JP2002075904A - Laser annealer and method of manufacturing polycrystalline silicon - Google Patents

Laser annealer and method of manufacturing polycrystalline silicon

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JP2002075904A
JP2002075904A JP2000267529A JP2000267529A JP2002075904A JP 2002075904 A JP2002075904 A JP 2002075904A JP 2000267529 A JP2000267529 A JP 2000267529A JP 2000267529 A JP2000267529 A JP 2000267529A JP 2002075904 A JP2002075904 A JP 2002075904A
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Japan
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amorphous silicon
thin film
silicon thin
laser beam
moving
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JP2000267529A
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Japanese (ja)
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Atsushi Nakamura
篤史 中村
Hiroshi Mihashi
浩 三橋
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and method by which a polycrystalline silicon semiconductor used for the pixel switch or driving circuit of a liquid crystal display device can be mass-produced with a high yield. SOLUTION: In the course of laser annealing, a thin amorphous silicon film is crystallized to a thin polycrystalline silicon film by irradiating the silicon film with a laser beam while the silicon film is moved. The occurrence of undesired particles from the silicon film is suppressed before annealing the silicon film by generating a gas flow from a sealed box 41 which is positioned to a working position where the silicon film is irradiated with the leaser beam or its vicinity, is filled up with one or more kinds of gases, and has an opening which enables the laser beam to be emitted so that the gas may flow outward from the box 41 and, at the same time, in the advancing direction of a table which moves the amorphous silicon film in a prescribed direction from the rear side in the advancing direction at the time of annealing the thin amorphous silicon film.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、エキシマレーザ
アニール装置で、例えばアモルファスシリコン半導体薄
膜にエキシマレーザを照射してアニールすることで多結
晶化する加工装置および加工方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an excimer laser annealing apparatus, and more particularly to a processing apparatus and a processing method for irradiating an amorphous silicon semiconductor thin film with an excimer laser to anneal the polycrystalline silicon.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、スイッチング素子に、アモルファ
スシリコン(a−Si)からなる絶縁ゲート型薄膜トラ
ンジスタ(TFT)を用いた液晶ディスプレイ(LC
D)が、広く利用されている。
2. Description of the Related Art At present, a liquid crystal display (LC) using an insulated gate thin film transistor (TFT) made of amorphous silicon (a-Si) as a switching element.
D) is widely used.

【0003】しかし、高精彩で、高速動作可能な高機能
を有するディスプレイを実現するには、電界移動度(μ
FE)が1cm/Vs以下と低いa−SiTFTでは
能力に不足が生じる。
However, in order to realize a high-definition display with high definition and high-speed operation, an electric field mobility (μ) is required.
In the case of an a-Si TFT having a low FE) of 1 cm 2 / Vs or less, the capability is insufficient.

【0004】これに対して、レーザアニール法により、
a−Siにエキシマレーザビームを照射して多結晶化し
た多結晶シリコンを用いてTFTを構成した場合、μF
Eが100から200cm/Vs程度のものが得ら
れ、ディスプレイを高精彩で、高速動作可能とし、しか
も駆動回路を一体に形成できる等の高機能化を期待でき
る。
On the other hand, the laser annealing method
When a TFT is formed using polycrystalline silicon which is polycrystallized by irradiating an a-Si with an excimer laser beam, μF
E of about 100 to 200 cm 2 / Vs can be obtained, and it can be expected that the display has high functions, such as high definition, high-speed operation, and a drive circuit can be integrally formed.

【0005】レーザアニール装置は、例えばビームホモ
ジナイザにより、例えば250mm×0.4mmに整形
したレーザビームを、例えばパルス周期300Hzのレ
ーザビームを95%のオーバーラップでアモルファスシ
リコンの薄膜に照射するもので、アモルファスシリコン
の薄膜が形成されているガラス基板を所定方向に搬送す
るX−Yテーブルと、所定波長のレーザビームを出射す
るレーザ装置と、ガラス基板上のアモルファスシリコン
の薄膜にレーザビームが照射される加工部分を外気から
シールするシールボックスとからなる。なお、シールボ
ックス内には、レーザビームが照射されることにより昇
温されるアモルファスシリコンの薄膜の温度が異常に上
昇してアブレーションが生じることを抑えるとともに、
溶融したアモルファスシリコンが多結晶となる際に周囲
の空気をともなって不所望な酸化物が生成することを抑
止するための1種類以上の不活性の気体が満たされてい
る(所定量のガスが常時流されている)。
The laser annealing apparatus irradiates a laser beam shaped into, for example, 250 mm × 0.4 mm with a beam homogenizer to a thin film of amorphous silicon with a laser beam having a pulse period of, for example, 300 Hz and a 95% overlap. An XY table for transporting a glass substrate on which an amorphous silicon thin film is formed in a predetermined direction, a laser device for emitting a laser beam of a predetermined wavelength, and a laser beam irradiating the amorphous silicon thin film on the glass substrate And a seal box for sealing the processed part from the outside air. In the seal box, the temperature of the amorphous silicon thin film, which is heated by the irradiation of the laser beam, is suppressed from abnormally rising and ablation is caused.
One or more inert gases are filled to prevent the formation of undesired oxides with the surrounding air when the molten amorphous silicon becomes polycrystalline (a predetermined amount of gas is used). Constantly flowing).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、レーザ
アニール装置においては、シールボックス内に、例えば
30L(リットル)/minの流量で不活性ガスが流れ
ている。この不活性ガスにより、アモルファスシリコン
の薄膜に、レーザビームを照射した際に発生するパーテ
ィクル等が搬送され、レーザビームが照射される(アニ
ール)前のアモルファスシリコン表面に付着することが
確認されている。
As described above, in a laser annealing apparatus, an inert gas flows at a flow rate of, for example, 30 L (liter) / min in a seal box. It has been confirmed that particles and the like generated when a laser beam is irradiated to the amorphous silicon thin film by the inert gas are conveyed and adhere to the amorphous silicon surface before the laser beam is irradiated (annealed). .

【0007】アニール前のアモルファスシリコン表面に
パーティクル等が付着すると、結晶化した多結晶シリコ
ンの粒径が所定の粒径範囲から逸脱する粒径不良や、同
一の基板内で粒径が不均一となる粒径ばらつきが生じ
て、液晶ディスプレイパネルに組み立てた際に、表示不
良が発生したり、表示品質が低下する問題がある。
If particles or the like adhere to the surface of the amorphous silicon before annealing, the crystallized polycrystalline silicon may have a particle size defect that deviates from a predetermined particle size range, or may have a non-uniform particle size within the same substrate. There is a problem in that when the liquid crystal display panel is assembled, a display defect occurs or display quality is deteriorated due to a variation in particle diameter.

【0008】この発明の目的は、レーザアニール時に発
生するパーティクルがアニール前のアモルファスシリコ
ンの薄膜に付着して、アニール後の多結晶シリコンの特
性が劣化することを抑制可能なレーザアニール装置を提
供することにある。
It is an object of the present invention to provide a laser annealing apparatus capable of suppressing particles generated during laser annealing from adhering to an amorphous silicon thin film before annealing and deteriorating characteristics of polycrystalline silicon after annealing. It is in.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明は、上述した問
題点に基づきなされたもので、非晶質シリコン薄膜を移
動させながらレーザビームを照射することによって、前
記非晶質シリコン薄膜を多結晶シリコンとするレーザア
ニール装置において、前記非晶質シリコン薄膜に前記レ
ーザビームが照射される加工点またはその近傍に、1種
類以上の気体で満たされ、前記レーザビームの照射を可
能とする開口部を備えたシールボックス内からそのシー
ルボックス外へ向かうとともに、前記非晶質シリコン薄
膜を所定の方向に移動するテーブルのテーブル進行方向
後方からテーブル進行方向に向かう気流を発生させる気
体発生機構を有することを特徴とするレーザアニール装
置を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made on the basis of the above-mentioned problems, and irradiates the amorphous silicon thin film with a laser beam while moving the amorphous silicon thin film. In a laser annealing apparatus using silicon, at or near a processing point where the amorphous silicon thin film is irradiated with the laser beam, an opening portion that is filled with at least one kind of gas and enables irradiation with the laser beam is provided. A gas generating mechanism for generating an airflow from the inside of the provided seal box to the outside of the seal box and from the back of the table moving in the predetermined direction in the table moving direction in the table moving direction. A feature of the present invention is to provide a laser annealing apparatus having a feature.

【0010】また、この発明は、非晶質シリコン薄膜を
移動させながらレーザビームを照射することによって、
前記非晶質シリコン薄膜を多結晶シリコンとするレーザ
アニール装置において、前記非晶質シリコン薄膜に前記
レーザビームが照射される加工点またはその近傍に、前
記非晶質シリコン薄膜を所定の方向に移動するテーブル
のテーブル進行方向後方からテーブル進行方向に向かう
気流を発生させる気体発生機構を設けたことを特徴とす
るレーザアニール装置である。
Further, the present invention provides a method of irradiating a laser beam while moving an amorphous silicon thin film.
In a laser annealing apparatus using the amorphous silicon thin film as polycrystalline silicon, the amorphous silicon thin film is moved in a predetermined direction to or near a processing point where the laser beam is irradiated on the amorphous silicon thin film. A laser annealing apparatus characterized in that a gas generating mechanism for generating an airflow from the rear of the table in the table traveling direction to the table traveling direction is provided.

【0011】さらに、この発明は、非晶質シリコン薄膜
を移動させながらレーザビームを照射することによっ
て、前記非晶質シリコン薄膜を多結晶シリコンとするレ
ーザアニール装置において、前記非晶質シリコン薄膜に
前記レーザビームが照射される加工点またはその近傍
に、前記非晶質シリコン薄膜を所定の方向に移動するテ
ーブルのテーブル進行方向後方からテーブル進行方向に
向かう気流を発生させる第1の気体発生機構と、前記加
工点またはその近傍に、1種類以上の気体で満たされ、
前記レーザビームの照射を可能とする開口部を備えたシ
ールボックス内からそのシールボックス外へ向かうとと
もに、前記テーブル進行方向後方からテーブル進行方向
に向かう気流を発生させる第2の気体発生機構と、を有
することを特徴とするレーザアニール装置である。
Further, the present invention provides a laser annealing apparatus in which the amorphous silicon thin film is made of polycrystalline silicon by irradiating a laser beam while moving the amorphous silicon thin film. A first gas generation mechanism for generating an airflow from the rear of the table moving in the predetermined direction to the table moving the amorphous silicon thin film in a predetermined direction from the table moving direction to the table moving direction at or near the processing point irradiated with the laser beam; At or near the processing point is filled with one or more gases,
A second gas generating mechanism that generates an airflow from the inside of the seal box having an opening capable of irradiating the laser beam to the outside of the seal box and from the rear of the table in the table traveling direction to the table traveling direction. A laser annealing apparatus characterized by having:

【0012】またさらに、この発明は、非晶質シリコン
薄膜を移動させながらレーザビームを照射することによ
って、前記非晶質シリコン薄膜を多結晶シリコンとする
レーザアニール装置において、前記非晶質シリコン薄膜
に前記レーザビームが照射される加工点またはその近傍
に、前記非晶質シリコン薄膜を所定の方向に移動するテ
ーブルのテーブル進行方向後方ではない方向から吸引す
る気体吸引構造を有することを特徴とするレーザアニー
ル装置である。
Still further, the present invention provides a laser annealing apparatus in which the amorphous silicon thin film is made of polycrystalline silicon by irradiating a laser beam while moving the amorphous silicon thin film. A gas suction structure for sucking the amorphous silicon thin film from a direction other than the table moving direction rearward of the table for moving the amorphous silicon thin film in a predetermined direction at or near a processing point irradiated with the laser beam. This is a laser annealing device.

【0013】さらにまた、この発明は、非晶質シリコン
薄膜を移動させながらレーザビームを照射することによ
って、前記非晶質シリコン薄膜を多結晶シリコンとする
レーザアニール装置において、前記非晶質シリコン薄膜
に前記レーザビームが照射される加工点またはその近傍
に、前記非晶質シリコン薄膜を所定の方向に移動するテ
ーブルのテーブル進行方向後方からテーブル進行方向に
向かう気流を発生させる第1の気体発生機構と、前記加
工点またはその近傍に、1種類以上の気体で満たされ、
前記レーザビームの照射を可能とする開口部を備えたシ
ールボックス内からそのシールボックス外へ向かうとと
もに、前記テーブル進行方向後方からテーブル進行方向
に向かう気流を発生させる第2の気体発生機構と、前記
加工点またはその近傍に、前記テーブル進行方向後方で
はない方向から吸引する気体吸引構造と、を有すること
を特徴とするレーザアニール装置である。
Still further, the present invention provides a laser annealing apparatus in which the amorphous silicon thin film is made of polycrystalline silicon by irradiating a laser beam while moving the amorphous silicon thin film. A first gas generating mechanism for generating an airflow at or near a processing point where the laser beam is irradiated from the rear of the table moving the amorphous silicon thin film in a predetermined direction in the table moving direction. And the processing point or its vicinity is filled with one or more types of gas,
A second gas generating mechanism for generating an airflow from the inside of the seal box having an opening capable of irradiating the laser beam to the outside of the seal box and from the rear of the table in the table traveling direction to the table traveling direction; A gas suction structure for sucking from a direction other than the rear of the table in the processing point at or near the processing point.

【0014】またさらに、この発明は、非晶質シリコン
薄膜を移動させながらレーザビームを照射することによ
って、前記非晶質シリコン薄膜を多結晶シリコンとする
レーザアニール装置において、前記非晶質シリコン薄膜
に前記レーザビームが照射される加工点またはその近傍
に、前記非晶質シリコン薄膜を所定の方向に移動するテ
ーブルのテーブル進行方向後方からテーブル進行方向に
向かう気流を発生させる気体発生機構と、前記加工点ま
たはその近傍に、前記テーブル進行方向後方ではない方
向から吸引する気体吸引構造と、を有することを特徴と
するレーザアニール装置である。
Still further, the present invention provides a laser annealing apparatus in which the amorphous silicon thin film is made of polycrystalline silicon by irradiating a laser beam while moving the amorphous silicon thin film. A gas generating mechanism that generates an airflow from the rear of the table moving in the predetermined direction in the table moving direction to the table moving direction, at or near the processing point where the laser beam is irradiated, A gas suction structure for sucking from a direction other than the rear of the table in the processing point at or near the processing point.

【0015】さらにまた、この発明は、非晶質シリコン
薄膜を移動させながらレーザビームを照射することによ
って、前記非晶質シリコン薄膜を多結晶シリコンとする
レーザアニール装置において、前記非晶質シリコン薄膜
に前記レーザビームが照射される加工点またはその近傍
に、1種類以上の気体で満たされ、前記レーザビームの
照射を可能とする開口部を備えたシールボックス内から
そのシールボックス外へ向かうとともに、前記非晶質シ
リコン薄膜を所定の方向に移動するテーブルのテーブル
進行方向後方からテーブル進行方向に向かう気流を発生
させる気体発生機構と、前記加工点またはその近傍に、
前記テーブル進行方向後方ではない方向から吸引する気
体吸引構造と、を有することを特徴とするレーザアニー
ル装置である。
Further, the present invention relates to a laser annealing apparatus in which the amorphous silicon thin film is made of polycrystalline silicon by irradiating a laser beam while moving the amorphous silicon thin film. At or near the processing point where the laser beam is irradiated, filled with one or more types of gas, and from the inside of the seal box having an opening that allows the irradiation of the laser beam to the outside of the seal box, A gas generating mechanism for generating an airflow from the rear of the table traveling direction of the table moving the amorphous silicon thin film in a predetermined direction toward the table traveling direction, and at or near the processing point,
A gas suction structure for sucking from a direction other than the rear of the table in the direction of travel of the table.

【0016】またさらに、この発明は、非晶質シリコン
薄膜を移動させながらレーザビームを照射し、前記非晶
質シリコン薄膜を多結晶シリコンとする多結晶シリコン
の製造方法において、前記レーザビームの照射は、前記
非晶質シリコンに前記レーザビームが照射される加工点
近傍に、前記非晶質シリコンの進行方向に向かう気流を
発生させた状態で行われることを特徴とする多結晶シリ
コンの製造方法である。
Still further, according to the present invention, there is provided a method for producing polycrystalline silicon in which an amorphous silicon thin film is irradiated with a laser beam while moving the amorphous silicon thin film, wherein the amorphous silicon thin film is made of polycrystalline silicon. Is carried out in a state where an airflow is generated in the direction of travel of the amorphous silicon in the vicinity of a processing point where the laser beam is applied to the amorphous silicon. It is.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0018】[例1]図1は、この発明のXeClエキ
シマレーザアニール装置を説明する概略図である。
Example 1 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a XeCl excimer laser annealing apparatus according to the present invention.

【0019】図1に示すように、エキシマレーザアニー
ル装置1は、所定の波長および強度で所定の断面積に整
形されたパルスレーザビームを、アニール対象であるガ
ラス基板に向けて照射するレーザ系2、レーザ系2から
のパルスレーザビームが収束する収束位置にガラス基板
Oを保持しながら、所定の方向に移動可能な基板搬送系
3、レーザ系2のパルスレーザビームの出射位置の近傍
に設けられ、アニール時に、アモルファスシリコンの薄
膜の温度が異常に上昇してアブレーションが生じること
を抑えるとともに、溶融したアモルファスシリコンが多
結晶となる際に周囲の空気をともなって不所望な酸化物
が生成することを抑止するガス循環系4およびレーザ系
2から出力されるパルスレーザビームの強度や、基板搬
送系3によるガラス基板の搬送等を制御する制御系5を
有している。
As shown in FIG. 1, an excimer laser annealing apparatus 1 includes a laser system 2 for irradiating a pulsed laser beam having a predetermined wavelength and intensity to a predetermined cross-sectional area toward a glass substrate to be annealed. The substrate transfer system 3 which is movable in a predetermined direction while holding the glass substrate O at a convergence position where the pulse laser beam from the laser system 2 converges is provided in the vicinity of the emission position of the pulse laser beam of the laser system 2. In addition to preventing abnormal temperature rise of the amorphous silicon thin film during annealing, ablation is suppressed, and undesired oxides are generated with surrounding air when the molten amorphous silicon becomes polycrystalline. The intensity of the pulsed laser beam output from the gas circulation system 4 and the laser system 2 for suppressing And a control system 5 for controlling the transport of the substrate.

【0020】レーザ系2は、所定の波長および強度のパ
ルスレーザビームを出力するレーザ発振器21、レーザ
発振器21から出力されたパルスレーザビームのエネル
ギーを所定の値に調整するバリアブルアッテネータ2
2、バリアブルアッテネータ22により所定のエネルギ
ーに調整されたパルスレーザビームに、アニールすべき
ガラス基板Oの大きさに対応する所定の断面ビーム形状
を与えるビーム整形光学系23、ビーム整形光学系23
により所定の断面ビーム形状が与えられたパルスレーザ
ビームを90°折り曲げる45°全反射ミラー24、お
よび45°全反射ミラー24により折り曲げられたパル
スレーザビームに、所定の収束性を与える収束レンズ2
5を含んでいる。
The laser system 2 includes a laser oscillator 21 for outputting a pulse laser beam having a predetermined wavelength and intensity, and a variable attenuator 2 for adjusting the energy of the pulse laser beam output from the laser oscillator 21 to a predetermined value.
2. A beam shaping optical system 23 and a beam shaping optical system 23 that give a pulse laser beam adjusted to a predetermined energy by the variable attenuator 22 a predetermined sectional beam shape corresponding to the size of the glass substrate O to be annealed.
A 45 ° total reflection mirror 24 for bending a pulse laser beam having a predetermined sectional beam shape by 90 °, and a converging lens 2 for giving a predetermined convergence to the pulse laser beam bent by the 45 ° total reflection mirror 24
5 is included.

【0021】基板搬送系3は、レーザ系2の収束レンズ
25を介して所定の収束性が与えられたパルスレーザビ
ームが収束する収束位置にガラス基板Oを保持しなが
ら、所定の方向に移動可能なX−Yテーブル31、およ
び以下に説明する制御系5とのあいだで信号をやりとり
する図示しないインタフェース等からなる。なお、X−
Yテーブル31は、2軸方向すなわち同一平面で互いに
直交するX軸方向とY軸方向に独立に移動可能であり、
回転中心を回転軸として同一平面内を回転可能に形成さ
れている。
The substrate transport system 3 can move in a predetermined direction while holding the glass substrate O at a convergence position where a pulse laser beam having a predetermined convergence is converged via the converging lens 25 of the laser system 2. An XY table 31 and an interface (not shown) for exchanging signals with the control system 5 described below. X-
The Y table 31 is independently movable in two axis directions, that is, an X axis direction and a Y axis direction orthogonal to each other on the same plane.
It is formed to be rotatable in the same plane with the rotation center as a rotation axis.

【0022】ガス循環系4は、X−Yテーブル31の所
定の位置にセットされるガラス基板OがX−Yテーブル
31により移動される領域を覆うとともに、収束レンズ
25により収束性が与えられたパルスレーザビームが通
過可能な開口を有し、パルスレーザビームが照射される
ことにより昇温されるアモルファスシリコンの薄膜の温
度が異常に上昇してアブレーションが生じることを抑え
るとともに、溶融したアモルファスシリコンが多結晶と
なる際に周囲の空気をともなって不所望な酸化物が生成
することを抑止するための1種類以上の不活性の気体が
満たされている(所定量のガスが常時流されている)シ
ールボックス41、および任意の種類の不活性の気体を
シールボックス41内に供給するためのガス供給ライン
42、シールボックス41内に供給された不活性の気体
およびアニールによりガラス基板Oのアモルファスシリ
コンの薄膜から発生するパーティクル等を排気する排気
ライン43を有している。
The gas circulation system 4 covers a region where the glass substrate O set at a predetermined position on the XY table 31 is moved by the XY table 31, and is provided with convergence by the converging lens 25. It has an aperture through which the pulsed laser beam can pass, and suppresses abnormal temperature rise of the amorphous silicon thin film, which is heated by irradiation with the pulsed laser beam, resulting in ablation. Filled with one or more inert gases to prevent the formation of undesired oxides with surrounding air when forming polycrystals (a predetermined amount of gas is constantly flowing) A) a seal box 41 and a gas supply line 42 for supplying any kind of inert gas into the seal box 41; And an exhaust line 43 for exhausting the particles or the like generated from the thin film of amorphous silicon of the glass substrate O by gas and annealing the supplied inert in the scan 41.

【0023】制御系5は、全反射ミラー24の背面で、
ビーム整形光学系23で所定の断面ビーム形状に整形さ
れたパルスレーザビームが全反射ミラー24で反射され
る際に、僅かに漏れるパルスレーザビーム(以下、漏れ
ビームと称する)を集光する集光レンズ26で収束され
た漏れビームを検知して光電変換してパルスレーザビー
ムの波形を観測するバイプラナ光電管27、バイプラナ
光電管27の出力を観測者が目視可能に、表示するデジ
タルオシロスコープ28、およびバイプラナ光電管27
の出力を受け取ってパルスレーザビームの波形を解析し
たり、所定の演算やレーザ装置11の出力およびX−Y
テーブル31の動作を制御するためのパーソナルコンピ
ュータ29を含んでいる。
The control system 5 is located behind the total reflection mirror 24,
When the pulse laser beam shaped into a predetermined cross-sectional beam shape by the beam shaping optical system 23 is reflected by the total reflection mirror 24, a light beam that leaks slightly (hereinafter, referred to as a leak beam) is collected. A biplanar photoelectric tube 27 for detecting the leaked beam converged by the lens 26 and performing photoelectric conversion to observe the waveform of the pulsed laser beam, a digital oscilloscope 28 for displaying the output of the biplanar photoelectric tube 27 so that an observer can see it, and a biplanar photoelectric tube 27
To analyze the waveform of the pulsed laser beam, perform predetermined calculations, output of the laser device 11 and XY
A personal computer 29 for controlling the operation of the table 31 is included.

【0024】図2は、図1を用いて前に説明したレーザ
アニール装置のガス循環系とX−Yテーブルの周辺を説
明する概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the gas circulation system and the periphery of the XY table of the laser annealing apparatus described above with reference to FIG.

【0025】図2に示すように、ガス循環系4のシール
ボックス41には、シールボックス41内に満たされて
いる不活性の気体と同一の気体あるいは任意の不活性の
気体を、X−Yテーブル31上にセットされているガラ
ス基板Oのアモルファスシリコンの薄層に向けて、所定
の流量で吹きつける気体発生装置44が組み込まれてい
る。なお、シールボックス41内には、30L(リット
ル)/min(分)の流量で、Nを98%とOを2
%混合した混合ガスが満たされている。
As shown in FIG. 2, the same gas as the inert gas filled in the seal box 41 or an arbitrary inert gas is filled in the seal box 41 of the gas circulation system 4 in XY. A gas generator 44 that blows at a predetermined flow rate toward a thin layer of amorphous silicon on the glass substrate O set on the table 31 is incorporated. Incidentally, the seal box 41, at a flow rate of 30L (liter) / min (minute), the N 2 98% and O 2 of 2
% Mixed gas is filled.

【0026】シールボックス41には、気体発生装置4
4からの不活性の気体がガラス基板Oのアモルファスシ
リコンの薄膜に到達することを可能とする開口部41a
が設けられていて、アモルファスシリコンの薄層の所定
の位置に、不活性の気体が吹きつけられる。なお、開口
部41aは、X−Yテーブル31の移動に伴って搬送さ
れる基板Oのアモルファスシリコンの薄膜がパルスレー
ザビームによりレーザアニールされる位置、すなわち収
束レンズ25により所定の収束性が与えられたパルスレ
ーザビームがアモルファスシリコンの薄膜に照射される
加工位置およびその近傍を含む位置に設けられている。
The seal box 41 includes a gas generator 4
Opening 41a that allows the inert gas from 4 to reach the amorphous silicon thin film on glass substrate O
Is provided, and an inert gas is blown onto predetermined positions of the thin layer of amorphous silicon. The opening 41 a is provided with a predetermined convergence by the converging lens 25, that is, a position where the amorphous silicon thin film of the substrate O carried along with the movement of the XY table 31 is laser-annealed by the pulsed laser beam. It is provided at a processing position where the pulsed laser beam is irradiated on the amorphous silicon thin film and at a position including the vicinity thereof.

【0027】気体発生装置44からの不活性の気体がガ
ラス基板Oのアモルファスシリコンの薄膜に吹きつけら
れる方向は、X−Yテーブル31の移動に伴ってガラス
基板Oが搬送される方向と同じ向きであり、アモルファ
スシリコンの薄膜(ガラス基板O)が任意の方向からの
端部からレーザアニールされている場合に、加工位置か
ら見て既にアニールされて多結晶シリコンが形成された
側に向けられる。すなわち、X−Yテーブル31が移動
されて進む進行方向に対して進行方向後方から進行方向
に向けて、気体発生装置44から不活性の気体がアモル
ファスシリコンの加工位置(レーザアニール位置)に吹
きつけられる。なお、気体発生装置44からアモルファ
スシリコンの薄膜に向けて吹きつけられる不活性の気体
の例としては、例えばNを98%とOを2%混合し
た気体であり、吹き付け量(流量)は、例えば6L/m
in、吹きつけ速度(流速)は、例えば0.1m/sで
ある。また、気体発生装置44の長さ(吹きつけ幅)
は、例えば260mmに設定されている。
The direction in which the inert gas is blown from the gas generator 44 onto the amorphous silicon thin film on the glass substrate O is the same as the direction in which the glass substrate O is transported along with the movement of the XY table 31. In the case where the amorphous silicon thin film (glass substrate O) is laser-annealed from an end in an arbitrary direction, the thin film is directed to the side on which polycrystalline silicon has already been annealed when viewed from the processing position. That is, the inert gas is blown from the gas generator 44 to the processing position (laser annealing position) of the amorphous silicon from the rear in the traveling direction with respect to the traveling direction in which the XY table 31 is moved. Can be An example of the inert gas blown from the gas generator 44 toward the amorphous silicon thin film is, for example, a gas in which 98% of N 2 and 2 % of O 2 are mixed, and the spray amount (flow rate) is , For example, 6 L / m
In, the blowing speed (flow rate) is, for example, 0.1 m / s. In addition, the length of the gas generator 44 (spray width)
Is set to, for example, 260 mm.

【0028】このような気体発生装置44を備えたレー
ザアニール装置1で、ガラス基板O上に堆積させた膜厚
50nmのアモルファスシリコンの薄膜に、波長308
nmで周波数が300HzのXeClエキシマパルスレ
ーザビームを、X−Yテーブル31を6mm/s(秒)
の速度で移動させて1パルスあたり95%のオーバーラ
ップさせて照射して多結晶シリコンを形成したところ、
粒径が所定の粒径範囲から逸脱する粒径不良や、同一の
基板内で粒径が不均一となる粒径ばらつきの発生が低減
された。
In the laser annealing apparatus 1 having such a gas generator 44, a wavelength 308 is applied to a 50 nm-thick amorphous silicon thin film deposited on a glass substrate O.
An XeCl excimer pulse laser beam having a frequency of 300 nm and a frequency of 300 Hz is applied to the XY table 31 at 6 mm / s (second).
When the polycrystalline silicon was formed by moving at a speed of 95% and irradiating with an overlap of 95% per pulse,
The occurrence of particle size defects in which the particle size deviates from the predetermined particle size range and the particle size variation in which the particle size becomes non-uniform within the same substrate are reduced.

【0029】このように、アモルファスシリコンの薄膜
に対してパルスレーザビームが照射される加工点(レー
ザアニール位置)またはその近傍に、X−Yテーブル3
1の進行方向後方から進行方向に向けて不活性の気体を
所定の流量で吹きつけることで、ガラス基板Oのアモル
ファスシリコンの薄膜がアニールされる際に生じる不所
望なパーティクルが生じたとしてもレーザアニール前の
アモルファスシリコンの薄層に、パーティクルが付着す
ることが防止でき、これにより、アニール後の多結晶シ
リコンの特性が劣化することが抑制される。
As described above, the XY table 3 is located at or near the processing point (laser annealing position) where the pulsed laser beam is irradiated to the amorphous silicon thin film.
By blowing an inert gas at a predetermined flow rate from the rear in the traveling direction at a predetermined flow rate, even if undesired particles generated when the amorphous silicon thin film of the glass substrate O is annealed, the laser is generated. Particles can be prevented from adhering to a thin layer of amorphous silicon before annealing, thereby suppressing deterioration of characteristics of polycrystalline silicon after annealing.

【0030】[例2]図3は、図2を用いて前に説明し
たガス循環系の別の形態を説明する概略図である。
Example 2 FIG. 3 is a schematic diagram illustrating another embodiment of the gas circulation system described above with reference to FIG.

【0031】図3に示すように、X−Yテーブル31の
一端側であってX−Yテーブル31が移動されて進行す
る進行方向の後方には、X−Yテーブル31が進行する
方向に向けて、不活性の気体を所定の流量で吹きつける
気体発生装置65が組み込まれている。なお、気体発生
装置65からの不活性の気体は、例えばNを98%と
を2%混合した気体であり、吹き付け量(流量)
は、例えば6L/minで、吹きつけ速度(流速)は、
例えば0.1m/sである。また、気体発生装置65の
長さ(吹きつけ幅)は、例えば260mmに設定されて
いる。
As shown in FIG. 3, behind one end of the XY table 31 in the traveling direction in which the XY table 31 is moved, the XY table 31 is moved in the traveling direction. Further, a gas generator 65 for blowing an inert gas at a predetermined flow rate is incorporated. The inert gas from the gas generator 65 is, for example, a gas in which 98% of N 2 and 2 % of O 2 are mixed, and the spray amount (flow rate)
Is, for example, 6 L / min, and the blowing speed (flow rate) is
For example, it is 0.1 m / s. The length (spray width) of the gas generator 65 is set to, for example, 260 mm.

【0032】このような気体発生装置65を備えたレー
ザアニール装置1で、ガラス基板O上に堆積させた膜厚
50nmのアモルファスシリコンの薄膜に、波長308
nmで周波数が300HzのXeClエキシマパルスレ
ーザビームを、X−Yテーブル31を6mm/sの速度
で移動させて1パルスあたり95%のオーバーラップさ
せて照射して多結晶シリコンを形成したところ、粒径不
良や粒径ばらつきの発生が低減された。
In the laser annealing apparatus 1 having such a gas generating device 65, a 50 nm-thick amorphous silicon thin film deposited on a glass substrate
When a XeCl excimer pulsed laser beam having a frequency of 300 nm and a frequency of 300 Hz is moved at a speed of 6 mm / s on the XY table 31 and overlapped by 95% per pulse, irradiation is performed to form polycrystalline silicon. The occurrence of defective diameter and variation in particle diameter was reduced.

【0033】このように、アモルファスシリコンの薄膜
に対してパルスレーザビームが照射される加工点(レー
ザアニール位置)またはその近傍に、X−Yテーブル3
1の進行方向後方から進行方向に向けて不活性の気体を
所定の流量で吹きつけることで、ガラス基板Oのアモル
ファスシリコンの薄膜がアニールされる際に生じる不所
望なパーティクルが生じたとしてもレーザアニール前の
アモルファスシリコンの薄層に、パーティクルが付着す
ることが防止でき、これにより、アニール後の多結晶シ
リコンの特性が劣化することが抑制される。
As described above, the XY table 3 is located at or near the processing point (laser annealing position) where the pulsed laser beam is irradiated to the amorphous silicon thin film.
By blowing an inert gas at a predetermined flow rate from the rear in the traveling direction at a predetermined flow rate, even if undesired particles generated when the amorphous silicon thin film of the glass substrate O is annealed, the laser is generated. Particles can be prevented from adhering to a thin layer of amorphous silicon before annealing, thereby suppressing deterioration of characteristics of polycrystalline silicon after annealing.

【0034】[例3]図4、図2および図3を用いて前
に説明したガス循環系の別の形態を説明する概略図であ
る。
[Example 3] FIG. 4 is a schematic diagram illustrating another embodiment of the gas circulation system described above with reference to FIGS. 4, 2 and 3.

【0035】図4に示すように、ガス循環系4は、X−
Yテーブル31の一端側であって、X−Yテーブル31
が移動されて進行する進行方向の後方を除く任意の方
向、例えば進行方向の先頭寄りの方向から、ガラス基板
O上のアモルファスシリコンの薄膜の表面に沿って、吸
引する気体吸引機構75を有している。
As shown in FIG. 4, the gas circulation system 4
XY table 31 at one end of Y table 31
Has a gas suction mechanism 75 for sucking along a surface of the amorphous silicon thin film on the glass substrate O from any direction except for the rearward of the traveling direction in which the traveling direction is moved, for example, from the head of the traveling direction. ing.

【0036】気体吸引機構75は、例えば図示しない真
空ポンプに接続され、例えば6L/分の吸引能力を有
し、加工点で生じることのあるパーティクルを吸引す
る。
The gas suction mechanism 75 is connected to, for example, a vacuum pump (not shown), has a suction capacity of, for example, 6 L / min, and sucks particles that may be generated at a processing point.

【0037】このような気体吸引装置76を備えたレー
ザアニール装置1で、ガラス基板O上に堆積させた膜厚
50nmのアモルファスシリコンの薄膜に、波長308
nmで周波数が300HzのXeClエキシマパルスレ
ーザビームを、X−Yテーブル31を6mm/sの速度
で移動させて1パルスあたり95%のオーバーラップさ
せて照射して多結晶シリコンを形成したところ、粒径不
良や粒径ばらつきの発生が低減された。
With the laser annealing apparatus 1 having such a gas suction device 76, a 50 nm-thick amorphous silicon thin film deposited on the glass substrate O
When a XeCl excimer pulsed laser beam having a frequency of 300 nm and a frequency of 300 Hz is moved at a speed of 6 mm / s on the XY table 31 and overlapped by 95% per pulse, irradiation is performed to form polycrystalline silicon. The occurrence of defective diameter and variation in particle diameter was reduced.

【0038】このように、アモルファスシリコンの薄膜
に対してパルスレーザビームが照射される加工点(レー
ザアニール位置)またはその近傍から、X−Yテーブル
31の進行方向の後方を除く任意の方向から、所定の流
量で、シールブロック41からの不活性の気体と加工点
で生じることのあるパーティクル等を吸引することで、
レーザアニール前のアモルファスシリコンの薄層に、パ
ーティクルが付着することが防止でき、これにより、ア
ニール後の多結晶シリコンの特性が劣化することが抑制
される。
As described above, from the processing point (laser annealing position) where the pulse laser beam is irradiated to the amorphous silicon thin film or in the vicinity thereof, from any direction except for the rearward direction of the XY table 31 in the advancing direction, At a predetermined flow rate, by suctioning the inert gas and particles or the like that may be generated at the processing point from the seal block 41,
Particles can be prevented from adhering to the thin layer of amorphous silicon before laser annealing, thereby suppressing deterioration of characteristics of polycrystalline silicon after annealing.

【0039】[例4]図5に、図1に示したレーザアニ
ール装置を用いて形成した多結晶シリコンの薄膜を有す
るガラス基板を用いたTFTを含む液晶表示装置の一例
を示す。次に、図5に示す液晶表示装置101の製造工
程について、簡単に説明する。
Example 4 FIG. 5 shows an example of a liquid crystal display device including a TFT using a glass substrate having a polycrystalline silicon thin film formed by using the laser annealing apparatus shown in FIG. Next, a brief description will be given of a manufacturing process of the liquid crystal display device 101 shown in FIG.

【0040】まず、カラーフィルタ基板130の製造工
程について説明する。
First, the manufacturing process of the color filter substrate 130 will be described.

【0041】透明基板すなわちガラス基板131上に、
プラズマCVD法でSiNxとSiOxからなるアンダ
ーコート層132を形成する。なお、ガラス基板131
の大きさは、400mm×500mmで、厚さが0.7
mmである。
On a transparent substrate, ie, a glass substrate 131,
An undercoat layer 132 made of SiNx and SiOx is formed by a plasma CVD method. The glass substrate 131
Is 400 mm x 500 mm and has a thickness of 0.7
mm.

【0042】そして連続して、アンダーコート層132
上にアモルファスシリコン(a−Si)層(133)
を、例えば厚さ50nmに、プラズマCVD法により堆
積する。
Then, continuously, the undercoat layer 132
Amorphous silicon (a-Si) layer (133) on top
Is deposited to a thickness of, for example, 50 nm by a plasma CVD method.

【0043】続いて、窒素雰囲気中で、500℃、10
分間の環境で、熱処理を行い、a−Si膜(133)中
の水素濃度を低下させる。
Subsequently, at a temperature of 500.degree.
The heat treatment is performed in an environment for one minute to reduce the hydrogen concentration in the a-Si film (133).

【0044】以下、図1を用いて既に説明したXeCl
レーザアニール装置を用い、レーザ発振器11からのX
eClエキシマパルスレーザを、発光波長が308n
m、パルス周期が300Hz、ガラス基板131上のa
−Si膜(133)に照射されるパルスレーザビームの
ビーム形状が250mm×0.4mmおよびガラス基板
131上でのフルエンスが350mJ/cmとなるよ
うに設定し、ガラス基板OをセットしたX−Yテーブル
31をパルスレーザビームを6mm/sの速度で移動さ
せて、a−Si膜(133)をアニールして多結晶シリ
コン(p−Si)膜133を得ている。
The XeCl already described with reference to FIG.
Using a laser annealing apparatus, X from the laser oscillator 11
eCl excimer pulse laser with emission wavelength of 308n
m, pulse period 300 Hz, a on glass substrate 131
Fluence of the beam shape of the pulse laser beam irradiated on the -Si film (133) is on the 250 mm × 0.4 mm and the glass substrate 131 is set to be 350 mJ / cm 2, was placed a glass substrate O X- The Y-table 31 is moved by the pulse laser beam at a speed of 6 mm / s, and the a-Si film (133) is annealed to obtain the polycrystalline silicon (p-Si) film 133.

【0045】このとき、[例1]または[例2]もしく
は[例3]に示したいずれかの気体の吹きつけあるいは
気体吸引もしくはそれらの任意あるいは全ての組み合わ
せにより、パルスレーザビームがa−Si膜(133)
に照射される加工点およびその近傍で、パーティクルが
生じたとしても、アモルファスシリコンのアニール前の
領域にパーティクルが付着しないよう、加工点に不活性
の気体が吹きつけられ、もしくは吸引される。
At this time, the pulse laser beam is changed to a-Si by blowing or sucking any of the gases shown in [Example 1] or [Example 2] or [Example 3], or any or all of them. Membrane (133)
Even if particles are generated at and near the processing point irradiated with the inert gas, an inert gas is blown or sucked at the processing point so that the particles do not adhere to the region of the amorphous silicon before annealing.

【0046】これにより、電子移動度が高く粒径が概ね
均一な多結晶シリコン133を、ガラス基板131の全
面に、均一に形成できたので、以下の工程で形成される
TFTの特性を、ガラス基板131の全面で揃えること
ができる。
As a result, the polycrystalline silicon 133 having a high electron mobility and a substantially uniform particle size can be uniformly formed over the entire surface of the glass substrate 131. The alignment can be performed on the entire surface of the substrate 131.

【0047】以下、多結晶シリコン層133を所定の形
状にパターニングしたのち、CVD法によりゲート絶縁
膜134を堆積し、次に、スパッタリング法により、厚
さ約0.3μmのMo膜またはMo−W膜を堆積し、パ
ターニングすることによりゲート電極135および走査
線を形成する。次に、ゲート電極135およびゲート絶
縁膜134上に、図示しないフォトレジストを適宜形成
し、マスクとしてパータニングした後、多結晶シリコン
層133のうちのp半導体部分とすべき領域に、所定の
ドーズ量で、III族の元素を注入し、同様にして多結晶
シリコン層133のうちのn半導体部分とすべき領域
に、所定のドーズ量で、V族の元素を注入する。
Hereinafter, after patterning the polycrystalline silicon layer 133 into a predetermined shape, a gate insulating film 134 is deposited by a CVD method, and then a Mo film or Mo-W having a thickness of about 0.3 μm is formed by a sputtering method. A gate electrode 135 and a scanning line are formed by depositing and patterning a film. Next, a photoresist (not shown) is appropriately formed on the gate electrode 135 and the gate insulating film 134, and after patterning is performed as a mask, a predetermined dose is applied to a region of the polycrystalline silicon layer 133 which is to be a p semiconductor portion. Then, a group III element is implanted, and a group V element is similarly implanted at a predetermined dose into a region of the polycrystalline silicon layer 133 which is to be an n semiconductor portion.

【0048】続いて、層間絶縁膜136を形成して、パ
ターニングして、スルーホールヲ形成した後、Alを堆
積して所定形状にパターニングし、信号線、ソース電極
137ならびにドレイン電極138を形成する。
Subsequently, after forming and patterning an interlayer insulating film 136 and forming a through hole Al, Al is deposited and patterned into a predetermined shape to form a signal line, a source electrode 137 and a drain electrode 138. .

【0049】そして、プラズマCVD法により窒化シリ
コンからなるパッシベーション膜139を形成し、スル
ーホール用の穴をあける。
Then, a passivation film 139 made of silicon nitride is formed by a plasma CVD method, and holes for through holes are formed.

【0050】次に、所定の着色材140(R,Gおよび
B)を塗布し、所定形状にパターニングしてベークする
ことで、R,GおよびBの各着色層とスルーホール14
1を形成する。
Next, a predetermined coloring material 140 (R, G, and B) is applied, patterned into a predetermined shape, and baked, so that each of the R, G, and B coloring layers and the through holes 14 are formed.
Form one.

【0051】続いて、スパッタリング法を用いて、イン
ジウム−すず酸化物(ITO)を、所定の厚さ堆積し、
所定形状にパターニングすることにより画素電極142
が形成される。なお、画素電極142は、スルーホール
141を介して、ドレイン電極138と接続される。
Subsequently, indium-tin oxide (ITO) is deposited by sputtering to a predetermined thickness.
By patterning in a predetermined shape, the pixel electrode 142 is formed.
Is formed. Note that the pixel electrode 142 is connected to the drain electrode 138 via the through hole 141.

【0052】次に、着色層140(R,GおよびB)上
に、ポリイミドからなる配向膜材料を基板全面に塗布、
配向処理を施して配向膜143を形成して、カラーフィ
ルタ基板130を得た。
Next, an alignment film material made of polyimide is applied to the entire surface of the substrate on the coloring layer 140 (R, G and B).
The alignment process was performed to form the alignment film 143, and the color filter substrate 130 was obtained.

【0053】また、透明基板151上に、スパッタ法に
よりITOを約100nmの厚さに堆積して対向電極1
52を形成し、続いてポリイミドからなる配向膜材料を
基板全面に塗布し、配向処理を施して配向膜153を形
成して、対向基板150を得た。
On the transparent substrate 151, ITO was deposited to a thickness of about 100 nm by sputtering to form the counter electrode 1
Next, an alignment film material made of polyimide was applied to the entire surface of the substrate, and an alignment process was performed to form an alignment film 153. Thus, a counter substrate 150 was obtained.

【0054】次に、対向基板150の配向膜153上
に、所定粒径を有する図示しないスペーサを、1平方m
mあたり約100個の割合で散布し、続いて、対向基板
150の外周周辺部に所定の大きさを有するファイバを
混入した図示しないシール材を、液晶注入用の注入口を
除いて塗布した。
Next, a spacer (not shown) having a predetermined particle size is placed on the alignment film 153 of the counter substrate 150 by 1 m 2.
Spraying was performed at a rate of about 100 per m, and a sealing material (not shown) in which a fiber having a predetermined size was mixed was applied around the outer periphery of the counter substrate 150 except for an injection port for injecting liquid crystal.

【0055】続いて、対向基板150、カラーフィルタ
基板130とを、図示しないシール材により貼り合わせ
て、空状態のセルが完成する。
Subsequently, the opposing substrate 150 and the color filter substrate 130 are bonded together with a sealing material (not shown) to complete an empty cell.

【0056】次に、例えばカイラル材が添加されたネマ
ティック液晶材料171を注入口からセル内に真空注入
し、注入後、注入口を、図示しない封止材としての紫外
線硬化樹脂を用いて封止したあと、セルの両側にそれぞ
れ偏光板を配置することにより液晶表示装置が完成す
る。
Next, for example, a nematic liquid crystal material 171 to which a chiral material is added is vacuum-injected into the cell from the injection port, and after the injection, the injection port is sealed using an ultraviolet curing resin as a sealing material (not shown). After that, a liquid crystal display device is completed by disposing polarizing plates on both sides of the cell.

【0057】このようにして作製された液晶表示装置
は、TFTの特性が均一であり、また電子移動度がa−
Siを半導体層に用いた液晶表示装置に比較して高速
で、基板全面にわたって、均一な表示が表示された。こ
のように、本発明によれば、優れた特性を示すTFTが
量産できるので、非常に高い歩留りで、高品質の液晶デ
ィスプレイを製作することができた。
The liquid crystal display device thus manufactured has uniform TFT characteristics and an electron mobility of a-.
Uniform display was displayed over the entire surface of the substrate at a higher speed than that of a liquid crystal display device using Si as a semiconductor layer. As described above, according to the present invention, TFTs exhibiting excellent characteristics can be mass-produced, so that a high-quality liquid crystal display can be manufactured with a very high yield.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明によれば、粒径が全域において均
一な多結晶シリコンが得られ、特性の均一なTFTを、
基板全面で均一に、歩留よく、量産することができ、大
面積で高性能のTFT液晶ディスプレイを、低コストで
提供できる。
According to the present invention, a polycrystalline silicon having a uniform grain size over the entire region can be obtained, and a TFT having uniform characteristics can be obtained.
A large-area, high-performance TFT liquid crystal display that can be mass-produced uniformly, with good yield, over the entire surface of the substrate can be provided at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明のエキシマレーザアニール装置の一例
を説明する概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an excimer laser annealing apparatus according to the present invention.

【図2】図1に示したエキシマレーザアニール装置に組
み込まれる気体発生装置を説明する概略図。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a gas generator incorporated in the excimer laser annealing apparatus shown in FIG.

【図3】図3に示した気体発生装置の別の例を説明する
概略図。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating another example of the gas generator shown in FIG.

【図4】図1に示したエキシマレーザアニール装置に組
み込まれる気体吸引装置を説明する概略図。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a gas suction device incorporated in the excimer laser annealing device shown in FIG.

【図5】図1に示したエキシマレーザアニール装置を用
いて形成した多結晶シリコンを半導体層に用いたTFT
を含む液晶表示装置の一例を説明する概略断面図。
FIG. 5 shows a TFT using a polycrystalline silicon formed as a semiconductor layer by using the excimer laser annealing apparatus shown in FIG.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a liquid crystal display device including a liquid crystal display.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・エキシマレーザアニール装置、 2・・・レーザ系、 3・・・基板搬送系、 4・・・ガス循環系、 5・・・制御系、 21・・・レーザ発振器、 22・・・バリアブルアッテネータ、 23・・・ビーム整形光学系、 24・・・45°全反射ミラー、 25・・・収束レンズ、 26・・・集束レンズ、 27・・・バイプラナ光電管、 28・・・デジタルオシロスコープ、 29・・・解析装置、 31・・・X−Yテーブル、 41・・・シールボックス、 42・・・ガス供給ライン、 43・・・ガス排気ライン、 44・・・気体発生装置、 65・・・気体発生装置、 76・・・気体吸引装置、 101・・・液晶表示装置、 130・・・カラーフィルタ基板、 131・・・ガラス基板、 132・・・アンダーコート層、 133・・・多結晶シリコン、 134・・・ゲート電極、 135・・・ゲート絶縁膜、 136・・・層間絶縁膜、 137・・・ソース電極、 138・・・ドレイン電極、 139・・・パッシベーション膜、 140・・・着色層、 141・・・スルーホール、 142・・・画素電極、 143・・・配向膜、 151・・・ガラス基板、 152・・・対向電極、 153・・・配向膜、 171・・・液晶材料。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Excimer laser annealing apparatus, 2 ... Laser system, 3 ... Substrate conveyance system, 4 ... Gas circulation system, 5 ... Control system, 21 ... Laser oscillator, 22 ... Variable attenuator, 23: beam shaping optical system, 24: 45 ° total reflection mirror, 25: converging lens, 26: focusing lens, 27: biplanar photoelectric tube, 28: digital oscilloscope, 29: analyzer, 31: XY table, 41: seal box, 42: gas supply line, 43: gas exhaust line, 44: gas generator, 65 ...・ Gas generating device, 76 ・ ・ ・ Gas suction device, 101 ・ ・ ・ Liquid crystal display device, 130 ・ ・ ・ Color filter substrate, 131 ・ ・ ・ Glass substrate, 132 ・ ・ ・ Undercoat layer, 133 ・ ・Polycrystalline silicon, 134: gate electrode, 135: gate insulating film, 136: interlayer insulating film, 137: source electrode, 138: drain electrode, 139: passivation film, 140 ..Coloring layer, 141 through hole, 142 pixel electrode, 143 alignment film, 151 glass substrate, 152 counter electrode, 153 alignment film, 171・ Liquid crystal materials.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F052 AA02 BA18 BB07 CA02 DA02 DB03 JA01 5F110 AA26 BB01 CC02 DD02 DD13 DD14 DD17 EE04 EE06 EE44 GG02 GG06 GG13 GG25 GG45 HL03 NN02 NN24 NN35 NN72 PP03 PP04 PP05 PP06 PP35 PP40 QQ11  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F term (reference) 5F052 AA02 BA18 BB07 CA02 DA02 DB03 JA01 5F110 AA26 BB01 CC02 DD02 DD13 DD14 DD17 EE04 EE06 EE44 GG02 GG06 GG13 GG25 GG45 HL03 NN02 NN24 NN35 NN72 PP03 PP04

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】非晶質シリコン薄膜を移動させながらレー
ザビームを照射することによって、前記非晶質シリコン
薄膜を多結晶シリコンとするレーザアニール装置におい
て、 前記非晶質シリコン薄膜に前記レーザビームが照射され
る加工点またはその近傍に、1種類以上の気体で満たさ
れ、前記レーザビームの照射を可能とする開口部を備え
たシールボックス内からそのシールボックス外へ向かう
とともに、前記非晶質シリコン薄膜を所定の方向に移動
するテーブルのテーブル進行方向後方からテーブル進行
方向に向かう気流を発生させる気体発生機構を有するこ
とを特徴とするレーザアニール装置。
1. A laser annealing apparatus for irradiating a laser beam while moving an amorphous silicon thin film to convert the amorphous silicon thin film to polycrystalline silicon, wherein the laser beam is applied to the amorphous silicon thin film. At or near the processing point to be irradiated, one or more types of gas are filled, and the inside of the seal box provided with an opening capable of irradiating the laser beam goes out of the seal box and the amorphous silicon. A laser annealing apparatus having a gas generating mechanism for generating an airflow from the rear of a table moving in a predetermined direction in a direction in which the thin film moves in a predetermined direction.
【請求項2】非晶質シリコン薄膜を移動させながらレー
ザビームを照射することによって、前記非晶質シリコン
薄膜を多結晶シリコンとするレーザアニール装置におい
て、 前記非晶質シリコン薄膜に前記レーザビームが照射され
る加工点またはその近傍に、前記非晶質シリコン薄膜を
所定の方向に移動するテーブルのテーブル進行方向後方
からテーブル進行方向に向かう気流を発生させる気体発
生機構を設けたことを特徴とするレーザアニール装置。
2. A laser annealing apparatus in which the amorphous silicon thin film is irradiated with a laser beam while moving the amorphous silicon thin film, whereby the amorphous silicon thin film is irradiated with the laser beam. At or near the processing point to be irradiated, a gas generating mechanism is provided which generates an airflow from the rear of the table moving in the predetermined direction to the table moving the amorphous silicon thin film in the predetermined direction. Laser annealing equipment.
【請求項3】非晶質シリコン薄膜を移動させながらレー
ザビームを照射することによって、前記非晶質シリコン
薄膜を多結晶シリコンとするレーザアニール装置におい
て、 前記非晶質シリコン薄膜に前記レーザビームが照射され
る加工点またはその近傍に、前記非晶質シリコン薄膜を
所定の方向に移動するテーブルのテーブル進行方向後方
からテーブル進行方向に向かう気流を発生させる第1の
気体発生機構と、 前記加工点またはその近傍に、1種類以上の気体で満た
され、前記レーザビームの照射を可能とする開口部を備
えたシールボックス内からそのシールボックス外へ向か
うとともに、前記テーブル進行方向後方からテーブル進
行方向に向かう気流を発生させる第2の気体発生機構
と、を有することを特徴とするレーザアニール装置。
3. A laser annealing apparatus for irradiating a laser beam while moving an amorphous silicon thin film to make the amorphous silicon thin film polycrystalline silicon, wherein the laser beam is applied to the amorphous silicon thin film. A first gas generating mechanism for generating an airflow from the rear of the table moving in the predetermined direction to the table moving the amorphous silicon thin film in a predetermined direction at or near the processing point to be irradiated; Or in the vicinity thereof, from the inside of the seal box provided with an opening capable of irradiating the laser beam, to the outside of the seal box, and from the rear in the table traveling direction to the table traveling direction. A second gas generating mechanism for generating a heading airflow, the laser annealing apparatus comprising:
【請求項4】非晶質シリコン薄膜を移動させながらレー
ザビームを照射することによって、前記非晶質シリコン
薄膜を多結晶シリコンとするレーザアニール装置におい
て、 前記非晶質シリコン薄膜に前記レーザビームが照射され
る加工点またはその近傍に、前記非晶質シリコン薄膜を
所定の方向に移動するテーブルのテーブル進行方向後方
ではない方向から吸引する気体吸引構造を有することを
特徴とするレーザアニール装置。
4. A laser annealing apparatus for irradiating a laser beam while moving an amorphous silicon thin film to convert the amorphous silicon thin film into polycrystalline silicon, wherein the laser beam is applied to the amorphous silicon thin film. A laser annealing apparatus having a gas suction structure at or near a processing point to be irradiated, for sucking the amorphous silicon thin film from a direction which is not behind the table moving direction of the table moving in a predetermined direction.
【請求項5】非晶質シリコン薄膜を移動させながらレー
ザビームを照射することによって、前記非晶質シリコン
薄膜を多結晶シリコンとするレーザアニール装置におい
て、 前記非晶質シリコン薄膜に前記レーザビームが照射され
る加工点またはその近傍に、前記非晶質シリコン薄膜を
所定の方向に移動するテーブルのテーブル進行方向後方
からテーブル進行方向に向かう気流を発生させる第1の
気体発生機構と、 前記加工点またはその近傍に、1種類以上の気体で満た
され、前記レーザビームの照射を可能とする開口部を備
えたシールボックス内からそのシールボックス外へ向か
うとともに、前記テーブル進行方向後方からテーブル進
行方向に向かう気流を発生させる第2の気体発生機構
と、 前記加工点またはその近傍に、前記テーブル進行方向後
方ではない方向から吸引する気体吸引構造と、を有する
ことを特徴とするレーザアニール装置。
5. A laser annealing apparatus for irradiating a laser beam while moving an amorphous silicon thin film to convert the amorphous silicon thin film to polycrystalline silicon, wherein the laser beam is applied to the amorphous silicon thin film. A first gas generating mechanism for generating an airflow from the rear of the table moving in the predetermined direction to the table moving the amorphous silicon thin film in a predetermined direction at or near the processing point to be irradiated; Or in the vicinity thereof, from the inside of the seal box provided with an opening capable of irradiating the laser beam, to the outside of the seal box, and from the rear in the table traveling direction to the table traveling direction. A second gas generating mechanism for generating an airflow directed to the table; The laser annealing apparatus and having a gas suction structure for suctioning the direction is not a direction backwards, the.
【請求項6】非晶質シリコン薄膜を移動させながらレー
ザビームを照射することによって、前記非晶質シリコン
薄膜を多結晶シリコンとするレーザアニール装置におい
て、 前記非晶質シリコン薄膜に前記レーザビームが照射され
る加工点またはその近傍に、前記非晶質シリコン薄膜を
所定の方向に移動するテーブルのテーブル進行方向後方
からテーブル進行方向に向かう気流を発生させる気体発
生機構と、 前記加工点またはその近傍に、前記テーブル進行方向後
方ではない方向から吸引する気体吸引構造と、を有する
ことを特徴とするレーザアニール装置。
6. A laser annealing apparatus for irradiating a laser beam while moving an amorphous silicon thin film to convert the amorphous silicon thin film into polycrystalline silicon, wherein the laser beam is applied to the amorphous silicon thin film. At or near the processing point to be irradiated, a gas generating mechanism for generating an airflow from the rear of the table in the table moving direction to move the amorphous silicon thin film in a predetermined direction in the table moving direction, and the processing point or in the vicinity thereof A gas suction structure for sucking the gas from a direction other than the rear of the table in the direction of travel of the table.
【請求項7】非晶質シリコン薄膜を移動させながらレー
ザビームを照射することによって、前記非晶質シリコン
薄膜を多結晶シリコンとするレーザアニール装置におい
て、 前記非晶質シリコン薄膜に前記レーザビームが照射され
る加工点またはその近傍に、1種類以上の気体で満たさ
れ、前記レーザビームの照射を可能とする開口部を備え
たシールボックス内からそのシールボックス外へ向かう
とともに、前記非晶質シリコン薄膜を所定の方向に移動
するテーブルのテーブル進行方向後方からテーブル進行
方向に向かう気流を発生させる気体発生機構と、 前記加工点またはその近傍に、前記テーブル進行方向後
方ではない方向から吸引する気体吸引構造と、を有する
ことを特徴とするレーザアニール装置。
7. A laser annealing apparatus for irradiating a laser beam while moving an amorphous silicon thin film to convert the amorphous silicon thin film to polycrystalline silicon, wherein the laser beam is applied to the amorphous silicon thin film. At or near the processing point to be irradiated, one or more types of gas are filled, and the inside of the seal box provided with an opening capable of irradiating the laser beam goes out of the seal box and the amorphous silicon. A gas generating mechanism for generating an airflow from the rear of the table in the direction of travel of the table moving the thin film in a predetermined direction, and a gas suction for suctioning at or near the processing point from a direction other than the rear of the table in the direction of travel of the table And a laser annealing apparatus having a structure.
【請求項8】非晶質シリコン薄膜を移動させながらレー
ザビームを照射し、前記非晶質シリコン薄膜を多結晶シ
リコンとする多結晶シリコンの製造方法において、 前記レーザビームの照射は、前記非晶質シリコンに前記
レーザビームが照射される加工点近傍に、前記非晶質シ
リコンの進行方向に向かう気流を発生させた状態で行わ
れることを特徴とする多結晶シリコンの製造方法。
8. A method for producing polycrystalline silicon in which a laser beam is irradiated while moving an amorphous silicon thin film, and the amorphous silicon thin film is made of polycrystalline silicon. A method for producing polycrystalline silicon, wherein the method is performed in a state in which an airflow is generated in a direction in which the amorphous silicon travels in the vicinity of a processing point where the laser beam is irradiated to the crystalline silicon.
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