JPH07221035A - 基板処理装置およびその動作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い生産性でもって、結晶性を有する珪素薄
膜を得る技術を提供する。 【構成】 絶縁表面を有する基板上に非晶質珪素膜を成
膜する機能を有する処理室と、前記非晶質珪素膜の脱水
素化または前記非晶質珪素膜中に不対結合手を形成する
機能を有する処理室と、前記第１の処理室および前記第
２の処理室とに連結された搬送室とを有し、前記搬送室
には、前記絶縁表面を有する基板を搬送する手段が設け
られている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、結晶性を有する珪素膜
の作製方法およびその作製装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より非晶質珪素薄膜（アモルファス
シリコン）を用いた薄膜トランジスタ（一般にＴＦＴと
称される）が知られている。このような薄膜トランジス
タは、液晶表示装置に利用される技術として特に注目さ
れている。これは、液晶表示装置の各画素に薄膜トラン
ジスタを配置して画素のスイッチングを行わせ、高速表
示や微細標示を可能とする技術である。薄膜トランジス
タの他の応用技術としては、イメージセンサーやその他
集積回路を挙げることができる。

【０００３】しかしながら非晶質珪素薄膜を用いた薄膜
トランジスタでは、その特性が低いという問題があり、
さらに高い特性を有するものが望まれている。非晶質珪
素薄膜を用いた薄膜トランジスタより特性の高いものを
得るためには、結晶性を有する珪素薄膜を用い、薄膜ト
ランジスタを形成すればよい。しかしこの場合、いかに
結晶性を有する珪素薄膜を得るかが問題となる。

【０００４】結晶性を有する珪素薄膜を得る方法として
は、非晶質珪素薄膜を加熱やレーザー光の照射によって
結晶化させる技術が知られている。しかし、生産性を考
えた場合、十分に満足のいく結晶性を有する珪素膜を得
ることは困難であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高い生産性
でもって、結晶性を有する珪素薄膜を得る技術を提供す
ることを目的とする。また、従来の加熱による方法やレ
ーザー光の照射による方法では得ることのできなかった
高い結晶性を有する珪素膜を得ることを発明の目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、非晶質珪素膜
を結晶化を行なうに際しては、非晶質珪素膜中の不対結
合手の存在が非常に重要であるとの知見に基づくもので
ある。本発明は、非晶質珪素膜中に不対結合手が積極的
に多量に形成された状態において、熱エネルギーやレー
ザー光または強光のエネルギーを与えることによって、
結晶性が良好でしかも均一性に優れた結晶性珪素膜を得
ることを基本的な構成とする。

【０００７】以下に本発明を詳細に説明する。本発明の
主要な構成は、絶縁表面を有する基板上に非晶質珪素膜
を成膜する機能を有する処理室と、前記非晶質珪素膜の
脱水素化または前記非晶質珪素膜中に不対結合手を形成
する機能を有する処理室と、前記第１の処理室および前
記第２の処理室とに連結された搬送室と、を有し、前記
搬送室には、前記絶縁表面を有する基板を搬送する手段
が設けられていることを特徴とする。

【０００８】上記構成において、絶縁表面を有する基板
として、ガラス基板、石英基板、絶縁表面を有する半導
体基板、絶縁表面を有する導体基板等を挙げることがで
きる。

【０００９】上記構成において、非晶質珪素膜を成膜す
る機能を有する処理室として、プラズマＣＶＤ法や減圧
熱ＣＶＤ法、さらにその他公知のＣＶＤ法による成膜機
構を挙げることができる。得られる非晶質珪素膜の膜質
としては、不対結合手が多量に形成されているものを得
ることが好ましい。これは、後の結晶化において結晶性
と均一性に優れた結晶性珪素膜を得るためである。不対
結合手を膜中に多量に含む非晶質珪素膜を得るには、２
００℃以下の低温におけるプラズマＣＶＤ法で非晶質珪
素膜の成膜を行なえばよい。なおここにおける温度は基
板の温度である。

【００１０】上記構成において、非晶質珪素膜の脱水素
化または前記非晶質珪素膜中に不対結合手を形成する機
能としては、加熱を施す機能を挙げることができる。こ
の加熱は、非晶質珪素膜の結晶化温度以下の温度で行な
えばよい。非晶質珪素の場合は、３５０℃〜５００℃の
温度範囲において行なえばよい。

【００１１】上記構成において、非晶質珪素膜を成膜す
る処理室と脱水素化または不対結合手を形成する処理室
とを搬送室で連結した構成とすることで、非晶質珪素膜
の成膜工程と脱水素化または不対結合手の形成工程とが
外気に触れない連続した工程として行なうことができ
る。

【００１２】またさらに、レーザー光または強光を照射
する機能を有する処理室を搬送室に連結することで、不
対結合手が形成され、結晶化へのしきい値エネルギーが
低下した非晶質珪素膜をレーザー光または強光の照射に
よって結晶化させることができる。この場合、不対結合
手が多量に形成された状態の非晶質珪素膜を外部に露呈
させることなく、レーザー光または強光の照射によって
結晶化させることができる。この場合、酸素等によって
不対結合手が中和されることがないので、得られる珪素
膜の結晶性や結晶の均一性を大きく高めることができ
る。

【００１３】またレーザー光または強光を照射する機能
を有する処理室の代わりに５００℃以上の温度に加熱す
る機能を有する処理室を設けるのでもよい。この場合、
加熱によって結晶化が行なわれることになる。

【００１４】

【作用】非晶質珪素膜を成膜する工程と、非晶質珪素膜
に対する脱水素化または非晶質珪素膜中に不対結合手を
積極的に形成する工程とを連続的に行なうことで、後の
結晶化工程において結晶性と均一性に優れた結晶性珪素
膜を得ることができる。

【００１５】

【実施例】

〔実施例１〕実施例１は、図１に示すマルチチャンバー
形式の基板処理装置を用いることによって、結晶性の良
好な珪素薄膜を得る技術に関する。結晶性の良好な珪素
薄膜を得るためには、脱水素化または不対結合手が多量
に形成された非晶質珪素膜を用いることが必要である。
そこで実施例１においては、基板上に非晶質珪素膜を形
成する工程と脱水素工程または不対結合手を形成する工
程とを連続して行なうことを特徴とする。

【００１６】実施例１において利用される図１に示すマ
ルチチャンバー形式の基板処理装置について説明する。
図１において、１０１が基板の搬入および搬出を行なう
処理室である。この１０１で示される処理室は、この装
置において処理される基板を装置内に搬入したり装置内
から基板を外部に取り出すための室である。この処理室
は真空チャンバーとしての機能を有しており、不活性ガ
スの供給系や真空排気設備を有している。

【００１７】１０６はプレヒートを行なう処理室であ
り、基板を予め加熱する機能を有する。これは、基板と
してガラス基板を用いた場合に問題となる加熱を従う工
程における基板の縮みの問題を解決するためのものであ
る。これは、基板を予め加熱によって縮ませておくこと
によって、後の熱の加わる工程におけるガラス基板の縮
みや変形を防ぐことを基本的な構成とする。この１０６
で示される処理室には、不活性ガスの供給系や真空排気
系が備えられている。

【００１８】１０５は、下地膜の成膜を行なう処理室で
ある。この１０５で示される処理室は、基板上に酸化珪
素膜や窒化珪素膜等の絶縁膜を形成する機能を有してい
る。実施例１においては、１０５で示される処理室は酸
化珪素膜をスパッタ法で形成する機能を有している。こ
の処理室は、原料ガスやスパッタリングガス、さらには
水素等の希釈ガスや不活性ガスの供給系と必要とされる
真空排気系を有している。

【００１９】１０４は、非晶質珪素膜を成膜する処理室
である。この１０４で示される処理室は、プラズマＣＶ
Ｄ法または減圧熱ＣＶＤ法による非晶質珪素膜の成膜機
能を有している。この１０４で示される処理室には、成
膜に必要とされるシランやジシラン等の原料ガス、さら
には水素等の希釈ガス、さらには不活性ガスの供給系を
有している。また必要とする真空排気系を有している。

【００２０】１０３は、脱水素化を行なう処理室であ
り、加熱処理を行なうことによって、処理室１０４で形
成された非晶質珪素膜に対して意図的に不対結合手を形
成させる機能を有する。この処理室１０３において、非
晶質珪素膜に対して脱水素化を徹底的に行ない、人為的
に不対結合手を意図的に多量に形成させることができ
る。加熱は赤外線ランプまたは基板を配置するホルダー
をヒータで加熱することよって行われる。

【００２１】１０２はクーリングを行なう処理室であ
り、所定の冷却速度で基板を冷却する機能を有する。冷
却は、窒素ガスを流入させることによって行われる。ま
た冷却速度の制御は、窒素ガスの流量を制御することに
よって行われる。

【００２２】１０７は基板の搬送室であり、ロボットア
ーム１０８によって基板１０９を一枚づつ各処理室間い
おいて搬送する機能を有する。１１０〜１１５で示され
るのがゲイトバルブであり、このゲイトバルブを介して
各処理室と搬送室１０７とは連結されている。このゲイ
トバルブ１１０〜１１５は、各処理室と搬送室１０７と
を分離する機能を有しており、各処理室の雰囲気が混合
しないようになっている。

【００２３】以下にガラス基板上に形成された非晶質珪
素膜を結晶化させる工程について説明する。まず、装置
を稼働させる状態において、基板の搬入および搬出を行
なう処理室１０１を除いて他の室は同一高真空に保たれ
た状態とする。また各ゲイトバルブ１１０〜１１５は閉
鎖された状態とする。

【００２４】まずコーニング７０５９ガラス基板を基板
の搬入および搬出を行なう処理室１０１に外部より搬入
する。そして十分に真空排気を行い、処理室１０１の真
空度が搬送室１０７と同じ程度になるようにする。この
状態でゲイトバルブ１１０を開け、基板１０９をロボッ
トアーム１０８によって搬送室１０７に移送する。そし
てゲイトバルブ１１０を閉鎖する。基板はカセットに複
数枚納めて処理室１０１に搬入させ、ロボットアーム１
０８のよって１枚づつ搬送させる構成としてもよい。

【００２５】次にゲイトバルブ１１５を開け、搬送室１
０７にロボットアーム１０８によって取り出された基板
１０９をプレヒートを行なう処理室１０６に搬入する。
そしてゲイトバルブ１１５を閉め、プレヒートを行う。
プレヒートの条件は、４５０〜６４０℃まで１０℃／分
の速度で温度を上げ、６４０℃、４時間の加熱処理を行
う。この状態においては、処理室１０６は高真空状態に
ある。ここでゲイトバルブ１１５を開け加熱された基板
１０６をロボットアーム１０８によって搬送室１０７に
移送する。そしてゲイトバルブ１１５を閉鎖する。次
に、ゲイトバルブ１１１を開け、基板を処理室１０２に
移送する。

【００２６】この際、ロボットアームのガラス基板１０
９と接する部分を加熱しておくとよい。これは、基板が
ロボットアームによって冷却されないようにするためで
ある。ロボットアームのガラス基板と接する部分を加熱
するには、ロボットアームにヒータを組み込んでおく
か、他に設けられたヒーターによってロボットアームの
必要とする部分を直接あるいは間接に加熱すればよい。

【００２７】処理室１０２に基板を搬送したら、そこで
４５０℃まで徐冷させ、プレーヒートを完了させる。こ
のガラス基板の徐冷速度は、処理室内に不活性ガスであ
る窒素ガスを流入させることによって制御することがで
きる。

【００２８】この工程を経ることによって、ガラス基板
を縮ませることができ、後の工程において基板が縮んだ
り変形したりすることを防ぐことをできる。

【００２９】次に処理室１０２を高真空状態とし、ゲイ
トバルブ１１１を開け基板を搬送室１０７に搬出する。
ゲイトバルブ１１１を閉鎖した後、ゲイトバルブ１１４
を開け、基板１０９を処理室１０５に搬入する。ゲイト
バルブ１１４を閉鎖した後、スパッタリングガスを処理
室１０５内に導入し、スパッタリング法によって酸化珪
素膜をガラス基板上に下地膜として成膜する。一般に下
地膜は、１０００〜３０００Åの厚さに形成される。こ
の状態を図３に示す。図３は各種処理が行なわれたガラ
ス基板の状態を示すものである。図３（Ａ）には、ガラ
ス基板１１上に下地膜１２が形成されている状況が示さ
れている。

【００３０】ガラス基板上への酸化珪素膜の成膜後、処
理室１０５内を高真空状態とする。そしてゲイトバルブ
１１４を開け、ガラス基板１０９を搬送室１０７に引き
出す。その後ゲイトバルブ１１４は閉鎖する。各処理室
と搬送室との間において行われる基板の移送に際して
は、必ず処理室と搬送室とを高真空状態とした上で、ゲ
イトバルブを開放して基板を移送させることが重要であ
る。これは、各処理室間において不純物の相互混入や汚
染が起きないようにするためである。

【００３１】ガラス基板上への下地膜の成膜後、高真空
状態に保たれた処理室１０４にロボットアーム１０８に
よってにガラス基板１０９を搬入する。ガラス基板１０
９の搬入後、ゲイトバルブ１１３を閉鎖し、プラズマＣ
ＶＤ法または減圧熱ＣＶＤ法によって下地膜が形成され
たガラス基板上に非晶質珪素膜を形成する。薄膜トラン
ジスタを構成する場合は、非晶質珪素膜は一般に１００
〜２０００Åの厚さに成膜される。この状態を図３
（Ｂ）に示す。

【００３２】プラズマＣＶＤ法によって、非晶質珪素膜
の形成を行なう場合は、なるべく低温で成膜することが
好ましい。これは膜中に水素をより多量に導入し、脱水
素化後に不対結合手を多量に有する膜質を実現するため
である。即ち、非晶質珪素膜としては、結晶化の際原子
レベルの移動をし易いスカスカの膜を人為的に作るため
である。具体的には２００℃以下の１００〜２００℃の
温度で成膜を行なうことが好ましい。また同様の膜質が
得られればＰＣＶＤ法の代わりにＬＰＣＶＤ法、ＡＰＣ
ＶＤ法であってもよい。

【００３３】成膜終了後、処理室１０４を高真空状態と
する。そしてゲイトバルブ１１３を開け、ガラス基板１
０９をロボットアーム１０８によって処理室１０４から
引出し、ゲイトバルブ１１３を閉鎖する。次にゲイトバ
ルブ１１２を開け、高真空状態に保たれた処理室１０３
に下地膜と非晶質珪素膜とが成膜されたガラス基板１０
９を移送する。処理室１０３では高真空状態を保ったま
ま４００℃、２時間の加熱処理が行われ、脱水素化が徹
底的に行われる。この工程で非晶質珪素膜中に不対結合
手が多量に形成される。この脱水素化は、３５０℃〜５
００℃の範囲で行えばよいが、非晶質珪素膜が結晶化し
ない温度で行うことが必要である。

【００３４】次にゲイトバルブ１１２を開け、ガラス基
板１０９を搬送室１０７に引出す。ゲイトバルブ１１２
を閉鎖後、ゲイトバルブ１１０を開け、高真空状態に保
たれた処理室１０１にガラス基板１０９を移送する。そ
してゲイトバルブ１１０を閉鎖し、処理室１０１内を不
活性ガスで充填する。こうして一連の動作が終了する。
こうして脱素化が行われ、膜中に積極的に不対結合手が
形成された非晶質珪素膜が得られる。

【００３５】後は装置外部においてレーザー光または強
光の照射による結晶化、あるいは加熱による結晶化を行
って、結晶性を有する珪素薄膜を得ることができる。

【００３６】〔実施例２〕実施例２は、図１に示す装置
において、酸化珪素膜や窒化珪素膜をＣＶＤ法やスパッ
タ法で成膜する機能を有する処理室をもう１つ追加し、
脱水素化工程の終了した非晶質珪素膜の表面に酸化珪素
膜や窒化珪素膜を保護膜として成膜する機能を付加する
ことを特徴とする。このようにすると、非晶質珪素膜に
多量に形成された不対結合手が酸素等によって中和され
ることを防ぐことができる。そして、後の結晶化工程に
おいて良好な結晶性を得ることができる。

【００３７】この状態を図３（Ｃ）に示す。図３（Ｃ）
には、水素出しによって不対結合手が多量に形成された
非晶質珪素膜１３の表面に保護膜１４が形成されている
状態が示されている。この状態は、不対結合手を多量に
有する非晶質珪素膜を露呈させることがないという極め
て大きな有用性がある。結晶化を行なうには、図４
（Ｃ）に示す状態で加熱やレーザー光または強光の照射
を行なえばよい。

【００３８】〔実施例３〕実施例３は図２に示すマルチ
チャンバー形式の基板処理装置を用いて、結晶性の珪素
薄膜を得る構成に関する。実施例３において用いられる
装置の概要を図２を用いて説明する。処理室２０１は基
板を装置に搬入するための処理室である。２０７は各処
理室間において基板を移動させる搬送室である。この搬
送室２０７には、ロボットアーム２０８が備えてあり、
基板２０９を搬送する機能を有する。

【００３９】２０６は、基板上に下地の酸化珪素膜や窒
化珪素膜を形成するための処理室である。ここでは、ス
パッタリング法によって酸化珪素膜を成膜する機能を有
する。

【００４０】２０５は、非晶質珪素膜を形成する機能を
有する処理室である。非晶質珪素膜の形成は、プラズマ
ＣＶＤ法や減圧熱ＣＶＤ法によって行われる。ここで処
理室２０５はプラズマＣＶＤ法で非晶質珪素膜を形成す
る機能を有している。

【００４１】２０４は、処理室２０５で形成された非晶
質珪素膜中の水素を脱離させて、非晶質珪素膜中に不対
結合手を多量に形成する機能を有する。ここでは、２５
０℃〜５００℃の温度で加熱処理を行うことによって、
非晶質珪素膜の脱水素化を促進させる機能を有してい
る。

【００４２】２０３は、レーザー光を照射することによ
って、脱水素化が行われた非晶質珪素膜の結晶化を行う
処理室である。レーザー光は処理室に設けられた石英窓
を介して外部から行われる。レーザー光としては、Ｋｒ
Ｆエキシマレーザー（２４８ｎｍ）が用いられる。もち
ろん他の種類のレーザー光を用いてもよい。

【００４３】２０２は、基板を装置外に搬出するための
処理室である。各処理室によって所定の処理が行われた
基板２０９は、ロボットアーム２０８によって処理室２
０２に移送させれる。そして基板は処理室２０２から装
置の外部に排出される。

【００４４】各処理室と搬送室２０７とは、ゲイトバル
ブ２１０〜２１５によって仕切られている。また各処理
室には、必要とされる真空排気装置が設けられている。

【００４５】以下に図２に示す装置を用いて結晶性を有
する珪素膜を得る工程の一例を示す。一連の工程に先立
つ段階において、処理室２０１を除く他の処理室と搬送
室２０７とを同じ高真空度に維持しておく。また各ゲイ
トバルブは閉鎖状態としておく。

【００４６】実施例３において用いられるガラス基板
は、基板の縮みや変形を抑えるためのプレヒートが既に
行われているものを用いる。まず、複数のガラス基板
（コーニング７０５９）が納められた基板ホルダーを装
置外部より処理室２０１に搬入する。基板ホルダーの搬
入が終了したら処理室２０１を高真空状態する。そして
ゲイトバルブ２１０を開け、１枚のガラス基板２０９を
ロボットアーム２０８によって搬送室に移送する。そし
てゲイトバルブ２１０を閉じる。次にゲイトバルブ２１
５を開け、ガラス基板２０９を処理室２０６に移送す
る。ゲイトバルブ２１５を閉鎖し、処理室２０６におい
てスパッタリングによって下地膜となる酸化珪素膜を成
膜する。この状態を図４（Ａ）に示す。図４は各種処理
が行なわれたガラス基板の状態を示す。図４（Ａ）に
は、ガラス基板２１の上に下地膜２２が成膜されている
状況が示されている。

【００４７】処理室２０６における成膜工程終了後、処
理室２０６を高真空状態とする。そしてゲイトバルブ２
１５を開け、下地膜の成膜されたガラス基板を搬送室２
０７に移送する。この時、処理室２０６と搬送室２０７
とを同じ高真空状態とし、搬送室２０７の汚染を防止す
ることは重要である。

【００４８】次にゲイトバルブ２１４を開け、搬送室２
０７と同程度の高真空状態に保持された処理室２０５に
ガラス基板を移送する。そしてゲイトバルブ２１４を閉
鎖する。その後、処理室２０５内のおいてプラズマＣＶ
Ｄ法によって非晶質珪素膜を１０００Åの厚さに成膜す
る。この成膜は、２００℃以下の温度で行ない、不対結
合手の多い、非晶質珪素膜を成膜する。この状態を図４
（Ｂ）に示す。図４（Ｂ）には下地膜２２の上に非晶質
珪素膜２３が成膜されている状態が示されている。

【００４９】処理室２０５における非晶質珪素膜の成膜
後、処理室２０５内を高真空状態とする。そしてゲイト
バルブ２１４を開け、非晶質珪素膜が成膜されたガラス
基板をロボットアーム２０８によって搬送室２０７に移
送する。ゲイトバルブ２１４を閉鎖した後、ゲイトバル
ブ２１３を開ける。そして処理室２０４に基板を移送す
る。ゲイトバルブ２１３の閉鎖後、処理室２０４におい
て４００℃、２時間の加熱処理が行われる。この工程に
おいて水素出しが行われ、非晶質珪素膜中に不対結合手
が多量に形成される。

【００５０】処理室２０４における水素出し工程の終了
後、処理室２０４に窒素ガスを流入させ基板の冷却を行
う。そして処理室２０４を搬送室２０７と同程度の高真
空として、ゲイトバルブ２１３を開ける。ここで脱水素
化が終了した非晶質珪素膜が形成されたガラス基板は、
ロボットアームによって搬送室２０７に移送される。

【００５１】ゲイトバルブ２１３の閉鎖後、ゲイトバル
ブ２１２を開け、基板を処理室２０３に移送する。ゲイ
トバルブ２１２の閉鎖後、高真空状態あるいは不活性雰
囲気中において、非晶質珪素膜に対してＫｒＦエキシマ
レーザー光を２００〜３００ｍＪ／ｃｍ² のエネルギー
密度で１乃至数ショット照射し、非晶質珪素膜の結晶化
を行う。この際、非晶質珪素膜には処理室２０４におけ
る水素出しの効果で不対結合手が多量に形成されている
ので、結晶化に必要とされるしきい値エネルギーが低く
なった状態が実現されている。この状態においてレーザ
ー光を照射すると、レーザー光の照射による溶融状態に
おいて瞬間的な結晶化が均一に進行することになる。そ
して結晶性と均一性の優れた結晶性珪素膜を得ることが
できる。図４（Ｃ）にレーザー光２４の照射によって、
非晶質珪素膜２３を結晶化させる状態を示す。

【００５２】またレーザー光として、線状に成形したビ
ームを用いることは有用である。これは、線状に成形し
たビームを１乃至数ショットづつ平行移動させながら走
査していくことによって、大面積に対してレーザー光を
照射するものである。

【００５３】レーザー光の照射終了後、ゲイトバルブ２
１２を開け、ロボットアーム２０８によって基板を搬送
室２０７に移送させる。レーザー光の照射を不活性雰囲
気中で行った場合には、処理室２０３を高真空状態とし
た後、ゲイトバルブ２１２を開け、基板を移送させる。
そしてゲイトバルブ２１２を閉鎖し、ゲイトバルブ２１
１を開ける。そしてロボットアームに保持された基板を
処理室２０２に移送する。ついでゲイトバルブ２１１を
閉鎖し、処理室２０２に不活性ガスあるいは空気を流入
させる。最後に処理室２０２より外部に基板を搬出する
ことで一連の工程が終了する。

【００５４】ここではレーザー光を照射する構成を示し
たが、レーザー光に代わって、強光を照射する構成を採
用してもよい。強光としては、短時間の赤外光の照射に
よって、アニールを行うＲＴＡ（ラピッド・サーマル・
アニール）を用いることが有用である。赤外光は、ガラ
ス基板には吸収されにくく、非晶質珪素薄膜には吸収さ
れやすいので、非晶質珪素薄膜を選択的に加熱すること
ができる。

【００５５】

【発明の効果】非晶質珪素膜を成膜する工程と、非晶質
珪素膜の脱水素化または非晶質珪素膜中に不対結合手を
形成する工程とを連続的に外気に触れさせずに行なうこ
とで、結晶性の良好な珪素薄膜を得ることができる。

【００５６】特に脱水素化をした非晶質シリコン膜は、
極めて活性である。このため、このような非晶質シリコ
ン膜をそのままで大気と触れさせると、大気中の酸素と
反応してしまいやすい。対策として、その上面に保護膜
を形成、または大気に触れさせることなくして、結晶化
をレーザまたはそれと同等の強光で行なうことは有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 マルチチャンバー形式の基板処理装置を示
す。

【図２】 マルチチャンバー形式の基板処理装置を示
す。

【図３】 各種処理が行なわれたガラス基板の状態を示
す。

【図４】 各種処理が行なわれたガラス基板の状態を示
す。

【符号の説明】

１０１・・・基板の搬入搬出を行なう処理室 １０６・・・プレヒートを行なう処理室 １０５・・・下地膜の成膜を行なう処理室 １０４・・・非晶質珪素膜を成膜する処理室 １０３・・・脱水素化を行なう処理室 １０２・・・クーリングを行なう処理室 １０７・・・基板の搬送室 １１０〜１１５・・・ゲイトバルブ １０８・・・ロボットアーム １０９・・・基板 ２０１・・・基板の搬入を行なう処理室 ２０６・・・下地膜の成膜を行なう処理室 ２０５・・・非晶質珪素膜を成膜する処理室 ２０４・・・脱水素化を行なう処理室 ２０３・・・レーザー光の照射を行なう処理室 ２０２・・・基板の搬出を行なう処理室 ２０７・・・基板の搬送室 ２１０〜２１５・・・ゲイトバルブ ２０８・・・ロボットアーム ２０９・・・基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷 久 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 (72)発明者 阿部 寿 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 (72)発明者 坂間 光範 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 (72)発明者 島田 浩行 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁表面を有する基板上に非晶質珪素膜
   を成膜する機能を有する処理室と、 前記非晶質珪素膜の脱水素化または前記非晶質珪素膜中
   に不対結合手を形成する機能を有する処理室と、 前記第１の処理室および前記第２の処理室とに連結され
   た搬送室と、 を有し、 前記搬送室には、前記絶縁表面を有する基板を搬送する
   手段が設けられていることを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 絶縁表面を有する基板上に非晶質珪素膜
   を成膜する機能を有する第１の処理室と、 前記非晶質珪素膜の脱水素化または前記非晶質珪素膜中
   に不対結合手の形成を行う機能を有する第２の処理室
   と、 レーザー光または強光を照射する手段を有する第３の処
   理室と、 前記第１の処理室および前記第２の処理室および前記第
   ３の処理室とに連結された搬送室と、 を有し、 前記搬送室には、前記絶縁表面を有する基板を搬送する
   手段が設けられていることを特徴とする基板処理装置。
3. 【請求項３】 ＣＶＤ法による成膜を行う第１の処理室
   と、 加熱処理を行う第２の処理室と、 前記第１の処理室および前記第２の処理室とに連結され
   た搬送室と、 を有する基板処理装置の動作方法であって、 第１の処理室において、絶縁表面を有する基板上に非晶
   質珪素膜を形成する工程と、 第２の処理室において、前記非晶質珪素膜を加熱処理
   し、脱水素化または不対結合手の形成を行うことを特徴
   とする基板処理装置の動作方法。
4. 【請求項４】 プラズマＣＶＤ法による成膜を行う第１
   の処理室と、 加熱処理を行う第２の処理室と、 前記第１の処理室および前記第２の処理室とに連結され
   た搬送室と、 を有する基板処理装置の動作方法であって、 第１の処理室において、絶縁表面を有する基板上に２０
   ０℃以下の温度のプラズマＣＶＤ法によって非晶質珪素
   膜を形成し、 第２の処理室において、前記非晶質珪素膜を加熱処理
   し、脱水素化または不対結合手を形成することを特徴と
   する基板処理装置の動作方法。