JPH118205A - 半導体装置の製造方法およびレーザー光照射装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法およびレーザー光照射装置Info
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-
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- 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
- H01L21/02104—Forming layers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体薄膜上のパーティクルを効果的に除去
し、ＴＦＴ等のデバイス性能の均一性を向上させる半導
体装置の製造方法およびレーザー光照射装置を提供す
る。 【解決手段】 ステージ３を移動させることにより、ス
テージ３上のａ−Ｓｉ膜２を形成した絶縁性基板１を一
定の移動量で同一方向に移動しながら、レーザー光４を
ａ−Ｓｉ膜２に照射し、ｐ−Ｓｉ膜５を形成する。この
とき、レーザー光４の照射と同時に、石英製の吹き出し
口６から４００℃に加熱したＮ2等の不活性ガスをａ−
Ｓｉ膜２の表面に吹き付ける。レーザー光４の照射は、
吹き出し口６越しに行う。石英製の吹き出し口６を用い
ているため、レーザー光４が吹き出し口６で吸収される
ことがなく、吹き出し口６をａ−Ｓｉ膜２の直上に近づ
けることができる。このため、パーティクル７を効果的
に吹き飛ばすことができる。また、加熱した不活性ガス
を吹き付けることにより、ａ−Ｓｉ膜２の部分的な温度
低下を防ぎながら、パーティクル７の除去を行うことが
できる。
し、ＴＦＴ等のデバイス性能の均一性を向上させる半導
体装置の製造方法およびレーザー光照射装置を提供す
る。 【解決手段】 ステージ３を移動させることにより、ス
テージ３上のａ−Ｓｉ膜２を形成した絶縁性基板１を一
定の移動量で同一方向に移動しながら、レーザー光４を
ａ−Ｓｉ膜２に照射し、ｐ−Ｓｉ膜５を形成する。この
とき、レーザー光４の照射と同時に、石英製の吹き出し
口６から４００℃に加熱したＮ2等の不活性ガスをａ−
Ｓｉ膜２の表面に吹き付ける。レーザー光４の照射は、
吹き出し口６越しに行う。石英製の吹き出し口６を用い
ているため、レーザー光４が吹き出し口６で吸収される
ことがなく、吹き出し口６をａ−Ｓｉ膜２の直上に近づ
けることができる。このため、パーティクル７を効果的
に吹き飛ばすことができる。また、加熱した不活性ガス
を吹き付けることにより、ａ−Ｓｉ膜２の部分的な温度
低下を防ぎながら、パーティクル７の除去を行うことが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置用薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の製造工程において用いら
れる半導体装置の製造方法およびレーザー光照射装置に
関するもので、特に半導体薄膜のレーザーアニールに用
いられる半導体装置の製造方法およびレーザー光照射装
置に関するものである。
膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の製造工程において用いら
れる半導体装置の製造方法およびレーザー光照射装置に
関するもので、特に半導体薄膜のレーザーアニールに用
いられる半導体装置の製造方法およびレーザー光照射装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガラス等の絶縁性基板上にＴＦＴを有す
る半導体装置としては、これらのＴＦＴを画素の駆動に
用いるアクティブマトリクス型液晶表示装置およびイメ
ージセンサー等が知られている。
る半導体装置としては、これらのＴＦＴを画素の駆動に
用いるアクティブマトリクス型液晶表示装置およびイメ
ージセンサー等が知られている。
【０００３】これらの装置に用いられるＴＦＴには、薄
膜状のシリコン半導体を用いるのが一般的である。薄膜
状のシリコン半導体としては、非晶質シリコン（ａ−Ｓ
ｉ）半導体からなるものと、結晶性を有するシリコン半
導体からなるものとの２つに大別される。
膜状のシリコン半導体を用いるのが一般的である。薄膜
状のシリコン半導体としては、非晶質シリコン（ａ−Ｓ
ｉ）半導体からなるものと、結晶性を有するシリコン半
導体からなるものとの２つに大別される。
【０００４】非晶質シリコン半導体は作製温度が低く、
気相法で比較的容易に作製することが可能で、量産性に
富むため、最も一般的に用いられているが、電流駆動能
力が結晶性を有するシリコン半導体に比べて劣るため、
今後、より高速特性を得るためには、結晶性を有するシ
リコン半導体からなるＴＦＴの製造方法の確立が強く求
められている。
気相法で比較的容易に作製することが可能で、量産性に
富むため、最も一般的に用いられているが、電流駆動能
力が結晶性を有するシリコン半導体に比べて劣るため、
今後、より高速特性を得るためには、結晶性を有するシ
リコン半導体からなるＴＦＴの製造方法の確立が強く求
められている。
【０００５】結晶性を有するシリコン半導体としては、
単結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）、多結晶シリコン（ｐ−Ｓ
ｉ）、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）、結晶成分を含む
非晶質シリコン、結晶性と非晶質性との中間の状態を有
するセミアモルファスシリコン等が知られている。
単結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）、多結晶シリコン（ｐ−Ｓ
ｉ）、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）、結晶成分を含む
非晶質シリコン、結晶性と非晶質性との中間の状態を有
するセミアモルファスシリコン等が知られている。
【０００６】これら結晶性を有するＴＦＴは、非晶質の
ＴＦＴに比べて移動度が高い。そのため、駆動能力が向
上してドライバーの一体化が可能となり、微細化が可能
で高開口率、高密度化を実現することができる。
ＴＦＴに比べて移動度が高い。そのため、駆動能力が向
上してドライバーの一体化が可能となり、微細化が可能
で高開口率、高密度化を実現することができる。
【０００７】従来から、結晶性半導体薄膜を形成する具
体的な方法としては、熱拡散炉等で加熱する固相成長法
（ＳＰＣ法）と、レーザー光を照射して熔融、固化させ
ることによって結晶化するレーザーアニール方法とがあ
る。
体的な方法としては、熱拡散炉等で加熱する固相成長法
（ＳＰＣ法）と、レーザー光を照射して熔融、固化させ
ることによって結晶化するレーザーアニール方法とがあ
る。
【０００８】しかしながら、ＳＰＣ法では、ａ−Ｓｉを
均一にｐ−Ｓｉに結晶化できるが、熱処理が１０００℃
付近の高温で行われるので、耐熱性の低い安価なガラス
基板を使用できない。そこで、絶縁性基板へのダメージ
が少なく、低温処理が可能な方法として、ａ−Ｓｉの光
吸収の高いエキシマレーザーを用いたレーザーアニール
方法が研究されている。
均一にｐ−Ｓｉに結晶化できるが、熱処理が１０００℃
付近の高温で行われるので、耐熱性の低い安価なガラス
基板を使用できない。そこで、絶縁性基板へのダメージ
が少なく、低温処理が可能な方法として、ａ−Ｓｉの光
吸収の高いエキシマレーザーを用いたレーザーアニール
方法が研究されている。
【０００９】以下に、従来の半導体製造装置を用いた半
導体薄膜のレーザーアニール方法、特にａ−Ｓｉ薄膜に
対するエキシマレーザーを用いたレーザーアニール方法
を例にして、図５を用いて説明する。図５は従来の半導
体製造装置による半導体薄膜のレーザーアニール方法を
説明する斜視図である。
導体薄膜のレーザーアニール方法、特にａ−Ｓｉ薄膜に
対するエキシマレーザーを用いたレーザーアニール方法
を例にして、図５を用いて説明する。図５は従来の半導
体製造装置による半導体薄膜のレーザーアニール方法を
説明する斜視図である。
【００１０】石英またはガラス等からなる絶縁性基板５
１上に、ＣＶＤ法またはスパッタリング法等によって酸
化シリコン（ＳｉＯ2）膜からなる下地膜と、ＣＶＤ法
等によってａ−Ｓｉ膜５２を形成する。
１上に、ＣＶＤ法またはスパッタリング法等によって酸
化シリコン（ＳｉＯ2）膜からなる下地膜と、ＣＶＤ法
等によってａ−Ｓｉ膜５２を形成する。
【００１１】そして、ステージ５３を移動させることに
より、ステージ５３上の絶縁性基板５１を一定の移動量
で同一方向に移動しながら、レーザー光５４をａ−Ｓｉ
膜５２に照射し、熔融固化させることで結晶性を向上さ
せ、周囲と異なる結晶性を有するｐ−Ｓｉ膜５５を形成
する。
より、ステージ５３上の絶縁性基板５１を一定の移動量
で同一方向に移動しながら、レーザー光５４をａ−Ｓｉ
膜５２に照射し、熔融固化させることで結晶性を向上さ
せ、周囲と異なる結晶性を有するｐ−Ｓｉ膜５５を形成
する。
【００１２】レーザーアニール方法に必要なレーザー光
の照射強度は２００〜３００ｍＪ／ｃｍ2程度である
が、一度に絶縁性基板５１全体に照射できるレーザーア
ニール方法は、現在のところ装置の出力不足および光学
系のサイズの制約上不可能であり、図５に示すようなレ
ーザー光５４の重畳照射による半導体薄膜のレーザーア
ニール方法が用いられている。
の照射強度は２００〜３００ｍＪ／ｃｍ2程度である
が、一度に絶縁性基板５１全体に照射できるレーザーア
ニール方法は、現在のところ装置の出力不足および光学
系のサイズの制約上不可能であり、図５に示すようなレ
ーザー光５４の重畳照射による半導体薄膜のレーザーア
ニール方法が用いられている。
【００１３】しかしながら、前述のようなレーザーアニ
ール方法では、図６に示すように、絶縁性基板５１上に
パーティクル５６が存在している場合、レーザー光５４
を照射すると、半導体薄膜と同時にパーティクル５６も
熔融固化され、汚染された結晶化部分５７が生じてしま
う。
ール方法では、図６に示すように、絶縁性基板５１上に
パーティクル５６が存在している場合、レーザー光５４
を照射すると、半導体薄膜と同時にパーティクル５６も
熔融固化され、汚染された結晶化部分５７が生じてしま
う。
【００１４】この汚染された結晶化部分５７が、ＴＦＴ
等のデバイスの性能劣化の原因となり、このまま表示素
子を構成した場合、例えば点欠陥等の不良が発生すると
いう問題がある。
等のデバイスの性能劣化の原因となり、このまま表示素
子を構成した場合、例えば点欠陥等の不良が発生すると
いう問題がある。
【００１５】ステージ５３は、密閉されたプロセスチャ
ンバー内で加熱機構を内蔵し、パーティクル５６を防ぐ
ために、外気とのガス置換機構を持つロードチャンバー
を介して絶縁性基板５１を搬送するが、３０ｃｍ×３０
ｃｍ以上の大型の絶縁性基板５１上のパーティクル５６
を完全に無くすことは不可能である。
ンバー内で加熱機構を内蔵し、パーティクル５６を防ぐ
ために、外気とのガス置換機構を持つロードチャンバー
を介して絶縁性基板５１を搬送するが、３０ｃｍ×３０
ｃｍ以上の大型の絶縁性基板５１上のパーティクル５６
を完全に無くすことは不可能である。
【００１６】このように、レーザーアニール方法によっ
てａ−Ｓｉ薄膜を結晶化する際に、ａ−Ｓｉ薄膜等の半
導体薄膜の表面にパーティクルが存在すると、その領域
が汚染されてしまうため、例えば、結晶化時に半導体薄
膜表面に不活性ガスを吹き付ける方法が、特開平２−１
４３５１７号公報で提案されている。
てａ−Ｓｉ薄膜を結晶化する際に、ａ−Ｓｉ薄膜等の半
導体薄膜の表面にパーティクルが存在すると、その領域
が汚染されてしまうため、例えば、結晶化時に半導体薄
膜表面に不活性ガスを吹き付ける方法が、特開平２−１
４３５１７号公報で提案されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】前述した特開平２−１
４３５１７号公報で提案されている方法は、パーティク
ルを除去する有効な方法であるが、単に半導体薄膜表面
に対して不活性ガスを吹き付けるだけではパーティクル
を除去する効果は少く、前述の問題を解決できるもので
はない。
４３５１７号公報で提案されている方法は、パーティク
ルを除去する有効な方法であるが、単に半導体薄膜表面
に対して不活性ガスを吹き付けるだけではパーティクル
を除去する効果は少く、前述の問題を解決できるもので
はない。
【００１８】本発明は、以上のような従来の問題点に鑑
みなされたものであって、半導体薄膜上のパーティクル
を効果的に除去し、ＴＦＴ等のデバイス性能の均一性を
向上させる半導体装置の製造方法およびレーザー光照射
装置を提供することを目的としている。
みなされたものであって、半導体薄膜上のパーティクル
を効果的に除去し、ＴＦＴ等のデバイス性能の均一性を
向上させる半導体装置の製造方法およびレーザー光照射
装置を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明の請求項１記載の半導体装置の製造方法
は、半導体薄膜に対してレーザー光を照射し、前記半導
体薄膜を結晶化させる工程を有する半導体装置の製造方
法において、前記半導体薄膜の前記レーザー光を照射す
る領域に対してその直上位置から不活性ガスを吹き付け
ながら、前記不活性ガスの吹き出し口越しに前記半導体
薄膜に前記レーザー光を照射することを特徴としてい
る。
ために、本発明の請求項１記載の半導体装置の製造方法
は、半導体薄膜に対してレーザー光を照射し、前記半導
体薄膜を結晶化させる工程を有する半導体装置の製造方
法において、前記半導体薄膜の前記レーザー光を照射す
る領域に対してその直上位置から不活性ガスを吹き付け
ながら、前記不活性ガスの吹き出し口越しに前記半導体
薄膜に前記レーザー光を照射することを特徴としてい
る。
【００２０】請求項２記載の半導体装置の製造方法は、
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記不
活性ガスは、加熱したものであることを特徴としてい
る。
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記不
活性ガスは、加熱したものであることを特徴としてい
る。
【００２１】請求項３記載のレーザー光照射装置は、チ
ャンバー内に配置した半導体薄膜に対して、前記チャン
バーに設けられた照射窓越しにレーザー光を照射するレ
ーザー光照射手段と、前記半導体薄膜に不活性ガスを吹
き付ける吹き出し口と、を備えたレーザー光照射装置に
おいて、前記吹き出し口が前記半導体薄膜の直上位置に
設けられ、前記レーザー光が前記吹き出し口越しに照射
されるように前記レーザー光照射手段が配置されている
ことを特徴としている。
ャンバー内に配置した半導体薄膜に対して、前記チャン
バーに設けられた照射窓越しにレーザー光を照射するレ
ーザー光照射手段と、前記半導体薄膜に不活性ガスを吹
き付ける吹き出し口と、を備えたレーザー光照射装置に
おいて、前記吹き出し口が前記半導体薄膜の直上位置に
設けられ、前記レーザー光が前記吹き出し口越しに照射
されるように前記レーザー光照射手段が配置されている
ことを特徴としている。
【００２２】請求項４記載のレーザー光照射装置は、請
求項３記載のレーザー光照射装置において、前記不活性
ガスを加熱する加熱手段が備えられていることを特徴と
している。
求項３記載のレーザー光照射装置において、前記不活性
ガスを加熱する加熱手段が備えられていることを特徴と
している。
【００２３】請求項５記載のレーザー光照射装置は、請
求項３または請求項４記載のレーザー光照射装置におい
て、前記吹き出し口の少なくとも前記レーザー光を透過
させる部分は、前記レーザー光を吸収しない材料で形成
されていることを特徴としている。
求項３または請求項４記載のレーザー光照射装置におい
て、前記吹き出し口の少なくとも前記レーザー光を透過
させる部分は、前記レーザー光を吸収しない材料で形成
されていることを特徴としている。
【００２４】請求項６記載のレーザー光照射装置は、請
求項３乃至請求項５記載のレーザー光照射装置におい
て、前記吹き出し口の一部が、前記照射窓を兼ねている
ことを特徴としている。
求項３乃至請求項５記載のレーザー光照射装置におい
て、前記吹き出し口の一部が、前記照射窓を兼ねている
ことを特徴としている。
【００２５】本発明の半導体装置の製造方法によれば、
半導体薄膜のレーザー光を照射する領域に対してその直
上位置から不活性ガスを吹き付けながら、不活性ガスの
吹き出し口越しに半導体薄膜にレーザー光を照射するこ
とにより、効果的にパーティクルを除去することがで
き、半導体薄膜の汚染を防ぐことができる。
半導体薄膜のレーザー光を照射する領域に対してその直
上位置から不活性ガスを吹き付けながら、不活性ガスの
吹き出し口越しに半導体薄膜にレーザー光を照射するこ
とにより、効果的にパーティクルを除去することがで
き、半導体薄膜の汚染を防ぐことができる。
【００２６】さらに、不活性ガスが加熱したものである
ことにより、不活性ガスを吹き付けることによる半導体
薄膜の部分的な温度低下を防ぐことができる。
ことにより、不活性ガスを吹き付けることによる半導体
薄膜の部分的な温度低下を防ぐことができる。
【００２７】本発明のレーザー光照射装置によれば、不
活性ガスの吹き出し口が半導体薄膜の直上位置に設けら
れ、レーザー光が吹き出し口越しに照射されるようにレ
ーザー光照射手段が配置されていることにより、効果的
にパーティクルを除去することができ、半導体薄膜の汚
染を防ぐことができる。さらに、不活性ガスが常に流れ
ているため、照射窓に付着するパーティクルも除去する
ことができる。
活性ガスの吹き出し口が半導体薄膜の直上位置に設けら
れ、レーザー光が吹き出し口越しに照射されるようにレ
ーザー光照射手段が配置されていることにより、効果的
にパーティクルを除去することができ、半導体薄膜の汚
染を防ぐことができる。さらに、不活性ガスが常に流れ
ているため、照射窓に付着するパーティクルも除去する
ことができる。
【００２８】さらに、不活性ガスを加熱する加熱手段が
備えられていることにより、不活性ガスを吹き付けるこ
とによる半導体薄膜の部分的な温度低下を防ぐことがで
きる。
備えられていることにより、不活性ガスを吹き付けるこ
とによる半導体薄膜の部分的な温度低下を防ぐことがで
きる。
【００２９】また、吹き出し口の少なくともレーザー光
を透過させる部分がレーザー光を吸収しない材料で形成
されていることにより、レーザー光を照射することによ
る効果を低減させることがない。さらに、吹き出し口が
安価な材料で形成され、レーザー光を透過させる部分の
み、高価な石英等のレーザー光を吸収しない材料で形成
されることにより、吹き出し口の交換等の装置運用上の
コストを低減させることができる。
を透過させる部分がレーザー光を吸収しない材料で形成
されていることにより、レーザー光を照射することによ
る効果を低減させることがない。さらに、吹き出し口が
安価な材料で形成され、レーザー光を透過させる部分の
み、高価な石英等のレーザー光を吸収しない材料で形成
されることにより、吹き出し口の交換等の装置運用上の
コストを低減させることができる。
【００３０】また、吹き出し口の一部が照射窓を兼ねて
いることにより、吹き出し口と照射窓とを一括して形成
することができるため、装置のコストを低減させること
ができる。さらに、吹き出し口の内部には不活性ガスが
常に流れているため、照射窓に付着するパーティクルを
より一層除去することができる。
いることにより、吹き出し口と照射窓とを一括して形成
することができるため、装置のコストを低減させること
ができる。さらに、吹き出し口の内部には不活性ガスが
常に流れているため、照射窓に付着するパーティクルを
より一層除去することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】図１乃至図４を用いて、本発明の
実施の形態について説明する。
実施の形態について説明する。
【００３２】（実施の形態１）図１および図２を用い
て、本発明のレーザーアニール方法について説明する。
図１は本発明に係わるレーザーアニール方法を説明する
斜視図、図２は本発明に係わるレーザーアニール方法を
説明する断面図である。
て、本発明のレーザーアニール方法について説明する。
図１は本発明に係わるレーザーアニール方法を説明する
斜視図、図２は本発明に係わるレーザーアニール方法を
説明する断面図である。
【００３３】図１および図２に示すように、石英または
ガラス等からなる絶縁性基板１上に、スパッタリング法
またはＣＶＤ法等によってＳｉＯ2膜からなる下地膜を
形成した後、ＣＶＤ法等によってａ−Ｓｉ膜２を５０ｎ
ｍ程度の厚さに形成する。ａ−Ｓｉ膜２が水素を含有し
ているときは、５００℃付近の温度で脱水素処理を行
う。
ガラス等からなる絶縁性基板１上に、スパッタリング法
またはＣＶＤ法等によってＳｉＯ2膜からなる下地膜を
形成した後、ＣＶＤ法等によってａ−Ｓｉ膜２を５０ｎ
ｍ程度の厚さに形成する。ａ−Ｓｉ膜２が水素を含有し
ているときは、５００℃付近の温度で脱水素処理を行
う。
【００３４】そして、ステージ３を移動させることによ
り、ステージ３上の絶縁性基板１を一定の移動量で同一
方向に移動しながら、レーザー光４をａ−Ｓｉ膜２に照
射し、熔融固化させることで結晶性を向上させ、周囲と
異なる結晶性を有するｐ−Ｓｉ膜５を形成する。
り、ステージ３上の絶縁性基板１を一定の移動量で同一
方向に移動しながら、レーザー光４をａ−Ｓｉ膜２に照
射し、熔融固化させることで結晶性を向上させ、周囲と
異なる結晶性を有するｐ−Ｓｉ膜５を形成する。
【００３５】レーザーアニール方法の条件は、ステージ
３の加熱機構によって絶縁性基板１を４００℃に加熱
し、雰囲気は大気中で、レーザー光４の発振波長はＸｅ
Ｃｌエキシマレーザーの３０８ｎｍ、照射エネルギー密
度は３００ｍＪ／ｃｍ2程度、発振時間（パルス幅）は
約５０ｎｓ、発振周波数は３００Ｈｚとする。
３の加熱機構によって絶縁性基板１を４００℃に加熱
し、雰囲気は大気中で、レーザー光４の発振波長はＸｅ
Ｃｌエキシマレーザーの３０８ｎｍ、照射エネルギー密
度は３００ｍＪ／ｃｍ2程度、発振時間（パルス幅）は
約５０ｎｓ、発振周波数は３００Ｈｚとする。
【００３６】このとき、レーザー光４の照射と同時に、
石英製の吹き出し口６から４００℃に加熱したＮ2等の
不活性ガスをａ−Ｓｉ膜２の表面に吹き付ける。レーザ
ー光４の照射は、吹き出し口６越しに行う。
石英製の吹き出し口６から４００℃に加熱したＮ2等の
不活性ガスをａ−Ｓｉ膜２の表面に吹き付ける。レーザ
ー光４の照射は、吹き出し口６越しに行う。
【００３７】本実施の形態では、石英製の吹き出し口６
を用いているため、レーザー光４が吹き出し口６で吸収
されることがなく、吹き出し口６をａ−Ｓｉ膜２の直上
に近づけることができる。このため、パーティクル７を
効果的に吹き飛ばすことができる。
を用いているため、レーザー光４が吹き出し口６で吸収
されることがなく、吹き出し口６をａ−Ｓｉ膜２の直上
に近づけることができる。このため、パーティクル７を
効果的に吹き飛ばすことができる。
【００３８】また、加熱した不活性ガスを吹き付けるこ
とにより、ａ−Ｓｉ膜２の部分的な温度低下を防ぎなが
ら、パーティクル７の除去を行うことができる。
とにより、ａ−Ｓｉ膜２の部分的な温度低下を防ぎなが
ら、パーティクル７の除去を行うことができる。
【００３９】（実施の形態２）図３および図４を用い
て、本発明のレーザー光照射装置について説明する。図
３は本発明に係わるレーザー光照射装置の概要を示す説
明図、図４は不活性ガスを加熱する加熱手段の概要を示
す説明図である。
て、本発明のレーザー光照射装置について説明する。図
３は本発明に係わるレーザー光照射装置の概要を示す説
明図、図４は不活性ガスを加熱する加熱手段の概要を示
す説明図である。
【００４０】図３に示すように、レーザー発振機８から
出力されたレーザー光４は、反射ミラー９で反射された
後、ホモジナイザー１０によって所定のビーム形状に整
形され、半導体薄膜が堆積された絶縁性基板１等のレー
ザー光４が照射される被照射物に照射される。
出力されたレーザー光４は、反射ミラー９で反射された
後、ホモジナイザー１０によって所定のビーム形状に整
形され、半導体薄膜が堆積された絶縁性基板１等のレー
ザー光４が照射される被照射物に照射される。
【００４１】絶縁性基板１は、所定の送り速度または送
りピッチで移動するステージ３上に保持される。ステー
ジ３は、図中の矢印Ａで示す方向に移動するように構成
されている。ステージ３には、絶縁性基板１を加熱する
ための加熱機構を備えていてもよい。これらの絶縁性基
板１およびステージ３は、チャンバー１１内に収納され
ている。
りピッチで移動するステージ３上に保持される。ステー
ジ３は、図中の矢印Ａで示す方向に移動するように構成
されている。ステージ３には、絶縁性基板１を加熱する
ための加熱機構を備えていてもよい。これらの絶縁性基
板１およびステージ３は、チャンバー１１内に収納され
ている。
【００４２】Ｎ2等の不活性ガスは、レーザー光４が照
射される領域の概ね直上から吹き付けられる。また、不
活性ガスは、加熱手段１２によって１００〜６００℃、
望ましくは３００〜５００℃、例えば実施の形態１のよ
うに４００℃に加熱されており、２〜３ｋｇ／ｃｍ2程
度の圧力で吹き付けられ、その後チャンバー１１の外に
排気される。
射される領域の概ね直上から吹き付けられる。また、不
活性ガスは、加熱手段１２によって１００〜６００℃、
望ましくは３００〜５００℃、例えば実施の形態１のよ
うに４００℃に加熱されており、２〜３ｋｇ／ｃｍ2程
度の圧力で吹き付けられ、その後チャンバー１１の外に
排気される。
【００４３】不活性ガスを噴出する吹き出し口６は、石
英で形成されており、絶縁性基板１のレーザー光４が照
射される領域の直上まで導出されている。吹き出し口６
が石英で形成されているため、レーザー光４が吸収され
ることがなく、半導体薄膜に対するレーザー照射の効果
を損なうことが全くない。
英で形成されており、絶縁性基板１のレーザー光４が照
射される領域の直上まで導出されている。吹き出し口６
が石英で形成されているため、レーザー光４が吸収され
ることがなく、半導体薄膜に対するレーザー照射の効果
を損なうことが全くない。
【００４４】このため、吹き出し口６の先端を絶縁性基
板１の表面に近づけることができる。例えば、吹き出し
口６の先端と絶縁性基板１の表面との距離を１ｃｍ以下
にすることができる。本実施の形態のように、被照射物
が半導体薄膜を堆積した絶縁性基板１の場合、絶縁性基
板１の変形等を考慮すると、１ｍｍ程度まで接近させる
ことが可能である。
板１の表面に近づけることができる。例えば、吹き出し
口６の先端と絶縁性基板１の表面との距離を１ｃｍ以下
にすることができる。本実施の形態のように、被照射物
が半導体薄膜を堆積した絶縁性基板１の場合、絶縁性基
板１の変形等を考慮すると、１ｍｍ程度まで接近させる
ことが可能である。
【００４５】ここで、吹き出し口６は、そのすべてを石
英で形成する必要はなく、レーザー光４を透過させる領
域６ａのみを石英で形成しておいてもよい。この場合、
吹き出し口６を安価な材料で形成することができるとと
もに、石英が曇ったとき等は、石英のみを容易に交換す
ることができる。
英で形成する必要はなく、レーザー光４を透過させる領
域６ａのみを石英で形成しておいてもよい。この場合、
吹き出し口６を安価な材料で形成することができるとと
もに、石英が曇ったとき等は、石英のみを容易に交換す
ることができる。
【００４６】また、チャンバー１１のレーザー光４の照
射窓を吹き出し口６で兼ねているため、吹き出し口６と
照射窓とを一括して形成することができ、装置のコスト
を低減させることができる。さらに、吹き出し口６の内
部には不活性ガスが常に流れているため、照射窓に付着
するパーティクルを除去することができる。
射窓を吹き出し口６で兼ねているため、吹き出し口６と
照射窓とを一括して形成することができ、装置のコスト
を低減させることができる。さらに、吹き出し口６の内
部には不活性ガスが常に流れているため、照射窓に付着
するパーティクルを除去することができる。
【００４７】次に、図４を用いて、不活性ガスを加熱す
るための加熱手段について説明する。図４に示すよう
に、Ｎ2等の不活性ガスが通過する配管１３の周囲に、
配管１３を加熱するためのヒーター１４を配置する。不
活性ガスは、加熱された配管１３内を通過することによ
って所望の温度に加熱される。
るための加熱手段について説明する。図４に示すよう
に、Ｎ2等の不活性ガスが通過する配管１３の周囲に、
配管１３を加熱するためのヒーター１４を配置する。不
活性ガスは、加熱された配管１３内を通過することによ
って所望の温度に加熱される。
【００４８】
【発明の効果】以上の説明のように、本発明の半導体装
置の製造方法によれば、半導体薄膜のレーザー光を照射
する領域に対してその直上位置から不活性ガスを吹き付
けながら、不活性ガスの吹き出し口越しに半導体薄膜に
レーザー光を照射することにより、効果的にパーティク
ルを除去することができ、半導体薄膜の汚染を防ぐこと
ができるため、ＴＦＴ等のデバイス性能の均一性を向上
し、液晶表示装置等の品質および信頼性を向上させるこ
とができる。
置の製造方法によれば、半導体薄膜のレーザー光を照射
する領域に対してその直上位置から不活性ガスを吹き付
けながら、不活性ガスの吹き出し口越しに半導体薄膜に
レーザー光を照射することにより、効果的にパーティク
ルを除去することができ、半導体薄膜の汚染を防ぐこと
ができるため、ＴＦＴ等のデバイス性能の均一性を向上
し、液晶表示装置等の品質および信頼性を向上させるこ
とができる。
【００４９】さらに、不活性ガスが加熱したものである
ことにより、不活性ガスを吹き付けることによる半導体
薄膜の部分的な温度低下を防ぐことができるため、さら
にＴＦＴ等のデバイス性能の均一性を向上し、液晶表示
装置等の品質および信頼性を向上させることができる。
ことにより、不活性ガスを吹き付けることによる半導体
薄膜の部分的な温度低下を防ぐことができるため、さら
にＴＦＴ等のデバイス性能の均一性を向上し、液晶表示
装置等の品質および信頼性を向上させることができる。
【００５０】本発明のレーザー光照射装置によれば、不
活性ガスの吹き出し口が半導体薄膜の直上位置に設けら
れ、レーザー光が吹き出し口越しに照射されるようにレ
ーザー光照射手段が配置されていることにより、効果的
にパーティクルを除去することができ、半導体薄膜の汚
染を防ぐことができるため、ＴＦＴ等のデバイス性能の
均一性を向上し、液晶表示装置等の品質および信頼性を
向上させることができる。
活性ガスの吹き出し口が半導体薄膜の直上位置に設けら
れ、レーザー光が吹き出し口越しに照射されるようにレ
ーザー光照射手段が配置されていることにより、効果的
にパーティクルを除去することができ、半導体薄膜の汚
染を防ぐことができるため、ＴＦＴ等のデバイス性能の
均一性を向上し、液晶表示装置等の品質および信頼性を
向上させることができる。
【００５１】さらに、不活性ガスを加熱する加熱手段が
備えられていることにより、不活性ガスを吹き付けるこ
とによる半導体薄膜の部分的な温度低下を防ぐことがで
きるため、さらにＴＦＴ等のデバイス性能の均一性を向
上し、液晶表示装置等の品質および信頼性を向上させる
ことができる。
備えられていることにより、不活性ガスを吹き付けるこ
とによる半導体薄膜の部分的な温度低下を防ぐことがで
きるため、さらにＴＦＴ等のデバイス性能の均一性を向
上し、液晶表示装置等の品質および信頼性を向上させる
ことができる。
【００５２】また、吹き出し口の少なくともレーザー光
を透過させる部分がレーザー光を吸収しない材料で形成
されていることにより、レーザー光を照射することによ
る効果を低減させることがない。さらに、吹き出し口が
安価な材料で形成され、レーザー光を透過させる部分の
み、高価な石英等のレーザー光を吸収しない材料で形成
されることにより、吹き出し口の交換等の装置運用上の
コストを低減させることができる。
を透過させる部分がレーザー光を吸収しない材料で形成
されていることにより、レーザー光を照射することによ
る効果を低減させることがない。さらに、吹き出し口が
安価な材料で形成され、レーザー光を透過させる部分の
み、高価な石英等のレーザー光を吸収しない材料で形成
されることにより、吹き出し口の交換等の装置運用上の
コストを低減させることができる。
【００５３】また、吹き出し口の一部が照射窓を兼ねて
いることにより、吹き出し口と照射窓とを一括して形成
することができるため、装置のコストを低減させること
ができる。さらに、吹き出し口の内部には不活性ガスが
常に流れているため、照射窓に付着するパーティクルを
除去するとともに、照射窓の曇りを低減させることがで
き、装置の性能を長時間維持することが可能となる。
いることにより、吹き出し口と照射窓とを一括して形成
することができるため、装置のコストを低減させること
ができる。さらに、吹き出し口の内部には不活性ガスが
常に流れているため、照射窓に付着するパーティクルを
除去するとともに、照射窓の曇りを低減させることがで
き、装置の性能を長時間維持することが可能となる。
【図１】本発明に係わるレーザーアニール方法を説明す
る斜視図である。
る斜視図である。
【図２】本発明に係わるレーザーアニール方法を説明す
る断面図である。
る断面図である。
【図３】本発明に係わるレーザー光照射装置の概要を示
す説明図である。
す説明図である。
【図４】不活性ガスを加熱する加熱手段の概要を示す説
明図である。
明図である。
【図５】従来の半導体製造装置による半導体薄膜のレー
ザーアニール方法を説明する斜視図である。
ザーアニール方法を説明する斜視図である。
【図６】従来のパーティクルが存在する場合のレーザー
アニール方法を説明する断面図である。
アニール方法を説明する断面図である。
１ 絶縁性基板 ２ ａ−Ｓｉ膜 ３ ステージ ４ レーザー光 ５ ｐ−Ｓｉ膜 ６ 吹き出し口 ６ａ レーザー光を透過させる領域 ７ パーティクル ８ レーザー発振機 ９ 反射ミラー １０ ホモジナイザー １１ チャンバー １２ 加熱手段 １３ 配管 １４ ヒーター ５１ 絶縁性基板 ５２ ａ−Ｓｉ膜 ５３ ステージ ５４ レーザー光 ５５ ｐ−Ｓｉ膜 ５６ パーティクル ５７ 汚染された結晶化部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/336
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体薄膜に対してレーザー光を照射
し、前記半導体薄膜を結晶化させる工程を有する半導体
装置の製造方法において、 前記半導体薄膜の前記レーザー光を照射する領域に対し
てその直上位置から不活性ガスを吹き付けながら、前記
不活性ガスの吹き出し口越しに前記半導体薄膜に前記レ
ーザー光を照射することを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項２】 前記不活性ガスは、加熱したものである
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項３】 チャンバー内に配置した半導体薄膜に対
して、前記チャンバーに設けられた照射窓越しにレーザ
ー光を照射するレーザー光照射手段と、前記半導体薄膜
に不活性ガスを吹き付ける吹き出し口と、を備えたレー
ザー光照射装置において、 前記吹き出し口が前記半導体薄膜の直上位置に設けら
れ、前記レーザー光が前記吹き出し口越しに照射される
ように前記レーザー光照射手段が配置されていることを
特徴とするレーザー光照射装置。 - 【請求項４】 前記不活性ガスを加熱する加熱手段が備
えられていることを特徴とする請求項３記載のレーザー
光照射装置。 - 【請求項５】 前記吹き出し口の少なくとも前記レーザ
ー光を透過させる部分は、前記レーザー光を吸収しない
材料で形成されていることを特徴とする請求項３または
請求項４記載のレーザー光照射装置。 - 【請求項６】 前記吹き出し口の一部が、前記照射窓を
兼ねていることを特徴とする請求項３乃至請求項５記載
のレーザー光照射装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10012240A JPH118205A (ja) | 1997-04-25 | 1998-01-26 | 半導体装置の製造方法およびレーザー光照射装置 |
| KR10-1998-0014481A KR100366010B1 (ko) | 1997-04-25 | 1998-04-23 | 반도체박막의결정화방법및레이저광조사장치 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-108668 | 1997-04-25 | ||
| JP10866897 | 1997-04-25 | ||
| JP10012240A JPH118205A (ja) | 1997-04-25 | 1998-01-26 | 半導体装置の製造方法およびレーザー光照射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH118205A true JPH118205A (ja) | 1999-01-12 |
Family
ID=26347815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10012240A Pending JPH118205A (ja) | 1997-04-25 | 1998-01-26 | 半導体装置の製造方法およびレーザー光照射装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH118205A (ja) |
| KR (1) | KR100366010B1 (ja) |
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| KR101202524B1 (ko) * | 2005-12-29 | 2012-11-16 | 엘지디스플레이 주식회사 | 레이저 결정화 장비 및 구동방법, 그를 이용한폴리실리콘막, 박막트랜지스터 및 액정표시장치의 제조방법 |
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| US11352698B2 (en) | 2019-04-25 | 2022-06-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Atomic layer deposition apparatus and methods of fabricating semiconductor devices using the same |
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|---|---|---|---|---|
| KR100935850B1 (ko) * | 2002-09-16 | 2010-01-08 | 엘지디스플레이 주식회사 | 레이저 결정화 공정을 이용한 폴리실리콘층의 제조 방법 및 그 제조장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0697101A (ja) * | 1992-09-11 | 1994-04-08 | Ricoh Co Ltd | 薄膜トランジスタ素子の製造法 |
-
1998
- 1998-01-26 JP JP10012240A patent/JPH118205A/ja active Pending
- 1998-04-23 KR KR10-1998-0014481A patent/KR100366010B1/ko not_active IP Right Cessation
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