JP4963064B2 - 半導体装置の製造方法および半導体検査装置 - Google Patents
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Description
ファスシリコン膜を形成する成膜工程と、前記アモルファスシリコン膜の多結晶化に向けて前記アモルファスシリコン膜の改質を行う1工程以上からなる前処理工程と、前記前処理工程を行い改質したアモルファスシリコン膜にレーザ処理を行って多結晶シリコン膜を製造するレーザ処理工程と、を有しており、前記前処理工程後のアモルファスシリコン膜の所定の領域に対する所定の検査に基づいて、レーザパワーを決定するレーザパワー検査抽出工程を有し、前記レーザ処理工程は、前記レーザパワー検査抽出工程で決定されたレーザパワーを用いるとよい。この方法により、従来よりも最適なレーザパワー状態で多結晶シリコン膜が製造でき、量産製品において品質向上および安定化を図ることができる。また、最適なレーザパワーは、レーザ処理前のアモルファスシリコン膜の膜厚や膜質に応じて変動するが、本発明により、製品基板ごとにより最適なレーザパワーを求めて多結晶シリコン膜を製造することが可能となる。モニタ基板を使用する場合に比べて、余分な材料や工程処理が低減され製造効率を上げることができる。
ら800nmの波長を用いるとよい。前記波長領域の分光特性は、高品質な多結晶シリコン膜に特有に観察されるため、高品質な多結晶シリコン膜が製造されているかどうか判別することが可能となる。また、例えば、波長308nmのXeClレーザ処理光に感知することなくレーザ処理室内や近傍で測定が可能となる。
2 SPC工程
3 レーザアニール処理工程
4 最適パワー検査抽出工程
5 ゲート絶縁膜成膜工程
11 アモルファスシリコン成膜工程
12 SPC工程
13 レーザ処理工程
14 最適パワー検査抽出工程
15 ゲート絶縁膜成膜工程
20 製品基板
21 機能素子部
22 レーザパワーモニタ部
23 アモルファスシリコン成膜工程
24 SPC工程
25 レーザ処理工程
26 最適パワー検査抽出工程
27 ゲート絶縁膜成膜工程
30 分光分析装置
31 光源ボックス
32 分光器
33 光ファイバー
34 ヘッド
34a 受光用ヘッド
34b 光照射用ヘッド
35 基板上の膜
36 基板
37 画像カメラ
38 260mJ/cm 2 (スペクトル)
39 340mJ/cm 2 (スペクトル)
40 360―370mJ/cm 2 (スペクトル)
41 450mJ/cm 2 (スペクトル)
50 画像法を利用したモニタリング装置
51 拡大レンズ
52 カメラ
53 LED
54 照明具
55 基板
56 画像モニタシステム
57 カメラ
58 顕微鏡
59 照明具
60 蛍光管
61 基板
71 レーザ処理装置
71a レーザ処理装置出入り口
72 洗浄装置
72a 洗浄装置出入り口
73 基板搬送用ロボット
74 基板
75 遮光体
76 アモルファスシリコン成膜工程
77 SPC工程
78 レーザ処理工程
79 最適パワー検査抽出工程
80 ゲート絶縁膜成膜工程
81 基板搬送用ロボット
81a ステージ
82 絶対確認リファレンス基板
83 測定値較正用リファレンス基板
84 基板
85 測定ヘッド
91 基板
92 機能素子部
93 測定点
101 カメラ
102 基板
103 青色系の照明
104 固定冶具
105 ステージ枠
106 基板支持ピン
110 2方式モニタリング装置
50a 処理部
50b 判別部
50c 送信部
50d 操作表示部
50e メモリ部
Claims (13)
- 基板上にアモルファスシリコン膜を形成する成膜工程と、前記アモルファスシリコン膜の多結晶化を助長する金属元素を添加後、加熱処理を行う前処理工程と、前記前処理工程を行い改質したアモルファスシリコン膜にレーザ処理を行って多結晶シリコン膜を製造するレーザ処理工程と、を有した半導体装置の製造方法において、
前記前処理工程を経たモニタ基板、又は、前記前処理工程を経た製品基板の最終的に製品として機能する機能素子部を除いたレーザパワーモニタ部に対して、レーザパワー検査抽出用のレーザ処理を行い膜質の異なる多結晶シリコン膜を形成し、前記膜質の異なる多結晶シリコン膜に対して、分光法を用いた検査を行い、レーザパワーを決定するレーザパワー検査抽出工程を有し、
前記分光法の測定波長は、700から800nmを用い、
前記レーザ処理工程は、前記レーザパワー検査抽出工程で決定されたレーザパワーを用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記分光法を用いた検査は、測定点に対して、測定点の周囲から測定用の光を照射して検査を行うことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記レーザパワー検査抽出工程は、前記レーザ処理工程でレーザ処理を行うレーザ処理装置近傍で検査が行なわれることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記レーザパワー検査抽出工程は、基板上の膜表面を検査することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記レーザパワー検査抽出工程は、多結晶シリコン膜の検査機能とレーザパワーを決定する検査機能の両方を備えた装置を用いて検査することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記レーザパワー検査抽出工程は、検査結果に測定定量値を設けることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかにに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記測定定量値は、較正用基板を配置し、較正を行う機能を有した装置を用いて決定されることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記レーザパワー検査抽出工程は、多結晶シリコン膜の検査機能と、レーザパワーの最適値を自動決定し、その自動決定されたレーザパワーの最適値をレーザ処理装置に自動供給する機能と、の両方を備えた装置を用いて検査を行うことを特徴とする請求項1〜請求項7いずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記レーザ処理工程は、前記レーザパワー検査抽出工程で決定されたレーザパワーの最適値よりも5mJあるいは10mJ低いレーザパワーを用いることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記レーザパワー検査抽出工程は、多結晶シリコン膜を多点測定検査を行うことを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記レーザパワー検査抽出工程は、更に測定点に光を照射して測定点を対象に取得した画像を検出する画像法を用いた検査を行うことを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記レーザパワー検査抽出工程は、レーザパワーを決定するとともに、異物や膜質異常を検査することを特徴とする請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記レーザ処理工程で、前記レーザパワー検査抽出工程で決定されたレーザパワーを用いて前記レーザ処理を行ない、前記レーザ処理工程後の製品基板を、測定点に光を照射して測定点を対象に取得した画像を検出する画像法を用いて、異物や膜質異常を検査する特徴とする請求項1〜請求項10のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
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