JP7161758B2 - レーザアニール装置 - Google Patents
レーザアニール装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7161758B2 JP7161758B2 JP2018244802A JP2018244802A JP7161758B2 JP 7161758 B2 JP7161758 B2 JP 7161758B2 JP 2018244802 A JP2018244802 A JP 2018244802A JP 2018244802 A JP2018244802 A JP 2018244802A JP 7161758 B2 JP7161758 B2 JP 7161758B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- laser
- continuous wave
- beam spot
- transmittance region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 title claims description 90
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 145
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 73
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 70
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 27
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 25
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 21
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 100
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000002438 flame photometric detection Methods 0.000 description 5
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
(レーザアニール装置の概略構成)
以下、図1から図5を用いて、本実施の形態に係るレーザアニール装置10の概略構成を説明する。図1に示すように、レーザアニール装置10は、基台11と、連続発振レーザ光(CWレーザ光)を発振する連続発振レーザとしての半導体レーザ2と、反射鏡3と、マスク4と、を備える。なお、実際には、マスク4は細長い矩形状であるが、説明の便宜から、図2に示すように長手方向の寸法に対して短軸方向Xの寸法を比較的長く示している。
本実施の形態に係るレーザアニール装置10によれば、移動度の高い多結晶シリコン膜や疑似単結晶シリコン膜などの結晶化シリコンを、必要な領域に安定して形成できる。
本実施の形態に係るレーザアニール装置10では、図9に示すようなマスク43を用いることができる。なお、マスク43は、実際には細長い矩形状のものであるが、説明の便宜から、図9に示すように長手方向の寸法に対して短軸方向Xの寸法を比較的長く示している。
本実施の形態に係るレーザアニール装置10では、図10に示すようなマスク44を用いることができる。このマスク44においても、実際には細長い矩形状のものであるが、説明の便宜から、図10に示すように長手方向の寸法に対して短軸方向Xの寸法を比較的長く示している。
本実施の形態に係るレーザアニール装置10では、図11および図12に示すようなマスク45を用いることができる。このマスク45においても、実際には細長い矩形状のものであるが、説明の便宜から、図11に示すように長手方向の寸法に対して短軸方向Xの寸法を比較的長く示している。
以上、実施の形態について説明したが、この実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
LBS ビームスポット
S 傾斜部(エネルギー強度分布における傾斜部)
T 基板移動方向
Tr 相対的な移動方向(基板移動方向Tと反対の方向)
X 短軸方向
W 幅寸法
1 被処理基板
2 半導体レーザ
4,43.44,45 マスク
5 非晶質シリコン膜
5A 種結晶領域
5B 疑似単結晶シリコン(結晶化シリコン)膜
6 改質予定領域
10 レーザアニール装置
11 基台
41 透明基板
42 遮光膜
42A,42B 切り欠き部
42C ドット部
42D ライン部
42E グラデーション部
Claims (20)
- 被処理基板の上に形成された非晶質シリコン膜に対して、ビームスポットを相対的に移動させ、前記非晶質シリコン膜を結晶化シリコンへ改質させるレーザアニール装置であって、
連続発振レーザ光を出射する連続発振レーザと、
前記連続発振レーザから出射されたレーザ光が入射されて、前記非晶質シリコン膜に投影する前記ビームスポットを形成するマスクと、
を備え、
前記マスクは、透明基板の表面に遮光膜が形成され、前記ビームスポットを相対的に移動させる移動方向の下流側の領域にエネルギー強度の高い高透過率領域が設けられ、前記移動方向の上流側の領域にエネルギー強度の低い低透過率領域が設けられ、
前記高透過率領域は、前記遮光膜に形成された切り欠き部の面積が大きく設定され、
前記低透過率領域は、複数の切り欠き部が形成され、前記遮光膜に形成された切り欠き部の面積が小さく設定され、
前記低透過率領域内の前記切り欠き部は、前記遮光膜に対して、前記高透過率領域と反対の方向へ向けて順次幅が狭くなる
レーザアニール装置。 - 被処理基板の上に形成された非晶質シリコン膜に対して、ビームスポットを相対的に移動させ、前記非晶質シリコン膜を結晶化シリコンへ改質させるレーザアニール装置であって、
連続発振レーザ光を出射する連続発振レーザと、
前記連続発振レーザから出射されたレーザ光が入射されて、前記非晶質シリコン膜に投影する前記ビームスポットを形成するマスクと、
を備え、
前記マスクは、前記ビームスポットを相対的に移動させる移動方向の下流側の領域にエネルギー強度の高い高透過率領域が設けられ、前記移動方向の上流側の領域にエネルギー強度の低い低透過率領域が設けられ、
前記マスクは、透明基板の表面に遮光膜が形成され、
前記高透過率領域は、前記遮光膜に形成された切り欠き部の面積が大きく設定され、
前記低透過率領域は、前記高透過率領域の前記切り欠き部に向けて、前記遮光膜の膜厚が漸次薄くなるグラデーション部である
レーザアニール装置。 - 前記マスクは、透明基板の表面に前記遮光膜が形成され、
前記高透過率領域は、前記透明基板の表面に形成された遮光膜に開口率の高い切り欠き部が形成され、
前記低透過率領域は、前記透明基板の表面に前記遮光膜でなる複数のドット部が分散して配置されている
請求項1に記載のレーザアニール装置。 - 前記低透過率領域における光透過率が前記移動方向の上流側へ向けて漸次減少するように設定されている
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記連続発振レーザは、半導体レーザである
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記連続発振レーザは、レーザのパルス幅が溶融シリコンの冷却時間より長い疑似連続発振レーザを用いる
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記ビームスポットの下流側部分におけるエネルギー強度は、前記非晶質シリコン膜を溶融させる閾値より高く設定され、
前記ビームスポットの上流側部分におけるエネルギー強度は、前記移動方向の上流側に向けて前記閾値を通過して漸次低下するように設定されている
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記ビームスポットが、細長い矩形状に形成され、
前記ビームスポットの短軸方向が、前記移動方向と同じである
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記マスクは、前記連続発振レーザ光を前記高透過率領域および前記低透過率領域で透過させる位置と、前記連続発振レーザ光を前記高透過率領域のみで透過させる位置と、に変位可能である
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 被処理基板の上に形成された非晶質シリコン膜に対して、ビームスポットを相対的に移動させ、前記非晶質シリコン膜を結晶化シリコンへ改質させるレーザアニール装置であって、
連続発振レーザ光を出射する連続発振レーザと、
前記連続発振レーザから出射されたレーザ光が入射されて、前記非晶質シリコン膜に投影する前記ビームスポットを形成するマスクと、
を備え、
前記マスクは、透明基板の表面に遮光膜が形成され、前記ビームスポットを相対的に移動させる移動方向の一方側の領域にエネルギー強度の高い高透過率領域が設けられ、前記移動方向の他方側の領域にエネルギー強度の低い低透過率領域が設けられ、
前記高透過率領域は、前記遮光膜に形成された切り欠き部の面積が大きく設定され、
前記低透過率領域は、複数の切り欠き部が形成され、前記遮光膜に形成された切り欠き部の面積が小さく設定され、
前記低透過率領域内の前記切り欠き部は、前記遮光膜に対して、前記高透過率領域と反
対の方向へ向けて順次幅が狭くなる
レーザアニール装置。 - 被処理基板の上に形成された非晶質シリコン膜に対して、ビームスポットを相対的に移動させ、前記非晶質シリコン膜を結晶化シリコンへ改質させるレーザアニール装置であって、
連続発振レーザ光を出射する連続発振レーザと、
前記連続発振レーザから出射されたレーザ光が入射されて、前記非晶質シリコン膜に投影する前記ビームスポットを形成するマスクと、
を備え、
前記マスクは、前記ビームスポットを相対的に移動させる移動方向の一方側の領域にエネルギー強度の高い高透過率領域が設けられ、前記移動方向の他方側の領域にエネルギー強度の低い低透過率領域が設けられ、
前記マスクは、透明基板の表面に遮光膜が形成され、
前記高透過率領域は、前記遮光膜に形成された切り欠き部の面積が大きく設定され、
前記低透過率領域は、前記高透過率領域の前記切り欠き部に向けて、前記遮光膜の膜厚が漸次薄くなるグラデーション部である
レーザアニール装置。 - 前記マスクは、透明基板の表面に遮光膜が形成され、
前記高透過率領域は、前記透明基板の表面に形成された前記遮光膜に開口率の高い切り欠き部が形成され、
前記低透過率領域は、前記透明基板の表面に前記遮光膜でなる複数のドット部が分散して配置されている
請求項10に記載のレーザアニール装置。 - 前記低透過率領域における光透過率が前記移動方向の上流側へ向けて漸次減少するように設定されている
請求項10から請求項12のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記連続発振レーザは、半導体レーザである
請求項10から請求項13のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記連続発振レーザは、レーザのパルス幅が溶融シリコンの冷却時間より長い疑似連続発振レーザを用いる
請求項10から請求項14のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記ビームスポットの下流側部分におけるエネルギー強度は、前記非晶質シリコン膜を溶融させる閾値より高く設定され、
前記ビームスポットの上流側部分におけるエネルギー強度は、前記移動方向の上流側に向けて前記閾値を通過して漸次低下するように設定されている
請求項10から請求項15のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記ビームスポットが、細長い矩形状に形成され、
前記ビームスポットの短軸方向が、前記移動方向と同じである
請求項10から請求項16のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 前記マスクは、前記連続発振レーザ光を前記高透過率領域および前記低透過率領域で透過させる位置と、前記連続発振レーザ光を前記高透過率領域のみで透過させる位置と、に変位可能である
請求項10から請求項17のいずれか一項に記載のレーザアニール装置。 - 被処理基板の上に形成された非晶質シリコン膜に対して、ビームスポットを相対的に移動させ、前記非晶質シリコン膜を結晶化シリコンへ改質させるレーザアニール装置であって、
連続発振レーザ光を出射する連続発振レーザと、
前記連続発振レーザから出射されたレーザ光が入射されて、前記非晶質シリコン膜に投影する前記ビームスポットを形成するマスクと、
を備え、
前記マスクは、前記ビームスポットを相対的に移動させる移動方向の下流側の領域にエネルギー強度の高い高透過率領域が設けられ、前記移動方向の上流側の領域にエネルギー強度の低い低透過率領域が設けられ、
前記低透過率領域における光透過率が前記移動方向の上流側へ向けて漸次減少するように設定されている
レーザアニール装置。 - 被処理基板の上に形成された非晶質シリコン膜に対して、ビームスポットを相対的に移動させ、前記非晶質シリコン膜を結晶化シリコンへ改質させるレーザアニール装置であって、
連続発振レーザ光を出射する連続発振レーザと、
前記連続発振レーザから出射されたレーザ光が入射されて、前記非晶質シリコン膜に投影する前記ビームスポットを形成するマスクと、
を備え、
前記マスクは、前記ビームスポットを相対的に移動させる移動方向の下流側の領域にエネルギー強度の高い高透過率領域が設けられ、前記移動方向の上流側の領域にエネルギー強度の低い低透過率領域が設けられ、
前記マスクは、前記連続発振レーザ光を前記高透過率領域および前記低透過率領域で透過させる位置と、前記連続発振レーザ光を前記高透過率領域のみで透過させる位置と、に変位可能である
レーザアニール装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018244802A JP7161758B2 (ja) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | レーザアニール装置 |
PCT/JP2019/047445 WO2020137400A1 (ja) | 2018-12-27 | 2019-12-04 | レーザアニール装置 |
TW108145249A TW202032628A (zh) | 2018-12-27 | 2019-12-11 | 雷射退火裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018244802A JP7161758B2 (ja) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | レーザアニール装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020107717A JP2020107717A (ja) | 2020-07-09 |
JP7161758B2 true JP7161758B2 (ja) | 2022-10-27 |
Family
ID=71129045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018244802A Active JP7161758B2 (ja) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | レーザアニール装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7161758B2 (ja) |
TW (1) | TW202032628A (ja) |
WO (1) | WO2020137400A1 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003309080A (ja) | 2002-04-17 | 2003-10-31 | Sharp Corp | アニール処理された基板表面を平滑化する方法及びレーザーアニール処理用マスク |
JP2004087961A (ja) | 2002-08-28 | 2004-03-18 | Sony Corp | 非晶質シリコンの結晶化方法 |
JP2005026285A (ja) | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Nikon Corp | 熱処理方法及び熱処理装置 |
JP2005347380A (ja) | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Sharp Corp | 半導体薄膜の製造方法および製造装置 |
JP2007287866A (ja) | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Sharp Corp | 半導体結晶薄膜の製造方法およびそれに用いられる製造装置、フォトマスク、ならびに半導体素子 |
-
2018
- 2018-12-27 JP JP2018244802A patent/JP7161758B2/ja active Active
-
2019
- 2019-12-04 WO PCT/JP2019/047445 patent/WO2020137400A1/ja active Application Filing
- 2019-12-11 TW TW108145249A patent/TW202032628A/zh unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003309080A (ja) | 2002-04-17 | 2003-10-31 | Sharp Corp | アニール処理された基板表面を平滑化する方法及びレーザーアニール処理用マスク |
JP2004087961A (ja) | 2002-08-28 | 2004-03-18 | Sony Corp | 非晶質シリコンの結晶化方法 |
JP2005026285A (ja) | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Nikon Corp | 熱処理方法及び熱処理装置 |
JP2005347380A (ja) | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Sharp Corp | 半導体薄膜の製造方法および製造装置 |
JP2007287866A (ja) | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Sharp Corp | 半導体結晶薄膜の製造方法およびそれに用いられる製造装置、フォトマスク、ならびに半導体素子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020107717A (ja) | 2020-07-09 |
WO2020137400A1 (ja) | 2020-07-02 |
TW202032628A (zh) | 2020-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3751772B2 (ja) | 半導体薄膜製造装置 | |
KR101073551B1 (ko) | 레이저 마스크 및 이를 이용한 순차적 측면 고상 결정화 방법 | |
WO2020137399A1 (ja) | レーザアニール方法およびレーザアニール装置 | |
KR100478623B1 (ko) | 반도체 박막의 형성방법 및 반도체 박막의 형성장치 | |
US20080290300A1 (en) | Crystallization apparatus and crystallization method | |
WO2020158464A1 (ja) | レーザアニール方法およびレーザアニール装置 | |
JP7161758B2 (ja) | レーザアニール装置 | |
JP2007273833A (ja) | 半導体膜の結晶化装置および結晶化方法 | |
JP2006013050A (ja) | レーザビーム投影マスク及びそれを用いたレーザ加工方法、レーザ加工装置 | |
WO2020184153A1 (ja) | レーザアニール装置 | |
JP5030130B2 (ja) | 薄膜材料の結晶化装置 | |
CN113169050A (zh) | 激光退火方法及薄膜晶体管的制造方法 | |
JP7203417B2 (ja) | レーザアニール方法、レーザアニール装置、およびtft基板 | |
WO2021039365A1 (ja) | レーザアニール装置および結晶化膜の形成方法 | |
JP2007287866A (ja) | 半導体結晶薄膜の製造方法およびそれに用いられる製造装置、フォトマスク、ならびに半導体素子 | |
WO2020129562A1 (ja) | レーザアニール装置 | |
JP4944705B2 (ja) | 半導体装置の作製方法及び配線の作製方法 | |
JP5179028B2 (ja) | 表示装置の製造方法およびその製造装置 | |
JP2007207896A (ja) | レーザビーム投影マスクおよびそれを用いたレーザ加工方法、レーザ加工装置 | |
JP4377442B2 (ja) | 半導体薄膜の形成方法、半導体薄膜の形成装置、結晶化方法および結晶化装置 | |
JP2006165176A (ja) | 光強度分布の測定方法、測定装置、光強度分布の可視化方法、光強度分布の可視化装置、結晶化装置および結晶化方法 | |
JP2001223167A (ja) | 半導体薄膜の製造方法 | |
JP2008130691A (ja) | 結晶化装置及び結晶化方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220614 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220804 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221004 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221007 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7161758 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |