JP2008300865A - Method of manufacturing semiconductor device, semiconductor manufacturing apparatus used for the method, and liquid-crystal display device - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor device, semiconductor manufacturing apparatus used for the method, and liquid-crystal display device Download PDF

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理 青木
Masaki Nakahori
正樹 中堀
Shoichi Takanabe
昌一 高鍋
Takao Sakamoto
孝雄 坂本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid-crystal display device manufactured by activating impurity ions at a relatively low temperature. <P>SOLUTION: A glass substrate 2 on which a silicon oxide film 12 is formed is directly placed on a stage 55a with the rear-side surface of the glass substrate 2 downside. A second harmonic wave of a Nd:YAG laser as a laser beam is applied to the placed glass substrate 2 from the front-side surface obliquely with respect to the surface of the glass substrate 2 by an optical system. A part of the applied laser beam passes through a polysilicon film 6a and is reflected by the rear-side surface of the glass substrate 2, and a part thereof is applied to the polysilicon film 6a. The remaining component of the laser beam passes through the glass substrate 2 and is reflected by the mirror surface of the stage 55a, and a part thereof is applied to the polysilicon film 6a. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置の製造方法およびそれに用いられる半導体製造装置並びに液晶表示装置に関し、特に、注入された不純物イオンを活性化させるための工程を備えた半導体装置の製造方法と、その工程に使用される半導体製造装置と、そのような半導体装置の製造方法によって得られる液晶表示装置とに関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, a semiconductor manufacturing device used therefor, and a liquid crystal display device, and more particularly, a method for manufacturing a semiconductor device including a step for activating implanted impurity ions, and a method used for the method. The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus and a liquid crystal display device obtained by such a method of manufacturing a semiconductor device.

液晶ディスプレーなどに代表される画像を表示する機能を備えた半導体装置では、画素スイッチング用として絶縁基板上に複数の薄膜トランジスタが形成される。そこで、従来の半導体装置の製造方法の一例として、特許文献1に開示された半導体装置の製造方法について説明する。   In a semiconductor device having a function of displaying an image typified by a liquid crystal display or the like, a plurality of thin film transistors are formed on an insulating substrate for pixel switching. Therefore, as an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device, a method for manufacturing a semiconductor device disclosed in Patent Document 1 will be described.

まず、絶縁基板としてのガラス基板上に、たとえばPECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)法により、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜との2層の膜が下地膜として形成される。次に、その下地膜の上にアモルファスシリコン膜が形成される。そのアモルファスシリコン膜に所定のレーザ光を照射することによって、アモルファスシリコン膜が結晶化されてポリシリコン膜となる。   First, a two-layer film of a silicon nitride film and a silicon oxide film is formed as a base film on a glass substrate as an insulating substrate, for example, by PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition). Next, an amorphous silicon film is formed on the base film. By irradiating the amorphous silicon film with a predetermined laser beam, the amorphous silicon film is crystallized to become a polysilicon film.

次に、そのポリシリコン膜上に所定のレジストパターンが形成され、そのレジストパターンをマスクとしてポリシリコン膜にエッチングを施すことにより、ソース領域、チャネル領域およびドレイン領域となるポリシリコン膜の部分がパターニングされる。次に、薄膜トランジスタのしきい値電圧を制御するための所定の不純物イオンがポリシリコン膜の部分に注入される。   Next, a predetermined resist pattern is formed on the polysilicon film, and the polysilicon film is etched using the resist pattern as a mask, thereby patterning the portions of the polysilicon film that will become the source region, the channel region, and the drain region. Is done. Next, predetermined impurity ions for controlling the threshold voltage of the thin film transistor are implanted into the polysilicon film portion.

そのポリシリコン膜の部分を覆うように、ガラス基板上にゲート絶縁膜となるシリコン酸化膜が形成される。そのシリコン酸化膜上にゲート電極が形成される。次に、ポリシリコン膜の部分を覆うように下地膜上にゲート絶縁膜が形成される。そのゲート絶縁膜上にゲート電極が形成される。   A silicon oxide film serving as a gate insulating film is formed on the glass substrate so as to cover the portion of the polysilicon film. A gate electrode is formed on the silicon oxide film. Next, a gate insulating film is formed on the base film so as to cover the polysilicon film portion. A gate electrode is formed on the gate insulating film.

次に、ゲート電極および所定のレジストパターンをマスクとしてポリシリコン膜の部分に、LDD(Lightly Doped Drain)構造のソース領域・ドレイン領域を形成するための所定の導電型の不純物イオンが注入される。次に、レーザ光を照射することによって、ポリシリコン膜の部分に注入された不純物が活性化される。このようにしてソース・ドレイン領域およびゲート電極を含む薄膜トランジスタが形成される。   Next, impurity ions of a predetermined conductivity type for forming a source region and a drain region having an LDD (Lightly Doped Drain) structure are implanted into the polysilicon film portion using the gate electrode and a predetermined resist pattern as a mask. Next, by irradiating laser light, the impurities implanted into the polysilicon film portion are activated. In this way, a thin film transistor including source / drain regions and a gate electrode is formed.

次に、薄膜トランジスタを覆うように層間絶縁膜が形成される。その層間絶縁膜にソース領域・ドレイン領域の表面をそれぞれ露出するコンタクトホールが形成される。そのコンタクトホール内を埋めるように所定の配線電極が形成される。その後、配線電極を覆うようにシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜が形成される。このようにして、半導体装置における薄膜トランジスタの主要な部分が形成される。
特開平10−74952号公報
Next, an interlayer insulating film is formed so as to cover the thin film transistor. Contact holes are formed in the interlayer insulating film to expose the surfaces of the source region and the drain region. A predetermined wiring electrode is formed so as to fill the contact hole. Thereafter, a silicon oxide film and a silicon nitride film are formed so as to cover the wiring electrodes. In this way, the main part of the thin film transistor in the semiconductor device is formed.
JP-A-10-74952

しかしながら、従来の半導体装置の製造方法では次のような問題点があった。上述したように、ポリシリコン膜の部分にソース領域・ドレイン領域を形成するための所定の導電型の不純物イオンが注入された後に、レーザ光としてエキシマレーザ(XeCl)を照射することによって、ポリシリコン膜の部分に注入された不純物イオンが活性化される。   However, the conventional method for manufacturing a semiconductor device has the following problems. As described above, after the impurity ions of a predetermined conductivity type for forming the source region and the drain region are implanted in the polysilicon film portion, the excimer laser (XeCl) is irradiated as the laser beam to thereby remove the polysilicon. Impurity ions implanted into the film portion are activated.

あるいは、レーザ光を照射する代わりに、所定の温度によるアニール処理を施すことによって不純物イオンが活性化される。   Alternatively, the impurity ions are activated by performing an annealing process at a predetermined temperature instead of irradiating the laser beam.

エキシマレーザ光を照射することによって不純物イオンの活性化を行う場合には、活性化後もレーザ光がポリシリコン膜に吸収されてしまうため、レーザ光の強度が所定の強度よりも高いとポリシリコン膜の再溶融が生じる。そのため、レーザ光の強度を活性化に必要な強度(最低結晶化エネルギ)と再溶融が起こる強度(微結晶化開始エネルギ)との間に設定する必要があり、レーザ光の制御が難しいという問題があった。   When the impurity ions are activated by irradiating the excimer laser light, the laser light is absorbed by the polysilicon film even after the activation, so that if the intensity of the laser light is higher than a predetermined intensity, the polysilicon is absorbed. Remelting of the film occurs. Therefore, it is necessary to set the intensity of the laser light between the intensity necessary for activation (minimum crystallization energy) and the intensity at which remelting occurs (microcrystallization start energy), and it is difficult to control the laser light. was there.

一方、アニール処理を施すことによって不純物イオンの活性化を行う場合には、基板の伸縮が大きくパターニング時に倍率誤差が生じるため、基板にあらかじめ熱処理を施しておく必要があり、工程削減を図って生産性の向上を図るのを阻害する要因となっていた。   On the other hand, when impurity ions are activated by performing annealing treatment, the substrate expands and contracts greatly, and a magnification error occurs during patterning. Therefore, it is necessary to heat treat the substrate in advance. It was a factor that hindered improvement of sex.

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、一つの目的は比較的低温にて不純物イオンの活性化が図られる半導体装置の製造方法を提供することであり、他の目的はそのような半導体装置の製造方法に適用される半導体製造装置を提供することであり、さらに他の目的は、そのような半導体装置の製造方法によって製造される液晶表示装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above problems, and one object thereof is to provide a method of manufacturing a semiconductor device in which impurity ions can be activated at a relatively low temperature. Another object is to provide a liquid crystal display device manufactured by such a method for manufacturing a semiconductor device.

本発明に係る半導体装置の製造方法は、以下の工程を備えている。基板の主表面上に下地となる下地絶縁膜を形成する。下地絶縁膜の表面上の所定領域に半導体膜を形成する。半導体膜を結晶化し、所定のパターニングを施す。パターニングされた半導体膜を覆うように、基板上に絶縁膜を形成する。パターニングされた半導体膜の直上に位置する絶縁膜の部分の上に電極部を形成する。電極部および所定のレジストパターンをマスクとして、パターニングされた半導体膜に間隔を隔てて所定導電型の不純物イオンを導入する。不純物イオンを導入したパターニングされた半導体膜に、Nd:YAGレーザの第2高調波によるレーザ光を照射することにより、不純物イオンを活性化させる。その不純物イオンを活性化させる活性化工程は、所定のステージ上に基板を直接載置して、電極部が形成されている側からレーザ光をパターニングされた半導体膜に照射する工程を備えている。   A manufacturing method of a semiconductor device according to the present invention includes the following steps. A base insulating film serving as a base is formed on the main surface of the substrate. A semiconductor film is formed in a predetermined region on the surface of the base insulating film. The semiconductor film is crystallized and subjected to predetermined patterning. An insulating film is formed on the substrate so as to cover the patterned semiconductor film. An electrode portion is formed on the portion of the insulating film located immediately above the patterned semiconductor film. Using the electrode portion and a predetermined resist pattern as a mask, impurity ions of a predetermined conductivity type are introduced into the patterned semiconductor film with a gap. By irradiating the patterned semiconductor film into which the impurity ions are introduced with laser light of the second harmonic of the Nd: YAG laser, the impurity ions are activated. The activation step of activating the impurity ions includes a step of directly placing the substrate on a predetermined stage and irradiating the patterned semiconductor film with laser light from the side where the electrode portion is formed. .

本発明に係る他の半導体装置の製造方法は、以下の工程を備えている。基板の主表面上に下地となる下地絶縁膜を形成する。下地絶縁膜の表面上の所定領域に半導体膜を形成する。半導体膜を結晶化し、所定のパターニングを施す。パターニングされた半導体膜を覆うように、基板上に絶縁膜を形成する。パターニングされた半導体膜の直上に位置する絶縁膜の部分の上に電極部を形成する。電極部および所定のレジストパターンをマスクとして、パターニングされた半導体膜に間隔を隔てて所定導電型の不純物イオンを導入する。不純物イオンを導入したパターニングされた半導体膜に、Nd:YAGレーザの第2高調波によるレーザ光を照射することにより、不純物イオンを活性化させる。その不純物イオンを活性化させる活性化工程は、電極部が形成されている側とは反対側の基板の側からレーザ光をパターニングされた半導体膜に照射する工程を備えている。   Another semiconductor device manufacturing method according to the present invention includes the following steps. A base insulating film serving as a base is formed on the main surface of the substrate. A semiconductor film is formed in a predetermined region on the surface of the base insulating film. The semiconductor film is crystallized and subjected to predetermined patterning. An insulating film is formed on the substrate so as to cover the patterned semiconductor film. An electrode portion is formed on the portion of the insulating film located immediately above the patterned semiconductor film. Using the electrode portion and a predetermined resist pattern as a mask, impurity ions of a predetermined conductivity type are introduced into the patterned semiconductor film with a gap. By irradiating the patterned semiconductor film into which the impurity ions are introduced with laser light of the second harmonic of the Nd: YAG laser, the impurity ions are activated. The activation step of activating the impurity ions includes a step of irradiating the patterned semiconductor film with laser light from the side of the substrate opposite to the side where the electrode portion is formed.

本発明に係る半導体製造装置は、ステージと照射光学系と制御部とを備えている。ステージには基板が直接載置される。照射光学系は、ステージに保持される基板の表面側および裏面側の少なくともいずれかの側から基板に向けてレーザ光を照射するための所定のレーザ光源を含んでいる。制御部は照射光学系を制御する。   The semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention includes a stage, an irradiation optical system, and a control unit. The substrate is directly placed on the stage. The irradiation optical system includes a predetermined laser light source for irradiating the substrate with laser light from at least one of the front surface side and the back surface side of the substrate held on the stage. The control unit controls the irradiation optical system.

本発明に係る液晶表示装置は、主表面を有する基板と薄膜トランジスタとを備えている。その基板として、製造時の熱履歴によって変形するのを阻止するためにあらかじめ施される熱処理を必要としない基板が用いられる。   The liquid crystal display device according to the present invention includes a substrate having a main surface and a thin film transistor. As the substrate, a substrate that does not require heat treatment applied in advance to prevent deformation due to a thermal history during manufacture is used.

本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、不純物イオンを活性するためにレーザ光としてNd:YAGレーザの第2高調波を用いることによって、アニール処理により活性化を行う場合と比べると、薄膜トランジスタが形成される基板の温度上昇を大幅に抑えらることができて、比較的低温度で不純物イオンの活性化を行なうことができる。また、エキシマレーザを用いて活性化を行う場合と比べると、結晶化した半導体膜におけるレーザ光の吸収率が低く、活性化に必要なエネルギ範囲のマージンが大きくなってプロセスが安定する。   According to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the second harmonic of the Nd: YAG laser is used as the laser beam to activate the impurity ions, so that the thin film transistor As a result, it is possible to significantly suppress the temperature rise of the substrate on which the impurity ions are formed, and to activate the impurity ions at a relatively low temperature. Further, compared with the case where activation is performed using an excimer laser, the absorption rate of laser light in the crystallized semiconductor film is low, the margin of the energy range necessary for activation is increased, and the process is stabilized.

本発明に係る他の半導体装置の製造方法によれば、レーザ光としてNd:YAGレーザの第2高調波を用いることによって、比較的低温度で不純物イオンの活性化を行なうことができるとともに、レーザ光を電極部が形成されている側とは反対側の基板の側から半導体膜に照射することによって、半導体膜の全体にレーザ光が照射されて、不純物イオンを効率的に活性化することができる。また、エキシマレーザを用いて活性化を行う場合と比べると、結晶化した半導体膜におけるレーザ光の吸収率が低く、活性化に必要なエネルギ範囲のマージンが大きくなってプロセスが安定する。   According to another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, by using the second harmonic of an Nd: YAG laser as laser light, impurity ions can be activated at a relatively low temperature, and the laser can be activated. By irradiating the semiconductor film with light from the side of the substrate opposite to the side where the electrode portion is formed, the entire semiconductor film is irradiated with laser light, and the impurity ions can be activated efficiently. it can. Further, compared with the case where activation is performed using an excimer laser, the absorption rate of laser light in the crystallized semiconductor film is low, the margin of the energy range necessary for activation is increased, and the process is stabilized.

本発明に係る半導体製造装置によれば、基板が直接載置されるステージを有していることによって、基板とステージとの間に所定の間隔を開けて基板を設置する場合と比べて、製造装置の構成をよりシンプルにすることができる。   The semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention has a stage on which the substrate is directly placed, and therefore, compared to the case where the substrate is installed with a predetermined interval between the substrate and the stage. The configuration of the apparatus can be simplified.

また、液晶表示装置の製造の際にアニールによって活性化を行う場合には基板の変形を防ぐためにあらかじめ基板に熱処理を施しておく必要があるのに対して、レーザ光によって活性化を行う場合には温度上昇が大幅に抑えられるため、本発明に係る液晶表示装置では、製造時の熱履歴によって変形するのを阻止するためにあらかじめ施される熱処理を必要としない基板を用いることができる。これにより、基板の変形を防ぐためにあらかじめ基板に熱処理を施しておく必要がなくなり、工程の削減を図ることができる。   In addition, when activation is performed by annealing at the time of manufacturing a liquid crystal display device, it is necessary to heat-treat the substrate in advance in order to prevent deformation of the substrate, whereas when activation is performed by laser light. In the liquid crystal display device according to the present invention, it is possible to use a substrate that does not require a heat treatment applied in advance to prevent deformation due to a thermal history during manufacture. Thereby, it is not necessary to heat-treat the substrate in advance in order to prevent deformation of the substrate, and the number of processes can be reduced.

(実施例1)
本発明の実施例1に係る半導体装置の製造方法について説明する。
Example 1
A method for manufacturing a semiconductor device according to Embodiment 1 of the present invention will be described.

まず、図1に示すように、基板としてのガラス基板2上に、たとえばPECVD法により、シリコン窒化膜3とシリコン酸化膜4との2層の膜が下地膜として形成される。次に、図2に示すように、そのシリコン酸化膜4上にアモルファスシリコン膜5が形成される。そのアモルファスシリコン膜5に所定のレーザ光を照射することによって、図3に示すように、アモルファスシリコン膜5が結晶化されてポリシリコン膜6となる。   First, as shown in FIG. 1, a two-layer film of a silicon nitride film 3 and a silicon oxide film 4 is formed as a base film on a glass substrate 2 as a substrate, for example, by PECVD. Next, as shown in FIG. 2, an amorphous silicon film 5 is formed on the silicon oxide film 4. By irradiating the amorphous silicon film 5 with a predetermined laser beam, the amorphous silicon film 5 is crystallized into a polysilicon film 6 as shown in FIG.

次に、図4に示すように、そのポリシリコン膜6上に所定のレジストパターン7が形成される。そのレジストパターン7をマスクとしてポリシリコン膜6にエッチングを施すことにより、図5に示すように、ソース/ドレイン領域およびチャネル領域となるポリシリコン膜6aの部分がパターニングされる。その後、レジストパターン7が除去される。   Next, as shown in FIG. 4, a predetermined resist pattern 7 is formed on the polysilicon film 6. By etching the polysilicon film 6 using the resist pattern 7 as a mask, portions of the polysilicon film 6a to be a source / drain region and a channel region are patterned as shown in FIG. Thereafter, the resist pattern 7 is removed.

次に、図6に示すように、ポリシリコン膜6aにチャネル領域を形成するための所定の導電型の不純物イオンが注入される。次に、図7に示すように、ポリシリコン膜6aを覆うように、シリコン酸化膜4上にゲート絶縁膜となるシリコン酸化膜9が形成される。   Next, as shown in FIG. 6, impurity ions of a predetermined conductivity type for forming a channel region are implanted into the polysilicon film 6a. Next, as shown in FIG. 7, a silicon oxide film 9 serving as a gate insulating film is formed on the silicon oxide film 4 so as to cover the polysilicon film 6a.

次に、図8に示すように、シリコン酸化膜9上にゲート電極となるクロム膜10が形成される。次に、図9に示すように、そのクロム膜10上にゲート電極をパターニングするための所定のレジストパターン11が形成される。そのレジストパターン11をマスクとしてクロム膜10にエッチングを施すことにより、ゲート電極10aが形成される。このときゲート電極10aの幅は、レジストパターン11の幅よりも短くなる。   Next, as shown in FIG. 8, a chromium film 10 serving as a gate electrode is formed on the silicon oxide film 9. Next, as shown in FIG. 9, a predetermined resist pattern 11 for patterning the gate electrode is formed on the chromium film 10. By etching the chromium film 10 using the resist pattern 11 as a mask, the gate electrode 10a is formed. At this time, the width of the gate electrode 10 a is shorter than the width of the resist pattern 11.

そのレジストパターン11をマスクとしてポリシリコン膜6aに所定導電型の不純物イオンを注入することにより、比較的不純物濃度の高い1対の不純物領域66aa、66abが形成される。その1対の不純物領域66aa、66abによって挟まれたポリシリコン膜6aの部分には、チャネル領域6acが形成されることになる。その後、レジストパターン11が除去される。   By implanting impurity ions of a predetermined conductivity type into polysilicon film 6a using resist pattern 11 as a mask, a pair of impurity regions 66aa and 66ab having a relatively high impurity concentration are formed. A channel region 6ac is formed in the portion of the polysilicon film 6a sandwiched between the pair of impurity regions 66aa and 66ab. Thereafter, the resist pattern 11 is removed.

次に、図10に示すように、ゲート電極10aをマスクとしてポリシリコン膜6aに所定導電型の不純物イオンを注入することにより、比較的不純物濃度の低い1対の不純物領域67aa、67abが形成される。   Next, as shown in FIG. 10, a pair of impurity regions 67aa and 67ab having a relatively low impurity concentration are formed by implanting impurity ions of a predetermined conductivity type into the polysilicon film 6a using the gate electrode 10a as a mask. The

これにより、LDD(Lightly Doped Drain)構造の1対のソース/ドレイン領域6aa,6abが形成されることになる。次に、図11に示すように、ゲート電極10aを覆うようにシリコン酸化膜9上にシリコン酸化膜12が形成される。   Thus, a pair of source / drain regions 6aa and 6ab having an LDD (Lightly Doped Drain) structure is formed. Next, as shown in FIG. 11, a silicon oxide film 12 is formed on the silicon oxide film 9 so as to cover the gate electrode 10a.

次に、ソース/ドレイン領域6aa,6abの不純物イオンの活性化が行われる。不純物イオンを活性化させるためにレーザ光が使用される。そこで、まず、不純物イオンの活性化を行うためのレーザ光照射装置について説明する。   Next, activation of impurity ions in source / drain regions 6aa and 6ab is performed. Laser light is used to activate the impurity ions. First, a laser beam irradiation apparatus for activating impurity ions will be described.

図12に示すように、レーザ光照射装置51には、ガラス基板2が載置されるステージ55a、ステージ55aに載置されるガラス基板2の表面側(薄膜トランジスタが形成される側)からガラス基板2に向けてレーザ光を照射するための光源52と光学系54、入射角度を含め光源52等を制御するための制御部53が設けられている。   As shown in FIG. 12, the laser beam irradiation device 51 includes a stage 55a on which the glass substrate 2 is placed, and a glass substrate from the surface side (side on which the thin film transistor is formed) of the glass substrate 2 placed on the stage 55a. 2 is provided with a light source 52 and an optical system 54 for irradiating a laser beam toward the light source 2, and a controller 53 for controlling the light source 52 and the like including an incident angle.

レーザ光としてNd:YAG(Neodymium:Yttrium Aluminium Garnet)レーザの第2高調波(波長532nm)が用いられる。ステージ55aの表面は鏡面に仕上げられている。ここで、鏡面とは、ステージ55aの表面の粗さ(凹凸)が、Nd:YAGレーザの第2高調波の波長532nmよりも略短い状態にあることをいう。   As a laser beam, a second harmonic (wavelength of 532 nm) of an Nd: YAG (Neodymium: Yttrium Aluminum Garnet) laser is used. The surface of the stage 55a has a mirror finish. Here, the mirror surface means that the surface roughness (unevenness) of the stage 55a is substantially shorter than the wavelength 532 nm of the second harmonic of the Nd: YAG laser.

次に、上述したレーザ光照射装置を用いた不純物イオンの活性化処理について説明する。図13に示すように、シリコン酸化膜12の形成されたガラス基板2が、ガラス基板2の裏側(薄膜トランジスタが形成される側とは反対側)の面を下にしてステージ55a上に直接載置される。   Next, an impurity ion activation process using the laser beam irradiation apparatus described above will be described. As shown in FIG. 13, the glass substrate 2 on which the silicon oxide film 12 is formed is directly placed on the stage 55a with the back side of the glass substrate 2 (the side opposite to the side where the thin film transistor is formed) facing down. Is done.

ステージ55a上に載置されたガラス基板2に対して、光学系54により表側の面からレーザ光が所定の入射角度をもって照射される。つまり、レーザ光がガラス基板2の面に対して斜めに照射される。   The optical system 54 irradiates the glass substrate 2 placed on the stage 55a from the front side surface with a predetermined incident angle. That is, the laser beam is irradiated obliquely with respect to the surface of the glass substrate 2.

このとき、入射角度としては、後述するように45°以上に設定されることが望ましい。また、照射条件の一例として、短軸方向半値幅は約40〜60μm、長軸長さは約100nm、スキャン速度は3mm/sec、エネルギ密度は約400mJ/cm2である。なお、半値幅とは最も強い強度の半分の強度における幅をいう。 At this time, the incident angle is preferably set to 45 ° or more as will be described later. As an example of irradiation conditions, the half-width in the minor axis direction is about 40 to 60 μm, the major axis length is about 100 nm, the scanning speed is 3 mm / sec, and the energy density is about 400 mJ / cm 2 . The half-value width means a width at half the intensity of the strongest intensity.

照射されたレーザ光の一部は、ポリシリコン膜6a等を透過してガラス基板2の裏面にて入射角度と同じ角度(反射角度)にて反射される。反射したレーザ光はガラス基板2を透過し、その一部はポリシリコン膜6aに照射されることになる。   A part of the irradiated laser light passes through the polysilicon film 6a and the like and is reflected on the back surface of the glass substrate 2 at the same angle (reflection angle) as the incident angle. The reflected laser light is transmitted through the glass substrate 2, and a part thereof is irradiated to the polysilicon film 6a.

一方、レーザ光の残りの成分は、ガラス基板2を透過してステージ55aの表面にて反射される。このとき、ステージ55aの表面が鏡面であることで、この部分でもガラス基板2を透過したレーザ光は、ステージ55aの表面にて入射角度と同じ反射角度にて反射される。反射したレーザ光はガラス基板2を透過し、その一部はポリシリコン膜6aに照射されることになる。   On the other hand, the remaining components of the laser light are transmitted through the glass substrate 2 and reflected by the surface of the stage 55a. At this time, since the surface of the stage 55a is a mirror surface, the laser light transmitted through the glass substrate 2 in this part is reflected on the surface of the stage 55a at the same reflection angle as the incident angle. The reflected laser light is transmitted through the glass substrate 2, and a part thereof is irradiated to the polysilicon film 6a.

このようにして、ポリシリコン膜6aにレーザ光が照射されることで注入された不純物イオンの活性化が行われる。なお、この明細書でいう活性化とは、注入された不純物イオン種とシリコン(Si)との結合エネルギ以上のエネルギを与えて、不純物イオンを電気的に活性状態にすることをいう。   In this way, the impurity ions implanted by irradiating the polysilicon film 6a with the laser light are activated. The activation in this specification means that the impurity ions are electrically activated by applying energy higher than the binding energy between the implanted impurity ion species and silicon (Si).

次に、図14に示すように、シリコン酸化膜12、9にソース/ドレイン領域6aa,6abの表面を露出するコンタクトホール12a,12bが形成される。次に、図15に示すように、そのコンタクトホール12a,12bを埋めるように、ソース/ドレイン領域6aa,6abに電気的に接続されるソース/ドレイン電極13a,13bがそれぞれ形成される。   Next, as shown in FIG. 14, contact holes 12 a and 12 b exposing the surfaces of the source / drain regions 6 aa and 6 ab are formed in the silicon oxide films 12 and 9. Next, as shown in FIG. 15, source / drain electrodes 13a and 13b electrically connected to the source / drain regions 6aa and 6ab are formed to fill the contact holes 12a and 12b, respectively.

その後、図16に示すように、シリコン酸化膜12上に透明な有機層間絶縁膜14が形成される。その有機層間絶縁膜14にソース/ドレイン領域6abの表面を露出するコンタクトホール14aが形成される。そのコンタクトホール14a内および有機層間絶縁膜14の上面上に透明な導電性膜からなる画素電極15が形成される。その画素電極15を覆うように配向膜16aが形成される。   Thereafter, as shown in FIG. 16, a transparent organic interlayer insulating film 14 is formed on the silicon oxide film 12. In the organic interlayer insulating film 14, a contact hole 14a exposing the surface of the source / drain region 6ab is formed. A pixel electrode 15 made of a transparent conductive film is formed in the contact hole 14 a and on the upper surface of the organic interlayer insulating film 14. An alignment film 16 a is formed so as to cover the pixel electrode 15.

一方、ガラス基板2と対向する配置されるガラス基板20におけるガラス基板2と対向する側の面にカラーフィルター19が形成される。そのカラーフィルター19上に対向電極18が形成される。その対向電極18上に配向膜16bが形成される。   On the other hand, a color filter 19 is formed on the surface of the glass substrate 20 disposed opposite to the glass substrate 2 on the side facing the glass substrate 2. A counter electrode 18 is formed on the color filter 19. An alignment film 16 b is formed on the counter electrode 18.

液晶が配向するように所定のラビング処理が施された後に、ガラス基板20がガラス基板2と対向するように配置されて、ガラス基板20とガラス基板2との隙間に液晶が注入されて封止される。以上のようにして半導体装置は液晶表示装置として完成する。   After a predetermined rubbing process is performed so that the liquid crystal is aligned, the glass substrate 20 is disposed so as to face the glass substrate 2, and the liquid crystal is injected into the gap between the glass substrate 20 and the glass substrate 2 and sealed. Is done. As described above, the semiconductor device is completed as a liquid crystal display device.

上述した半導体装置の製造方法では、特に、ソース/ドレイン領域6aa,6abの不純物イオンを活性化させるためにレーザ光が使用される。このとき、レーザ光としてNd:YAGレーザの第2高調波(波長532nm)が用いられて、そのレーザ光がガラス基板2に対し、表側から所定の入射角度をもって照射される。また、レーザ光はレーザ照射装置における鏡面に仕上げられたステージ55a上にガラス基板2が直接載置された状態で照射される。   In the semiconductor device manufacturing method described above, in particular, laser light is used to activate impurity ions in the source / drain regions 6aa and 6ab. At this time, the second harmonic (wavelength 532 nm) of the Nd: YAG laser is used as the laser light, and the laser light is irradiated onto the glass substrate 2 from the front side with a predetermined incident angle. In addition, the laser light is irradiated in a state where the glass substrate 2 is directly placed on the stage 55a finished to a mirror surface in the laser irradiation apparatus.

これにより、ガラス基板2を入射するレーザ光の進む方向と、ガラス基板2の裏面にて反射するレーザ光の成分およびガラス基板2を透過してステージの表面にて反射するレーザ光の成分のそれぞれが進む方向とが異なって、レーザ光の入射する成分と反射する成分との干渉が抑制される。その結果、入射するレーザ光と反射したレーザ光が干渉することなくソース/ドレイン領域6aa,6abに照射されて、不純物イオンの活性化を効率よく行うことができる。   Thereby, the direction of the laser beam incident on the glass substrate 2, the component of the laser beam reflected on the back surface of the glass substrate 2, and the component of the laser beam transmitted through the glass substrate 2 and reflected on the surface of the stage, respectively. Unlike the traveling direction, the interference between the incident component of the laser beam and the reflected component is suppressed. As a result, the incident laser beam and the reflected laser beam are irradiated to the source / drain regions 6aa and 6ab without interference, and the impurity ions can be activated efficiently.

また、レーザ光としてNd:YAGレーザの第2高調波が使用されることで、エキシマレーザと比べると、レーザ光がポリシリコン膜6aによって吸収される割合が低くなって、レーザ光の制御が容易になる。   Further, since the second harmonic of the Nd: YAG laser is used as the laser light, the ratio of the laser light absorbed by the polysilicon film 6a is lower than that of the excimer laser, and the laser light can be easily controlled. become.

さらに、ガラス基板2がステージ上に直接載置されることで、ガラス基板とステージとの間に所定の間隔を開けてガラス基板を設置する場合と比べて、レーザ光照射装置の構成をよりシンプルにすることができる。   Furthermore, since the glass substrate 2 is placed directly on the stage, the configuration of the laser light irradiation device is simpler than when the glass substrate is installed with a predetermined gap between the glass substrate and the stage. Can be.

なお、上述した実施例では照射するレーザ光のエネルギ密度の値として約400mJ/cm2を挙げたが、エネルギ密度の値としてはこれに限られるものではない。これについて、エネルギ密度とシート抵抗との関係を用いて説明する。図17は、所定の基板上に形成された、リンイオンを2×1015/cm2ドープしたシリコン膜に、基板の裏面側からレーザ光を照射させた場合におけるシート抵抗のレーザ光のエネルギ密度の依存性を示すグラフである。 In the above-described embodiment, the energy density value of the irradiated laser beam is about 400 mJ / cm 2 , but the energy density value is not limited to this. This will be described using the relationship between energy density and sheet resistance. FIG. 17 shows the energy density of the laser light of the sheet resistance when a silicon film formed on a predetermined substrate and doped with phosphorus ions at 2 × 10 15 / cm 2 is irradiated with laser light from the back side of the substrate. It is a graph which shows dependence.

図17に示すように、エネルギ密度範囲P2(約350〜550mJ/cm2)では、シート抵抗が相対的に低くなって活性化が最適に行われている。一方、エネルギ密度範囲P1(約〜350mJ/cm2)では、エネルギ密度が350mJ/cm2から小さくなるにしたがって、活性化のために必要なエネルギが徐々に不足することになる。また、エネルギ密度P3(約550mJ/cm2〜)では、活性化は行われているがオーバーパワーでシリコン膜が飛散等してしまうことにより、シート抵抗が相対的に高くなっている。 As shown in FIG. 17, in the energy density range P2 (about 350 to 550 mJ / cm 2 ), the sheet resistance is relatively low and activation is optimally performed. On the other hand, in the energy density range P1 (about ˜350 mJ / cm 2 ), as the energy density decreases from 350 mJ / cm 2 , the energy required for activation gradually becomes insufficient. At the energy density P3 (about 550 mJ / cm 2 ), activation is performed, but the sheet resistance is relatively high due to scattering of the silicon film due to overpower.

このことから、活性化を行うためのレーザ光のエネルギ密度としては約350〜550mJ/cm2が最も望ましく、イオン注入量や半導体装置における各膜厚等を含む構造を考慮すると、レーザ光のエネルギ密度としては約100〜1500mJ/cm2が望ましいと考えられる。 Therefore, the energy density of the laser beam for activation is most preferably about 350 to 550 mJ / cm 2, and considering the structure including the ion implantation amount and each film thickness in the semiconductor device, the energy of the laser beam is considered. A density of about 100 to 1500 mJ / cm 2 is considered desirable.

また、上述した実施例ではレーザ光の入射角度として45°以上に設定されることが望ましいことを述べた。そこで、このことについて、注入されたイオンの領域とレーザ光の光路との関係を用いて説明する。   In the above-described embodiment, it has been described that the incident angle of the laser beam is preferably set to 45 ° or more. This will be described using the relationship between the implanted ion region and the optical path of the laser beam.

図18は、ゲート電極10aの側壁近傍部分から注入されるイオンの散乱領域61と入射角度θをもって入射されるレーザ光の光路62を示す。レーザ光の入射角度θとしては、ゲート電極10aの直下のポリシリコン膜6a中に位置するイオンの散乱領域61を照射できる角度であればよい。   FIG. 18 shows a scattering region 61 of ions implanted from the vicinity of the side wall of the gate electrode 10a and an optical path 62 of laser light incident at an incident angle θ. The incident angle θ of the laser beam may be any angle that can irradiate the ion scattering region 61 located in the polysilicon film 6a immediately below the gate electrode 10a.

特にこの場合には、ゲート電極10a、シリコン酸化膜(ゲート絶縁膜)9およびポリシリコン膜6aの構造から、入射角度θを45°以上に設定することによって、ゲート電極10aの直下のポリシリコン膜6a中に位置するイオンの散乱領域を照射できることがわかる。なお、散乱領域61はシミュレーションによる結果である。
(実施例2)
ここでは、ガラス基板が載置される面が散乱面とされたステージを備えたレーザ光照射装置を用いて不純物イオンの活性化を行う場合を例に挙げて説明する。
Particularly in this case, by setting the incident angle θ to 45 ° or more from the structure of the gate electrode 10a, the silicon oxide film (gate insulating film) 9 and the polysilicon film 6a, the polysilicon film immediately below the gate electrode 10a is formed. It can be seen that the ion scattering region located in 6a can be irradiated. Note that the scattering region 61 is a result of simulation.
(Example 2)
Here, a case where impurity ions are activated using a laser beam irradiation apparatus including a stage on which a surface on which a glass substrate is placed is a scattering surface will be described as an example.

まず、前述した図1〜図12にそれぞれ示す工程と同様の工程を経た後に、ソース/ドレイン領域の不純物イオンの活性化が行われる。ここで、不純物イオンの活性化を行うためのレーザ光照射装置について説明する。   First, after performing the same steps as those shown in FIGS. 1 to 12, the impurity ions in the source / drain regions are activated. Here, a laser beam irradiation apparatus for activating impurity ions will be described.

図19に示すように、レーザ光照射装置51には、ガラス基板2が載置されるステージ55b、ステージ55bに載置されるガラス基板2の表面側(薄膜トランジスタが形成される側)からガラス基板2に向けてレーザ光を照射するための光源52と光学系54、光源52等を制御する制御部53が設けられている。   As shown in FIG. 19, the laser beam irradiation device 51 includes a stage 55b on which the glass substrate 2 is placed, and a glass substrate from the surface side (side on which the thin film transistor is formed) of the glass substrate 2 placed on the stage 55b. 2, a light source 52 for irradiating laser light toward the optical system 54, an optical system 54, a control unit 53 for controlling the light source 52 and the like are provided.

ステージ55bの表面は散乱面とされる。散乱面とは、ステージ55bの表面の粗さ(凹凸)が、Nd:YAGレーザの第2高調波の波長532nmよりも略大きい状態にあることをいう。   The surface of the stage 55b is a scattering surface. The scattering surface means that the surface roughness (unevenness) of the stage 55b is substantially larger than the wavelength 532 nm of the second harmonic of the Nd: YAG laser.

次に、上述したレーザ光照射装置を用いた不純物イオンの活性化処理について説明する。図20に示すように、シリコン酸化膜12の形成されたガラス基板2が、ガラス基板2の裏側(薄膜トランジスタが形成される側とは反対側)の面を下にしてステージ55b上に直接載置される。   Next, an impurity ion activation process using the laser beam irradiation apparatus described above will be described. As shown in FIG. 20, the glass substrate 2 on which the silicon oxide film 12 is formed is directly placed on the stage 55b with the back side of the glass substrate 2 (the side opposite to the side where the thin film transistor is formed) facing down. Is done.

ステージ55b上に載置されたガラス基板2に対して、光学系54により表側の面からレーザ光がガラス基板2の面に対して斜めに照射される。入射角度としては、前述した場合と同様に、45°以上に設定されることが望ましいが、ステージ55bにて散乱されるため、特に入射角度に制約はなく、ガラス基板2に対してほぼ垂直にレーザ光を照射してもよい。   The optical system 54 irradiates the surface of the glass substrate 2 obliquely with respect to the glass substrate 2 placed on the stage 55b from the front surface. As in the case described above, the incident angle is desirably set to 45 ° or more. However, since the incident angle is scattered by the stage 55b, the incident angle is not particularly limited, and is substantially perpendicular to the glass substrate 2. Laser light may be irradiated.

照射されたレーザ光の一部は、ポリシリコン膜6a等を透過してガラス基板2の裏面にて入射角度と同じ角度(反射角度)にて反射される。反射したレーザ光はガラス基板2を透過し、その一部はポリシリコン膜6aに照射されることになる。   A part of the irradiated laser light passes through the polysilicon film 6a and the like and is reflected on the back surface of the glass substrate 2 at the same angle (reflection angle) as the incident angle. The reflected laser light is transmitted through the glass substrate 2, and a part thereof is irradiated to the polysilicon film 6a.

一方、レーザ光の残りの成分は、ガラス基板2を透過してステージ55bの表面にて反射される。このとき、ステージ55bの表面が散乱面であることで、ガラス基板2を透過したレーザ光は、ガラス基板2の側のあらゆる方向に向かって反射される。反射したレーザ光はガラス基板2を透過し、その一部はポリシリコン膜6aに照射されることになる。   On the other hand, the remaining components of the laser light are transmitted through the glass substrate 2 and reflected by the surface of the stage 55b. At this time, since the surface of the stage 55b is a scattering surface, the laser light transmitted through the glass substrate 2 is reflected in all directions on the glass substrate 2 side. The reflected laser light is transmitted through the glass substrate 2, and a part thereof is irradiated to the polysilicon film 6a.

このようにして、ポリシリコン膜6aにレーザ光が照射されることで注入された不純物イオンの活性化が行われる。その後、図14〜図16に示す工程と同様の工程を経ることによって、半導体装置は液晶表示装置として完成する。   In this way, the impurity ions implanted by irradiating the polysilicon film 6a with the laser light are activated. Thereafter, the semiconductor device is completed as a liquid crystal display device through steps similar to those shown in FIGS.

上述した半導体装置の製造方法では、前述した場合と同様に、ソース/ドレイン領域6aa,6abの不純物イオンを活性化させる際に、所定の入射角度をもって表側からレーザ光が照射される。これにより、ガラス基板2を入射するレーザ光の進む方向と、ガラス基板2の裏面にて反射するレーザ光の成分が進む方向とが異なって、レーザ光の入射する成分と反射する成分との干渉が抑制されるとともに、レーザ光の制御が容易になる。   In the semiconductor device manufacturing method described above, as in the case described above, when activating impurity ions in the source / drain regions 6aa and 6ab, laser light is irradiated from the front side with a predetermined incident angle. Thereby, the direction in which the laser light entering the glass substrate 2 travels is different from the direction in which the component of the laser light reflected on the back surface of the glass substrate 2 travels, and interference between the component incident to the laser light and the reflected component Is suppressed, and control of the laser beam is facilitated.

しかも、ガラス基板2が散乱面とされたステージ55b上に直接載置された状態で、レーザ光が照射されることにより、ガラス基板2を透過したレーザ光の成分は、ステージの表面にてガラス基板2の側のあらゆる方向に向かって反射されることになる。   In addition, when the glass substrate 2 is directly placed on the stage 55b having a scattering surface, the laser light component transmitted through the glass substrate 2 is irradiated on the surface of the stage by being irradiated with laser light. The light is reflected in all directions on the substrate 2 side.

これらの結果、反射したレーザ光がソース/ドレイン領域6aa,6abにより均一に照射されて、不純物イオンの活性化をさらに効率よく行うことができる。   As a result, the reflected laser light is uniformly irradiated by the source / drain regions 6aa and 6ab, and the impurity ions can be activated more efficiently.

また、ガラス基板2がステージ55b上に直接載置されることで、ガラス基板とステージとの間に所定の間隔を開けてガラス基板を設置する場合と比べて、レーザ照射装置の構成をよりシンプルにすることができる。   Further, since the glass substrate 2 is directly placed on the stage 55b, the configuration of the laser irradiation apparatus is simpler than the case where the glass substrate is placed with a predetermined gap between the glass substrate and the stage. Can be.

なお、上述した実施例では、ステージとして散乱面とされたステージ55bを例に挙げて説明したが、図21に示すように、鏡面のステージ55a上に散乱面が形成された散乱板55bbを装着したステージを用いてもよい。特に、この場合には、散乱板55bbが装着されることによってステージの高さがより高くなるため、レーザ光のフォーカスを調節する必要がある。   In the above-described embodiment, the stage 55b having a scattering surface as an example has been described. However, as shown in FIG. 21, a scattering plate 55bb having a scattering surface formed on a mirror stage 55a is mounted. The stage may be used. In particular, in this case, since the height of the stage becomes higher by mounting the scattering plate 55bb, it is necessary to adjust the focus of the laser beam.

また、上述した各実施例では、不純物イオンを活性化する際にレーザ光を所定の入射角度をもって照射するように構成されたレーザ光照射装置を例に挙げて説明した。この他に、図22に示すように、光学系54とステージ55aに載置されるガラス基板2との間に散乱板56を配設したレーザ光照射装置51を用いてもよい。   In each of the above-described embodiments, the laser beam irradiation apparatus configured to irradiate the laser beam with a predetermined incident angle when activating the impurity ions has been described as an example. In addition, as shown in FIG. 22, a laser beam irradiation device 51 in which a scattering plate 56 is disposed between the optical system 54 and the glass substrate 2 placed on the stage 55a may be used.

この場合には、レーザ光は、散乱板56によってガラス基板2に対して多くの異なる入射角度をもって照射されて反射されることになる。その結果、反射したレーザ光がソース/ドレイン領域6aa,6abにより均一に照射されて、不純物イオンの活性化を効率よく行うことができる。
(実施例3)
ここでは、レーザ光をガラス基板の裏面側から照射する場合を例に挙げて説明する。
In this case, the laser light is irradiated and reflected by the scattering plate 56 at many different incident angles with respect to the glass substrate 2. As a result, the reflected laser light is uniformly irradiated by the source / drain regions 6aa and 6ab, and the impurity ions can be activated efficiently.
(Example 3)
Here, a case where laser light is irradiated from the back side of the glass substrate will be described as an example.

まず、前述した図1〜図12にそれぞれ示す工程と同様の工程を経た後に、ソース/ドレイン領域の不純物イオンの活性化が行われる。ここで、不純物イオンの活性化を行うためのレーザ光照射装置について説明する。   First, after performing the same steps as those shown in FIGS. 1 to 12, the impurity ions in the source / drain regions are activated. Here, a laser beam irradiation apparatus for activating impurity ions will be described.

図23に示すように、レーザ光照射装置51には、ガラス基板2が載置されるステージ55c、ステージ55cに載置されるガラス基板2の裏面側(薄膜トランジスタが形成される側とは反対側)からガラス基板2に向けてレーザ光を照射するための光源52と光学系54、光源52等を制御する制御部53が設けられている。   As shown in FIG. 23, the laser beam irradiation device 51 includes a stage 55c on which the glass substrate 2 is placed, and the back side of the glass substrate 2 placed on the stage 55c (the side opposite to the side on which the thin film transistor is formed). ) To the glass substrate 2 is provided with a light source 52, an optical system 54, a control unit 53 for controlling the light source 52 and the like.

次に、上述したレーザ光照射装置を用いた不純物イオンの活性化処理について説明する。図24に示すように、シリコン酸化膜12の形成されたガラス基板2が、ガラス基板2の裏側(薄膜トランジスタが形成される側とは反対側)の面を下にしてステージ55c上に載置される。   Next, an impurity ion activation process using the laser beam irradiation apparatus described above will be described. As shown in FIG. 24, the glass substrate 2 on which the silicon oxide film 12 is formed is placed on the stage 55c with the back side of the glass substrate 2 (the side opposite to the side where the thin film transistor is formed) facing down. The

ステージ55c上に載置されたガラス基板2に対して、光学系54により裏側の面からレーザ光がガラス基板2の面に照射される。このとき、レーザ光をガラス基板2に対して斜めに入射させても、垂直に入射させてもいずれでもよい。なお、照射条件の一例としては、前述した場合と同様に、短軸方向半値幅は約40〜60μm、長軸長さは約100nm、スキャン速度は3mm/sec、エネルギ密度は約400mJ/cm2である。 The optical system 54 irradiates the surface of the glass substrate 2 with a laser beam from the back surface with respect to the glass substrate 2 placed on the stage 55c. At this time, the laser light may be incident on the glass substrate 2 obliquely or vertically. In addition, as an example of irradiation conditions, as in the case described above, the half-width in the short axis direction is about 40 to 60 μm, the long axis length is about 100 nm, the scan speed is 3 mm / sec, and the energy density is about 400 mJ / cm 2. It is.

ガラス基板2を透過したレーザ光は、チャネル領域6ac、ソース/ドレイン領域6aa,6abを含むポリシリコン膜6aの全体に照射されることになる。   The laser light transmitted through the glass substrate 2 is irradiated to the entire polysilicon film 6a including the channel region 6ac and the source / drain regions 6aa and 6ab.

このようにして、ポリシリコン膜6aの全体にレーザ光が照射されることで注入された不純物イオンの活性化が十分に行われる。その後、図14〜図16に示す工程と同様の工程を経ることによって、半導体装置は液晶表示装置として完成する。   In this manner, the impurity ions implanted by the irradiation of the laser beam to the entire polysilicon film 6a are sufficiently activated. Thereafter, the semiconductor device is completed as a liquid crystal display device through steps similar to those shown in FIGS.

上述した半導体装置の製造方法では、不純物イオンを活性化させる際に、ガラス基板の裏側からレーザ光が照射される。これにより、チャネル領域6ac、ソース/ドレイン領域6aa,6abを含むポリシリコン膜6aの全体にレーザ光が照射されて、不純物イオンを効率よく活性化することができる。   In the semiconductor device manufacturing method described above, laser light is irradiated from the back side of the glass substrate when the impurity ions are activated. Thereby, the entire polysilicon film 6a including the channel region 6ac and the source / drain regions 6aa and 6ab is irradiated with the laser light, and the impurity ions can be activated efficiently.

また、ガラス基板2がステージ55c上に直接載置されることで、ガラス基板とステージとの間に所定の間隔を開けてガラス基板を設置する場合と比べて、レーザ照射装置の構成をよりシンプルにすることもできる。   In addition, since the glass substrate 2 is directly placed on the stage 55c, the configuration of the laser irradiation apparatus is simpler than when the glass substrate is installed with a predetermined gap between the glass substrate and the stage. It can also be.

上述した各実施例では、半導体装置(液晶表示装置)の薄膜トランジスタを形成する際に不純物イオンを活性するために、レーザ光としてNd:YAGレーザの第2高調波(波長532nm)を照射することによって所定の活性化が行なわれる。レーザ光を用いることによって、アニール処理により活性化を行う場合と比べると、ガラス基板2の温度は高くてもたとえば100℃程度にまでしか上昇せず、温度上昇が大幅に抑えられる。   In each of the above-described embodiments, in order to activate impurity ions when forming a thin film transistor of a semiconductor device (liquid crystal display device), the second harmonic (wavelength 532 nm) of an Nd: YAG laser is irradiated as a laser beam. Predetermined activation is performed. By using laser light, the temperature of the glass substrate 2 rises only to about 100 ° C. even if the temperature of the glass substrate 2 is high, compared with the case where activation is performed by annealing treatment, and the temperature rise is greatly suppressed.

これにより、基板としてアニールの施されていない低耐熱のガラス基板(非アニール処理ガラス基板)を適用することができる。また、このようなガラス基板の他に、たとえば樹脂基板も適用することができる。その結果、あらかじめ熱処理を基板に施しておく必要がなく、工程削減を図って生産性の向上を図ることができる。   Thereby, a low heat-resistant glass substrate (non-annealed glass substrate) that is not annealed can be used as the substrate. In addition to such a glass substrate, for example, a resin substrate can also be applied. As a result, it is not necessary to heat-treat the substrate in advance, and the productivity can be improved by reducing the number of processes.

また、上述した各実施例では所定導電型の不純物イオンとして、n型ではたとえばリンを、p型ではたとえばボロンを適用することができ、いずれの場合も効率よく活性化することができる。   In each of the above-described embodiments, for example, phosphorus can be applied as the impurity ions of the predetermined conductivity type, and boron can be applied as the p-type. For example, boron can be efficiently activated.

さらに、上述した各実施例ではLDD構造のソース/ドレイン領域を形成するために、レジストパターン11をマスクとして不純物イオンを注入することにより比較的不純物濃度の高い1対の不純物領域66aa,66abを形成した後に、ゲート電極10aをマスクとして不純物イオンを注入することにより比較的不純物濃度の低い1対の不純物領域67aa,67abを形成する場合を例に挙げて説明した。   Further, in each of the above-described embodiments, a pair of impurity regions 66aa and 66ab having a relatively high impurity concentration are formed by implanting impurity ions using the resist pattern 11 as a mask in order to form source / drain regions having an LDD structure. Then, the case where a pair of impurity regions 67aa and 67ab having a relatively low impurity concentration is formed by implanting impurity ions using the gate electrode 10a as a mask has been described as an example.

この他に、ゲート電極10aをマスクとして不純物イオンを注入することにより比較的不純物濃度の低い1対の不純物領域67aa,67abを形成した後に、ゲート電極10aの側面上に形成されたサイドウォール膜をマスクとして不純物イオンを注入することにより比較的不純物濃度の高い1対の不純物領域66aa,66abを形成するようにしてもよい。   In addition, after forming a pair of impurity regions 67aa and 67ab having a relatively low impurity concentration by implanting impurity ions using the gate electrode 10a as a mask, a sidewall film formed on the side surface of the gate electrode 10a is formed. A pair of impurity regions 66aa and 66ab having a relatively high impurity concentration may be formed by implanting impurity ions as a mask.

本発明の実施例1に係る半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1 process of the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on Example 1 of this invention. 同実施例において、図1に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 1 in the same example. 同実施例において、図2に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 2 in the same example. 同実施例において、図3に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 3 in the same example. 同実施例において、図4に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 4 in the same example. 同実施例において、図5に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 5 in the same example. 同実施例において、図6に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 6 in the same example. 同実施例において、図7に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 7 in the same example. 同実施例において、図8に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a process performed after the process shown in FIG. 8 in the same Example. 同実施例において、図9に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 9 in the same example. 同実施例において、図10に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 10 in the same example. 同実施例において、レーザ光照射装置の構成を示す概略図である。In the Example, it is the schematic which shows the structure of a laser beam irradiation apparatus. 同実施例において、図11に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 11 in the same example. 同実施例において、図13に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 13 in the same example. 同実施例において、図14に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 14 in the same Example. 同実施例において、図15に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing a process performed after the process shown in FIG. 15 in the same Example. 同実施例において、シート抵抗とレーザパワーとの関係を示すグラフである。In the same Example, it is a graph which shows the relationship between sheet resistance and laser power. 同実施例において、注入されたイオンの散乱領域とレーザ光の光路を示す図である。In the Example, it is a figure which shows the ion ion scattering area | region and the optical path of a laser beam. 本発明の実施例2に係る半導体装置の製造方法に用いられるレーザ光照射装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the laser beam irradiation apparatus used for the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on Example 2 of this invention. 同実施例において、半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing a semiconductor device in the example. 同実施例において、変形例に係るレーザ光照射装置の構成を示す概略図である。In the Example, it is the schematic which shows the structure of the laser beam irradiation apparatus which concerns on a modification. 同実施例において、他の変形例に係るレーザ光照射装置の構成を示す概略図である。In the Example, it is the schematic which shows the structure of the laser beam irradiation apparatus which concerns on another modification. 本発明の実施例3に係る半導体装置の製造方法に用いられるレーザ光照射装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the laser beam irradiation apparatus used for the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on Example 3 of this invention. 同実施例において、半導体装置の製造方法の一工程を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step of the method of manufacturing a semiconductor device in the example.

符号の説明Explanation of symbols

2,20 ガラス基板、3 シリコン窒化膜、4,9,12 シリコン酸化膜、5 アモルファスシリコン膜、6,6a ポリシリコン膜、7,11 レジストパターン、6aa,6ab ソース/ドレイン領域、66aa,66ab,67aa,67ab 不純物領域、6ac チャネル領域、10 クロム膜、10a ゲート電極、12a,12b,14a コンタクトホール、13a,13b ソース/ドレイン電極、14 有機層間絶縁膜、15 画素電極、16a,16b 配向膜、17 液晶、18 対向電極、19 カラーフィルター、51 レーザ光照射装置、52 光源、53 制御部、54 光学系、55a〜55c ステージ、55bb,56 散乱板。   2,20 glass substrate, 3 silicon nitride film, 4,9,12 silicon oxide film, 5 amorphous silicon film, 6,6a polysilicon film, 7,11 resist pattern, 6aa, 6ab source / drain region, 66aa, 66ab, 67aa, 67ab impurity region, 6ac channel region, 10 chromium film, 10a gate electrode, 12a, 12b, 14a contact hole, 13a, 13b source / drain electrode, 14 organic interlayer insulating film, 15 pixel electrode, 16a, 16b alignment film, 17 liquid crystal, 18 counter electrode, 19 color filter, 51 laser light irradiation device, 52 light source, 53 control unit, 54 optical system, 55a-55c stage, 55bb, 56 scattering plate.

Claims (2)

主表面を有する基板と、
前記基板の主表面上に形成された薄膜トランジスタと
を備え、
前記基板として、製造時の熱履歴によって変形するのを阻止するためにあらかじめ施される熱処理を必要としない基板が用いられた、液晶表示装置。
A substrate having a main surface;
A thin film transistor formed on the main surface of the substrate,
A liquid crystal display device in which a substrate that does not require a heat treatment applied in advance to prevent deformation due to a thermal history during manufacture is used as the substrate.
前記基板は樹脂から形成された、請求項1記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the substrate is made of a resin.
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