JP2009182147A - Method of manufacturing semiconductor film and optical annealing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は基板上に形成される結晶性半導体薄膜の製造方法および光アニール装置に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a crystalline semiconductor thin film formed on a substrate and a light annealing apparatus.
ガラス基板上に形成したSi材料はプロセスの制約などを受けて膜質の低い非晶質シリコン膜として成長せざるを得ず、移動度が小さいために、TFTなどの素子を作成する上で十分な特性を得ることができない。そこで、従来、基板上に形成された半導体薄膜をレーザアニールやランプアニールなどによって多結晶シリコンなどの結晶に改質することが行われている。そして、改質した半導体薄膜の結晶性を検査することも行われている。 The Si material formed on the glass substrate has to be grown as an amorphous silicon film with low film quality due to process restrictions and the mobility is low, so that it is sufficient for making an element such as a TFT. Unable to get characteristics. Therefore, conventionally, a semiconductor thin film formed on a substrate is modified into a crystal such as polycrystalline silicon by laser annealing, lamp annealing, or the like. And the crystallinity of the modified semiconductor thin film is also inspected.
特許文献1には、非晶質シリコンをレーザアニールにより結晶化させながら結晶化膜に検査光を照射し、レーザアニール後の膜の光沢度を測定することにより結晶化状態を確認することが記載されている。図3に、特許文献1に記載された結晶化装置(アニール装置)の構成を示す。 Patent Document 1 describes that the crystallized state is confirmed by irradiating the crystallized film with inspection light while crystallizing amorphous silicon by laser annealing, and measuring the glossiness of the film after laser annealing. Has been. FIG. 3 shows the configuration of the crystallization apparatus (annealing apparatus) described in Patent Document 1.
当該結晶化装置は、レーザ装置1、反射ミラー2、アッテネータ3、および、ホモジナイザ4からなるレーザ光照射手段Aを備えている。エキシマレーザからなるレーザ装置1から出射されたレーザ光Lは、反射ミラー2で反射され、アッテネータ3、ホモジナイザ4を順に通過して、基板5に対して略垂直に入射する。基板5は、ガラスの上にアンダーコートと非晶質シリコン膜とが積層された構成である。また、基板5はステージ8上に搭載されており、ステージ8は駆動装置9によりXY方向に移動可能である。駆動装置9は制御装置11により制御される。
The crystallization apparatus includes a laser beam irradiation means A including a laser device 1, a
また、この結晶化装置は結晶化状態確認手段Bとして、薄膜の光沢度を測定する測定手段25を備えている。また、制御手段11に、測定された光沢度に基づいて結晶化状態を確認する判定手段としての判定部26を備えている。測定手段25には光沢度計が用いられ、基板5の表面に検査光L3を照射する発光器27、および、反射する検査光L3を検出する検出器28を有する。結晶化された結晶粒径が大きくなりかつ顆粒が発生していない状態であるとき、電子移動度は高くなっていき、かつエキシマレーザアニールされた薄膜表面の光沢度が低くなる傾向があることが実験により判明している。この光沢度が最も低くなる状態が最も電子移動度が良くなることを利用して、結晶化状態を確認する。このように、光沢度を測定することで、実際の結晶化状態を確認し、所望の結晶化状態が確認が得られたらレーザ光Lの照射領域を相対的に移動させる。
Further, this crystallization apparatus is provided with a measuring means 25 for measuring the glossiness of the thin film as the crystallization state confirmation means B. In addition, the
特許文献2には、一つの装置上で、非晶質半導体膜の結晶化と、結晶化させた半導体膜の検査とを行うことが開示されている。検査方法としては、電子線回折法、X線回折法、ラマン散乱法が提案されている。
特許文献3には、パルスレーザ光を使用して半導体膜を結晶化させながら検査光を照射し、その検査光の反射光の強度を検出して、所定の結晶化状態が得られたかどうかを確認することが提案されている。
特許文献4には、非晶質シリコンや多結晶シリコンにレーザ照射を行ってラテラル結晶を形成しながら、一定時間を置いた後に検査光を照射し、膜質を評価することが開示されている。
しかしながら、上記従来の、膜質を評価しながらレーザアニールを行う装置および方法では、図3のレーザ装置1と発光器27とのように、半導体膜を結晶化させるための光源と、結晶化した後の半導体膜の結晶性を評価するための光源とが別々に設けられている。従って、装置のコストが上昇するとともに、構成が複雑になるという問題が生じる。
However, in the conventional apparatus and method for performing laser annealing while evaluating film quality, a light source for crystallizing a semiconductor film, such as the laser apparatus 1 and the
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、光アニールおよび当該光アニールにより得られる膜質の評価を行うとともに、装置のコスト抑制および構成簡略化を図ることができる半導体膜の製造方法、および、光アニール装置を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its object is to perform optical annealing and evaluation of film quality obtained by the optical annealing, and to reduce the cost of the apparatus and simplify the configuration. A semiconductor film manufacturing method and an optical annealing apparatus are realized.
本発明の半導体膜の製造方法は、上記課題を解決するために、光源から出射された光を2つ以上のビームに分割する工程と、前記2つ以上のビームのうちの少なくとも1つを膜改質光として基板上に形成された半導体膜に照射することにより前記半導体膜の結晶性を改質する工程と、前記2つ以上のビームのうちの、前記膜改質光以外の少なくとも1つのビームを検査光として前記半導体膜に照射し、前記半導体膜から得られる前記検査光の照射の応答内容を検出することにより、前記半導体膜の改質状態を評価する工程とを含むことを特徴としている。 In order to solve the above problems, a method of manufacturing a semiconductor film according to the present invention includes a step of dividing light emitted from a light source into two or more beams, and at least one of the two or more beams is a film. Irradiating a semiconductor film formed on the substrate as modified light to modify the crystallinity of the semiconductor film, and at least one of the two or more beams other than the film modified light. Irradiating the semiconductor film with a beam as inspection light, and detecting a response content of irradiation of the inspection light obtained from the semiconductor film, thereby evaluating a modified state of the semiconductor film. Yes.
上記の発明によれば、光源から出射された光を2つ以上のビームに分割し、そのうちの少なくとも1つのビームを膜改質光として基板上に形成された半導体膜に照射して結晶性を改質する一方、膜改質光以外の少なくとも1つのビームを検査光として半導体膜に照射して応答内容を検出することにより半導体膜の改質状態を評価する。 According to the above invention, the light emitted from the light source is divided into two or more beams, and at least one of the beams is irradiated to the semiconductor film formed on the substrate as film-modifying light to obtain crystallinity. On the other hand, the modified state of the semiconductor film is evaluated by detecting the response content by irradiating the semiconductor film with at least one beam other than the film modifying light as the inspection light.
従って、膜改質光と検査光とを同じ光源で生成するので、従来のように光源を膜改質光と検査光とに別々に設ける必要がない。 Therefore, since the film modification light and the inspection light are generated by the same light source, it is not necessary to separately provide the light source for the film modification light and the inspection light as in the conventional case.
以上により、光アニールおよび当該光アニールにより得られる膜質の評価を行うとともに、装置のコスト抑制および構成簡略化を図ることができる半導体膜の製造方法を実現することができるという効果を奏する。 As described above, there is an effect that it is possible to realize a method of manufacturing a semiconductor film that can perform light annealing and evaluation of film quality obtained by the light annealing, and can reduce the cost of the apparatus and simplify the configuration.
本発明の半導体膜の製造方法は、上記課題を解決するために、前記半導体膜は非単結晶半導体膜であることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the semiconductor film manufacturing method of the present invention is characterized in that the semiconductor film is a non-single crystal semiconductor film.
上記の発明によれば、非単結晶半導体膜の結晶性を光アニールにより改質する場合に、装置のコスト抑制および構成簡略化を図ることができるという効果を奏する。 According to the above invention, when the crystallinity of the non-single-crystal semiconductor film is modified by light annealing, the cost of the apparatus can be reduced and the configuration can be simplified.
本発明の半導体膜の製造方法は、上記課題を解決するために、前記非単結晶半導体膜は、非晶質シリコン、多結晶シリコン、非晶質ゲルマニウム、多結晶ゲルマニウム、非晶質シリコン・ゲルマニウム、多結晶シリコン・ゲルマニウム、非晶質シリコン・カーバイド、または、多結晶シリコン・カーバイドであることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the method for producing a semiconductor film of the present invention is characterized in that the non-single-crystal semiconductor film comprises amorphous silicon, polycrystalline silicon, amorphous germanium, polycrystalline germanium, amorphous silicon / germanium. It is characterized by being polycrystalline silicon germanium, amorphous silicon carbide, or polycrystalline silicon carbide.
上記の発明によれば、光アニールにより結晶性を改質する対象として一般的な非単結晶半導体膜に対して、装置のコスト抑制および構成簡略化を図ることができるという効果を奏する。 According to the above invention, there is an effect that the cost of the apparatus can be reduced and the configuration can be simplified with respect to a non-single crystal semiconductor film that is generally used as a target for crystallinity modification by optical annealing.
本発明の半導体膜の製造方法は、上記課題を解決するために、前記光源はレーザ光源であることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the method for producing a semiconductor film of the present invention is characterized in that the light source is a laser light source.
上記の発明によれば、レーザアニールによって結晶性を改質する半導体膜に対して、装置のコスト抑制および構成簡略化を図ることができるという効果を奏する。また、光源光がレーザ光であるので、膜改質光と検査光とを含む2つ以上のビームに分割しやすいという効果を奏する。 According to the above-described invention, the semiconductor film whose crystallinity is modified by laser annealing has the effects that the cost of the apparatus can be reduced and the configuration can be simplified. Further, since the light source light is laser light, there is an effect that it is easily split into two or more beams including film modification light and inspection light.
本発明の半導体膜の製造方法は、上記課題を解決するために、前記膜改質光の強度を、前記検査光の強度よりも大きくすることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the semiconductor film manufacturing method of the present invention is characterized in that the intensity of the film-modified light is made larger than the intensity of the inspection light.
上記の発明によれば、膜改質光の強度を検査光の強度よりも大きくするので、大きな強度が必要な結晶性の改質に適した膜改質光を得ることができるという効果を奏する。また、検査光によって半導体膜が改質されてしまうのを防ぐことができるという効果を奏する。 According to the above invention, since the intensity of the film modification light is larger than the intensity of the inspection light, it is possible to obtain film modification light suitable for crystallinity modification that requires a large intensity. . In addition, the semiconductor film can be prevented from being modified by the inspection light.
本発明の半導体膜の製造方法は、上記課題を解決するために、前記応答内容は、前記半導体膜に対する前記検査光の、散乱光、反射光、回折光、および透過光のうちの、少なくともいずれか1つの強度もしくは強度分布であることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the method for manufacturing a semiconductor film of the present invention is characterized in that the response content is at least one of scattered light, reflected light, diffracted light, and transmitted light of the inspection light with respect to the semiconductor film. It is characterized by a single intensity or intensity distribution.
上記の発明によれば、半導体膜に検査光を照射したときに半導体膜から得られる応答内容が、半導体膜に対する検査光の、散乱光、反射光、回折光、および透過光のうちの、少なくともいずれか1つの強度もしくは強度分布であるので、半導体膜の改質状態の一般的な評価項目について、膜改質光と共通の光源から得た検査光を利用することができるという効果を奏する。 According to the above invention, the response content obtained from the semiconductor film when the semiconductor film is irradiated with the inspection light is at least one of the scattered light, reflected light, diffracted light, and transmitted light of the inspection light with respect to the semiconductor film. Since any one of the intensities or the intensity distributions is obtained, there is an effect that inspection light obtained from a light source common to the film reforming light can be used for a general evaluation item of the modified state of the semiconductor film.
本発明の光アニール装置は、上記課題を解決するために、光源と、前記光源から出射された光を2つ以上のビームに分割する光学系である分割光学系と、前記2つ以上のビームのうちの少なくとも1つを膜改質光として基板上に形成された膜に照射して前記膜を改質する光学系である改質光学系と、前記2つ以上のビームのうちの、前記膜改質光以外の少なくとも1つのビームを検査光として前記膜に照射する光学系である検査光学系と、前記膜から得られる前記検査光の照射の応答内容を検出する部品とを含むことを特徴としている。 In order to solve the above problems, a light annealing apparatus of the present invention includes a light source, a splitting optical system that is an optical system that splits light emitted from the light source into two or more beams, and the two or more beams. A modified optical system that is an optical system that modifies the film by irradiating a film formed on the substrate with at least one of them as film-modified light, and the two or more beams Including an inspection optical system that is an optical system for irradiating the film with at least one beam other than the film modification light as the inspection light, and a component that detects the response content of the inspection light irradiation obtained from the film. It is a feature.
上記の発明によれば、光アニール装置を用いて、光源から出射された光を2つ以上のビームに分割し、そのうちの少なくとも1つのビームを膜改質光として基板上に形成された膜に照射して当該膜を改質する一方、膜改質光以外の少なくとも1つのビームを検査光として当該膜に照射して応答内容を検出することができる。応答内容の検出結果を用いれば、膜の改質状態を評価することができる。 According to the above invention, the light emitted from the light source is divided into two or more beams by using a light annealing device, and at least one of the beams is used as a film modifying light on the film formed on the substrate. Irradiation modifies the film, while at least one beam other than the film modification light is irradiated onto the film as inspection light, and the response content can be detected. If the detection result of the response content is used, the modified state of the film can be evaluated.
このように、膜改質光と検査光とを同じ光源で生成するので、従来のように光源を膜改質光と検査光とに別々に設ける必要がない。 Thus, since the film modification light and the inspection light are generated by the same light source, it is not necessary to separately provide the light source for the film modification light and the inspection light as in the conventional case.
以上により、光アニールおよび当該光アニールにより得られる膜質の評価を行うのに用いられ、装置のコスト抑制および構成簡略化を図ることができる光アニール装置を実現することができるという効果を奏する。 As described above, there is an effect that it is possible to realize an optical annealing apparatus that is used for optical annealing and evaluation of film quality obtained by the optical annealing, and that can reduce the cost of the apparatus and simplify the configuration.
本発明の光アニール装置は、上記課題を解決するために、前記光源はレーザ光源であることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the light annealing apparatus of the present invention is characterized in that the light source is a laser light source.
上記の発明によれば、レーザアニールによって改質される膜に対して、装置のコスト抑制および構成簡略化を図ることができるという効果を奏する。また、光源光がレーザ光であるので、膜改質光と検査光とを含む2つ以上のビームに分割しやすいという効果を奏する。 According to said invention, there exists an effect that the cost reduction of an apparatus and the simplification of a structure can be aimed at with respect to the film | membrane modified | reformed by laser annealing. Further, since the light source light is laser light, there is an effect that it is easily split into two or more beams including film modification light and inspection light.
本発明の光アニール装置は、上記課題を解決するために、前記レーザ光源は、連続発振またはパルス発振の、固体レーザ、半導体レーザ、または、気体レーザであることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the optical annealing apparatus of the present invention is characterized in that the laser light source is a continuous-wave or pulse-oscillation solid-state laser, semiconductor laser, or gas laser.
なお、前記固体レーザとしては、連続発振またはパルス発振の、YAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、チタンサファイアレーザ等があり、前記気体レーザとしては、連続発振またはパルス発振の、エキシマレーザ、Arレーザ、Krレーザ等が挙げられる。また、レーザ作用をする活性種としては、例えば、3価のイオン(Cr3+、Nd3+、Yb3+、Tm3+、Ho3+、Er3+、Ti3+)を使用することができる。その他に、半導体レーザやディスクレーザ、ファイバーレーザを使用することもできる。また、上記構成において、前記レーザ光は、非線形光学素子により高調波に変換されていることが望ましい。例えば、YAGレーザは、基本波として、波長1064nmのレーザ光を出すことで知られている。このレーザ光のシリコン膜に対する吸収係数は非常に低く、このままでは半導体膜の1つである非晶質シリコン膜の結晶化を行うことは困難である。ところが、このレーザ光はLBO、CLBO、BBO、CBOなどの非線形光学素子を用いることにより、より短波長に変換することができ、高調波として、第2高調波(532nm)、第3高調波(355nm)、第4高調波(266nm)、第5高調波(213nm)が挙げられる。これらの高調波は非晶質シリコン膜に対し吸収係数が高いので、非晶質シリコン膜の結晶化に用いることができる。 Examples of the solid-state laser include continuous wave or pulse oscillation, YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, glass laser, ruby laser, alexandrite laser, titanium sapphire laser, and the gas laser. And continuous wave or pulsed excimer laser, Ar laser, Kr laser, and the like. Further, as the active species having a laser action, for example, trivalent ions (Cr 3+ , Nd 3+ , Yb 3+ , Tm 3+ , Ho 3+ , Er 3+ , Ti 3+ ) can be used. In addition, a semiconductor laser, a disk laser, or a fiber laser can be used. In the above configuration, it is preferable that the laser light is converted into a harmonic by a nonlinear optical element. For example, a YAG laser is known to emit laser light having a wavelength of 1064 nm as a fundamental wave. The absorption coefficient of the laser light with respect to the silicon film is very low, and it is difficult to crystallize an amorphous silicon film which is one of the semiconductor films. However, this laser beam can be converted to a shorter wavelength by using a nonlinear optical element such as LBO, CLBO, BBO, CBO, and the second harmonic (532 nm) and third harmonic ( 355 nm), fourth harmonic (266 nm), and fifth harmonic (213 nm). Since these harmonics have a higher absorption coefficient than the amorphous silicon film, they can be used for crystallization of the amorphous silicon film.
上記の発明によれば、レーザアニールに用いられる一般のレーザ光源に対して、光アニール装置のコスト抑制および構成簡略化を図ることができるという効果を奏する。 According to said invention, there exists an effect that the cost reduction and structure simplification of an optical annealing apparatus can be aimed at with respect to the general laser light source used for laser annealing.
本発明の光アニール装置は、上記課題を解決するために、前記膜改質光の強度は、前記検査光の強度よりも大きいことを特徴としている。 In order to solve the above problems, the optical annealing apparatus of the present invention is characterized in that the intensity of the film modification light is larger than the intensity of the inspection light.
上記の発明によれば、膜改質光の強度が検査光の強度よりも大きいので、大きな強度が必要な結晶性の改質に適した膜改質光を得ることができるという効果を奏する。また、検査光によって半導体膜が改質されてしまうのを防ぐことができるという効果を奏する。 According to the above invention, since the intensity of the film modification light is larger than the intensity of the inspection light, there is an effect that it is possible to obtain film modification light suitable for crystallinity modification requiring a high intensity. In addition, the semiconductor film can be prevented from being modified by the inspection light.
本発明の光アニール装置は、上記課題を解決するために、前記応答内容は、前記膜に対する前記検査光の、散乱光、反射光、回折光、および透過光のうちの、少なくともいずれか1つの強度もしくは強度分布であることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the optical annealing apparatus of the present invention is characterized in that the response content is at least one of scattered light, reflected light, diffracted light, and transmitted light of the inspection light with respect to the film. It is characterized by intensity or intensity distribution.
上記の発明によれば、膜に検査光を照射したときに膜から得られる応答内容が、膜に対する検査光の、散乱光、反射光、回折光、および透過光のうちの、少なくともいずれか1つの強度もしくは強度分布であるので、膜の改質状態の一般的な評価項目について、膜改質光と共通の光源から得た検査光を利用することができるという効果を奏する。 According to the above invention, the response content obtained from the film when the film is irradiated with the inspection light is at least one of the scattered light, reflected light, diffracted light, and transmitted light of the inspection light with respect to the film. Since there are two intensities or intensity distributions, there is an effect that inspection light obtained from a light source common to the film modification light can be used for general evaluation items of the film modification state.
本発明の半導体膜の製造方法は、以上のように、光源から出射された光を2つ以上のビームに分割する工程と、前記2つ以上のビームのうちの少なくとも1つを膜改質光として基板上に形成された半導体膜に照射することにより前記半導体膜の結晶性を改質する工程と、前記2つ以上のビームのうちの、前記膜改質光以外の少なくとも1つのビームを検査光として前記半導体膜に照射し、前記半導体膜から得られる前記検査光の照射の応答内容を検出することにより、前記半導体膜の改質状態を評価する工程とを含む。 As described above, the method for manufacturing a semiconductor film of the present invention includes a step of dividing light emitted from a light source into two or more beams, and at least one of the two or more beams is subjected to film modification light. A step of modifying the crystallinity of the semiconductor film by irradiating the semiconductor film formed on the substrate, and inspecting at least one of the two or more beams other than the film modifying light. Irradiating the semiconductor film as light, and detecting the response content of the inspection light irradiation obtained from the semiconductor film, thereby evaluating a modified state of the semiconductor film.
以上により、光アニールおよび当該光アニールにより得られる膜質の評価を行うとともに、装置のコスト抑制および構成簡略化を図ることができる半導体膜の製造方法を実現することができるという効果を奏する。 As described above, there is an effect that it is possible to realize a method of manufacturing a semiconductor film that can perform light annealing and evaluation of film quality obtained by the light annealing, and can reduce the cost of the apparatus and simplify the configuration.
本発明の光アニール装置は、以上のように、光源と、前記光源から出射された光を2つ以上のビームに分割する光学系と、前記2つ以上のビームのうちの少なくとも1つを膜改質光として基板上に形成された膜に照射して前記膜を改質する光学系と、前記2つ以上のビームのうちの、前記膜改質光以外の少なくとも1つのビームを検査光として前記膜に照射する光学系と、前記膜から得られる前記検査光の照射の応答内容を検出する部品とを含む。 As described above, the optical annealing apparatus according to the present invention includes a light source, an optical system that divides the light emitted from the light source into two or more beams, and at least one of the two or more beams as a film. An optical system for modifying the film by irradiating a film formed on the substrate as modified light, and at least one of the two or more beams other than the film modified light as inspection light An optical system for irradiating the film; and a component for detecting a response content of the inspection light irradiation obtained from the film.
以上により、光アニールおよび当該光アニールにより得られる膜質の評価を行うのに用いられ、装置のコスト抑制および構成簡略化を図ることができる光アニール装置を実現することができるという効果を奏する。 As described above, there is an effect that it is possible to realize an optical annealing apparatus that is used for optical annealing and evaluation of film quality obtained by the optical annealing, and that can reduce the cost of the apparatus and simplify the configuration.
本発明の実施形態について、図1および図2を用いて説明すれば、以下の通りである。 The embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 as follows.
図1に、本実施形態に係るレーザアニール装置(光アニール装置)1の構成を示す。 FIG. 1 shows the configuration of a laser annealing apparatus (optical annealing apparatus) 1 according to this embodiment.
レーザアニール装置1は、レーザ発振器2、ビームスプリッター3、アッテネータ4、ビーム整形光学系5、集光レンズ6、基板走査ステージ8、処理チャンバー9、真空ポンプ10、アッテネータ11、ミラー12、集光レンズ13、フィルター14、検出器15、および、遮蔽チャンバー16を備えている。
The laser annealing apparatus 1 includes a
レーザ発振器(レーザ光源)2は、基板上に形成された半導体薄膜の結晶化を行うための光である膜改質光を供給する光源と、結晶化した半導体薄膜の検査を行うための検査光を供給する光源との両方を兼ねている。ここでは、基板上に半導体薄膜が形成されたアニール対象物を被処理基板7と称する。レーザ光(以下、レーザビームとも称する)としては、連続発振(CW)のLD(レーザダイオード)励起Nd:YVO4レーザの第二高調波固体レーザ(波長λ=532nm)を用いることを想定しているが、アモルファスシリコンあるいはポリシリコンの半導体薄膜に対して吸収のある波長が200nmから700nmの領域のレーザが望ましい。より具体的には、Nd:YAGレーザ、Nd:YVO4レーザ、Nd:YLFレーザの第二高調波、第三高調波、第四高調波、などが適用可能であるが、出力の大きさ及び安定性を考慮すると、LD励起Nd:YAGレーザの第二高調波(波長λ=532nm)あるいはNd:YVO4レーザの第二高調波が最も望ましい。 A laser oscillator (laser light source) 2 includes a light source for supplying film-modifying light, which is light for crystallization of a semiconductor thin film formed on a substrate, and inspection light for inspecting the crystallized semiconductor thin film. It also serves as both a light source that supplies Here, the annealing target in which the semiconductor thin film is formed on the substrate is referred to as a substrate 7 to be processed. As a laser beam (hereinafter also referred to as a laser beam), it is assumed that a continuous wave (CW) LD (laser diode) pumped Nd: YVO 4 laser second harmonic solid-state laser (wavelength λ = 532 nm) is used. However, it is desirable to use a laser having a wavelength range of 200 nm to 700 nm which absorbs amorphous semiconductor or polysilicon semiconductor thin film. More specifically, Nd: YAG laser, Nd: YVO 4 laser, Nd: YLF laser second harmonic, third harmonic, fourth harmonic, and the like can be applied. Considering the stability, the second harmonic of the LD-pumped Nd: YAG laser (wavelength λ = 532 nm) or the second harmonic of the Nd: YVO 4 laser is most desirable.
一般に、前記のレーザ光源を、固体レーザ、半導体レーザ、または、気体レーザとすることができる。前記固体レーザとしては、YAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、チタンサファイアレーザ等があり、前記気体レーザとしては、エキシマレーザ、Arレーザ、Krレーザ等が挙げられる。また、レーザ作用をする活性種としては、例えば、3価のイオン(Cr3+、Nd3+、Yb3+、Tm3+、Ho3+、Er3+、Ti3+)を使用することができる。その他に、半導体レーザやディスクレーザ、ファイバーレーザを使用することもできる。また、上記構成において、前記レーザ光は、非線形光学素子により高調波に変換されていることが望ましい。例えば、YAGレーザは、基本波として、波長1064nmのレーザ光を出すことで知られている。このレーザ光のシリコン膜に対する吸収係数は非常に低く、このままでは半導体膜の1つである非晶質シリコン膜の結晶化を行うことは困難である。ところが、このレーザ光はLBO、CLBO、BBO、CBOなどの非線形光学素子を用いることにより、より短波長に変換することができ、高調波として、第2高調波(532nm)、第3高調波(355nm)、第4高調波(266nm)、第5高調波(213nm)が挙げられる。これらの高調波は非晶質シリコン膜に対し吸収係数が高いので、非晶質シリコン膜の結晶化に用いることができる。 In general, the laser light source can be a solid state laser, a semiconductor laser, or a gas laser. Examples of the solid laser include a YAG laser, a YVO 4 laser, a YLF laser, a YAlO 3 laser, a glass laser, a ruby laser, an alexandrite laser, and a titanium sapphire laser. The gas laser includes an excimer laser, an Ar laser, and a Kr laser. Etc. Further, as the active species having a laser action, for example, trivalent ions (Cr 3+ , Nd 3+ , Yb 3+ , Tm 3+ , Ho 3+ , Er 3+ , Ti 3+ ) can be used. In addition, a semiconductor laser, a disk laser, or a fiber laser can be used. In the above configuration, it is preferable that the laser light is converted into a harmonic by a nonlinear optical element. For example, a YAG laser is known to emit laser light having a wavelength of 1064 nm as a fundamental wave. The absorption coefficient of the laser light with respect to the silicon film is very low, and it is difficult to crystallize an amorphous silicon film which is one of the semiconductor films. However, this laser beam can be converted to a shorter wavelength by using a nonlinear optical element such as LBO, CLBO, BBO, CBO, and the second harmonic (532 nm) and third harmonic ( 355 nm), fourth harmonic (266 nm), and fifth harmonic (213 nm). Since these harmonics have a higher absorption coefficient than the amorphous silicon film, they can be used for crystallization of the amorphous silicon film.
なお、レーザの発振方式は、連続発振型でもよいし、パルス発振型でもよい。レーザビームの照射条件、例えば、周波数、パワー密度、エネルギー密度、ビームプロファイル等は、材料の性質や厚さなどを考慮して適宜調整する。 The laser oscillation method may be a continuous oscillation type or a pulse oscillation type. Laser beam irradiation conditions, for example, frequency, power density, energy density, beam profile, and the like are appropriately adjusted in consideration of material properties and thickness.
レーザ発振器2から、基板走査ステージ8上に載置された被処理基板7の半導体薄膜の面に略垂直に向う光路上に、結晶化用の光学系O1が設けられており、レーザ発振器2側から順に、ビームスプリッター3、アッテネータ4、ビーム整形光学系5、および、集光レンズが並ぶように配置されている。
An optical system O1 for crystallization is provided on the optical path from the
ビームスプリッター3はレーザ発振器2から出射されたレーザ光Lを、結晶化用ビーム(膜改質光)L1と、検査用ビーム(検査光)L2との2つのビームに分割する光学系(分割光学系)である。このビームスプリッター3としては、平行平面型、ウェッジ型、キューブ型など、ビームを再現性良く、2分割することができるものなら何でも良い。分割する際には結晶化用ビームL1の方が強くなるように分割する。これは結晶化用ビームL1を強くして、より効率的な結晶化を行うためと、検査用ビームL2が強すぎて、検査光照射時に膜を改質させてしまわないためとである。結晶化に使用するレーザがCWレーザの場合は、CWレーザを必要に応じてパルス変調させても良い。
The
アッテネータ4は結晶化用ビームL1の強度を、結晶化に適した値に減衰させる。ビーム整形光学系5は、アッテネータ4を通過した結晶化用ビームL1のビーム形状を整形する。ビーム整形光学系5はビームエキスパンダー、ホモジナイザ、回折光学素子、パウエルレンズ、fθレンズなどの組合せによりビームを整形する。集光レンズ6は、ビーム整形光学系5を通過した結晶化用ビームL1を被処理基板7の面上に集光する。集光レンズ6としてはシリンドリカルレンズなどがあげられるが、シリンドリカルレンズを2枚組み合わせることによりビームを整形し、ビーム整形光学系を省略することも可能である。アッテネータ4、ビーム整形光学系5、および、集光レンズは結晶化を行うための光学系である改質光学系O1を構成している。これらの組合せにより、結晶化用ビームL1の形状を線状、楕円状、矩形状等所望の形状に整形し、結晶化を行う。
The attenuator 4 attenuates the intensity of the crystallization beam L1 to a value suitable for crystallization. The beam shaping optical system 5 shapes the beam shape of the crystallization beam L1 that has passed through the attenuator 4. The beam shaping optical system 5 shapes the beam by a combination of a beam expander, a homogenizer, a diffractive optical element, a Powell lens, an fθ lens, and the like. The condensing
基板走査ステージ8はxyステージであり、x−y方向に移動することにより、載置された被処理基板7ビーム照射位置を変えることができる。また、あるいは、基板走査ステージ8の位置を固定し、レーザ発振器2から出射されるビームLが被処理基板7の面上を走査できるようになっていてもよい。基板走査ステージ8は処理チャンバー9内に設けられている。また、基板走査ステージ8は基板加熱が可能であり、被処理基板7へのレーザ光照射時の基板温度は室温から500℃程度とされる。処理チャンバー9は真空ポンプ10によって真空引きが可能であり、これによって、被処理基板7へのレーザ照射時の処理チャンバー9内の雰囲気を、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトンなどの不活性ガス雰囲気としたり、水素雰囲気としたり、真空としたり、大気雰囲気としたりすることができる。
The substrate scanning stage 8 is an xy stage, and the beam irradiation position of the substrate 7 to be processed can be changed by moving in the xy direction. Alternatively, the position of the substrate scanning stage 8 may be fixed so that the beam L emitted from the
ビームスプリッター3により分割されて生成された検査用ビームL2の光路は、アッテネータ11、ミラー12、および、集光レンズ13を順に通過して被処理基板7の面上に斜め方向に入射する入射光路と、被処理基板7の面で反射された検査用ビームL2が、フィルター14を通過して検出器15に至る反射光路とからなる。これらの入射光路上および反射光路上の光学系は、半導体薄膜の結晶化状態すなわち改質状態を検査するための検査光学系O2を構成している。
The optical path of the inspection beam L2 generated by being split by the
アッテネータ11は、検査用ビームL2を検査用に適した強度に減衰させる。ミラー12は、アッテネータ11を通過した検査用ビームL2を反射させて、被処理基板7に向うように進路を変える。集光レンズ13は、必要に応じて設けられ、ミラー12で反射された検査用L2を、被処理基板7の面上の結晶化用ビームL1が照射されている箇所に集光させる。フィルター14は、被処理基板7から反射された検査用ビームL2に対して、精度のよい検出が可能となるように、ノイズ光を除去して検出器15で使用される波長に絞る処理を行う。
The
検出器15は、フィルター14を通過した検査用ビームL2を受光して、検査用ビームL2の照射に対する被処理基板7からの応答内容を検出する部品である。上記応答内容は、例えば、被処理基板7に対する検査用ビームL2の、散乱光、反射光、回折光、および透過光のうちの、少なくともいずれか1つの強度もしくは強度分布である。ラマン散乱光を検出する場合には、散乱した光を、入射光と波長が同じレーリー散乱光と波長の異なるラマン散乱光とに分離するために、ノッチフィルターやエッジフィルターなどのフィルターを通し、通過させた光を分光して検出する。このラマン散乱スペクトルを解析することにより、結晶の良否を判定することができる。また、検出器15あるいは検出器15に接続される解析器が、上記応答内容を検出することにより半導体薄膜の改質状態を評価する。
The
なお、ビームスプリッター3の分割比の調整、あるいはレーザ発振器の出力の調整次第では、アッテネータ4、アッテネータ11の少なくとも一方を省略しても良い。また、検査用ビームL2においても、結晶化用ビームL1と同様にビーム整形光学系を挿入し、ビームスポットではなく、線状や矩形状にすることにより、ある広さを持った領域の結晶性の分布を一度に検出することも可能である。
Depending on the adjustment of the split ratio of the
遮蔽チャンバー16は、上述したレーザアニール装置1の外周を囲む、金属などの遮蔽板を供えたチャンバーである。上記遮蔽板は、レーザアニール装置1内のレーザ光が外部に漏れるのを防ぐ。さらには、レーザアニール装置1内に真空チャンバーを備え、チャンバー内を真空引きできるようにすることが望ましいが、レーザアニール装置1内を常圧としてもよい。また、チャンバーは雰囲気汚染がないように、ケミカルフィルター、パーティクルフィルターなどを備えていることが望ましい。 The shielding chamber 16 is a chamber provided with a shielding plate made of metal or the like surrounding the outer periphery of the laser annealing apparatus 1 described above. The shielding plate prevents the laser light in the laser annealing apparatus 1 from leaking to the outside. Furthermore, it is desirable to provide a vacuum chamber in the laser annealing apparatus 1 so that the inside of the chamber can be evacuated, but the inside of the laser annealing apparatus 1 may be set to normal pressure. Further, it is desirable that the chamber is provided with a chemical filter, a particle filter, etc. so as not to contaminate the atmosphere.
なお、結晶化用ビームL1および検査用ビームL2のそれぞれについて、さらに分割して複数の領域を照射できるようにしても良い。すなわち、レーザ装置1から出射されたビームLを2つ以上のビームに分割してもよい。分割して得られたビームの中には、結晶化用ビームL1および検査用ビームL2の両者以外として用いられるものがあってもよい。また、複数のレーザ発振器を使用することによって、処理時間を短くすることも可能である。複数のレーザ発振器を使用する場合には、1つの整形光学系に複数のレーザビームを入射させても良い。 Each of the crystallization beam L1 and the inspection beam L2 may be further divided so that a plurality of regions can be irradiated. That is, the beam L emitted from the laser device 1 may be divided into two or more beams. Some of the beams obtained by the division may be used as other than both the crystallization beam L1 and the inspection beam L2. In addition, the processing time can be shortened by using a plurality of laser oscillators. When a plurality of laser oscillators are used, a plurality of laser beams may be incident on one shaping optical system.
また、被処理基板7は、下地保護膜が形成された基板上に半導体薄膜が形成されたものである。基板としては、石英、ガラス、プラスチック、シリコンウェハー、金属、セラミックなどが挙げられる。下地保護膜としてはシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの絶縁性物質からなる膜が挙げられ、またそれらの積層膜でも構わない。この下地保護膜は基板からの不純物拡散を防ぐための膜であり、その恐れがない場合などは無くても構わない。下地保護膜の厚さは、積層膜の場合も含めて、全体として100nm〜2μm程度である。基板上にLPCVD法、プラズマCVD法、スパッタ法等により、下地保護膜を形成し、次にLPCVD法、プラズマCVD法、スパッタ法等により、非単結晶半導体薄膜を30nm〜250nm程度、例えば50nmの厚さに形成する。 The substrate 7 to be processed is a substrate in which a semiconductor thin film is formed on a substrate on which a base protective film is formed. Examples of the substrate include quartz, glass, plastic, silicon wafer, metal, and ceramic. Examples of the base protective film include a film made of an insulating material such as a silicon oxide film and a silicon nitride film, and may be a laminated film thereof. This base protective film is a film for preventing impurity diffusion from the substrate, and may be omitted if there is no fear of such a problem. The thickness of the base protective film is about 100 nm to 2 μm as a whole, including the case of the laminated film. A base protective film is formed on the substrate by LPCVD, plasma CVD, sputtering, or the like, and then a non-single-crystal semiconductor thin film is formed to a thickness of about 30 nm to 250 nm, for example, 50 nm by LPCVD, plasma CVD, sputtering, or the like. Form to thickness.
非単結晶半導体薄膜としては非晶質シリコン、多結晶シリコン、非晶質ゲルマニウム、多結晶ゲルマニウム、非晶質シリコン・ゲルマニウム、多結晶シリコン・ゲルマニウム、非晶質シリコン・カーバイド、多結晶シリコン・カーバイドなどが挙げられる。非単結晶半導体薄膜の形成をプラズマCVD法などで行った場合は、その後400℃〜600℃程度の脱水素処理を行っても良い。また、非単結晶半導体薄膜の上に2nm〜100nm程度のシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、あるいはそれらの積層膜を形成しても良い。続いて必要に応じてフォトリソグラフィ法により島状領域を形成する。この工程は省略することが可能である。 Non-single-crystal semiconductor thin films include amorphous silicon, polycrystalline silicon, amorphous germanium, polycrystalline germanium, amorphous silicon / germanium, polycrystalline silicon / germanium, amorphous silicon / carbide, polycrystalline silicon / carbide Etc. In the case where the non-single-crystal semiconductor thin film is formed by a plasma CVD method or the like, dehydrogenation treatment at about 400 ° C. to 600 ° C. may be performed thereafter. In addition, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a stacked film of about 2 nm to 100 nm may be formed on the non-single-crystal semiconductor thin film. Subsequently, island-like regions are formed by photolithography as necessary. This step can be omitted.
続いて、このようにして形成された非単結晶半導体薄膜の結晶化を行うが、以下では、レーザビームにCWのNd:YVO4レーザの第2高調波(波長532nm)を用いた例について説明する。結晶化用ビームL1は、ビーム整形光学系5により例えば500μm×20μmの線状に整形し、ビーム短軸方向を走査方向とする。線走査速度は、毎秒10cm〜100m程度が可能であるがここでは一定で50cm/sとする。レーザパワーは10W、基板サイズは730×920mm2とする。走査は基板位置を固定としてレーザ光を走査しても、基板を乗せたステージを動かしても良いが、結晶化用ビームL1と検査用ビームL2とを被処理基板7の非単結晶半導体薄膜の面上の同じ箇所に照射することを考慮すると、本発明においては基板走査ステージ8側を動かした方が望ましい。 Subsequently, the non-single-crystal semiconductor thin film thus formed is crystallized. Hereinafter, an example in which the second harmonic (wavelength: 532 nm) of a CW Nd: YVO 4 laser is used as the laser beam will be described. To do. The crystallization beam L1 is shaped into a linear shape of, for example, 500 μm × 20 μm by the beam shaping optical system 5, and the beam short axis direction is set as the scanning direction. The line scanning speed can be about 10 cm to 100 m per second, but here it is fixed at 50 cm / s. The laser power is 10 W, and the substrate size is 730 × 920 mm 2 . The scanning may be performed by scanning the laser beam with the substrate position fixed, or by moving the stage on which the substrate is placed. However, the crystallization beam L1 and the inspection beam L2 are applied to the non-single crystal semiconductor thin film of the substrate 7 to be processed. In consideration of irradiating the same spot on the surface, in the present invention, it is desirable to move the substrate scanning stage 8 side.
検出器15は、非単結晶半導体薄膜の面に斜めから照射される検査用ビームL2の、散乱光、反射光、回折光、および透過光のうちの、少なくともいずれか1つの強度もしくは強度分布を検出する。散乱光にはラマン散乱光も含み得る。
The
なお、被処理基板7の基板が透明な場合には、当該基板の裏側から非単結晶半導体薄膜にレーザを照射してもよい。また、レーザ走査は複数回行ってもよい。さらに、結晶化用ビームL1を少しずつ重ねながら全面の結晶改質を行っても、必要な部分だけ結晶改質を行ってもよい。 Note that when the substrate 7 to be processed is transparent, the non-single-crystal semiconductor thin film may be irradiated with laser from the back side of the substrate. Further, laser scanning may be performed a plurality of times. Further, the entire surface may be crystal-modified while the crystallization beam L1 is overlapped little by little, or only a necessary portion may be crystal-modified.
このCWレーザの照射により、非単結晶半導体薄膜中が多結晶化して、多結晶半導体薄膜が得られる。この多結晶半導体薄膜中の結晶は、従来のエキシマレーザによるパルス状の照射により得られる結晶の10〜100倍の大きさであり、レーザ走査方向に細長い流線形の結晶となり、結晶粒径を5μm以上とすることができる。 By irradiation with the CW laser, the non-single crystal semiconductor thin film is polycrystallized to obtain a polycrystalline semiconductor thin film. The crystal in the polycrystalline semiconductor thin film is 10 to 100 times larger than the crystal obtained by pulsed irradiation with a conventional excimer laser, becomes a streamline crystal elongated in the laser scanning direction, and has a crystal grain size of 5 μm. This can be done.
次に、図2を用いて、このようにして形成した多結晶半導体薄膜によりTFTを作成する工程について説明する。 Next, with reference to FIG. 2, a process for forming a TFT from the polycrystalline semiconductor thin film formed in this way will be described.
結晶化が終了した後の被処理基板7は、基板21、下地保護膜22、および、島状の多結晶半導体薄膜23が順に積層された構成であるが、図2(a)に示すように、この多結晶半導体薄膜23を、さらに所望のTFTの形状にパターニングする。このとき、多結晶半導体中の結晶の長軸方向が電流の流れる方向となるようにすることが好ましい。
The substrate 7 to be processed after the crystallization is finished has a configuration in which a
次に、図2(b)に示すように、基板上側全面に、ゲート絶縁膜24、例えばSiO2 膜を、約200nm又はそれ以下の厚さに形成し、このゲート絶縁膜24によって多結晶半導体薄膜23を覆う。その後、ゲート絶縁膜24の上に、導電膜25、例えばアルミニウム膜を、300nmの厚さに形成する。そして、フォトレジストを使用して、導電膜25の上に、所望のゲート電極形状のレジストパターン26を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, a
次に、図2(c)に示すように、レジストパターン26をマスクにして導電膜25をエッチングすることにより、ゲート電極25aを形成する。その後、レジストパターン26を除去する。
Next, as shown in FIG. 2C, the
次に、図2(d)に示すように、ゲート電極25aをマスクとしてゲート絶縁膜24をパターニングし、ゲート電極25aの下以外の部分のゲート絶縁膜24を除去する。
Next, as shown in FIG. 2D, the
その後、図2(e)に示すように、ゲート電極25aをマスクとして多結晶半導体薄膜23に、例えばn型不純物としてP(リン)を、加速エネルギーが例えば10keV、ドーズ量が4×1013cm-2の条件でイオンドープし、ソース・ドレイン領域23a・23aを形成する。更に、400℃〜600℃の熱アニール、あるいはランプアニール、あるいはレーザアニールなどによりソース・ドレイン領域23aの不純物を活性化させる。
Thereafter, as shown in FIG. 2E, the
次に、図2(f)に示すように、CVD法により、基板の上側全面に、層間絶縁膜27として、酸化シリコン膜、あるいは、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層膜を200nm〜900nmの厚さに形成する。
Next, as shown in FIG. 2F, a silicon oxide film or a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film is formed as an
次いで、図2(g)に示すように、層間絶縁膜27に、ソース・ドレイン領域23a・23aに通じるコンタクトホール28・28を形成した後、スパッタ法により、基板の上側全面に金属膜29を形成する。
Next, as shown in FIG. 2 (g), after forming contact holes 28, 28 communicating with the source /
その後、図2(h)に示すように、フォトリソグラフィ法により金属膜29をパターニングして、ソース・ドレイン電極29a・29aを形成する。このようにして、TFT30が完成する。
Thereafter, as shown in FIG. 2H, the
本実施形態によれば、光源から出射された光を2つ以上のビームに分割し、そのうちの少なくとも1つのビームを膜改質光として基板上に形成された半導体膜に照射して結晶性を改質する一方、膜改質光以外の少なくとも1つのビームを検査光として半導体膜に照射して応答内容を検出することにより半導体膜の改質状態を評価する。 According to the present embodiment, the light emitted from the light source is divided into two or more beams, and at least one of the beams is irradiated onto the semiconductor film formed on the substrate as film-modifying light. On the other hand, the modified state of the semiconductor film is evaluated by detecting the response content by irradiating the semiconductor film with at least one beam other than the film modifying light as the inspection light.
従って、膜改質光と検査光とを同じ光源で生成するので、従来のように光源を膜改質光と検査光とに別々に設ける必要がない。結晶化と検査とを同一装置内で行うことにより、薄膜トランジスタ、液晶表示装置や有機ELなどのアクティブマトリクス型表示装置の製造装置コストの抑制、製造・検査時間の短縮、歩留の向上を達成することができる。 Therefore, since the film modification light and the inspection light are generated by the same light source, it is not necessary to separately provide the light source for the film modification light and the inspection light as in the conventional case. By performing crystallization and inspection in the same device, the manufacturing cost of active matrix display devices such as thin film transistors, liquid crystal display devices, and organic EL devices can be reduced, manufacturing / inspection time can be reduced, and yield can be improved. be able to.
以上により、光アニールおよび当該光アニールにより得られる膜質の評価を行うとともに、装置のコスト抑制および構成簡略化を図ることができる半導体膜の製造方法を実現することができる。 As described above, it is possible to realize a method of manufacturing a semiconductor film that can perform light annealing and evaluation of film quality obtained by the light annealing, and can reduce the cost of the apparatus and simplify the configuration.
また、本実施形態によれば、光源(レーザ発振器2)と、前記光源から出射された光(ビームL)を2つ以上のビーム(結晶化用ビームL1、検査用ビームL2)に分割する光学系である分割光学系(ビームスプリッター3)と、前記2つ以上のビームのうちの少なくとも1つを膜改質光(結晶化用ビームL1)として基板(基板21、あるいは、下地保護膜22が形成された基板21)上に形成された膜(非単結晶半導体薄膜)に照射して前記膜を改質する光学系である改質光学系(改質光学系O1)と、前記2つ以上のビームのうちの、前記膜改質光以外の少なくとも1つのビームを検査光(検査用ビームL2)として前記膜に照射する光学系である検査光学系(検査光学系O2)と、前記膜から得られる前記検査光の照射の応答内容を検出する部品(検出器15)とを含む光アニール装置(レーザアニール装置1)が提供される。
Further, according to the present embodiment, the light source (laser oscillator 2) and the optical that divides the light (beam L) emitted from the light source into two or more beams (crystallization beam L1 and inspection beam L2). A splitting optical system (beam splitter 3) as a system and at least one of the two or more beams as film-modifying light (crystallization beam L1) is used as a substrate (
従って、光アニールおよび当該光アニールにより得られる膜質の評価を行うのに用いられ、装置のコスト抑制および構成簡略化を図ることができる光アニール装置を実現することができる。 Therefore, it is possible to realize a light annealing apparatus that is used for light annealing and evaluation of the film quality obtained by the light annealing and can reduce the cost of the apparatus and simplify the configuration.
なお、上記光源として、ランプアニールに用いられるフラッシュランプなどのランプ光源を用いることもできる。ランプ光のビームを細く絞りたいときにはコリメート処理を施せばよい。 As the light source, a lamp light source such as a flash lamp used for lamp annealing can also be used. When it is desired to narrow down the lamp light beam, a collimation process may be applied.
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELなどの画像表示装置、および、基板上に表示装置、駆動回路、メモリ、CPUなどが集積されたシステム・オン・パネルや、イメージセンサなどに用いられる結晶性半導体薄膜を製造するのに好適である。 The present invention relates to, for example, an image display device such as a liquid crystal display or an organic EL, a system on panel in which a display device, a drive circuit, a memory, a CPU, etc. are integrated on a substrate, a crystal used for an image sensor, etc. It is suitable for manufacturing a conductive semiconductor thin film.
1 レーザアニール装置(光アニール装置)
2 レーザ発振器(光源、レーザ光源)
15 検出器(部品)
21 基板
23 多結晶半導体薄膜((製造された)半導体膜)
O1 改質光学系
O2 検査光学系
1 Laser annealing equipment (light annealing equipment)
2 Laser oscillator (light source, laser light source)
15 Detector (parts)
21
O1 modified optical system O2 inspection optical system
Claims (12)
前記2つ以上のビームのうちの少なくとも1つを膜改質光として基板上に形成された半導体膜に照射することにより前記半導体膜の結晶性を改質する工程と、
前記2つ以上のビームのうちの、前記膜改質光以外の少なくとも1つのビームを検査光として前記半導体膜に照射し、前記半導体膜から得られる前記検査光の照射の応答内容を検出することにより、前記半導体膜の改質状態を評価する工程とを含むことを特徴とする半導体膜の製造方法。 Dividing the light emitted from the light source into two or more beams;
Modifying the crystallinity of the semiconductor film by irradiating the semiconductor film formed on the substrate with at least one of the two or more beams as film modifying light;
Irradiating the semiconductor film with at least one of the two or more beams other than the film-modifying light as inspection light, and detecting response contents of irradiation of the inspection light obtained from the semiconductor film And a step of evaluating a modified state of the semiconductor film.
前記光源から出射された光を2つ以上のビームに分割する光学系である分割光学系と、
前記2つ以上のビームのうちの少なくとも1つを膜改質光として基板上に形成された膜に照射して前記膜を改質する光学系である改質光学系と、
前記2つ以上のビームのうちの、前記膜改質光以外の少なくとも1つのビームを検査光として前記膜に照射する光学系である検査光学系と、
前記膜から得られる前記検査光の照射の応答内容を検出する部品とを含むことを特徴とする、光アニール装置。 A light source;
A splitting optical system that is an optical system that splits the light emitted from the light source into two or more beams;
A modified optical system that is an optical system that modifies the film by irradiating the film formed on the substrate with at least one of the two or more beams as film-modified light;
An inspection optical system that is an optical system that irradiates the film with at least one of the two or more beams other than the film modification light as inspection light; and
And a part for detecting the response content of the inspection light irradiation obtained from the film.
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