(57)【要約】      （修正有）【課題】シリコン膜の酸化を防ぎ、良好な多結晶シリコン膜を得ることができると共に、絶縁性基板上に低コストで多結晶シリコン膜を形成することが可能な多結晶シリコン膜の製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】絶縁性基板上に非晶質シリコン膜を非酸化性雰囲気下で形成する非晶質シリコン膜形成工程と、非晶質シリコン膜を非酸化性雰囲気下で多結晶化させる多結晶シリコン膜形成工程と、非晶質シリコン膜形成工程から多結晶シリコン膜形成工程に被処理基板を移行するときの工程であって、非晶質シリコン膜を形成した後に非晶質シリコン膜形成工程の非酸化性雰囲気を大気雰囲気又は所定の酸素分圧を有する雰囲気に変化させ、その後、被処理基板２を多結晶シリコン膜形成工程に移行して、多結晶シリコン膜形成工程内の雰囲気を非酸化性雰囲気に変化させる雰囲気制御工程とを有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板上に非晶質シリコン膜を非酸化性雰囲気下で形成する非晶質シリコン膜形成工程と、
前記非晶質シリコン膜を非酸化性雰囲気下で多結晶化させる多結晶シリコン膜形成工程と、
前記非晶質シリコン膜形成工程から前記多結晶シリコン膜形成工程に被処理基板を移行するときの工程であって、前記非晶質シリコン膜を形成した後に前記非晶質シリコン膜形成工程の非酸化性雰囲気を大気雰囲気又は所定の酸素分圧を有する雰囲気に変化させ、その後、前記被処理基板を前記多結晶シリコン膜形成工程に移行して、当該多結晶シリコン膜形成工程内の雰囲気を非酸化性雰囲気に変化させる雰囲気制御工程と、を有し、
前記雰囲気制御工程は、前記非酸化性雰囲気以外の雰囲気が有する酸素分圧と当該雰囲気の保持時間との積を１２．７６×１０５Ｐａ・分以下に制御する制御手段を有することを特徴とする多結晶シリコン膜の製造方法。
【請求項２】
前記非結晶シリコン膜形成工程における非晶質シリコン膜の形成が、スパッタリング法により行われることを特徴とする請求項１に記載の多結晶シリコン膜の製造方法。
【請求項３】
前記多結晶シリコン膜形成工程における非晶質シリコン膜の多結晶化が、エキシマレーザーの照射により行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の多結晶シリコン膜の製造方法。
【請求項４】
前記非酸化性雰囲気以外の雰囲気が大気雰囲気であり、前記保持時間が６０分以内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の多結晶シリコン膜の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の多結晶シリコン膜の製造方法で得られた薄膜トランジスタ基板であって、前記多結晶シリコン膜中の酸素含有量が１×１０１９個／ｃｍ３未満であることを特徴とする薄膜トランジスタ基板。
【請求項６】
絶縁性基板上に非晶質シリコン膜を非酸化性雰囲気下で形成する非晶質シリコン膜形成手段と、当該非晶質シリコン膜を形成した後の前記非酸化性雰囲気を大気雰囲気又は所定の酸素分圧を有する雰囲気に変化させる第１雰囲気制御手段とを有する非晶質シリコン膜形成装置、
前記非晶質シリコン膜を非酸化性雰囲気下で多結晶化させる多結晶化手段と、当該多結晶化させる前に前記非酸化性雰囲気に変化させる第２雰囲気制御手段とを有する多結晶シリコン膜形成装置、及び、
前記非晶質シリコン膜形成装置から前記多結晶シリコン膜形成装置に被処理基板を移行する搬送装置、を有し、
前記第１及び第２雰囲気制御装置並びに前記搬送装置により被処理基板が搬送される雰囲気を制御する第３雰囲気制御装置は、前記搬送装置を駆動させて前記非晶質シリコン膜形成装置内から前記多結晶シリコン膜形成装置内に被処理基板を移行させるとき、前記被処理基板が曝される非酸化性雰囲気以外の雰囲気の酸素分圧と当該雰囲気の保持時間との積を１２．７６×１０５Ｐａ・分以下に制御することを特徴とする多結晶シリコン膜の製造装置。
【請求項７】
前記非結晶シリコン膜形成装置が有する非晶質シリコン膜形成手段が、スパッタリング装置であることを特徴とする請求項６に記載の多結晶シリコン膜の製造装置。
【請求項８】
前記多結晶シリコン膜形成装置が有する多結晶化手段が、エキシマレーザー照射装置であることを特徴とする請求項６又は７に記載の多結晶シリコン膜の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン膜の酸化を防ぎ、良好な多結晶シリコン膜を得ることができる多結晶シリコン膜の製造方法及び製造装置並びに、そうした多結晶シリコン膜を有する薄膜トランジスタ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタやフォトダイオード等の半導体素子の材料としては、今日、シリコンが最も多用されている。例えば、多くの大規模集積回路では単結晶シリコン基板を利用した半導体素子が形成されており、アクティブマトリックス駆動型の表示パネル等では、ガラスや合成樹脂等からなる絶縁性基板上に設けられた非晶質シリコン膜又は多結晶シリコン膜を利用した半導体素子が形成されている。
【０００３】
高性能の半導体素子を形成するためには単結晶シリコンを利用することが好ましいが、耐熱性の低い絶縁性基板上に単結晶シリコン膜を形成することは困難であるので、このような絶縁性基板上に高性能の半導体素子を形成しようとする場合には、多結晶シリコン膜が利用される。
【０００４】
絶縁性基板上に高品質の多結晶シリコン膜を形成する方法としては、減圧化学的気相蒸着法（ＬＰＣＶＤ）、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）法、スパッタ法等によって先ず非晶質シリコン膜を成膜し、この非晶質シリコン膜に熱アニール又はレーザーアニールを施して多結晶化するという方法が知られている。絶縁性基板の耐熱温度が５５０℃程度より低い場合は、通常、絶縁性基板上にＰＥＣＶＤ法又はスパッタ法によって非晶質シリコン膜を成膜し、この非晶質シリコン膜にレーザーアニールを施して多結晶化する方法が採用されている。
【０００５】
ＰＥＣＶＤ法で成膜される非晶質シリコン膜は、水素化非晶質シリコン膜であり、比較的多量の水素を含有している。この水素化非晶質シリコン膜は、水素によってダングリングボンドが終端されているので化学的に安定であるという点で好ましいものではあるが、レーザーアニール時に水素が放出されて膜表面があれるため、膜中の水素を放出させる脱水素処理を予め行うことが望まれる。この脱水素処理は、例えば、非酸化性雰囲気下で４００℃〜５００℃程度の熱アニールを施すことによって行われる。ただし、水素を放出した後の非晶質シリコン膜では、ダングリングボンドが終端されていないため、化学的活性が高くなる。一方、スパッタ法により成膜される非晶質シリコン膜は、ダングリングボンドが終端されていない化学的に活性な膜である。
【０００６】
化学的活性が高い非晶質シリコン膜を大気に曝すと、酸化が進行する。そして、酸化が進行した非晶質シリコン膜をレーザーアニールにより多結晶化すると、酸素原子の一部は結晶ドメインに残存し、その他は結晶粒界部分に偏析することになる。結晶ドメインに残存した酸素原子はシリコンに対してドナーとして働くので、多結晶シリコン膜の電気特性を著しく低下させる。また、結晶粒界部分に偏析した酸素は酸化シリコン膜を形成するので、多結晶シリコン膜の電気特性を劣化させる。
【０００７】
化学的活性の高い非晶質シリコン膜（ダングリングボンドが終端されていない非晶質シリコン膜）を多結晶化するにあたっては、この非晶質シリコン膜を結晶化装置（アニール装置）内まで搬送する過程で酸化が進行しないように、例えば非晶質シリコン膜の成膜装置又は脱水素処理装置と結晶化装置（アニール装置）とを真空ラインで結ぶ等の策がとられている（例えば特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００５−６４４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非晶質シリコン膜の成膜装置又は脱水素処理装置と結晶化装置（アニール装置）とを真空ラインで結ぶためには多大の投資が必要であり、生産コストの上昇に繋がるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シリコン膜の酸化を防ぎ、良好な特性を有する多結晶シリコン膜を得ることができると共に、絶縁性基板上に低コストで多結晶シリコン膜を形成することが可能な多結晶シリコン膜の製造方法及び製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の多結晶シリコン膜の製造方法は、絶縁性基板上に非晶質シリコン膜を非酸化性雰囲気下で形成する非晶質シリコン膜形成工程と、前記非晶質シリコン膜を非酸化性雰囲気下で多結晶化させる多結晶シリコン膜形成工程と、前記非晶質シリコン膜形成工程から前記多結晶シリコン膜形成工程に被処理基板を移行するときの工程であって、前記非晶質シリコン膜を形成した後に前記非晶質シリコン膜形成工程の非酸化性雰囲気を大気雰囲気又は所定の酸素分圧を有する雰囲気に変化させ、その後、前記被処理基板を前記多結晶シリコン膜形成工程に移行して、当該多結晶シリコン膜形成工程内の雰囲気を非酸化性雰囲気に変化させる雰囲気制御工程とを有し、前記雰囲気制御工程は、前記非酸化性雰囲気以外の雰囲気が有する酸素分圧と当該雰囲気の保持時間との積を１２．７６×１０５Ｐａ・分以下に制御する制御手段を有することを特徴とする。
【００１１】
この発明は、ダングリングボンドを有する非晶質シリコン膜の酸化の度合いと、この非晶質シリコン膜を多結晶化して得られる多結晶シリコン膜の電気特性との関係について鋭意研究した結果得られたものであって、この発明によれば、非晶質シリコン膜形成工程から多結晶シリコン膜形成工程に被処理基板を移行するときの雰囲気制御工程が、非酸化性雰囲気以外の雰囲気が有する酸素分圧と非酸化性雰囲気以外の雰囲気保持時間との積を１２．７６×１０５Ｐａ・分以下に制御する制御手段を有するので、非晶質シリコン膜の酸化の進行が小さく、最終的に得られる多結晶シリコン膜中の酸素含有量が１×１０１９個／ｃｍ３以上にならない。こうした非晶質シリコン膜は、特性が劣化する程度の過度の酸化状態ではないので、良好な特性を有する多結晶シリコン膜を製造することができる。また、雰囲気制御工程が上記のような制御手段を有するので、非晶質シリコン膜形成工程から多結晶シリコン膜形成工程に被処理基板を移行する工程を真空チャンバー内で行う必要がなく、多大の設備投資を抑えることができる。その結果、低コストで多結晶シリコン膜を製造することができる。
【００１２】
本発明の多結晶シリコン膜の製造方法において、前記非結晶シリコン膜形成工程における非晶質シリコン膜の形成がスパッタリング法により行われることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の多結晶シリコン膜の製造方法において、前記多結晶シリコン膜形成工程における非晶質シリコン膜の多結晶化がエキシマレーザーの照射により行われることが好ましい。
【００１４】
本発明の多結晶シリコン膜の製造方法において、前記非酸化性雰囲気以外の雰囲気が大気雰囲気であり、前記保持時間が６０分以内であることを特徴とする。この発明によれは、非酸化性雰囲気以外の雰囲気が大気雰囲気である場合、良好な特性を有する多結晶シリコン膜を製造するためには、非酸化性雰囲気以外の雰囲気保持時間を６０分以内とすることが好ましい。
【００１５】
本発明の薄膜トランジスタ基板は、上記本発明の多結晶シリコン膜の製造方法で得られた薄膜トランジスタ基板であって、前記多結晶シリコン膜中の酸素含有量が１×１０１９個／ｃｍ３未満であることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、多結晶シリコン膜中の酸素含有量が１×１０１９個／ｃｍ３未満であるので、電気特性のよい多結晶シリコン膜を有する薄膜トランジスタ基板を提供することができる。
【００１７】
上記課題を解決するための本発明の多結晶シリコン膜の製造装置は、（１）絶縁性基板上に非晶質シリコン膜を非酸化性雰囲気下で形成する非晶質シリコン膜形成手段と、当該非晶質シリコン膜を形成した後の前記非酸化性雰囲気を大気雰囲気又は所定の酸素分圧を有する雰囲気に変化させる第１雰囲気制御手段とを有する非晶質シリコン膜形成装置；（２）前記非晶質シリコン膜を非酸化性雰囲気下で多結晶化させる多結晶化手段と、当該多結晶化させる前に前記非酸化性雰囲気に変化させる第２雰囲気制御手段とを有する多結晶シリコン膜形成装置；及び、（３）前記非晶質シリコン膜形成装置から前記多結晶シリコン膜形成装置に被処理基板を移行する搬送装置；を有し、（４）前記第１及び第２雰囲気制御装置並びに前記搬送装置により被処理基板が搬送される雰囲気を制御する第３雰囲気制御装置は、前記搬送装置を駆動させて前記非晶質シリコン膜形成装置内から前記多結晶シリコン膜形成装置内に被処理基板を移行させるとき、前記被処理基板が曝される非酸化性雰囲気以外の雰囲気の酸素分圧と当該雰囲気の保持時間との積を１２．７６×１０５Ｐａ・分以下に制御することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、非晶質シリコン膜形成装置から多結晶シリコン膜形成装置に被処理基板を移行するときの雰囲気が、第１〜第３雰囲気制御装置により、非酸化性雰囲気以外の雰囲気の酸素分圧とその雰囲気の保持時間との積を１２．７６×１０５Ｐａ・分以下に制御するので、この装置を用いれば、非晶質シリコン膜の酸化の進行を抑制でき、最終的に得られる多結晶シリコン膜中の酸素含有量が１×１０１９個／ｃｍ３以上にならない。こうして形成された非晶質シリコン膜は特性が劣化する程度の過度の酸化状態ではないので、良好な特性を有する多結晶シリコン膜を製造することができる。したがって、非晶質シリコン膜形成装置から多結晶シリコン膜形成装置に被処理基板を移行する装置を、従来のような真空チャンバーとする必要がなく、多大の設備投資を抑えることができる。その結果、低コストで多結晶シリコン膜を製造することができる。
【００１９】
本発明の多結晶シリコン膜の製造装置において、前記非結晶シリコン膜形成装置が有する非晶質シリコン膜形成手段が、スパッタリング装置であることが好ましい。
【００２０】
本発明の多結晶シリコン膜の製造装置において、前記多結晶シリコン膜形成装置が有する多結晶化手段が、エキシマレーザー照射装置であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の多結晶シリコン膜の製造方法及び製造装置によれば、その雰囲気制御工程又は装置により、最終的に得られる多結晶シリコン膜中の酸素含有量が１×１０１９個／ｃｍ３以上にならないので、被処理基板に形成された非晶質シリコン膜は、雰囲気制御工程内で、特性が劣化する程度の過度の酸化が生じない。その結果、良好な特性を有する多結晶シリコン膜を製造することができる。また、雰囲気制御工程が上記のような制御手段を有するので、非晶質シリコン膜形成工程から多結晶シリコン膜形成工程に被処理基板を移行する工程を真空チャンバー内で行う必要がなく、多大の設備投資を抑えることができる。その結果、低コストで多結晶シリコン膜を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の多結晶シリコン膜の製造方法及び製造装置並びに薄膜トランジスタ基板について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は、その技術的特徴を有する範囲において、以下の説明及び図面に限定されるものではない。
【００２３】
（薄膜トランジスタ基板）
最初に、本発明に係る多結晶シリコン膜の製造方法及び製造装置により形成される多結晶シリコン膜を有した薄膜トランジスタ基板について説明する。図１は、本発明の薄膜トランジスタ基板の一例を示す模式断面図である。図１の薄膜トランジスタ基板１は、多結晶シリコン膜を有するトップゲート・トップコンタクト構造からなる薄膜トランジスタ基板の一例であるが、本発明の薄膜トランジスタ基板は、図１の例に限定されず、本発明に係る多結晶シリコン膜の製造方法及び製造装置により形成されるものであれば、ボトムゲート・トップコンタクト構造、ボトムゲート・ボトムコンタクト構造、トップゲート・ボトムコンタクト構造からなるものであってもよい。
【００２４】
本発明の薄膜トランジスタ基板１は、図１に示すように、絶縁性基板１０と、絶縁性基板１０上に形成された多結晶シリコン膜１３（ソース側拡散膜１３ｓ、チャネル膜１３ｃ及びドレイン側拡散膜１３ｄ）と、多結晶シリコン膜１３上に形成されたゲート絶縁膜１４と、ゲート絶縁膜１４上に、又はゲート絶縁膜１４のコンタクトホールを介して形成された電極１５（ソース電極１５ｓ、ゲート電極１５ｇ及びドレイン電極１５ｄ）と、電極１５等を覆う保護膜１８とを有している。なお、図１に示すように、絶縁性基板１０と多結晶シリコン膜１３との間には、密着性等を向上させるための下地膜１１や、非晶質シリコン膜を多結晶化する際のレーザー照射時の熱を緩衝する緩衝膜１２等が任意に設けられているものであってもよい。
【００２５】
（多結晶シリコン膜の製造方法）
図２及び図３は、図１に示す薄膜トランジスタ基板１の製造工程の一部である、多結晶シリコン膜の製造工程の一例を示す説明図である。本発明の多結晶シリコン膜の製造方法は、図２及び図３に示すように、絶縁性基板１０上に非晶質シリコン膜２１ａを非酸化性雰囲気下で形成する非晶質シリコン膜形成工程（図２（Ｃ）参照）と、非晶質シリコン膜２１ａを非酸化性雰囲気下で多結晶化させる多結晶シリコン膜形成工程（図２（Ｄ）参照）と、非晶質シリコン膜形成工程から多結晶シリコン膜形成工程に被処理基板２を移行するときの工程であって、非晶質シリコン膜２１ａを形成した後に非晶質シリコン膜形成工程の非酸化性雰囲気を大気雰囲気又は所定の酸素分圧を有する雰囲気に変化させ、その後、被処理基板２を多結晶シリコン膜形成工程に移行して、多結晶シリコン膜形成工程内の雰囲気を非酸化性雰囲気に変化させる雰囲気制御工程とを有する方法である。
【００２６】
本発明の特徴は、雰囲気制御工程が、最終的に得られる多結晶シリコン膜の酸素含有量が１×１０１９個／ｃｍ３以上にならないように、非酸化性雰囲気以外の雰囲気が有する酸素分圧と、その雰囲気の保持時間との積を１２．７６×１０５Ｐａ・分以下に制御する制御手段を有することにある。以下、各工程を順次説明する。
【００２７】
（非晶質シリコン膜形成工程）
非晶質シリコン膜形成工程は、絶縁性基板１０上に非晶質シリコン膜２１ａを非酸化性雰囲気下で形成する工程である。絶縁性基板１０としては、石英、単成分ガラス、多成分ガラス、樹脂（プラスチック）等からなる絶縁性の基板を用いることができる。どのような材質の絶縁性基板を用いるかは、未終端非晶質シリコン膜２１ａの形成方法や製造コスト、又は、製造しようとする多結晶シリコン膜１３やその多結晶シリコン膜１３を有する薄膜トランジスタ基板１の用途等を考慮して適宜選択される。多結晶シリコン膜１３の製造コストや、その多結晶シリコン膜１３を有する薄膜トランジスタ基板１の製造コストを抑えるという観点からは、耐熱温度が３００℃程度の多成分ガラス又は樹脂によって形成された絶縁性基板を用いることが好ましい。
【００２８】
絶縁性基板１０の形態は、製造しようとする多結晶シリコン膜１３の用途等に応じて、板状、シート状、フィルム状等、適宜選定可能である、本発明においては、絶縁性材料によって形成された板状物の他に、絶縁性材料によって形成されたシート状物やフィルム状物等も「絶縁性基板」と称するものとする。
【００２９】
また、樹脂製の絶縁性基板１０としては、例えば、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリノルボルネン系樹脂、ポリサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、又は熱可塑性ポリイミド等からなる有機基材、又はそれらの複合基材を挙げることができる。
【００３０】
絶縁性基板１０上には、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、密着性等を向上させるための下地膜１１や、非晶質シリコン膜２１ａを多結晶化する際のレーザー照射時の熱を緩衝する緩衝膜１２等を任意に設けることができる。こうした下地膜１１や緩衝膜１２は、ＤＣスパッタリング法、ＲＦマグネトロンスパッタリング法等のスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法等の各種の方法で形成することができるが、実際には、膜を構成する材質に応じた好ましい方法が採用される。通常は、ＤＣスパッタリング法やＲＦマグネトロンスパッタリング法等のスパッタリング法が好ましく用いられる。
【００３１】
下地膜１１や緩衝膜１２が任意に設けられた絶縁性基板１０上には、図２（Ｃ）に示すように、ノンドープの非晶質シリコン膜２１ａを形成する。この非晶質シリコン膜２１ａは、ダングリングボンドを有する非晶質シリコン膜２１ａ（以下、この非晶質シリコン膜を「未終端非晶質シリコン膜２１ａ」という。）である。
【００３２】
未終端非晶質シリコン膜２１ａの成膜方法としては、例えばＬＰＣＶＤ法やＰＥＣＶＤ法等のＣＶＤ法により、ダングリングボンドが水素によって終端された水素化非晶質シリコン膜を成膜した後、この水素化非晶質シリコン膜に４００〜５００℃程度の熱アニールを非酸化性雰囲気下で施して水素を放出させる脱水素処理を施すことによって、未終端非晶質シリコン膜２１ａを成膜することができる。また、スパッタ法や真空蒸着法等の物理的気相蒸着法（ＰＶＤ法）によって直接成膜することもできる。また、耐熱温度が３００℃程度以下の絶縁性基板１０上に成膜する場合には、スパッタ法や真空蒸着法等、成膜時の基板温度を低温にすることが可能なＰＶＤ法によって、未終端非晶質シリコン膜２１ａを直接形成することが好ましい。未終端非晶質シリコン膜２１ａの膜厚は、製造しようとする多結晶シリコン膜１３の用途等に応じて、０．０１〜１．０μｍ程度の範囲内で適宜選定可能である。
【００３３】
なお、非晶質シリコン膜が未終端非晶質シリコン膜２１ａであるか否かは、ＥＳＲ測定を行うことによって確認することができる。
【００３４】
また、未終端非晶質シリコン膜２１ａには、必要に応じて、ドナー又はアクセプタとして機能する不純物が添加されていてもよい。このような未終端非晶質シリコン膜２１ａは、例えば、上記の不純物を含有したシリコン化合物を蒸着材料やターゲット等として用いた一元のＰＶＤ法により、又は、シリコンと上記の不純物とを蒸着材料やターゲット等として別々に用いた多元のＰＶＤ法により、成膜することが可能である。
【００３５】
この非晶質シリコン膜形成工程は、未終端非晶質シリコン膜２１ａの成膜が非酸化性雰囲気中で行われる。具体的には、上記の各成膜方法のように、酸素分圧が１×１０−４Ｐａ程度の非酸化性雰囲気下で行われる。
【００３６】
未終端非晶質シリコン膜２１ａ上には、酸化シリコン膜（図示しない）を形成することが好ましい。この酸化シリコン膜は、例えばＲＦマグネトロンスパッタリング法で厚さ１０〜２００ｎｍ程度で形成され、後述のレーザー照射、レジストプロセス、イオン注入、レジストアッシング、レーザー活性化等の工程において非晶質シリコン膜２１ａ又は多結晶シリコン膜２１ｐを保護するように作用する。なお、この酸化シリコン膜（図示しない）は、少なくとも後述の多結晶シリコン膜１３の欠陥処理工程前に、例えば２％ＨＦ溶液を用いたウエットエッチングにより除去される。
【００３７】
（多結晶シリコン膜形成工程）
多結晶シリコン膜形成工程は、図２（Ｄ）に示すように、非晶質シリコン膜２１ａを非酸化性雰囲気下で多結晶化させて多結晶シリコン膜１３を形成する工程である。未終端非晶質シリコン膜２１ａの多結晶化は、絶縁性基板１０の耐熱温度を考慮し、熱アニール、レーザーアニール（レーザー照射）、又は電子線アニール等によって行うことができる。
【００３８】
熱アニールでは、未終端非晶質シリコン膜２１ａを５５０℃程度以上に加熱することが望まれるので、絶縁性基板１０の耐熱温度が熱アニールでの加熱温度に満たない場合には、レーザーアニール又は電子線アニールによって未終端非晶質シリコン膜２１ａを多結晶化することが好ましい。これらレーザーアニール又は電子線アニールによれば、絶縁性基板１０の耐熱温度が４００℃程度以下であっても、未終端非晶質シリコン膜２１ａを多結晶化させて多結晶シリコン膜２１ｐとすることができる。
【００３９】
レーザーアニールとしては、レーザー媒質としてＸｅＣｌガス又はＫｒＦガス等を用いたエキシマパルスレーザ光を照射する方法を好ましく挙げることができる。具体的には、ＸｅＣｌエキシマレーザー、ＣＷ（Continuous Wave）レーザー等の種々のレーザーを用いて行うことができ、例えばＸｅＣｌエキシマレーザーを照射して結晶化を行う場合には、一例として、パルス幅：３０ｎsec、エネルギー密度：４００ｍＪ／ｃｍ２、室温の条件下で行うことができる。上記の緩衝膜１２は、この工程で加わるレーザー照射時の熱を緩衝させるのに顕著な効果があり、このレーザー照射時の熱に基づいて絶縁性基板１０との間の界面剥離を防ぐことができる。こうしたレーザーアニールを行うことにより、未終端非晶質シリコン膜２１ａへの照射エネルギーの制御が容易になり、その結果として、結晶品質の高い多結晶シリコン膜２１ｐを容易に得ることができる。
【００４０】
この多結晶シリコン膜形成工程は、未終端非晶質シリコン膜２１ａの多結晶化が非酸化性雰囲気中で行われる。具体的には、酸素分圧が１×１０−２Ｐａ程度の非酸化性雰囲気下で行われる。
【００４１】
なお、多結晶シリコン膜形成工程には、必要に応じて、イオン注入法等によって未終端非晶質シリコン膜２１ａにドナー又はアクセプタを添加するサブ工程を含ませることができる。このサブ工程を含ませる場合には、当該サブ工程を行った後に未終端非晶質シリコン膜（ドナー又はアクセプタが添加されたもの）に上述のアニールを施して、添加した不純物（ドナー又はアクセプタ）の活性化とシリコン膜の多結晶化とを行う。
【００４２】
（雰囲気制御工程）
雰囲気制御工程は、例えば図２（Ｃ）に示す非晶質シリコン膜形成工程から図２（Ｄ）に示す多結晶シリコン膜形成工程に被処理基板２を移行するときの工程である。具体的には、雰囲気制御工程は、非晶質シリコン膜２１ａを形成した後に非晶質シリコン膜形成工程の非酸化性雰囲気を、大気雰囲気に解放するか、又は所定の酸素分圧を有する雰囲気に変化させ、その後、被処理基板２を多結晶シリコン膜形成工程に移行して、多結晶シリコン膜形成工程内の雰囲気を非酸化性雰囲気に変化させる工程である。
【００４３】
したがって、非晶質シリコン膜形成工程と多結晶シリコン膜形成工程とは不連続の非酸化性雰囲気下で行われる工程である。そして、雰囲気制御工程は、その二つの工程間に設けられる工程であって、非晶質シリコン膜形成工程から多結晶シリコン膜形成工程に被処理基板２を移行するための工程である。この雰囲気制御工程では、酸化によって最終的に得られる多結晶シリコン膜の酸素含有量が１×１０１８個／ｃｍ３以上にならないように、非酸化性雰囲気以外の雰囲気が有する酸素分圧と雰囲気保持時間との積を１２．７６×１０５Ｐａ・分以下に制御する制御手段を有している。
【００４４】
制御手段は、具体的には、非晶質シリコン膜形成工程を大気雰囲気に解放するか、又は所定の酸素分圧を有する雰囲気に変化させる第１制御工程と、多結晶シリコン膜形成工程の雰囲気を非酸化性雰囲気に変化させる第２制御工程とを有している。非晶質シリコン膜２１ａが形成された被処理基板は、第１制御工程開始後から第２制御工程が終了するまで、大気雰囲気又は所定の酸素分圧を有する雰囲気に曝されることになるが、本発明では、それらの雰囲気が有する酸素分圧と保持時間との積を１２．７６×１０５Ｐａ・分以下に制御している。ただし、それらの雰囲気はいずれも１．０１３×１０５Ｐａ（１気圧）以下であり、加圧雰囲気ではないことが望ましい。
【００４５】
雰囲気が有する酸素分圧と保持時間との積の上限である１２．７６×１０５Ｐａ・分について説明する。非晶質シリコン膜形成工程を大気雰囲気（１気圧：酸素分圧＝１．０１３×１０５Ｐａ×０．２１＝０．２１２７×１０５Ｐａ）に解放した場合には、雰囲気制御工程を６０分以下とすることが望ましい。ここで、非晶質シリコン膜２１ａの酸化速度は膜中への酸素ガスの浸透速度に依存しており、この浸透速度は雰囲気の酸素分圧に比例する。したがって、雰囲気の酸素分圧が大気での酸素分圧と違う場合には、この雰囲気での酸素分圧と非晶質シリコン膜２１ａの暴露時間との積が、大気に非晶質シリコン膜２１ａを暴露したときに許容される酸素分圧と暴露時間との積（１２．７６×１０５Ｐａ・分）以下となるように暴露時間を設定すればよいことが分かる。したがって、例えば大気雰囲気を減圧して酸素分圧をさらに低下させた場合には、６０分よりも長い時間がかかってもよいが、酸素分圧と保持時間との積の上限としては１２．７６×１０５Ｐａ・分であることが好ましい。
【００４６】
なお、非晶質シリコン膜形成工程内で、非酸化性雰囲気から大気雰囲気又は所定の酸素分圧にした後に、被処理基板２を多結晶シリコン膜形成工程内に載置し、所定の非酸化性雰囲気下にするまでの雰囲気が段階的に異なる場合は、それぞれの酸素分圧と保持時間の積の総和が上記１２．７６×１０５Ｐａ・分以下となればよい。例えば、非晶質シリコン膜形成工程内ではＡＰａ×ａ分であり、非晶質シリコン膜形成工程と多結晶シリコン膜形成工程の間ではＢＰａ×ｂ分であり、多結晶シリコン膜形成工程内ではＣＰａ×ｃ分である場合は、ＡＰａ×ａ分＋ＢＰａ×ｂ分＋ＣＰａ×ｃ分＝１２．７６×１０５Ｐａ・分以下となればよい。
【００４７】
（その他の工程）
以下に、本発明の主要な構成である多結晶シリコン膜形成工程後について説明する。多結晶シリコン膜形成工程後においては、図２（Ｅ）に示すように、多結晶シリコン膜２１ｐ上にレジスト膜２３を形成し、その後レジスト膜２３をパターニングし、その後、イオン注入２４を行い、多結晶シリコン膜２１ｐにソース側拡散膜１３ｓ及びドレイン側拡散膜１３ｄを形成し、さらに両膜１３ｓ，１３ｄの間に、チャネル膜１３ｃを形成する。ここで、レジスト膜２３は、多結晶シリコン膜２１ｐの所定領域に添加される不純物イオンを遮蔽するためのレジスト膜であり、例えば上市されている各種のポジ型フォトレジスト等が好ましく用いられる。また、イオン注入２４は、例えば、リン（Ｐ）を所定の注入電圧下で所定のドープレベルとなるように注入する。
【００４８】
次に、図２（Ｆ）に示すように、レジスト膜２３をプラズマアッシング法により除去する。プラズマアッシング法は、プラズマ化した酸素ガスとレジスト膜２３とを反応させ、有機物であるレジスト膜２３を炭酸ガスや水に分解（灰化）して除去する方法である。プラズマアッシング法は、プラズマアッシャと呼ばれる市販の装置（図示しない）を用いて行うことができ、具体的には、チャンバー内を所定の酸素ガス雰囲気とした後、カソード電極板上にＴＦＴ素子作製工程中の基板を載せ、そのカソード電極板と、対向するアノード電極との間にＲＦ発信器で高周波電圧を印加することにより、酸素プラズマを発生させる装置を用いる。
【００４９】
次に、図２（Ｇ）に示すように、形成されたソース側拡散膜１３ｓ及びドレイン側拡散膜１３ｄにエネルギービーム２５を照射して両膜１３ｓ，１３ｄを活性化する。エネルギービーム２５としては、上記と同様のＸｅＣｌエキシマレーザーを用いることができる。また、非晶質シリコン膜２１ａ上に形成される酸化シリコン膜（図示しない）は、この活性化処理後で下記の欠陥処理工程前に、ウエットエッチングにより除去される。この活性化処理の後には、通常、多結晶シリコン膜２１ｐの欠陥を低減処理するための酸素プラズマによる欠陥処理が施される。
【００５０】
次に、図３（Ｈ）に示すように、ドライエッチングを施してアイランドを形成した後、図３（Ｉ）に示すように、ソース側拡散膜１３ｓ、チャネル膜１３ｃ及びドレイン側拡散膜１３ｄを含む全面にゲート絶縁膜１４を形成する。ゲート絶縁膜１４の形成方法は、例えばＲＦマグネトロンスパッタリング装置を用いて行う。
【００５１】
次に、図３（Ｊ）に示すように、ソース側拡散膜１３ｓ及びドレイン側拡散膜１３ｄ上のゲート絶縁膜１４をレジストプロセスを用いて選択的にエッチングすることにより、コンタクトホール２６，２６を形成する。例えば、ゲート絶縁膜１４上にレジスト膜を形成した後、フォトマスクを用いたレジストプロセスにより露光・現像してレジスト膜をパターニングする。そのパターニングにより露出したコンタクトホール形成部のゲート絶縁膜１４を、例えば２％ＨＦ溶液を用いてウエットエッチングしてコンタクトホール２６，２６を形成し、その後、上記同様のプラズマアッシング法によりレジスト膜を除去する。
【００５２】
次に、図３（Ｋ）に示すように、全面に例えば厚さ２００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）膜を蒸着した後、ウエットエッチングによりパターニングして、ソース電極１５ｓ、ドレイン電極１５ｄ及びゲート電極１５ｇを形成する。なお、電極材料は、Ｃｕ、その他の導電性材料であってもよく、スパッタリング等の他の成膜プロセスにより形成してもよい。次に、図３（Ｌ）に示すように、素子全体を覆うように保護膜１８を形成する。保護膜１８としては、酸化ケイ素膜を好ましく挙げることができる。保護膜１８は、例えばＲＦマグネトロンスパッタリングにより、約２０ｎｍ程度の厚さで形成することが好ましい。
【００５３】
最後に、図３（Ｍ）に示すように、水素プラズマ２８による処理を行って多結晶シリコン膜のシリコンの欠陥をターミネートする。例えば、水素プラズマ処理により、シリコン表面のダングリングボンドをなくし、ポリシリコン１３とゲート絶縁膜１４との界面のリークパスをなくす方法がとられる。こうして図３（Ｍ）に示す一態様の薄膜トランジスタが製造される。
【００５４】
（多結晶シリコン膜の製造装置）
図４は、本発明の多結晶シリコン膜の製造装置の一例を示す模式図である。本発明の多結晶シリコン膜の製造装置４０は、図４に示すように、（１）絶縁性基板１０上に非晶質シリコン膜２１ａを非酸化性雰囲気下で形成する非晶質シリコン膜形成手段（図示しない）と、非晶質シリコン膜２１ａを形成した後に、非酸化性雰囲気を大気雰囲気又は所定の酸素分圧を有する雰囲気に変化させる第１雰囲気制御手段４１１とを有する非晶質シリコン膜形成装置４１；（２）非晶質シリコン膜２１ａを非酸化性雰囲気下で多結晶化させる多結晶化手段（図示しない）と、多結晶化させる前に非酸化性雰囲気に変化させる第２雰囲気制御手段４２１とを有する多結晶シリコン膜形成装置４２；及び、（３）非晶質シリコン膜形成装置４１から多結晶シリコン膜形成装置４２に被処理基板２を移行する搬送装置４３；を有している。
【００５５】
そして、（４）第１及び第２雰囲気制御装置４１１，４２１並びに搬送装置４３により被処理基板２が搬送される雰囲気を制御する第３雰囲気制御装置４３１は、搬送装置４３を駆動させて非晶質シリコン膜形成装置４１内から多結晶シリコン膜形成装置４２内に被処理基板２を移行させるとき、被処理基板２が曝される非酸化性雰囲気以外の雰囲気の酸素分圧と当該雰囲気の保持時間との積を１２．７６×１０５Ｐａ・分以下に制御する。
【００５６】
非晶質シリコン膜形成装置４１は、絶縁性基板１０上に非晶質シリコン膜２１ａを非酸化性雰囲気下で形成する工程（図２（Ｃ）参照）を行うための装置であり、通常、酸素分圧が１×１０−４Ｐａの非酸化性雰囲気に制御すると共に、非晶質シリコン膜２１ａを形成した後に、非酸化性雰囲気を大気雰囲気又は所定の酸素分圧を有する雰囲気に変化させる第１雰囲気制御手段４１１と、絶縁性基板１０上に非晶質シリコン膜２１ａを非酸化性雰囲気下で形成する非晶質シリコン膜形成手段（図示しない）とを有している。
【００５７】
非晶質シリコン膜形成手段（図示しない）は、絶縁性基板１０上に非晶質シリコン膜２１ａを形成するための成膜装置であって、従来公知の成膜装置、例えばＬＰＣＶＤ装置やＰＥＣＶＤ装置等のＣＶＤ装置、スパッタリング装置、真空蒸着装置等を挙げることができる。なお、スパッタリング装置は低温領域で非晶質シリコン膜の成膜が可能であるので好ましく適用される。
【００５８】
第１雰囲気制御手段４１１は、上記の非晶質シリコン膜形成手段に応じた酸素分圧が１×１０−４Ｐａ等の非酸化性の成膜雰囲気を制御する装置であると共に、非晶質シリコン膜２１ａを形成した後に、非酸化性雰囲気を大気雰囲気又は所定の酸素分圧を有する雰囲気に変化させる装置であり、例えば、ロータリーポンプ、拡散ポンプ、ターボポンプ等の真空ポンプ、反応性ガス又は不活性ガス等を供給するガス供給制御装置、その制御バルブ、装置内を大気環境に解放する解放バルブ等を任意に有する装置である。
【００５９】
多結晶シリコン膜形成装置４２は、レーザー照射等により非晶質シリコン膜２１ａを非酸化性雰囲気下で多結晶化させる工程（図２（Ｄ）参照）を行うための装置であり、通常、非晶質シリコン膜２１ａを多結晶化させる前に非酸化性雰囲気に変化させる第２雰囲気制御手段４２１と、非晶質シリコン膜２１ａをその非酸化性雰囲気下で多結晶化させる多結晶化手段（図示しない）とを有している。
【００６０】
第２雰囲気制御手段４２１は、搬送装置４３を駆動させて非晶質シリコン膜形成装置４１内から多結晶シリコン膜形成装置４２内に被処理基板２を移行させる際に、大気雰囲気又は所定の酸素分圧を有する雰囲気に保持する装置であると共に、多結晶シリコン膜１３に変化させる際に酸素分圧が１×１０−２Ｐａ等の非酸化性の雰囲気を制御する装置であり、例えば、ロータリーポンプ、拡散ポンプ、ターボポンプ等の真空ポンプ、反応性ガス又は不活性ガス等を供給するガス供給制御装置、その制御バルブ、装置内を大気環境に解放する解放バルブ等を任意に有する装置である。
【００６１】
多結晶化手段（図示しない）は、非晶質シリコン膜２１ａを多結晶化させるための装置であり、従来公知の多結晶化装置、例えば熱アニール、レーザーアニール又は電子線アニール等の多結晶化装置を挙げることができる。なお、レーザーアニールで多結晶化を行う場合、レーザー媒質としてＸｅＣｌガス又はＫｒＦガス等を用い、ＸｅＣｌエキシマレーザー、ＣＷ（Continuous Wave）レーザー等の種々のレーザーを用いて行うことができる。なお、エキシマレーザー照射装置は非晶質シリコン膜から多結晶シリコン膜への多結晶化を制御し易いので好ましく適用される。
【００６２】
搬送装置４３は、非晶質シリコン膜形成装置４１から多結晶シリコン膜形成装置４２に被処理基板２を移行する装置であり、例えば従来公知の、被処理基板２を搭載するアームを備えた搬送ロボット等を挙げることができる。本発明においては、この搬送装置４３は、第３雰囲気制御装置４３１により所定の雰囲気に制御されている。
【００６３】
この第３雰囲気制御装置４３１も上記第１及び第２雰囲気制御装置と同様、雰囲気を制御する装置であり、例えば、ロータリーポンプ、拡散ポンプ、ターボポンプ等の真空ポンプ、不活性ガス等を供給するガス供給制御装置、その制御バルブ、装置内を大気環境に解放する解放バルブ等を任意に有する装置である。又は、単に装置内を大気環境に解放する解放バルブ等を任意に有する装置であってもよい。
【００６４】
こうした多結晶シリコン膜の製造装置４０は、非晶質シリコン膜形成装置４１から多結晶シリコン膜形成装置４２に被処理基板２を移行するときの雰囲気が、第１〜第３雰囲気制御装置４１１，４２１，４３１により、非酸化性雰囲気以外の雰囲気の酸素分圧とその雰囲気の保持時間との積を１２．７６×１０５Ｐａ・分以下に制御するので、この装置を用いれば、非晶質シリコン膜２１ａの酸化の進行を抑制でき、最終的に得られる多結晶シリコン膜中の酸素含有量が１×１０１８個／ｃｍ３以上にならない。こうして形成された非晶質シリコン膜２１ａは特性が劣化する程度の過度の酸化状態ではないので、良好な特性を有する多結晶シリコン膜１３を製造することができる。したがって、非晶質シリコン膜形成装置４１から多結晶シリコン膜形成装置４２に被処理基板２を移行する装置を、従来のような真空チャンバーとする必要がなく、多大の設備投資を抑えることができる。その結果、低コストで多結晶シリコン膜を製造することができる。
【実施例】
【００６５】
以下、実施例と比較例により本発明を更に詳しく説明する。
【００６６】
（実施例１）
まず、絶縁性基板１０として厚さ１．１ｍｍの青板ガラス（ソーダライムガラス板）を用意し、この青板ガラスの片面に熱緩衝膜１２として膜厚５００ｎｍの酸化シリコン膜をＲＦマグネトロンスパッタ法により成膜した。酸化シリコン膜の成膜にあたっては、酸化シリコンをターゲットとして用い、成膜雰囲気はアルゴン（Ａｒ）ガスと酸素（Ｏ２  ）ガスとの混合雰囲気（酸素ガスの割合は２５体積％）とした。また、成膜圧力は０．５Ｐａとし、投入電力は２．０ｋＷとし、基板温度は室温とした。
【００６７】
次に、酸化シリコン膜が形成された絶縁性基板１０をスパッタ装置から取り出すことなく、かつスパッタ装置の成膜チャンバー内を非酸化性雰囲気に保ったまま、そのスパッタ装置を非晶質シリコン膜形成装置（図４の符号４１）としてシリコン製ターゲットを用いたＲＦマグネトロンスパッタ法により上記の酸化シリコン膜上に膜厚５０ｎｍの未終端非晶質シリコン膜２１ａを成膜した。このとき、成膜雰囲気は非酸化性のＡｒガス雰囲気とし、成膜圧力０．２Ｐａ、投入電力２．０ｋＷ、基板温度室温の条件の下に成膜を行った。
【００６８】
次いで、非酸化性のＡｒガス雰囲気の非晶質シリコン膜形成装置４１内を大気解放し、未終端非晶質シリコン膜２１ａが成膜された被処理基板２を非晶質シリコン膜形成装置４１から取り出し、この被処理基板２を大気環境下で搬送装置４３でレーザーアニールにより多結晶化を行う多結晶シリコン膜形成装置４２内に搬送した。その後、多結晶シリコン膜形成装置４２内を所定の非酸化性雰囲気（真空雰囲気）にした。非晶質シリコン膜２１ａを形成した非晶質シリコン膜形成装置４１を大気解放してから、被処理基板２を多結晶シリコン膜形成装置４２内に設置し、その装置内を真空引きするまでの所要時間は３０分であった。
【００６９】
この後、多結晶シリコン膜形成装置４２により未終端非晶質シリコン膜２１ａに脱ガス処理及び多結晶化処理を順次施して、多結晶シリコン膜１３を得た。上記の脱ガス処理は、１パルスのエネルギー密度が平均１３０ｍＪ／ｃｍ２ で、パルス幅が３０ｎ秒であるＸｅＣｌエキシマパルスレーザ光を用いて、１照射スポット当たり５パルスのレーザー光を照射することにより行った。また、上記の多結晶化処理は、１パルスのエネルギー密度が平均２５０ｍＪ／ｃｍ２ で、パルス幅が３０ｎ秒であるＸｅＣｌエキシマパルスレーザ光を用いて、１照射スポット当たり５パルスのレーザー光を照射することにより行った。なお、脱ガス処理は、未終端非晶質シリコン膜２１ａに含有されている不活性ガス（スパッタ時の成膜雰囲気に由来するＡｒガス）成分を放散させるための処理である。
【００７０】
このようにして得られた多結晶シリコン膜１３は、表面に白濁が認められない良好な膜であり、反射率から求めたその結晶化率は８０％であった。また、得られた多結晶シリコン膜の酸素含有量は、二次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ）（ＵＬＶＡＣ社製、型式：ＡＤＥＰＴ  １０１０）により測定した結果、８．５×１０１８個／ｃｍ３であった。
【００７１】
（実施例２）
実施例１において、非晶質シリコン膜２１ａを形成した非晶質シリコン膜形成装置４１を大気解放してから、被処理基板２を多結晶シリコン膜形成装置４２内に設置し、その装置内を真空引きするまでの所要時間を６０分とした以外は、実施例１と同様にして多結晶シリコン膜を形成した。このようにして得られた多結晶シリコン膜１３は、表面に白濁が認められない良好な膜であり、反射率から求めたその結晶化率は７９％であった。また、得られた多結晶シリコン膜の酸素含有量は、実施例と同様の装置で測定した結果、１．０×１０１９個／ｃｍ３であった。
【００７２】
（実施例３）
実施例１において、非晶質シリコン膜２１ａを形成した非晶質シリコン膜形成装置４１を酸素分圧０．０２×１０５Ｐａにした後、その酸素分圧と同じ雰囲気に保持された環境下に設置された搬送装置４３を用いて、被処理基板２を多結晶シリコン膜形成装置４２（この装置内も前記と同じ酸素分圧）に設置し、その装置内を真空引きするまでの所要時間を３００分とした以外は、実施例１と同様にして多結晶シリコン膜を形成した。このようにして得られた多結晶シリコン膜１３は、表面に白濁が認められない良好な膜であり、反射率から求めたその結晶化率は８０％であった。また、得られた多結晶シリコン膜の酸素含有量は、実施例と同様の装置で測定した結果、８．８×１０１８個／ｃｍ３であった。
【００７３】
（実施例４）
実施例１と同じ条件の下に絶縁性基板１０上に熱緩衝膜１２及び未終端非晶質シリコン膜２１ａを順次成膜し、この未終端非晶質シリコン膜２１ａまで成膜した被処理基板２を非晶質シリコン膜形成装置４１（スパッタ装置）から取り出した後、直ちに、窒素ガスで置換された容器（図示しない）に収容した。２時間経過後に被処理基板２を容器から取り出し、この被処理基板２を大気中設置された搬送装置４３で搬送して多結晶シリコン膜形成装置４２（レーザーアニール装置）に装着してから、多結晶シリコン膜形成装置４２内を真空引きした。非晶質シリコン膜形成装置４１から被処理基板２を取り出して上記の容器に収容するまでの所要時間と、上記の容器から被処理基板２を取り出して多結晶シリコン膜形成装置４２を真空引きするまでの所要時間との合計は、１０分であった。
【００７４】
この後、実施例１と同じ条件の下で、未終端非晶質シリコン膜２１ａに脱ガス処理及び多結晶化処理を施して、多結晶シリコン膜１３を得た。このようにして得られた多結晶シリコン膜１３は、実施例１で得られた多結晶シリコン膜と同様に、表面に白濁が認められない良好な膜であり、反射率から求めたその結晶化率は８０％であった。また、得られた多結晶シリコン膜の酸素含有量は、実施例と同様の装置で測定した結果、８．９×１０１８個／ｃｍ３であった。
【００７５】
（比較例１）
実施例１と同じ条件の下に絶縁性基板１０上に緩衝膜１２及び未終端非晶質シリコン膜２１ａを順次成膜し、この未終端非晶質シリコン膜２１ａまで成膜した被処理基板２を非晶質シリコン膜形成装置４１から取り出した後、大気中に２時間放置した。その後、この被処理基板２を多結晶シリコン膜形成装置４２に装着して真空引きを行ってから、実施例１と同じ条件の下に未終端非晶質シリコン膜２１ａに脱ガス処理及び多結晶化処理を施して、多結晶シリコン膜１３を得た。このようにして得られた多結晶シリコン膜１３は、表面の粗面化に起因する白濁が認められるものであり、良好な膜とは言い難い膜であった。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の薄膜トランジスタ基板の一例を示す模式断面図である。
【図２】本発明の薄膜トランジスタ基板の製造工程を示す説明図である。
【図３】本発明の薄膜トランジスタ基板の製造工程を示す説明図である。
【図４】本発明の多結晶シリコン膜の製造装置の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  薄膜トランジスタ基板
１０  プラスチック基材
１１  下地膜
１２  緩衝膜
１３  多結晶シリコン膜
１３ｓ  ソース側拡散膜
１３ｃ  チャネル膜
１３ｄ  ドレイン側拡散膜
１４  ゲート絶縁膜
１５ｓ  ソース電極
１５ｇ  ゲート電極
１５ｄ  ドレイン電極
１６  絶縁膜
１８  保護膜
２１ａ  非晶質シリコン膜２１ａ
２１ｐ  多結晶シリコン膜
２２  レーザーアニール
２３  レジスト膜
２４  イオン注入
２５  エネルギービーム
２６  コンタクトホール
２８  水素プラズマ
４０  多結晶シリコン膜の製造装置
４１  非晶質シリコン膜形成装置
４１１  第１雰囲気制御手段
４２  多結晶シリコン膜形成装置
４２１  第２雰囲気制御装置
４３  搬送装置
４３１  第３雰囲気制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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