KR100382868B1 - 반도체박막 가열장치 - Google Patents

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KR100382868B1
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Abstract

개시되는 반도체박막 가열장치는, 반도체박막이 형성된 기판을 탑재하기 위한 기판탑재부와 레이저빔을 도입하기 위한 광투과윈도우를 구비하는 밀폐용기와; 상기 반도체박막을 가열용융하기 위한 레이저빔조사수단과; 상기 기판을 상기 기판탑재부에 흡착하여 고정하고 유지하기 위한 유지수단과; 상기 밀폐용기내로 공급되는 가스유량을 조정하여, 상기 레이저빔조사시 상기 밀폐용기내의 분위기압력을, 상기 가열용융된 반도체박막의 온도에 의해 규정되는 증기압이상의 값으로 제어하는 압력제어수단을 구비한다.

Description

반도체박막 가열장치{Apparatus for heating semiconducting thin layer}
본 발명은 반도체박막 가열장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저결정화방법(레이저조사에 의해 기판상에 증착된 비정질반도체재료가 결정화된다)을 사용한 반도체박막 가열장치에 관한 것이다.
유리기판등의 위에 설치된 전계효과 박막트랜지스터(TFT)가, 예컨대 디스플레이, 센서, 프린팅디바이스의 구동소자로서 널리 이용되어 왔다. 이러한 TFT를 형성하는 대표적인 기술로서는, 수소화비정질실리콘TFT기술 및 다결정실리콘TFT기술을 들 수 있다.
전자의 방법에서는, 제작프로세스의 최고온도가 300℃정도이고, 약 1㎠/Vsec 정도의 캐리어이동도가 실현된다. 이 방법은 액티브매트릭스(AM-)액정디스플레이(LCD)에서 각 화소의 스위칭트랜지스터의 제조에 사용된다. AM-LCD는 각 화소에 대하여 구동TFT를 가지며, 디스플레이영역 주변의 주변집적회로(IC ; 단결정실리콘기판상에 형성된 LSI)에 의해 각 화소의 TFT를 구동한다. 스위칭TFT가 각 화소마다 제공되어 있기 때문에, 액정구동용 전기신호가 주변드라이버회로로부터 보내지는 패시브매트릭스LCD에 비교하여, AM-LCD는 크로스토크등이 저감되고 양호한 화상품질을 실현할 수 있는 특징을 가진다.
한편, 후자의 방법은, 예컨대 석영기판을 사용하며, 1000℃정도의 온도를 사용하는 LSI와 유사한 고온프로세스를 사용하는 것에 의해 캐리어이동도 30∼100㎠/Vsec의 성능을 얻을 수 있다. 이러한 높은 캐리어이동도의 실현은, 액정디스플레이에 적용된 경우, 예컨대 각 화소를 구동하는 화소 TFT와 주변구동회로부를 하나의 유리기판상에 동시에 형성하는 것을 가능하게 한다. 이는 제조프로세스비용의 저감 및 LCD의 소형화에 관하여 이점을 가진다. 즉, 종래의 기술방법에 따른 탭접속(tab connection) 또는 와이어본딩을 통해 TFT를 주변구동회로에 접속하는 것은, LCD의 소형화 및 해상도의 증가에 기인하는 AM-LCD기판과 주변드라이버집적회로간의 접속피치의 감소에 대응하는 것이 곤란하다. 상술한 다결정실리콘TFT방법은 사이즈의 감소에는 이점을 가지지만, 한편, 고온프로세스가 사용되는 경우에 전자의 프로세스에서 사용가능한 저연화점을 갖는 저가의 유리가 사용될 수 없다는 문제점이 있다.
이런 이유로, 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 다결정실리콘TFT프로세스에 있어서의 온도를 저하시킬 필요가 있다. 이는 레이저결정화방법을 적용한 저온에서의 다결정실리콘막형성을 위한 방법의 집중연구와 개발을 유도했다. 예컨대, 1995년 일본공개특허공보 평7-118443호에는, 단파장펄스레이저빔이 인가되어 비정질실리콘의 박막을 결정화하고 이 결정화된 박막이 박막트랜지스터에 적용되는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 따르면, 전체기판의 온도를 상승시키지 않고 비정질실리콘이 결정화될 수 있다. 따라서, 액정디스플레이등의 큰 면적의 기판 및 유리등의 저가의 기판상에 반도체소자 또는 반도체집적회로가 제작될 수 있다고 하는 이점이 있다. 그러나, 상기 공보에 설명된 바와 같이, 단파장레이저빔에 의한 비정질실리콘박막의 결정화를 위해서는 50∼500mJ/㎠정도의 조사강도가 필요하다.
한편, 현재 일반적으로 이용가능한 펄스레이저장치의 최대 발광출력은 대략 1J/pulse 정도이고, 단순환산하면, 한 번의 레이저빔조사당 레이저빔이 인가될 수 있는 면적은 대략 2∼20㎠정도로 작다. 따라서, 예컨대, 레이저빔에 의해 47×37㎠의 사이즈를 갖는 전체기판을 결정화하기 위해서는, 레이저빔이 적어도 87∼870개소에 인가되어야 한다. 또한, 기판사이즈가, 예컨대 1평방미터로 증가되는 경우에는, 레이저조사 개소수가 따라서 증가되어야 한다. 또한, 기판에 인가되는 광으로서 선형광(길이 : 100∼300㎜, 폭 : 약 1∼O.1㎜)이 사용되고 폭방향으로 광이 주사되어 광주사방향을 2축(X축 및 Y축)에서 1축(X축)으로 변경하는 것도 시도되었다.
일반적으로, 레이저결정화는 도 14에 도시된 구성을 갖는 펄스레이저조사장치에 의해 실현된다.
도 14는 종래의 ELA장치를 나타내는 설명도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 펄스레이저빔원(1401)으로부터 공급되는 레이저빔은, 미러(1402,1403,1405) 및 공간강도를 균일화하기 위해 설치된 광호모지나이저(beam homogenizer)(1404)등의 광학소자군에 의해서 규정되는 광로(1406)를 통해, 조사대상인 유리기판(1408)상의 실리콘박막(1407)에 도달한다. 일반적으로, 하나의 조사면적범위는 유리기판보다 작기 때문에, X-Y스테이지(1409)상의 유리기판(1408)을 이동시키는 것에 의해 기판상의 소정의 개소에 레이저빔이 인가된다. X-Y스테이지(1409)를 사용하는 것 대신에, 광학소자군이 이동되거나, 광학소자군이 스테이지와 조합되어 사용되는 구성도 채용될 수 있다.
기판의 한 변의 크기와 동일한 길이를 갖는 선형광조사형상이 채용되고, 이 광이 기판이 배치된 Y스테이지를 이동시키면서 적용될 수도 있다. 이 경우에, 스테이지의 이동과 펄스광의 공급이 다음의 순서에 따라서 수행된다.
1)스테이지가 주어진 속도로 이동하는 것과 동시에, 펄스레이저빔이 주어진 주기로 발진되어 공급된다.
2)(1스텝만큼의 스테이지이동과 정지)+(1펄스만큼의 펄스레이저빔공급)을 반복한다.
도 15a 및 도 15b는 광조사형상이 구형인 경우의 종래조사방법을 설명하는 도면이다. 일반적으로, 하나의 조사면적범위(1502)가 유리기판보다 작기 때문에, X-Y스테이지상의 유리기판(1501)을 이동시키는 것에 의해 기판상의 소정개소에 레이저빔이 인가된다. X-Y스테이지를 사용하는 것 대신, 광학소자군의 이동(예컨대, X방향)이 스테이지의 이동(Y방향)과 조합되어 사용되는 구성도 사용될 수 있다.이 방법을 채용함으로써 결정화영역(1503)이 순차적으로 형성된다. 이 경우에, 스테이지의 이동과 펄스광의 공급은 다음의 순서에 따라 수행된다. 번호 1504는 챔버에 설치된 레이저도입윈도우이다.
3)스테이지가 주어진 속도로 이동하는 것과 동시에, 펄스레이저빔이 주어진 주기로 발진되어 공급된다.
4)(1스텝만큼의 스테이지이동과 정지)+(1펄스이상만큼의 펄스레이저빔공급)을 반복한다.
선형광 또는 구형광을 사용하는 레이저 결정화에 있어서, 기판스테이지를 이동하기 위한 수단이 이용된다.
어떠한 경우에는, 레이저빔조사가 진공챔버내에서 진공 또는 고순도가스분위기하에서 수행된다. 필요하다면, 도 14에 도시된 바와 같이, 실리콘박막이 제공된 유리기판함유카세트(1410) 및 기판반송기구(1411)가 설치되어, 기판의 취득 및 수납이 카세트와 스테이지 사이에서 기계적으로 수행되는 시스템이 채용될 수 있다. 상기의 방법을 채용하는 것에 있어서, 유리기판은 X-Y스테이지상에 단순히 배치되어 있고, 스테이지상에 고정하고 유지하기 위한 특별한 수단은 채용되어 있지 않다.
그러나, 레이저빔의 이용효율을 높이기 위해서는, 레이저빔이 조사될 필요가 없는 부분에 레이저빔이 조사되는 것을 방지하면서 소정의 영역만에 레이저빔을 조사하여, 레이저빔 조사개소의 수를 감소시키고 레이저빔의 이용효율을 높일 필요가 있다. 이를 위하여, 디바이스제작영역은 레이저조사영역에 일치되어야 하고, 스테이지상의 기판의 어긋남(accidental shift)이 방지되어야 한다. 특히, 스테이지가 좌표계를 가지며 이 좌표계를 기준으로 조사개소가 제어되는 경우에는, 어긋남이 방지되어야 한다. 또한, 반도체박막의 형성이나 기판의 가열시 유리기판의 휘어지면 초점이 흐려진다. 따라서, 휨을 보정하기 위한 관점에서 기판이 스테이지에 밀착되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래기술의 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 스테이지와 기판간의 위치변화를 방지함으로써, 소정의 영역에만 레이저빔을 조사할 수 있는 반도체박막 가열장치를 제공하는 것에 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 4는 기판의 얼라인먼트기구를 나타내는 측면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 마스크패턴과 얼라인먼트마크간의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 6은 주요동작 (1), (2)를 나타내는 플로우챠트이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예(반도체박막을 가열하기 위한 장치)를 나타내는 측면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예(반도체박막 가열장치)를 나타내는 상면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 플라즈마CVD챔버의 개략측면도이다.
도 10은 TFT의 제조공정을 나타내는 단면도이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 타이밍챠트들이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예(레이저빔으로 처리)를 나타내는 플로우챠트이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예(레이저빔으로 처리)를 나타내는 플로우챠트이다.
도 14는 종래의 ELA장치의 설명도이다.
도 15a 및 도 15b는 레이저빔의 조사형상이 구형인 경우의 종래의 조사방법을 나타내는 설명도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 레이저빔 102 : 마스크
103 : 마스크를 통과한 광 104 : 윈도우
105 : 노광영역 106 : 비노광영역
107,201 : 기판 108 : 게이트밸브
109 : 유지수단 110,202,203 : 스테이지
111 : 진공용기 112 : 압력제어장치
204 : 핀통과구 205 : 흡착구
206 : 흡착배기라인 207 : 기판수직이동기구
501 : 비노광Si 502 : 노광Si
503 : Si제거부 504,505 : Si산화막
EL1 : 제1엑시머레이저 EL2 : 제2 엑시머레이저
CO : 진공챔버 S0,S5 : 기판스테이지
W0 : 레이저도입윈도우 LO : 노광축
sub0 : 기판 H0 : 히터
C2 : 플라즈마CVD챔버 C5 : 레이저조사챔버
C7 : 기판반송챔버 S2 : 기판홀더
L1 : 제1빔라인 L2 : 제2 빔라인
T1 : 기판커버막 T2 : 실리콘박막
T3 : 제1게이트절연막 T4 : 제2 게이트절연막
T9 : 얼라인먼트마크 T10 : 마크보호막
본 발명에 따르면, 상기의 목적을 달성하기 위해서, 반도체박막 가열장치는:
반도체박막이 형성된 기판을 탑재하기 위한 기판탑재부와 레이저빔을 도입하기 위한 윈도우를 구비하는 밀폐용기와;
상기 밀폐용기의 외부에 설치되고 상기 윈도우를 통해 레이저빔을 인가하여 상기 반도체박막을 가열용융하기 위한 레이저빔조사수단과;
상기 기판을 상기 기판탑재부에 흡착하여 고정하고 유지하기 위한 유지수단과;
상기 밀폐용기내로 공급되는 가스유량을 조정하여, 상기 레이저빔조사시 상기 밀폐용기내의 분위기압력을, 상기 가열용융된 반도체박막의 온도에 의해 규정되는 증기압이상의 값으로 제어하는 압력제어수단을 구비한다.
본 발명은 하기의 바람직한 실시예들을 포함한다.
특히, 상기 유지수단은 진공흡착수단일 수 있다.
상기 유지수단은 정전흡착수단일 수 있다.
상기 기판은 유리기판이고, 상기 반도체박막은 실리콘박막일 수 있다.
상기 장치는, 질소 또는 비활성가스를 상기 밀폐용기로 도입하는 수단과, 그리고 산소가스를 상기 밀폐용기로 도입하는 수단을 추가로 구비할 수 있다.
상기 장치는 전계효과박막트랜지스터의 제조에 사용될 수 있다.
상기 전계효과박막트랜지스터는 액티브매트릭스 액정장치용 구동소자로서 사용될 수 있다.
이 구성에 의해, 본 발명은 기판의 어긋남을 방지할 수 있고, 조사위치를 정확하게 제어할 수 있다. 따라서, 레이저빔조사의 개소가 감소되어, 레이저빔의 이용효율이 높아질 수 있다. 특히, 스테이지가 좌표계를 가지며 이 좌표계를 기준으로 레이저빔조사위치가 제어되는 경우에는, 어긋남방지효과가 커진다. 또한, 반도체박막의 형성 및 기판의 가열시에 유리기판이 휘는 조건에서도, 기판이 스테이지에 고정된다. 따라서, 휨보정이 가능하다. 이에 의해, 레이저빔의 초점이 흐려지는 것이 방지될 수 있다.
첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 하나의 바람직한 실시예를 설명한다.
레이저결정화프로세스에 있어서, 사용되는 반도체재료이외의 금속불순물의 함유가 방지되어야 한다. 반도체디바이스 제조프로세스로 사용되는 다른 프로세스, 예컨대 CVD프로세스와 같이, 레이저결정화프로세스는 10∼5Torr(1Torr = l/(7.50062×10-3)Pa ; 이하 동일)의 고진공레벨의 배기가 가능한 진공용기를 사용해야 한다. CVD프로세스에 있어서, 일단 용기가 고진공레벨로 배기된 후에, 10-4∼10-lTorr로 제어된 원료가스, 캐리어가스등이 도입되어, 열 또는 플라즈마를 가스분해수단으로서 사용하여 반응전구체(reaction precursor)가 형성되어 기판상에 소정의 막을 형성한다. 한편, 레이저결정화프로세스에 있어서는, 반응성 가스를 의도적으로 사용할 필요가 없기 때문에, 이 프로세스는 10-5Torr이상의 고진공레벨 분위기, 또는 10-4∼1O-lTorr정도로 제어된 비활성가스분위기에서 수행되어 왔다. 그러나, 대량생산에 레이저결정화프로세스를 사용하는 것은 다음의 문제점을 갖게 된다. 특히, 반도체재료의 레이저빔조사는 반도체재료를 가열시켜 반도체재료의 온도상승을 일으키고, 반도체재료원자가 기화하여, 레이저도입윈도우에 부착된다. 그 결과, 레이저빔투과율이 저하되어, 시간이 지남에 따라 조사강도가 변화되는 문제점이 생긴다.
이 바람직한 실시예에 따르면, 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 챔버내로 도입되는 비활성가스의 압력을 대기압 근처의 값으로 설정하여 가스도입윈도우로 반도체재료가 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판과 스테이지간의 마찰이 기판이 고진공분위기에서 배치된 경우보다 작다는 사실에 기인하여 스테이지상의 기판의 어긋남이 발생하기 쉽기 때문에, 소정의 유지수단에 의해 기판이 스테이지상에 고정되고 유지된다. 대기압 근처의 고압분위기사용은 유지수단으로서 진공흡착수단(진공척등)을 사용하는 것을 가능하게 한다. 유지수단이 진공흡착수단으로 한정되지 않고 다른 수단, 예컨대 정전흡착수단일 수 있다는 것은 당연하다.
대기압 근처의 비활성가스등의 고압을 갖는 압력분위기 수치로서 반도체재료의 증기압근처의 압력이 필요하다. 이는 반도체재료의 표면상에서 반도체재료가스밀도가 거의 적어도 1/2로 되어, 레이저도입윈도우 근처에서는 더욱 낮아지기 때문이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치를 나타내는 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 레이저빔원으로부터 공급된 레이저빔(101)은 광호모지나이저와 미러등의 광학소자군을 통과하여 마스크(102)로 공급된다. 마스크(102)를 통과한 광(103)은, 마스크(102)내에 형성된 개구패턴에 의해 소정의 광형상으로 형성되고, 투영렌즈(미도시) 및 윈도우(104)를 통과하여 기판(107)의 표면에 인가된다. 기판(107)상에 사전에 증착된 반도체박막, 즉, 비노광영역(106)은 레이저빔조사에 의해 용융되고 재결정화되어 결정성박막인 노광영역(105)으로 변경된다. 기판(107)은 유지수단(109)에 의해서 스테이지(110)상에 고정되고 유지된다. 상술한 장치들을 포함하는 진공용기에 있어서, 분위기압력은 압력제어장치(112)에 의해서 제어되고, 진공용기는 게이트밸브(108)를 통해 기판반송수단을 구비한 진공용기(111)에 연결되어 있다. 즉, 압력제어장치(112)는 레이저빔의 조사시에 용기내의 분위기압력을 제어하여 광조사에 의해 가열용융된 반도체재료의 온도에 의해서 규정되는 증기압 아래로 되지 않도록 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치를 나타내는 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 기판(201)은 기판반송수단(미도시)에 의해 기판을 수직으로 이동시키는 기구(207)의 핀상에 이동되어 탑재된다. 스테이지(202)에는 기판(201)을 대략적으로 위치시키기 위한 스테이지(가이드부)(203) 및 핀통과구(204)가 구비된다. 기판의 고정을 위해 설치된 흡착구(205)는 흡착배기라인(206)에 연결되어 있다. 기판반송수단이 빠진 후, 분위기를 격리하기 위한 게이트밸브의 닫힘 및 가스의 도입과 거의 동시에 기판수직이동기구가 하강하여 기판(201)을 스테이지(202)상에 놓는다). 이때 흡착기구가 작동하여 기판(201)을 스테이지(202)상에 고정 및 유지시킨다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 사시도이다. 제1엑시머레이저(EL1) 및 제2 엑시머레이저(EL2)로부터 공급되는 펄스UV광은 미러(opt3, opt3') 및 렌즈(opt4)를 통과하여 호모지나이저(opt20')로 진행한다. 이 경우에, 광의 강도프로파일이 정형화되어 광학마스크(opt21)에서 소정의 균일도, 예컨대 면내분포±5％가 얻어진다. 또, 엑시머레이저로부터 공급되는 원래의 광에 있어서, 강도프로파일 및 총에너지가 각 펄스마다 변화하는 경우가 있기 때문에, 광학마스크상에서의 강도를 공간분포 및 펄스간변화(pulse-to pulse variation)의 견지에서 보다 균일화할 수 있는 기구가 설치되는 것이 바람직하다. 호모지나이저(opt20')로서 플라이아이(fly-eye)렌즈나 실린드리칼(cylindrical)렌즈를 사용하는 호모지나이저가 일반적으로 사용된다.
이 광학마스크에 의해 형성된 광패턴은 축소투영노광장치(opt23')와 레이저빔도입윈도우(W0)를 통과하여, 진공챔버(C0)내에 설치된 기판(sub0)에 인가된다. 기판(sub0)이 기판스테이지(S0)상에 탑재되고, 기판스테이지(S0)가 이동(도면의 X 또는 Y방향으로 이동)하여 소정의 영역, 예컨대 패턴전사영역(ex0)을 광패턴에 노출될 수 있게 한다. 도 3에서, 축소투영광학계가 도시되었지만, 경우에 따라서, 등배 또는 확대투영을 수행하는 광학계가 사용될 수 있다. 또한, 이 광학마스크가 마스크스테이지(미도시)상에 설치되고 이 광학마스크를 이동시킴으로써 소정의 개소에서 레이저빔이 기판에 인가되는 방법이 사용될 수 있다.
다음에, 소정의 광패턴을 소정의 조건으로 기판상에 인가하기 위해서 필요한 기구의 일예를 설명한다. 광축의 조정을 위해서는 미세한 제어가 필요하기 때문에, 일단 조정이 완료된 광축을 고정하고, 이 위치에서, 기판의 위치를 조정하는 방법을 설명한다. 광축에 대한 기판조사면의 위치에 관하여는, 초점(Z)방향의 위치와 광축에 대한 수직위치가 보정되어야 한다. 따라서, 도면에서, θxy경사보정방향, θxz경사보정방향, θyz경사보정방향, x노광영역이동방향, y노광영역이동방향, 그리고 z초점방향중에서, θxy경사보정방향, θxz경사보정방향, 그리고 θyz경사보정방향의 조정에 의해 광축에 대한 수직위치가 보정된다. 또한, z초점방향을 조정함으로써 기판조사면이 광학계의 초점심도에 따른 위치에 위치하도록 배치되고 제어된다.
도 4는 상술한 기판의 조정 및 얼라인먼트를 위한 기구의 측면도이다. 광학마스크(opt21), 축소투영노광장치(opt23'), 레이저도입윈도우(WO)가 L0노광축에 대하여 도 4에 도시된 바와 같이 배치된다. 진공챔버(C0)내에 배치된 기판(sub0)은 기판흡착기구가 설치된 히터(H0) 및 기판XYZθxyθxzθyz스테이지(S0')상에 배치된다. 진공챔버가 사용되고 있지만, 실제의 레이저빔조사는 배기 후 치환에 의해 생성된 비활성가스, 수소, 산소, 질소등의 분위기내에서 수행되는 것이 바람직하다. 분위기압도 대기압 근처의 압력이어도 좋다. 기판흡착기구가 설치된 히터를 사용하는 것은 레이저빔조사시 기판가열조건으로서 대략적인 실온의 온도가 400℃로 선택되도록 할 수 있다. 분위기압이 대기압 근처의 압력으로 되는 경우에도, 기판이 진공척기능에 의해 흡착될 수 있다. 따라서, 예컨대 챔버내에서 기판스테이지가 이동하는 경우에도 어긋남이 방지될 수 있고, 로딩된 기판이 다소 휘거나 비틀어지는 경우에도 기판이 기판스테이지에 고정될 수 있다. 또한, 가열에 의해 야기되는 기판의 휨이나 비틀림에 의해 초점심도가 정상으로부터 어긋나는 것을 최소화할 수 있다.
레이저간섭계(l1,12)는 길이측정용윈도우(W-l) 및 길이측정용미러(opt-1)를 통해 기판의 얼라인먼트 및 기판의 Z방향위치측정을 수행한다. 얼라인먼트에 있어서, 기판상의 얼라인먼트마크는 오프액시스(off-axis)현미경(m0), 현미경용 광원(Lm), 현미경용 소자(opt-m)를 사용하여 계측될 수 있고, 소정의 노광위치는 레이저간섭계에 의한 기판위치정보를 사용하여 계측될 수 있다. 도 2에 있어서는, 오프액시스법이 설명되었다. 쓰루더렌즈(Through-The-Lens)방법이나 쓰루더마스크(Through-The-Mask)방법(레티클(Reticle)방법으로도 알려져 있음)이 사용될 수도 있다. 또한, 선형좌표가 복수개의 계측지점에서 최소 2적산법에 의해 결정되어 계측시에 야기되는 측정오차를 평균화하는 수단이 이용될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 마스크패턴과 얼라인먼트마스크 사이의 관계를 나타내는 설명도이다. 노광에 사용되는 마스크는 마스크(mskl)(비노광부)와 마스크(msk2)(노광부)로 구성된다. 예컨대, 엑시머레이저가 광원으로 사용되는 경우, 자외선광을 투과하는 석영기판상에 알루미늄, 크롬, 또는 텅스텐등의 금속막이나, 유전다층막인 자외선광을 흡수 또는 반사하는 막을 형성한 다음, 포토리소그래피 및 에칭에 의해 패턴을 형성한다. 마스크상의 소정의 패턴(도 5a에서 백색부로 표시)에 따라, 실리콘막이 노광되고, 도 5b에 도시된 바와 같이, 비노광실리콘부(501)내에 노광실리콘부(502)가 형성된다. 이때, 필요에 따라서, 마스크상의 마크(mrk1)가 기판상의 마크(mrk2)와 일치하도록, 얼라인먼트조정을 수행한 다음 노광한다. 이 경우에, 실리콘박막상의 소정개소만이 노광될 수 있다.
상기 실리콘박막을 사용하는 박막트랜지스터 형성공정에 있어서, 노광프로세스가 위치결정을 필요로 하는 제1공정의 경우에는,(즉, 얼라인먼트마크가 미리 형성되어 있지 않은 경우) 실리콘박막의 노광공정과 동시에 마크(mrk3)를 노광시키면 a-Si와 결정Si간의 광학적색차를 이용하는 얼라인먼트마크를 형성할 수 있다. 따라서, 이 마크를 기준으로 하는 선공정(post-step)에서의 포토리소그래피는 노광되어 가열된 소정의 영역에 트랜지스터나 소망의 기구 또는 기능을 부가하는 것을 가능하게 한다. 노광공정 후 실리콘박막상에 Si산화막이 형성되고, 그의 소정 영역의 실리콘막은 에칭에 의해 제거된다. 이 상태가 도 5c에 도시되어 있다. Si제거부(503)는 적층된 실리콘막과 Si산화막이 에칭에 의해 제거된 영역이다. 실리콘산화막(504,505)은 비노광실리콘부(501)와 노광실리콘부(502)상에 적층된다. 따라서, 산화막으로 덮여진 실리콘막의 섬상구조(island structure)가 형성되어 소자분리되는 박막트랜지스터의 채널/소오스드레인영역과 후공정에서 얼라인먼트에 필요한 마크가 형성될 수 있다.
도 6은 주동작을 나타내는 타이밍챠트(1) 및 (2)이다. 제어예(1)에서는, 기판스테이지의 동작에 의해 소정의 노광위치로 기판이 이동된다. 다음에, 초점맞춤동작 및 얼라인먼트동작이 수행되어 노광위치를 정밀하게 조정한다. 이때, 예컨대, 이 조정은 소정의 설정오차정밀범위(예컨대, 대략 0.1~100㎛)로 들어가도록 조정된다. 그 동작이 완료된 시점에서, 광이 기판에 인가된다. 일련의 이들 동작이 종료된 시점에서, 기판은 다음 노광영역으로 이동된다. 기판상의 필요한 개소에의 조사가 종료되면, 기판이 교체되고, 처리되어야 하는 제2기판상에서 소정의 일련처리가 수행된다.
제어예(2)에서는, 기판스테이지의 동작에 의해 소정의 노광위치로 기판이 이동된다. 다음에, 초점맞춤동작 및 얼라인먼트동작이 수행되어 노광위치를 정밀하게 조정한다. 이때, 예컨대, 이 조정은 소정의 설정오차정밀범위(예컨대, 대략 0.1~100㎛)로 들어가도록 조정된다. 이 동작이 완료된 시점에서, 마스크스테이지의 동작이 시작된다. 시작시의 이동스텝레벨의 변동을 피하기 위해서, 기판에의 광조사가 마스크스테이지동작의 개시보다 후에 시작된다. 물론, 스테이지의 이동에 의해 얼라인먼트위치로부터 떨어진 지점에 레이저빔이 인가되기 때문에, 이에 의해 야기되는 오프셋레벨은 사전에 고려되어야 한다. 광원의 동작이 기판에의 광조사보다 먼저 개시되어 광원의 출력강도의 안정성이 강화된 시점에서, 셔터등이 열려 기판에의 광조사를 수행하는 방법을 이용하는 것도 가능하다. 특히, 알려진 바와 같이, 엑시머레이저가 광원으로 사용되고 발진 및 정지기간이 반복되는 방법이 사용되는 경우에는, 초기단계의 수십펄스가 특히 불안정하다. 이들 불안정한 레이저펄스의 조사를 피할 경우에는, 마스크스테이지의 동작에 따라서 광이 차단되는 방법이 사용될 수 있다. 일련의 이들 동작이 종료된 시점에서, 기판은 다음 노광영역으로 이동된다. 기판상의 필요한 개소에의 조사가 종료되면, 기판이 교체되고, 처리되어야 하는 제2 기판상에서 소정의 일련처리가 수행된다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예(반도체박막 가열장치)를 나타내는 측면도이다. 반도체박막 가열장치는 플라즈마 CVD챔버(C2), 레이저조사실(C5), 그리고 기판반송챔버(C7)로 구성된다. 이 바람직한 실시예에 따르면, 기판은, 장치 외부의 분위기에 접촉되지 않고, 게이트밸브(GV2,GV5)를 통해 진공 또는 비활성가스, 질소, 수소, 산소등의 분위기 및 고진공, 감압, 또는 가압상태에서 수행될 수 있다. 레이저조사챔버에서는, 기판이 약 400℃까지 가열가능한 기판스테이지(S5)상에 척기구를 통해 설치된다. 플라즈마CVD챔버에서는, 기판이 약 400℃까지 가열가능한 기판홀더(S2)상에 설치된다. 이 예에 있어서, 그 위에 실리콘박막(701)이 형성된 유리기판(Sub0)이 레이저조사챔버로 도입되고, 레이저빔이 조사되면, 기판상의 실리콘박막이 결정실리콘박막(702)으로 가열되어, 플라즈마CVD챔버로 반송된다.
레이저조사챔버로 도입되는 레이저빔에 관하여는, 제1엑시머레이저(EL1) 및 제2 엑시머레이저(EL2)로부터 공급되는 광이 제1빔라인(L1) 및 제2 빔라인(L2)을 통과하고, 다음에 레이저합성광학장치(opt1), 미러(opt11), 투과미러(opt12), 레이저조사용 광학장치(opt2), 호모지나이저(opt20), 광학마스크스테이지(opt22)에 고정된 광학마스크(opt21), 투영용 광학장치(opt23), 레이저도입윈도우(W1)를 통과하여 기판표면에 도달한다. 여기에서의 두 엑시머레이저가 도면에 도시되어 있다. 하나이상 소정의 광원이 설치될 수 있다. 이 레이저는 엑시머레이저에 한정되지 않고, 탄산가스레이저, YAG레이저등의 펄스레이저도 가능하다. 또한, 레이저가 아르곤레이저등의 CW광원과 고속셔터를 사용하여 펄스상으로 공급될 수 있다.
한편, 플라즈마CVD챔버에 있어서, 플라즈마형성영역(D2)은 기판이 배치되는 영역과 떨어진 위치에서 RF전극(D1)과 플라즈마제한전극(D3)으로 형성된다. 예컨대, 원료가스도입장치(D4)를 사용하여 산소와 헬륨 및 실란가스가 플라즈마형성영역에 공급되어, 기판상에 실리콘산화막을 형성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예(반도체박막 가열장치)를 나타내는 상면도이다. 로드/언로드챔버(C1), 플라즈마CVD챔버(C2), 기판가열챔버(C3), 수소플라즈마처리챔버(C4), 레이저조사챔버(C5), 그리고 기판반송챔버(C7)가 게이트밸브(GV1∼GV6)를 통해 서로 연결된다. 제1광라인(L1) 및 제2광라인(L2)으로부터 공급되는 레이저빔이 레이저합성광학장치(opt1), 레이저빔조사광학장치(opt2), 레이저도입윈도우(W1)를 통과하여 기판의 표면에 인가된다. 프로세스챔버들, 반송챔버들에 있어서는, 가스도입장치(gs1∼gs7) 및 배기장치(vent1∼vent7)가 연결되고, 소정의 가스종의 공급, 프로세스압력의 설정, 배기 및 진공의 조정이 수행된다. 이 도면내의 점선으로 표시된 바와 같이, 처리기판(sub2,sub6)이 평면상에 배치된다.
도 9는 도 8에 도시된 플라즈마CVD챔버(C2)를 나타내는 개략측면도이다. 고주파전원(RFl)(13.56㎒이상의 고주파가 적당하다)으로부터 공급되는 전력이 고주파전극(RF2)으로 공급된다. 플라즈마가 가스공급홀이 설치된 전극(RF3)과 고주파전극 사이에 형성된다. 반응에 의해 형성된 라디칼이 가스공급홀이 설치된 전극을 통과하여 기판이 배치된 영역으로 도입된다. 평면형 가스도입장치(RF4)는 별도의 가스가 플라즈마에 노출되지 않게 도입되게 하여, 기상반응을 통해 기판(sub2)상에 박막이 형성된다.
기판홀더(S2)는, 예컨대 히터등에 의해 실온으로부터 약 500℃까지 가열되도록 설계된다. 도 9 도시된 바와 같이, 배기장치(vent2), 가스도입장치(gs2), 산소라인(gs21), 헬륨라인(gs22), 수소라인(gs23), 실란라인(gs24), 헬륨라인(gs25) 및 아르곤라인(gs26)을 사용하는 것에 의해, 산소라디칼이 실란가스와 반응하여 실리콘산화막을 형성될 수 있다. 기판온도 300℃, 압력 0.lTorr, RF전력 100W, 실란유량 10sccm, 산소유량 400sccm, 헬륨유량 400sccm의 조건에서 막을 형성하면, 양호한 특성, 즉 고정산화막전하밀도(5×1011㎝-2)를 갖는 실리콘산화막이 형성된다.
또한, 실란에 대한 산소유량비를 증가시키면 보다 양호한 산화막의 형성이 가능하다. 플라즈마CVD챔버의 형태는 상술한 바와 같은 평행평판형 RF플라즈마 CVD장치에 한정되지 않고, 진공CVD나 기상CVD등의 플라즈마를 이용하지 않는 방법과, 마이크로파나 ECR(Electron Cyclotron Resonance)효과를 사용하는 플라즈마CVD법을 사용하는 것도 가능하다.
도 9에 도시된 플라즈마CVD장치가 실리콘산화막 이외의 박막의 형성에 사용되는 경우에는, 다음의 원료가 필요한 가스종으로서 사용될 수 있다. 특히, Si3N4(질화실리콘)막의 형성에는, N2(질소)(또는, 암모니아),(캐리어가스로서 아르곤), SiH4(실란)(캐리어가스로서 아르곤)등 사용될 수 있다. Si(실리콘박막)의 형성에는, H2(수소)와 실란의 결합가스, 또는 수소(캐리어가스로서 아르곤)와 SiF4(4불화실란)(캐리어가스로서 아르곤)등의 원료가스가 사용될 수 있다. 또한, 막형성프로세스는 아니지만, 수소플라즈마를 이용하는 실리콘박막이나 실리콘산화막의 수소플라즈마처리도 가능하다.
도 10은 TFT제조프로세스를 나타내는 단면도이다. 얼라인먼트마크가 사전에 설치되고, 이 얼라인먼트마크에 따라 레이저빔조사가 수행되는 실시예를 설명한다.
(a) 기판커버막(T1) 및 실리콘박막(T2)이 세정에 의해 유기물질, 금속, 미세파티클이 제거된 유리기판(subO)상에 순차적으로 형성된다. 기판커버막(T1)의 형성에 있어서, 1㎛두께의 실리콘산화막이 LPCVD(감압화학기상증착)법에 의해 원료가스로서 실란과 산소가스로부터 450℃에서 형성된다. LPCVD법을 사용하면, 기판유지영역의 제거와 기판의 전체 외부표면(미도시)을 커버하는 것도 가능하다. 반면, 예컨대 TEOS(테트라에톡시실란)과 산소를 원료로 사용하는 플라즈마CVD, TEOS와 오존을 원료로 사용하는 기상CVD, 도 8에 도시된 플라즈마CVD를 이용하는 것도 가능하다. 기판커버막으로서 유용한 재료는 기판재료(알카리금속농도가 최소화된 유리, 또는 표면연마석영 또는 유리등)에 포함되고 반도체디바이스에 유해한 불순물이 확산되는 것을 방지할 수 있는 재료이다.
75㎚두께의 실리콘박막은 원료로서 Si2H6(디실란)가스를 사용하여 LPCVD에 의해 500℃에서 형성된다. 이 경우에서, 막내에 포함되는 수소원자의 농도가 1atom％이하이기 때문에, 레이저조사공정에서의 수소방출에 의한 막훼손이 방지될 수 있다. 반면, 낮은 수소원자농도를 갖는 실리콘박막은, 도 7에 도시된 바와 플라즈마CVD법이나 널리 보급되어 있는 플라즈마CVD법에 의해서도, 기판온도, 실란에 대한 수소의 유량비, 4불화실란에 대한 수소의 유량비등을 조정함으로써 형성될 수 있다. 포토리소그래피와 에칭에 의해 패터닝이 수행되어 기판상에 얼라인먼트마크(T9)를 형성한다. 다음에, 얼라인먼트마크(T9)를 보호하기 위해서 마크보호막(Tl0)이 형성된 후, 실리콘박막(T2)이 형성된다.
(b) 단계(a)에서 제공된 기판이, 유기물질, 금속, 미세파티클, 표면산화막등을 제거하기 위한 세정공정을 거친 후, 본 발명에 따른 박막형성장치로 도입된다. 레이저빔(L1)이 조사되어 소정영역에서 실리콘박막(T2)을 결정화실리콘박막(T2')으로 가열한다. 레이저결정화는 700Torr이상의 압력에서 99.9999％이상의 고순도를 갖는 질소분위기에서 수행된다. 레이저빔조사가 완료되면, 산소가스가 도입된다. 레이저빔노광시에, 기판이 흡착에 의해 기판스테이지에 고정되고, 얼라인먼트마크에 따라 소정영역에서의 기판이 노광된다. 다음에, 미리 설치된 얼라인먼트마크와 결정화실리콘박막패터닝에 의해 형성된 얼라인먼트마크(미도시)에 따라 다음공정에서의 얼라인먼트가 수행될 수 있다.
(c) 가스배기후, 상기 공정을 거친 기판은 기판반송챔버를 통과하여 플라즈마CVD챔버로 반송된다. 10㎚두께의 실리콘산화막이 제1게이트절연막(T3)으로서 실란, 헬륨, 산소를 원료가스로 사용하여 기판온도 350℃에서 증착된다. 다음에, 필요에 따라서, 수소플라즈마처리나 가열어닐링이 수행된다. 이 단계까지, 본 바람직한 실시예에 따른 박막형성장치에 의해 처리된다.
(d) 다음에, 실리콘박막과 산화실리콘막적층막의 아일랜드가 포토리소그래피와 에칭에 의해 형성된다. 이때, 에칭조건은 실리콘산화막의 에칭속도가 실리콘박막의 에칭속도보다 높도록 하는 바람직하다. 도 10에 도시된 바와 같이, 패턴을 계단형(또는, 테이퍼형)단면으로 형성함으로써 게이트리이크를 방지하고, 고신뢰성을 갖는 박막트랜지스터를 제공할 수 있다.
(e) 다음에, 유기물질, 금속, 미세파티클등을 제거하기 위한 세정을 수행한 후, 제2게이트절연막(T4)이 상기 아일랜드를 덮도록 형성된다. 이 경우에, 30㎚두께의 실리콘산화막이 실란과 산소가스를 원료로 사용하여 LPCVD에 의해 450℃에서 형성되었다. 예컨대 TEOS(테트라에톡시실란)과 산소를 원료로 사용하는 플라즈마CVD, TEOS와 오존을 원료로 사용하는 기상CVD, 도 8에 도시된 플라즈마CVD를 이용하는 것도 가능하다.
다음에, 80㎚두께의 n+실리콘막과 100㎚두께의 텅스텐실리사이드막이 게이트전극으로서 형성된다. 이 n+ 실리콘막은 플라즈마CVD나 LPCVD로 형성된 결정성 인도핑실리콘막인 것이 바람직하다. 다음에, 포토리소그래피와 에칭이 수행되어 패턴화된 게이트전극(T5)을 형성한다. 이어서, 제조하고자 하는 트랜지스터의 구조에 따라 후술하는 두 공정(f1 또는 f2)중의 어느 하나가 사용될 수 있다.
(f1),(f2)다음에, 게이트를 마스크로 사용하여 불순물주입영역(T6,T6')이 형성된다. CM0S형 회로의 형성에 있어서, 포토리소그래피가 함께 사용되어 n+영역을 요구하는 n-채널TFT와 p+영역을 요구하는 p-채널TFT가 분리되어 형성된다. 주입되는 불순물이온의 질량분리가 수행되지 않는 이온도핑, 이온주입, 플라즈마도핑, 레이저도핑등의 방법이 사용될 수 있다. 이때, 용도나 불순물도입방법에 따라서, (fl), (f2)에 도시된 바와 같이, 표면상에 실리콘산화막을 남겨둔 채로, 또는 표면으로부터 실리콘산화막을 제거한 후에 불순물이 도입된다.
(g1),(g2)층간분리절연막(T7,T7')이 증착되고, 접촉홀이 설치된 후, 금속이 증착되고 포토리소그래피 및 에칭에 의해 금속배선(T8)이 형성된다. 평탄화될 수 있는 TEOS산화막, 실리카계도포, 또는 유기도포가 층간분리절연막으로서 사용될 수 있다. 접촉홀은 포토리소그래피 및 에칭에 의해 형성될 수 있다. 알루미늄, 구리, 또는 알루미늄이나 구리를 베이스로 하는 합금등의 저전기저항을 갖는 금속, 그리고 텅스텐이나 몰리브데늄등의 고융점금속이 금속배선에 사용될 수 있다. 상기 공정들을 통해서 고성능 및 고신뢰성을 갖는 박막트랜지스터가 형성될 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 타이밍챠트들이다.
도 12 및 13은 레이저처리를 나타내는 플로우챠트들이다. 도 11a 및 도 12에 도시된 바와 같이, 기판이 충분히 배기된 레이저처리챔버로 도입된다. 게이트밸브가 닫혀지고, 기판반송챔버(또는, 로드락챔버 및 실리콘박막형성챔버등의 다른 처리챔버)로의 가스의 유동이 정지된다. 다음에, 질소(또는, 아르곤, 수소등의 비활성가스, 또는 상기 가스들의 혼합가스)가 도입된다. 이 때, 압력은 배기를 정지시키지 않고 주어진 질소압력으로 제어되는 것이 바람직하다. 배기의 정지나 가스도입 후 압력이 일정한 압력에 도달하면 가스도입밸브를 닫는 것도 가능하다(미도시). 여기에서, 흡착에 의해 기판이 고정된다. 기판이 배치된 스테이지가 소정의 위치로 이동되고, 필요에 따라서, 압력이나 기판을 위한 히터의 온도가 소정의 상태에 도달한 후(미도시), 기판을 레이저빔으로 조사하기 시작한다.
기판스테이지 또는 조사광을 이동시킴으로써 소정의 영역이 레이저빔으로 조사(재결정화)된 후, 산소가 도입된다. 기판스테이지의 이동이나 진공장치내에 배치된 광셔터기구를 이용하여 처리기판상의 유효영역에 레이저빔이 인가되는 것을 방지하면서, 레이저도입윈도우로 레이저빔이 인가된다. 도입윈도우에의 레이저빔인가, 산소공급, 질소공급이 동시에 또는 순차적으로 정지되고, 배기량이 증가된다. 기판의 흡착이 해제되고, 레이저조사챔버의 압력이 소정범위에 도달할 때까지 배기가 수행된다. 다음에, 기판반송챔버에 연결된 게이트밸브가 열려 기판이 배출된다.
반면, 다음의 실시예도 사용될 수 있다. 도 11b 및 도 13에 도시된 바와 같이, 기판이 충분히 배기된 레이저처리챔버로 도입된다. 게이트밸브가 닫혀지고, 기판반송챔버(또는, 로드락챔버 및 실리콘박막형성챔버등의 다른 처리챔버)로의 가스의 유동이 정지된다. 다음에, 질소(또는, 아르곤, 수소등의 비활성가스, 또는 상기 가스들의 혼합가스)가 도입된다. 여기에서 기판이 흡착에 의해 고정된다. 기판이 배치된 스테이지가 소정의 위치로 이동되고, 필요에 따라서, 압력이나 기판을위한 히터의 온도가 소정의 상태에 도달한 후(미도시), 기판을 레이저빔으로 조사하기 시작한다. 기판스테이지 또는 조사광을 이동시킴으로써 소정의 영역이 레이저빔으로 조사(재결정화)된 후, 질소의 공급이 정지되고, 산소가 도입된다. 기판반송챔버가 산소분위기에 의해 소정의 압력으로 미리 제어되고, 레이저빔조사챔버의 압력이 소정의 압력에 도달하자마자, 게이트밸브가 열려 기판을 배출한다. 기판의 반송이 완료되면, 레이저빔이 레이저도입윈도우로 인가된다. 도입윈도우에의 레이저빔인가, 산소공급, 질소공급이 동시에 또는 순차적으로 정지되고, 배기량이 증가된다.
상술한 바람직한 실시예들에 있어서, 도입되는 산소 또는 혼합가스를 구성하는 비활성가스, 질소, 수소등에 관하여는, 각각의 가스가 단독으로 보았을 때 99.9999％의 순도를 갖도록, 가스순화장치나 가스실린더로 공급되는 고순도가스가 사용되었다. 레이저결정화직후에 고순도의 산소를 진공장치내로 도입함으로써, 표면에 낮은 불순물농도를 갖는 자연산화막이 형성되고, 이것이 레이저빔조사챔버, 기판반송챔버, 막형성챔버등에서 불순물이 실리콘표면에 부착되는 것을 방지한다(레이저결정화후의 실리콘박막의 표면은 매우 활성화상태에 있어, 진공장치 내에서도, 그 분위기가 충분히 제어되지 않는다면 표면에 불순물이 쉽게 부착된다). 이 경우에 있어서, 단일 프로세스의 견지에서는 라디칼 또는 이온등의 활성기체가 사용되는 경우에 비교하여 효율은 떨어지지만, 예컨대 장치의 내벽등에 부착된 불순물의 혼합이 감소될 수 있는 이점이 있다. 결과적으로, 장치내의 세척이나 관리유지에 의해 장치의 가동율이 저하되는 것이 방지될 수 있고, 전체 제조효율이 높아졌다. 또한, 실리콘산화막내와 실리콘산화막의 계면내에 존재하는 탄소의 양이 감소될 수 있었기 때문에, 본 발명에 따른 장치 및 제조공정을 사용함으로써, 낮은 리이크전류를 갖는 박막트랜지스터의 제조가 가능하게 되었다.
상술한 바와 같이, 반도체박막을 가열하기 위한 장치는, 반도체박막이 형성된 기판을 탑재하기 위한 기판탑재부와 레이저빔을 도입하기 위한 윈도우를 구비하는 밀폐용기와, 상기 밀폐용기의 외부에 설치되고 상기 광투과윈도우를 통해 레이저빔을 인가하여 상기 반도체박막을 가열용융하기 위한 레이저빔조사수단과, 상기 기판을 상기 기판탑재부에 고정하고 유지하기 위한 유지수단과, 상기 밀폐용기내로 공급되는 가스유량을 조정하여, 상기 레이저빔조사시 상기 밀폐용기내의 분위기압력을, 상기 가열용융된 반도체박막의 온도에 의해 규정되는 증기압이상의 값으로 제어하는 압력제어수단을 구비한다.
이 구성에 의해, 기판의 어긋남이 방지될 수 있고, 조사위치가 정확하게 제어될 수 있다. 따라서, 레이저빔조사의 개소가 감소되어, 레이저빔의 이용효율이 높아질 수 있다. 특히, 스테이지가 좌표계를 가지며 이 좌표계를 기준으로 레이저빔조사위치가 제어되는 경우에는, 어긋남방지효과가 커진다. 또한, 반도체박막의 형성 및 기판의 가열시에 유리기판이 휘는 조건에서도, 기판이 스테이지에 고정된다. 따라서, 휨보정이 가능하다. 이에 의해, 레이저빔의 초점이 흐려지는 것이 방지될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예들을 참조하여 상세하게 설명되었지만, 첨부된 청구범위로 설정되는 본 발명의 범위내에서 다양한 변경과 수정이 가능하다는 것은 분명하다.
본 발명이 완전하고 명확한 개시를 위해 특정한 실시예에 관련하여 설명되었지만, 첨부된 청구범위는 여기에 한정되지 않고 본 발명의 기본적인 개념 내에서 당업자에 의해 실시될 수 있는 모든 수정 및 대체구성을 포함한다.

Claims (7)

  1. 반도체박막이 형성된 기판을 탑재하기 위한 기판탑재부와 레이저빔을 도입하기 위한 광투과윈도우를 구비하는 밀폐용기와;
    상기 밀폐용기의 외부에 설치되고 상기 광투과윈도우를 통해 레이저빔을 인가하여 상기 반도체박막을 가열용융하기 위한 레이저빔조사수단과;
    상기 기판을 상기 기판탑재부에 흡착하여 고정하고 유지하기 위한 유지수단과; 그리고
    상기 밀폐용기내로 공급되는 가스유량을 조정하여, 상기 레이저빔조사시 상기 밀폐용기내의 분위기압력을, 상기 가열용융된 반도체박막의 온도에 의해 규정되는 증기압이상의 값으로 제어하는 압력제어수단을 구비하는 반도체박막 가열장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유지수단은 진공흡착수단인 것을 특징으로 하는 반도체박막 가열장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유지수단은 정전흡착수단인 것을 특징으로 하는 반도체박막 가열장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 유리기판이고,
    상기 반도체박막은 실리콘박막인 것을 특징으로 하는 반도체박막 가열장치.
  5. 제4항에 있어서,
    질소 또는 비활성가스를 상기 밀폐용기로 도입하는 수단과, 그리고
    산소가스를 상기 밀폐용기로 도입하는 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체박막 가열장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 반도체박막 가열장치는 전계효과박막트랜지스터의 제조에 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체박막 가열장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전계효과박막트랜지스터는 액티브매트릭스 액정장치용 구동소자로서 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체박막 가열장치.
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