KR100885904B1 - 레이저 어닐링장치 및 반도체장치의 제작방법 - Google Patents

레이저 어닐링장치 및 반도체장치의 제작방법 Download PDF

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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명은 대형 기판에 대응하기 위해서 운전비용이 낮은 레이저 어닐링장치를 사용한 레이저 어닐링방법에 있어서, 동심원 모양이 형성되지 않거나 또는 감소하기 위한 레이저 어닐링방법 및, 상기 레이저 어닐링법을 공정에 포함하는 반도체장치의 제작방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명에 의하면, 20∼200cm/s 사이의 일정한 속도로 기판을 이동시키면서, 상기 반도체 기판의 표면상의 반도체막에 레이저광을 비스듬하게 조사시킨다. 따라서, 대형 기판상의 반도체막에서도 균일한 레이저광을 조사할 수 있어, 동심원 모양의 발생을 방지하거나 감소한 반도체장치를 제작할 수 있다. 또한, 복수의 레이저광을 하나의 자속에 집광함으로써, 동심원 모양의 발생을 방지 또는 감소할 수 있어, 반도체장치의 신뢰성을 향상할 수 있다.
Figure R1020020046477
레이저 어닐링장치, 반도체장치, 대형 기판, 동심원 모양, 반도체막

Description

레이저 어닐링장치 및 반도체장치의 제작방법{LASER ANNEALING APPARATUS AND SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD}
도 1은 레이저광 조사의 일례를 나타낸 도면,
도 2는 레이저 어닐링장치의 예를 나타낸 도면,
도 3은 레이저 어닐링장치의 예를 나타낸 도면,
도 4는 피처리 기판의 X 및 Y 방향에 관한 설명도,
도 5는 피처리 기판의 이동시간과 속도의 관계를 도시한 그래프,
도 6은 본 발명의 레이저 어닐링장치의 일례를 도시한 도면,
도 7은 반도체장치의 제작공정을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 반도체장치를 도시한 도면,
도 9의 (a)는 화소부에서의 TFT의 개략도, (b)는 구동회로에서의 TFT의 개략도,
도 10의 (a)는 비정질 실리콘막(두께: 55nm)에서의 파장에 대한 반사율을 도시한 도면, (b)는 비정질 실리콘막(두께: 55nm)에서의 파장에 대한 투과율을 도시한 도면,
도 11은 레이저 어닐링장치의 예를 나타낸 도면,
도 12는 레이저 어닐링장치의 예를 나타낸 도면,
도 13은 레이저 어닐링장치의 예를 나타낸 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
600 : 레이저광 601 : 투명 창문
602 : 레이저 어닐링 실 603 : 스탠드
604 : 스테이지 605 : 이동기구
606 : 피처리 기판 607 : 가스 공급관
608 : 게이트 밸브 609 : 레이저 발진장치
610 : 광학계 611 : 거울
630 : 배기펌프
본 발명은 레이저광을 사용한 반도체막의 레이저 어닐링장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 레이저 어닐링법을 포함하는 공정을 통하여 제작된 반도체장치의 제작방법에 관한 것이다. 여기서 말하는 반도체장치란, 반도체특성을 이용함으로써 기능할 수 있는 일반 장치 중의 하나로, 액정표시장치나 발광장치 등의 전기광학장치 및 해당 전기광학장치를 부품으로서 포함하는 전자장치도 포함하는 것이다.
최근, 유리 등의 절연기판 상에 형성된 반도체막에 대하여, 레이저 어닐링법을 실행하고, 결정화 또는 결정성을 향상시키는 기술이 널리 연구되고 있다. 상기 반도체막에는, 실리콘이 자주 사용된다. 본 명세서에서는, 반도체막을 레이저광으로 결정화하여, 결정질 반도체막을 얻는 수단을 레이저 결정화라고 한다.
종래 빈번하게 사용되어 온 합성 석영 유리기판과 비교하여, 유리기판은, 염가로 가공성이 풍부하고, 대면적 기판을 용이하게 제작할 수 있는 이점을 갖고 있다. 이것이 상기 연구가 행해지는 이유이다. 또한, 결정화에 자주 레이저가 사용되는 것은, 유리기판의 융점이 낮은 것이 그 이유이다. 레이저는, 기판의 온도를 실질적으로 상승시키지 않고서, 반도체막만 높은 에너지를 전달할 수 있다. 또한, 스루풋은, 전기로를 사용한 가열수단과 비교하여 특별히 높다.
결정질 반도체막은, 많은 결정립으로 구성되어 있으므로, 다결정 반도체막이라고도 불린다. 레이저 어닐링을 통해 형성된 결정질 반도체막은, 높은 이동도를 가지기 때문에, 이 결정질 반도체막을 사용하여 박막트랜지스터(TFT)를 형성한다. 예를 들면, 그들은, 한 장의 유리 기판 상에 화소구동용과 구동회로용의 TFT를 형성한 모놀리식형 액정 전기 광학장치 등에 널리 이용되고 있다.
또한, 출력이 큰 엑시머 레이저 등의 펄스 레이저 광을, 조사면에서, 수 cm 제곱에서 네모난 스폿이나, 길이 10cm 이상의 선형이 되도록 광학계를 통해 가공하여, 레이저광을 주사시켜(또는 레이저광의 조사위치를 피조사면에 대하여 상대적으로 이동시켜), 레이저 어닐링법을 행하는 방법이 양산성이 높고 산업적으로 우수하기 때문에, 즐겨 사용되고 있다. 그런데, 레이저광을 선형으로 가공하는 것은, 조 사면에서의 형상이 선형이 되도록 레이저광을 가공해 두는 것을 의미한다. 즉, 레이저광의 단면형상을 선형으로 가공하는 것을 의미한다. 또한, 여기서 말하는 "선형"은, 엄밀한 의미로 "선"을 뜻하는 것은 아니고, 종횡비가 큰 직사각형 또는 타원형상을 의미한다. 예를 들면, 종횡비가 10 이상(바람직하게는 100∼10000)이다.
특히, 선형빔을 사용하면, 주사가 필요한 스폿형의 레이저광을 사용한 경우와는 달리, 선형빔의 길이방향에 직각인 방향만의 주사로 피조사면 전체에 레이저조사를 할 수 있어, 양산성이 높다. 길이방향에 직각인 방향으로 주사하는 것은, 그것이 가장 효율이 좋은 주사방향이기 때문이다. 이 높은 양산성으로 인해, 현재레이저 어닐링법에는 펄스 발진 엑시머 레이저광을 적당한 광학계로 가공한 선형빔을 사용하는 것이, TFT를 사용하는 액정표시장치의 제조기술의 주류가 되고 있다.
엑시머 레이저광을 형성하기 위해서는 여기가스로서, KrF(파장 : 248nm) 또는 XeCl(파장 : 308nm)이 사용된다. 그러나, Kr(크립톤)과 Xe(크세논)과 같은 가스는 대단히 고가이다. 이로 인해, Kr 또는 Xe이 이용되고 가스교환이 빈도가 높게 수행되면, 제조비용의 증가를 초래한다고 하는 문제가 있다.
또한, 레이저발진을 행하는 레이저 튜브와 발진과정에서 생성한 불필요한 화합물을 제거하기 위한 가스 정제기 등의 부속기기의 교환이 2년 또는 3년에 한번 필요해진다. 이것들의 부속기기는, 대부분 비싸고, 역시 제조비용의 증가를 초래한다고 하는 문제가 있다.
이상과 같이, 엑시머 레이저광을 사용한 레이저 조사장치는 확실히 높은 성능을 갖는다. 그러나, 유지보수에 대단히 손이 많이 가서, 양산용 레이저 조사장치로서는 운전비용(여기서는 장치의 가동에 따라 발생하는 비용을 의미한다)이 비싸다고 하는 결점도 더불어 갖고 있다.
그래서, 엑시머 레이저와 비교하여 운전비용이 낮은 레이저와 및 그 레이저를 사용한 레이저 어닐링법을 실현하기 위해서, 고체 레이저(결정 로드를 공진 캐비티로 한 레이저광을 출력하는 고체 레이저)를 사용하는 방법이 있다.
그래서, 대표적인 고체 레이저의 하나인 YAG 레이저를 사용하여, 반도체막에 조사하였다. 상기 YAG 레이저는, 비선형 광학소자에 의해서 제 2 고조파로 변조한 레이저광(파장 : 532nm)을 광학계에 의해 조사면에서의 형상이 선형인 선형 빔으로 가공하였다. 또한, 상기 반도체막은, (코닝사 제조 "1737 기판") 기판 상에, 플라즈마 CVD 법에 의해 두께 55nm의 비정질 실리콘막을 형성한 것이다. 그렇지만, 상기비정질 실리콘막에 레이저 어닐링법을 포함하는 공정을 행하여 얻을 수 있는 결정질 실리콘막에는, 동심원 모양이 형성되었다. 이 모양은, 면내에서의 결정질 실리콘막의 물성이 불균일한 것을 보이고 있다. 그 때문에, 동심원 모양이 형성된 결정질 반도체를 사용하여 TFT를 제작하더라도, 그 전기적 특성에 악영향을 미치게 된다. 여기서, 본 명세서에서는, 동심형 원을 갖는 모양을 동심원 모양이라 칭한다.
또한, 전기광학장치의 화면이 대화면화됨에 따라서, 마더(mother) 유리의 면적이 증가한다. 기판으로서 기능하는 그 마더 유리에 형성된 반도체층에 고속으로 레이저를 조사하는 요구가 상기 레이저 어닐링 방법에 대해 높아지고 있다.
또한, 반도체층을 결정화시킬때는, 잠시 반도체층을 융해시키지만, 이 경우, 레이저광 파워의 부족을 보충하는 요구가 높아지고 있다.
본 발명의 목적은, 운전비용이 낮은 레이저 조사장치를 사용한 레이저 어닐링법에 있어서, 동심원 모양이 발생되지 않거나 그 형성을 감소하기 위한 레이저 어닐링법 및 상기 레이저 어닐링법을 사용한 공정을 포함하는 반도체장치의 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
여기서는 동심원 모양이 형성된 원인에 관해서 고찰한다. 비정질 실리콘막에 조사한 레이저광은, 조사면에서의 형상이 선형인 선형빔이다. 그 때문에, 레이저광을 조사한 후에 얻어진 결정질 실리콘막에 어떠한 모양이 형성되어도, 반도체막, 기판 및 기판 스테이지가 완전히 평탄하면, 상기 모양은 상기 선형빔에 평행 또는 수직한 모양이 될 것이다. 그렇지만, 관찰되는 모양은 동심원 모양이다. 이로부터, 선형빔으로 인한 동심원 모양이 발생되지 않는다고 생각된다. 즉, 동심원 모양의 발생 원인은, 반도체막의 두께, 반도체막, 기판 또는 기판 스테이지의 레이저 빔 흡수계수, 또는 이들의 조합이 동심원 모양을 발생시킨다고 추측할 수 있다.
상기 동심원 모양을 발생시키는 원인 중에 반도체막의 레이저 빔 흡수계수를 생각해본다. 파장에 대한 비정질 실리콘막(두께 : 55nm)의 반사율 및 투과율을 각각 도 10a 및 도 10b에 나타낸다. 상기 비정질 실리콘막은, 코닝사제 1737 기판 상에 플라즈마 CVD 법에 의해 형성된 것이다. 도 10a 및 10b는, YAG 레이저의 제 2 고조파(파장 : 532nm)에 대한 비정질 실리콘막의 반사율은 26%이고, 투과율은 38%인 것을 나타낸다. 비정질 실리콘막의 표면에서의 반사광과, 특정 표면의 비정질 실리콘막을 투과한 레이저광이 간섭한다고 생각된다. 이것이 동심원 모양의 발생 원인이라고 생각된다.
따라서, 동심원 모양을 발생시키지 않거나 감소하기 위해서, 그러한 간섭을 방지할 필요가 있다고 생각된다. 이 간섭을 방지하기 위해서, 복수의 레이저광을 집광하여, 집광된 레이저광을 기판 표면상의 반도체막에 조사하여, 반도체막의 결정화를 행한다.
따라서, 본 발명의 레이저 어닐링장치는, 레이저광을 출력하는 레이저 광원과, 레이저광으로 조사된 기판을 비스듬하게 이동시키는 이동기구를 포함한 레이저 어닐링장치에 있어서, 상기 이동기구는, 상기 기판의 한변의 길이 이상의 거리만큼 왕복운동하고, 기판에 레이저광을 조사하는 영역에서 Y축 방향의 레이저광의 길이 이하의 거리만큼 왕복운동하는 방향에 대해 수직방향으로 이동하는 기능을 갖는 것을 특징으로 한다. 그 결과, 본 발명의 레이저 어닐링장치를 사용하면, 레이저광의 조사로 바람직하지 않게 발생된 동심원 모양의 발생을 방지 또는 감소할 수 있어, 제작한 반도체장치의 신뢰성을 향상할 수 있다. 또한, 심지어 대형 기판상의 반도체막에서도 균일하게 레이저광을 조사할 수 있다.
또한, 본 발명의 레이저 어닐링장치는, 레이저광을 출력하는 레이저 광원과, 상기 레이저광을 변조하는 비선형 광학소자와, 상기 변조된 레이저광을 집광하는 도파로와, 상기 집광된 레이저광으로 조사된 기판을 비스듬하게 이동시키는 이동기구를 포함한 레이저 어닐링장치에 있어서, 상기 이동기구는, 상기 기판의 한 변의 길이 이상의 거리만큼 왕복운동하고, 기판에 레이저광을 조사하는 영역에서 Y축 방향의 레이저광의 길이 이하의 거리만큼 왕복운동하는 방향에 대해 수직방향으로 이동하는 기능을 갖는 것을 특징으로 한다. 그 결과, 본 발명의 레이저 어닐링장치를 사용하면, 레이저광의 조사로 바람직하지 않게 발생된 동심원 모양의 발생을 방지 또는 감소할 수 있어, 제작한 반도체장치의 신뢰성을 향상할 수 있다. 또한, 심지어 대형 기판상의 반도체막에서도 균일하게 레이저광을 조사할 수 있다.
본 발명의 반도체장치의 제작방법은, 기판에 반도체막을 형성하는 공정과, 상기 반도체막에 복수의 레이저광을 조사하는 공정을 포함한 반도체장치의 제작방법에 있어서, 일정한 속도로 기판을 이동시키면서, 상기 반도체막에 상기 레이저광을 비스듬하게 조사하는 공정과, 상기 레이저광 폭 이하의 거리만큼 상기 이동방향에 수직한 방향으로 상기 기판을 이동시키는 공정을 연속적으로 반복하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법이다. 그 결과, 본 발명의 레이저 어닐링장치를 사용하면, 레이저광의 조사로 바람직하지 않게 발생된 동심원 모양의 발생을 방지 또는 감소할 수 있어, 제작한 반도체장치의 신뢰성을 향상할 수 있다. 또한, 심지어 대형 기판상의 반도체막에서도 균일하게 레이저광을 조사할 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체장치의 제작방법은, 기판에 반도체막을 형성하는 공정과, 상기 반도체막에 복수의 레이저광을 조사하는 공정을 포함한 반도체장치의 제작방법에 있어서, 복수의 비선형 광학소자에 의해 복수의 레이저광을 각각 변조 하는 공정과, 상기 변조된 레이저광을 도파로를 통과시켜서 상기 변조된 레이저광을 집광하는 공정과, 일정한 속도로 상기 기판을 이동시키면서 상기 집광된 레이저광을 상기 반도체막에 비스듬하게 조사하는 공정과, 상기 레이저광 폭 이하의 거리만큼 상기 이동방향에 수직한 방향으로 상기 기판을 이동시키는 공정을 연속적으로 반복하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법이다. 그 결과, 본 발명의 레이저 어닐링장치를 사용하면, 레이저광의 조사로 바람직하지 않게 발생된 동심원 모양의 발생을 방지 또는 감소할 수 있어, 제작한 반도체장치의 신뢰성을 향상할 수 있다. 또한, 심지어 대형 기판상의 반도체막에서도 균일하게 레이저광을 조사할 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체장치의 제작방법은, 상기 일정한 속도가, 20∼200cm/s의 범위 내에 포함되는 것을 특징으로 한다. 그 결과, 대형 기판에 설치된 반도체층에 고속으로 레이저광을 조사할 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용하는 레이저광은, 광학계에 의해 타원형으로 가공하여도 된다.
또한, 본 발명의 반도체장치의 제작방법은, 상기 기판의 표면의 법선방향 또는 이면의 법선방향에 대하여 5∼10°기운 각도로 상기 레이저광이 상기 반도체막에 입사하는 것을 특징으로 한다. 이 방법은, 기판을 기울여 레이저 어닐링법을 사용한 공정을 실행하면, 동심원 모양이 나타나지 않는 사실로부터 고안하였고, 기판에 대하여 일정 각도를 갖는 상기 기판에 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 한다. 본 발명을 적용함으로써, 레이저광의 간섭에 의한 결정질 반도체막의 물성의 격차를 제거 또는 감소할 수 있다. 이러한 결정질 반도체막을 사용하여, TFT를 제작하면, 그 TFT의 전기적 특성이 향상된다.
또한, 본 발명의 반도체장치의 제작방법은, 상기 반도체 기판의 결정화는, 상기 기판에 평행한 방향과 상기 기판의 끝면에 밀접한 방향으로 진행되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 반도체장치의 제작방법을 사용하면, 상기 반도체층의 표면이 평면이고 높은 전기 이동도를 갖는 반도체장치를 제작할 수 있다.
또한, 상기 레이저광은, 상기 기판의 이면측(반도체막이 형성된 표면의 반대측)으로부터 반도체막에 조사되어도 된다.
상기 레이저광에 관해서는, YAG 레이저(통상은 Nd:YAG 레이저를 나타냄), Nd:YLF 레이저, Nd:YVO4 레이저, Nd:YAlO3 레이저, 루비 레이저, Ti:사파이어 레이저 또는 유리 레이저 등의 일반적으로 알려진 레이저를 사용할 수 있다. 특히, 가간섭성(coherency)과 펄스 에너지가 우수한 YAG 레이저가 바람직하다.
예를 들면, YAG 레이저를 사용하는 것이면, 제 2 고조파(파장 : 532nm)를 사용하는 것이 바람직하다. 이것은, YAG 레이저의 기본파(제 1 고조파)는 1064nm로 파장이 길기 때문이다. 제 1 고조파는, 비선형 소자를 포함하는 파장변조기에 의해서, 제 2 고조파, 제 3 고조파 또는 제 4 고조파로 변조할 수 있다. 각 고조파의 형성은 공지의 기술에 따르면 좋다. 또한, 본 명세서에 있어서, "고체 레이저를 광원으로 하는 레이저광"에는 제 1 고조파뿐만 아니라, 도중에서 파장을 변조한 고조파를 포함하는 것으로 한다.
또한, YAG 레이저에서 잘 사용되는 Q 스위치법(Q 변조 스위치법)을 사용하여 도 된다. 이 방법은, 레이저 공진기의 Q 요소를 충분히 낮게 해 둔 상태로부터, 급격히 Q 요소를 높여 줌으로써, 상당히 에너지 레벨이 높은 신속한 펄스 레이저광을 출력하는 방법이다.
본 발명에서 사용된 고체 레이저는, 기본적으로는 고체결정, 공진 거울 및 고체결정을 여기하기 위한 광원이 있으면 레이저광을 출력할 수 있다. 이 때문에, 엑시머 레이저와 비교하여 유지보수가 손이 많이 가지 않는다. 즉, 고체 레이저가 엑시머 레이저와 비교하여 대단히 운전비용이 낮으므로, 반도체장치의 제조비용을 대폭 감소하는 것이 가능해진다. 또한, 유지보수의 회수가 줄면 양산 라인의 가동률도 높아지기 때문에 제조공정의 전체 스루풋이 향상하여, 이것도 반도체장치의 제조비용의 저감에 크게 기여한다. 또한, 고체 레이저의 점유면적은 엑시머 레이저와 비교하여 작기 때문에, 제조라인의 설계에 유리하다.
레이저광의 전력이 10W 이상이면, 단일 레이저광으로도 균일한 레이저광을 조사할 수 있다. 10W 이상의 레이저광의 전력은, 반도체층을 결정화시킬 때, 반도체층을 융해하는데 충분하다.
[실시형태]
본 발명의 일 실시예에서는, 레이저광의 조사방법에 관해서 도 1을 사용하여 설명한다.
레이저광의 비정질 실리콘층에 조사에 의한 결정화공정에 의해 결정질 실리콘층을 형성한다. 이 결정화는, 투명 창문(601)이 설치된 레이저 어닐링실(602)내 에서 행한다.
먼저, 기판으로서, 코닝사의 #7059유리나 #1737유리 등으로 대표되는 바륨보로실리케이트산 유리, 또는 알루미늄 보로실리케이트산 유리등으로 이루어진 투광성 기판을 사용한다. 또한, 기판으로서는, 석영기판이나 실리콘기판을 사용하여도 된다. 본 실시예에서는, 680mm×880mm와 두께 1.1mm의 유리기판을 사용한다. 본 명세서에서는, 해당 기판 상에 하지막, 해당 하지막 상에 반도체막이 순차로 형성된 기판을 "피처리 기판"이라고 한다.
레이저 어닐링실(602) 내측에는, 스탠드(603)와, 스탠드(603) 상에 설치된 스테이지(604)와, 스탠드(603)를 이동시키는 이동기구(605)가 설치된다. 레이저 어닐링실(602)의 외측에는, 배기펌프(630)와, 가스 공급관(607)과, 게이트 밸브(608)가 설치되어 있다.
스탠드(603)는, 스탠드를 이동하기 위한 이동기구(605)에 의해서, 피처리 기판(606)의 법선방향에 대하여 직각방향(X축 방향 및 Y축 방향)으로 이동되어, 피처리 기판(606)의 상면에 대하여 레이저광을 조사하기 위해서 설치된다. 단, 레이저광의 조사방향은, 피처리 기판(606)의 법선방향에 대하여, 5∼10°만큼 비스듬하다.
본 명세서에서는, 스테이지(604)와 상기 이동기구(605)를 가지는 반도체 제조장치를 레이저 어닐링장치라고 한다. 또한, 스테이지(604)와 이동기구(605) 사이에 스탠드(603)가 설치되어도 된다. 또한, 레이저 어닐링장치는, 레이저 발진장치(609), 광학계(610) 및 거울(611)을 포함하여도 된다. 상기 레이저 어닐 링장치와 투명 창문(601)이 설치되어 있는 레이저 어닐링실(602), 배기펌프(630), 가스 공급관(607) 및 게이트 밸브(608)를 조합하여, 비정질 실리콘층을 결정화한다. 도 2는, 도 1의 레이저 어닐링장치의 Y축 방향을 보이고 있다. 도 3은, 거울측(피처리 기판(606)의 위쪽)으로부터 본 레이저 어닐링장치를 보이고 있다. 상기 이동기구(605)는, X축 방향으로 피처리 기판(606)의 한 변의 길이 이상의 거리만큼 이동할 수 있고, X축 방향과 수직한 Y축 방향으로는, 레이저광 폭 이하의 거리로 이동할 수 있다. 이때, 상기 레이저광의 폭은, 상기 이동기구의 이동방향에 수직한 방향의 상기 레이저광의 폭이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 레이저 발진장치(609)로부터 레이저광(600)을 조사하여, 광학계(610)에 의해 단면형상이 타원형으로 가공된 레이저광을, 거울(611)로 반사시켜, 투명 창문(601)을 통과시켜 피처리 기판(606)에 조사한다. 조사되는 광은, 직사각형이어도 된다.
도 4는 피처리 기판(606)을 법선방향에서 본 도면이다. 레이저광이 조사되는 위치로부터 100mm 떨어진 곳에 피처리 기판(606)의 단부가 위치하도록 설치한다. 이어서, 피처리 기판(606)이 화살표①의 방향으로 움직이도록 이동기구(605)를 가속시키면서 움직인다. 0.05초 후, 일정한 속도(이 실시예에서는, 20cm/s)로 피처리 기판(606)에 레이저광(600)을 조사한다. 레이저광이 조사되는 위치가 피처리 기판(606)의 외측이면, 감속시킨다(도 5). 이어서, 화살표 ①과는 반대의 방향인 화살표 ②의 방향으로 화살표 ①과 같은 공정을 실행하여, 상기 기판을 결정화한다. 화살표 ③ 방향으로의 공정과 화살표 ④ 방향으로의 공정을 실행하기 위해서 는, 화살표 ① 방향으로 실행하는 공정과 화살표 ② 방향으로 실행하는 공정을 각각 반복하여도 된다. 필요한 경우, 이 공정들을 반복하여, 피처리 기판(606)의 전체면에 레이저광을 조사한다. 피처리 기판(606)의 반도체막에서는, 상기 피처리 기판의 평행하고, 또한, 상기 피처리 기판의 끝면에 밀접한 방향으로 결정화가 진행된다.
피처리 기판(606)을 움직이는 속도는, 20∼200cm/s의 범위 내에 속하는 일정한 속도로 설정되어도 된다.
결정화시에, 피처리 기판(606)을 스테이지(604)상에 배치해 두고, 스탠드(603)내에 설치된 히터에 의해서, 소정의 온도로 유지하여 놓는다. 450℃로 비정질 실리콘층을 결정화시키면, 결정의 입경이 커진다.
레이저 발진장치(609)로서, 레이저광(600)으로서 CW 레이저광을 발진하는 레이저 발진장치를 사용한다.
레이저 어닐링실(602)의 분위기 제어는, 감압 및 배기수단으로서, 배기펌프(630)가 설치되어 실행된다. 또한, 가스공급수단으로서, 밸브를 통해 수소가스 실린더에 접속된 가스 공급관 607a와, 밸브를 통해 질소나 그 밖의 가스 실린더에 접속된 가스 공급관 607b가 설치된다. 이때, 본 실시예에서 레이저광의 조사는, 상온, 상압하에서 행해진다.
본 실시예에서는 20∼200cm/s 사이의 일정한 속도로 기판을 이동시키면서, 상기 기판의 표면상의 반도체막에 레이저광을 조사시킨다. 이 때문에, 대형 기판상의 반도체막에서도 균일한 레이저광을 조사할 수 있다.
본 실시예에서는 전력을 10W로 설정한다. 그러나, 그 전력을 10W 이상으로 하면, 단일 레이저광으로도 균일한 레이저광을 조사할 수 있다. 10W 이상의 레이저광의 전력이면, 반도체층을 결정화시킬 때, 반도체층을 융해시키는 데 충분하다.
본 실시예에서는, 한 대의 레이저 발진장치로부터 레이저광이 방출된다. 또한, 복수의 레이저 발진장치를 사용하여 복수의 레이저광을 집광하여 광(beam) 강도를 상승시켜도 된다. 이와 같이 레이저광을 집광함으로써, 동심원 모양의 발생을 감소할 수 있어, 제작한 반도체장치의 신뢰성을 향상할 수 있다. 이 경우, 필요에 따라서, 복수의 광학계, 복수의 거울, 파이버(fiber)를 사용하여도 된다.
또한, 본 발명에 의하면, 레이저 어닐링법을 포함하는 공정에서 레이저광을 타원형으로 가공하여 스루풋을 향상시킨다. 또한, 유지보수가 용이한 고체 레이저를 사용함으로써, 종래의 엑시머 레이저를 사용한 레이저 어닐링보다도 높은 스루풋을 달성할 수 있다. 나아가서는, TFT나 TFT로 형성된 표시장치 등의 반도체장치의 제조비용을 감소할 수 있다.
또한, 반도체막에 대하여 레이저광을 비스듬하게 조사함으로써, 반도체막에 발생된 동심원 모양을 제거 또는 감소할 수 있어, 레이저 어닐링법을 포함하는 공정 후의 반도체막의 물성을 균일하게 할 수 있다. 이러한 반도체막을 사용하여 반도체장치를 제작하면, 반도체장치의 성능을 대폭 향상시킬 수 있다.
(실시예 1)
본 발명의 실시예에서는, 광학계에 관해서 도 6을 사용하여 설명한다.
레이저 발진기(201)로서, 고전력 고체 레이저(YAG 레이저, YVO4 레이저 등)를 사용하는 것이 바람직하다. 물론, 고전력이면 기체 레이저나 유리 레이저 등을 사용하여도 된다. 그리고, 레이저 발진기(201)로부터 발생된 레이저광을, 광학계를 사용하여, 조사면의 형상이 타원형인 레이저광으로 가공한다. 상기 광학계에는, 예를 들면, 레이저광을 길게 확대하기 위한 장초점 거리의 원통렌즈 205와, 레이저광을 가늘게 집광하기 위한 원통렌즈 206을 사용한다. 장초점 거리의 원통렌즈를 사용하면, 수차를 감소시켜, 조사면에서 또는 조사면 근처에서 에너지 분포가 균일한 레이저광을 얻을 수 있다. 또한, 장초점 거리의 원통렌즈는, 반도체막에의 입사광의 빔폭과, 기판의 이면으로부터의 반사광의 빔폭 사이에 일어나는 현저한 차이를 제한하는데 유효하다. 발명자의 실험에 의하면, 초점거리가 500mm 이상의 원통렌즈 를 사용하였을 때, 수차의 영향을 상당히 감소할 수 있었다.
원통렌즈(206)의 앞에는, 반사거울(207)을 설치하여, 레이저광의 진행방향을 변경할 수 있도록 하였다. 반사거울(207)에 의해 조사면에 입사하는 레이저광의 각도를 원하는 각도 θ로 조정할 수 있다. 반사거울(207)의 각도에 의해, 원통렌즈 (206)의 각도를 변경하면, 조사면에서 보다 대칭성이 있는 레이저광을 형성할 수 있다.
또한, 레이저광을 반도체막에 조사할 때, 상기 조사는 주사동안 레이저광(본 실시예에서 X축 방향으로의 레이저광)의 0∼80%의 주사 중첩율로 실행된다. 이때, 펄스 레이저의 경우에, 연속적으로 조사된 레이저광 사이의 중첩율을 50∼98%로 조사하여도 되고, 또한 중첩없이 조사하여도 된다. 반도체막의 상태나 레이저광의 지 연시간 등에 따른 최적조건은 다르므로, 실시자가 적절히 결정하는 것이 바람직하다.
실시예 1에서는, 레이저 발진기(201)로서 펄스 레이저(출력 10W, 주파수 30Hz, YAG)를 사용한다. 비선형 광학소자(202)에 의해 제 2 고조파로 변조하였고, 광학계를 사용하여 길이 130mm, 폭 0.4mm의 선형빔으로 가공하여 그 선형빔을 반도체막에 조사한다. 이때, 피처리 기판(204)의 법선방향으로부터 5∼10° 기울여 선형빔을 조사한다.
스테이지(203) 아래에 스탠드(208)가 설치되고, 그 스탠드(208) 아래에 이동기구(209)가 설치된다. 이동기구(209)에 의해, X축 방향 및 Y축 방향으로 기판(204)을 이동시킬 수 있다. 이동기구(209) 밑에는 볼, 배럴, 모터 등을 설치하여도 된다.
피처리 기판(204)의 반도체막에 있어서, 상기 피처리 기판 204에 평행하고 상기 피처리 기판 606의 끝 면에 밀접한 방향으로 결정화가 진행한다.
피처리 기판(204)의 반도체막에 대하여 레이저광을 비스듬하게 조사함으로써, 반도체막에 형성되는 동심원 모양을 제거 또는 감소할 수 있어, 레이저 어닐링법을 사용하는 공정 후의 반도체막의 물성을 균일하게 할 수 있다. 이러한 반도체막을 사용하여 반도체장치를 제작하면, 반도체장치의 성능을 대폭 향상시킬 수 있다.
(실시예 2)
본 실시예 2에서는, 레이저 어닐링장치의 결정화법을 나타낸다. 이하, 도 7을 사용하여 본 실시예를 상세히 설명한다.
우선, 기판(1000)으로서 유리기판(유리 왜곡 온도 667℃인 코닝 1737)을 준비하였다. 이어서, 기판(1000) 상에 보호막(1001)을 형성하고, 스퍼터링법을 사용하여 상기 보호막(1001) 상에 다층 구조의 형태로 연속적으로 질화탄탈막(1002a)(두께 50nm)과 탄탈막(1002b)(두께 250nm)을 형성한다(도 7a). 이어서, 공지의 패터닝 방법인 포토리소그래피법으로 다층구조를 갖는 게이트전극(1002)을 형성하였다(도 7b).
이어서, 게이트 절연막과 비정질 반도체막(1004)을 상기 분위기에 노출시키지 않고 다층구조의 형태로 연속적으로 형성하였다(도 7c). 본 실시예에서는 제작중에 기판이나 게이트배선으로부터의 불순물이 반도체막 및 게이트 절연막으로 확산하는 것을 막기 위해서 질화실리콘막(1003a)(두께 50nm)과 산화실리콘막(1003b)(두께 125nm)을 플라즈마 CVD 법에 의해 다층구조 형태로 형성하여, 다층구조의 게이트 절연막으로 하였다. 본 실시예에서는 2층의 절연막을 게이트 절연막으로서 채용하고 있지만, 단층 또는 3층 이상의 다층구조이어도 된다. 또한, 본 실시예에서는 게이트 절연막 상에 비정질 반도체막(1004)으로서, 두께 54nm의 비정질 실리콘막(1004)을 플라즈마 CVD 법에 의해 형성하였다. 또한, 상기 층의 계면에도 대기로부터의 오염물질이 부착하지 않도록 대기에 노출하지 않고서 연속적으로 다층구조의 형태로 형성하였다.
그 후, 반도체막의 결정화를 방해하는 비정질 실리콘막중의 수소농도를 감소 하기 위해 가열처리(500℃, 1시간)를 하였다.
이렇게 해서 도 7c에 도시된 상태가 얻어진 후, 상기 비정질 반도체막(1004)은, 적외광 또는 자외광(레이저 어닐링)의 조사에 의한 결정화(레이저 결정화)를 행하여, 결정질 반도체막(결정을 포함한 반도체막)(1005)을 형성하였다(도 7d). 또한, 비정질 반도체막(1004)은, 기판(1000)에 평행하고 기판(1000)의 끝 면에 밀접한 방향으로 결정화가 진행한다.
결정화기술로서 자외광을 사용하는 경우는 레이저광 또는 자외광 램프로부터 발생하는 강광을 사용할 수 있고, 적외광을 사용하는 경우는 적외선 레이저광 또는 적외선 램프로부터 발생하는 강광을 사용할 수 있다. 본 실시예에서는 YVO4 CW 레이저광을 타원형으로 형성하고 주사시에 레이저광(본 실시예에서 X축 방향으로의 레이저광)의 주사 중첩율 0∼80%로 상기 반도체막 상에 5∼10°기울여 레이저광을 조사하였다.
또한, 레이저 결정화의 조건(레이저광의 파장, 조사강도, 반복 주파수, 조사 시간 등)은, 비정질 반도체막(1004)의 두께, 기판 온도 등을 고려하여 실시자가 적절히 결정할 수 있다.
일부 레이저 결정화 조건은, 반도체막이 용융상태를 경과하여 결정화하는 경우나, 반도체막이 용융하지 않는 고상상태 또는 고상과 액상의 중간상태로 결정화하는 경우가 있다. 이 공정에 의해 비정질 반도체막(1004)은 결정화되어, 결정질 반도체막(1005)으로 변화된다. 본 실시예에 있어서, 결정질 반도체막은 다결정 실리콘막(폴리실리콘막)이다.
(실시예 3)
상기 실시예 1 및 실시예 2를 사용하여 얻어진 액티브 매트릭스형 표시장치의 구성을 도 8 및 도 9의 평면도를 참조하여 설명한다.
도 8a에 나타낸 액티브 매트릭스형 표시장치의 평면도는, 화소부(807), 구동회로(게이트 구동회로 805와 소스 구동회로 807의 총칭), FPC(플렉시블 프린트 배선판: F1exib1e Printed Circuit)를 접합한 외부입력단자(803), 외부입력단자와 각 회로의 입력부까지를 접속하는 배선(804) 등이 형성된 액티브 매트릭스형 표시장치(801) 상에 형성된다. 액티브 매트릭스형 표시장치(801)와 칼라필터 등으로 형성된 대향기판(802)이, 이들 사이에 단(end) 밀봉재(809)를 삽입하여 서로 접합되어 있다.
게이트 구동회로는, 선택된 게이트배선(806)에 신호를 입력하는 기능을 갖는다. 이 게이트배선(806)은, 게이트전극과 전기적으로 접속하는 배선이다. 그리고, 선택된 게이트배선이 하나씩 선택된다. 물론, 절연막은 게이트배선 상에 설치된다. 한편, 소스 구동회로(807)는, 우선 화상 데이터 신호를 수신하여, 그 신호를 상기 선택된 게이트배선에 접속된 화소전극에 가하는 기능을 갖는다. 그리고, 소스 구동회로(807)는, 게이트 구동회로(805)와 타이밍을 맞추면서 동작한다. 이와 같이, 각 게이트배선의 스위칭소자(도시하지 않음)를 선택하여, 소스배선(808)을 통해 원하는 전압을 가하여, 액티브 매트릭스형 표시장치의 화상을 얻을 수 있다.
대향기판에 대향하는 화소부(811) 표면에 형성된 칼라필터는, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 각 빛깔의 칼라필터가 각 화소에 대응하여 설치된다. 실제의 표시에 있어서는, 적색(R)의 칼라필터, 녹색(G)의 칼라필터 및 청색(B)의 칼라필터의 3색으로 칼라표시를 실현하지만, 이들 3색의 칼라필터의 배열은 임의로 한다.
레이저광의 조사에 의한 결정성장의 방향이 화살표 방향이면(도 8), 이 방향과 도 9a(화소부에서의 TFT의 도면)에 나타낸 반도체층(810)에서의 캐리어가 흐르는 방향(채널방향)을 일치시키면, 전기 이동도를 저하시키지 않는다. 도면부호 806은 게이트배선, 811은 콘택홀이다. 마찬가지로, 도 8의 레이저광의 조사에 의한 결정성장의 방향과 도 9b(구동회로에서의 TFT의 도면)에 나타낸 반도체층(910)에서의 캐리어가 흐르는 방향을 일치시키면, 전기 이동도를 저하시키지 않는다. 도면부호 906은 게이트배선, 911은 콘택홀이다.
(실시예 4)
상기 실시예 1과는 다른 레이저 어닐링장치의 예를 기재한다. 본 실시예의 레이저 어닐링장치는, 복수의 레이저 발진장치, 복수의 광학계 및 복수의 거울을 탑재하고, 각각 레이저 발진장치로부터 발진하여 상기 광학계로 가공한 레이저광을 집광하여, 그 집광된 광빔을 기판에 조사하는 것을 특징으로 한다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 레이저 발진장치(1109a∼1109c)로부터 레이저광 (1100a∼1100c)을 조사하여, 광학계(1110a∼1110c)에서 가공시켜, 거울(1111a∼1111c)에서 반사시킨다. 반사한 각각의 레이저광을 집광하여, 스테이지(1104)상의 피처리 기판(1113)에 조사한다. 스테이지(1104) 아래에 설치된 이동기구(1105)를 사용하여, X축 방향 및 Y축 방향으로 피처리 기판(1113)을 이동시키는 것이 가능해진다. 또, 볼, 배럴, 모터 등을 이동기구(1105) 밑에 설치하여도 된 다.
본 실시예에 있어서, 하나 또는 복수의 레이저광의 조사에 의해 바람직하게 발생되지 않은 동심원 모양의 발생을 방지 또는 감소할 수 있다. 따라서, 상기 제작한 반도체장치의 신뢰성을 향상할 수 있다.
(실시예 5)
상기 실시예 1 및 2와는 다른 레이저 어닐링장치의 예를 기재한다. 본 실시예의 레이저 어닐링장치는, 복수의 레이저 발진장치, 복수의 비선형 광학소자 및 도파로를 탑재하여, 각각 레이저 발진장치로부터 레이저광을 출사하고 비선형 광학소자로 상기 변조된 레이저광을 도파로로 집광하여, 그 집광된 빛을 기판에 조사하는 것을 특징으로 한다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 레이저 발진장치(100a∼100c)로부터 레이저광을 출사하여, 비선형 광학소자(101a∼101c)에서 변조시킨 레이저광(112a∼112c)을, 파이버 어레이(103)에 입사시켜 도파로(104)로 집광한다. 파이버 어레이(105)로부터 출사시킨 레이저광을 스테이지(110)상의 피처리 기판(113)에 조사한다. 이때, 파이버 어레이(103)는, 레이저광(112a∼112c)을 서로 근접하게 하는 수단이다.
스테이지(110) 아래에 스탠드(106)가 설치되고, 그 스탠드(106) 아래에 이동기구(107)가 설치된다. 이동기구(107)를 사용하면, X축 방향 및 Y축 방향(도시하지 않음)으로 피처리 기판(113)을 이동시키는 것이 가능해진다. 또한, 볼, 배럴, 모터 등은, 이동기구(107) 아래에 배치되어도 된다.
본 실시예에 있어서, 하나의 레이저광의 조사에 의해 바람직하게 발생되지 않은 동심원 모양의 발생을 방지 또는 감소할 수 있다. 따라서, 상기 제작한 반도체장치의 신뢰성을 향상할 수 있다.
(실시예 6)
상기 실시예 1 내지 3과는 다른 레이저 어닐링장치를 기재하고, 특히 도 13을 참조하여 스테이지를 이동시키는 이동기구의 일례에 관해 언급한다.
통상적으로, 레이저광을 조사한 처리 대상 상에 탑재된 스테이지는, X축 방향 또는 Y축 방향으로 설치된 안내 레일을 따라 움직인다. 상기 안내 레일과 상기 스테이지를 고정하는 부(활주부재) 사이에 볼(베어링)로서 언급된 만곡 대상물이 놓인다. 따라서, 마찰에 의한 부하를 감소시킬 수 있고 상기 스테이지를 부드럽게 이동시킬 수 있는 메카니즘이 실현된다.
상기 볼(베어링)이 상기 스테이지의 반복적인 이동으로 마모되기 때문에, 주기적인 유지보수에 의해 상기 볼을 교체할 필요가 있다. 또한, 상기 스테이지를 더욱 부드럽게 이동시키려면, 상기 스테이지의 이동에 의한 마모를 감소시킬 필요가 있다.
도 13a에 본 실시예의 상기 스테이지를 이동하는 이동기구를 도시한다. 도 13a에서, 도면부호 1300은, 일방향으로 격차가 형성된 안내 레일을 나타낸 것으로, 상기 스테이지를 고정 방향으로 이동시킨다. 도면부호 1301은, 활주부재로서 언급된 부로, 상기 스테이지를 고정시킨다. 상기 활주부재(1301)는, 상기 안내 레일(1300)을 따라 이동할 수 있다. 또한, 복수의 활주부재는, 소정 간격으로 고정되게 설치되어도 된다. 도면부호 1302는, 상기 활주부재(1301) 내에 형성된 홀을 관통하고, 상기 안내 레일(1300)에 따른 방향으로 설치된 로드(rod)를 나타낸다. 상기 로드(1302)는, 단판(1304)에 의해 상기 안내 레일(1300)에 고정된다.
케이블(1303)을 통해 상기 활주부재(1301)에 전원공급전압과 공기를 공급한다. 도 13b는 상기 활주부재(1301)의 확대도이다. 상기 전원공급전압에 의해 상기 활주부재(1301)와 상기 안내 레일(1300)을 서로 잡아당기는 자계가 발생된다. 또한, 상기 전원공급전압에 의해, 상기 로드(1302)가 상기 활주부재(1301)에 설치된 홀내의 로드(1302)로부터 떨어져 있고 이 로드와 접촉하지 않는 방향으로 자계가 발생된다. 선형 모터 힘의 원리를 사용하면, 상기 활주부재(1301)는, 화살표로 나타낸 방향으로 이동한다. 한편, 힘은, 상기 활주부재(1301)와 상기 안내 레일(1300)에 작용하여 상기 활주부재(1301)와 안내 레일(1300)이 이 자계에 의해 서로 잡아당긴다. 상기 활주부재(1301)에 공급된 공기는, 공기 구멍(1305)으로부터 상기 활주부재(1301)와 상기 안내 레일(1300) 사이의 영역으로 배출된다. 상기 활주부재(1301)가 잡아당기는 자계력과 공기의 배출에 의해 로드(1302)와 떨어지는 방향으로 힘이 작용하므로, 상기 활주부재(1301)와 상기 안내 레일(1300) 사이에서 고정된 거리가 유지된다.
또한, 상기 케이블을 통해 공급된 전원공급전압으로 자계를 발생하는 대신에, 상기 안내 레일(1300)과 상기 활주부재(1301) 중의 하나는, 자기부재 외부에 형성되어도 되고, 상기 안내 레일(1300)과 상기 활주부재(1301) 중의 다른 하나는 상기 자기부재에 의해 잡아당겨진 재료 외부에 형성되어도 되어, 자계를 발생한다. 또한, 상기 안내 레일(1300)과 상기 활주부재(1301)는, 각각 자기부재 외부에 형성 되어도 된다.
또한, 상기 케이블을 통해 공급된 전원공급전압으로 자계를 발생하는 대신에, 상기 로드(1302)와 상기 활주부재(1301) 중의 하나는, 자기부재 외부에 형성되어도 되고, 상기 로드(1302)와 상기 활주부재(1301) 중의 다른 하나는 상기 자기부재와 떨어지는 경향이 있는 재료 외부에 형성되어도 되어, 자계를 발생한다. 또한, 상기 로드(1302)와 상기 활주부재(1301)는, 각각 자기부재 외부에 형성되어도 된다.
본 실시예에 도시된 스테이지 이동기구를 사용하면, 비접촉 방식으로 상기 안내 레일을 따라 상기 스테이지를 이동시키고, 상기 볼(베어링)의 규칙적인 대체로 분배하여, 유지보수를 용이하게 한다. 또한, 비접촉 이동이기 때문에, 마모는 거의 일어나지 않고, 볼이 사용되는 경우보다 상기 스테이지는 더욱 부드럽게 이동할 수 있다.
도 13c는 레이저광으로 조사되는 처리 대상(1311)이 상기 활주부재(1301) 상에 고정된 스테이지(1310)에 탑재된 상태를 나타낸다. 본 실시예에서, 상기 스테이지 이동수단에 의해 상기 스테이지를 더욱 부드럽게 이동시키는 것이 가능하여, 상기 처리 대상(1311)에 더욱 균일하게 레이저광을 조사하는 것이 가능하다.
상술한 것처럼, 본 발명의 레이저 어닐링장치를 사용하면, 복수의 레이저광을 하나의 레이저 자속으로 집광함으로써, 레이저 자속의 조사에 의해 바람직하지 않게 발생된 동심원 모양의 발생을 방지 또는 감소할 수 있어, 제작한 반도체장치의 신뢰성을 향상할 수 있다. 또, 본 발명의 레이저 어닐링장치를 사용하면, 대형 기판상의 반도체막에서도 균일하게 하나의 레이저광 또는 복수의 레이저광을 조사할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 레이저 어닐링법을 포함하는 공정에서 레이저광을 타원형 단면으로 가공하여 스루풋을 향상시킨다. 또한, 유지보수가 용이한 고체 레이저를 사용함으로써, 종래의 엑시머 레이저를 사용한 레이저 어닐링보다도 높은 스루풋을 달성할 수 있다. 나아가서는, TFT나 TFT외부에 형성된 표시장치 등의 반도체장치의 제조비용을 감소할 수 있다.
또한, 반도체막에 대하여 레이저광을 비스듬히 조사함으로써, 반도체막에 발생된 동심원 모양을 제거 또는 감소할 수 있어, 레이저 어닐링 후의 반도체막의 물성을 균일하게 할 수 있다. 이러한 반도체막을 사용하여 반도체장치를 제작하면, 반도체장치의 성능을 대폭 향상시킬 수 있다.

Claims (33)

  1. 레이저광을 출력하는 레이저 광원과,
    상기 레이저광으로 조사된 기판을 비스듬하게 이동시키는 이동기구를 포함하고,
    상기 이동기구는, 상기 기판의 한 변의 길이 이상의 거리만큼 왕복운동하고, 상기 기판에 상기 레이저광을 조사하는 영역에서 Y축 방향의 상기 레이저광의 길이 이하의 거리만큼 왕복 운동하는 방향에 대해 수직방향으로 이동하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링장치.
  2. 레이저광을 출력하는 레이저 광원과,
    상기 레이저광을 변조하는 비선형 광학소자와,
    상기 변조된 레이저광을 집광하는 도파로와,
    상기 집광된 레이저광으로 조사된 기판을 비스듬하게 이동시키는 이동기구를 포함하고,
    상기 이동기구는, 상기 기판의 한 변의 길이 이상의 거리만큼 왕복운동하고, 상기 기판에 상기 레이저광을 조사하는 영역에서 Y축 방향의 상기 레이저광의 길이 이하의 거리만큼 왕복 운동하는 방향에 대해 수직방향으로 이동하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링장치.
  3. 레이저광을 출력하는 레이저 광원과,
    상기 레이저광으로 조사된 기판을 비스듬하게 이동시키는 이동기구를 포함하고,
    상기 이동기구는, 공기 또는 자계에 의해 부양되는 동안, 상기 기판의 한 변의 길이 이상의 거리만큼 왕복운동하고, 상기 기판에 상기 레이저광을 조사하는 영역에서 Y축 방향의 상기 레이저광의 길이 이하의 거리만큼 왕복 운동하는 방향에 대해 수직방향으로 이동하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링장치.
  4. 기판 위에 반도체막을 형성하는 공정과,
    상기 반도체막에 복수의 레이저광을 조사하는 공정을 포함하고,
    제 1 방향으로 일정한 속도로 상기 기판을 이동시키면서 상기 반도체막에 상기 레이저광을 비스듬하게 조사하는 공정과, 상기 레이저광 폭 이하의 거리만큼 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 상기 기판을 이동시키는 공정을 연속적으로 반복하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
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  12. 기판 위에 반도체막을 형성하는 공정과,
    상기 반도체막에 복수의 레이저광을 조사하는 공정을 포함하고,
    복수의 비선형 광학소자에 의해 상기 복수의 레이저광을 각각 변조하는 공정과, 상기 변조된 레이저광을 도파로를 통과시켜서 상기 변조된 레이저광을 집광하는 공정과, 제 1 방향으로 일정한 속도로 상기 기판을 이동시키면서 상기 집광된 레이저광을 상기 반도체막에 비스듬하게 조사하고, 상기 레이저광 폭 이하의 거리만큼 상기 제 1 방향에 수직한 방향으로 상기 기판을 이동시키는 공정을, 연속적으로 반복하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  13. 제 4 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 일정한 속도는, 20∼200cm/s의 범위내에 포함되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  14. 제 4 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 레이저광은 조사면에서의 형상이 타원형으로 가공되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  15. 제 4 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 레이저광을 상기 반도체막에 비스듬하게 조사하는 각도는, 상기 기판의 표면의 법선방향 또는 이면의 법선방향에 대하여 5∼10°인 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  16. 제 4 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 반도체막의 결정화는, 상기 기판에 평행하고, 상기 기판의 끝면에 밀접한 방향으로 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  17. 제 4 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 기판의 이면측으로부터, 상기 레이저광을 상기 반도체막에 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  18. 제 4 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 레이저광은, Nd:YAG 레이저, Nd:YLF 레이저, Nd:YV04 레이저 및 Nd:YAlO3 레이저로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 레이저로부터 방출된 일종의 제 2 고조파인 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  19. 제 4 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 레이저광은 10W 이상의 전력에서 출력되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  20. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저광은 조사면에서의 형상이 타원형인 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링장치.
  21. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저광을 상기 반도체막에 비스듬하게 조사하는 각도는, 상기 기판의 표면의 법선방향 또는 이면의 법선방향에 대하여 5∼10°인 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링장치.
  22. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저광은, Nd:YAG 레이저, Nd:YLF 레이저, Nd:YV04 레이저 및 Nd:YAlO3 레이저로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 레이저로부터 방출된 일종의 제 2 고조파인 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링장치.
  23. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저광은, 10W 이상의 전력에서 출력되는 것을 특징으로 하는 레이저 어닐링장치.
  24. 기판 위에 반도체막을 형성하는 공정과,
    상기 반도체막에 레이저광을 조사하는 공정을 포함하고,
    제 1 방향으로 일정한 속도로 상기 기판을 이동시키면서 상기 반도체막에 상기 레이저광을 비스듬하게 조사하는 공정과, 상기 레이저광 폭 이하의 거리만큼 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 상기 기판을 이동시키는 공정을, 연속적으로 반복하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  25. 기판 위에 반도체막을 형성하는 공정과,
    상기 반도체막에 레이저광을 조사하는 공정을 포함하고,
    비선형 광학소자에 의해 상기 레이저광을 변조하는 공정과, 상기 변조된 레이저광을 도파로를 통과시켜서 상기 변조된 레이저광을 집광하는 공정과, 제 1 방향으로 일정한 속도로 상기 기판을 이동시키면서 상기 집광된 레이저광을 상기 반도체막에 비스듬하게 조사하고, 상기 레이저광 폭 이하의 거리만큼 상기 제 1 방향에 수직한 방향으로 상기 기판을 이동시키는 공정을, 연속적으로 반복하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  26. 기판 위에 반도체막을 형성하는 공정과,
    상기 반도체막에 500nm 이상의 초점길이를 갖는 원통렌즈를 통해 레이저광을 조사하는 공정을 포함하고,
    제 1 방향으로 일정한 속도로 상기 기판을 이동시키면서 상기 반도체막에 상기 레이저광을 비스듬하게 조사하는 공정과, 상기 레이저광 폭 이하의 거리만큼 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 상기 기판을 이동시키는 공정을, 연속적으로 반복하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  27. 제 24 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 일정한 속도는, 20∼200cm/s의 범위내에 포함되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  28. 제 24 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저광은 조사면에서의 형상이 타원형으로 가공되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  29. 제 24 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저광을 상기 반도체막에 비스듬하게 조사하는 각도는, 상기 기판의 표면의 법선방향 또는 이면의 법선방향에 대하여 5∼10°인 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  30. 제 24 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체막의 결정화는, 상기 기판에 평행하고, 상기 기판의 끝면에 밀접한 방향으로 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  31. 제 24 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 이면측으로부터, 상기 레이저광을 상기 반도체막에 조사하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  32. 제 24 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저광은, Nd:YAG 레이저, Nd:YLF 레이저, Nd:YV04 레이저 및 Nd:YAlO3 레이저로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 레이저로부터 방출된 일종의 제 2 고조파인 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
  33. 제 24 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저광은 10W 이상의 전력에서 출력되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제작방법.
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