KR20080086441A - 레이저 조사장치, 레이저 조사방법, 및 반도체장치제조방법 - Google Patents

레이저 조사장치, 레이저 조사방법, 및 반도체장치제조방법 Download PDF

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요시아키 야마모토
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명은, 온도 변화에 의한 소망의 위치로부터의 레이저 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하여 정밀도 좋게 레이저 빔을 조사할 수 있는 레이저 조사장치 및 레이저 조사방법을 제공한다. 레이저 조사장치는 레이저 빔을 사출하는 레이저 발진기와, 피조사체가 설치되는 XY 스테이지와, 상기 XY 스테이지에 제공된 상기 피조사체의 표면에서 선 형상 빔이 되도록 상기 레이저 빔을 성형하는 광학계와, 상기 피조사체의 표면에 광을 조사하는 조명과, 상기 피조사체의 표면에서의 상기 광의 반사광을 촬영하는 카메라를 포함하고, 상기 카메라로 촬영한 상기 반사광으로부터 검출된 상기 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정한다.
레이저 조사장치, 레이저 발진기, XY 스테이지, 광학계, 조명, 카메라, 조사 위치의 어긋남 보정

Description

레이저 조사장치, 레이저 조사방법, 및 반도체장치 제조방법{Laser irradiation apparatus and laser irradiation method and method for manufacturing semiconductor device}
본 발명은, 선 형상 빔을 피조사체에 조사하는 레이저 조사장치 및 레이저 조사방법에 관한 것이다.
근년, 기판 위에 박막트랜지스터(이하, TFT라고 기재함)를 제조하는 기술이 대폭으로 진보하고, 액티브 매트릭스형 표시장치에의 TFT의 응용 개발이 진행되고 있다. 특히, 다결정 반도체막을 사용한 TFT는 종래의 비(非)단결정 반도체막을 사용한 TFT보다 전계효과 이동도(모빌리티라고도 한다)가 높으므로, 고속 동작이 가능하다. 따라서, 종래, 기판의 밖에 제공된 구동회로에 의해 행하였던 화소의 제어를, 화소와 동일한 기판 위에 제공된 구동회로에 의해 행하는 것이 시도되고 있다.
반도체장치에 사용하는 기판은 비용면에서 석영 기판보다 유리 기판이 유망시되고 있다. 그러나, 유리 기판은 내열성이 뒤떨어져, 열에 의해 변형되기 쉽기 때문에, 유리 기판 위에 다결정 반도체막을 사용한 TFT를 형성하는 경우에는, 유리 기판의 열 변형을 방지하기 위해 반도체막의 결정화에 레이저 어닐이 사용되는 일 이 많다.
레이저 어닐은, 복사열 또는 전도열을 사용하는 어닐법과 비교하여, 처리 시간을 대폭 단축할 수 있다는 것과, 반도체 기판 또는 반도체막을 선택적 또는 국소적으로 가열할 수 있어 기판에 열적 손상을 거의 주지 않는다는 등의 이점(利點)을 가진다.
본 명세서에서, 레이저 어닐법이란, 반도체 기판 또는 반도체막에 형성된 손상된 층이나 아모르퍼스(amorphous)층을 결정화하는 기술이나, 기판 위에 형성된 비정질 반도체막을 결정화하는 기술을 가리킨다. 또한, 레이저 어닐은 반도체 기판 또는 반도체막의 평탄화나 표면 개질에 적용되는 기술도 포함한다.
본 명세서에서, 반도체 기판 위의 레이저 조사 위치를 정확하게 결정할 때, 조사면에 기준이 되는 마커(marker)를 제공하고, 이 마커를 기초로 CCD 카메라나 퍼스널 컴퓨터 등을 포함하는 화상 처리 수단을 이용하여 조사 위치를 제어하는 방법이 이용되고 있다(예를 들어, 문헌 1: 일본국 공개특허공고 2003-224084호 공보).
그러나, 상기 문헌 1에 나타내는 방법에 의해 조사면 위에 제공한 마커를 기준으로 하여, 레이저 조사를 개시하는 위치를 한 번 결정하여도, 레이저 조사 위치가 소망의 위치로부터 어긋난다고 하는 문제가 있다.
첫번째 요인으로서, 스테이지, 유리 기판, 스케일 등은 온도에 의해 팽창 및 수축이 발생하기 때문에, 주변 환경의 온도가 변화한 경우, 절대적인 위치에 차(差)가 생기기 때문이다. 유리 기판이 대형화함에 따라, 스테이지의 위치 결정에 사용하는 스케일의 길이도 연장되기 때문에, 이 영향은 커지고, 무시할 수 없는 것이 된다.
두번째 요인으로서, 스테이지 등의 이동장치를 사용한 경우, 그 이동량이 절대적인 정밀도를 가지고 있지 않기 때문이고, 또한, 충분한 정밀도가 있었다고 하여도, 마커를 형성하는 스텝퍼 등의 다른 장치와의 사이에 절대 위치의 차가 생기기 때문이다.
세번째 요인으로서, 주변 환경의 온도나 냉각수의 온도 변화에 의해 레이저 발진기에서 내부 광학계나 케이스가 열 팽창이나 수축함으로써, 사출 각도나 위치가 어긋나는 일이 생기기 때문이다.
레이저 빔의 조사 위치가 소망의 위치로부터 어긋나는 것에 의해, 결정화되어야 할 영역이 비정질인 채로 남아 있거나, 또는 레이저 빔이 다수회 조사되는 영역이 생기거나, 또는 대립경 결정 영역의 양단의 요철 부분에 TFT가 형성되거나 한다. 이와 같이 하여 형성된 반도체막을 사용하여 TFT를 형성하면 그의 전기 특성의 편차가 크고, 신뢰성이 낮아지게 된다.
본 발명은 상기 문제를 감안하여 된 것으로, 온도 변화에 기인한 소망의 위치로부터의 레이저 빔 조사 위치의 어긋남을 보정하여 정밀도 좋게 레이저 빔을 조사할 수 있는 레이저 조사장치 및 레이저 조사방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 소망의 위치로부터의 레이저 빔 조사 위치의 어긋남을 보정하는 방법을 이용하여 신뢰성이 높은 TFT를 제조하는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 레이저 조사장치는, 레이저 빔이 조사된 영역을 카메라로 읽어내어, 소망의 위치로부터의 레이저 빔 조사 위치의 어긋남을 보정하는 것을 특징으로 한다. 또한, 기판 위에 제공된 마커들 사이의 거리를 읽어내어, 그 거리와 미리 결정된 마커들 간 거리와의 차를 검출하고 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 레이저 조사장치는, 레이저 빔을 사출하는 레이저 발진기와, XY 스테이지와, 상기 XY 스테이지 위에 제공된 피조사체의 표면에서 선 형상 빔이 되도록 상기 레이저 빔을 성형하는 광학계와, 상기 피조사체의 표면에 광을 조사하는 조명과, 상기 피조사체의 표면에서의 상기 광의 반사광을 검출하는 카메라를 포함하고, 상기 카메라로 검출한 상기 반사광으로부터 검출된 상기 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 레이저 조사장치는, 레이저 빔을 사출하는 레이저 발진기와, XY 스테이지와, 상기 XY 스테이지 위에 제공되고 적어도 2개의 얼라인먼트 마커가 형성되어 있는 피조사체의 표면에서 선 형상 빔이 되도록 상기 레이저 빔을 성형하는 광학계와, 상기 2개의 얼라인먼트 마커를 촬영하는 카메라와, 상기 카메라로 촬영한 화상으로부터 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 거리를 검출하는 화상 처리장치를 포함하고, 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 상기 거리와 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 미리 결정된 거리와의 차를 보정하여 상기 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 레이저 조사장치는, 레이저 빔을 사출하는 레이저 발진기와, XY 스테이지와, 상기 XY 스테이지 위에 제공되고 적어도 2개의 얼라인먼트 마커가 형성되어 있는 피조사체의 표면에서 선 형상 빔이 되도록 상기 레이저 빔을 성형하는 광학계와, 상기 피조사체의 표면에 광을 조사하는 조명과, 상기 2개의 얼라인먼트 마커 및 상기 피조사체의 표면에서의 상기 광의 반사광을 촬영하는 카메라와, 상기 카메라로 촬영한 화상으로부터 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 거리를 검출하는 화상 처리장치를 포함하고, 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 상기 거리와 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 미리 결정된 거리와의 차를 보정하여, 상기 카메라로 촬영한 상기 반사광으로부터 검출된 상기 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 레이저 조사장치에 있어서, 상기 피조사체는 유리 기판 위에 형성된 반도체막인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 레이저 조사장치에 있어서, 상기 레이저 발진기로서, YAG 레이저, YVO4 레이저, GdVO4 레이저, YLF 레이저, Ar 레이저 중 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 레이저 조사방법은, 피조사체의 표면에 선 형상 빔을 조사하는 단계, 상기 피조사체의 표면에 조사된 광의 반사광을 카메라로 검출하는 단계, 상기 카메라로 검출한 상기 반사광으로부터 검출된 상기 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 레이저 조사방법은, 적어도 2개의 얼라인먼트 마커가 제공되어 있는 피조사체의 표면을 카메라로 촬영하는 단계, 상기 카메라로 촬영한 화상으로부터 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 거리를 검출하는 단계, 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 상기 거리와 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 미리 결정된 거리와의 차를 보정하여, 상기 피조사체의 표면에 조사되는 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 레이저 조사방법은, 적어도 2개의 얼라인먼트 마커가 제공되어 있는 피조사체의 표면을 카메라로 촬영하는 단계, 상기 카메라로 촬영한 화상으로부터 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 거리를 검출하는 단계, 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 상기 거리와 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 미리 결정된 거리와의 차를 보정하여, 상기 피조사체의 표면에 조사되는 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하는 단계, 상기 피조사체의 표면에 상기 선 형상 빔을 조사하는 단계, 상기 피조사체의 표면에 조사된 광의 반사광을 상기 카메라로 검출하는 단계, 상기 카메라로 검출한 상기 반사광으로부터 검출된 상기 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
레이저 빔의 조사에 의해 악영향을 받지 않고 레이저 빔의 조사에 의해 레이저 어닐된 영역, 또는 선 형상 빔의 주사 방향과 교차하는 방향에 제공된 다수의 마커를 카메라 등의 위치 검출 수단에 의해 검출하고, 레이저 빔의 조사 위치를 보정함으로써, 온도 변화에 의한 열 팽창 또는 수축에 기인하는 레이저 빔의 조사 위치의 어긋남을 최소로 하고, 고정밀도로 피조사면 위에 레이저 빔을 조사할 수 있다.
도 1은 레이저 조사장치의 모식도.
도 2는 레이저 조사장치의 모식도.
도 3(A) 및 도 3(B)는 레이저 조사장치의 모식도.
도 4는 레이저 조사장치의 모식도.
도 5는 레이저 조사장치의 모식도.
도 6은 레이저 조사장치의 모식도.
도 7은 본 발명의 일 양태에 따른 반도체장치의 제조 공정을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 일 양태에 따른 반도체장치의 제조 공정을 나타내는 도면.
도 9(A)∼도 9(D)는 본 발명의 일 양태에 따른 반도체장치의 제조 공정을 나타내는 도면.
도 10(A)∼도 10(F)는 본 발명의 일 양태에 따라 제조된 반도체장치를 사용한 전자 기기를 나타내는 도면.
도 11(A) 및 도 11(B)는 본 발명의 일 양태에 따라 제조된 반도체장치를 사용한 전자 기기를 나타내는 도면.
본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 그러나, 본 발명이 이하의 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지 및 그 범위로부터 벗어남이 없이 그의 형태 및 상세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 또한, 이하에 설명하는 본 발명의 구성에서, 동일 부분 또는 동일한 기능을 가지는 부분에는 동일한 부호를 다른 도면 간에서 공통으로 사용하고, 그의 반복 설명은 생략한다.
[실시형태 1]
본 실시형태에서는, 레이저 빔 조사 후, 레이저 어닐된 영역을 관측함으로써, 소망의 조사 위치로부터의 레이저 빔의 어긋남을 보정하는 방법을 도 1∼도 3을 참조하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 마커를 가지는 반도체막이 성막된 유리 기판을 XY 스테이지 위에 세트하고, 선 형상 빔의 조사에 의해 그 반도체막을 어닐하는 예를 나타낸다. 선 형상 빔이란, 피조사면에서의 형상이 선 형상인 레이저 빔을 가리킨다. 여기서 말하는 "선 형상"이란 용어는 엄밀한 의미로 "선"을 의미하는 것이 아니고, 어스펙트비(aspect ratio)가 큰 직사각형(예를 들어, 어스펙트비 10 이상(바람직하게는 100 이상))을 의미한다. 또한, 선 형상으로 하는 것은, 피조사체에 대하여 충분한 어닐을 행하는데 요구되는 에너지 밀도를 확보하기 위함이므로, 피조사체에 대하여 충분한 어닐을 행할 수 있으면 레이저 빔은 직사각형 형상이어도 좋고 또는 타원 형상이어도 좋다.
도 1은 본 실시형태의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 1에서, 레이저 발진기(100)로부터 사출된 레이저 빔(101)은 광학계(103)를 통과하여 유리 기판(104)의 표면에 조사된다. 그리고, 유리 기판(104)의 표면에 조명(105)으로부터 광이 조사되고, 그의 반사광이 카메라(106)에 입사된다. 카메라(106)는 레이저 빔(101)이 조사된 영역 및 그 근방의 패턴을 화상 신호로 변환하고, 변환된 화상 신호는 화상 처리장치(107)로 보내지고, 화상 처리장치(107)에서 처리된 화상 신호는 모니 터(108)로 보내진다. 조작자는 레이저 빔이 조사된 영역과 그 근방의 패턴을 모니터(108)를 통하여 관측할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서, 유리 기판(104)이 세트된 XY 스테이지(109)는 구동장치(110)에 의해 이동되고, 구동장치(110), 화상 처리장치(107), 및 조명(105)은 컨트롤러(111)에 의해 제어된다. 또한, 카메라(106)가 고정되어 있는 상태에서, XY 스테이지(109)를 구동함으로써, 관측 위치를 바꿀 수 있다. 레이저 발진기(100)와 유리 기판(104) 사이의 광로에 배치된 광학계(103)는, 레이저 발진기(100)로부터 사출된 레이저 빔(101)을 유리 기판(104)의 표면에서 선 형상 빔이 되도록 성형하기 위한 것이다. 카메라(106)로서, 예를 들어, CCD 카메라를 사용할 수 있다.
다음에, 레이저 조사 위치의 어긋남을 제어하는 방법을 도 2를 참조하여 설명한다. 먼저, 마커(marker)(201, 202)를 가지는 반도체막(203)이 형성된 유리 기판(104)을 준비한다. 마커의 개수는 특별히 한정되지 않고, 레이저 조사 위치를 확정할 수 있으면 몇 개라도 제공하여도 좋다.
이어서, XY 스테이지(109) 위에 유리 기판(104)을 세트한다. 이때, 2개의 마커(201, 202)를 연결하는 직선과, 선 형상 빔(204)의 장축 방향과, XY 스테이지(109)의 Y축이 평행하게 되도록 배치하는 것이 바람직하다. 다음에, XY 스테이지(109)를 이동시킴으로써, 마커(201)의 위치를 카메라(106)로 검출한 후, 마커(201)의 검출 위치로부터 유리 기판(104)을 Y방향으로 이동시키고, 카메라(106)에 의해 마커(202)를 검출한다. 이것에 의해, 레이저 조사 위치를 확정한다. 상기에서는, 선 형상 빔(204)의 장축 방향을 XY 스테이지(109)의 Y축에 평행하게 배 치하였지만, XY 스테이지(109)의 X축에 평행하게 배치하여도 상관없다. 이때는, Y축을 X축으로, Y축 방향을 X축 방향으로 치환하여 생각한다.
다음에, 선 형상 빔(204)을 반도체막(203)에 조사하면서 XY 스테이지(109)를 X축 방향으로 이동시켜, 반도체막(203)을 레이저 어닐한다. 이때, 선 형상 빔(204)의 장축 방향은 Y축 방향과 평행하게 되도록 한다. 그 후, 레이저 어닐된 영역을 카메라(106)로 검출한다. 도 2에서, 영역(211)은 선 형상 빔(204)이 조사된 영역을 나타낸다.
그 후, 다시 XY 스테이지(109)를 X축 방향으로 이동시키고, 카메라(106)에 의해 마커를 검출한다. 그 다음, XY 스테이지(109)를 Y축 방향으로 이동시키고, 레이저 어닐된 영역, 즉, 대립경 결정 영역(303)을 카메라(106)에 의해 검출한다. 카메라(106)에 의한 마커의 검출로부터 대립경 결정 영역(303)의 검출까지의 기간 중에 XY 스테이지가 Y축 방향으로 이동한 거리를 "a"라 한다.
이때, 유리 기판(104) 위의 선 형상 빔(204)의 조사 위치와 카메라(106)의 시야 위치를 고려하면, 선 형상 빔(204)의 조사 위치의 Y 좌표와 카메라(106)의 Y 좌표가 동일한 것이 바람직하다. 왜냐하면, 유리 기판 위의 선 형상 빔의 조사 위치가 카메라(106)의 위치를 기준으로 하여 결정되기 때문에, 그들의 상대 위치가 떨어져 있을 수록 오차가 커지기 때문이다. 그러나, 실제로는, 카메라(106)의 Y 좌표를 소망의 조사 위치(여기서는 마커(201)의 위치)에 맞추었을 때, 선 형상 빔(204)을 마커(201)의 위치에 조사하는 것은 곤란하다. 따라서, 선 형상 빔(204)이 실제로 조사된 위치의 Y 좌표와 카메라(106) 및 마커(201)의 Y 좌표는 어긋나게 된다. 즉, 선 형상 빔(204)은 마커(201)로부터 Y축 방향으로 거리 "a"만큼 어긋난 위치에 조사된다(도 2). 여기서, 거리 "a"는 XY 스테이지(109)의 엔코더(encoder)에 의해 측정된 값이다. 여기서, 설계상으로는 거리 "a"는 0이 되어야 하지만, 실제로는 주위 환경의 변화 등 때문에 거리 "a"는 0 이외의 값이 되는 경우가 많다. 그래서, 기판을 Y축 방향으로 거리 "a"만큼 되돌리는 것에 의해, 소망의 조사 위치에 레이저 빔을 조사하는 것이 가능하게 된다.
여기서, 레이저 어닐된 영역을 카메라(106)로 검출하는 방법을 설명한다. 반도체막(203)에 선 형상 빔(204)을 조사하여 레이저 어닐된 영역은 반도체막(203)의 표면의 레이저 어닐되지 않은 영역과는 다르다. 따라서, 이 레이저 어닐된 영역을 간편하게 검출하기 위해서는, 반도체막(203)의 표면에 비스듬하게 광을 비추고, 산란광의 양을 CCD 카메라 등으로 검출하면 좋다. 레이저 어닐된 영역과 레이저 어닐되지 않은 영역에서는 산란광의 양이 다르기 때문에, 레이저 빔이 조사된 영역과 조사되지 않은 영역을 판별할 수 있다.
예를 들어, 도 3(A)에 나타내는 바와 같이, 조명(105)의 광을 반도체막(203)에 비스듬하게 비추고, 유리 기판(104)의 표면 또는 내부로부터의 정반사광이 카메라(106)에 들어가지 않도록 각도를 조정한다. 레이저 빔이 조사된 영역(간단히, 조사 영역이라고도 한다)의 표면은 조사되지 않은 영역에 비해 요철이 크기 때문에, 산란광의 강도가 높아, 이것에 의해 조사 영역을 검출할 수 있다. 또한, 도 3(B)에 나타내는 바와 같이, 레이저 빔의 조사 영역(301)과 미조사 영역(302) 사이의 경계를 고배율 카메라로 검출함으로써, 거리 "a"를 보다 높은 정밀도로 측정할 수 있다.
본 실시형태에서, 레이저 빔을 조사하여 레이저 어닐된 영역을 카메라 등의 위치 검출 수단으로 검출하여, 레이저 빔의 조사 위치를 보정함으로써, 온도 변화에 의한 열 팽창 또는 수축에 기인하는 레이저 빔의 조사 위치의 어긋남을 줄여, 반도체막상에 고정밀도로 레이저 빔을 조사할 수 있다. 또한, TFT를 형성하는 경우, TFT가 제공되지 않은 영역을 레이저 어닐하고, 카메라 등에 의해 위치를 검출하기 때문에, TFT의 특성에 영향을 주는 일이 없다. 또한, 반도체막의 소망의 위치에 정확하게 레이저를 조사할 수 있기 때문에, 소망의 위치를 균일하게 레이저 어닐할 수 있어, 특성이 좋은 TFT를 효율적으로 형성할 수 있다.
[실시형태 2]
본 실시형태에서는, 다수의 마커의 상대 위치를 검출하여, 소망의 조사 위치로부터의 레이저 조사 위치의 어긋남을 보정하는 방법을 설명한다. 도 4에서 도 1∼도 3의 것과 같은 부분은 같은 부호로 나타내고, 그의 설명은 생략한다. 도 4는 XY 스테이지 및 XY 스테이지 위에 제공된 시료의 일부를 나타낸다.
먼저, 거리 "L"만큼 떨어져 있는 2개의 마커(401, 403)가 제공되어 있는 반도체막(203)이 표면에 형성된 유리 기판(104)을 준비한다(도 4). 여기서, 원래에는, 마커(403)는 유리 기판(104) 위에서 거리 "L"만큼 마커(401)로부터 떨어져 있는 위치(도 4의 마커(402)의 위치)에 형성되어 있을 것이지만, 주위 환경의 변화 때문에 거리 "L"과는 다른 거리 "N"만큼 마커(401)로부터 떨어져 있는 위치에 마커(403)가 형성된다.
다음에, XY 스테이지(109) 위에 유리 기판(104)을 세트한다. 이때, 2개의 마커(401, 403)를 연결하는 직선과, 선 형상 빔의 장축 방향과, XY 스테이지(109)의 Y축 방향이 서로 평행하게 되도록 배치한다. 그 다음, XY 스테이지(109)를 이동시킴으로써, 마커(401)의 위치를 카메라(106)로 검출한 후, 마커(401)의 검출된 위치로부터 XY 스테이지(109)를 Y방향으로 이동시키고, 카메라(106)에 의해 마커(403)를 검출한다. 이때, 원래에는, XY 스테이지(109)가 Y방향으로 이동하는 거리, 즉, 마커(401)와 마커(403) 사이의 거리는 설계상 결정된 마커(401)와 마커(402) 사이의 거리 L과 일치할 것이지만, 주변 환경의 변화 때문에, 마커(401)와 마커(403) 사이의 거리는 설계상의 거리 L과는 다른 값이 된다. 이 XY 스테이지(109)가 이동한 거리를 "N"으로 나타낸다. 또한, 이 거리 N은 XY 스테이지(109)에 장착된 엔코더 등의 측장기(測長器)(end-measuring machine)로 측정된 값이다. 이 측장기가 유리 기판(104)과 거의 동등한 열팽창률을 가지는 스케일(scale)을 가지는 경우, 유리 기판(104)과 스케일이 주위의 온도에 동조하여 같은 사이즈로 변화하기 때문에, 주위 온도의 변화에 무관하게 정밀도 높은 측장이 가능하게 된다.
XY 스테이지(109)의 측장기에서, 거리 N을 거리 L로서 간주하고, XY 스테이지(109)의 좌표를 바꿈으로써, 보다 정확한 위치에서 레이저 어닐을 행할 수 있다. 여기서는, Y축 방향의 위치 결정 정밀도를 높이는 예를 나타낸다. 이것은, 본 발명의 레이저 어닐 방법이 선 형상 빔의 장축 방향에서 보다 높은 정밀도를 가져야 하기 때문이다. 또한, 상기한 예에서는, 선 형상 빔의 장축 방향이 XY 스테이지의 Y축에 평행하게 배치하였지만, 선 형상 빔의 장축 방향이 XY 스테이지의 X축에 평 행하게 배치하여도 상관없다. 이때는, Y축을 X축으로, Y방향을 X방향으로 치환하여 생각한다.
그 후, 실시형태 1에서 설명한 바와 같이, 레이저 빔 조사 후, 레이저 어닐된 영역을 관측하여, 소망의 조사 위치로부터의 레이저 빔의 어긋남을 보정하여도 좋다. 이때, 실시형태 1의 도 2와 마찬가지로, 선 형상 빔(204)은 카메라(106)로부터 Y축 방향으로 거리 "a"만큼 어긋난 위치에 조사된다. 본 실시형태에서는, 거리 N을 거리 L로서 간주하고, XY 스테이지(109)의 좌표를 바꾸기 때문에, 거리 "a"의 좌표를 바꾸고 환산한다. 그것에 의해, 레이저 빔이 소망의 조사 위치에 조사될 수 있다.
또한, 레이저 빔의 조사 위치의 어긋남의 양이 0이 되도록 레이저 빔의 조사 위치를 보정하는 것이 바람직하지만, 크기가 수 mm 평방 이하, 크더라도 수 10 mm 평방인 반도체장치를 제조하는 경우, 30 ㎛ 이하, 바람직하게는 10 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 5 ㎛ 이하의 범위 내에 들어가도록 보정하면, 반도체장치의 특성에의 영향이 적다. 또한, 장치 배치의 점에서, 레이저 빔의 조사 위치의 어긋남의 양을 0으로 할 수 없는 경우에는, 레이저 빔의 조사 위치의 어긋남의 양을 장치에 미리 기억시켜 두고, 그 양을 보정값으로서 사용하여도 좋다. 이 경우, 기억된 어긋남의 양에 있어서의 오차는 상기한 범위 내로 하여야 한다. 실시형태 1과 실시형태 2를 조합하여 사용함으로써, 레이저 빔의 조사 위치의 어긋남을 더욱 정밀도 좋게 보정할 수 있다.
본 실시형태에서는, 마커들 사이의 미리 결정된 거리와 마커들 사이의 실제 로 측정한 거리와의 차를 보정함으로써, 스테이지와 유리 기판 사이에 생기는 열팽창에 의한 레이저 빔의 조사 위치의 어긋남, 및 마커를 형성하기 전 공정에서의 장치로부터의 스케일 차이를 보정하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 온도 변화에 의한 열 팽창 또는 수축에 기인하는 레이저 빔의 조사 위치의 어긋남을 줄일 수 있고, 반도체막상에 레이저 빔을 고정밀도로 조사할 수 있다. 또한, TFT를 형성하는 경우, TFT가 제공되지 않은 영역을 레이저 어닐하고, 카메라 등에 의해 위치를 검출하기 때문에, TFT의 특성에 영향을 주는 일이 없다. 또한, 반도체막의 소망의 위치에 정확하게 레이저를 조사할 수 있기 때문에, 소망의 위치를 균일하게 레이저 어닐할 수 있어, 특성이 좋은 TFT를 효율적으로 제조하는 것이 가능하다.
[실시형태 3]
본 실시형태에서는, 반도체막을 결정화하는 공정에 대하여 설명한다. 도 5에서 도 1∼도 4의 것과 같은 부분은 같은 부호로 나타내고, 그의 설명은 생략한다. 도 5는 본 실시형태에 있어서의 레이저 조사장치의 일부를 나타낸다.
본 실시형태에서는, 도 5에 나타내는 레이저 발진기(100)는, 출력이 20 W, 파장이 532 nm, 빔 직경이 2 mm, 빔의 횡 모드가 TEM00인 CW 레이저 발진기이다.
레이저 발진기(100)로부터 사출된 레이저 빔은, 레이저 빔의 에너지 밀도가 낮은 부분이 슬릿(502)에 의해 차단되고, 미러(503)에 의해, 유리 기판(104) 위에 성막된 반도체막(203)에 대하여 수직 방향으로 편향된다.
편향된 레이저 빔의, 슬릿(502)에 의해 만들어진 상(像)은, 한 방향으로 작 용하는 실린드리컬(cylindrical) 렌즈(504)에 의해 조사면인 반도체막(203)에 투영된다. 이때, 레이저 빔의 입사 각도는 조사면에 대하여 수직이다.
또한, 레이저 빔은, 작용 방향이 실린드리컬 렌즈(504)와는 90° 다른 실린드리컬 렌즈(505)에 의해 집광되어, 반도체막(203)에 조사된다. 즉, 실린드리컬 렌즈(504)는 조사면에서의 선 형상 빔(204)의 장축 방향에만 작용하고, 실린드리컬 렌즈(505)는 단축 방향에만 작용한다.
본 발명에서는, 결정성 불량 영역(304)을 감소시키고, 또한 결정성 불량 영역(304)이 TFT의 형성 영역에 형성되는 것을 방지하기 위해, 광로에 단일 슬릿을 가지는 광학계를 사용하였다. 그러나, 슬릿을 사용하면 광의 회절이 생기고, 회절의 영향에 의해 반도체막에 줄무늬가 나타난다. 줄무늬의 발생을 막기 위해, 본 발명에서는, 실린드리컬 렌즈(504)와 슬릿(502)과 조사면이 되는 반도체막(203)과의 위치 관계를 이하의 식 1 및 식 2에 따르는 것으로 한다.
M1 = f(s＋D)/D ‥‥ (식 1)
M2 = f(s＋D)/s ‥‥ (식 2)
식 1 및 식 2에서, "s"는 슬릿의 폭, "D"는 선 형상 빔의 장축 방향의 길이, "f"는 실린드리컬 렌즈의 초점거리, "M1"은 슬릿(502)과 실린드리컬 렌즈(504) 사이의 간격, "M2"는 실린드리컬 렌즈(504)와 조사면이 되는 반도체막(203) 사이의 간격이다.
이것에 의해, 슬릿에 의해 만들어진 상은 실린드리컬 렌즈들에 의해 조사면에 투영된다. 슬릿의 위치에서는, 레이저 빔에 회절이 생기지 않기 때문에, 이 위 치에서는 회절에 의한 줄무늬가 발생하지 않는다. 따라서, 슬릿에 의해 만들어진 상이 투영되는 조사면에서도 줄무늬는 발생하지 않는다.
본 실시형태에서, 실린드리컬 렌즈(504)의 초점거리가 150 mm, 슬릿의 폭이 0.5 mm, 조사면이 되는 반도체막(203) 위의 성형된 선 형상 빔의 장축 방향의 길이가 0.5 mm인 경우, 식 1 및 식 2를 만족시키기 위해 필요한, 슬릿(502)과 실린드리컬 렌즈(504) 사이의 광로의 간격(M1) 및 실린드리컬 렌즈(504)와 반도체막(203) 사이의 광로의 간격(M2)을 상기 값에 의거하여 구하면, 이하의 식 3 및 식 4와 같이 값이 구해진다.
M1 = f(s＋D)/D = 150×(0.5＋0.5)/0.5 = 300 mm ‥‥ (식 3)
M2 = f(s＋D)/s = 150×(0.5＋0.5)/0.5 = 300 mm ‥‥ (식 4)
본 실시형태에서는, 식 3 및 식 4로 구한 위치 관계를 만족하도록 이들 구성요소를 배치하고, 레이저 빔을 반도체막 위에 조사한 결과, 회절에 의한 줄무늬는 전달되지 않고, 레이저 빔이 균일하게 조사되어, 결정성 불량 영역이 형성됨이 없이 대립경 결정 영역의 폭이 0.5 mm인 대립경 결정 영역을 얼룩 없이 균일하게 형성할 수 있다.
상기와 같은 광학계에 의해 선 형상으로 성형된 레이저 빔을, X축 스테이지(509) 및 Y축 스테이지(510)에 세트된 유리 기판(104) 위에 성막된 반도체막(203)에 조사하면서, 400 mm/sec의 속도로 빔을 주사 이동시킴으로써, 유리 기판의 전면(全面)에 대립경 결정을 형성할 수 있다.
다음에, 레이저 조사 위치의 어긋남을 보정하는 방법에 대하여 설명한다. 유리 기판 위에 성막된 반도체막(203)에는, 도 5 및 도 6에서 나타내는 바와 같이 다수의 마커(512a∼512c)가 제공되어 있다. 도 6은 도 5를 위에서 본 도면이다.
먼저, X축 스테이지(509), Y축 스테이지(510), 및 θ 스테이지(508)를 사용하여, 스테이지와는 별도로 고정된 CCD 카메라(106)에 의해, 반도체막(203) 위의 마커(512a, 512b)를 각각 검출한다.
여기서, 마커의 검출 정밀도를 높이기 위해, 이때 사용하는 CCD 카메라는 고배율 렌즈를 가지는 것이 바람직하다. 그러나, 유리 기판을 스테이지에 세트하는 정밀도의 악화 등에 의해 마커의 위치 정밀도가 악화되는 경우에는, CCD 카메라로 마커를 검출할 수 있는 유효 범위를 높이기 위해, 줌(zoom) 카메라를 사용하여도 좋고, 또는 거친 조정(coarse adjustment)용의 저배율 렌즈와 미세 조정(fine adjustment)용의 고배율 렌즈를 구비한 CCD 카메라를 사용하여도 좋다.
마커(512a, 512b)는 TFT의 채널 방향과 평행이 되도록 배치되고, 마커(512a, 512b)를 검출하고 θ 스테이지(508)를 사용하여 회전 방향의 각도를 조정함으로써, TFT의 채널 방향과 선 형상 빔(204)의 주사 방향을 평행으로 할 수 있다.
상기한 θ 스테이지를 사용한 각도 조정을 행하지 않으면, TFT의 형성 영역에 결정성 불량 영역이 형성될 가능성이 있어, 수율 저하의 원인이 된다.
θ 스테이지(508)의 각도를 조정한 후, X축 스테이지(509)와 Y축 스테이지(510)를 사용하여 CCD 카메라(106)로 마커(512a, 512c)를 각각 검출한다.
마커(512a, 512c)는 소망의 거리만큼 떨어져 있을 것이지만, 실제로 카메라(106)에 의해 검출하여 구한 2개의 마커들 사이의 간격은 소망의 거리로부터 약 간 어긋나 있다. 이 어긋남을 검출하여, X축 스테이지 및 Y축 스테이지의 절대 위치를 보정한다.
선 형상 빔(204)의 위치의 어긋남을 보정한 다음, X 스테이지 및 Y 스테이지의 이동을 반복함으로써, TFT가 제공될 영역에 대립경 결정을 정확하게 형성할 수 있다.
본 실시형태에서, 반도체막의 소망의 위치에 정밀도 좋게 레이저 빔을 조사할 수 있고, 소망의 위치를 균일하게 레이저 어닐하는 것이 가능하다. 따라서, 품질이 양호하고 편차가 적은 반도체장치를 효율 좋게 제조할 수 있어, 비용의 저감에 유효하다. 이러한 방법으로 대립경 결정을 포함하는 반도체막을 사용하여 TFT를 형성할 수 있기 때문에, 고속 디바이스를 제조할 수 있다.
[실시형태 4]
본 실시형태에서는, 박막트랜지스터(TFT)를 형성하는 공정에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시형태에서는 탑 게이트형(순스태거형) TFT의 제조방법을 기재하지만, 본 발명이 탑 게이트형 TFT에 한정되는 것은 아니고, 보텀 게이트형(역스태거형) TFT 등에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 많은 다른 양태로 실시될 수 있고, 여기에 개시한 형태 및 상세한 사항을 본 발명의 취지 및 그 범위로부터 벗어남이 없이 다양하게 변경할 수 있다는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 본 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 또한, 본 실시형태는 다른 실시형태들 중 어느 것과도 자유롭게 조합될 수 있다.
도 7은 도 1의 XY 스테이지(109)를 나타낸 것이다. XY 스테이지(109)는 흡착 기능을 가지고, X축 방향 또는 Y축 방향을 따라 이동할 수 있다. 먼저, 도 7에 나타내는 바와 같이, 흡착 기능을 가진 XY 스테이지(109) 위에, 절연 표면을 가지는 절연 기판(700), 하지막(701), 비정질 반도체막(702)을 순차로 형성한 것을 세트한다. 절연 기판(700)으로는, 예를 들어, 바륨 붕규산 유리나 알루미노 붕규산 유리 등의 유리 기판, 석영 기판, 스테인리스 강(鋼) 기판 등을 사용할 수 있다. 또한, PET, PES, PEN 등으로 대표되는 플라스틱이나 아크릴 등의 가요성 합성 수지로 된 기판은 일반적으로 다른 기판과 비교하여 내열 온도가 낮은 경향이 있지만, 제조 공정에서의 처리 온도에 견딜 수 있다면, 가요성 합성 수지로 된 기판을 사용할 수도 있다.
하지막(701)은, 절연 기판(700)에 포함된 Na 등의 알칼리 금속이나 알칼리토류 금속이 반도체막 중으로 확산하여 반도체소자의 특성에 악영향을 미치는 것을 방지하기 위해 제공된다. 따라서, 하지막은, 알칼리 금속이나 알칼리토류 금속이 반도체막 중으로 확산하는 것을 억제할 수 있는 산화규소, 질화규소, 질소를 함유하는 산화규소, 산소를 함유하는 질화규소 등의 절연막으로 형성된다. 예를 들어, 플라즈마 CVD법에 의해 질화산화규소막을 10∼400 nm의 막 두께로 성막한다. 불순물의 확산이 별로 문제가 되지 않는 석영 기판 등의 기판을 사용하는 경우에는, 하지막을 반드시 형성할 필요는 없다.
그 다음, 하지막(701) 위에 막 두께 25∼100 nm(바람직하게는 30∼60 nm) 정도의 비정질 반도체막(702)이 형성된다. 비정질 반도체막으로서는, 규소나, 게르 마늄을 포함하는 규소를 사용할 수 있다. 게르마늄을 포함하는 규소를 사용하는 경우, 게르마늄의 농도는 0.01∼4.5 원자% 정도인 것이 바람직하다.
도 8은 도 7의 상면도이다. 비정질 반도체막(702) 위에는, 다수의 얼라인먼트 마커(alignment marker)(801∼803)가 형성되어 있다. 여기서, 실시형태 1 및 실시형태 2에 나타낸 방법들 중 어느 것을 이용하여, 소망의 조사 위치로부터의 선 형상 빔(204)의 어긋남을 보정한다. 도 7 및 도 8에서, 선 형상 빔(204)이 화살표를 따라 조사되고 있다.
도 9(A)∼도 9(D)는 도 8의 M과 N을 연결하는 점선을 따라 취한 단면도이다. 도 9(A)에 나타내는 바와 같이, 절연 기판(700) 위에 하지막(701)과 비정질 반도체막(702)이 순차로 적층되어 있다. 선 형상 빔은 비정질 반도체막(702)의 표면에서 도 9(B)에 나타낸 화살표의 방향으로 주사한다. 그 선 형상 빔의 조사에 의해, 주사 방향으로 연속적으로 성장한 결정립이 형성된다. 상기한 바와 같이, 선 형상 빔의 주사 방향으로 길게 연장하는 결정립을 형성함으로써, 결정성 반도체막(606a)의 채널에서의 캐리어 이동 방향에는 결정립계가 거의 존재하지 않는 TFT를 형성할 수 있다.
그 후, 도 9(C)에 나타내는 바와 같이 결정성 반도체막(606a)을 가공하여, 섬 형상의 반도체막(704∼707)을 형성한다. 섬 형상의 반도체막(704∼707)을 사용하여, TFT로 대표되는 각종 반도체소자를 형성한다. 그 다음, 섬 형상의 반도체막(704∼707)을 덮도록 게이트 절연막(708)을 형성한다. 게이트 절연막(708)은 플라즈마 CVD법, 스퍼터링법 등에 의해, 예를 들어, 산화규소, 질화규소 또는 질화산 화규소 등으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 스퍼터링법에 의해 막 두께 30 nm∼200 nm의 규소를 함유하는 절연막을 형성하면 좋다.
다음에, 게이트 절연막 위에 도전막을 형성하고 에칭하여 게이트 전극을 형성한다. 그 후, 게이트 전극, 또는 레지스트를 형성하고 에칭한 것을 마스크로 사용하여 섬 형상의 반도체막(704∼707)에 n형 또는 p형의 도전성을 부여하는 불순물 원소를 선택적으로 첨가하여, 소스 영역, 드레인 영역, LDD 영역 등을 형성한다. 상기한 공정에 의해, N채널형 트랜지스터(710, 712)와 P채널형 트랜지스터(711, 713)를 동일 기판 위에 형성할 수 있다(도 9(D)). 이어서, 이들 트랜지스터의 보호막으로서 절연막(714)을 형성한다. 이 절연막(714)은 플라즈마 CVD법 또는 스퍼터링법에 의해 막 두께 100 nm∼200 nm의 규소를 함유하는 절연막을 단층 또는 적층 구조로 형성하면 좋다. 예를 들어, 플라즈마 CVD법에 의해 막 두께 100 nm의 산화질화규소막을 형성하면 좋다.
다음에, 절연막(714) 위에 유기 절연막(715)을 형성한다. 유기 절연막(715)은 SOG법에 의해 도포되는 폴리이미드, 폴리아미드, BCB, 아크릴 등의 유기 절연막으로 형성한다. 그 유기 절연막(715)은, 절연 기판(700) 위에 형성된 TFT에 의한 요철을 완화하고 평탄화한다는 의미가 강하기 때문에, 평탄성이 우수한 막이 바람직하다. 또한, 포토리소그래피법에 의해, 절연막(714) 및 유기 절연막(715)을 패터닝하여, 불순물 영역에 도달하는 콘택트 홀을 형성한다.
다음에, 도전성 재료를 사용하여 도전막을 형성하고, 이 도전막을 패터닝하여, 배선(716∼723)을 형성한다. 그 후, 보호막으로서 절연막(724)을 형성하면, 도 9(D)에 나타내는 바와 같은 반도체장치가 완성된다. 또한, 본 발명의 레이저 어닐 방법을 이용한 반도체장치의 제조방법은, 상기한 TFT의 제조공정에 한정되는 것은 아니다. 본 실시형태에서는, 레이저 조사방법을 이용하여 얻어지는 결정성 반도체막을 TFT의 활성층으로서 사용한다. 그 결과, 소자 간의 이동도, 스레시홀드 및 온(ON) 전류의 편차를 억제할 수 있다. 또한, 레이저 빔의 조사 조건은 본 실시형태에서 나타낸 것에 한정되는 것은 아니다.
또한, 레이저 빔에 의한 결정화 전에, 촉매 원소를 사용한 결정화 공정을 제공하여도 좋다. 그 촉매 원소로서는, 니켈(Ni)을 사용하고 있지만, 그 외에도, 게르마늄(Ge), 철(Fe), 팔라듐(Pd), 주석(Sn), 납(Pb), 코발트(Co), 백금(Pt), 구리(Cu), 금(Au)과 같은 원소를 사용할 수도 있다. 촉매 원소를 사용한 결정화 공정 후에, 레이저 빔에 의한 결정화 공정을 행하면, 촉매 원소에 의한 결정화 시에 형성된 결정이 레이저 빔의 조사에 의해 용해되지 않고 잔존하고, 이 결정을 결정핵으로 하여 결정화가 진행된다.
따라서, 레이저 빔에 의한 결정화 공정만을 행한 경우에 비하여, 반도체막의 결정성을 더욱 높일 수 있고, 레이저 빔에 의한 결정화 후의 반도체막의 표면의 거칠어짐을 억제할 수 있다. 따라서, 후에 형성되는 반도체소자, 대표적으로는 TFT의 특성의 편차가 더욱 억제되어, 오프 전류를 억제할 수 있다. 또한, 촉매 원소를 첨가하고 가열 처리를 행하여 결정화를 촉진하고 나서, 레이저 조사에 의해 결정성을 더욱 높이도록 결정화를 행하여도 좋다. 또는, 가열 처리를 생략하여도 좋다. 구체적으로는, 촉매 원소를 첨가한 후, 가열 처리 대신에 레이저 빔을 조사하 여, 결정성을 높이도록 하여도 좋다.
본 실시형태에서, 반도체막의 소망의 위치에 정밀도 좋게 레이저를 조사할 수 있고, 소망의 위치를 균일하게 레이저 어닐하는 것이 가능하다. 따라서, 품질이 양호하고 편차가 적은 반도체장치를 효율 좋게 제조할 수 있어, 비용의 저감에 유효하다.
[실시형태 5]
본 발명의 레이저 조사 위치의 어긋남을 보정하는 방법을 이용하여 제조한 반도체장치를 사용하여 다양한 전자기기를 제조할 수 있다. 전자기기의 구체적인 예를 도면을 참조하여 설명한다. 그러나, 본 발명은 많은 다른 양태로 실시하는 것이 가능하고, 여기에 개시된 형태 및 상세한 사항을 본 발명의 취지 및 그 범위로부터 벗어남이 없이 다양하게 변경할 수 있다는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명이 본 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 또한, 본 실시형태는 다른 실시형태들 중 어느 것과도 자유롭게 조합될 수 있다.
도 10(A)는 케이스(2201), 지지대(2202), 표시부(2203), 스피커부(2204), 비디오 입력 단자(2205) 등을 포함하는 디스플레이를 나타낸다. 표시부(2203)의 화소는 실시형태 3과 같은 방법으로 제조된 박막트랜지스터를 포함한다. 이것에 의해, 반도체막에 레이저 조사에 의한 간섭 줄무늬가 생기지 않고, 결정 영역의 면적을 늘리고, 또한, 결정성 불량 영역의 면적을 줄이는 것이 가능하게 되고, 디스플레이의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 대면적 기판의 레이저 조사 처리를 효율적으로 행할 수 있기 때문에, 디스플레이의 생산성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 대화면의 디스플레이의 생산 비용의 삭감에 기여할 수 있다. 또한, 표시부(2203)는 메모리, 구동회로부 등을 가지고 있어도 좋고, 본 발명의 반도체장치를 메모리, 구동회로부 등에 적용하여도 좋다. 또한, 디스플레이는, 액정의 전기광학 효과를 이용한 액정 표시장치, 일렉트로루미네슨스(Electro Luminesence) 등의 발광재료를 사용한 표시장치, 전자원(electron source) 소자를 사용한 표시장치, 자장(磁場)의 인가에 의해 반사율이 변화하는 콘트라스트 매체(전자 잉크라고도 불린다)를 사용한 표시장치 등, 박막트랜지스터와 각종 표시 매체를 조합한 다양한 표시장치를 포함한다. 디스플레이는 컴퓨터용, 텔레비전용, 전자 책 등의 정보 표시 기기용, 광고 표시용 또는 안내 표시용 등 모든 정보 표시용 기기에 사용될 수 있다.
도 10(B)는 케이스(2211), 표시부(2212), 키보드(2213), 외부 접속 포트(2214), 포인팅 마우스(2215) 등을 포함하는 컴퓨터를 나타낸다. 표시부(2212)나, 컴퓨터에 부수하는 CPU, 메모리, 구동회로부 등에 박막트랜지스터가 사용된다. 본 발명의 레이저 조사장치를 사용하여 제조된 박막트랜지스터를 표시부(2212)나, 컴퓨터에 부수하는 CPU, 메모리, 구동회로부 등에 사용함으로써, 제품의 품질이 향상되고, 품질의 편차를 줄일 수 있다.
도 10(C)는 휴대 단말기의 하나의 대표예인 휴대 전화기를 나타낸다. 이 휴대 전화기는 케이스(2221), 표시부(2222), 조작 키(2223) 등을 포함한다. 표시부(2222)나, 휴대 전화기에 부수하는 CPU, 메모리 등의 기능 회로부에 박막트랜지 스터가 사용된다. 본 발명의 레이저 조사장치를 사용하여 제조된 박막트랜지스터를 표시부(2222)나, 휴대 전화기에 부수하는 CPU, 메모리 등의 기능 회로부에 사용함으로써, 제품의 품질이 향상되고, 품질의 편차를 줄일 수 있다. 본 발명의 레이저 조사장치를 사용하여 제조된 반도체장치는 휴대 전화기를 비롯하여, PDA(Personal Digital Assistants, 휴대 정보 단말기), 디지털 카메라 등의 카메라, 소형 게임기 등의 전자기기에 사용될 수도 있다.
도 10(D) 및 도 10(E)는 디지털 카메라를 나타낸다. 또한, 도 10(E)는 도 10(D)의 디지털 카메라의 뒷쪽을 나타내는 도면이다. 이 디지털 카메라는 케이스(2231), 표시부(2232), 렌즈(2233), 조작 키(2234), 셔터(2235) 등을 포함한다. 표시부(2232)나, 표시부(2232)를 제어하는 구동회로부 등에 박막트랜지스터가 사용된다. 본 발명의 레이저 조사장치를 사용하여 제조된 박막트랜지스터를 표시부(2232)나, 표시부(2232)를 제어하는 구동회로부, 및 다른 회로 등에 사용함으로써, 제품의 품질이 향상되고, 품질의 편차를 줄일 수 있다.
도 10(F)는 본체(2241), 표시부(2242), 케이스(2243), 외부 접속 포트(2244), 리모콘 수신부(2245), 수상부(2246), 배터리(2247), 음성 입력부(2248), 조작 키(2249), 접안부(2250) 등을 포함하는 디지털 비디오 카메라를 나타낸다. 표시부(2242)나, 표시부(2242)를 제어하는 구동회로부 등에 박막트랜지스터가 사용된다. 본 발명의 레이저 조사장치를 사용하여 제조된 박막트랜지스터를 표시부(2242)나, 표시부(2242)를 제어하는 구동회로부, 및 다른 회로 등에 사용함으로써, 제품의 품질이 향상되고, 품질의 편차를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 레이저 조사 위치의 어긋남을 보정하는 방법을 이용하여 제조되는 박막트랜지스터를 박막 집적회로, 또는 비접촉형 박막 집적회로 장치(무선 IC 태그(tag), 또는 RFID(Radio Frequency Identification) 태그라고도 불린다)에 사용할 수도 있다. 다른 실시형태들에서 나타낸 제조방법을 이용하여 제조된 박막 집적회로 및 비접촉형 박막 집적회로는 태그나 메모리에 사용될 수 있다.
도 11(A)는 여권(2301)에 무선 IC 태그(2302)를 부착한 상태를 나타내고 있다. 또는, 여권(2301)에 무선 IC 태그(2302)를 묻어도 좋다. 마찬가지로, 운전 면허증, 신용카드, 지폐, 동전, 증권, 상품권, 티켓, 여행자 수표(T/C), 건강 보험증, 주민등록증, 호적등본 등에 무선 IC 태그를 붙이거나 묻거나 할 수 있다. 이 경우, 진짜인 것을 나타내는 정보만을 무선 IC 태그에 입력하여 두고, 부정하게 정보를 읽어내거나 기입하거나 할 수 없도록 액세스권을 설정한다. 이와 같이 태그를 사용함으로써, 위조된 것과 진짜인 것을 구별하는 것이 가능하게 된다.
이 밖에, 무선 IC 태그를 메모리로서 사용하는 것도 가능하다. 도 11(B)는 무선 IC 태그(2311)를 야채의 포장지에 붙이는 라벨에 묻은 예를 나타내고 있다. 또한, 포장지 자체에 무선 IC 태그를 붙이거나 묻거나 해도 상관없다. 무선 IC 태그(2311)에는, 생산지, 생산자, 제조년월일, 가공 방법 등의 생산 단계의 공정이나, 상품의 유통 과정, 가격, 수량, 용도, 형상, 중량, 유통기한, 각종 인증 정보 등을 기록하는 것이 가능하다. 무선 IC 태그(2311)로부터의 정보를 무선식 리더(reader)(2312)의 안테나부(2313)에 의해 수신하여 읽어내고, 리더(2312)의 표시부(2314)에 표시함으로써, 도매업자, 소매업자, 소비자가 그 정보를 파악하는 것이 용이하게 된다. 또한, 생산자, 거래업자, 소비자 각각 대하여 액세스권을 설정함으로써, 액세스권을 가지지 않는 경우는 판독, 기입, 재기입, 소거를 할 수 없는 구조로 되어 있다.
또한, 무선 IC 태그는 이하와 같이 사용할 수 있다. 계산 시에 무선 IC 태그에 계산을 끝낸 것을 기입하고, 출구에 체크 수단을 제공하여, 계산이 끝난 상태인 것이 무선 IC 태그에 기입되어 있는지를 체크한다. 계산을 하지 않고 가게를 나오려고 하면, 경보가 울린다. 이 방법에 의해, 계산하는 것을 잊어버리는 것이나, 도둑을 예방할 수 있다.
또한, 고객의 프라이버시 보호를 고려하면, 이하에 기재하는 방법으로 하는 것도 가능하다. 계산대에서 계산을 하는 단계에서, (1) 무선 IC 태그에 입력되어 있는 데이터를 비밀번호 등으로 잠근다, (2) 무선 IC 태그에 입력되어 있는 데이터 자체를 암호화한다, (3) 무선 IC 태그에 입력되어 있는 데이터를 소거한다, (4) 무선 IC 태그에 입력되어 있는 데이터를 파괴한다 중 어느 하나를 행한다. 그 다음, 출구에 체크 수단을 제공하고, (1)∼(4) 중 어떠한 처리가 행해졌는지, 또는 무선 IC 태그의 데이터에 아무 처리도 하지 않은 상태인지를 체크함으로써, 계산의 유무를 체크한다. 이와 같이 하면, 가게 안에서는 계산의 유무를 확인하는 것이 가능하고, 가게 밖에서는 소유자의 의지에 반하여 무선 IC 태그의 정보가 읽어내지는 것을 방지할 수 있다.
또한, (4)의 무선 IC 태그에 입력되어 있는 데이터를 파괴하는 방법을 몇 가지 들 수 있다. 예를 들어, (a) 무선 IC 태그가 가지는 전자 데이터의 적어도 일 부에 "0(오프)" 또는 "1(온)", 또는 "0"과 "1" 양쪽 모두를 기입하여 데이터만을 파괴하는 방법이나, (b) 무선 IC 태그에 전류를 과잉으로 흘려, 무선 IC 태그가 가지는 반도체소자의 배선의 일부를 물리적으로 파괴하는 방법 등을 사용할 수 있다.
이상에서 든 무선 IC 태그는 종래 사용하고 있는 바코드보다 제조 비용이 비싸기 때문에, 비용 저감을 도모할 필요가 있다. 그러나, 본 발명을 사용함으로써, 반도체막의 소망의 위치에 정밀도 좋게 레이저 빔을 조사할 수 있기 때문에, 소망의 위치를 균일하게 레이저 어닐하는 것이 가능하다. 따라서, 품질이 양호하고 편차가 없는 반도체장치를 효율 좋게 제조할 수 있어, 그것을 사용한 전자기기의 비용 저감에 유효하다. 또한, 어느 것이나 품질이 높고 성능의 편차가 없는 신뢰성 높은 무선 IC 태그를 제조할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의해 제조된 반도체장치의 적용 범위는 매우 넓고, 본 발명에 의해 제조된 반도체장치를 모든 분야의 전자 기기에 사용할 수 있다.

Claims (27)

  1. 레이저 빔을 사출하는 레이저 발진기;
    XY 스테이지;
    상기 XY 스테이지 위에 제공된 피조사체의 표면에서 선 형상 빔이 되도록 상기 레이저 빔을 성형하는 광학계;
    상기 피조사체의 표면에 광을 조사하는 조명; 및
    상기 피조사체의 표면에서의 상기 광의 반사광을 검출하는 카메라를 포함하고,
    상기 카메라에 의해 검출된 상기 반사광으로부터 검출된 상기 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하는, 레이저 조사장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 피조사체는 유리 기판 위에 형성된 반도체막인 레이저 조사장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저 발진기는 YAG 레이저, YVO4 레이저, GdVO4 레이저, YLF 레이저, 및 Ar 레이저 중의 어느 하나인 레이저 조사장치.
  4. 레이저 빔을 사출하는 레이저 발진기;
    XY 스테이지;
    상기 XY 스테이지 위에 제공되고 적어도 2개의 얼라인먼트 마커(alignment marker)가 형성되어 있는 피조사체의 표면에서 선 형상 빔이 되도록 상기 레이저 빔을 성형하는 광학계;
    상기 2개의 얼라인먼트 마커를 촬영하는 카메라; 및
    상기 카메라로 촬영한 화상으로부터 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 거리를 검출하는 화상 처리장치를 포함하고,
    상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 상기 거리와 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 미리 결정된 거리와의 차를 보정하여, 상기 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하는, 레이저 조사장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 피조사체는 유리 기판 위에 형성된 반도체막인 레이저 조사장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 레이저 발진기는 YAG 레이저, YVO4 레이저, GdVO4 레이저, YLF 레이저, 및 Ar 레이저 중의 어느 하나인 레이저 조사장치.
  7. 레이저 빔을 사출하는 레이저 발진기;
    XY 스테이지;
    상기 XY 스테이지 위에 제공되고 적어도 2개의 얼라인먼트 마커가 형성되어 있는 피조사체의 표면에서 선 형상 빔이 되도록 상기 레이저 빔을 성형하는 광학계;
    상기 피조사체의 표면에 광을 조사하는 조명;
    상기 2개의 얼라인먼트 마커와, 상기 피조사체의 표면에서의 상기 광의 반사광을 검출하는 카메라; 및
    상기 카메라로 검출한 화상으로부터 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 거리를 검출하는 화상 처리장치를 포함하고,
    상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 상기 거리와 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 미리 결정된 거리와의 차를 보정하여, 상기 카메라로 검출한 상기 반사광으로부터 검출된 상기 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하는, 레이저 조사장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 피조사체는 유리 기판 위에 형성된 반도체막인 레이저 조사장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 레이저 발진기는 YAG 레이저, YVO4 레이저, GdVO4 레이저, YLF 레이저, 및 Ar 레이저 중의 어느 하나인 레이저 조사장치.
  10. 피조사체의 표면에 선 형상 빔을 조사하고,
    상기 피조사체의 표면에 조사된 광의 반사광을 카메라로 검출하고,
    상기 카메라로 검출한 상기 반사광으로부터 검출된 상기 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하는 것을 포함하는 레이저 조사방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 선 형상 빔은 YAG 레이저, YVO4 레이저, GdVO4 레이저, YLF 레이저, 및 Ar 레이저로 이루어진 군에서 선택되는 레이저 발진기로부터 사출되는 레이저 조사방법.
  12. 적어도 2개의 얼라인먼트 마커가 제공되어 있는 피조사체의 표면을 카메라로 촬영하고,
    상기 카메라로 촬영한 화상으로부터 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 거리를 검출하고,
    상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 상기 거리와 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 미리 결정된 거리와의 차를 보정하여, 상기 피조사체의 표면에 조사되는 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하는 것을 포함하는 레이저 조사방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 선 형상 빔은 YAG 레이저, YVO4 레이저, GdVO4 레 이저, YLF 레이저, 및 Ar 레이저로 이루어진 군에서 선택되는 레이저 발진기로부터 사출되는 레이저 조사방법.
  14. 적어도 2개의 얼라인먼트 마커가 제공되어 있는 피조사체의 표면을 카메라로 촬영하고,
    상기 카메라로 촬영한 화상으로부터 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 거리를 검출하고,
    상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 상기 거리와 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 미리 결정된 거리와의 차를 보정하여, 상기 피조사체의 표면에 조사되는 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하고,
    상기 피조사체의 표면에 상기 선 형상 빔을 조사하고,
    상기 피조사체의 표면에 조사된 광의 반사광을 상기 카메라로 검출하고,
    상기 카메라로 검출한 상기 반사광으로부터 검출된 상기 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하는 것을 포함하는 레이저 조사방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 선 형상 빔은 YAG 레이저, YVO4 레이저, GdVO4 레이저, YLF 레이저, 및 Ar 레이저로 이루어진 군에서 선택되는 레이저 발진기로부터 사출되는 레이저 조사방법.
  16. 반도체장치를 제조하는 방법으로서,
    반도체막의 표면에 선 형상 빔을 조사하고,
    상기 반도체막의 표면에 조사된 광의 반사광을 카메라로 검출하고,
    상기 카메라로 검출한 상기 반사광으로부터 검출된 상기 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하는 것을 포함하는 반도체장치 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 반도체막은 유리 기판 위에 형성되는 반도체장치 제조방법.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 선 형상 빔은 YAG 레이저, YVO4 레이저, GdVO4 레이저, YLF 레이저, 및 Ar 레이저로 이루어진 군에서 선택되는 레이저 발진기로부터 사출되는 반도체장치 제조방법.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 반도체장치는 디스플레이, 컴퓨터, 휴대 전화기, 카메라, 및 여권으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나에 설치되는 반도체장치 제조방법.
  20. 반도체장치를 제조하는 방법으로서,
    적어도 2개의 얼라인먼트 마커가 제공되어 있는 반도체막의 표면을 카메라로 촬영하고,
    상기 카메라로 촬영한 화상으로부터 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 거리를 검출하고,
    상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 상기 거리와 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 미리 결정된 거리와의 차를 보정하여, 상기 반도체막의 표면에 조사되는 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하는 것을 포함하는 반도체장치 제조방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 반도체막은 유리 기판 위에 형성되는 반도체장치 제조방법.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 선 형상 빔은 YAG 레이저, YVO4 레이저, GdVO4 레이저, YLF 레이저, 및 Ar 레이저로 이루어진 군에서 선택되는 레이저 발진기로부터 사출되는 반도체장치 제조방법.
  23. 제 20 항에 있어서, 상기 반도체장치는 디스플레이, 컴퓨터, 휴대 전화기, 카메라, 및 여권으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나에 설치되는 반도체장치 제조방법.
  24. 반도체장치를 제조하는 방법으로서,
    적어도 2개의 얼라인먼트 마커가 제공되어 있는 반도체막의 표면을 카메라로 촬영하고,
    상기 카메라로 촬영한 화상으로부터 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 거리를 검출하고,
    상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 상기 거리와 상기 2개의 얼라인먼트 마커들 사이의 미리 결정된 거리와의 차를 보정하여, 상기 반도체막의 표면에 조사되는 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하고,
    상기 반도체막의 표면에 상기 선 형상 빔을 조사하고,
    상기 반도체막의 표면에 조사된 광의 반사광을 상기 카메라로 검출하고,
    상기 카메라로 검출한 상기 반사광으로부터 검출된 상기 선 형상 빔의 조사 위치의 어긋남을 보정하는 것을 포함하는 반도체장치 제조방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 반도체막은 유리 기판 위에 형성되는 반도체장치 제조방법.
  26. 제 24 항에 있어서, 상기 선 형상 빔은 YAG 레이저, YVO4 레이저, GdVO4 레이저, YLF 레이저, 및 Ar 레이저로 이루어진 군에서 선택되는 레이저 발진기로부터 사출되는 반도체장치 제조방법.
  27. 제 24 항에 있어서, 상기 반도체장치는 디스플레이, 컴퓨터, 휴대 전화기, 카메라, 및 여권으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나에 설치되는 반도체장치 제조방법.
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