【手続補正書】
【提出日】平成16年4月22日(2004.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された珪素を主体とする結晶性半導体膜を能動層として用いる薄膜半導体装置の製造において、
基板上に堆積された前記半導体膜に３７０ｎｍ以上７１０ｎｍ以下の波長を有するレーザ光を照射する工程を含み、
その際に前記半導体膜に照射されるレーザ光の状態（入射光状態）を検出し、
前記半導体膜を透過したレーザ光の状態（透過光状態）を検出し、
前記入射光状態と前記透過光状態から所定の半導体膜の結晶化状態が得られたか確認し、
前記半導体膜に対して所定の結晶化状態が得られたら、レーザ光照射位置に対する半導体膜の位置を相対的に移動させることを特徴とする薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項２】
レーザ光の状態はレーザ光のエネルギーであり、所定の半導体膜の結晶化状態が得られたか確認する際には、半導体薄膜に対して照射したレーザ光のエネルギー（入射光エネルギー）と、前記半導体薄膜を透過した前記レーザ光のエネルギー（透過光エネルギー）を比較することにより、前記半導体薄膜を透過したエネルギーの割合が所定値を上回ったか確認することを特徴とする請求項１記載の薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項３】
基板上に形成された珪素を主体とする結晶性半導体膜を能動層として用いる薄膜半導体装置の製造において、
基板上に堆積された前記半導体膜に３７０ｎｍ以上７１０ｎｍ以下の波長を有するレーザ光を照射する工程を含み、
その際に前記半導体膜に照射されるレーザ光の状態（入射光状態）を検出し、
前記半導体膜を反射したレーザ光の状態（反射光状態）を検出し、
前記半導体膜を透過したレーザ光の状態（透過光状態）を検出し、
前記入射光状態と前記反射光状態と前記透過光状態から所定の半導体膜の結晶化状態が得られたか確認し、
前記半導体膜に対して所定の結晶化状態が得られたら、レーザ光照射位置に対する半導体膜の位置を相対的に移動させることを特徴とする薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項４】
レーザ光の状態はレーザ光のエネルギーであり、所定の半導体膜の結晶化状態が得られたか確認する際には、半導体薄膜に対して照射したレーザ光のエネルギー（入射光エネルギー）と、前記半導体薄膜を反射した前記レーザ光のエネルギー（反射光エネルギー）と、前記半導体薄膜を透過した前記レーザ光のエネルギー（透過光エネルギー）を比較することにより、前記半導体薄膜を透過したエネルギーの割合が所定値を上回ったか確認することを特徴とする請求項３記載の薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記レーザ光はＮｄイオンドープあるいはＹｂイオンドープの結晶あるいはガラスを励起媒質としたＱスイッチ発振固体レーザの高調波であることを特徴とする請求項１及至４のいずれかに記載の薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記レーザ光はＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波であることを特徴とする請求項１及至５のいずれかに記載の薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記レーザ光の波長が約５３２ｎｍであることを特徴とする請求項１及至５のいずれかに記載の薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項８】
基板上に形成された珪素を主体とする結晶性半導体膜を能動層として用いる薄膜半導体装置の製造において、
基板上に堆積された前記半導体膜に３７０ｎｍ以上７１０ｎｍ以下の波長を有するレーザ光を照射する手段と、
前記レーザ光の照射位置に対する半導体膜の位置を相対的に移動させる駆動手段と、
前記半導体膜に照射されるレーザ光の状態（入射光状態）を検出するレーザ光検出手段と、
前記半導体膜を透過したレーザ光の状態（透過光状態）を検出するレーザ光検出手段と、
前記レーザ光検出手段で検出された前記入射光状態と前記透過光状態の比較から所定の半導体膜の結晶化状態が得られたか確認する半導体膜結晶化状態確認手段と、
前記半導体膜結晶化状態確認手段によって前記半導体膜の所定の結晶化状態が得られたら、前記駆動手段によってレーザ光照射位置に対する半導体膜の位置を相対的に移動させる制御手段を具備していることを特徴とする薄膜半導体装置の製造装置。
【請求項９】
レーザ光検出手段は、レーザ光の状態としてエネルギーを検出し、半導体膜結晶化状態確認手段では、半導体膜に照射したレーザ光のエネルギー（入射光エネルギー）と、前記半導体膜を透過した前記レーザ光のエネルギー（透過光エネルギー）を其々レーザ光検出手段によって検出し、前記レーザ光検出手段で検出した前記入射光エネルギーと前記透過光エネルギーを比較することにより、前記半導体薄膜を透過したエネルギーの割合が所定値を上回ったか確認することを特徴とする請求項８記載の薄膜半導体装置の製造装置。
【請求項１０】
基板上に形成された珪素を主体とする結晶性半導体膜を能動層として用いる薄膜半導体装置の製造において、
基板上に堆積された前記半導体膜に３７０ｎｍ以上７１０ｎｍ以下の波長を有するレーザ光を照射する手段と、
前記レーザ光の照射位置に対する半導体膜の位置を相対的に移動させる駆動手段と、
前記半導体膜に照射されるレーザ光の状態（入射光状態）を検出するレーザ光検出手段と、
前記半導体膜を反射したレーザ光の状態（反射光状態）を検出するレーザ光検出手段と、
前記半導体膜を透過したレーザ光の状態（透過光状態）を検出するレーザ光検出手段と、
前記レーザ光検出手段で検出された前記入射光状態と前記反射光状態と前記透過光状態の比較から所定の半導体膜の結晶化状態が得られたか確認する半導体膜結晶化状態確認手段と、
前記半導体膜結晶化状態確認手段によって前記半導体膜の所定の結晶化状態が得られたら、前記駆動手段によってレーザ光照射位置に対する半導体膜の位置を相対的に移動させる制御手段を具備していることを特徴とする薄膜半導体装置の製造装置。
【請求項１１】
レーザ光検出手段は、レーザ光の状態としてエネルギーを検出し、半導体膜結晶化状態確認手段では、半導体膜に照射したレーザ光のエネルギー（入射光エネルギー）と、前記半導体膜を反射した前記レーザ光のエネルギー（反射光エネルギー）と、前記半導体膜を透過した前記レーザ光のエネルギー（透過光エネルギー）を其々レーザ光検出手段によって検出し、前記レーザ光検出手段で検出した前記入射光エネルギーと前記反射光エネルギーと前記透過光エネルギーを比較することにより、前記半導体薄膜を透過したエネルギーの割合が所定値を上回ったか確認することを特徴とする請求項１０記載の薄膜半導体装置の製造装置。
【請求項１２】
前記レーザ光はＮｄイオンドープあるいはＹｂイオンドープの結晶あるいはガラスを励起媒質としたＱスイッチ発振固体レーザの高調波であることを特徴とする請求項８及至１１のいずれかに記載の薄膜半導体装置の製造装置。
【請求項１３】
前記レーザ光はＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波であることを特徴とする請求項８及至１２のいずれかに記載の薄膜半導体装置の製造装置。
【請求項１４】
前記レーザ光の波長が約５３２ｎｍであることを特徴とする請求項８及至１２のいずれかに記載の薄膜半導体装置の製造装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明の薄膜半導体装置の製造方法は、基板上に形成された珪素を主体とする結晶性半導体膜を能動層として用いる薄膜半導体装置の製造において、基板上に堆積された前記半導体膜に３７０ｎｍ以上７１０ｎｍ以下の波長を有するパルスレーザ光を照射する工程を含み、その際に前記半導体膜に照射されるレーザ光の状態（入射光状態）を検出し、前記半導体膜を透過したレーザ光の状態（透過光状態）を検出し、前記入射光状態と前記透過光状態から所定の半導体膜の結晶化状態が得られたか確認し、前記半導体膜に対して所定の結晶化状態が得られたら、レーザ光照射位置に対する半導体膜の位置を相対的に移動させることを特徴としているものである。この様に半導体膜の結晶化状態を確認し、確認が得られたらレーザ光照射位置に対する半導体膜の位置を相対的に移動させることにより、所望の半動体膜の結晶化状態が安定かつ効率的に得られ、半導体膜全体が均一に結晶化される。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
ここでレーザ光の状態はレーザ光のエネルギーであり、所定の半導体膜の結晶化状態が得られたか確認する際には、半導体薄膜に対して照射したレーザ光のエネルギー（入射光エネルギー）と、前記半導体薄膜を透過した前記レーザ光のエネルギー（透過光エネルギー）を比較することにより、前記半導体薄膜を透過したエネルギーの割合が所定値を上回ったか確認する。これによりレーザ光のエネルギーが不安定でも、所望の半動体薄膜の結晶化状態が安定して得られる。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また本願発明の薄膜半導体装置の製造方法は、基板上に形成された珪素を主体とする結晶性半導体膜を能動層として用いる薄膜半導体装置の製造において、基板上に堆積された前記半導体膜に３７０ｎｍ以上７１０ｎｍ以下の波長を有するレーザ光を照射する工程を含み、その際に前記半導体膜に照射されるレーザ光の状態（入射光状態）を検出し、前記半導体膜を反射したレーザ光の状態（反射光状態）を検出し、前記半導体膜を透過したレーザ光の状態（透過光状態）を検出し、前記入射光状態と前記反射光状態と前記透過光状態から所定の半導体膜の結晶化状態が得られたか確認し、前記半導体膜に対して所定の結晶化状態が得られたら、レーザ光照射位置に対する半導体膜の位置を相対的に移動させることを特徴としているものである。この様に半導体膜の結晶化状態を確認し、確認が得られたらレーザ光照射位置に対する半導体膜の位置を相対的に移動させることにより、所望の半動体膜の結晶化状態が安定かつ効率的に得られ、半導体膜全体が均一に結晶化される。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
ここでレーザ光の状態はレーザ光のエネルギーであり、所定の半導体膜の結晶化状態が得られたか確認する際には、半導体薄膜に対して照射したレーザ光のエネルギー（入射光エネルギー）と、前記半導体薄膜を反射した前記レーザ光のエネルギー（反射光エネルギー）と、前記半導体薄膜を透過した前記レーザ光のエネルギー（透過光エネルギー）を比較することにより、前記半導体薄膜を透過したエネルギーの割合が所定値を上回ったか確認する。これによりレーザ光のエネルギーが不安定でも、所望の半動体薄膜の結晶化状態が安定して得られる。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
この様なレーザ光として最も優れているのがＮｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波（ＹＡＧ２ωと略称する。その波長は５３２ｎｍ）である。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本願発明の薄膜半導体装置の製造装置は、基板上に形成された珪素を主体とする結晶性半導体膜を能動層として用いる薄膜半導体装置の製造において、基板上に堆積された前記半導体膜に３７０ｎｍ以上７１０ｎｍ以下の波長を有するレーザ光を照射する手段と、前記レーザ光の照射位置に対する半導体膜の位置を相対的に移動させる駆動手段と、前記半導体膜に照射されるレーザ光の状態（入射光状態）を検出するレーザ光検出手段と、前記半導体膜を透過したレーザ光の状態（透過光状態）を検出するレーザ光検出手段と、前記レーザ光検出手段で検出された前記入射光状態と前記反射光状態の比較から所定の半導体膜の結晶化状態が得られたか確認する半導体膜結晶化状態確認手段と、前記半導体膜結晶化状態確認手段によって前記半導体膜の所定の結晶化状態が得られたら、前記駆動手段によってレーザ光照射位置に対する半導体膜の位置を相対的に移動させる制御手段を具備していることを特徴とするものである。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
ここでレーザ光検出手段は、レーザ光の状態としてエネルギーを検出し、半導体膜結晶化状態確認手段では、半導体薄膜に照射したレーザ光のエネルギー（入射光エネルギー）と、前記半導体薄膜を透過した前記レーザ光のエネルギー（透過光エネルギー）を其々レーザ光検出手段で検出し、前記レーザ光検出手段で検出した前記入射光エネルギーと前記透過光エネルギーを比較することにより、前記半導体薄膜を透過したエネルギーの割合が所定値を上回ったか確認する。これによりレーザ光のエネルギーが不安定でも、所望の半導体薄膜の結晶化状態が安定して得られる。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また本願発明の薄膜半導体装置の製造装置は、基板上に形成された珪素を主体とする結晶性半導体膜を能動層として用いる薄膜半導体装置の製造において、基板上に堆積された前記半導体膜に３７０ｎｍ以上７１０ｎｍ以下の波長を有するレーザ光を照射する手段と、前記レーザ光の照射位置に対する半導体膜の位置を相対的に移動させる駆動手段と、前記半導体膜に照射されるレーザ光の状態（入射光状態）を検出するレーザ光検出手段と、前記半導体膜を反射したレーザ光の状態（反射光状態）を検出するレーザ光検出手段と、前記半導体膜を透過したレーザ光の状態（透過光状態）を検出するレーザ光検出手段と、前記レーザ光検出手段で検出された前記入射光状態と前記反射光状態と前記透過光状態の比較から所定の半導体膜の結晶化状態が得られたか確認する半導体膜結晶化状態確認手段と、前記半導体膜結晶化状態確認手段によって前記半導体膜の所定の結晶化状態が得られたら、前記駆動手段によってレーザ光照射位置に対する半導体膜の位置を相対的に移動させる制御手段を具備していることを特徴とするものである。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
ここでレーザ光検出手段は、レーザ光の状態としてエネルギーを検出し、半導体膜結晶化状態確認手段では、半導体薄膜に照射したレーザ光のエネルギー（入射光エネルギー）と、前記半導体薄膜を反射した前記レーザ光のエネルギー（反射光エネルギー）と、前記半導体薄膜を透過した前記レーザ光のエネルギー（透過光エネルギー）を其々レーザ光検出手段で検出し、前記レーザ光検出手段で検出した前記入射光エネルギーと前記反射光エネルギーと前記透過光エネルギーを比較することにより、前記半導体薄膜を透過したエネルギーの割合が所定値を上回ったか確認する。これによりレーザ光のエネルギーが不安定でも、所望の半導体薄膜の結晶化状態が安定して得られる。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
この様な薄膜半導体装置の製造装置におけるレーザ光として最も優れているのがＹＡＧ２ωレーザである。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
図５では同一のパルスエネルギーをもつＹＡＧ２ωレーザ光を結晶性の異なる珪素膜に照射したが、レーザ発振装置からのレーザ光のパルスエネルギーの変動などによって異なるパルスエネルギーのレーザ光が珪素膜に照射された場合については、照射したレーザ光のパルスエネルギーと、珪素膜を透過したエネルギーを其々検出し、それらの割合を算出することで、珪素膜を透過したパルスエネルギーの割合として珪素膜の結晶性と対応つけることができる。