(57)【要約】【課題】効果的に半導体膜の結晶化を行うことが可能な半導体装置の製造装置、及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の半導体装置の製造装置１は、光照射室２と、該光照射室２内の半導体基板３に対して光照射を行う光源９とを備え、光照射室２内の光照射状況に関する情報を検出する検出手段４３と、検出手段４３からの検出情報に基づき、半導体基板３に対する光照射を制御する制御手段４４とを具備することを特徴とする。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光照射室と、該光照射室内の基板に対して光照射を行う光源とを備える半導体装置の製造装置であって、
前記光照射室内の光照射状況に関する情報を検出する検出手段と、
前記検出手段からの検出情報に基づき、前記基板に対する光照射を制御する制御手段とを具備することを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項２】
前記光照射状況に関する情報が、前記光照射室内を浮遊する半導体材料の濃度に関する情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項３】
前記光照射室内に検出光を入射する検出用光源を備え、前記検出手段は、前記光照射室を透過した検出光を検出する検出器を具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記光照射室に入射する光のエネルギーを増減させる光エネルギー増減手段を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項５】
該光源から光照射室へ入射する光量を調整可能な光量調整手段が設けられ、前記制御手段は、該光量調整手段の作動を制御する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項６】
前記光照射室に入射する光をパルス光とし、前記制御手段は、前記光照射室に入射する光のパルス幅を増減させるパルス幅制御手段を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項７】
前記基板上にアモルファスシリコン膜が形成されており、
前記検出用光源として赤外線光源を含み、前記検出手段は、前記光照射室を透過する赤外線を検出する検出器を備え、その検出結果に基づきシリコン濃度を検出する手段を含む一方、
前記制御手段は、前記シリコン濃度の変動に伴い、光照射室に入射する光のエネルギーを調整する光エネルギー調整手段を含むことを特徴とする請求項１に半導体装置の製造装置。
【請求項８】
光照射室内の基板に対して光照射を行う光照射工程を具備する半導体装置の製造方法であって、
前記光照射工程において、前記光照射室内の光照射状況に関する情報を検出し、該検出情報に基づき、前記基板に対する光照射を制御することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記検出情報として、前記光照射室内を浮遊する半導体材料の濃度に関する情報を含むことを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記検出情報は、前記光照射室内に検出光を入射し、前記光照射室から出射した検出光を検出器にて検出することにより得ることを特徴とする請求項８又は９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記基板としてアモルファスシリコン膜が形成された基板を用い、
前記光照射室内に赤外線を入射して、前記検出情報として前記光照射室内のシリコン濃度を検出する一方、
該シリコン濃度の変動に伴い、前記光照射室に入射する光のエネルギーを調整する制御を行うことを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の製造装置、及び半導体装置の製造方法に関し、特に半導体装置の製造時に熱処理を効率良く行うための装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多結晶シリコン等の半導体は薄膜トランジスタ（以下「ＴＦＴ」とする）等に広く利用されている。とりわけ多結晶シリコンＴＦＴ（ｐ−ＳｉＴＦＴ）は高移動度化が可能でありながらガラス基板のような透明で絶縁性の基板上に作成できるという特徴を活かして、液晶表示装置（ＬＣＤ）や液晶プロジェクタなどのアクティブマトリクス基板における光変調素子、あるいは液晶駆動用内蔵ドライバの構成素子として広く用いられている。
【０００３】
基板上に多結晶シリコン膜を作成する方法として、低温プロセスによる方法が知られている。該低温プロセス法では、例えばレーザー照射による結晶化（レーザーアニール）が広く使われており、工程最高温度は概ね６００℃以下とすることができる。レーザーアニールとは、ガラス基板上のアモルファスシリコンに高出力のパルスレーザー光を照射することによって瞬時に溶融し、その冷却過程において結晶化する性質を利用する技術である。このレーザーアニールは不純物のシリコン膜中への混入防止や、表面状態制御のために大気圧窒素雰囲気下や真空雰囲気下にて行われるが、シリコン膜が融点に達するわけであるから、該シリコン膜の温度は１０００℃以上に上昇する。このような処理を行うと、熱エネルギーを有するシリコン原子やクラスターが膜表面から離脱する場合がある。
【０００４】
一方、このようなレーザーアニールは、レーザーの人体に対する危険性回避のため、若しくはレーザー照射の雰囲気を一定に保つために、所定のチャンバー内で行うことが多い。該チャンバーは例えば光を透過し難い材料から構成されているが、特にチャンバー内を真空に保った状態でレーザー照射を行うと、上述の通りシリコン原子やプラズマ化したシリコン（以下、プラズマ化シリコンとも言う）が膜表面から離脱し、チャンバー内面に付着する場合がある。
【０００５】
このようにチャンバー内面、特にレーザー光が入射する光透過部にシリコン原子若しくはプラズマ化シリコンが付着すると、該光透過部が曇り、レーザー光の照射効率が低下する場合がある。この場合、該付着物が例えばレーザー光を散乱させてしまい、アモルファスシリコン膜に到達する光エネルギーが減少し、効果的にアモルファスシリコン膜の多結晶化を行えない場合がある。そこで、特許文献１では、レーザー光をチャンバー内に設けたミラーで反射し、ウィンドウの曇り検知を行っているが、単に曇り検知によりウィンドウの交換を目的とするものであり、結晶化効率の向上ないし結晶化の均一性向上を目的とするものではない。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２８６２１０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、効果的に半導体膜の結晶化を行うことが可能な半導体装置の製造装置、及び半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置の製造装置は、光照射室と、該光照射室内の基板に対して光照射を行う光源とを備える半導体装置の製造装置であって、前記光照射室内の光照射状況に関する情報を検出する検出手段と、前記検出手段からの検出情報に基づき、前記基板に対する光照射を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
このような製造装置によると、検出手段により光照射室内の光照射状況が検出され、その検出情報に基づき光照射が制御されるため、光照射室の光照射状況に応じて、基板に対する光照射具合を変更可能となる。したがって、光照射室の状況に応じた最適な条件で光照射を行うことが可能で、基板に対する光照射効率を一層高めることが可能となる。なお、本発明の製造装置は、例えば基板の多結晶化工程等の際のレーザー照射に適用でき、その場合、レーザー照射の照射エネルギー等が制御されることとなる。また、その他にも、例えば多結晶化工程後の不純物イオンの活性化工程におけるレーザー照射に適用でき、さらには大気や同一気体雰囲気や高・低真空雰囲気におけるレーザー照射処理（例えば低温成膜を行ったＩＴＯ（インジウム錫酸化物）のレーザーアニール）にも適用可能である。
【００１０】
前記光照射状況に関する情報として、前記光照射室内を浮遊する半導体材料の濃度に関する情報を含むものとすることができる。光照射室を浮遊する半導体材料の濃度が多くなると、例えば光照射室の光透過部（光入射部）内面等に付着して、基板に到達する光のエネルギーが減少する場合があるが、本発明によると、検出手段が該浮遊半導体材料の濃度を検出し、その検出した濃度に基づいて、制御手段が光照射の制御を行うため、基板に到達する光のエネルギーを一定に近づけることが可能で、該基板に対する照射効率が一層高まることとなる。
【００１１】
前記光照射室内に検出光を入射する検出用光源を備え、前記検出手段は、前記光照射室を透過した検出光を検出する検出器を具備するものとすることができる。このような検出用光源により検出光を光照射室内に入射し、該光照射室内を透過した光（光照射室から出射された光）を検出器により検出することで、光照射室内の状況、例えば室内を浮遊する半導体材料の濃度等を検出することが可能となる。
【００１２】
具体的には、検出用光源として赤外線光源を用い、光照射室を通過して検出器（赤外線検出器）に到達した光の赤外線スペクトルを測定することで、光照射室内の半導体材料の量（濃度）を検出することができる。そして、制御手段は、この濃度が増加したならば、基板に到達する光のエネルギーが大きくなったことによるアブレーションが発生しているので、入射する光のエネルギーを減少させ、基板に寄与する光エネルギーを一定にすることができ、所望の加熱処理を基板に対して行うことが可能となる。なお、赤外線等の検出光は、例えば光照射光の入射方向と交差する方向に入射させることができ、これにより光照射状況を一層正確に検出することが可能となる。
【００１３】
また、検出用光源として軟Ｘ線光源を用い、光照射室を通過して検出器（軟Ｘ線検出器）に到達した軟Ｘ線スペクトルを測定することで、光照射室内の半導体材料の量（濃度）を検出することができる。そして、制御手段は、この濃度が増加したならば、基板に到達する光のエネルギーが大きくなっているので、入射する光のエネルギーを減少させ、基板に寄与する光エネルギーを一定にすることができ、所望の加熱処理を基板に対して行うことが可能となる。また、光照射時に半導体材料以外のパーティクルが発生した場合にも、該パーティクルを検出可能で、これにより基板上に付着する異物などの検出を行うことも可能となる。さらに、検出手段としてオプティカルアナライザを用いて発光スペクトルを測定し、該スペクトルに基づいて基板上の異物等を検出することもでき、不良発生検査等に適用することが可能となる。
【００１４】
前記制御手段は、前記光照射室に入射する光のエネルギーを増減させる光エネルギー増減手段を含むものとすることができる。このように光照射状況に関する情報に基づき、光エネルギーを増減することで基板に到達する光のエネルギーを一定にすることができるようになり、光照射効率が一層向上する。
【００１５】
前記光源と前記光照射室との間に、該光源から光照射室へ入射する光量を調整可能な光量調整手段が設けられ、前記制御手段は、該光量調整手段の作動を制御する手段を含むものとすることができる。このような光量調整手段において光量を調整することにより、光照射の光源の出力、仕様等を変更することなく、同じ光源からの出力に基づき光照射量を変更することが可能となり、非常に効率が良く経済的となる。なお、光量調整手段としては例えばアッテネータ等の減衰装置、光量調整バルブ等を用いることができる。
【００１６】
前記光照射室に入射する光をパルス光とし、前記制御手段は、前記光照射室に入射する光のパルス幅を増減させる制御を行うパルス幅制御手段を含むものとすることができる。このようにパルス幅の増減を制御することにより、基板に対する光照射が制御され、例えば光照射状況に関する情報により、基板に対する光照射が少ないと検出された場合には、パルス幅を増加させ、光照射を増大させる制御を行うことができる。
【００１７】
また、本発明の製造装置は、前記基板上にアモルファスシリコン膜を形成し、前記検出用光源として赤外線光源を含み、前記検出手段を、前記光照射室を透過する赤外線を検出する検出器を備え、その検出結果に基づきシリコン濃度を検出する手段を含む構成とする一方、前記制御手段を、前記シリコン濃度の増大に伴い、光照射室に入射する光のエネルギーを調整する光エネルギー調整手段を含むものとすることができる。この場合、光照射に基づきアモルファスシリコン基板からシリコン原子及びプラズマ化したシリコン（プラズマ化シリコン）等が離脱し、光照射室内における濃度が高くなった場合でも、光エネルギー調整手段により基板に対して一定のエネルギーで光照射を行うことが可能となる。
【００１８】
次に、上記課題を解決するために、本発明の半導体装置の製造方法は、光照射室内の基板に対して光照射を行う光照射工程を具備する半導体装置の製造方法であって、前記光照射工程において、前記光照射室内の光照射状況に関する情報を検出し、該検出情報に基づき、前記基板に対する光照射を制御することを特徴とする。
【００１９】
このような製造方法によると、光照射室内の光照射状況を検出し、その検出情報に基づき基板に対する光照射が制御されるため、光照射室の光照射状況に応じて、基板に対する光照射具合を変更可能となる。したがって、光照射室の状況に応じた最適な条件で光照射を行うことが可能で、基板に対する光照射効率を一層高めることが可能となる。なお、本発明の製造方法は、例えば基板の多結晶化等の際のレーザー照射に適用でき、その場合、レーザー照射の照射エネルギー等が制御されることとなる。
【００２０】
検出する光照射状況に関する情報として、前記光照射室内を浮遊する半導体材料の濃度に関する情報を含むものとすることができる。光照射室において基板を照射することにより、半導体の一部が離脱し、例えば光照射室の光透過部（光入射部）内面等に付着して、基板に到達する光のエネルギーが減少する場合があるが、本発明によると、検出手段が該浮遊半導体材料の濃度を検出し、その検出した濃度に基づいて、制御手段が光照射の制御を行うため、基板に到達する光のエネルギーを一定に近づけることが可能で、該基板に対する照射効率が一層高まることとなる。
【００２１】
前記光照射状況を取得する方法としては、例えば光照射室内に検出光を入射し、その光照射室から出射した検出光を検出する方法を採用することができ、これにより光照射室内の状況、例えば室内を浮遊する半導体材料の濃度等を検出することが可能となる。具体的には、検出光として赤外線を用い、光照射室を通過して赤外線検出器に到達した光の赤外線スペクトルを測定することで、光照射室内の半導体材料の量（濃度）を検出することができる。そして、この濃度が増加したならば、基板に到達する光のエネルギーが大きくなっているので、入射する光のエネルギーを減少させる制御を行うことで、基板に寄与する光エネルギーを一定にすることができ、所望の加熱処理を基板に対して行うことが可能となる。なお、赤外線等の検出光は、例えば光照射光の入射方向と交差する方向に入射させることができ、これにより光照射状況を一層正確に検出することが可能となる。
【００２２】
また、検出光として軟Ｘ線を用い、光照射室を通過して軟Ｘ線検出器に到達した軟Ｘ線スペクトルを測定することで、光照射室内の半導体材料の量（濃度）を検出することも可能である。さらに、オプティカルアナライザを用いて発光スペクトルを測定し、該スペクトルに基づいて基板上の異物等を検出することもでき、不良発生検査等に適用することが可能となる。
【００２３】
前記光照射を制御する例として、前記光照射室に入射する光のエネルギーを増減させるものとすることができる。このように光照射状況に関する情報に基づき、光エネルギーを増減することで基板に到達する光のエネルギーを一定にすることができるようになり、光照射効率が一層向上する。
【００２４】
前記光源と前記光照射室との間に、該光源から光照射室へ入射する光量を調整可能な光量調整手段を設け、光照射状況に関する情報に基づき、光量調整手段の作動を制御するものとすることができる。このように光量調整手段において調整具合を制御することにより、光照射の光源の出力、仕様等を変更することなく、同じ光源からの出力に基づき光照射量を変更することが可能となり、非常に効率が良く経済的となる。なお、光量調整手段としては例えばアッテネータ等の減衰装置、光量調整バルブ等を用いることができる。
【００２５】
また、本発明の製造方法において、前記基板としてアモルファスシリコン膜が形成された基板を用い、前記光照射室内に赤外線を入射して、前記検出情報として前記光照射室内のシリコン濃度を検出する一方、該シリコン濃度の変動に伴い、前記光照射室に入射する光のエネルギーを調整する制御を行うものとすることができる。この場合、光照射に基づきアモルファスシリコン基板からシリコン原子及びプラズマ化したシリコン（プラズマ化シリコン）等が離脱し、光照射室内における濃度が高くなった場合でも、基板に対して一定のエネルギーで光照射を行うことが可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳しく説明する。
図１は本発明の一実施形態である半導体装置の製造装置について、その主要部を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態の製造装置１は、減圧状態に維持可能な光照射室２を備え、該光照射室２内に設置した半導体基板３にレーザー光４を照射することにより熱処理を施す装置であって、特に低温ポリシリコンＴＦＴ製造プロセスに好適な熱処理装置である。
【００２７】
具体的に製造装置１は、レーザー光源９と、レーザー光源９から出射されたレーザー光４の光照射室２への入射量を調整する調整手段を備えたアッテネータ（バルブ）８と、光照射室２に形成された光導入用窓５と、石英ガラス等からなり光導入用窓を気密に覆ってレーザー光４を透過させる光透過板６と、光透過板６を光照射室２内部の気密状態から解放するためのゲートバルブ７とを備えている。なお、半導体基板３は、ガラス基板上に絶縁膜を介して半導体膜（アモルファスシリコン膜）が形成された構成を備えたものとされている。
【００２８】
ここでレーザー光４は、半導体基板３に形成された半導体膜表面で強く吸収されて熱エネルギーに変換され、その直下の絶縁膜にはほとんど吸収されない波長を有するものである。好ましいレーザー光源としては、紫外域又はその近傍の波長を持つエキシマレーザー、アルゴンイオンレーザー、ＹＡＧレーザー等が好ましい。また半導体膜を高温に加熱すると同時にガラス基板へのダメージを防ぐためには大出力でしかも極短時間のパルス発振であることが必要となる。従って上記レーザー光の中でも特にキセノン・クロライド（ＸｅＣｌ）レーザー（波長３０８ｎｍ）やクリプトンフロライド（ＫｒＦ）レーザー（波長２４８ｎｍ）等のエキシマレーザーが最も適している。
【００２９】
なお、光照射室２は遮光壁１２により内部を真空保持可能に構成され、熱処理使用時には、図示しないポンプによって真空度が１０−４Ｔｏｒｒ〜１０−９Ｔｏｒｒ程度となるように減圧される。光照射室２内には、半導体基板３を固定する基板ホルダ４１が設けられ、この基板ホルダ４１は図示しないＸ−Ｙステージに搭載されていて、Ｘ−Ｙステージは光照射室２外のボールネジ（図示略）の回転によって移動し、このボールネジはパルスモータによって駆動される。
【００３０】
一方、製造装置１は、光照射室２内部に存在する浮遊物を検出するために、赤外線を該光照射室２に照射する赤外線光源４２と、光照射室２内部を透過し、該光照射室２を出射した赤外線を検出する検出器４３とを含んで構成されている。これにより、レーザー照射に基づいて半導体基板３から離脱して光照射室２内に浮遊しているシリコンの濃度、或いはプラズマ化したシリコンの濃度を検出することが可能となる。なお、赤外線光源４２から光照射室２内への赤外線導入途上においても、レーザー光４の導入途上と同じように、光導入用窓５を気密に覆い赤外線を透過させる光透過板６と、光透過板６を光照射室２内部の気密状態から解放するためのゲートバルブ７とが形成されている。
【００３１】
さらに、製造装置１は、検出器４３にて検出された濃度情報を読み取り、該濃度情報に基づいて、光照射室２に入射するレーザー光４の入射エネルギー等、光照射度合いを制御する光照射制御部４４を備えている。光照射制御部４４は、図２に示すように、ＣＰＵ４４１と、光照射制御を行うためのプログラムが格納されたＲＯＭ４４２と、光照射制御を実行するワークエリアとしてのＲＡＭ４４３とを備え、Ｉ／Ｏポート４４４を介して検出器４３、バルブ８、レーザー光源９に接続されている。
【００３２】
本実施形態の製造装置１においては、光照射制御部４４は、検出器４３からの濃度情報に基づき、バルブ８の開閉を調整することにより、光照射室２に入射するレーザー光４の量を調整するものとしている。具体的には、図３のフローに示すように、検出器４３から濃度情報が入力された場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、Ｓ２において、入力された濃度情報に対応するバルブ調整データを、バルブ調整データ記憶手段から読み取る。なお、バルブ調整データ記憶手段には、所定の濃度情報毎にバルブ調整データが予め記憶されている。続いて、Ｓ３において、読み込んだバルブ調整データを元に、バルブ制御信号をバルブ８に出力し、これに基づきバルブ８においてバルブの開閉が所定量調整されることとなる。
【００３３】
このような光照射制御部４４により、例えばレーザー照射により半導体基板３からシリコン原子、若しくはプラズマ化シリコン等が飛び出し、光照射室２内を浮遊し、若しくは光照射室２の光透過板６の内面に付着して、レーザー照射効率を低減させるような不具合が生じた場合にも、その浮遊濃度に基づいて照射具合を制御可能となる。すなわち、浮遊濃度が高い場合には所定の濃度に近づけるため、そのレーザー照射のエネルギーを減少させる処理を行い、浮遊濃度が低い場合には、そのレーザー照射のエネルギーを増大させる処理を行うことで、半導体基板３に対するレーザー照射効率を一定値に維持することが可能となり、均一で効果の高い熱処理を施すことが可能となる。
【００３４】
なお、照射効率を増減させる制御として、本実施形態ではバルブ８の作動制御を行うものとしたが、例えばレーザー光源９の作動制御を行うものとすることもできる。この場合、例えば該光源９から出射されるレーザー光４の出力エネルギーを制御したり、出射される光のパルス幅を増減させるものとすることもできる。
【００３５】
次に、本発明に係る半導体装置の製造方法について、その一例を説明する。
ここでは、図１に示した製造装置１を用いて行う熱処理工程を含むものであって、半導体装置としてｎチャネル型の多結晶シリコンＴＦＴを製造する場合を例として説明する。図４〜図６はいずれも、本実施形態の半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。なお、各図において、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００３６】
はじめに、図４（ａ）に示すように、超音波洗浄等により清浄化したガラス基板１０を用意した後、基板温度が１５０〜４５０℃となる条件下で、ガラス基板１０の全面に、シリコン酸化膜等の絶縁膜からなる下地保護膜（緩衝膜）１１をプラズマＣＶＤ法等により、例えば５００ｎｍ程度など、１０μｍ未満の厚さに成膜する。この工程において用いる原料ガスとしては、モノシランと一酸化二窒素との混合ガスや、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）と酸素、ジシランとアンモニア等が好適である。
【００３７】
次に、図４（ｂ）に示すように、基板温度が１５０〜４５０℃となる条件下で、下地保護膜１１を形成したガラス基板１０の全面に、非晶質シリコン膜（非晶質半導体膜）２１をプラズマＣＶＤ法等により３０〜１００ｎｍの厚さに成膜する。この工程において用いる原料ガスとしては、ジシランやモノシランが好適である。なお、この図４（ｂ）に示す積層基板が、図１に示した半導体基板３に該当する。
【００３８】
次に、この半導体基板３の非晶質シリコン膜２１に、図１に示した製造装置１を用いて、エキシマレーザー光Ｌ（ＸｅＣｌエキシマレーザーの場合は波長３０８ｎｍ、ＫｒＦエキシマレーザーの場合は波長２４８ｎｍ）を照射してレーザーアニールを行う（図４（ｃ））。このような熱処理により、均一な多結晶シリコン膜２２が形成される。なお、非晶質シリコン膜２１をパターニングしてから、レーザーアニールを行って多結晶シリコン膜を形成しても良い。
【００３９】
次に、図４（ｄ）に示すように、多結晶シリコン膜２２をフォトリソグラフィー法により、形成する能動層の形状にパターニングする。すなわち、多結晶シリコン膜２２上にフォトレジストを塗布した後、フォトレジストの露光、現像、多結晶シリコン膜２２のエッチング、フォトレジストの除去を行うことにより、多結晶シリコン膜２２のパターニングを行う。
【００４０】
次に、図５（ａ）に示すように、３５０℃以下の温度条件下で、多結晶シリコン膜２２を形成したガラス基板１０の全面に、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等からなるゲート絶縁膜３１を５０〜１５０ｎｍの厚さに成膜する。この工程において用いる原料ガスとしては、ＴＥＯＳと酸素ガスとの混合ガス等が好適である。
【００４１】
次に、図５（ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜３１を形成したガラス基板１０の全面に、スパッタリング法等により、アルミニウム、タンタル、モリブデン等の金属、又はこれらの金属のいずれかを主成分とする合金等の導電性材料を成膜した後、フォトリソグラフィー法によりパターニングし、３００〜８００ｎｍの厚さのゲート電極３２を形成する。すなわち、導電性材料を成膜したガラス基板１０上にフォトレジストを塗布した後、フォトレジストの露光、現像、導電性材料のエッチング、フォトレジストの除去を行うことにより、導電性材料をパターニングし、ゲート電極３２を形成する。
【００４２】
次に、図５（ｃ）に示すように、ゲート電極３２をマスクとして、約０．１×１０１３〜約１０×１０１３／ｃｍ２のドーズ量で低濃度の不純物イオン（リンイオン）を打ち込み、ゲート電極３２に対して自己整合的に低濃度ソース領域２２ｂ、低濃度ドレイン領域２２ｃを形成する。ここで、ゲート電極３２の直下に位置し、不純物イオンが導入されなかった部分はチャネル領域２２ａとなる。
【００４３】
また、図５（ｄ）に示すように、ゲート電極３２より幅広のレジストマスク（図示略）を形成して高濃度の不純物イオン（リンイオン）を約０．１×１０１５〜約１０×１０１５／ｃｍ２のドーズ量で打ち込み、高濃度ソース領域２２ｄ、及び高濃度ドレイン領域２２ｅを形成する。
【００４４】
なお、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ　Ｄｏｐｅｄ　Ｄｒａｉｎ）構造のソース領域及びドレイン領域を形成する代わりに、低濃度の不純物の打ち込みを行わずにゲート電極３２より幅広のレジストマスクを形成した状態で高濃度の不純物（リンイオン）を打ち込み、オフセット構造のソース領域及びドレイン領域を形成しても良い。また、ゲート電極３２をマスクとして高濃度の不純物を打ち込み、セルフアライン構造のソース領域及びドレイン領域を形成しても良い。
【００４５】
次に、注入した不純物イオンの活性化を行う。ここでも、図１に示した装置に図５（ｄ）に示した積層基板を設置し、減圧雰囲気下、例えば窒素雰囲気中にて図６（ａ）に示すようにランプ光ＳＬを照射してアニールを行う。このような熱処理により、ソース領域２２ｂ、２２ｄ及びドレイン領域２２ｃ、２２ｅに注入された不純物の活性化が効果的に行われる。
【００４６】
次に、図６（ｂ）に示すように、ゲート電極３２の表面側にＣＶＤ法等により、シリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜３３を３００〜８００ｎｍの厚さに成膜し、さらに所定のパターンのレジストマスク（図示略）を形成した後、該レジストマスクを介して層間絶縁膜３３のドライエッチングを行い、層間絶縁膜３３において高濃度ソース領域２２ｄ及び高濃度ドレイン領域２２ｅに対応する部分にコンタクトホール３４、３５をそれぞれ形成する。なお、層間絶縁膜３３の成膜工程において用いる原料ガスとしては、ＴＥＯＳと酸素ガスとの混合ガス等が好適である。
【００４７】
次に、図６（ｃ）に示すように、層間絶縁膜３３の全面に、アルミニウム、チタン、窒化チタン、タンタル、モリブデン、又はこれらの金属のいずれかを主成分とする合金等の導電性材料を、スパッタリング法等により成膜した後、フォトリソグラフィー法によりパターニングし、４００〜８００ｎｍの厚さのソース電極３６及びドレイン電極３７を形成する。すなわち、導電性材料を成膜したガラス基板１０上にフォトレジストを塗布した後、フォトレジストの露光、現像、導電性材料のエッチング、フォトレジストの除去を行うことにより、導電性材料をパターニングし、ソース電極３６及びドレイン電極３７を形成する。以上のようにして、ｎチャネル型の多結晶シリコンＴＦＴ（半導体装置）１００を製造することができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、非晶質シリコン膜を結晶化させる際、及び不純物の活性化を行う際に、図１の製造装置１を適用したが、いずれか一方のみに製造装置１を適用することも可能である。また、本実施形態では、ｎチャネル型のＴＦＴを製造する場合を例として説明したが、ｐチャネル型のＴＦＴを製造する場合にも同様に適用することができる。また、本実施形態の製造方法は、特に基板上に多数のＴＦＴを形成するアクティブマトリクス型の液晶装置やＥＬ装置等の表示装置を製造する場合に好適に適用することができる。さらに、本実施形態の製造装置において、所定のプログラムに基づいてＣＰＵが光照射制御を行うものとしたが、該光照射制御を所定のハードウェア構成により実現させることも可能である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の製造装置によると、検出手段により光照射室内の光照射状況が検出され、その検出情報に基づき光照射が制御されるため、光照射室の光照射状況に応じて、半導体基板に対する光照射具合を変更可能となる。したがって、光照射室の状況に応じた最適な条件で光照射を行うことが可能で、半導体基板に対する光照射効率を一層高めることが可能となる。
【００５０】
また、本発明の製造方法によると、光照射室内の光照射状況を検出し、その検出情報に基づき半導体基板に対する光照射が制御されるため、光照射室の光照射状況に応じて、半導体基板に対する光照射具合を変更可能となる。したがって、光照射室の状況に応じた最適な条件で光照射を行うことが可能で、半導体基板に対する光照射効率を一層高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】図１の製造装置の光照射制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】光照射制御のフローを示す図である。
【図４】本発明の製造方法の一工程例を示す断面模式図である。
【図５】図４に続く工程例を示す断面模式図である。
【図６】図５に続く工程例を示す断面模式図である。
【符号の説明】
１　熱処理装置（半導体装置の製造装置）、２　光照射室、３　半導体基板、６光透過部、８　バルブ（光量調整手段）、９　レーザー光源（光源）、４２　赤外線光源（検出用光源）、４３　検出器（検出手段）、４４　光照射制御部（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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