JPH11111641A - Laser annealing apparatus - Google Patents

Laser annealing apparatus

Info

Publication number
JPH11111641A
JPH11111641A JP27277597A JP27277597A JPH11111641A JP H11111641 A JPH11111641 A JP H11111641A JP 27277597 A JP27277597 A JP 27277597A JP 27277597 A JP27277597 A JP 27277597A JP H11111641 A JPH11111641 A JP H11111641A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
enclosure
inert gas
output mirror
mirror
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27277597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Kuwabara
隆 桑原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP27277597A priority Critical patent/JPH11111641A/en
Publication of JPH11111641A publication Critical patent/JPH11111641A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser annealing apparatus in which the actual operation rate is significantly improved by covering the optical window and resonator mirrors with an enclosure, and filling the inside of the enclosure with an inert gas for isolating the optical components from the outer air environment. SOLUTION: A laser tube 21, discharge electrodes 22, optical windows 23, and resonator mirrors consisting of a reflecting mirror 24 and an output mirror 25, are provided in a laser oscillator 11 the entire structure of which is covered with a cover 20. The optical windows 23, the reflecting mirror 24, and the output mirror 25 inside the laser oscillator 11, are covered with a pair of rigid enclosure 28 made of stainless steel, for example, which is combined with the laser tube 21 to form a pair of clean space 29. In the clean spaces 29, N2 gas is supplied as an inert gas, cutting off the optical windows 23, the reflecting mirror 24 and the output mirror 25 from the outer side air. An opening 30 is provided on the enclosure 28 of the output mirror 25 at a position where the laser beam is to pass through. The inert gas is supplied continuously to the clean space 29 inside the enclosure 28 of the output mirror 25 so as to keep the inert gas pressure always higher than that of the outer air pressure.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜半導体装置の
製造装置に関し、特に絶縁基板上に形成したシリコン膜
を加熱することを目的としたレーザアニール装置に関す
る。
The present invention relates to an apparatus for manufacturing a thin-film semiconductor device, and more particularly to a laser annealing apparatus for heating a silicon film formed on an insulating substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置等では、ガラスなどの絶縁
基板の上に形成したシリコン膜を多結晶化し、多結晶化
したシリコン膜を活性層として構成したTFT(Thin
FilmTransistor)を液晶駆動素子及びその周辺回路素子
として用いることが試作的に行われている。そして、前
記シリコン膜を多結晶化する1つの方法としてエキシマ
レーザアニール法が試作的に用いられている。このレー
ザアニール法は、ガラス基板上に形成した非晶質のシリ
コン膜にエキシマレーザ光を照射して加熱・溶融・冷却
して再結晶化するものあり、ガラス基板の温度を400
度以下の低温で処理することができるので、ガラス基板
として安価なノンアルカリガラスを用いることができる
ほか、多結晶シリコン膜の結晶粒径を大型化してTFT
素子の高性能化を図ることができる。
2. Description of the Related Art In a liquid crystal display device or the like, a TFT (Thin) in which a silicon film formed on an insulating substrate such as glass is polycrystallized and the polycrystallized silicon film is formed as an active layer.
Film Transistor) has been experimentally used as a liquid crystal drive element and its peripheral circuit elements. An excimer laser annealing method is used on a trial basis as one method for polycrystallizing the silicon film. In this laser annealing method, an amorphous silicon film formed on a glass substrate is irradiated with excimer laser light to be heated, melted, cooled, and recrystallized.
In addition to being able to process at a low temperature of less than 10 degrees Celsius, inexpensive non-alkali glass can be used as a glass substrate,
The performance of the device can be improved.

【0003】この様な処理に用いられるレーザアニール
装置は(例えば、特開平8−316169号)、図2に
示すように、エキシマレーザを発生させるレーザ発振器
1と、レーザ発振器1から主射されたレーザ光を整形す
るためのビーム整形器2と、ビーム整形器で整形された
レーザ光を内部に導入する気密性のチャンバ3と、チャ
ンバ3内に設置されその表面に被処理基板4を載置する
載置台5と、を具備しており、レーザ発振器1内部に
は、発光ガスを封入したレーザ管6と、レーザ管の両端
に設置した光学窓7と、同じくレーザ管の両端に設けた
共振器ミラー8とが設置されており、これらを被う本体
カバー9内はクリーンルーム内の外気が導入されてい
る。
As shown in FIG. 2, a laser annealing apparatus used for such a process (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-316169) has a laser oscillator 1 for generating an excimer laser and a laser beam emitted from the laser oscillator 1. A beam shaper 2 for shaping a laser beam, an airtight chamber 3 for introducing the laser beam shaped by the beam shaper into the inside, and a substrate 4 to be processed placed on the surface of the chamber 3 The laser oscillator 1 includes a laser tube 6 filled with a luminescent gas, an optical window 7 provided at both ends of the laser tube, and a resonance tube provided at both ends of the laser tube. A device mirror 8 is provided, and outside air in a clean room is introduced into a main body cover 9 which covers them.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、薄膜半
導体装置の製造現場においては作業者が発するアンモニ
ア、サルファー、水分等が外気中に蒸気の状態で霧散し
ており、更には製造工程で用いられる多種多様の化学薬
品が同じく蒸気の状態で霧散している。その為、これら
の化学物質がレーザ発振器1の光学窓7および共振器ミ
ラー8表面に付着し、レーザ光が照射される箇所だけに
何らかの光CVD反応によって生成物が徐々に付着して
くる。この様な”白い汚れ”が付着すると、レーザ光の
透過率及び反射率を低下させて、薄膜半導体装置製造上
のばらつきの要因となっていた。これらの”白い汚れ”
は、人体から発するアンモニア等を要因とする硫酸アン
モニウム、薄膜半導体層値製造において用いられる薬品
(シリコン系接着剤等)を要因とするシリコン酸化物や
低分子シロキサン等で構成されている。
However, at a manufacturing site of a thin film semiconductor device, ammonia, sulfur, moisture, etc. emitted by an operator are scattered in a vapor state in the outside air, and furthermore, a variety of types used in the manufacturing process are used. A variety of chemicals are also being atomized in vapor form. Therefore, these chemical substances adhere to the optical window 7 of the laser oscillator 1 and the surface of the resonator mirror 8, and the product gradually adheres only to a portion irradiated with the laser light by some photo-CVD reaction. When such "white stain" adheres, the transmittance and reflectivity of the laser beam are reduced, and this has been a factor of variation in the production of the thin film semiconductor device. These "white stains"
Is composed of ammonium sulfate caused by ammonia or the like emitted from the human body, silicon oxide or low molecular siloxane caused by a chemical (silicon-based adhesive or the like) used in manufacturing a thin film semiconductor layer.

【0005】通常は、前記汚れを除去するために月に数
回のクリーニング処理を行うが、クリーニングの都度製
造ラインをストップさせるので、これが装置の実稼働時
間を短縮させていたという欠点があった。
Usually, cleaning is performed several times a month to remove the dirt. However, since the production line is stopped every time cleaning is performed, there is a drawback that the actual operation time of the apparatus is shortened. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題に
鑑み成されたもので、レーザ発振器、ビーム整形器、レ
ーザ光を透過窓を通して内部に導入するチャンバー、チ
ャンバー内で被処理基板を固定、移動するための載置
台、を具備するレーザアニール装置において、前記レー
ザ発振器内の光学窓及び共振器ミラーをカバーで被い、
該カバー内に不活性ガスを導入可能ならしめて原因環境
から遮断することを骨子とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has a laser oscillator, a beam shaper, a chamber for introducing laser light through a transmission window, and a substrate to be processed in the chamber. In a laser annealing apparatus comprising a mounting table for fixing and moving, an optical window and a resonator mirror in the laser oscillator are covered with a cover,
The main point is to make it possible to introduce an inert gas into the cover and to shut it off from the causal environment.

【0007】本発明によれば、レーザ光が通過する光学
系を全て外気から遮断することにより、光CVD反応の
発生を防止することができる。
According to the present invention, the optical system through which the laser beam passes is completely shielded from the outside air, whereby the occurrence of the photo-CVD reaction can be prevented.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態を
詳細に説明する。図1は、本発明のレーザアニール装置
の概略を示す図である。同図において、レーザアニール
装置は、パルスレーザを発生させるレーザ発振器11
と、レーザ発振器から主射されたレーザ光を整形するた
めのビーム整形器12と、ビーム整形器で整形されたレ
ーザ光を内部に導入する気密性のチャンバ13と、チャ
ンバ13内に設置されその表面に被処理基板14を載置
する載置台15と、載置台15上方のチャンバ13の一
部に設けられ、レーザ光16を透過する透過窓17と、
レーザ発振器11とビーム整形器12間のレーザ光の通
路を被うカバー18、及びビーム整形器12とチャンバ
13間のレーザ光の通路を被うカバー19、とを概略具
備している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail. FIG. 1 is a view schematically showing a laser annealing apparatus according to the present invention. In the figure, a laser annealing apparatus includes a laser oscillator 11 for generating a pulse laser.
A beam shaper 12 for shaping a laser beam mainly emitted from a laser oscillator; an airtight chamber 13 for introducing the laser beam shaped by the beam shaper into the inside; A mounting table 15 on which a substrate to be processed 14 is mounted, a transmission window 17 provided in a part of the chamber 13 above the mounting table 15 and transmitting a laser beam 16;
A cover 18 covers a path of laser light between the laser oscillator 11 and the beam shaper 12 and a cover 19 covers a path of laser light between the beam shaper 12 and the chamber 13.

【0009】ここで載置台5は、XY軸方向に移動可能
な載置台駆動機構に固定され、更には設置したガラス基
板を400度程度に予備加熱するためのヒータを具備し
ている。チャンバ13は、ステンレスなどの頑丈な筐体
から成り、内部を真空に排気し且つ内部に窒素などの不
活性ガスを導入するためのガス供給排気機構を備えてい
る。また、チャンバ13には外部に置かれた被処理基板
14を内部の載置台15上に載置し、処理済みの被処理
基板14を外部に排出する為の搬送機構が接続されてい
る。透過窓17は、チャンバ13上部の被処理基板14
と対向する部分に配置されており、これはチャンバ13
と共にチャンバ内部を気密状態に保つ隔壁として機能す
る。透過窓17自体は大きさが縦40cm×横20cm
×厚さ1cm程度の石英ガラスから成る。
Here, the mounting table 5 is fixed to a mounting table driving mechanism movable in the X and Y directions, and further includes a heater for preheating the installed glass substrate to about 400 degrees. The chamber 13 is formed of a sturdy housing such as stainless steel, and has a gas supply / exhaust mechanism for evacuating the inside to a vacuum and introducing an inert gas such as nitrogen into the inside. The chamber 13 is connected to a transfer mechanism for placing the substrate to be processed 14 placed on the outside on the mounting table 15 therein and discharging the processed substrate 14 to the outside. The transmission window 17 is provided on the substrate 14
And is disposed at a portion facing the chamber 13.
In addition, it functions as a partition for keeping the inside of the chamber airtight. The transmission window 17 itself is 40 cm long x 20 cm wide
× Made of quartz glass with a thickness of about 1 cm.

【0010】さらにレーザ発振器11は、全体が本体カ
バー20で被われており、その内部には発光ガスを封入
したレーザ管21、レーザ管21内部に設置された一対
の放電用電極22、レーザ管21の両端部に設置されレ
ーザ管21内部の気密を保つ光学窓23、光学窓23の
更に外側に設けられた反射鏡24と出力鏡25から成る
共振器ミラーが設置されている。尚、26は本体に設け
られたシャッターである。
Further, the laser oscillator 11 is entirely covered by a main body cover 20. Inside the laser oscillator 11, a laser tube 21 filled with a luminescent gas, a pair of discharge electrodes 22 installed inside the laser tube 21, and a laser tube An optical window 23 installed at both ends of the laser tube 21 for keeping the inside of the laser tube 21 airtight, and a resonator mirror including a reflecting mirror 24 and an output mirror 25 provided further outside the optical window 23 are installed. Reference numeral 26 denotes a shutter provided on the main body.

【0011】レーザ管21の内部には図示せぬガス供給
系からハロゲンガスと希釈ガスから成るレーザガスが供
給され、放電用電極22で放電させることにより発光さ
せ、発光させた光を反射鏡24と出力鏡25との間で共
振器内を往復させることによって増幅し、パルス状のエ
キシマレーザ光27としてビーム整形器12に出力す
る。出力するときはシャッター26が開けられる。
A laser gas composed of a halogen gas and a diluent gas is supplied into a laser tube 21 from a gas supply system (not shown). The laser gas is discharged by a discharge electrode 22 to emit light. The light is amplified by being reciprocated in the resonator with the output mirror 25 and is output to the beam shaper 12 as pulsed excimer laser light 27. When outputting, the shutter 26 is opened.

【0012】例えば希ガスとしてキセノン、ネオン、ハ
ロゲンガスとしてHClを用いた場合は、発振波長30
8nmのエキシマレーザ27を発生する。発生したレー
ザ光は、中央付近でエネルギー強度が高い2×3cm程
度の矩形の形状であるが、これをビーム整形器12によ
って短辺が0.4〜1.0mm、長辺が10〜30cm
の細長い、且つ強度分布が平坦な線状のレーザ光16に
加工される。レーザ光16を線状とするのは、例えば3
0×60cmもの大型ガラス基板に対して均等な処理を
行うためである。
For example, when xenon and neon are used as the rare gas and HCl is used as the halogen gas, the oscillation wavelength is 30.
An 8 nm excimer laser 27 is generated. The generated laser light has a rectangular shape with a high energy intensity of about 2 × 3 cm in the vicinity of the center, which is formed by the beam shaper 12 to have a short side of 0.4 to 1.0 mm and a long side of 10 to 30 cm.
The laser beam 16 is processed into a long and narrow linear laser beam 16 having a flat intensity distribution. The laser beam 16 is linearly formed by, for example, 3
This is because uniform processing is performed on a large glass substrate as large as 0 × 60 cm.

【0013】而して、レーザ発振器11内部の光学窓2
3、及び反射鏡24と出力鏡25は、例えばステンレス
系の頑丈な筐体からなるカバー28で被われ、カバー2
8がレーザ管21と一体になって静室29を形成する。
静室29内部には不活性ガスとしてN2ガスが図示せぬ
給排気機構から供給され、光学窓23、及び反射鏡24
と出力鏡25を外気から遮断している。出力鏡25側の
カバー28にはレーザ光27が通過する箇所に開口部3
0が設けられており、少なくとも出力鏡25側のカバー
28内には常時外気圧よりも気圧が高くなるように前記
不活性ガスを供給し続けている。更に、本体カバー20
内部にはケミカルフィルター31を通して、アンモニ
ア、サルファー等を除去したエアーを供給するようにな
っている。
Thus, the optical window 2 inside the laser oscillator 11
3, the reflecting mirror 24 and the output mirror 25 are covered with a cover 28 made of a strong stainless steel casing, for example.
8 forms a static chamber 29 integrally with the laser tube 21.
N 2 gas is supplied into the interior of the static chamber 29 from a supply / exhaust mechanism (not shown) as an inert gas.
And the output mirror 25 are shielded from the outside air. The cover 28 on the output mirror 25 side has an opening 3 at a place where the laser beam 27 passes.
0 is provided, and the inert gas is continuously supplied to at least the inside of the cover 28 on the output mirror 25 side so that the pressure is always higher than the outside pressure. Furthermore, the main body cover 20
The inside is supplied with air from which ammonia, sulfur and the like have been removed through a chemical filter 31.

【0014】以上の本発明によれば、光学系を構成する
光学窓23、反射鏡24及び出力鏡25を外気から遮断
したので、光CVD反応の発生を防止することができ
る。更に、本体カバー20内部にケミカルフィルター3
1を通して化学的に清浄な空気を送り込むことによっ
て、上記の光CVD反応をより一層防止することが可能
となる。これによって、従来は月に数回程度光学系のク
リーニングが必要であったものが、本発明により、クリ
ーニングサイクルを従来の5倍程度に引き延ばすことが
できた。
According to the present invention, since the optical window 23, the reflecting mirror 24 and the output mirror 25 constituting the optical system are shielded from the outside air, it is possible to prevent the photo-CVD reaction from occurring. Further, a chemical filter 3 is provided inside the main body cover 20.
By sending chemically clean air through 1, the above-mentioned photo-CVD reaction can be further prevented. As a result, the cleaning of the optical system was conventionally required about several times a month, but the cleaning cycle can be extended to about five times that of the related art by the present invention.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明は、レーザ発振器21の光学系のクリーニング回数を
減らし、これによって装置の実稼働時間を大幅に延ばす
ことができる。
As is apparent from the above description, the present invention can reduce the number of cleanings of the optical system of the laser oscillator 21, thereby greatly extending the actual operation time of the apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のレーザアニール装置の概略構成を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a laser annealing apparatus of the present invention.

【図2】従来のレーザアニール装置の概略構成を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional laser annealing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 レーザ発振器 12 ビーム整形器 13 チャンバ 15 載置台 21 レーザ管 23 光学窓 24 共振器ミラーの反射鏡 25 共振器ミラーの出力鏡 27 レーザ光 28 カバー 29 静室 31 ケミカルフィルタ Reference Signs List 11 laser oscillator 12 beam shaper 13 chamber 15 mounting table 21 laser tube 23 optical window 24 resonator mirror reflecting mirror 25 resonator mirror output mirror 27 laser light 28 cover 29 static chamber 31 chemical filter

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ管の両端に光学窓及び共振器ミラ
ーを設置したレーザ発振器からレーザ光を発生させ、前
記レーザ発振器から出射されたレーザ光をビーム整形器
で整形し、整形されたレーザ光をチャンバー内部に設置
した被処理基板に照射するレーザアニール装置におい
て、 前記レーザ発振器の両端に、前記光学窓及び共振器ミラ
ーを被うカバーを設置し、前記カバー内に不活性ガスを
供給可能としたことを特徴とするレーザアニール装置。
A laser beam is generated from a laser oscillator having an optical window and a resonator mirror provided at both ends of a laser tube, and the laser beam emitted from the laser oscillator is shaped by a beam shaper. In a laser annealing apparatus that irradiates a substrate to be processed set in a chamber, a cover covering the optical window and the resonator mirror is provided at both ends of the laser oscillator, and an inert gas can be supplied into the cover. A laser annealing apparatus characterized in that:
【請求項2】 前記レーザ発振器と前記共振器ミラーと
が本体カバー内に設置され、該本体カバー内の給気機構
にケミカルフィルターを設置したことを特徴とする請求
項1記載のレーザアニール装置。
2. The laser annealing apparatus according to claim 1, wherein the laser oscillator and the resonator mirror are installed in a main body cover, and a chemical filter is installed in an air supply mechanism in the main body cover.
JP27277597A 1997-10-06 1997-10-06 Laser annealing apparatus Pending JPH11111641A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27277597A JPH11111641A (en) 1997-10-06 1997-10-06 Laser annealing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27277597A JPH11111641A (en) 1997-10-06 1997-10-06 Laser annealing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11111641A true JPH11111641A (en) 1999-04-23

Family

ID=17518581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27277597A Pending JPH11111641A (en) 1997-10-06 1997-10-06 Laser annealing apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11111641A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013157376A (en) * 2012-01-27 2013-08-15 Japan Display Central Co Ltd Laser annealing apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013157376A (en) * 2012-01-27 2013-08-15 Japan Display Central Co Ltd Laser annealing apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5058205B2 (en) Laser irradiation device
KR20040105567A (en) Method and apparatus for removing organic layers
JP2002015970A (en) Exposure method and exposure apparatus
JP3028741B2 (en) Method and apparatus for cutting substrate material
JPH11111641A (en) Laser annealing apparatus
CN107498194B (en) Laser crystallization equipment and method
JP2002093738A (en) Polycrystalline semiconductor film manufacturing equipment
JPS6235811B2 (en)
JP3735394B2 (en) Method for manufacturing thin film semiconductor device
JP2003224117A (en) Insulation film manufacturing equipment
KR20180131667A (en) The Solid-state Laser Annealing Apparatus
JPH11111640A (en) Laser annealing apparatus
JP3653980B2 (en) UV irradiation equipment
JP3944296B2 (en) Organic decontamination apparatus and liquid crystal display manufacturing apparatus using the same
JP2004162124A (en) Substrate processing apparatus and processing method
JP3315738B2 (en) Laser annealing method and liquid crystal display device manufacturing method
JP4429575B2 (en) Laser irradiation apparatus and method for manufacturing semiconductor device
JPH1110101A (en) Light cleaning device
JP2000150551A (en) Lead frame surface treatment mechanism and method
JP2717855B2 (en) Ashing method
JP3957777B2 (en) Laser irradiation method
JP3214154B2 (en) Cleaning method using dielectric barrier discharge lamp
JPH09270390A (en) Device for processing wafer by light irradiation
JP3797257B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus
JP2003109910A (en) Laser annealing apparatus and method