JP2003282476A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

Info

Publication number
JP2003282476A
JP2003282476A JP2002089815A JP2002089815A JP2003282476A JP 2003282476 A JP2003282476 A JP 2003282476A JP 2002089815 A JP2002089815 A JP 2002089815A JP 2002089815 A JP2002089815 A JP 2002089815A JP 2003282476 A JP2003282476 A JP 2003282476A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
laser irradiation
laser
substrate
supplied
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002089815A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3797258B2 (en
Inventor
Seiichiro Azuma
清一郎 東
Mitsutoshi Miyasaka
光敏 宮坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2002089815A priority Critical patent/JP3797258B2/en
Publication of JP2003282476A publication Critical patent/JP2003282476A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3797258B2 publication Critical patent/JP3797258B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device which can facilitate the manufacturing process of TFTs and decrease the number of apparatuses used to manufacture the TFTs by performing hydrization treatment in a chamber for laser crystallization as well as laser crystallization. <P>SOLUTION: A hydrogen gas is mode to flow to a discharge chamber 56, electric discharge is caused by a radical source, and a hydrogen radical is supplied into a laser irradiation chamber 50 through a radial transport pipe 55. When the hydrogen radical is supplied, a gate valve 53 is in an open state and the hydrogen radical supplied to a cleaning chamber 54 is supplied to a substrate in a laser irradiation chamber 50. While the hydrogen radical is supplied, the laser crystallization is carried out, to instantaneously subjected to hydrogen termination unpaired electron pairs in a polycrystalline silicon film formed by the laser crystallization. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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】本発明は、絶縁体上に形成さ
れ、液晶表示装置の表示画素または液晶駆動回路の構成
素子として利用される半導体装置の製造方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device formed on an insulator and used as a display pixel of a liquid crystal display device or a constituent element of a liquid crystal drive circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、多結晶シリコン(poly−S
i)等の半導体膜を有する薄膜トランジスタ(以下、T
FTと称す)である多結晶シリコンTFTは、高移動度
化が可能でありながらガラス基板のように透明で絶縁性
の基板上に作成できるという特徴を生かして、液晶表示
装置(LCD)や液晶プロジェクタ等の光変調素子ある
いは液晶駆動用内蔵ドライバーの構成素子として広く用
いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, polycrystalline silicon (poly-S) has been used.
i) a thin film transistor having a semiconductor film (hereinafter, T)
Polycrystalline silicon TFTs (referred to as FTs) are liquid crystal display devices (LCDs) and liquid crystal displays (LCDs) and liquid crystals (LCDs) that can be made on a transparent and insulating substrate such as a glass substrate while allowing high mobility. It is widely used as a light modulator of a projector or the like or a component of a built-in driver for driving a liquid crystal.

【0003】電界効果型トランジスタであるTFTの性
能は、当然のことながらゲート絶縁膜の膜質、その能動
部を構成する半導体膜の膜質、そしてこれらゲート絶縁
膜と半導体膜との界面の善し悪しによって決定され、高
品質の半導体膜、ゲート絶縁膜、および清浄な界面が得
られれば、それに応じた高性能のTFTが得られ、逆に
これらの要件の全てが同時に満たされていなければ高性
能のTFTは決して実現できない。
The performance of a TFT, which is a field-effect transistor, is naturally determined by the film quality of the gate insulating film, the film quality of the semiconductor film forming the active portion thereof, and the quality of the interface between the gate insulating film and the semiconductor film. If a high-quality semiconductor film, a gate insulating film, and a clean interface are obtained, a high-performance TFT corresponding thereto can be obtained. Conversely, if all of these requirements are not satisfied at the same time, a high-performance TFT can be obtained. Can never be realized.

【0004】比較的安価な耐熱性ガラス基板を使用して
高移動度の多結晶シリコンTFTを実現する低温プロセ
スと呼ばれる技術があり、工程最高温度としておおむね
600℃以下の多結晶シリコンTFT製造プロセスが一
般的に低温プロセスと呼ばれている。低温プロセスで
は、発振時間が極短時間のパルスレーザーを用いてシリ
コン膜の結晶化をおこなう技術が広く使われている。レ
ーザー結晶化とは、ガラス基板上のアモルファスシリコ
ン膜に高出力のパルスレーザー光を照射することによっ
て瞬時に溶融させ、これが凝固する過程で結晶化する性
質を利用する技術である。最近ではガラス基板上のアモ
ルファスシリコン膜にエキシマレーザービームをくり返
し照射しながらスキャンすることによって大面積の多結
晶シリコン膜を作成する技術が広く使われるようになっ
た。また、ゲート絶縁膜としてはプラズマCVDをもち
いた成膜方法で比較的高品質の二酸化珪素(SiO2)
膜が成膜可能となり実用化への見通しが得られるほどに
なった。これらの技術によって、現在では一辺が数十セ
ンチほどもある大型のガラス基板上に多結晶シリコンT
FTが作成可能となっている。
There is a technique called a low temperature process for realizing a high mobility polycrystalline silicon TFT using a relatively inexpensive heat resistant glass substrate, and a polycrystalline silicon TFT manufacturing process in which the maximum process temperature is generally 600 ° C. or lower is used. It is generally called a low temperature process. In the low-temperature process, a technique of crystallizing a silicon film using a pulse laser with an extremely short oscillation time is widely used. Laser crystallization is a technique that utilizes the property that an amorphous silicon film on a glass substrate is instantly melted by irradiating it with high-power pulsed laser light, and is crystallized in the process of solidification. Recently, a technique for forming a large-area polycrystalline silicon film by scanning an amorphous silicon film on a glass substrate while repeatedly irradiating an excimer laser beam has been widely used. As the gate insulating film, a relatively high quality silicon dioxide (SiO2) film is formed by a plasma CVD method.
It became possible to form a film, and the prospect for practical application was obtained. With these technologies, polycrystalline silicon T is now formed on a large glass substrate with a side of several tens of centimeters.
FT can be created.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、レーザー結晶化により得られる多結晶シリコン
膜には、化学的に非常に活性である不対電子対(ダング
リング・ボンド)が必ず発生し、酸素や水、或いは一酸
化炭素や二酸化炭素、塵、埃等が半導体膜に接すると、
これらの物質が不純物として半導体膜に取り込まれてし
まうため、不対電子対を水素終端させる水素化処理が必
要となるとともに、水素化処理のためのチャンバがレー
ザー結晶化のためのチャンバ以外に必要になり、TFT
の製造工程が煩雑になると共に、TFTの製造に使用す
る装置が多く必要となるという問題点があった。
However, in the prior art, a polycrystalline silicon film obtained by laser crystallization always produces an unpaired electron pair (dangling bond) that is chemically very active. When oxygen, water, carbon monoxide, carbon dioxide, dust, dust, etc. come into contact with the semiconductor film,
Since these substances are taken into the semiconductor film as impurities, a hydrogenation process for terminating unpaired electron pairs with hydrogen is required, and a chamber for hydrogenation is required in addition to the chamber for laser crystallization. And TFT
There is a problem that the manufacturing process of is complicated and many devices used for manufacturing the TFT are required.

【0006】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、レーザー結晶化の
ためのチャンバ内でレーザー結晶化と共に水素化処理を
行うことにより、TFTの製造工程を簡略化でき、TF
Tの製造に使用する装置を削減することができる半導体
装置の製造方法を提供する点にある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to manufacture a TFT by performing a hydrogenation process together with a laser crystallization in a chamber for laser crystallization. TF can be simplified process
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device that can reduce the number of devices used for manufacturing T.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
すべく、以下に掲げる構成とした。
The present invention has the following constitution in order to solve the above problems.

【0008】請求項1記載の発明の要旨は、レーザー照
射室に搬入された基板上に成膜されている半導体膜また
は半導体基板に対してレーザー光導入窓を介してレーザ
ー光を照射して結晶化処理又はアニール処理を行う半導
体装置の製造方法であって、前記結晶化処理を行う前記
レーザー照射室に水素ラジカルを供給し、前記水素ラジ
カルの雰囲気中で前記結晶化処理を行うことにより前記
結晶化処理と同時に結晶化によって生じる不対電子対を
水素終端する水素化処理を行うことを特徴とする。
The gist of the invention according to claim 1 is to crystallize a semiconductor film formed on a substrate carried into a laser irradiation chamber or a semiconductor substrate by irradiating laser light through a laser light introducing window. A method of manufacturing a semiconductor device for performing a crystallization process or an annealing process, comprising supplying a hydrogen radical to the laser irradiation chamber for performing the crystallization process, and performing the crystallization process in an atmosphere of the hydrogen radical to form the crystal. The hydrogenation treatment for terminating the unpaired electron pair generated by crystallization with hydrogen is performed at the same time as the hydrogenation treatment.

【0009】また請求項2記載の発明の要旨は、請求項
1記載の半導体装置の製造方法であって、前記レーザー
光導入窓をクリーニングするエッチングガスを供給する
ための移送管を用いて、前記水素ラジカルを前記レーザ
ー照射室内に供給することを特徴とする。
A second aspect of the present invention is the method for manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, wherein a transfer pipe for supplying an etching gas for cleaning the laser beam introduction window is used, It is characterized in that hydrogen radicals are supplied into the laser irradiation chamber.

【0010】また請求項3記載の発明の要旨は、請求項
1又は2記載の半導体装置の製造方法であって、前記レ
ーザー照射室内の前記レーザー光導入窓近傍に設けられ
ているクリーニング処理室を前記レーザー照射室内のそ
の他の領域から隔離した状態で、前記エッチングガスを
前記クリーニング処理室に供給することを特徴とする。
A third aspect of the present invention is the method for manufacturing a semiconductor device according to the first or second aspect, in which a cleaning processing chamber provided in the laser irradiation chamber near the laser beam introducing window is provided. The etching gas may be supplied to the cleaning processing chamber in a state of being isolated from other regions in the laser irradiation chamber.

【0011】また請求項4記載の発明の要旨は、請求項
1乃至3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であ
って、前記クリーニング処理室を前記レーザー照射室内
のその他の領域から隔離した状態で、前記基板の前記レ
ーザー照射室からの搬出および前記基板の前記レーザー
照射室への搬入を行うことを特徴とする。
A fourth aspect of the present invention is the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the first to third aspects, wherein the cleaning processing chamber is isolated from other regions in the laser irradiation chamber. In this state, the substrate is unloaded from the laser irradiation chamber and the substrate is loaded into the laser irradiation chamber.

【0012】また請求項5記載の発明の要旨は、請求項
1乃至4のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であ
って、前記クリーニング処理室を前記レーザー照射室内
のその他の領域から隔離しない状態で、前記水素ラジカ
ルを前記クリーニング処理室に供給することを特徴とす
る。
A fifth aspect of the present invention is the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the cleaning processing chamber is not isolated from other regions in the laser irradiation chamber. In this state, the hydrogen radicals are supplied to the cleaning processing chamber.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0014】図1は、本発明に係る半導体装置の製造方
法の実施の形態が用いられる薄膜トランジスタ製造装置
の構成を示す構成図であり、図2は、図1に示すレーザ
ー照射室の構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the structure of a thin film transistor manufacturing apparatus in which the embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is used, and FIG. 2 shows the structure of the laser irradiation chamber shown in FIG. It is a block diagram.

【0015】本実施の形態が用いられるTFT製造装置
の概略構成は、図1を参照すると、基板を搬送する搬送
ロボット11が配置された搬送室10が構成され、搬送
室10の周りに基板の搬入出を行うロードロック室20
と、基板を加熱する予備加熱室30と、CVD法やPV
D法により半導体膜の形成を行う半導体成膜室40と、
レーザーアニールによる結晶化を行うレーザー照射室5
0と、シリコン酸化膜(第1ゲート絶縁膜)の形成を行
う酸化膜成膜室60とが構成されている。搬送室10と
ロードロック室20とは、シャッタS2を介して接続さ
れ、搬送室10と半導体成膜室40は、シャッタS3を
介して接続され、搬送室10とレーザー照射室50と
は、シャッタS4を介して接続され、搬送室10と酸化
膜成膜室60とは、シャッタS5を介して接続されてい
る。ロードロック室20にはシャッタS1によって開閉
される基板搬入出口が構成されている。
Referring to FIG. 1, a schematic structure of a TFT manufacturing apparatus in which the present embodiment is used includes a transfer chamber 10 in which a transfer robot 11 for transferring a substrate is arranged, and a transfer chamber 10 is provided around the transfer chamber 10. Load lock room 20 for loading and unloading
A preheating chamber 30 for heating the substrate, a CVD method or PV
A semiconductor film forming chamber 40 for forming a semiconductor film by the D method;
Laser irradiation chamber 5 for crystallization by laser annealing
0 and an oxide film forming chamber 60 for forming a silicon oxide film (first gate insulating film). The transfer chamber 10 and the load lock chamber 20 are connected via a shutter S2, the transfer chamber 10 and the semiconductor film forming chamber 40 are connected via a shutter S3, and the transfer chamber 10 and the laser irradiation chamber 50 are shuttered. The transfer chamber 10 and the oxide film forming chamber 60 are connected via a shutter S5. The load lock chamber 20 has a substrate loading / unloading port that is opened and closed by the shutter S1.

【0016】搬送室10、予備加熱室30、半導体成膜
室40、レーザー照射室50および酸化膜成膜室60
は、外気から遮断されており、ロードロック室20に搬
入された基板は、搬送ロボット11により各処理室に搬
入され、外気から遮断された状態で、下地保護膜および
半導体膜成膜処理と、結晶化処理と、第1ゲート絶縁膜
成膜処理とが行われる。
The transfer chamber 10, the preheating chamber 30, the semiconductor film forming chamber 40, the laser irradiation chamber 50, and the oxide film forming chamber 60.
Are shielded from the outside air, and the substrate carried into the load lock chamber 20 is carried into each processing chamber by the transfer robot 11 and is shielded from the outside air in the state where the substrate protective film and the semiconductor film forming process are performed. A crystallization process and a first gate insulating film forming process are performed.

【0017】レーザー照射室50は、図2を参照する
と、ハウジングの上部にレーザー光導入窓51が配置さ
れ、レーザー光導入窓51を介して図示しないレーザー
からの高エネルギーのレーザー光をホルダー52上の基
板に照射する構成となっている。ホルダー52内にはヒ
ータが設けられており、基板を25℃程度から400℃
程度に加熱でき、ホルダー52は前後左右に移動可能で
あり、ホルダー52の移動によりレーザー光がホルダー
52上の基板の全面に照射される。
Referring to FIG. 2, the laser irradiation chamber 50 has a laser light introduction window 51 disposed in the upper part of a housing, and a high energy laser light from a laser (not shown) is placed on a holder 52 through the laser light introduction window 51. The substrate is irradiated. A heater is provided in the holder 52 to heat the substrate from about 25 ° C to 400 ° C.
It can be heated to a certain degree, and the holder 52 can move back and forth and right and left, and the movement of the holder 52 irradiates the entire surface of the substrate on the holder 52 with laser light.

【0018】レーザー照射室50のレーザー光導入窓5
1の下部には、ゲートバルブ53によりその他のレーザ
ー照射室50の領域から隔離することができるクリーニ
ング処理室54が設けられており、ゲートバルブ53を
閉めることによりレーザー照射室50に搬入されている
基板に影響を与えることなくレーザー光導入窓51に付
着した汚れのクリーニング(エッチング)を行うことが
できる構成となっている。
Laser light introduction window 5 of laser irradiation chamber 50
A cleaning processing chamber 54, which can be isolated from the other regions of the laser irradiation chamber 50 by a gate valve 53, is provided at the lower part of 1 and is carried into the laser irradiation chamber 50 by closing the gate valve 53. It is configured such that the dirt attached to the laser beam introduction window 51 can be cleaned (etched) without affecting the substrate.

【0019】クリーニング処理室54には、レーザー光
導入窓51のクリーニングするためのエッチングガスを
供給するためのラジカル移送管55が取りつけられてお
り、放電室56でプラズマ励起されたエッチングガスが
ラジカル移送管55を通してクリーニング処理室54に
供給される構成となっている。また、クリーニング処理
室54には、図示しない排気手段が接続されており、排
気手段による真空排気により、クリーニング処理室54
内に供給されたエッチングガスを排気することができ
る。
A radical transfer pipe 55 for supplying an etching gas for cleaning the laser beam introduction window 51 is attached to the cleaning processing chamber 54, and the etching gas plasma-excited in the discharge chamber 56 is radical-transferred. It is configured to be supplied to the cleaning processing chamber 54 through a pipe 55. Further, an exhaust unit (not shown) is connected to the cleaning process chamber 54, and the cleaning process chamber 54 is evacuated by the exhaust unit.
The etching gas supplied inside can be exhausted.

【0020】また、放電室56には、エッチングガスと
共に水素ガスも供給されており、エッチングガスと切り
替えて放電室56でプラズマ励起された水素ラジカルを
ラジカル移送管55を通してクリーニング処理室54に
供給することができるように構成されている。
Hydrogen gas is also supplied to the discharge chamber 56 together with the etching gas, and hydrogen radicals plasma-excited in the discharge chamber 56 by switching to the etching gas are supplied to the cleaning processing chamber 54 through the radical transfer tube 55. Is configured to be able to.

【0021】次に、本実施の形態の動作について図3を
参照して詳細に説明する。図3は、本発明に係る半導体
装置の製造方法の実施の形態を説明するための工程図で
ある。
Next, the operation of this embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a process diagram for explaining an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【0022】まず、複数枚の基板をロードロック室20
に搬入し、次に、搬送ロボット11は、ロードロック室
20に搬入された複数枚の基板を400〜500℃程度
に設定された予備加熱室30に搬入する。複数枚の基板
それぞれが予備加熱室30で予備加熱された後、搬送ロ
ボット11は、複数枚の基板のうちから1枚目の基板を
予備加熱室30から半導体成膜室40に搬入する(ステ
ップA1)。
First, a plurality of substrates are loaded in the load lock chamber 20.
Then, the transfer robot 11 loads the plurality of substrates loaded in the load lock chamber 20 into the preheating chamber 30 set to about 400 to 500 ° C. After each of the plurality of substrates is preheated in the preheating chamber 30, the transfer robot 11 carries the first substrate out of the plurality of substrates from the preheating chamber 30 into the semiconductor film forming chamber 40 (step A1).

【0023】半導体成膜室40は、基板の表面に下地保
護膜および半導体膜(アモルファスシリコン膜等)を形
成するためのPECVD装置として構成され、サセプタ
温度は400℃程度に設定されている。
The semiconductor film forming chamber 40 is constructed as a PECVD apparatus for forming a base protective film and a semiconductor film (amorphous silicon film or the like) on the surface of the substrate, and the susceptor temperature is set to about 400 ° C.

【0024】半導体成膜室40で1枚目の基板に下地保
護膜および半導体膜を成膜した後(ステップA2)、搬
送ロボット11は、1枚目の基板を半導体成膜室40か
らレーザー照射室50に搬入する(ステップA3)と共
に、2枚目の基板を予備加熱室30から半導体成膜室4
0に搬入する。
After forming the base protective film and the semiconductor film on the first substrate in the semiconductor film forming chamber 40 (step A2), the transfer robot 11 irradiates the first substrate with laser from the semiconductor film forming chamber 40. The second substrate is transferred from the preheating chamber 30 to the semiconductor film forming chamber 4 while being carried into the chamber 50 (step A3).
Bring it to 0.

【0025】レーザー照射室50に搬入された1枚目の
基板は、ホルダー52内に設けられている図示しないヒ
ータにより、200℃〜400℃に加熱される。レーザ
ー結晶化には、特に基板を加熱する必要はないが、水素
化処理のために基板を加熱する。
The first substrate carried into the laser irradiation chamber 50 is heated to 200 ° C. to 400 ° C. by a heater (not shown) provided in the holder 52. It is not necessary to heat the substrate for laser crystallization, but the substrate is heated for the hydrogenation treatment.

【0026】次に、放電室56に水素ガスを流し、ラジ
カル源で放電し、水素ラジカルをラジカル移送管55を
通してレーザー照射室50内に供給する(ステップA
4)。水素ラジカルが供給される際には、ゲートバルブ
53は、開いた状態であり、クリーニング処理室54部
分に供給された水素ラジカルは、レーザー照射室50の
基板に供給される。
Next, hydrogen gas is caused to flow into the discharge chamber 56 to discharge with a radical source, and hydrogen radicals are supplied into the laser irradiation chamber 50 through the radical transfer tube 55 (step A).
4). When the hydrogen radicals are supplied, the gate valve 53 is in an open state, and the hydrogen radicals supplied to the cleaning processing chamber 54 part are supplied to the substrate in the laser irradiation chamber 50.

【0027】ラジカルをラジカル移送管55を通して長
距離搬送する観点から、ラジカル放電は、低圧力(mT
orr)領域で行うのが望ましく、ラジカル放電は、高
周波(VHF、UHF)マイクロ波が適している。水素
ガスを適量(例えば100sccm)流し、2〜3mT
orrの圧力下で放電室で100Wのマイクロ波放電を
行い、水素ラジカルを基板上に供給する。
From the viewpoint of transporting radicals over a long distance through the radical transfer pipe 55, radical discharge is performed at a low pressure (mT).
Orr) region is preferable, and high-frequency (VHF, UHF) microwave is suitable for radical discharge. Flow an appropriate amount of hydrogen gas (for example, 100 sccm), 2-3 mT
A microwave discharge of 100 W is performed in the discharge chamber under a pressure of orr to supply hydrogen radicals onto the substrate.

【0028】水素ラジカルの供給と同時にレーザー光の
照射を開始し、ホルダー52の移動により基板をレーザ
ー光に対して相対的に移動させ、基板全体のレーザー結
晶化を行う(ステップA5)。水素ラジカルが供給され
た状態でレーザー結晶化を行うことにより、レーザー結
晶化により形成された多結晶シリコン膜中の不対電子対
が瞬時に水素終端される。
Simultaneously with the supply of hydrogen radicals, the irradiation of laser light is started, and the substrate is moved relative to the laser light by moving the holder 52 to perform laser crystallization of the entire substrate (step A5). By performing laser crystallization with the hydrogen radicals supplied, the unpaired electron pairs in the polycrystalline silicon film formed by laser crystallization are instantaneously hydrogen-terminated.

【0029】レーザー結晶化終了後に、ゲートバルブ5
3を閉じて、クリーニング処理室54をレーザー照射室
50内のその他の領域と隔離し、レーザー光導入窓51
のクリーニングを開始する(ステップA6)。レーザー
光導入窓51のクリーニングは、レーザー結晶化終了後
の基板の搬出と、新たな基板の搬入との間に行われ、ゲ
ートバルブ53が閉じているため、クリーニング処理室
54に供給されるエッチングガスは、基板に届くことが
ない。
After completion of the laser crystallization, the gate valve 5
3 is closed to isolate the cleaning processing chamber 54 from other regions in the laser irradiation chamber 50, and the laser light introduction window 51
Cleaning is started (step A6). The cleaning of the laser beam introduction window 51 is performed between the unloading of the substrate after the completion of the laser crystallization and the loading of a new substrate. Since the gate valve 53 is closed, the etching supplied to the cleaning processing chamber 54 is performed. The gas never reaches the substrate.

【0030】レーザー光導入窓51に付着した汚れ(S
i)のクリーニングには、例えばSiエッチングガスで
あるCF4+O2を使用し、例えば、CF4:O2=800
sccm:300scm流し、圧力100mTorrに
て100Wのマイクロ波放電を行い、レーザー光導入窓
51に付着した汚れ(Si)のエッチングを行う。
Dirt adhering to the laser beam introduction window 51 (S
For the cleaning of i), for example, CF4 + O2, which is an Si etching gas, is used. For example, CF4: O2 = 800.
Sccm: 300 scm is flown, 100 W of microwave discharge is performed at a pressure of 100 mTorr, and the dirt (Si) adhering to the laser beam introduction window 51 is etched.

【0031】クリーニング(エッチング)終了後、クリ
ーニング処理室54を図示しない排気手段より真空排気
し、クリーニング処理室54の真空度がその他のレーザ
ー照射室50の領域の真空度と略同一になった時点でゲ
ートバルブ53を開ける。クリーニング処理室54の真
空排気を短時間で行う必要がある場合には、例えばバッ
ファチャンバを併設し、当該バッファチャンバを高真空
排気した状態でクリーニング処理室54とバッファチャ
ンバとを接続することによりごく短時間で排気する方法
がある。なお、Siのエッチングレートは、100nm
/min以上とれるので、一度のエッチングに必要な時
間は、10s程度で十分であり、クリーニング処理室5
4の真空排気の時間を鑑みても、レーザー光導入窓51
に付着した汚れ(Si)のクリーニングをレーザー結晶
化終了後の基板の搬出と、新たな基板の搬入との間に行
うことができる。
After the cleaning (etching) is completed, the cleaning processing chamber 54 is evacuated by exhaust means (not shown), and the degree of vacuum in the cleaning processing chamber 54 becomes substantially the same as the degree of vacuum in the region of the other laser irradiation chamber 50. The gate valve 53 is opened with. When it is necessary to evacuate the cleaning processing chamber 54 in a short time, for example, a buffer chamber is provided side by side, and the cleaning processing chamber 54 and the buffer chamber are connected to each other while the buffer chamber is evacuated to a high vacuum. There is a method of exhausting in a short time. The etching rate of Si is 100 nm.
/ Min or more, the time required for one etching is about 10 s.
Considering the vacuum exhaust time of 4, the laser light introduction window 51
The dirt (Si) adhering to the substrate can be cleaned between the unloading of the substrate after the completion of laser crystallization and the loading of a new substrate.

【0032】レーザー照射室50で1枚目の基板の半導
体膜にレーザー照射による結晶化が施されている間、半
導体成膜室40に搬送された2枚目の基板には下地保護
膜および半導体膜が形成される。
While the semiconductor film on the first substrate is being crystallized by laser irradiation in the laser irradiation chamber 50, the second substrate transferred to the semiconductor film forming chamber 40 is provided with a base protective film and a semiconductor. A film is formed.

【0033】1枚目の基板の半導体膜がレーザー照射に
よって結晶化されると共に水素化された後、搬送ロボッ
ト11は1枚目の基板をレーザー照射室50から酸化膜
成膜室60に搬入する(ステップA7)と共に、2枚目
の基板を半導体成膜室40からレーザー照射室50に搬
入する。また搬送ロボット11は、3枚目の基板を予備
加熱室30から半導体成膜室40に搬入する。
After the semiconductor film on the first substrate is crystallized and hydrogenated by laser irradiation, the transfer robot 11 carries the first substrate from the laser irradiation chamber 50 into the oxide film forming chamber 60. Along with (step A7), the second substrate is carried into the laser irradiation chamber 50 from the semiconductor film forming chamber 40. Further, the transfer robot 11 loads the third substrate from the preheating chamber 30 into the semiconductor film forming chamber 40.

【0034】酸化膜成膜室60で1枚目の基板に第1ゲ
ート絶縁膜が成膜されている間(ステップA8)、半導
体成膜室40に搬送された3枚目の基板は、下地保護膜
および半導体膜が形成され、レーザー照射室50に搬送
された2枚目の基板の半導体膜は、レーザー照射に依る
結晶化が施される。
While the first gate insulating film is being formed on the first substrate in the oxide film forming chamber 60 (step A8), the third substrate transferred to the semiconductor film forming chamber 40 is a base substrate. The protective film and the semiconductor film are formed, and the semiconductor film of the second substrate transferred to the laser irradiation chamber 50 is crystallized by the laser irradiation.

【0035】以後これを繰り返して複数の基板に対する
処理を順次行うと共に、ロードロック室20に搬送され
てきた基板を順次装置外に搬出し、以降の処理を行う。
After that, this process is repeated to sequentially process the plurality of substrates, and the substrates carried into the load lock chamber 20 are sequentially carried out of the apparatus to perform the subsequent processes.

【0036】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、水素ラジカルを供給しながらレーザー結晶化を行う
ことにより、レーザー結晶化のためのレーザー照射室
(チャンバ)内でレーザー結晶化と共に水素化処理を行
うことができるため、水素化処理を行うための装置およ
び時間を必要とせず、TFTの製造工程を簡略化でき、
TFTの製造に使用する装置を削減することができると
いう効果を奏する。
As described above, according to the present embodiment, the laser crystallization is performed while supplying the hydrogen radicals, so that the laser crystallization and the hydrogen are performed in the laser irradiation chamber (chamber) for the laser crystallization. Since a hydrogenation treatment can be performed, a device and time for performing a hydrogenation treatment are not required, and the TFT manufacturing process can be simplified.
This has the effect of reducing the number of devices used for manufacturing TFTs.

【0037】さらに、本実施の形態によれば、水素ラジ
カルを供給しながらレーザー結晶化を行うことにより、
不対電子対を瞬時に水素終端することができるため、半
導体膜の電気伝導度は著しく安定し、その結果TFTの
オン電流やオフ電流等と云った電気的特性が向上すると
いう効果を奏する。
Furthermore, according to the present embodiment, laser crystallization is performed while supplying hydrogen radicals,
Since the unpaired electron pair can be instantaneously terminated with hydrogen, the electric conductivity of the semiconductor film is remarkably stabilized, and as a result, the electrical characteristics such as the on-current and off-current of the TFT are improved.

【0038】さらに、本実施の形態によれば、レーザー
照射室に水素ラジカルを供給するに際し、レーザー照射
室のレーザー光導入窓をクリーニングするエッチングガ
スを供給するラジカル移送管を用いるため、水素ラジカ
ルを供給するための特別な設備を必要とせず、TFTの
製造に使用する装置を削減することができるという効果
を奏する。
Further, according to the present embodiment, when the hydrogen radicals are supplied to the laser irradiation chamber, since the radical transfer pipe for supplying the etching gas for cleaning the laser light introducing window of the laser irradiation chamber is used, There is an effect that it is possible to reduce the number of devices used for manufacturing a TFT without requiring special equipment for supplying.

【0039】なお、本実施の形態のレーザー光導入窓5
1に付着した汚れ(Si)のクリーニングは、各基板毎
に行うように構成したが、レーザー光導入窓51に付着
する汚れ(Si)の程度によっては、複数枚毎(例えば
20枚)に行う様に構成しても良い。
The laser light introduction window 5 of this embodiment is used.
The cleaning of the dirt (Si) adhered to No. 1 is performed for each substrate, but depending on the degree of the dirt (Si) adhered to the laser light introduction window 51, it is carried out every plural sheets (for example, 20 sheets). It may be configured like this.

【0040】なお、本発明が上記各実施の形態に限定さ
れず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形
態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記
構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定さ
れず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に
することができる。なお、各図において、同一構成要素
には同一符号を付している。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it is apparent that the respective embodiments can be modified appropriately within the scope of the technical idea of the present invention. Further, the number, position, shape, etc. of the above-mentioned constituent members are not limited to those in the above-mentioned embodiment, and the number, position, shape, etc. suitable for carrying out the present invention can be adopted. In addition, in each figure, the same components are denoted by the same reference numerals.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法は、水素
ラジカルを供給しながらレーザー結晶化を行うことによ
り、レーザー結晶化のためのレーザー照射室(チャン
バ)内でレーザー結晶化と共に水素化処理を行うことが
できるため、水素化処理を行うための装置および時間を
必要とせず、TFTの製造工程を簡略化でき、TFTの
製造に使用する装置を削減することができるという効果
を奏する。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, laser crystallization is performed while supplying hydrogen radicals, so that the laser crystallization and the hydrogenation treatment are carried out in the laser irradiation chamber for laser crystallization. Therefore, there is an effect that a device and time for performing the hydrogenation treatment are not required, the manufacturing process of the TFT can be simplified, and the device used for manufacturing the TFT can be reduced.

【0042】さらに、本発明の半導体装置の製造方法
は、水素ラジカルを供給しながらレーザー結晶化を行う
ことにより、不対電子対を瞬時に水素終端することがで
きるため、半導体膜の電気伝導度は著しく安定し、その
結果TFTのオン電流やオフ電流等と云った電気的特性
が向上するという効果を奏する。
Further, in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the laser crystallization is performed while supplying hydrogen radicals, whereby the unpaired electron pairs can be instantaneously hydrogen-terminated, so that the electric conductivity of the semiconductor film is increased. Is remarkably stable, and as a result, electrical characteristics such as on-current and off-current of the TFT are improved.

【0043】さらに、本発明の半導体装置の製造方法
は、レーザー照射室に水素ラジカルを供給するに際し、
レーザー照射室のレーザー光導入窓をクリーニングする
エッチングガスを供給するラジカル移送管を用いるた
め、水素ラジカルを供給するための特別な設備を必要と
せず、TFTの製造に使用する装置を削減することがで
きるという効果を奏する。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, when hydrogen radicals are supplied to the laser irradiation chamber,
Since the radical transfer pipe for supplying the etching gas for cleaning the laser light introduction window of the laser irradiation chamber is used, special equipment for supplying hydrogen radicals is not required, and it is possible to reduce the device used for manufacturing the TFT. It has the effect of being able to.

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

【図1】本発明に係る半導体装置の製造方法の実施の形
態が用いられる薄膜トランジスタ製造装置の構成を示す
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a thin film transistor manufacturing apparatus in which an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is used.

【図2】図1に示すレーザー照射室の構成を示す構成図
である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of a laser irradiation chamber shown in FIG.

【図3】図3は、本発明に係る半導体装置の製造方法の
実施の形態を説明するための工程図である。
FIG. 3 is a process chart for explaining an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 搬送室 11 搬送ロボット 20 ロードロック室 30 予備加熱室 40 半導体成膜室 50 レーザー照射室 60 酸化膜成膜室 S1〜5 シャッタ 51 レーザー光導入窓 52 ホルダー 53 ゲートバルブ 54 クリーニング処理室 55 ラジカル移送管 56 放電室 10 Transport room 11 Transport robot 20 load lock room 30 Preheating chamber 40 Semiconductor film forming chamber 50 laser irradiation room 60 Oxide film deposition chamber S1-5 shutter 51 Laser light introduction window 52 holder 53 gate valve 54 Cleaning processing room 55 Radical transfer tube 56 discharge chamber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F052 AA02 DA02 DB03 HA03 JA01 5F110 AA06 AA07 AA16 AA17 AA19 BB01 BB02 DD02 DD11 FF02 GG02 GG13 GG45 PP03 QQ08 QQ25    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5F052 AA02 DA02 DB03 HA03 JA01                 5F110 AA06 AA07 AA16 AA17 AA19                       BB01 BB02 DD02 DD11 FF02                       GG02 GG13 GG45 PP03 QQ08                       QQ25

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザー照射室に搬入された基板上に成
膜されている半導体膜または半導体基板に対してレーザ
ー光導入窓を介してレーザー光を照射して結晶化処理又
はアニール処理を行う半導体装置の製造方法であって、 前記結晶化処理を行う前記レーザー照射室に水素ラジカ
ルを供給し、 前記水素ラジカルの雰囲気中で前記結晶化処理を行うこ
とにより前記結晶化処理と同時に結晶化によって生じる
不対電子対を水素終端する水素化処理を行うことを特徴
とする半導体装置の製造方法。
1. A semiconductor film or semiconductor substrate formed on a substrate carried into a laser irradiation chamber is irradiated with laser light through a laser light introduction window to perform crystallization treatment or annealing treatment. A method of manufacturing a device, wherein hydrogen radicals are supplied to the laser irradiation chamber for performing the crystallization treatment, and the crystallization treatment is performed in an atmosphere of the hydrogen radicals, whereby the crystallization treatment and the crystallization treatment occur simultaneously. A method of manufacturing a semiconductor device, which comprises performing a hydrogenation process of terminating an unpaired electron pair with hydrogen.
【請求項2】 前記レーザー光導入窓をクリーニングす
るエッチングガスを供給するための移送管を用いて、前
記水素ラジカルを前記レーザー照射室内に供給すること
を特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the hydrogen radicals are supplied into the laser irradiation chamber by using a transfer pipe for supplying an etching gas for cleaning the laser light introducing window. Production method.
【請求項3】 前記レーザー照射室内の前記レーザー光
導入窓近傍に設けられているクリーニング処理室を前記
レーザー照射室内のその他の領域から隔離した状態で、
前記エッチングガスを前記クリーニング処理室に供給す
ることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置の
製造方法。
3. A cleaning treatment chamber provided in the vicinity of the laser beam introducing window in the laser irradiation chamber is isolated from other regions in the laser irradiation chamber,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the etching gas is supplied to the cleaning processing chamber.
【請求項4】 前記クリーニング処理室を前記レーザー
照射室内のその他の領域から隔離した状態で、前記基板
の前記レーザー照射室からの搬出および前記基板の前記
レーザー照射室への搬入を行うことを特徴とする請求項
1乃至3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
4. The unloading of the substrate from the laser irradiation chamber and the loading of the substrate into the laser irradiation chamber are performed in a state where the cleaning processing chamber is isolated from other regions in the laser irradiation chamber. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein
【請求項5】 前記クリーニング処理室を前記レーザー
照射室内のその他の領域から隔離しない状態で、前記水
素ラジカルを前記クリーニング処理室に供給することを
特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体装
置の製造方法。
5. The hydrogen radical is supplied to the cleaning treatment chamber in a state where the cleaning treatment chamber is not isolated from other regions in the laser irradiation chamber. Of manufacturing a semiconductor device of.
JP2002089815A 2002-03-27 2002-03-27 Manufacturing method of semiconductor device Expired - Fee Related JP3797258B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002089815A JP3797258B2 (en) 2002-03-27 2002-03-27 Manufacturing method of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002089815A JP3797258B2 (en) 2002-03-27 2002-03-27 Manufacturing method of semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003282476A true JP2003282476A (en) 2003-10-03
JP3797258B2 JP3797258B2 (en) 2006-07-12

Family

ID=29235297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002089815A Expired - Fee Related JP3797258B2 (en) 2002-03-27 2002-03-27 Manufacturing method of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3797258B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP3797258B2 (en) 2006-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6017779A (en) Fabrication method for a thin film semiconductor device, the thin film semiconductor device itself, liquid crystal display, and electronic device
KR100734393B1 (en) method for forming silicon film by Atomic Layer Deposition
JP3977455B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3927634B2 (en) Laser annealing method and thin film transistor manufacturing method
KR100811281B1 (en) Apparatus for adsorping metal and method for the same
JP2000208422A (en) Forming method of laminated film and thin film forming system
JP4001906B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3797258B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2000150389A (en) Plasma cvd device and manufacture of semiconductor device using the same
JP3797257B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus
JP3680677B2 (en) Semiconductor element manufacturing apparatus and semiconductor element manufacturing method
US20040069612A1 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP4076591B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and substrate processing method
JPH1098085A (en) Plasma-processing device and thin-film transistor manufacturing method
JP4016539B2 (en) Thin film semiconductor manufacturing apparatus and thin film semiconductor manufacturing method
KR100811282B1 (en) Method for manufacturing crystalline silicon
JP2008202114A (en) Thin-film-forming apparatus
JP3957777B2 (en) Laser irradiation method
JP2010034463A (en) Laser annealing device
CN107799398B (en) Manufacturing method of polycrystalline silicon thin film, transistor, substrate and laser equipment
JPH10135148A (en) Laser irradiation system and application thereof
JP2001210605A (en) Semiconductor device manufacturing equipment and ion- doping device
JP2002134426A (en) Method and apparatus for manufacturing thin film, thin- film transistor and its manufacturing method
JPH09186342A (en) Manufacture of semiconductor device
JP4128552B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041026

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050502

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050510

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050623

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060328

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060410

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130428

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130428

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428

Year of fee payment: 8

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees