JPH07307304A - Laser processing method for semiconductor device - Google Patents

Laser processing method for semiconductor device

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JPH07307304A
JPH07307304A JP6124172A JP12417294A JPH07307304A JP H07307304 A JPH07307304 A JP H07307304A JP 6124172 A JP6124172 A JP 6124172A JP 12417294 A JP12417294 A JP 12417294A JP H07307304 A JPH07307304 A JP H07307304A
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laser beam
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circuit
laser light
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JP6124172A
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Inventor
Kouyuu Chiyou
Naoaki Yamaguchi
直明 山口
宏勇 張
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Semiconductor Energy Lab Co Ltd
株式会社半導体エネルギー研究所
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Abstract

PURPOSE: To eliminate irregularity caused by overlapping of a laser beam, by irradiating the whole part of a circuit region mainly consisting of an analog circuit, with laser light without moving the laser light, and scanning the circuit region with the laser light which has few analog element.
CONSTITUTION: A laser beam 15 is set as a size sufficient to irradiate the whole part of a column driver 13, and a substrate is so moved that the column driver is irradiated with laser light. After that, the substrate is irradiated with the laser light without moving a laser beam and the substrate. After that, the position which is to be irradiated with the laser light is shifted downward, and the substrate is moved until the upper ends of an active matrix region 14 and a scan driver 12 are irradiated with the laser beam 15. The substrate is moved while irradiated with the laser light. Thus the substrate is scanned with the laser light as far as the lower end, and the scan driver 12 and the active matrix region 14 are irradiated with the laser light.
COPYRIGHT: (C)1995,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスの作製工程におけるレーザー光照射処理(いわゆる、レーザーアニール法)に関する。 The present invention relates to a laser irradiation process in the manufacturing process of semiconductor devices (so-called laser annealing method). 特に、本発明は、1部もしくは全部が非晶質成分からなる半導体材料、あるいは、実質的に真性な多結晶の半導体材料、さらには、イオン照射、イオン注入、イオンドーピング等によってダメージを受け、結晶性が著しく損なわれた半導体材料に対してレーザー光を照射することによって、該半導体材料の結晶性を向上せしめ、あるいは結晶性を回復させる方法に関する。 In particular, the present invention relates to a semiconductor material part or all of amorphous component or the semiconductor material of the substantially intrinsic polycrystalline news, ion irradiation, ion implantation, damaged by ion doping or the like, by applying laser light to the semiconductor material crystallinity is significantly impaired, allowed improve the crystallinity of the semiconductor material, or to a method for recovering the crystallinity.

【0002】 [0002]

【従来の技術】近年、半導体素子プロセスの低温化に関して盛んに研究が進められている。 In recent years, we are actively research is advanced with respect to the low temperature of the semiconductor device process. その大きな理由は、 Big reason is that,
ガラス等の絶縁基板上に半導体素子を形成する必要が生じたからである。 Necessary to form a semiconductor device on an insulating substrate such as a glass substrate because occurred. その他にも素子の微小化や素子の多層化に伴う要請もある。 Besides some request accompanying the multilayered micronized and elements of the device. 半導体プロセスにおいては、半導体材料に含まれる非晶質成分もしくは非晶質半導体材料を結晶化させることや、もともと結晶性であったものの、イオンを照射したために結晶性が低下した半導体材料の結晶性を回復することや、結晶性であるのだが、より結晶性を向上させることが必要とされることがある。 In the semiconductor process, and crystallizing the amorphous component or amorphous semiconductor material included in the semiconductor material, although were originally crystalline, crystalline semiconductor material the crystallinity of which was lowered to irradiated ions and to recover, but he is crystalline, it may be necessary to further improve the crystallinity.
従来、このような目的のためには熱的なアニールが用いられていた。 Conventionally, thermal annealing has been used is for such a purpose. 半導体材料として珪素を用いる場合には、 In the case of using silicon as the semiconductor material,
600℃から1100℃の温度で0.1〜48時間、もしくはそれ以上の時間のアニールをおこなうことによって、非晶質の結晶化、結晶性の回復、結晶性の向上等がなされてきた。 600 ° C. 0.1 to 48 hours at a temperature of 1100 ° C. from, or by performing a further time of annealing, the amorphous crystallization, crystallinity of recovery, improvement of crystallinity have been made.

【0003】このような、熱アニールは、一般に温度が高いほど処理時間は短くても良かったが、600℃程度の温度では長時間の処理を必要とした。 [0003] Such a thermal annealing is generally the higher the temperature the treatment time is also good short, at a temperature of about 600 ° C. to require prolonged treatment. したがって、プロセスの低温化の観点からは、従来、熱アニールによってなされていた工程を他の手段によって置き換えることが必要とされた。 Therefore, from the viewpoint of lowering the process, conventionally, to replace the step which has been made by thermal annealing by other means are required. レーザー光照射技術は究極の低温プロセスと注目されている。 Laser irradiation technique is attracting attention as the ultimate low-temperature process. すなわち、レーザー光は熱アニールに匹敵する高いエネルギーを必要とされる箇所にのみ限定して与えることができ、基板全体を高い温度にさらす必要がないからである。 That is, the laser beam can give is limited only to the position required high energy comparable to thermal annealing, it is not necessary to expose the entire substrate at a high temperature. レーザー光の照射に関しては、大きく分けて2つの方法が提案されていた。 For the irradiation of the laser beam, have been proposed are two main ways.

【0004】第1の方法はアルゴンイオン・レーザー等の連続発振レーザーを用いたものであり、スポット状のビームを半導体材料に照射する方法である。 [0004] The first method is one using a continuous wave laser such as an argon ion laser, a method for irradiating a spot-shaped beam semiconductor material. これはビーム内部でのエネルギー分布の差、およびビームの移動によって、半導体材料が溶融した後、緩やかに凝固することによって半導体材料を結晶化させる方法である。 This difference in energy distribution of the beam inside, and by the movement of the beam, after the semiconductor material is melted, a method for crystallizing a semiconductor material by slowly solidified. 第2 The second
の方法はエキシマーレーザーのごときパルス発振レーザーを用いて、大エネルギーレーザーパルスを半導体材料に照射し、半導体材料を瞬間的に溶融させ、凝固させることによって半導体材料を結晶化させる方法である。 The method using a pulsed laser such as excimer laser, is irradiated with a large energy laser pulses to the semiconductor material, instantaneously melts the semiconductor material, a method of crystallizing a semiconductor material by solidifying.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】第1の方法の問題点は処理に時間がかかることであった。 Problems the Invention Problems to be Solved by the first method was to take longer to process. これは連続発振レーザーの最大エネルギーが限られたものであるため、ビームスポットのサイズがせいぜいmm単位となったためである。 Since this is what the maximum energy of the continuous wave laser limited, because the size of the beam spot becomes most mm. これに対し、第2の方法ではレーザーの最大エネルギーは非常に大きく、したがって、数cm 2以上の大きなスポットを用いて、より量産性を上げることができた。 In contrast, the maximum energy is very large lasers in the second method, therefore, using a larger spot numbers cm 2 or more, it was possible to increase the mass productivity.

【0006】しかしながら、パルスレーザーを照射する場合には、光学系の改良によって、1ショットパルスのビーム内でのエネルギーの均一性は達成できても、パルスの重なりによる素子の特性のばらつきを改善することさ難しかった。 However, in the case of irradiation with pulsed laser, by improving the optical system, the uniformity of the energy in the beam of one shot pulse be achieved, improving the dispersion of the characteristics of the device due to overlapping pulses was difficult Is the thing. 特に、素子が、ちょうどレーザー光のビームの端部に位置した場合には、素子の特性(特にMO In particular, element, just when located at the end of the beam of laser light, characteristics of the device (particularly MO
Sトランジスタのしきい値電圧)はかなり大きくバラついた。 The threshold voltage of the transistor S) was varies considerably larger. 半導体デバイスに関しては、デジタル回路ではしきい値電圧のバラツキはかなり許容されるが、アナログ回路においては、隣接するトランジスタのしきい値電圧のバラツキは0.02V以下の値が要求されることもあった。 With respect to semiconductor devices, but in the digital circuit variation in the threshold voltage is considerably tolerated, in analog circuits, variations in the threshold voltages of the adjacent transistors is partly that the following value 0.02V are required It was.

【0007】 [0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、この問題を解決する目的でなされたものである。 The present invention SUMMARY OF THE INVENTION are those made for the purpose of solving this problem. レーザービームの重なりによるバラツキをなくすには、理想的には、回路全体を一括して照射できるような大きなビームでレーザー光照射をおこなうことであるが、現実的には不可能である。 To eliminate variations due to overlapping of the laser beam, ideally, but is to perform laser irradiation with a large beam that can be irradiated at once the entire circuit, is practically impossible. そこで、本発明では基板上において、レーザービームの重なりのない比較的狭い領域と、レーザービームの重なりのある比較的広い領域とに分けることによって、 Therefore, on the substrate in the present invention, a relatively narrow region without overlap of the laser beam, by separating the relatively large area of ​​overlap of the laser beam,
全体として、十分な特性を得られるようにする。 Overall, to be obtained sufficient characteristics.

【0008】本発明においては、基板上の回路をアナログ回路を中心とした回路領域と、アナログ的な要素の薄い回路領域とに分け、さらに、レーザー光のビームの大きさをアナログ回路を中心とした回路領域よりも大きくし、実質的にレーザー光を移動させなくとも、アナログ回路を中心とした回路領域の全体にレーザー光を照射させることができるようにする。 [0008] In the present invention, a circuit region where the circuit on the board around the analog circuit is divided into a thin circuit region analog elements, further, the center of the analog circuit the magnitude of the laser light beam and larger than the circuit area, without moving the substantially laser beam, so that it is possible to irradiate the laser beam to the entire circuit area around the analog circuit. そして、アナログ回路を中心とした回路領域においては、実質的に、レーザーを移動させることなく、レーザー光を照射せしめる。 Then, in the circuit region around the analog circuit, substantially without moving the laser, allowed to laser irradiation. すなわち、アナログ回路を中心とした回路領域においては、 That is, in the circuit region around the analog circuit,
レーザービームの重なりが実質的に存在しないようにする。 Laser beam overlap is prevented substantially absent.

【0009】一方、アナログ的な要素の薄い回路領域においては、レーザー光を走査させることによって、レーザー光の照射をおこなう。 On the other hand, in the thin circuit region analog elements, by scanning the laser beam, performs laser light irradiation. この結果、この領域においてはレーザービームの重なりが生じることとなる。 As a result, an overlap of the laser beam occurs in this region. 例えば、アクティブマトリクス回路と、それを駆動するための周辺回路(ドライバー回路)が同一基板上に形成された液晶ディスプレー(モノリシック型液晶ディスプレー)においては、アナログ回路を中心とした回路領域とは、アクティブマトリクスを駆動するドライバー回路、 For example, the active and the matrix circuit, the peripheral circuit for driving the liquid crystal display of (driver circuit) are formed on the same substrate (monolithic liquid crystal display), with the center and the circuit region of the analog circuit, the active driver circuit for driving the matrix,
なかでも、アナログ信号を出力するソースドライバー(カラムドライバー)回路である。 Among them, a source driver (column driver) circuit for outputting an analog signal. 一方、アナログ的な要素の薄い回路領域としては、アクティブマトリクス回路やゲイトドライバー(スキャンドライバー)回路である。 On the other hand, the thin circuit region analog elements, an active matrix circuit and a gate driver (scan driver) circuit.

【0010】本発明を実施するには、レーザーのビームの形状を、このような回路にあわせる、もしくは、回路の形状をレーザーのビームにあわせる必要があるが、一般的には線状ないし長方形状とすることが望ましい。 [0010] In practicing the present invention, the shape of the laser beam, adjusted to such a circuit, or, it is necessary to match the shape of the circuit to the beam of the laser, generally linear or rectangular shape it is desirable to. また、例えば、液晶ディスプレーのカラムドライバーとスキャンドライバーは概略直交して形成されるので、これらの処理をおこなうには、レーザー光の向きを変えてもよいし、基板の向きを概略1/4回転(より一般的には、(n/2+1/4)(但し、nは自然数)回転)させてもよい。 Further, for example, because the column drivers and scan drivers of the liquid crystal display is formed by generally perpendicular, to make these processes may be changed orientation of the laser beam, schematically 1/4 turn the orientation of the substrate (more generally, (n / 2 + 1/4) (where, n is a natural number) rotation) it may be.

【0011】 [0011]

【作用】以上のように処理することにより、アナログ的な回路領域では、重なりができず、レーザービームの面内均一性のみに支配されることとなる。 By processing as [action] above, in the analog circuitry region it can not overlap, and be governed only in-plane uniformity of the laser beam. その結果、レーザービームの面内均一性を十分に改善することにより、 As a result, by sufficiently improving the surface uniformity of the laser beam,
特性のそろった素子を形成できる。 It can be formed uniform device characteristics. 一方、アナログ的な要素の薄い回路領域では、レーザービームの重なりによる特性のバラツキは不可避であるが、そもそも、このような回路においては、少々のバラツキは許容されるので実質的に問題とはならない。 On the other hand, in the thin circuit region analog elements, although variations in characteristics due to the overlapping of the laser beam is inevitable, the first place, in such a circuit is not a substantial problem because a little variation is allowed .

【0012】このようにして、本発明では、基板上に形成された回路全体として、レーザービームの重なりによる悪影響を除去し、回路全体の特性を向上させることができる。 [0012] Thus, in the present invention, the whole circuit formed on the substrate, to remove the adverse effect of the overlap of the laser beam, it is possible to improve the characteristics of the entire circuit. 本発明においては、レーザーの照射されるべき物体の形状は、何のパターンも有しない膜状のものであってもよいし、ほぼデバイスの形状が完成したものでもよい。 In the present invention, the shape of the object to be irradiated of the laser may be one any patterns not having a film-like, may be one shape of almost device was completed. 以下に実施例を示し、より詳細に本発明を説明する。 The following examples, the present invention will be described in more detail.

【0013】 [0013]

【実施例】 【Example】

〔実施例1〕 図4には本実施例で使用したレーザーアニール装置の概念図を示す。 The Example 1 Figure 4 shows a conceptual diagram of a laser annealing apparatus used in this embodiment. レーザー光は発振器42で発振され、全反射ミラー45、46を経由して増幅器4 Laser light is oscillated by the oscillator 42, the amplifier 4 via the total reflection mirror 45 and 46
3で増幅され、さらに全反射ミラー47、48を経由して光学系44に導入される。 Is amplified by 3, it is introduced to the optical system 44 and further via the total reflection mirror 47 and 48. それまでのレーザー光のビームは30×90mm 2程度の長方形であるが、この光学系64によって長さ100〜300mm、幅10〜3 While the beam of laser light until it is 30 × 90 mm 2 approximately rectangular, the length 100~300mm by the optical system 64, the width 10-3
0mmの細長いビームに加工される。 It is processed into 0mm elongated beam. この光学系を経たレーザー光のエネルギーは最大で30J/ショットであった。 Energy of the laser beam passing through the optical system was up to 30 J / shot.

【0014】光学系44の内部の光路は図5のように示される。 The optical path within the optical system 44 is shown as FIG. 光学系44に入射したレーザー光は、シリンドリカル凹レンズA、シリンドリカル凸レンズB、横方向のフライアイレンズC、縦方向のフライアイレンズDを通過する。 Laser light entering the optical system 44, passes through cylindrical concave lens A, cylindrical convex lens B, transverse of the fly-eye lens C, and vertical fly-eye lens D. これらフライアイレンズC、Dを通過することによってレーザー光はそれまでのガウス分布型から矩形分布に変化する。 These fly-eye lens C, the laser beam by passing through a D changes from a Gaussian distribution type so far in a rectangular distribution. さらに、シリンドリカル凸レンズE、Fを通過してミラーG(図5ではミラー59)を介して、シリンドリカルレンズHによって集束され、試料に照射される。 Further, cylindrical convex lens E, via the mirror G passes through the F (mirror 59 in FIG. 5), is focused by the cylindrical lens H, it is applied to the sample.

【0015】本実施例では、図5の距離X 1 、X 2を固定し、仮想焦点I(これはフライアイレンズの曲面の違いによって生ずるようになっている)とミラーGとの距離X [0015] In this embodiment, fixing the distance X 1, X 2 in FIG. 5, the distance between the virtual focus I (which is adapted to produce the curved difference in fly-eye lens) and mirrors G X 3 、と距離X 4 、X 5とを調節して、倍率M、焦点距離Fを調整した。 3, the distance by adjusting the X 4, X 5, the magnification M, to adjust the focal length F. すなわち、これらの間には、 M=(X 3 +X 4 )/X 5 、 1/F=1/(X 3 +X 4 )+1/X 5 、 という関係がある。 In other words, between these, M = (X 3 + X 4) / X 5, 1 / F = 1 / (X 3 + X 4) + 1 / X 5, relationship referred. なお、本実施例では光路全長X 6は約1.3mであった。 The optical path total length X 6 was about 1.3m in this embodiment.

【0016】このような細長いビームに加工されたビームを用いることによってレーザー処理能力は飛躍的に向上した。 [0016] Laser processing capacity by using the processing beam to such elongated beam was dramatically improved. すなわち、短冊状のビームは光学系44を出た後、全反射ミラー49を経て、試料51に照射されるが、ビームの幅が試料の幅と同程度、もしくは、それよりも長いので、結局、試料は1つの方向にのみ移動させてゆけばよい。 That is, after the strip-shaped beam leaving the optical system 44, via the total reflection mirror 49, but is irradiated onto the sample 51, a width equal to the width extent of the sample beam, or is longer than, eventually , the sample may be Yuke move only in one direction. したがって、試料のステージおよび駆動装置50は構造が簡単で保守も容易である。 Thus, the stage and a driving device of the sample 50 is simple and maintenance easy structure. また、試料をセットする際の位置合わせの操作(アライメント)も容易である。 Moreover, the alignment operation at the time of setting the specimen (alignment) is easy. 本発明においては、1方向への移動に加えて、試料を回転させる機能を有すればよい。 In the present invention, in addition to moving in one direction, you have the ability to rotate the sample.

【0017】これに対して、正方形に近いビームであれば、それだけで基板全面をカバーすることは不可能であるので、試料を縦方向、横方向というように2次元的に移動させなければならない。 [0017] On the contrary, if close to a square beam, which because only it is impossible to cover the entire surface of the substrate, the must be moved two-dimensionally as the sample longitudinal direction, that transverse . しかし、その場合にはステージの駆動装置は複雑になり、また、位置合わせも2次元的に行わなければならないので難しい。 However, the stage of the drive case becomes complicated, and since the position alignment must be performed two-dimensionally difficult. 特にアライメントを手動でおこなう場合には、その工程での時間のロスが大きく生産性が低下する。 Particularly in the case of performing the alignment manually, time lost in the process is large and productivity is reduced. なお、これらの装置は防振台等の安定な架台41上に固定される必要がある。 Note that these devices need to be fixed on a stable platform 41 of the vibration isolator table or the like.

【0018】なお、上記のようなレーザー装置は単独で構成されてもよいし、他の装置、例えば、プラズマCV [0018] Incidentally, to the laser device as described above may be constituted alone, other devices, for example, plasma CV
D成膜装置、イオン注入装置(もしくはイオンドーピング装置)、熱アニール装置、その他の半導体製造装置と組み合わせたマルチチャンバーとしてもよい。 D deposition apparatus, an ion implantation apparatus (or ion doping apparatus), thermal annealing apparatus may be a multi-chamber in combination with other semiconductor manufacturing device. 本実施例では、アクティブマトリクス型液晶表示装置(AMLC In this embodiment, an active matrix liquid crystal display device (AMLC
D)において、アクティブマトリクス回路を駆動する周辺回路も同じ基板上に形成されている、いわゆるモノリシック型AMLCDについて説明する。 In D), are formed peripheral circuits for driving the active matrix circuit on the same substrate, it is described a so-called monolithic AMLCD.

【0019】このような装置では、図1(A)に示すように、基板11上には、アクティブマトリクス回路の領域14と、カラムドライバー13およびスキャンドライバー12がその縁に設けられることとなっている。 [0019] In such an apparatus, as shown in FIG. 1 (A), on the substrate 11 includes a region 14 of the active matrix circuit, a column driver 13 and the scan driver 12 becomes the be provided in its edge there. 実際には、このレーザー照射の段階では、上記の工程からも明らかなように、基板上には一様な膜が存在するのみであるが、分かりやすくするために回路の形成される位置を示す。 In fact, at this stage of the laser irradiation, as is apparent from the above process, the substrate indicate the location but is only uniform film exists, which is formed of a circuit for clarity . カラムドライバー13もスキャンドライバー1 Column driver 13 is also scan drivers 1
2もシフトレジスタを有するのであるが、カラムドライバーはアナログ信号を出力するので、そのための増幅器(バッファー回路)が含まれることなる。 Although 2 is also has a shift register, because the column drivers to output an analog signal, comprising it includes an amplifier (buffer circuit) therefor. このようなA Such A
MLCDに用いられる素子のうち薄膜トランジスタの作製プロセスの概略は以下のようであった。 Schematic of a manufacturing process of a thin film transistor of the element used in MLCD were as follows.

【0020】[1] ガラス基板上への下地酸化珪素膜、非晶質珪素膜の形成、および/または、非晶質珪素膜上への結晶化促進剤(例えば、酢酸ニッケル等)等の塗布 [2] 固相成長による非晶質珪素膜の結晶化(固相成長条件の例:550℃、8時間、窒素雰囲気中) [3] 結晶化した珪素膜に対するレーザー処理(結晶性の向上を目的とする) [4] 珪素膜のエッチングによる島状珪素領域の形成 [5] ゲイト絶縁膜(酸化珪素)の形成 [6] ゲイト電極の形成 [7] 不純物元素(燐、ホウ素等)の注入によるソース/ [0020] [1] underlying silicon oxide film on the glass substrate, forming an amorphous silicon film, and / or crystallization accelerator into the amorphous silicon film (e.g., nickel acetate, etc.) coating, such as [2] crystallization of the amorphous silicon film by solid phase growth (solid phase growth conditions example: 550 ° C., 8 hours in a nitrogen atmosphere) [3] to improve the laser processing (crystallinity for crystallized silicon film injection purposes to) [4] the silicon film etched island silicon region by [5] a gate insulating film (formed of formed [6] the gate electrode of silicon oxide) [7] impurity elements (phosphorus, boron, etc.) source by /
ドレインの形成 [8] レーザー照射による注入された不純物の活性化 [9] 層間絶縁物の形成 [10]ソース/ドレインへの電極の形成 Formation of the drain formation [8] activates the implanted impurities by laser irradiation [9] Formation of the interlayer insulator [10] electrode to the source / drain

【0021】本実施例および以下の実施例2および3においては上記工程において、多結晶珪素膜の結晶性をさらに高める目的でおこなわれる[3] のレーザー光照射に関するものとする。 In the above process in this and the following Examples 2 and 3, as for the laser beam irradiation carried out for the purpose of increasing further the crystallinity of the polycrystalline silicon film [3].

【0022】図1には本実施例のレーザー処理工程を示す。 [0022] FIG. 1 shows a laser processing step of the present embodiment. 本実施例では、レーザービーム15は、カラムドライバー13全体を照射するに足る大きさで,例えば、幅10mm、長さ300mmの長方形である。 In this embodiment, the laser beam 15 is in a size enough to irradiate the entire column driver 13, for example, a rectangular shape with a width of 10 mm, length 300 mm. まず、図1 First, as shown in FIG. 1
(B)に示すように、レーザー光がカラムドライバーに照射されるように、基板を移動した。 (B), the so laser light is irradiated to the column drivers, and move the substrate. この段階ではレーザー光は基板に照射されない。 Laser light at this stage is not irradiated onto the substrate. その後、実質的にレーザービームおよび基板を移動させないで、レーザー光を照射した。 Then, not move substantially laser beam and the substrate was irradiated with laser light. レーザー光照射は大気中でおこない、基板温度は200℃とした。 Laser irradiation was performed in air, the substrate temperature was 200 ° C.. レーザーとしてはKrFエキシマーレーザー(波長248nm)を用いた。 As the laser used a KrF excimer laser (wavelength 248 nm). レーザーの発振周波数は10Hz、レーザー光のエネルギー密度は30 The energy density of the oscillation frequency 10 Hz, a laser beam of the laser 30
0mJ/cm 2 、レーザー光のパルスは10ショットとした。 0 mJ / cm 2, pulses of laser light was 10 shots. 必要なショット数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停止した。 Once you have a laser light irradiation of the required number of shots, to stop the laser beam irradiation. (図1(B)) (FIG. 1 (B))

【0023】その後、レーザー光の照射されるべき位置を下にずらし、アクティブマトリクス領域14およびスキャンドライバー12の上端がレーザービーム15にかかる位置まで基板を移動させた。 [0023] Then, shifting down the position to be irradiated with laser light, the upper end of an active matrix region 14 and the scan driver 12 moves the substrate to a position according to the laser beam 15. (図1(C)) そして、レーザー光を照射しつつ、基板を移動した。 (FIG. 1 (C)) Then, while irradiating the laser beam and moving the substrate. 例えば、レーザーの発振周波数は10Hz、レーザー光のエネルギー密度は300mJ/cm 2 、レーザー光の走査速度は10mm/sとした。 For example, the energy density of the oscillation frequency 10 Hz, a laser beam of the laser is 300 mJ / cm 2, the scanning speed of the laser beam was set to 10 mm / s. この結果、レーザービーム15は1mmずつずれていくことになる。 As a result, the laser beam 15 will be gradually shifted by 1 mm. ビームの幅は10mmなので、1か所に付き10ショット程度のレーザー光が照射されることとなる。 The width of the beam is 10mm so, so that the laser beam of about 10 shots per location is irradiated. (図1(D)) (FIG. 1 (D))

【0024】このようにして、基板の下端までレーザーを走査し、スキャンドライバー12およびアクティブマトリクス領域14に対してレーザー光照射をおこなった。 [0024] In this way, by scanning the laser to the lower end of the substrate, it was subjected to laser beam irradiation with respect to the scan driver 12 and the active matrix region 14. (図1(E)) 本実施例では、カラムドライバー13においては、レーザービームの重なりはなかった。 In this embodiment (FIG. 1 (E)), in the column driver 13, there was no overlap of the laser beam. その結果、カラムドライバーにおける薄膜トランジスタのしきい値電圧は非常にバラツキの小さいものとなり、典型的には、隣接の薄膜トランジスタで0.01V以下、カラムドライバー内で0.05V以下であった。 As a result, the threshold voltage of the thin film transistor in the column driver becomes very small variations, typically, 0.01 V in the adjacent thin film transistors below was 0.05V or less in the column driver. 他の特性も同様であった。 Other characteristics were similar.
一方、スキャンドライバー12とアクティブマトリクス領域14にはレーザービームの重なりが生じた。 On the other hand, the overlap of the laser beam occurs in the scan driver 12 and the active matrix region 14. したがって、例えば、スキャンドライバー12における薄膜トランジスタのしきい値電圧のバラツキは、隣接のもので、0.1V程度、面内でも同じくらいであった。 Thus, for example, variations in the threshold voltage of the thin film transistor in the scan driver 12 is of a neighboring, about 0.1 V, was about the same in the plane. アクティブマトリクス領域14も同様である。 Active matrix region 14 are similar. しかしながら、この程度のバラツキはそれぞれの回路の動作には全く支障のないものであった。 However, was quite no hindrance to the operation of the the variation each circuit this extent.

【0025】〔実施例2〕 図2には本実施例のレーザー処理工程を示す。 [0025] The Example 2 FIG. 2 shows a laser processing step of the present embodiment. 本実施例でも、レーザービーム25 Also in this embodiment, the laser beam 25
は、カラムドライバー23全体を照射するに足る大きさで,例えば、幅10mm、長さ200mmの長方形である。 Is a size enough to irradiate the entire column driver 23, for example, a rectangular shape with a width of 10 mm, length 200 mm. まず、図2(B)に示すように、レーザー光がカラムドライバーに照射されるように、基板を移動した。 First, as shown in FIG. 2 (B), so that the laser beam is irradiated to the column drivers, and move the substrate. この段階ではレーザー光は基板に照射されない。 Laser light at this stage is not irradiated onto the substrate. その後、 after that,
実質的にレーザービームおよび基板を移動させないで、 Without substantially moving the laser beam and the substrate,
レーザー光を照射した。 It was irradiated with a laser beam. レーザー光照射は大気中でおこない、基板温度は200℃とした。 Laser irradiation was performed in air, the substrate temperature was 200 ° C.. レーザーとしてはK K is as laser
rFエキシマーレーザー(波長248nm)を用いた。 rF using excimer laser (wavelength 248 nm).
レーザーの発振周波数は10Hz、レーザー光のエネルギー密度は300mJ/cm 2 、レーザー光のパルスは10ショットとした。 Oscillation frequency of the laser was 10 Hz, the energy density of 300 mJ / cm 2 of laser light pulses of the laser beam 10 shot. 必要なショット数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停止した。 Once you have a laser light irradiation of the required number of shots, to stop the laser beam irradiation. (図2 (Fig. 2
(B)) (B))

【0026】その後、レーザー光の照射されるべき位置を下にずらし、アクティブマトリクス領域24の上端がレーザービーム25にかかる位置まで基板を移動させた。 [0026] Then, shifting down the position to be irradiated with laser light, the upper end of the active matrix region 24 moves the substrate to a position according to the laser beam 25. なお、実施例1とは異なり、このときにはスキャンドライバー22にはレーザー光が照射されないようにした。 Unlike the first embodiment, the laser light is prevented from being irradiated to the scan driver 22 at this time. (図2(C)) そして、レーザー光を照射しつつ、基板を移動した。 (FIG. 2 (C)) Then, while irradiating the laser beam and moving the substrate. 例えば、レーザーの発振周波数は10Hz、レーザー光のエネルギー密度は250mJ/cm 2 、レーザー光の走査速度は10mm/sとした。 For example, the energy density of the oscillation frequency 10 Hz, a laser beam of the laser is 250 mJ / cm 2, the scanning speed of the laser beam was set to 10 mm / s. この結果、レーザービーム25は1mmずつずれていくことになる。 As a result, the laser beam 25 will be gradually shifted by 1 mm. ビームの幅は10mmなので、1か所に付き10ショット程度のレーザー光が照射されることとなる。 The width of the beam is 10mm so, so that the laser beam of about 10 shots per location is irradiated. (図2(D)) (FIG. 2 (D))

【0027】このようにして、基板の下端までレーザーを走査し、アクティブマトリクス領域24に対してレーザー光照射をおこなった。 [0027] In this way, by scanning the laser to the lower end of the substrate, it was subjected to laser beam irradiation to the active matrix region 24. (図2(E)) その後、基板を1/4回転させた。 (FIG. 2 (E)) Then, the substrate was 1/4 turn. 図2(F)において、点線の四角26は最初の基板の位置である。 In FIG. 2 (F), a dotted line box 26 is a position of the first substrate. (図2 (Fig. 2
(F)) そして、図2(G)に示すように、レーザー光がスキャンドライバー22に照射されるように、基板を移動した。 (F)) Then, as shown in FIG. 2 (G), so that the laser beam is irradiated to scan driver 22, and moving the substrate. この段階ではレーザー光は基板に照射されないようになっている。 Laser light at this stage so as not irradiated on the substrate. . その後、実質的にレーザービームおよび基板を移動させないで、スキャンドライバー22にレーザー光を照射した。 Then, not move substantially laser beam and the substrate was irradiated with laser light to scan driver 22. レーザーの発振周波数は10H Oscillation frequency of the laser is 10H
z、レーザー光のエネルギー密度は300mJ/c z, the energy density of the laser beam is 300 mJ / c
2 、レーザー光のパルスは10ショットとした。 m 2, pulses of laser light was 10 shots. 必要なショット数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停止した。 Once you have a laser light irradiation of the required number of shots, to stop the laser beam irradiation. (図2(G)) (Fig. 2 (G))

【0028】本実施例では、カラムドライバー23のみならず、スキャンドライバー22にもレーザービームの重なりはなかった。 [0028] In this embodiment, not only the column driver 23, there was no overlap of the laser beam to scan driver 22. また、本実施例では、ドライバー回路は300mJ/cm 2のレーザー光を照射したのに対し、アクティブマトリクス回路に対しては、250mJ Further, in this embodiment, the driver circuit whereas irradiated with laser light of 300 mJ / cm 2, for the active matrix circuit, 250 mJ
/cm 2のレーザー光を照射した。 / It was irradiated with cm 2 of laser light. これは、アクティブマトリクス回路においては、リーク電流(ゲイトに逆バイアス電圧を印加した際の漏洩電流。オフ電流とも言う)の小さい薄膜トランジスタを得るためである。 This is because, in the active matrix circuit is to obtain a small thin film transistor leakage current (leakage current when a reverse bias voltage is applied to the gate. Also referred to as off current). 一方、ドライバー回路では、薄膜トランジスタが高速動作を要求されるので、レーザー光のエネルギーを高くし、 On the other hand, in the driver circuit, since the thin film transistor is required a high-speed operation, and increase the energy of the laser beam,
高いモビリティーを得るようにした。 And so as to obtain a high mobility.

【0029】〔実施例3〕 図3には本実施例のレーザー処理工程を示す。 [0029] The Example 3 Figure 3 shows a laser processing step of the present embodiment. 本実施例では、実施例1、2とは異なり、基板の上下左右にドライバー回路を有するモノリシック型液晶ディスプレーに関し、また、本実施例は、 In this embodiment, unlike the embodiments 1 and 2, it relates to a monolithic liquid crystal display having a driver circuit in the vertical and horizontal directions of the substrate, also the present embodiment,
このようなディスプレーの活性化工程(実施例1の『[8] レーザー照射による注入された不純物の活性化』 Such display of the activation process (Example 1 "[8] activates the implanted impurities by laser irradiation"
に相当する)に関する。 About the equivalent) to.

【0030】図6に本実施例によって処理されるべき基板の全体の工程の概要を示す。 [0030] shows an outline of the overall process of the substrate to be the examples treated in FIG. まず、基板(コーニング7059、300mm×200mm)101上に下地酸化膜102として厚さ1000〜5000Å、例えば、 First, the substrate thickness 1000~5000Å as an underlying oxide film 102 on the (Corning 7059,300mm × 200mm) 101, for example,
2000Åの酸化珪素膜を形成した。 Forming a silicon oxide film of 2000 Å. この酸化膜の形成方法としては、酸素雰囲気中でのスパッタ法を使用した。 As a method of forming the oxide film, using a sputtering method in an oxygen atmosphere. しかし、より量産性を高めるには、TEOSをプラズマCVD法で分解・堆積して形成してもよい。 However, the enhanced mass productivity, TEOS may be formed by decomposing and depositing a plasma CVD method. また、 Also,
このように形成した酸化珪素膜を400〜650℃でアニールしてもよい。 The thus formed silicon oxide film may be annealed at 400 to 650 ° C..

【0031】その後、プラズマCVD法やLPCVD法によってアモルファス状のシリコン膜を300〜500 [0031] Thereafter, an amorphous silicon film by plasma CVD or LPCVD 300-500
0Å、好ましくは400〜1000Å、例えば、500 0 Å, preferably 400~1000A, for example, 500
Å堆積し、これを、550〜600℃の還元雰囲気に8 And Å deposited, this, in a reducing atmosphere of 550~600 ℃ 8
〜24時間放置して、結晶化せしめた。 Was left 24 hours, it was allowed to crystallize. その際には、ニッケル等の結晶化を助長する金属元素を微量添加して結晶化を促進せしめてもよい。 At that time, the metal element for promoting crystallization such as nickel may be allowed to promote crystallization by adding small amount. また、この工程は、レーザー照射によっておこなってもよい。 Further, this step may be performed by laser irradiation. そして、このようにして結晶化させたシリコン膜をエッチングして島状領域103を形成した。 Then, to form the island region 103 this manner the silicon film crystallized by etching. さらに、この上にプラズマCVD法によって厚さ700〜1500Å、例えば、1200Å The thickness 700~1500Å by plasma CVD on this, for example, 1200 Å
の酸化珪素膜104を形成した。 To the formation of the silicon oxide film 104.

【0032】その後、厚さ1000Å〜3μm、例えば、5000Åのアルミニウム(1wt%のSi、もしくは0.1〜0.3wt%のSc(スカンジウム)を含む)膜をスパッタ法によって形成して、これをエッチングし、ゲイト電極105およびゲイト配線106を形成した。 [0032] Thereafter, the thickness 1000A~3myuemu, for example, 5000 Å of aluminum (1 wt% of Si, or 0.1 to 0.3% of containing Sc (scandium)) film was formed by sputtering, this etched to form a gate electrode 105 and the gate wiring 106. (図6(A)) (FIG. 6 (A))

【0033】そして、ゲイト電極105およびゲイト電極106に電解液中で電流を通じて陽極酸化し、厚さ5 [0033] Then, anodized through current in an electrolyte solution to the gate electrode 105 and the gate electrode 106, a thickness of 5
00〜2500Å、例えば、2000Åの陽極酸化物1 00~2500A, for example, 2000 Å of anodic oxide 1
07、108を形成した。 07,108 was formed. 用いた電解溶液は、L−酒石酸をエチレングリコールに5%の濃度で希釈し、アンモニアを用いてpHを7.0±0.2に調整したものである。 Electrolytic solution used was diluted with 5% concentration of L- tartaric acid in ethylene glycol is obtained by adjusting the pH to 7.0 ± 0.2 with ammonia. その溶液中に基板101を浸し、定電流源の+側を基板上のゲイト配線に接続し、−側には白金の電極を接続して20mAの定電流状態で電圧を印加し、150V Immersing the substrate 101 into the solution, a + side of the constant current source connected to the gate wiring on a substrate, - on the side to apply a voltage at a constant current condition of 20mA by connecting the electrodes of platinum, 150 V
に到達するまで酸化を継続した。 It was continued the oxidation until it reaches the. さらに、150Vで定電圧状態で加え0.1mA以下になるまで酸化を継続した。 Moreover, it continued oxidation until 0.1mA or less added at a constant voltage state 150 V. この結果、厚さ2000Åの酸化アルミニウム被膜が得られた。 As a result, an aluminum oxide film having a thickness of 2000Å was obtained.

【0034】その後、イオンドーピング法によって、島状シリコン膜103に、ゲイト電極部(すなわちゲイト電極とその周囲の陽極酸化膜)をマスクとして自己整合的に不純物(ここでは燐)を注入し、図6(B)に示すように低濃度不純物領域(LDD)109を形成した。 [0034] Thereafter, by ion doping, the island-like silicon film 103, is injected in a self-alignment manner impurity (phosphorous, here) the gate electrode portion (i.e. the gate electrode and the surrounding anodic oxide film) as a mask, forming a low concentration impurity regions (LDD) 109 as shown in 6 (B).
ドーズ量は1×10 13 〜5×10 14原子/cm 2 、加速電圧は10〜90kV、例えば、、ドーズ量を5×10 Dose is 1 × 10 13 ~5 × 10 14 atoms / cm 2, the acceleration voltage 10~90KV, for example ,, dose 5 × 10
13原子/cm 2 、加速電圧は80kVとした。 13 atoms / cm 2, the acceleration voltage was 80 kV. (図6 (Fig. 6
(B)) (B))

【0035】そして、プラズマCVD法によって、酸化珪素膜110を堆積した。 [0035] Then, by plasma CVD was deposited a silicon oxide film 110. ここでは、原料ガスにTEO Here, TEO as a raw material gas
Sと酸素、もしくはモノシランと亜酸化窒素を用いた。 Using S and oxygen or monosilane and nitrous oxide,.
酸化珪素膜110の厚さはゲイト電極・配線の高さによって最適な値が異なる。 The thickness of the silicon oxide film 110 is the optimum value differs depending on the height of the gate electrode and wiring. 例えば、本実施例のごとく、ゲイト電極・配線の高さが陽極酸化物被膜も含めて約60 For example, as in the present embodiment, approximately the height of the gate electrode and the wiring including the anodic oxide film 60
00Åの場合には、その1/3〜2倍の2000Å〜 In the case of 00Å is, 2000Å~ of the 1/3 to 2 times
1.2μmが好ましく、ここでは、6000Åとした。 1.2μm is preferable, here, was 6000Å.
この成膜工程においては、平坦部での膜厚の均一性をともに、ステップカバレージが良好であることも要求される。 In the film forming step, both the film thickness uniformity of the flat portion, is also required step coverage is good. その結果、ゲイト電極・配線の側面部の酸化珪素膜の厚さは、図6(C)に点線で示す分だけ厚くなっている。 As a result, the thickness of the silicon oxide film of the side portion of the gate electrode and wiring is thicker by an amount indicated by the dotted line in FIG. 6 (C). (図6(C)) (FIG. 6 (C))

【0036】次に、公知のRIE法による異方性ドライエッチングをおこなうことによって、この酸化珪素膜1 Next, by performing anisotropic dry etching by a known RIE method, the silicon oxide film 1
08のエッチングをおこなった。 08 were subjected to etching of. このエッチングはゲイト絶縁膜105までエッチングが達した時点で終了した。 The etching was terminated when the etching has reached the gate insulating film 105. このようなエッチングの終点に関しては、例えば、 For the endpoint of the etching, for example,
ゲイト絶縁膜105のエッチングレートを、酸化珪素膜110のものに比較して小さくすることによって、制御することが可能である。 The etching rate of the gate insulating film 105, by smaller than that of the silicon oxide film 110, it is possible to control. 以上の工程によって、ゲイト電極・配線の側面には概略三角形状の絶縁物(サイドウォール)111、112が残った。 Through the above steps, the side surfaces of the gate electrodes and wiring remained substantially triangular shape of the insulator (sidewall) 111 and 112.

【0037】その後、再び、イオンドーピング法によって、燐を導入した。 [0037] Then, again, by an ion doping method, it was introduced phosphorus. この場合のドーズ量は、図6(B) Dose in this case, FIG. 6 (B)
の工程のドーズ量より1〜3桁多いことが好ましい。 It is preferable 1 to 3 orders of magnitude greater than the dose of the steps. 本実施例では、最初の燐のドーピングのドーズ量の40倍の2×10 15原子/cm 2とした。 In this embodiment, a 2 × 10 15 atoms / cm 2 40 times the dose of the doping of the first phosphorus. 加速電圧は80kV The accelerating voltage 80kV
とした。 And the. この結果、高濃度の燐が導入された領域(ソース/ドレイン)114が形成され、また、サイドウォールの下部には低濃度領域(LDD)113が残された。 As a result, areas where high concentration of phosphorus is introduced (source / drain) 114 is formed, also on the lower portion of the sidewall low concentration region (LDD) 113 was left.
(図6(D)) (FIG. 6 (D))

【0038】さらに、KrFエキシマーレーザー(波長248nm、パルス幅20nsec)を照射して、ドーピングされた不純物の活性化をおこなった。 [0038] Further, KrF excimer laser (wavelength 248 nm, pulse width 20 nsec) and was irradiated, were carried out to activate the doped impurities. レーザーのエネルギー密度は200〜400mJ/cm 2 、好ましくは250〜300mJ/cm 2が適当であった。 The energy density of the laser is 200 to 400 mJ / cm 2, it was and preferably from 250~300mJ / cm 2. (図6(E)) (FIG. 6 (E))

【0039】最後に、全面に層間絶縁物115として、 [0039] Finally, as an interlayer insulator 115 on the entire surface,
CVD法によって酸化珪素膜を厚さ5000Å形成した。 And a thickness of 5000Å silicon oxide film by CVD. そして、TFTのソース/ドレインにコンタクトホールを形成し、2層目のアルミニウム配線・電極11 Then, a contact hole is formed in the source / drain of the TFT, the second layer aluminum wiring electrode 11
6、117を形成した。 6,117 was formed. アルミニウム配線の厚さはゲイト電極・配線とほぼ同じ、4000〜6000Åとした。 The thickness of the aluminum wiring is substantially the same as the gate electrode and wiring, and a 4000~6000A. 以上の工程によって、Nチャネル型のLDDを有するTFTが完成された。 Through the above steps, TFT having an LDD of N-channel type is completed. 不純物領域の活性化のために、 For activation of the impurity region,
さらに200〜400℃で水素アニールをおこなってもよい。 It may be further subjected to hydrogen annealing at 200 to 400 ° C.. 2層目配線117はゲイト配線106を乗り越える部分での段差が、サイドウォール112の存在によって緩やかになっているため、2層目の配線の厚さがゲイト電極・配線とほぼ同じであるにも関わらず、段切れはほとんど観察されなかった。 Step of second wiring layer 117 at portions to overcome the gate wiring 106, since that is a moderate by the presence of the side wall 112, on the thickness of the second wiring layer is approximately the same as the gate electrode and wiring regardless, disconnection was hardly observed. (図6(F)) (FIG. 6 (F))

【0040】なお、以下に述べるのは上記の工程のうち、図6(E)におけるレーザー照射によるドーピング不純物の活性化の工程である。 [0040] Incidentally, What follows of the above step is a step of activation of the doping impurity by laser irradiation in FIG. 6 (E). 次に、本実施例で処理すべき基板の構成の概要について述べる。 It will now be described outline of the configuration of the substrate to be processed in the present embodiment. 図7は本実施例で処理した基板の断面の概要を示す。 Figure 7 shows a schematic of a cross-section of the substrate treated in this example. 基板には周辺駆動回路領域と画素回路領域が設けられており、周辺駆動回路はNMOSおよびPMOSのTFTによって、また、 The substrate is provided with a peripheral driving circuit region and a pixel circuit region, the peripheral drive circuit by the NMOS and PMOS TFT, also,
画素回路はPMOSのTFTによって構成されている。 The pixel circuit is constituted by PMOS of the TFT.
なお、画素回路のTFTには画素電極が設けられておる。 The pixel electrode is Nikki provided on the TFT of the pixel circuit. (図7) (Figure 7)

【0041】本実施例で処理すべき基板を上方から見た様子を図3に示す。 [0041] The manner in which the substrate to be processed in the present embodiment viewed from above is shown in FIG. 図6(E)から明らかであるら、以下に記述する工程では、層間絶縁物や2層目の配線等は形成されていない。 FIG 6 (E) et is evident from the process described below, an interlayer insulator and second layer of wiring and the like are not formed. 図3(A)に示すように、基板31 As shown in FIG. 3 (A), the substrate 31
上にはスキャンドライバー32および33とカラムドライバー34および35、さらに、アクティブマトリクス回路36が形成される。 Scan driver 32 and 33 and column drivers 34 and 35 above, further, the active matrix circuit 36 ​​is formed. 本実施例でも、レーザービーム37は、カラムドライバー34および35全体を照射するに足る大きさで,例えば、幅10mm、長さ300m Also in this embodiment, the laser beam 37 is in a size enough to irradiate the entire column drivers 34 and 35, for example, width 10 mm, length 300m
mの長方形である。 m is a rectangle.

【0042】まず、図3(B)に示すように、レーザー光がスキャンドライバー32に照射されるように、基板を移動した。 [0042] First, as shown in FIG. 3 (B), so that the laser beam is irradiated to scan driver 32, and moving the substrate. この段階ではレーザー光は基板に照射されない。 Laser light at this stage is not irradiated onto the substrate. その後、実質的にレーザービームおよび基板を移動させないで、レーザー光を照射した。 Then, not move substantially laser beam and the substrate was irradiated with laser light. レーザー光照射は大気中でおこない、基板温度は200℃とした。 Laser irradiation was performed in air, the substrate temperature was 200 ° C.. レーザーとしてはKrFエキシマーレーザー(波長248n As the laser KrF excimer laser (wavelength 248n
m)を用いた。 m) was used. レーザーの発振周波数は10Hz、レーザー光のエネルギー密度は300mJ/cm 2 、レーザー光のパルスは10ショットとした。 Oscillation frequency of the laser was 10 Hz, the energy density of 300 mJ / cm 2 of laser light pulses of the laser beam 10 shot. 必要なショット数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停止した。 Once you have a laser light irradiation of the required number of shots, to stop the laser beam irradiation. (図3(B)) (FIG. 3 (B))

【0043】その後、基板を移動し、スキャンドライバー33にレーザー光が照射されるように設定し、再び、 [0043] Then, the substrate was transferred, set to the laser beam is irradiated to scan driver 33, once again,
基板およびレーザービームを移動させることなく、レーザー照射をおこなった。 Without moving the substrate and the laser beam was subjected to laser irradiation. この場合も上記と同じ条件で1 1 under the same conditions as in this case also above
0ショットのレーザー光を照射した。 0 was irradiated with a shot of the laser beam. 必要なショット数のレーザー光を照射したらレーザー光照射を停止した。 When irradiated with a number of shots of the laser beam necessary to stop the laser beam irradiation.
(図3(C)) その後、基板を1/4回転させた。 (FIG. 3 (C)) Then, the substrate was 1/4 turn. 図3(D)において、点線の四角38は最初の基板の位置である。 In FIG. 3 (D), the dotted line box 38 is a position of the first substrate. (図3 (Fig. 3
(D)) (D))

【0044】その後、図3(E)に示すように、レーザー光がカラムドライバー34に照射されるように、基板を移動した。 [0044] Thereafter, as shown in FIG. 3 (E), so that the laser beam is irradiated to the column driver 34, and moving the substrate. そして、実質的にレーザービームおよび基板を移動させないで、レーザー光を照射した。 Then, not move substantially laser beam and the substrate was irradiated with laser light. このときの照射条件も上記と同一としレーザー光のパルスは10 Pulse irradiation conditions also described above was the same as the laser beam at this time is 10
ショットとした。 It was shot. 必要なショット数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停止した。 Once you have a laser light irradiation of the required number of shots, to stop the laser beam irradiation. (図3 (Fig. 3
(E)) (E))

【0045】次に、レーザー光の照射されるべき位置を下にずらし、アクティブマトリクス領域36(およびスキャンドライバー32、33)の上端がレーザービーム37にかかる位置まで基板を移動させた。 Next, shifting down the position to be irradiated with laser light, the upper end of the active matrix region 36 (and the scan drivers 32, 33) moves the substrate to a position according to the laser beam 37. そして、レーザー光を照射しつつ、基板を移動した。 Then, while irradiating the laser beam and moving the substrate. 例えば、レーザーの発振周波数は10Hz、レーザー光のエネルギー密度は250mJ/cm 2 、レーザー光の走査速度は10 For example, the energy density of 250 mJ / cm 2 of the oscillation frequency of the laser is 10 Hz, a laser beam, the scanning speed of the laser beam 10
mm/sとした。 It was mm / s. この結果、レーザービーム25は1m As a result, the laser beam 25 is 1m
mずつずれていくことになる。 So that it shifted by m. ビームの幅は10mmなので、1か所に付き10ショット程度のレーザー光が照射されることとなる。 The width of the beam is 10mm so, so that the laser beam of about 10 shots per location is irradiated. (図3(F)) (FIG. 3 (F))

【0046】このようにして、アクティブマトリクス回路36の下端までレーザーを走査し、アクティブマトリクス領域36に対してレーザー光照射をおこなった。 [0046] In this way, by scanning the laser to the lower end of the active matrix circuit 36, and subjected to laser beam irradiation to the active matrix region 36. アクティブマトリクスの下端まで照射が完了した段階で、 At the stage where the irradiation to the lower end of the active matrix has been completed,
レーザー照射を停止した。 To stop the laser irradiation. そして、図3(G)に示すように、レーザー光がカラムドライバー35に照射されるように、基板を移動した。 Then, as shown in FIG. 3 (G), so that the laser beam is irradiated to the column driver 35, and moving the substrate. そして、実質的にレーザービームおよび基板を移動させないで、カラムドライバー3 Then, not move substantially laser beam and the substrate, the column driver 3
5にレーザー光を照射した。 5 was irradiated with laser light. レーザーの発振周波数は1 The oscillation frequency of the laser 1
0Hz、レーザー光のエネルギー密度は300mJ/c 0 Hz, the energy density of the laser beam is 300 mJ / c
2 、レーザー光のパルスは10ショットとした。 m 2, pulses of laser light was 10 shots. 必要なショット数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停止した。 Once you have a laser light irradiation of the required number of shots, to stop the laser beam irradiation. (図3(G)) (Fig. 3 (G))

【0047】本実施例では、カラムドライバー34、3 [0047] In this embodiment, the column driver 34,3
5では全くレーザービームが重ならなかった。 In 5 it did not overlap at all laser beam. 一方、スキャンドライバーでは、図3(B)、(C)に示すレーザー光照射工程ではレーザービームの重なりは生じないが、アクティブマトリクス回路のレーザー照射の際に重なりが発生した。 On the other hand, the scan driver, FIG. 3 (B), the does not occur overlap of the laser beam in the laser irradiation step (C), the overlap during the laser irradiation of the active matrix circuit has occurred. しかしながら、スキャンドライバーは、カラムドライバーに比較して特性のバラツキの制約が緩やかであることに加え、アクティブマトリクス回路へのレーザー光照射のエネルギーが最初のレーザー照射のエネルギーよりも小さいことから実質的な影響は全くなかった。 However, the scan driver, in addition to the characteristics of the variation of the constraint as compared to the column driver is moderate, substantial since the energy of the laser beam irradiation of the active matrix circuit is smaller than the energy of the first laser irradiation impact was not at all.

【0048】 [0048]

【発明の効果】本発明のレーザー光照射技術によって、 Effects of the Invention by laser beam irradiation technique of the present invention,
量産性を維持しつつ、全体としての半導体回路の特性を高めることができた。 While maintaining the productivity, it was possible to enhance the properties of the semiconductor circuit as a whole. 本発明は半導体デバイスのプロセスに利用される全てのレーザー処理プロセスに利用できるが、中でも半導体デバイスとしてTFTを取り上げる場合、TFTのしきい値電圧の均一性を向上させる意味では、実施例1および2に取り上げたような多結晶珪素膜へのレーザー照射の工程に用いると効果が大きい。 The present invention can be utilized for all laser treatment process utilized in the process of semiconductor device, when picking a TFT as inter alia a semiconductor device, in the sense of improving the uniformity of the threshold voltage of the TFT in Example 1 and 2 It used the effect process of laser irradiation into the polycrystalline silicon film as featured in large. また、TFTの電界効果移動度、あるいはオン電流の均一性を高める意味では、実施例3のように、上記の工程に加えて、ソース/ドレインの不純物元素の活性化工程に本発明を使用すると効果的である。 Further, in the sense of increasing the uniformity of the field-effect mobility, or on-current of the TFT, as in Example 3, in addition to the above steps, the use of the present invention to the step of activating the impurity element in the source / drain it is effective. このように本発明は工業上、有益なものと考えられる。 Thus, the present invention is industrially believed to be beneficial.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】 実施例のレーザー処理方法を示す。 1 shows a laser processing method of the embodiment. (実施例1参照) (See Example 1)

【図2】 実施例のレーザー処理方法を示す。 Figure 2 illustrates a laser processing method of the embodiment. (実施例2参照) (See Example 2)

【図3】 実施例のレーザー処理方法を示す。 Figure 3 illustrates a laser processing method of the embodiment. (実施例3参照) (See Example 3)

【図4】 実施例で使用したレーザーアニール装置の概念図を示す。 4 shows a conceptual diagram of a laser annealing apparatus used in Example.

【図5】 実施例で使用したレーザーアニール装置の光学系の概念図を示す。 5 shows a conceptual diagram of an optical system of a laser annealing apparatus used in Example.

【図6】 実施例のTFT素子の作製工程の概要を示す。 6 shows an outline of the manufacturing steps of the TFT element of Example. (実施例3参照) (See Example 3)

【図7】 TFT回路の断面の様子を示す。 Figure 7 shows how the cross-sectional structure of the TFT circuit. (実施例3 (Example 3
参照) reference)

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

11、21、31 基板 12、22、32、33 スキャンドライバー 13、23、34、35 カラムドライバー 14、24、36 アクティブマトリクス回路の領域 15、25、37 レーザービームのスポット(線状レーザービーム) 26、38 回転前の基板の位置を示す。 11, 21 and 31 substrates 12,22,32,33 scan driver 13,23,34,35 column drivers 14,24,36 active matrix circuit region 15,25,37 laser beam spot (linear laser beam) 26 indicates the position of the substrate before 38 rotation.

フロントページの続き (51)Int.Cl. 6識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/786 21/336 9056−4M H01L 29/78 311 A Front page continued (51) Int.Cl. 6 identification symbol Agency in Docket No. FI art display portion H01L 29/786 21/336 9056-4M H01L 29/78 311 A

Claims (5)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 少なくとも、第1および第2の半導体集積回路領域(ここで、第1の回路領域は第2の回路領域よりも小さい)もしくは回路領域となるべき領域を有する基板に対して線状のパルスレーザー光を照射するレーザー処理方法において、 レーザー光の実質的なビームの大きさは、前記第1の回路領域よりも大きく、 レーザー光を照射している間、レーザー光を実質的に移動させることなく、第1の回路領域の全体にレーザー光を照射する第1の工程と、 第1の工程の後に、レーザー光を照射しないで、レーザー光の照射されるべき位置を第1の回路領域から離す第2の工程と、 レーザー光を走査させつつ、第2の回路領域にレーザー光を照射する第3の工程と、 を有することを特徴とする半導体デバイスのレーザー処理方法。 1. A least, first and second semiconductor integrated circuit region (here, the first circuit region and the second circuit is smaller than the area) strokes to a substrate having a region that becomes the or circuit region in the laser processing method of irradiating Jo pulsed laser light, the size of a substantial beam of laser light, the first circuit larger than the region, while irradiating the laser beam, substantially the laser beam without moved, a first step of irradiating a laser beam to the whole of the first circuit region, after the first step, without irradiating the laser beam, the position of the first to be irradiated with laser light a second step of releasing from the circuit area, while scanning the laser beam, the laser processing method of a semiconductor device, characterized in that it comprises a third step of irradiating a laser beam to the second circuit region.
  2. 【請求項2】 少なくとも、第1および第2の半導体集積回路領域(ここで、第1の回路領域は第2の回路領域よりも小さい)もしくは回路領域となるべき領域を有する基板に対して線状のパルスレーザー光を照射するレーザー処理方法において、 レーザー光の実質的なビームの大きさは、前記第1の回路領域よりも大きく、 レーザー光を走査させつつ、第2の回路領域にレーザー光を照射する第1の工程と、 第1の工程の後に、レーザー光を照射しないで、レーザー光の照射されるべき位置を第1の回路領域に移動する第2の工程と、 レーザー光を照射している間、レーザー光を実質的に移動させることなく、第1の回路領域の全体にレーザー光を照射する第3の工程と、を有することを特徴とする半導体デバイスのレーザー処理方法。 Wherein at least a first and second semiconductor integrated circuit region (here, the first circuit region and the second circuit is smaller than the area) strokes to a substrate having a region that becomes the or circuit region in the laser processing method of irradiating Jo pulsed laser light, the size of a substantial beam of laser light is larger than the first circuit area, while scanning the laser beam, the laser beam in the second circuit region a first step of irradiating, after the first step, the irradiation is not irradiated with laser beam, a second step of moving the position to be irradiated with laser light to the first circuit area, the laser beam while you are, without moving the laser beam substantially laser processing method of a semiconductor device, characterized in that it comprises a third step of irradiating a laser beam to the whole of the first circuit region.
  3. 【請求項3】 請求項1および2において、第3の工程の後に、基板を(n/2+1/4)回転(nは自然数) 3. The method of claim 1 and 2, after the third step, the substrate (n / 2 + 1/4) rotation (n is a natural number)
    させる第4の工程と、を有することを特徴とする半導体デバイスのレーザー処理方法。 Laser treatment method of a semiconductor device characterized by having a a fourth step of.
  4. 【請求項4】 少なくとも、第1および第2の半導体集積回路領域(ここで、第1の回路領域は第2の回路領域よりも小さい)もしくは回路領域となるべき領域を有する基板に対して線状のパルスレーザー光を照射するレーザー処理方法において、 レーザー光の実質的なビームの大きさは、前記第1の回路領域よりも大きく、 レーザー光を走査させつつ、第2の回路領域にレーザー光を照射する第1の工程と、 第1の工程の後に、基板を(n/2+1/4)回転(n Wherein at least a first and second semiconductor integrated circuit region (here, the first circuit region and the second circuit is smaller than the area) strokes to a substrate having a region that becomes the or circuit region in the laser processing method of irradiating Jo pulsed laser light, the size of a substantial beam of laser light is larger than the first circuit area, while scanning the laser beam, the laser beam in the second circuit region a first step of irradiating, after the first step, the substrate (n / 2 + 1/4) rotation (n
    は自然数)させる第2の工程と、 第2の工程の後に、レーザー光を照射しないで、レーザー光の照射されるべき位置を第1の回路領域に移動させる第3の工程と、 レーザー光を照射している間、レーザー光を実質的に移動させることなく、第1の回路領域の全体にレーザー光を照射する第4の工程と、を有することを特徴とする半導体デバイスのレーザー処理方法。 A second step of a natural number), after the second step, without irradiating the laser beam, and a third step of moving the position to be irradiated with laser light to the first circuit area, the laser beam while irradiation, without moving the laser beam substantially laser processing method of a semiconductor device, characterized in that it comprises a fourth step of irradiating a laser beam to the whole of the first circuit region.
  5. 【請求項5】 請求項1乃至3において、第1の回路領域にはカラムドライバーが含まれていることを特徴とする半導体デバイスのレーザー処理方法。 5. A method according to claim 1 to 3, the laser processing method of a semiconductor device in the first circuit region characterized in that it contains a column driver.
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