JPH02239615A - シリコン膜形成装置 - Google Patents
シリコン膜形成装置Info
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- JPH02239615A JPH02239615A JP6045289A JP6045289A JPH02239615A JP H02239615 A JPH02239615 A JP H02239615A JP 6045289 A JP6045289 A JP 6045289A JP 6045289 A JP6045289 A JP 6045289A JP H02239615 A JPH02239615 A JP H02239615A
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- silicon film
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Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は液晶表示装置等のトランジスタアレイの製造に
用いられるシリコン膜形成装置に関する．〔従来の技術
〕 液晶表示装置（以降ＬＣロと略す）における各画素の光
学特性を・制御するために多数のトランジスタアレイが
形成されたガラス基板が用いられている．このトランジ
スタアレイには通常アモルファスシリコン膜がもちいら
れているが． ＬＣＤパネルの低価格化及びコンパクト
化を図るために液晶駆動回路をも同一ガラス基板上に形
成する技術が要求されるようになった。この要求に対す
る一方法として，アモルファスシリコンよりも電気易動
度が高い多結晶シリコン膜が利用されている。多結晶シ
リコン膜を形成するには，従来例えば抵抗加熱方式を用
いた減圧ＣｖＤ法やプラズマＣｖＤ装置でアモルファス
シリコン膜を形成したのち、アニール装置でアモルファ
スシリコン膜を多結晶化する方法が用いられてきた． 〔発明が解決しようとする課題〕 抵抗加熱方式を用いた減圧ＣＶＤ法による多結晶シリコ
ン膜形成では，プラズマＣｖＤ法によるアモルファスシ
リコン膜形成に比べて大型基板上に均一に成膜すること
が難しいという欠点がある。例えば、アモルファスシリ
コンの場合、５０ａｍ角の大型基板上に±１０％以下の
膜厚バラツキで成膜することは容易であるのに対し、減
圧ＣＶＤ法では難しい。また，アモルファスシリコン膜
形成後、例えばレーザを用いたアニール装置でアモルフ
ァスシリコン膜を多結晶化する方法では、アニールとい
う余分な工程があるため、多結晶膜形成工程の処理能力
が低下するという欠点がある。
用いられるシリコン膜形成装置に関する．〔従来の技術
〕 液晶表示装置（以降ＬＣロと略す）における各画素の光
学特性を・制御するために多数のトランジスタアレイが
形成されたガラス基板が用いられている．このトランジ
スタアレイには通常アモルファスシリコン膜がもちいら
れているが． ＬＣＤパネルの低価格化及びコンパクト
化を図るために液晶駆動回路をも同一ガラス基板上に形
成する技術が要求されるようになった。この要求に対す
る一方法として，アモルファスシリコンよりも電気易動
度が高い多結晶シリコン膜が利用されている。多結晶シ
リコン膜を形成するには，従来例えば抵抗加熱方式を用
いた減圧ＣｖＤ法やプラズマＣｖＤ装置でアモルファス
シリコン膜を形成したのち、アニール装置でアモルファ
スシリコン膜を多結晶化する方法が用いられてきた． 〔発明が解決しようとする課題〕 抵抗加熱方式を用いた減圧ＣＶＤ法による多結晶シリコ
ン膜形成では，プラズマＣｖＤ法によるアモルファスシ
リコン膜形成に比べて大型基板上に均一に成膜すること
が難しいという欠点がある。例えば、アモルファスシリ
コンの場合、５０ａｍ角の大型基板上に±１０％以下の
膜厚バラツキで成膜することは容易であるのに対し、減
圧ＣＶＤ法では難しい。また，アモルファスシリコン膜
形成後、例えばレーザを用いたアニール装置でアモルフ
ァスシリコン膜を多結晶化する方法では、アニールとい
う余分な工程があるため、多結晶膜形成工程の処理能力
が低下するという欠点がある。
このように，従来の多結晶シリコン膜形成装置では，基
板の大型化あるいは処理能力の面で欠点を有し、これら
を解決しうる新しいシリコン膜形成装置が望まれている
。
板の大型化あるいは処理能力の面で欠点を有し、これら
を解決しうる新しいシリコン膜形成装置が望まれている
。
本発明の目的は前記課題を解決したシリコン膜形成装置
を提供することにある。
を提供することにある。
上述した従来のシリコン膜形成装置に対し、本発明は大
型基板上への成膜が容易なプラズマＣｖＤ法によって形
成したアモルファスシリコン膜に対して局部的にア二一
ルして多結晶シリコンへ変換する工程をも同一装置内で
行うという相違点を有する。
型基板上への成膜が容易なプラズマＣｖＤ法によって形
成したアモルファスシリコン膜に対して局部的にア二一
ルして多結晶シリコンへ変換する工程をも同一装置内で
行うという相違点を有する。
アモルファスシリコン膜にレーザを照射すると粒成長が
生じ、多結晶シリコンに変換されることは良く知られて
いる。駆動回路は通常ＬＣＤパネルの周辺部に設けられ
ているため，レーザ照射領域もパネル周辺部のみに限定
すれば良く，アンローディング室で真空状態から大気圧
に戻し、基板を取り出すまでの時間内でレーザ照射処理
を完了させることが可能である．このため，アモルファ
スシリコン膜を形成する工程と同じ時間内で必要な領域
に多結晶化の処理を施すことができる．（実施例〕 次に本発明について図面を参照して説明する。
生じ、多結晶シリコンに変換されることは良く知られて
いる。駆動回路は通常ＬＣＤパネルの周辺部に設けられ
ているため，レーザ照射領域もパネル周辺部のみに限定
すれば良く，アンローディング室で真空状態から大気圧
に戻し、基板を取り出すまでの時間内でレーザ照射処理
を完了させることが可能である．このため，アモルファ
スシリコン膜を形成する工程と同じ時間内で必要な領域
に多結晶化の処理を施すことができる．（実施例〕 次に本発明について図面を参照して説明する。
（実施例１）
第１図は本発明で用いた装置構成の一例を模式的に示し
たものである，図において，本発明の装置はローディン
グ室１，成膜室２，アンローディング室３の３つのチャ
ンパーで構成されている。
たものである，図において，本発明の装置はローディン
グ室１，成膜室２，アンローディング室３の３つのチャ
ンパーで構成されている。
基板をローディング室ｌに挿入したのち，プラズマＣｖ
Ｄにより成膜室２で成膜を行い、アンローディング室３
でレーザ照射したのち基板を取り出すまでの一連の工程
を行うための各種制御機構として第１図に示すように，
排気制御機構４，搬送制御機構５，ガス制御機構６，高
周波電力制御機構７，基板加熱制御機構８，ステージ制
御機構９，レーザ照射制御機構１０を有する．このうち
、制御機構４〜８は通常のプラズマＣＶＤ装置に設けら
れているものであり、本発明の特徴はアンローディング
室３の構造にある． 本実施例では基板を水平にした状態で成膜及び搬送を行
う方式（以後水平搬送方式と略す）の場合について説明
する．第２図はアンローディング室３の断面図で搬送方
向に対して垂直方向から見た状態を示したものである。
Ｄにより成膜室２で成膜を行い、アンローディング室３
でレーザ照射したのち基板を取り出すまでの一連の工程
を行うための各種制御機構として第１図に示すように，
排気制御機構４，搬送制御機構５，ガス制御機構６，高
周波電力制御機構７，基板加熱制御機構８，ステージ制
御機構９，レーザ照射制御機構１０を有する．このうち
、制御機構４〜８は通常のプラズマＣＶＤ装置に設けら
れているものであり、本発明の特徴はアンローディング
室３の構造にある． 本実施例では基板を水平にした状態で成膜及び搬送を行
う方式（以後水平搬送方式と略す）の場合について説明
する．第２図はアンローディング室３の断面図で搬送方
向に対して垂直方向から見た状態を示したものである。
トレー１１上に載置されたガラス基板１２の上部にレー
ザ照射筒ｌ４が設けられており，このレーザ照射筒ｌ４
からガラス基板１２の表面にレーザが照射される。レー
ザとしてはアモルファスシリコン膜に吸収される波長の
ものが用いられ，アルゴン（Ａｒ）レーザが一般的であ
る。
ザ照射筒ｌ４が設けられており，このレーザ照射筒ｌ４
からガラス基板１２の表面にレーザが照射される。レー
ザとしてはアモルファスシリコン膜に吸収される波長の
ものが用いられ，アルゴン（Ａｒ）レーザが一般的であ
る。
本実施例でもＡｒレーザを用い，レーザ発振管から出た
光をファイバーによりレーザ照射筒１４へ導いた．レー
ザ照射筒ｌ４にはレーザビーム形状を矩形に変換するた
めの光学系が設けられており、本実施例ではビーム形状
としてｌｍＸ７０−の線状ビームを用いた．レ、一ザ照
射筒１４はステージｌ３に固定され，ステージ１３を水
平方向に移動させることによりレーザ照射位置を変更す
る。
光をファイバーによりレーザ照射筒１４へ導いた．レー
ザ照射筒ｌ４にはレーザビーム形状を矩形に変換するた
めの光学系が設けられており、本実施例ではビーム形状
としてｌｍＸ７０−の線状ビームを用いた．レ、一ザ照
射筒１４はステージｌ３に固定され，ステージ１３を水
平方向に移動させることによりレーザ照射位置を変更す
る。
以上述べたような装置を用いてシリコン膜形成を行った
．ガラス基板ｌ２として、大きさ３００ｍＸ３００ｍ，
厚さ１．１ｍの無アルカリガラス（商品名：コーニング
７０５９）を用い、トレーｌ１にガラス基板を４枚並べ
た。ローディング室１にガラス基板ｌ２を送り込み、１
０−”Ｐａ程度に真空排気したのち、水素ガスを導入し
，ヒーターで基板を約２００’ Ｃに加熱した。次に，
成膜室２に基板を送り込んだのち、１００％シラン（Ｓ
ｉＨ． ）ガスと水素ガスを成膜室２に導入し． １３
．５６ＭＨｚの高周波電力を印加してガラス基板上にア
モルファスシリコン膜を約３０００人堆積した。堆積条
件としてシランと水素の流量をそれぞれ８００ｃｃ／ｗ
ｉｎ，圧力を１００Ｐａとした。アモルファスシリコン
膜を堆積後，基板をアンローディング室３に送り込んだ
のち、窒素ガスで大気圧に戻しながら、ガラス基板上の
アモルファスシリコン膜の一部にレーザを照射した６レ
ーザ照射領域の位置と形状を模式的に示したのが第４図
である．ステージ１３によりＡｒレーザ光を毎秒１０ｃ
ＩＩの速度でＸ−Ｘ’方向及びＹ−Ｙ’方向に移動させ
て各ガラス基板ｌ２の周辺部３ケ所に各々長さ２０ａａ
，幅０．９ａＩｌのレーザ照射領域２０を形成した。レ
ーザ照射条件としてアモルファスシリコン膜ｌ９が溶融
する直前の状態となるようなレーザパワーを用いた。４
枚のガラス基板１２に対して第４図に示すようなレーザ
照射領域２０を形成するのに約１５分を要したが、この
時間は、成膜室２でアモルファスシリコン膜を堆積する
時間より短いため，インラインとしての送り時間はレー
ザ照射を行わない場合と何らかわらなかった。
．ガラス基板ｌ２として、大きさ３００ｍＸ３００ｍ，
厚さ１．１ｍの無アルカリガラス（商品名：コーニング
７０５９）を用い、トレーｌ１にガラス基板を４枚並べ
た。ローディング室１にガラス基板ｌ２を送り込み、１
０−”Ｐａ程度に真空排気したのち、水素ガスを導入し
，ヒーターで基板を約２００’ Ｃに加熱した。次に，
成膜室２に基板を送り込んだのち、１００％シラン（Ｓ
ｉＨ． ）ガスと水素ガスを成膜室２に導入し． １３
．５６ＭＨｚの高周波電力を印加してガラス基板上にア
モルファスシリコン膜を約３０００人堆積した。堆積条
件としてシランと水素の流量をそれぞれ８００ｃｃ／ｗ
ｉｎ，圧力を１００Ｐａとした。アモルファスシリコン
膜を堆積後，基板をアンローディング室３に送り込んだ
のち、窒素ガスで大気圧に戻しながら、ガラス基板上の
アモルファスシリコン膜の一部にレーザを照射した６レ
ーザ照射領域の位置と形状を模式的に示したのが第４図
である．ステージ１３によりＡｒレーザ光を毎秒１０ｃ
ＩＩの速度でＸ−Ｘ’方向及びＹ−Ｙ’方向に移動させ
て各ガラス基板ｌ２の周辺部３ケ所に各々長さ２０ａａ
，幅０．９ａＩｌのレーザ照射領域２０を形成した。レ
ーザ照射条件としてアモルファスシリコン膜ｌ９が溶融
する直前の状態となるようなレーザパワーを用いた。４
枚のガラス基板１２に対して第４図に示すようなレーザ
照射領域２０を形成するのに約１５分を要したが、この
時間は、成膜室２でアモルファスシリコン膜を堆積する
時間より短いため，インラインとしての送り時間はレー
ザ照射を行わない場合と何らかわらなかった。
レーザ照射領域２０を顕微鏡観察した結果，粒径０．４
４程度の多結晶シリコンに成長していることが確認され
た。また、アモルファスシリコンの膜厚偏差は基板４枚
に対して±５％以内と良好であった。
４程度の多結晶シリコンに成長していることが確認され
た。また、アモルファスシリコンの膜厚偏差は基板４枚
に対して±５％以内と良好であった。
本実施例ではレーザとしてＡｒレーザを用いたが、例え
ばＮｄ：ＹＡＧレーザを用いてもアモルファスシリコン
膜の多結晶化は可能で、レーザとしてＡｒレーザに限定
されるものではない。また、チャンバー構成として最も
単純な３チャンバー構成を例にとったが、例えば成膜室
が３チャンバーとなっているような場合でも本発明が有
効であることは言うまでもない。
ばＮｄ：ＹＡＧレーザを用いてもアモルファスシリコン
膜の多結晶化は可能で、レーザとしてＡｒレーザに限定
されるものではない。また、チャンバー構成として最も
単純な３チャンバー構成を例にとったが、例えば成膜室
が３チャンバーとなっているような場合でも本発明が有
効であることは言うまでもない。
（実施例２）
本実施例では基板を垂直にした状態で成膜及び搬送を行
う方式（垂直搬送方式）の場合について説明する．装置
構成は第１図に示したものと何らがわりないが、垂直搬
送方式のため、ガラス基板１７を有するトレーを２つ並
列に設けて成膜及びレーザ照射を行うことが可能となる
。
う方式（垂直搬送方式）の場合について説明する．装置
構成は第１図に示したものと何らがわりないが、垂直搬
送方式のため、ガラス基板１７を有するトレーを２つ並
列に設けて成膜及びレーザ照射を行うことが可能となる
。
アンローディング室３の構造を第３図に示す。
第３図はチャンバー上方から見た平面模式図で、チャン
バー内２ケ所にレーザ照射筒ｌ５及びステージｌ８が設
けられている。実施例１と同様レーザ照射筒１５はステ
ージｌ８に固定され、ステージを水平及び垂直方向に移
動させることによりレーザ照射位置をかえる。
バー内２ケ所にレーザ照射筒ｌ５及びステージｌ８が設
けられている。実施例１と同様レーザ照射筒１５はステ
ージｌ８に固定され、ステージを水平及び垂直方向に移
動させることによりレーザ照射位置をかえる。
本実施例では各トレーにガラス基板４枚載置し，実施例
１と同様の条件でアモルファスシリコン膜を堆積した。
１と同様の条件でアモルファスシリコン膜を堆積した。
次に実施例１と同様のレーザ照射条件を用い、チャンバ
ー内の両側から同時にレーザ照射を行った結果約１５分
で処理することができた。
ー内の両側から同時にレーザ照射を行った結果約１５分
で処理することができた。
アモルファスシリコンの膜厚偏差はガラス基板８枚に対
して±６％以内と良好であり、レーザ照射領域は０．４
ｐ程度の多結晶に成長していた。
して±６％以内と良好であり、レーザ照射領域は０．４
ｐ程度の多結晶に成長していた。
以上説明したように本発明は大型基板上への均一な成膜
が容易であるプラズマＣｖＤ法を用い、がつアンローデ
ィング室に多結晶化を行うためのレ−ザ照射機構を導入
することにより、アモルファスシリコン膜形成に比べて
処理能力を低下させることなく、多結晶化処理をも完了
させることができる新しい装置を提供するものである。
が容易であるプラズマＣｖＤ法を用い、がつアンローデ
ィング室に多結晶化を行うためのレ−ザ照射機構を導入
することにより、アモルファスシリコン膜形成に比べて
処理能力を低下させることなく、多結晶化処理をも完了
させることができる新しい装置を提供するものである。
本発明の装置を用いることにより，ガラス基板上への液
晶駆動回路を可能とするシリコン膜を高スループットで
形成することができ、ＬＣＤパネルの低価格化，コンパ
クト化に多大の効果をもたらすものである。
晶駆動回路を可能とするシリコン膜を高スループットで
形成することができ、ＬＣＤパネルの低価格化，コンパ
クト化に多大の効果をもたらすものである。
第１図〜第４図は本発明の実施例を説明するための模式
図で、第１図は装置構成図、第２図は水平搬送方式にお
けるアンローディング室の構造を示す断面図、第３図は
垂直搬送方式におけるアンローディング室の構造を示す
平面図、第４図はレーザ照射領域の位置，形状を示すト
レー平面図である。 １・・・ローディング室 ２・・・成膜室３・・・
アンローディング室 ４・・・排気制御機構５・・・搬
送制御機構 ６・・・ガス制御機構７・・・高周
波電力制御機構 ８・・・基板加熱制御機構９・・・ス
テージ制御機構 １０・・・レーザ照射制御機構１１．
１６・・・トレー １２．１７・・・ガラス
基板１３．１８・・・ステージ １４．１５・・
・レーザ照射筒ｌ９・・・アモルファスシリコン膜 ２０・・・レーザ照射領域
図で、第１図は装置構成図、第２図は水平搬送方式にお
けるアンローディング室の構造を示す断面図、第３図は
垂直搬送方式におけるアンローディング室の構造を示す
平面図、第４図はレーザ照射領域の位置，形状を示すト
レー平面図である。 １・・・ローディング室 ２・・・成膜室３・・・
アンローディング室 ４・・・排気制御機構５・・・搬
送制御機構 ６・・・ガス制御機構７・・・高周
波電力制御機構 ８・・・基板加熱制御機構９・・・ス
テージ制御機構 １０・・・レーザ照射制御機構１１．
１６・・・トレー １２．１７・・・ガラス
基板１３．１８・・・ステージ １４．１５・・
・レーザ照射筒ｌ９・・・アモルファスシリコン膜 ２０・・・レーザ照射領域
Claims (1)
- （１）ローディング室、成膜室、アンローディング室を
有し、プラズマ化学気相堆積法でシリコン膜を形成する
装置において、成膜後にアモルファスシリコン膜を多結
晶化するレーザ照射筒と、該レーザ照射筒の位置を移動
させるステージとを前記アンローディング室に装備した
ことを特徴とするシリコン膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6045289A JPH02239615A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | シリコン膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6045289A JPH02239615A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | シリコン膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02239615A true JPH02239615A (ja) | 1990-09-21 |
Family
ID=13142676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6045289A Pending JPH02239615A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | シリコン膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02239615A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05198507A (ja) * | 1991-09-21 | 1993-08-06 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体作製方法 |
| JPH05251342A (ja) * | 1991-05-28 | 1993-09-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レーザーアニール装置 |
| JPH06342757A (ja) * | 1994-04-15 | 1994-12-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レーザー処理装置 |
| JPH0778759A (ja) * | 1992-12-04 | 1995-03-20 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体材料の製造方法および製造装置 |
| US5861337A (en) * | 1991-05-28 | 1999-01-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for annealing a semiconductor |
| US6177302B1 (en) | 1990-11-09 | 2001-01-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing a thin film transistor using multiple sputtering chambers |
| US6271066B1 (en) | 1991-03-18 | 2001-08-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor material and method for forming the same and thin film transistor |
| US6329229B1 (en) | 1993-11-05 | 2001-12-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for processing semiconductor device, apparatus for processing a semiconductor and apparatus for processing semiconductor device |
| US6562672B2 (en) | 1991-03-18 | 2003-05-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor material and method for forming the same and thin film transistor |
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