【手続補正書】
【提出日】平成15年10月6日(2003.10.6)
【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】
絶縁性基板上にシリコンを含む非晶質半導体膜を堆積する第１の工程と、
前記非晶質半導体膜上にオゾン水処理により酸化膜を形成する第２の工程と、
前記酸化膜が形成された前記非晶質半導体膜の全面に前記非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加する第３の工程と、
前記非晶質半導体膜を熱処理することにより結晶化し、シリコンを含む結晶質半導体膜を形成する第４の工程とを備えた結晶質半導体膜の作製方法に於いて、
前記第２の工程と前記第３の工程との間に特定の待機時間を設けることを特徴とする結晶質半導体膜の作製方法。
【請求項２】
絶縁性基板上にシリコンを含む非晶質半導体膜を堆積する第１の工程と、
前記非晶質半導体膜上にオゾン水処理により酸化膜を形成する第２の工程と、
前記酸化膜が形成された前記非晶質半導体膜の全面に前記非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加する第３の工程と、
前記非晶質半導体膜を熱処理することにより結晶化し、シリコンを含む結晶質半導体膜を形成する第４の工程とを備えた結晶質半導体膜の作製方法に於いて、
前記オゾン水のオゾン濃度を測定し、
前記オゾン濃度を用いて、待機時間（分）＝２４０×ｅｘｐ（−０．８６×オゾン濃度（mg／ｌ））により適正待機時間を求め、
前記第２の工程と前記第３の工程との間に少なくとも当該適正待機時間以上の待機時間を設けることを特徴とする結晶質半導体膜の作製方法。
【請求項３】
絶縁性基板上にシリコンを含む非晶質半導体膜を堆積する第１の工程と、
前記非晶質半導体膜上にオゾン水処理により酸化膜を形成する第２の工程と、
前記酸化膜が形成された前記非晶質半導体膜の全面に前記非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加する第３の工程と、
前記非晶質半導体膜を熱処理することにより結晶化し、シリコンを含む結晶質半導体膜を形成する第４の工程とを備えた結晶質半導体膜の作製方法に於いて、
前記第２の工程と前記第３の工程との間の待機時間に対し、
適正オゾン濃度を、待機時間（分）＝２４０×ｅｘｐ（−０．８６×オゾン濃度（mg／ｌ））の関係式より求め、
前記オゾン水のオゾン濃度を少なくとも当該適正オゾン濃度以上のオゾン濃度とすることを特徴とする結晶質半導体膜の作製方法。
【請求項４】
絶縁性基板上にシリコンを含む非晶質半導体膜を堆積する第１の工程と、
前記非晶質半導体膜上にマスク絶縁膜を堆積し、前記マスク絶縁膜の一部の領域に開口領域を形成して前記非晶質半導体膜の一部を露出する第２の工程と、
オゾン水処理を行うことにより前記露出した非晶質半導体膜上に酸化膜を形成する第３の工程と、
前記露出した非晶質半導体膜上に前記非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加する第４の工程と、
前記非晶質半導体膜を熱処理することにより結晶化し、シリコンを含む結晶質半導体膜を形成する第５の工程とを備えた結晶質半導体膜の作製方法に於いて、
前記第３の工程と前記第４の工程との間に特定の待機時間を設けることを特徴とする結晶質半導体膜の作製方法。
【請求項５】
絶縁性基板上にシリコンを含む非晶質半導体膜を堆積する第１の工程と、
前記非晶質半導体膜上にマスク絶縁膜を堆積し、前記マスク絶縁膜の一部の領域に開口領域を形成して前記非晶質半導体膜の一部を露出する第２の工程と、
オゾン水処理を行うことにより前記露出した非晶質半導体膜上に酸化膜を形成する第３の工程と、
前記露出した非晶質半導体膜上に前記非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加する第４の工程と、
前記非晶質半導体膜を熱処理することにより結晶化し、シリコンを含む結晶質半導体膜を形成する第５の工程とを備えた結晶質半導体膜の作製方法に於いて、
前記オゾン水のオゾン濃度を測定し、
前記オゾン濃度を用いて、待機時間（分）＝２４０×ｅｘｐ（−０．８６×オゾン濃度（mg／ｌ））により適正待機時間を求め、
前記第３の工程と前記第４の工程との間に少なくとも当該適正待機時間以上の待機時間を設けることを特徴とする結晶質半導体膜の作製方法。
【請求項６】
絶縁性基板上にシリコンを含む非晶質半導体膜を堆積する第１の工程と、
前記非晶質半導体膜上にマスク絶縁膜を堆積し、前記マスク絶縁膜の一部の領域に開口領域を形成して前記非晶質半導体膜の一部を露出する第２の工程と、
オゾン水処理を行うことにより前記露出した非晶質半導体膜上に酸化膜を形成する第３の工程と、
前記露出した非晶質半導体膜上に前記非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加する第４の工程と、
前記非晶質半導体膜を熱処理することにより結晶化し、シリコンを含む結晶質半導体膜を形成する第５の工程とを備えた結晶質半導体膜の作製方法に於いて、
前記第３の工程と前記第４の工程との間の待機時間に対し、
適正オゾン濃度を、待機時間（分）＝２４０×ｅｘｐ（−０．８６×オゾン濃度（mg／ｌ））の関係式より求め、
前記オゾン水のオゾン濃度を少なくとも当該適正オゾン濃度以上のオゾン濃度とすることを特徴とする結晶質半導体膜の作製方法。
【請求項７】
請求項２または請求項５に於いて、前記待機時間は前記適正待機時間の１．２〜２倍であることを特徴とする結晶質半導体膜の作製方法。
【請求項８】
請求項３または請求項６に於いて、前記オゾン濃度は前記適正オゾン濃度の１．２〜２倍であることを特徴とする結晶質半導体膜の作製方法。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれか一に於いて、前記第２の工程の基板の処理順と前記第３の工程の基板の処理順とが同じである枚葉処理方式で処理することにより、前記待機時間が全ての基板で等しいことを特徴とする結晶質半導体膜の作製方法。
【請求項１０】
請求項４乃至６のいずれか一に於いて、前記第３の工程の基板の処理順と前記第４の工程の基板の処理順とが同じである枚葉処理方式で処理することにより、前記待機時間が全ての基板で等しいことを特徴とする結晶質半導体膜の作製方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一に於いて、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｕから選択された一種又は複数種類の元素を含んだ水溶液を使用して、前記元素を添加することを特徴とする結晶質半導体膜の作製方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一に於いて、前記元素は、前記元素を含む溶液をスピン添加法、ロール式添加法、スプレー式添加法又はシャワー式添加法で添加することを特徴とする結晶質半導体膜の作製方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一に於いて、表面の自然酸化膜が除去された前記非晶質半導体膜に前記オゾン水処理を行うことを特徴とする結晶質半導体膜の作製方法。
【請求項１４】
被処理物である非晶質半導体膜上にオゾン水処理により酸化膜を形成する手段と、
前記非晶質半導体膜上に前記非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加する手段と、
を備えた結晶質半導体膜の製造装置に於いて、
前記オゾン水のオゾン濃度を測定する手段と、
前記オゾン濃度を用いて、関係式  待機時間（分）＝２４０×ｅｘｐ（−０．８６×オゾン濃度（mg／ｌ））により適正待機時間を求め、前記酸化膜形成工程と前記元素添加工程との間に当該適正待機時間以上の待機時間を設ける手段を有することを特徴とする結晶質半導体膜の製造装置。
【請求項１５】
被処理物である非晶質半導体膜上にオゾン水処理により酸化膜を形成する手段と、
前記非晶質半導体膜上に前記非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加する手段と、
を備えた結晶質半導体膜の製造装置に於いて、
あらかじめ設定されていた前記酸化膜形成工程と前記元素添加工程との間の待機時間に対して、
関係式  待機時間（分）＝２４０×ｅｘｐ（−０．８６×オゾン濃度（mg／ｌ））により適正オゾン濃度を求める手段と、
前記適正オゾン濃度とオゾン水のオゾン濃度とを比較して前記オゾン濃度が前記適正オゾン濃度よりも低いときは前記オゾン濃度を上昇させる手段を有することを特徴とする結晶質半導体膜の製造装置。
【請求項１６】
被処理物である非晶質半導体膜上にオゾン水処理により酸化膜を形成する手段と、
前記非晶質半導体膜上に前記非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加する手段と、
を備えた結晶質半導体膜の製造装置に於いて、
前記オゾン水のオゾン濃度を測定する手段と、
前記オゾン濃度を用いて、関係式  待機時間（分）＝２４０×ｅｘｐ（−０．８６×オゾン濃度（mg／ｌ））により適正待機時間を求める手段と、
前記酸化膜形成工程と前記元素添加工程との間に当該算出された適正待機時間以上の待機時間を設ける手段と、
を有することを特徴とする結晶質半導体膜の製造装置。
【請求項１７】
被処理物である非晶質半導体膜上にオゾン水処理により酸化膜を形成する手段と、
前記非晶質半導体膜上に前記非晶質半導体膜の結晶化を助長する元素を添加する手段と、
を備えた結晶質半導体膜の製造装置に於いて、
あらかじめ設定されていた前記酸化膜形成工程と前記元素添加工程との間の待機時間に対して、
関係式  待機時間（分）＝２４０×ｅｘｐ（−０．８６×オゾン濃度（mg／ｌ））より適正オゾン濃度を求め、前記オゾン水処理時のオゾン水のオゾン濃度を前記適正オゾン濃度より高く設定する手段を有することを特徴とする結晶質半導体膜の製造装置。
【請求項１８】
請求項１４または請求項１６に於いて、前記待機時間は前記適正待機時間の１．２〜２倍であることを特徴とする結晶質半導体膜の製造装置。
【請求項１９】
請求項１５に於いて、前記オゾン水処理時のオゾン水のオゾン濃度は、前記適正オゾン濃度の１．２〜２倍であることを特徴とする結晶質半導体膜の製造装置。
【請求項２０】
請求項１４乃至１９のいずれか一に於いて、前記元素を含む溶液をスピン添加法、ロール式添加法、スプレー式添加法又はシャワー式添加法で前記元素を添加する手段を有することを特徴とする結晶質半導体膜の製造装置。
【請求項２１】
請求項１４乃至２０のいずれか一に於いて、表面の自然酸化膜が除去された前記非晶質半導体膜に前記オゾン水処理を行うことを特徴とする結晶質半導体膜の製造装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
対策法1：前記第２の工程で使用したオゾン水のオゾン濃度を測定し、当該オゾン濃度と前記第４の工程でロット内一部の基板に局部的非晶質領域の発生を防止する為の待機時間との間の関係式、待機時間＝２４０×ｅｘｐ（−０．８６×オゾン濃度）に当該オゾン濃度を代入することにより、当該オゾン濃度に対応する適性待機時間を算出し、前記第２の工程と前記第３の工程との間に、少なくとも当該適性待機時間を設けることを特徴としている。より好ましくは、前記第２の工程と前記第３の工程との間に、当該適性待機時間に所定の安全係数を掛けた待機時間を設けることを特徴としている。尚、待機時間の時間単位は（分）で、オゾン濃度の単位は（mg／l）である。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
対策法2：前記第２の工程と前記第３の工程との間に、生産性の観点から特定の待機時間を設定し、前記第２の工程で使用したオゾン水のオゾン濃度と前記第４の工程でロット内一部の基板に局部的非晶質領域が残留するのを防止する為の待機時間との間の関係式、待機時間＝２４０×ｅｘｐ（−０．８６×オゾン濃度）から前記特定の待機時間に対応する適性オゾン濃度を逆算し、前記第２の工程で使用するオゾン水のオゾン濃度を少なくとも当該適性オゾン濃度とすることを特徴としている。より好ましくは、前記第２の工程で使用するオゾン水のオゾン濃度を、当該適性オゾン濃度に所定の安全係数を掛けたオゾン濃度とすることを特徴としている。尚、待機時間の時間単位は（分）で、オゾン濃度の単位は（mg／l）である。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
対策法1：前記第３の工程で使用したオゾン水のオゾン濃度を測定し、当該オゾン濃度と前記第５の工程でロット内一部の基板に局部的非晶質領域が残留するのを防止する為の待機時間との間の関係式、待機時間＝２４０×ｅｘｐ（−０．８６×オゾン濃度）に当該オゾン濃度を代入することにより、当該オゾン濃度に対応する適性待機時間を算出し、前記第３の工程と前記第４の工程との間に、少なくとも当該適性待機時間を設けることを特徴としている。より好ましくは、前記第３の工程と前記第４の工程との間に、当該適性待機時間に所定の安全係数を掛けた待機時間を設けることを特徴としている。尚、待機時間の時間単位は（分）で、オゾン濃度の単位は（mg／l）である。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
対策法2：前記第３の工程と前記第４の工程との間に特定の待機時間を設定し、前記第３の工程で使用したオゾン水のオゾン濃度と前記第５の工程でロット内一部の基板に局部的非晶質領域が残存するのを防止する為の待機時間との間の関係式、待機時間＝２４０×ｅｘｐ（−０．８６×オゾン濃度）、から前記特定の待機時間に対応する適性オゾン濃度を逆算し、前記第３の工程で使用するオゾン水のオゾン濃度を少なくとも当該適性オゾン濃度とすることを特徴としている。より好ましくは、前記第３の工程で使用するオゾン水のオゾン濃度を、当該適性オゾン濃度に所定の安全係数を掛けたオゾン濃度とすることを特徴としている。尚、待機時間の時間単位は（分）で、オゾン濃度の単位は（mg／l）である。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
（対策法２）
上記の対策法１で使用した、オゾン水のオゾン濃度と熱結晶化後の結晶質シリコン膜１０７に於ける渦状の模様である局部的非晶質領域が発生しなくなる時の待機時間との間の関係式、待機時間＝２４０×ｅｘｐ（−０．８６×オゾン濃度）は、オゾン水のオゾン濃度が高いと指数関数的に適性待機時間が短時間で済むことを表している。生産性の観点からは、待機時間は短時間の方が好ましい為、オゾン水処理工程と触媒元素のスピン添加工程との間の適性待機時間を先ず決め、前記関係式に当該適性待機時間を代入して、当該適性待機時間に相当するオゾン濃度を逆算することができる。そして、逆算したオゾン濃度以上にオゾン濃度を管理することにより、渦状の模様である局部的非晶質領域の対策と、触媒元素のスピン添加工程での生産性の両立を図ることが可能である。尚、この場合も、確実に局部的非晶質領域の対策を行う為には、逆算したオゾン濃度に適切な安全係数（例えば、１．２〜２倍程度）を掛けたオゾン濃度以上で管理する方が好ましい。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
（対策法２）
上記の対策法１で使用した、オゾン水のオゾン濃度と熱結晶化後の結晶質シリコン膜２０８に於ける局部的非晶質領域が発生しなくなる時の待機時間との間の関係式、待機時間＝２４０×ｅｘｐ（−０．８６×オゾン濃度）は、オゾン水のオゾン濃度が高いと指数関数的に適性待機時間が短時間で済むことを表している。生産性の観点からは、待機時間は短時間の方が好ましい為、オゾン水処理工程と触媒元素のスピン添加工程との間の適性待機時間を先ず決め、前記関係式に当該適性待機時間を代入して、当該適性待機時間に相当するオゾン濃度を逆算することができる。そして、逆算したオゾン濃度以上にオゾン濃度を管理することにより、局部的非晶質領域の対策と、触媒元素のスピン添加工程での生産性の両立を図ることが可能である。尚、この場合も、確実に局部的非晶質領域の対策を行う為には、逆算したオゾン濃度に適切な安全係数（例えば、１．２〜２倍程度）を掛けたオゾン濃度以上で管理する方が好ましい。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
次に、通常のフォトリソグラフィ処理及びドライエッチング処理により、結晶質シリコン膜３０３ｂをパターン形成し、ＴＦＴのチャネル領域及びソース・ドレイン領域と成る半導体層３０４〜３０８を形成する。尚、半導体層３０４〜３０８の形成後、ＴＦＴのＶｔｈ制御の為、ｎ型又はｐ型不純物（Ｂ：ボロン又はＰ：リン）のイオンドープであるチャネルドープを実施しても構わない（図７−Ａ参照）。