关系的曲线图、以及时序图。
图7是表示实施本发明的第四实施形态的热处理方法用的热处理装置的简略结构图。
图8是表示实施本发明的第五实施形态的热处理方法用的热处理装置的简略结构图。
图9是表示正常结晶的多晶硅膜采用拉曼光谱分析法进行的分析结果的曲线图。
图10是表示用激光退火法进行热处理而结晶的多晶硅膜采用拉曼光谱分析法进行的分析结果的曲线图。
[符号的说明]
1无碱玻璃基板(基板)
2非晶硅膜(半导体薄膜)
3第一加热装置(加热装置)
3a卤素灯(中间红外线光源)
4第二加热装置(热处理装置)
4a卤素灯(近红外线光源)
10、20、30、40、50热处理装置本体
11、21、31、51热处理装置本体
41热处理箱
43衬垫(基板隔离装置)
44、53工作台
46水冷套
54反射板
55中空部分
56供气管
57导向叶片(气体引导装置)
58反射板
52喷气口
59气体浮起装置(基板隔离装置)
100中间红外线
200～200近红外线
实施发明用的最佳形态
以下，用附图说明本发明的优选实施形态。
[第一实施形态]
图1(a)是表示本发明的半导体装置的制造方法的图。具体地说，是表示对在基板上形成的薄膜进行热处理用的方法、以及作为采用该方法的热处理装置的第一实施形态示出的简略结构图，图1(b)是表示该装置的加热温度和时间的关系的曲线图。
在图1中，在作为绝缘性基板1的无碱玻璃基板(以下简称基板)上形成作为薄膜由非晶硅膜2构成的半导体薄膜。作为基板1可以使用例如日本电气玻璃(株)制的OA-2等，其碱氧化物的含量为0.1％以下。非晶硅膜2是例如采用减压CVD法淀积了厚度为500埃的膜。
形成了该非晶硅膜2的基板1利用作为热处理装置10的传送装置(图中未示出，代之以箭头50表示传送方向)的传送带或滚筒传送装置等，以规定的速度从图中的左侧被传送到右侧。
为了对在基板1上形成的非晶硅膜2进行热处理，在本形态的热处理装置10中，在热处理装置本体11中构成第一加热装置3(加热装置)和第二加热装置4(热处理装置)。作为加热装置的第一加热装置用于在加热工序中对基板进行预热。即，用来预热基板。另外作为热处理装置的第二加热装置用于在热处理工序中对在基板上形成的薄膜进行热处理。
第一加热装置3设有多个卤素灯3a作为中间红外线100的光源。第一加热装置3从被传送的基板1的下方对基板1的下表面照射波长为2.5微米～5微米的中间红外线100以预热基板1，使其温度上升到350℃左右。
这里，可将第一加热装置3分成多个单元构成。因此，也可以在每个单元改变中间红外线100的照射强度等。
在第二加热装置4中设置了多个卤素灯4a作为光源。光源具有发射波长为2.5微米以下的近红外线200的特性。另外，在卤素灯4a的背后设置了反射近红外线200并将其聚焦成线状的反射板4b。另外，在反射板上形成凹面。
该卤素灯4a具有图2及图3所示的特性。图2是表示从卤素灯4a发射的近红外线200的波长(nm)和基板的温度(℃)的关系的曲线图。如图所示，曲线示出了基板的温度随着灯的波长的变化而变化的情况。如该图所示，即使在近红外线区域内，也具有能量随着波长变短而变大的特性。可以看出，特别是波长为1.4nm时，基板的温度几乎达到1800℃。
图3(a)是表示卤素灯4a的施加电压-光输出功率特性的曲线图。由图可知，通过使电压在40～100％的范围内变化，能将灯的输出功率(在实施形态中最大输出功率为7500W)控制在最大光输出功率的25％～100％的范围内。
另外，图3(b)是表示卤素灯4a的施加电压-盘管温度特性的曲线图。由图可知，通过使施加电压在允许范围内变化40％～100％，能将灯的盘管温度控制在1500℃～2000℃的范围内。另外，根据本发明者等的实验，能确认盘管温度(1500℃～2000℃)相当于基板温度(600℃～800℃)，通过将施加电压控制在40％～100％的范围内变化，能将基板温度控制在上述范围内。
简单地说明使用这样构成的第一实施形态的热处理装置，在半导体装置的制造方法中对在基板1上形成的非晶硅膜2进行热处理时的顺序。
首先，在图1(a)中，开始向作为中间红外线100的光源的多个卤素灯3a供电，使第一加热装置3工作。另外，根据基板的传送速度和基板的面积等，预先设定从卤素灯3a输出的中间红外线100的强度，以便能使整个基板1的温度上升到大约350℃。或者也可以这样构成，即设置测定基板1的温度用的温度测定装置，根据由温度测定装置测定的结果，实时地进行适当的控制，以便整个基板1达到大约350℃。
另外，同时开始向作为近红外线200的光源的多个卤素灯4a供电，使第二加热装置4工作。另外，根据基板的传送速度和基板的面积等，预先设定从卤素灯4a输出的近红外线200的强度，以便能使非晶硅膜2的温度上升到800℃～1000℃。或者也可以设置测定基板1的表面温度用的温度测定装置，将施加电压控制在40～100％的范围内，以便使非晶硅膜2达到800℃～1000℃的规定温度。
其次，启动传送装置，例如以2.5mm/秒的速度开始将基板1从图1中的左侧传送到右侧。
其结果，从第一加热装置3的各卤素灯3a、3a…输出的中间红外线100照射在基板1的下表面上。因此，由无碱玻璃构成的基板1吸收中间红外线100而被加热，在由第二加热装置4开始进行热处理之前，基板表面一侧被加热到350℃(加热工序/也称为预热工序)。
在该加热工序中，连续地传送加热了的基板1，被传送到由第二加热装置4进行加热的位置时，从第二加热装置4的卤素灯4a输出的近红外线200照射到在基板1上形成的非晶硅膜2上。从卤素灯输出的光被反射板4b聚焦成线状，以这样的状态连续地照射基板表面(热处理工序)。
因此，如图1(b)所示，非晶硅膜2吸收近红外线200而被加热，被加热到大约800℃。因此非晶硅膜2从表面至规定的深度被晶格化，结晶成多晶硅。
这样处理后，在使非晶硅膜2结晶成多晶硅时，由于本发明在进行热处理之前，利用加热装置将基板1预热到350℃，所以再结晶时能有效地防止产生热应力。因此，由于本发明大幅度地降低由热应力引起的晶体缺陷等的发生，所以能提高从非晶硅结晶成多晶硅的实际的结晶率。因此，本发明能进一步提高用多晶硅膜形成的薄膜晶体管等的特性。
图4是表示利用拉曼光谱分析法对通过上述的工序使非晶硅再结晶成多晶硅的膜进行分析的结果的曲线图。如曲线所示，可知在拉曼光谱中，在波长520.00(cm-1)处出现峰值。如果将它与原先所示的图9中的正常结晶的多晶硅(Poly-Si)的分析结果、以及图10中的通过激光退火结晶的多晶硅膜的分析结果进行比较，可知该峰值出现的位置与正常结晶的多晶硅的曲线(图9)相近似。因此，根据这些图能断定采用这样的热处理方法，从非晶硅结晶成多晶硅的结晶率比用激光退火法结晶时的结晶率高。
另外，采用本发明的制造方法即上述的热处理方法，能抑制热应力的发生。因此，由于能防止在多晶硅膜上发生收缩等变形，所以能将基板1上发生的弯曲、破裂等现象防患于未然。另外，用该基板1制造作为半导体装置之一例的有源矩阵基板时，能提高合格率。因此，能降低液晶面板的成本。
另外，如图1(a)所示，在本形态中，即使在第二加热装置4进行的热处理结束后，也能利用位于第二加热装置4的下游侧(图中朝向右侧)的第一加热装置3用中间红外线100继续加热。因此，在由第二加热装置4进行的热处理后，能使基板1慢慢冷却。因此，从非晶硅膜2变成的多晶硅膜也能慢慢冷却，所以本发明的半导体装置的制造方法能进一步降低多晶硅膜上产生的热应力。
[第二实施形态]
参照图5说明本发明的第二实施形态。
图5(a)是表示实施本发明的第二实施形态的半导体装置的制造方法(热处理方法)用的热处理装置的简略结构图，图5(b)是表示该热处理装置的加热温度和时间的关系的曲线图。另外，本形态的热处理装置与上述的第一实施形态的热处理装置的基本结构相同，所以对应的部分标以相同的符号，它们的详细说明从略。
在图5(a)中，本形态的热处理装置20的热处理装置本体21由第一加热装置3(加热装置)和第二加热装置4(热处理装置)构成。
在第一加热装置3中，与第一实施形态一样，设置了多个卤素灯3a作为光源。卤素灯具有发射中间红外线100的特性。加热装置将基板1加热到350℃。即，加热装置对基板1的下表面照射波长为2.5微米～5微米的中间红外线100，将被传送装置(图中未示出)传送的基板1预热到350℃。另外，第一加热装置3能分成多个单元构成。因此，可以在每个单元改变中间红外线100的照射强度等。
在第二加热装置4中设置了多个卤素灯4a作为光源。光源具有发射波长为2.5微米以下的近红外线200的特性。另外，在卤素灯4a的背后设置了反射近红外线200并使其形成平行光线的反射板4b。另外，在反射板上形成凹面，该凹面具有将近红外线变成平行光线的作用。
另外，卤素灯4a的特性与第一实施形态相同，通过将施加电压控制在40～100％的范围内变化，能将基板的温度控制在600℃～800℃的范围内。
简单地说明使用这样构成的第二实施形态的热处理装置，对在半导体装置的制造方法中在基板1上形成的非晶硅膜2进行热处理时的顺序。
首先，开始向作为中间红外线100的光源的多个卤素灯3a供电，使加热装置工作。另外，根据基板的传送速度和基板的面积等，预先设定从卤素灯3a输出的中间红外线100的强度，以便能使整个基板1的温度上升到大约350℃。或者也可以设置测定基板1的温度用的温度测定装置，根据由温度测定装置测定的结果，实时地进行适当的控制，以便整个基板1达到大约350℃。
另外，同时开始向作为近红外线200的光源的多个卤素灯4a供电，使第二加热装置4工作。另外，根据基板的传送速度和基板的面积等，预先设定从卤素灯4a输出的近红外线200的强度，以便能使非晶硅膜2的温度上升到800℃～1000℃。或者也可以设置测定基板1的表面温度用的温度测定装置，将施加电压控制在40～100％的范围内，以便使非晶硅膜2达到800℃～1000℃的规定温度(在本实施形态中为800℃)。
其次，启动传送装置，例如以2.5mm/秒的速度开始将基板1从上游侧传送到下游侧(在图5中从左侧到右侧)。
其结果，从第一加热装置3的各卤素灯3a输出的中间红外线100照射在基板1的下表面上。因此，由无碱玻璃构成的基板1吸收中间红外线100而被加热，在由第二加热装置4开始进行热处理之前，基板表面一侧被加热装置加热到大约350℃(加热工序)。
通过该加热工序，连续地传送被加热了的基板1，被传送到由第二加热装置4进行加热的位置时，从第二加热装置4的卤素灯4a输出的被反射板4b变成平行光线的近红外线200连续地照射到在基板1上形成的非晶硅膜2上。(热处理工序)。
因此，如图5(b)所示，非晶硅膜2吸收近红外线200而被加热，被加热到大约800℃。因此非晶硅膜2从表面至规定的深度被晶格化，结晶成多晶硅。
因此，与第一实施形态的情况一样，在使非晶硅膜2结晶成多晶硅时，由于再结晶时能有效地防止在硅膜上产生热应力，所以能大幅度地降低由热应力引起的晶体缺陷等的发生。另外，由于通过抑制热应力的发生，能防止在多晶硅膜上发生收缩等形变，所以能将玻璃基板1发生弯曲或破裂等现象防患于未然。
另外，如图5(a)所示，在本形态中，即使在第二加热装置4进行的热处理结束后，也能利用位于第二加热装置4的下游侧(图5(a)中朝向右侧)的第一加热装置3用中间红外线100继续加热，所以能进一步降低多晶硅膜上产生的热应力。
[第三实施形态]
参照图6说明本发明的第三实施形态。
图6(a)是表示实施本发明的第三实施形态的热处理方法用的热处理装置的简略结构图，图6(b)是表示该热处理装置的加热温度和时间的关系的曲线图，图6(c)是该热处理装置进行热处理的时序图。另外，本形态的热处理装置与上述的第一实施形态、或第二实施形态的热处理装置的基本结构相同，所以对应的部分标以相同的符号，它们的详细说明从略。
在图6(a)中，本形态的热处理装置30的热处理装置本体31由第一加热装置3(加热装置)和第二加热装置4(热处理装置)构成。
在第一加热装置3中，与第一实施形态、第二实施形态一样，设置了多个卤素灯3a作为中间红外线100的光源。卤素灯对放置在第一加热装置3的基板1照射中间红外线，即照射波长为2.5微米～5微米的中间红外线100，使基板1的温度升高到大约350℃。另外，第一加热装置3能分成多个单元构成。在此情况下，也可以在每个单元改变中间红外线100的照射强度等。
在第二加热装置4中设置了多个由卤素灯4a构成的光源。光源具有发射波长为2.5微米以下的近红外线200的特性。另外，在该卤素灯4a的周围设置了反射近红外线200并使其成为平行光线用的具有凹面的反射板4b。另外，在本形态中，为了一并对在基板1上形成的全体非晶硅膜2照射近红外线200，根据进行热处理的基板1的面积等，确定第二加热装置4的大小和设置卤素灯4a的个数等。
这里，卤素灯4a的特性与第一实施形态及第二实施形态相同，通过将施加电压控制在40～100％的范围内变化，能在600℃～800℃的范围内增大或降低基板的温度。
简单地说明使用这样构成的第三实施形态的热处理装置，对在半导体装置的制造方法中在基板1上形成的非晶硅膜2进行热处理时的顺序。
首先，开始向多个卤素灯3a供电，使第一加热装置3工作。另外，根据基板的传送速度和基板的面积等，预先设定从卤素灯3a输出的中间红外线100的强度，以便能使整个基板1的温度上升到大约350℃。或者也可以设置测定基板1的温度用的温度测定装置，根据由温度测定装置测定的结果，实时地进行适当的控制，以便整个基板1达到大约350℃。
其次，启动传送装置，开始将基板1向第二加热装置4一侧传送，同时使从第一加热装置3的各卤素灯3a输出的中间红外线100照射在基板1的下表面上。因此，如图6(b)所示，由无碱玻璃构成的基板1吸收中间红外线100而被加热，在由第二加热装置4开始进行热处理之前，将基板表面一侧预热到大约350℃(加热工序)。
然后，如图6(c)所示，在全部衬底1到达第二加热装置4的正下方的时刻，在规定的时间内使传送装置停止。
这时，如图6(b)、(c)所示，开始向卤素灯4a供电，使第二加热装置4工作。这时，从卤素灯4a输出的近红外线200被反射板4b变成平行光线，以这样的状态一并照射到在基板1上形成的非晶硅膜2的全部表面上。(热处理工序)。
因此，如图6(b)所示，非晶硅膜2的全部表面吸收近红外线200而升温到800℃，非晶硅膜2从表面至规定的深度被晶格化，结晶成多晶硅。
另外，根据基板1的面积等，预先设定从卤素灯4a输出的近红外线200的强度，以便能使非晶硅膜2的全部表面温度上升到800℃～1000℃。或者也可以设置测定基板1的表面温度用的温度测定装置，将电压控制在40～100％的范围内，以便使非晶硅膜2达到800℃～1000℃的规定温度(在本实施形态中为800℃)。
然后，如图6(c)所示，经过了规定时间后，停止向卤素灯4a供电，同时再次启动传送装置，将结束了热处理的基板1送出。
因此，与第一实施形态或第二实施形态的情况一样，在结晶化时，由于能有效地防止在硅膜上产生热应力，所以能大幅度地降低由热应力引起的晶体缺陷等的发生。另外，由于本发明能抑制热应力的发生，能防止在多晶硅膜上发生收缩等形变，所以能将玻璃基板1发生弯曲或破裂等现象防患于未然。
另外，如图6(a)所示，即使在第二加热装置4进行的热处理结束后，也能利用位于第二加热装置4的下游侧(图6(a)中朝向右侧)的第一加热装置3用中间红外线100继续加热，所以能使多晶硅膜慢慢冷却。因此，能进一步降低热应力的发生。
[第四实施形态]
参照图7说明本发明的第四实施形态。
图7是表示本发明的第四实施形态的热处理装置的简略剖面图。
在图7中，本形态的热处理装置40有热处理箱。热处理箱41兼作利用石英玻璃或陶瓷成形的放置基板用的工作台44。
在该热处理箱41的下方设有两个卤素灯3a，作为加热装置用的光源。从卤素灯3a发射波段在2.5微米～5微米范围内的中间红外线100，将基板1预热到大约350℃。
在作为热处理箱41的底面的工作台44的表面上配置多个例如用陶瓷等耐热材料成形的半球状的衬垫43(基板隔离装置)。在本形态中，衬垫43的高度例如设定为1mm。
将由无碱玻璃构成的基板1放置在该衬垫43上。就是说，该基板1保持离开热处理箱41的底面(工作台44的表面)的状态。作为该基板1可以采用碱氧化物的含量为0.1％以下的例如日本电气玻璃(株)制的OA-2等。在基板1的表面上形成例如非晶硅膜2作为半导体薄膜。
在热处理箱41的上方朝向基板1的表面设置多个卤素灯4a(热处理装置)。从卤素灯4a能发射波段在5微米以下的近红外线200，将基板1加热到800℃～1000℃的温度，进行规定的退火。
另外，在卤素灯4a的上方设置防止过热用的水冷却套46。
简单地说明使用这样构成的第四实施形态的热处理装置，对在半导体装置的制造方法中在基板1上形成的非晶硅膜2进行热处理时的顺序。
首先，开始向卤素灯3a供电，从热处理箱的下方照射中间红外线100，将基板1加热到350℃的温度(加热工序)。
同时，开始向卤素灯4a供电，利用从卤素灯4a输出的近红外线200，使在基板1的表面上形成的非晶硅膜的温度升高到例如大约800℃(热处理工序)。
因此非晶硅膜2从表面至规定的深度被晶格化，结晶成多晶硅。
另外，在本形态中，如上所述进行退火时，由于基板1利用陶瓷制的衬垫43保持离开热处理箱的底面(工作台44的表面)的状态，所以假定即使由于第一加热装置3或第二加热装置4进行的加热而使工作台44弯曲或变形，也能防止基板1受其影响。
另外，通过设置陶瓷制的衬垫43，能避免来自第一加热装置3的热通过热处理箱的底面(工作台44)直接传导到基板1上，所以能将由于基板1的过热造成的弯曲等变形防患于未然。因此，基板1的优等品率高，所以能降低使用该基板1的液晶面板等的成本。
另外，在本形态中，由于在半导体薄膜退火之前，将基板1预热到大约350℃，所以能防止非晶硅膜2结晶时在膜上产生热应力。
[第五实施形态]
参照图8说明本发明的第五实施形态。
图8是表示本发明的第五实施形态的热处理装置的简略剖面图。另外，本形态的热处理装置与上述的第四实施形态的热处理装置的基本结构相同，所以对应的部分标以相同的符号，它们的详细说明从略。
在图8中，本形态的热处理装置50的热处理装置本体51由第一加热装置3(加热装置)和第二加热装置4(热处理装置)构成。
在第一加热装置3中设置两个卤素灯3a作为光源。光源对基板1的下表面照射波段在2.5～5微米范围内的中间红外线100。而且，将基板1的温度升高到大约350℃。
在卤素灯3a的上方设有由石英玻璃构成的工作台53。在工作台53上穿通地多个直径约0.2～1mm左右的喷气口52。
另外，在第一加热装置3上形成反射板54，反射卤素灯3a的中间红外线100。另外，反射板54配置在卤素灯3a的下方。
而且，供给气体的气体浮起装置59(基板隔离装置)的供气管56连接在由反射板54和工作台53形成的中空部分55上。图中未示出的泵和阀等连接在该供气管56上。
在这样构成的热处理装置50的情况下，在气体浮起装置59中，如果从供气管56供给规定流量的气体，则充满中空部分55的气体从工作台53的喷气口52以规定的压力(例如0.1kg/cm2～0.2kg/cm2)喷出，利用该气流的压力能将基板1浮起来。
另外，作为通过供气管56供给的气体，可以与退火的目的相一致地选择氦、氖、氩等惰性气体和N2气或水蒸气。
另外，在工作台53的端部形成构成气体引导装置的导向叶片57。在将基板1浮起后，导向叶片57用来将从基板1的端部一侧流出的气流导向基板1的表面一侧。
在第二加热装置4上形成卤素灯4a。卤素灯发射波长为2.5微米以下的近红外线200。在该卤素灯4a的背后设置了反射板58，将近红外线200反射后变成平行光线。另外，在反射板上形成凹面。
简单地说明使用这样构成的第五实施形态的热处理装置，对在半导体装置的制造方法中在基板1上形成的非晶硅膜2进行热处理时的顺序。
首先，开始向供气管56供给气体，按规定的流量将气体送入第一加热装置3的中空部分55中。于是，充满了中空部分55的气体从工作台53的喷气口52以规定的压力(例如0.1～0.2kg/cm2)变成朝向上方的气流喷出，将基板1浮起来，使基板1保持离开工作台53的状态。
其次，使第一加热装置3工作。即，开始向成为中间红外线100的光源的卤素灯3a供电，使中间红外线100照射在基板1的下表面上。然后将基板预先加热到大约350℃的温度(加热工序)。
这时，基板1处于从工作台53的表面浮起的状态。就是说，由于基板1处于离开工作台53的表面的状态，所以在工作台53由于来自卤素灯3a的热的作用而产生弯曲或变形的情况下，能防止基板1受其影响。
另外，由于基板1处于与工作台53呈非接触状态，所以能避免工作台53的热直接传导到基板1上。因此，能将由基板1的过热引起的弯曲或变形防患于未然。
同时，使第二加热装置4工作，开始向作为近红外线200的光源的卤素灯4a供电。于是，从卤素灯4a输出后被反射板58变成平行光线的近红外线200照射在基板1上的非晶硅膜上(热处理工序)。
其结果，基板1的非晶硅膜2吸收近红外线200而被加热，升温到大约800℃。因此非晶硅膜2从表面至规定的深度被晶格化，结晶成多晶硅。
这里，在使用惰性气体或氮气作为使基板1浮起的气体的情况下，气流从喷气口52喷出而将基板1浮起后，利用导向叶片被引导到基板1的表面一侧。因此，惰性气体或氮气能将基板1的表面覆盖。
因此，由于能防止空气等接触基板1的表面，所以能防止基板1和硅膜氧化，能获得质量优良的多晶硅晶体。
这里，在使用水蒸气作为使基板1浮起的气体的情况下，由于能将水蒸气引导到基板1的表面上，所以能进行例如基板1本体或在基板表面上形成的硅膜的氧化。
因此，如上所述通过适当地切换通过供气管56向第一加热装置3的中空部分55供给的气体的种类，能用一个热处理装置50进行防止氧化的退火工序和氧化工序等多种热处理工序。
另外，如果采用在第二加热装置4一侧也设置气体喷出装置，则进行退火时，通过向基板1的表面供给惰性气体、N2气或水蒸气，能更有效地进行防止氧化的退火、以及更有效地进行氧化膜的形成。
[其他实施形态]
另外，在上述实施形态中，说明了使用无碱玻璃基板作为基板的情况，但不限于此，也能使用其他半导体基板或绝缘性基板。
另外，作为利用本发明进行热处理的对象的半导体薄膜也不限于非晶硅膜，也能适用于全部通过热处理而被有效地激活的半导体薄膜。另外，也不限于半导体薄膜，还能适用于注入了离子等的基板表面的退火。
另外，作为第一加热装置3的中间红外线光源不限于上述卤素灯，也可以考虑使用碳棒加热器或激光等其他中间红外线辐射源。
另外，在上述实施形态中，在改变第二加热装置4的近红外线的输出功率而控制对基板的照射强度时，如参照图3所述，是改变加在卤素灯上的电压，但不限于此，也可以可变地控制供给卤素灯4a的电流的频率，使近红外线的波长在1微米～2微米的范围内变化。另外，还可以可变地控制卤素灯4a与基板1的表面或在基板1上形成的非晶硅膜2(半导体薄膜)的表面之间的相对距离。例如，可以设置使第一加热装置3一侧或基板1一侧上下升降的机构。
另外，还可以配置使近红外线从第一加热装置3的卤素灯3a朝向基板2的表面或在基板2上形成的半导体薄膜表面反射或散射的近红外线散射、反射装置，或者配置使近红外线衰减而控制对基板的照射强度的近红外线衰减装置，来控制对基板2的照射强度。
在此情况下，也可以用反射镜构成上述的近红外线散射、反射装置，该反射镜能改变例如从第一加热装置3的卤素灯3a朝向基板2的表面或在基板2上形成的半导体薄膜表面的近红外线的反射角度。
另外，上述近红外线衰减装置配置在例如第一加热装置3的卤素灯3a和基板2的表面之间，或者配置在卤素灯3a和在基板2上形成的半导体薄膜表面之间。即，在从卤素灯向基板方向射出的出射光的光路中配置近红外线衰减装置。另外，可以用能透射近红外线的透射波段连续变化的波长滤光器构成近红外线衰减装置。可以用能透射近红外线的石英制的狭缝构成波长滤光器，可使狭缝的宽度变化。
工业上利用的可能性
如上所述，在本发明的半导体装置的制造方法及热处理装置中，由于照射2.5～5微米波段的近红外线，将基板预热后，再将2.5微米以下波段的近红外线照射在基板上，用800℃以上、1000℃以下的温度使半导体薄膜退火，所以对在无碱玻璃基板上淀积的非晶硅膜进行热处理后结晶成多晶硅膜时，利用对基板的预热效果，具有能防止在退火后的多晶硅膜上产生热应力的效果。因此，不会产生由热应力引起的晶体缺陷等，所以能提高从非晶硅膜结晶成多晶硅膜的结晶率。另外，由于在多晶硅膜上不残留热应力，所以玻璃基板不会弯曲或破裂，能提高有源矩阵基板的合格率。
另外，由于在利用基板隔离装置使基板从工作台表面浮起的状态下进行热处理，所以能防止受工作台的弯曲或变形的影响。另外，由于能避免热从工作台表面直接传导到基板本体上，所以具有能有效地防止基板由于高热的作用而弯曲或变形的效果。

Claims (46)

1.一种对在基板上形成的薄膜进行热处理的半导体装置的制造方法，其特征在于，至少包括以下工序：
从上述基板的没有形成薄膜的面一侧向该基板照射波段在2.5微米至5微米范围内的中间红外线来加热上述基板的加热工序；以及
从上述基板的形成有薄膜的面一侧对该基板照射波段在2.5微米以下的近红外线来对上述薄膜进行热处理的热处理工序。
2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：上述加热工序中的加热温度在300℃至450℃的范围内。
3.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：上述热处理工序中的加热温度在800℃以上至1000℃以下的范围内。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：在上述热处理工序中，利用规定的光学系统将上述近红外线聚焦后照射在上述基板上，同时使上述基板以规定的速度移动。
5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：在上述热处理工序中，利用规定的光学系统使上述近红外线成为平行光线后照射在上述基板上，同时使上述基板以规定的速度移动。
6.根据权利要求1至3中的任意一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：在上述热处理工序中，利用规定的光学系统使上述近红外线成为平行光线，并照射在上述基板上形成的上述薄膜的全部区域。
7.根据权利要求1至3中的任意一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：在上述热处理工序中，使用能使近红外线波长在1微米至2微米的范围内变化的光源。
8.根据权利要求7所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：在上述热处理工序中，通过改变供给上述光源的电流的频率，控制近红外线的波长。
9.根据权利要求1至3中的任意一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：在上述热处理工序中，通过改变供给上述光源的功率，控制对上述基板照射的近红外线强度。
10.根据权利要求1至3中的任意一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：在上述热处理工序中，通过改变上述光源和上述基板的相对距离，控制对上述基板照射的近红外线强度。
11.根据权利要求1至3中的任意一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：在上述热处理工序中，通过使从上述光源照射上述基板的近红外线散射或反射，控制对上述基板照射的近红外线强度。
12.根据权利要求1至3中的任意一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：在上述热处理工序中，通过由相对于从上述光源朝向上述基板的近红外线配置的反射镜改变反射角度，控制对上述基板照射的近红外线强度。
13.根据权利要求1至3中的任意一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：在上述热处理工序中，通过使从上述光源朝向上述基板的近红外线衰减，控制对上述基板照射的近红外线强度。
14.根据权利要求1至3中的任意一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：在上述热处理工序中，通过将所述波段范围的波长滤光器配置在上述光源和上述基板之间，连续地改变上述波长滤光器的近红外线透射波段，控制对上述基板照射的近红外线强度。
15.根据权利要求14所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：在上述热处理工序中，作为上述波长滤光器采用了石英制的狭缝。
16.根据权利要求1至3中的任意一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：在使该基板离开放置上述基板的工作台表面有一间隔的状态下，进行上述加热工序及上述热处理工序中的至少一个工序。
17.根据权利要求1至3中的任意一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于：上述基板是无碱玻璃基板，上述半导体薄膜是非晶硅薄膜。
18.一种对在基板上形成的薄膜进行热处理的热处理装置，其特征在于，至少具有：
从上述基板的没有形成薄膜的面一侧对该基板照射波段在2.5微米至5微米范围内的中间红外线来加热上述基板的加热装置；以及
从上述基板的形成有薄膜的面一侧对该基板照射波段在2.5微米以下的近红外线来对上述薄膜进行热处理的热处理装置。
19.根据权利要求18所述的热处理装置，其特征在于：有将上述基板从由上述加热装置进行加热的位置传送到由上述热处理装置进行热处理的位置用的传送装置。
20.根据权利要求18所述的热处理装置，其特征在于：上述加热装置将上述基板加热到300℃至450℃的范围内。
21.根据权利要求18所述的热处理装置，其特征在于：上述热处理装置将上述基板或上述薄膜加热到800℃以上至1000℃以下的范围内。
22.根据权利要求18或19所述的热处理装置，其特征在于：上述加热装置备有发射中间红外线的中间红外线灯。
23.根据权利要求18至21中的任意一项所述的热处理装置，其特征在于：上述热处理装置备有发射近红外线的近红外线灯。
24.根据权利要求18或19所述的热处理装置，其特征在于：上述加热装置利用从中间红外线灯发射的中间红外线，将上述基板加热到350℃，
上述热处理装置利用从作为发射近红外线的光源的近红外线灯发射的近红外线，将上述基板或上述导体薄膜加热到800℃以上至1000℃以下的温度，
上述传送装置以2.5mm/秒的速度传送上述基板。
25.根据权利要求18至21中的任意一项所述的热处理装置，其特征在于：上述热处理装置备有能使近红外线波长在1微米至2微米的范围内变化的近红外线用的光源。
26.根据权利要求25所述的热处理装置，其特征在于：通过改变供给上述近红外线用的光源的电流的频率，控制从上述近红外线灯发射的光的波长。
27.根据权利要求18至21中的任意一项所述的热处理装置，其特征在于：上述热处理装具有改变上述近红外线的照射强度的装置。
28.根据权利要求27所述的热处理装置，其特征在于：能将上述近红外线的照射强度控制在相当于最大照射强度的25％的强度至相当于100％的强度的范围内。
29.根据权利要求27所述的热处理装置，其特征在于：利用供给上述光源的功率，控制上述近红外线的照射强度。
30.根据权利要求27所述的热处理装置，其特征在于：通过改变上述光源与上述基板的相对距离，控制上述近红外线的照射强度。
31.根据权利要求27所述的热处理装置，其特征在于：通过使从上述光源朝向上述基板的近红外线散射或反射，控制上述近红外线的照射强度。
32.根据权利要求27所述的热处理装置，其特征在于：通过改变相对于从上述光源朝向上述基板的近红外线配置的反射镜的反射角度，控制上述近红外线的照射强度。
33.根据权利要求27所述的热处理装置，其特征在于：通过使从上述光源朝向上述基板的近红外线衰减，控制上述近红外线的照射强度。
34.根据权利要求33所述的热处理装置，其特征在于：通过连续地改变配置在从上述光源至上述基板的光路中的位置上的波长滤光器的近红外线的透射波段，控制上述近红外线的照射强度。
35.根据权利要求34所述的热处理装置，其特征在于：上述波长滤光器由石英制的狭缝构成，通过连续地改变上述狭缝的宽度，控制上述近红外线的照射强度。
36.根据权利要求18所述的热处理装置，其特征在于：还具有确保上述基板和放置该基板的工作台表面之间有一间隔的基板隔离装置。
37.根据权利要求36所述的热处理装置，其特征在于：上述基板隔离装置备有配置在上述工作台表面上的多个耐热性衬垫。
38.根据权利要求37所述的热处理装置，其特征在于：上述耐热性衬垫用陶瓷形成。
39.根据权利要求36所述的热处理装置，其特征在于：上述基板隔离装置备有喷出气体使上述基板浮起的气体浮起装置。
40.根据权利要求39所述的热处理装置，其特征在于：在上述工作台表面上形成多个喷气口，从上述气体浮起装置喷出的气体以规定的压力从上述喷气口喷出。
41.根据权利要求40所述的热处理装置，其特征在于：上述气体浮起装置从上述喷气口喷出惰性气体。
42.根据权利要求40所述的热处理装置，其特征在于：上述气体浮起装置从上述喷气口喷出氮气。
43.根据权利要求40所述的热处理装置，其特征在于：上述气体浮起装置从上述喷气口喷出水蒸气。
44.根据权利要求41至43中的任意一项所述的热处理装置，其特征在于：还有将从上述喷气口喷出的气体引导到上述基板的表面上的气体引导装置。
45.根据权利要求44所述的热处理装置，其特征在于：上述气体引导装置备有将从上述基板的端部一侧喷出的气体引导到该基板表面一侧的导向叶片。
46.根据权利要求18至21中的任意一项所述的热处理装置，其特征在于：上述基板是无碱玻璃基板，上述半导体薄膜是非晶硅薄膜。
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