JP5178002B2 - Laser irradiation apparatus and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Description

本発明は、線状ビームを被照射体に照射するレーザ照射装置、及びレーザ照射方法に関するものである。   The present invention relates to a laser irradiation apparatus and a laser irradiation method for irradiating an irradiation object with a linear beam.

近年、基板上に薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと記す）を製造する技術が大幅に進歩し、アクティブマトリクス型表示装置への応用開発が進められている。特に、多結晶半導体膜を用いたＴＦＴは、従来の非単結晶半導体膜を用いたＴＦＴよりも電界効果移動度（モビリティともいう）が高いので、高速動作が可能である。そのため、従来基板の外に設けられた駆動回路で行っていた画素の制御を、画素と同一の基板上に形成した駆動回路で行うことが試みられている。 In recent years, a technique for manufacturing a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) on a substrate has greatly advanced, and application development to an active matrix display device has been advanced. In particular, a TFT using a polycrystalline semiconductor film has higher field effect mobility (also referred to as mobility) than a conventional TFT using a non-single-crystal semiconductor film, and thus can operate at high speed. For this reason, attempts have been made to control a pixel, which is conventionally performed by a driving circuit provided outside the substrate, using a driving circuit formed on the same substrate as the pixel.

ところで半導体装置に用いる基板は、コストの面から石英基板よりも、ガラス基板が有望視されている。ガラス基板は耐熱性に劣り、熱変形しやすいため、ガラス基板上に多結晶半導体膜を用いたＴＦＴを形成する場合には、ガラス基板の熱変形を避けるために、半導体膜の結晶化にレーザアニールが用いられる。 By the way, as a substrate used for a semiconductor device, a glass substrate is considered promising rather than a quartz substrate in terms of cost. Since glass substrates are inferior in heat resistance and easily deformed by heat, when a TFT using a polycrystalline semiconductor film is formed on a glass substrate, a laser is used to crystallize the semiconductor film in order to avoid thermal deformation of the glass substrate. Annealing is used.

レーザアニールの特徴は輻射加熱あるいは伝導加熱を利用するアニール法と比較して処理時間を大幅に短縮できることや、半導体基板又は半導体膜を選択的、局所的に加熱して、基板に殆ど熱的損傷を与えないことなどがあげられている。 The characteristics of laser annealing are that the processing time can be significantly shortened compared to annealing methods using radiation heating or conduction heating, and the semiconductor substrate or semiconductor film is selectively and locally heated, causing almost thermal damage to the substrate. Is not given.

なお、ここでいうレーザアニール法とは、半導体基板又は半導体膜に形成された損傷層やアモルファス層を結晶化する技術や、基板上に形成された非晶質半導体膜を結晶化させる技術を指している。また、半導体基板又は半導体膜の平坦化や表面改質に適用される技術も含んでいる。 The laser annealing method here refers to a technique for crystallizing a damaged layer or an amorphous layer formed on a semiconductor substrate or semiconductor film, or a technique for crystallizing an amorphous semiconductor film formed on a substrate. ing. Moreover, the technique applied to planarization and surface modification of a semiconductor substrate or a semiconductor film is also included.

ここで、半導体基板上にレーザビームの照射する位置を正確に決定するにあたって、照射面に基準となるマーカーを設け、該マーカーを基にＣＣＤカメラやパーソナルコンピュータ等を含む画像処理手段を用いて照射位置制御を行う手法が用いられている（例えば特許文献１）。
特開２００３−２２４０８４号公報 Here, when accurately determining the laser beam irradiation position on the semiconductor substrate, a reference marker is provided on the irradiation surface, and irradiation is performed using an image processing means including a CCD camera or a personal computer based on the marker. A technique for performing position control is used (for example, Patent Document 1).
JP 2003-224084 A

しかしながら、特許文献１に示す手法を用いて照射面上に設けたマーカーを基準としてレーザ照射を開始する位置を一度決定しても、レーザビームの照射位置が所望の位置からずれてしまうという問題がある。 However, even if the position at which laser irradiation is started is determined once based on the marker provided on the irradiation surface using the method shown in Patent Document 1, there is a problem that the irradiation position of the laser beam deviates from a desired position. is there.

この要因として第一に、ステージやガラス基板、スケール等は、温度によって膨張・収縮が生じるため、周辺環境の温度が変化した場合、絶対的な位置に差が生じるためである。ガラス基板が大型化するに伴い、ステージの位置決めに用いるスケールの長さも延長されるため、この影響は大きくなり、無視できないものとなる。 The first factor is that the stage, the glass substrate, the scale, and the like are expanded / contracted depending on the temperature, so that when the temperature of the surrounding environment changes, a difference occurs in the absolute position. As the glass substrate becomes larger, the length of the scale used for positioning the stage is also extended, so this influence becomes large and cannot be ignored.

第二に、ステージ等の移動装置を用いた場合、その移動量が絶対的な精度を持っていないためであり、また十分な精度があったとしてもマーカーを形成するステッパー等の他の装置との間に絶対位置の差が生じるためである。 Second, if a moving device such as a stage is used, the amount of movement does not have absolute accuracy, and even if there is sufficient accuracy, other devices such as steppers that form markers This is because an absolute position difference occurs between the two.

第三に、レーザ発振器において周辺環境の温度や冷却水の温度変化により、内部光学系や筐体が熱膨張や収縮することで、射出角度や位置のズレが生じるためである。 Thirdly, in the laser oscillator, the internal optical system and the casing are thermally expanded or contracted due to the temperature change of the surrounding environment and the temperature of the cooling water, thereby causing a deviation in the emission angle and position.

レーザビームの照射位置が所望の位置からずれることによって、結晶化されるはずの領域が非晶質のままであったり、レーザビームが複数回照射されてしまう領域ができたり、大粒径結晶領域の両端の凹凸が存在する箇所にＴＦＴが作製されてしまったりする。このようにして形成された半導体膜を用いてＴＦＴを作製しても、その電気特性のバラツキは大きく、信頼性が低くなってしまう。 When the irradiation position of the laser beam deviates from the desired position, the region that should be crystallized remains amorphous, or a region where the laser beam is irradiated multiple times is formed, or a large grain crystal region A TFT may be produced at a portion where the unevenness at both ends of the TFT exists. Even if a TFT is manufactured using the semiconductor film formed in this manner, the electrical characteristics vary greatly and the reliability is lowered.

本発明は上記問題を鑑み、温度変化に伴うレーザビームの所望の照射位置からのずれを補正して精度良くレーザビームを照射するレーザ照射装置及びレーザ照射方法を提供することを課題とする。また、レーザビームの所望の照射位置からのずれを補正する方法を用いて信頼性の高いＴＦＴを作製する方法を提供することを課題とする。   In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a laser irradiation apparatus and a laser irradiation method that accurately irradiate a laser beam by correcting a deviation from a desired irradiation position of a laser beam accompanying a temperature change. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a highly reliable TFT by using a method for correcting a deviation from a desired irradiation position of a laser beam.

本発明のレーザ照射装置は、レーザビームが照射された領域をカメラで読み取り、レーザビームの所望の照射位置からのずれを補正することを特徴とする。また、基板上に設けられたマーカ間の距離を読み取り、あらかじめ決められたマーカ間の距離との差を検出して、そのずれを補正することを特徴とする。   The laser irradiation apparatus of the present invention is characterized in that a region irradiated with a laser beam is read by a camera and a deviation from a desired irradiation position of the laser beam is corrected. In addition, the distance between the markers provided on the substrate is read, a difference from a predetermined distance between the markers is detected, and the deviation is corrected.

本発明のレーザ照射装置は、レーザビームを射出するレーザ発振器と、ＸＹステージと、前記ＸＹステージ上に設けられる被照射体の表面において前記レーザビームを線状ビームに形成する光学系と、前記被照射体の表面に光を照射する照明と、前記被照射体表面での前記光の反射光を検出するカメラとを有し、前記反射光から前記線状ビームの照射位置のずれを補正することを特徴とする。   The laser irradiation apparatus of the present invention includes a laser oscillator that emits a laser beam, an XY stage, an optical system that forms the laser beam into a linear beam on the surface of an irradiation object provided on the XY stage, and the target An illumination unit that irradiates light on the surface of the irradiated body, and a camera that detects reflected light of the light on the surface of the irradiated body, and corrects the deviation of the irradiation position of the linear beam from the reflected light. It is characterized by.

本発明のレーザ照射装置は、レーザビームを射出するレーザ発振器と、ＸＹステージと、前記ＸＹステージに設けられる少なくとも２つのアライメントマーカーが形成された被照射体の表面において前記レーザビームを線状ビームに形成する光学系と、前記２つのアライメントマーカーを撮像するカメラと、前記カメラで撮像した画像から前記２つのアライメントマーカー間の距離を検出する画像処理装置とを有し、前記２つのアライメントマーカー間の距離とあらかじめ決められた前記２つのアライメントマーカー間の距離の差を補正して前記線状ビームの照射位置のずれを補正することを特徴とする。   In the laser irradiation apparatus of the present invention, the laser beam is converted into a linear beam on the surface of an irradiated object on which a laser oscillator for emitting a laser beam, an XY stage, and at least two alignment markers provided on the XY stage are formed. An optical system to be formed; a camera that images the two alignment markers; and an image processing device that detects a distance between the two alignment markers from an image captured by the camera; A difference between the distance and a predetermined distance between the two alignment markers is corrected to correct a deviation of the irradiation position of the linear beam.

本発明のレーザ照射装置は、レーザビームを射出するレーザ発振器と、ＸＹステージと、前記ＸＹステージに設けられる少なくとも２つのアライメントマーカーが形成された被照射体の表面において前記レーザビームを線状ビームに形成する光学系と、前記被照射体の表面に光を照射する照明と、前記２つのアライメントマーカー及び前記被照射体表面での前記光の反射光を撮像するカメラと、前記カメラで撮像した画像から前記２つのアライメントマーカー間の距離を検出する画像処理装置とを有し、前記２つのアライメントマーカー間の距離とあらかじめ決められた前記２つのアライメントマーカー間の距離の差を補正し、前記カメラで撮像した前記反射光から検出された前記線状ビームの照射位置のずれを補正することを特徴とする。   In the laser irradiation apparatus of the present invention, the laser beam is converted into a linear beam on the surface of an irradiated object on which a laser oscillator for emitting a laser beam, an XY stage, and at least two alignment markers provided on the XY stage are formed. An optical system to be formed, illumination for irradiating light on the surface of the irradiated object, a camera for imaging reflected light of the light on the two alignment markers and the irradiated object surface, and an image captured by the camera And an image processing device that detects a distance between the two alignment markers, and corrects a difference between the distance between the two alignment markers and a predetermined distance between the two alignment markers. A shift in the irradiation position of the linear beam detected from the captured reflected light is corrected.

本発明のレーザ照射装置は、前記被照射体はガラス基板上に形成された半導体膜であることを特徴とする。   The laser irradiation apparatus of the present invention is characterized in that the irradiated object is a semiconductor film formed on a glass substrate.

本発明のレーザ照射装置は、前記レーザ発振器として、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ_４レーザ、ＧｄＶＯ_４レーザ、ＹＬＦレーザ又はＡｒレーザを用いることを特徴とする。 The laser irradiation apparatus of the present invention is characterized in that a YAG laser, a YVO ₄ laser, a GdVO ₄ laser, a YLF laser, or an Ar laser is used as the laser oscillator.

本発明のレーザ照射方法は、被照射体表面に線状ビームを照射し、前記被照射体表面に照射された光の反射光をカメラで検出し、前記カメラで検出した前記反射光から検出された前記線状ビームの照射位置のずれを補正することを特徴とする。   The laser irradiation method of the present invention irradiates a surface of an irradiated body with a linear beam, detects reflected light of the light irradiated on the surface of the irradiated body with a camera, and detects the reflected light detected with the camera. Further, the deviation of the irradiation position of the linear beam is corrected.

本発明のレーザ照射方法は、少なくとも２つのアライメントマーカーが設けられた被照射体表面をカメラで撮像し、前記カメラで撮像した画像から前記２つのアライメントマーカー間の距離を検出し、前記２つのアライメントマーカー間の距離とあらかじめ決められた前記２つのアライメントマーカー間の距離の差を補正して前記被照射体表面に照射される線状ビームの照射位置のずれを補正することを特徴とする。   In the laser irradiation method of the present invention, the surface of the irradiated object provided with at least two alignment markers is imaged with a camera, the distance between the two alignment markers is detected from the image imaged with the camera, and the two alignments are detected. The deviation between the irradiation positions of the linear beams irradiated on the surface of the irradiated object is corrected by correcting the difference between the distance between the markers and the predetermined distance between the two alignment markers.

本発明のレーザ照射方法は、少なくとも２つのアライメントマーカーが設けられた被照射体表面をカメラで撮像し、前記カメラで撮像した画像から前記２つのアライメントマーカー間の距離を検出し、前記２つのアライメントマーカー間の距離とあらかじめ決められた前記２つのアライメントマーカー間の距離の差を補正して前記被照射体表面に照射される線状ビームの照射位置のずれを補正し、前記被照射体表面に線状ビームを照射し、前記被照射体表面に照射された光の反射光をカメラで検出し、前記カメラで検出した前記反射光から検出された前記線状ビームの照射位置のずれを補正することを特徴とする。   In the laser irradiation method of the present invention, the surface of the irradiated object provided with at least two alignment markers is imaged with a camera, the distance between the two alignment markers is detected from the image imaged with the camera, and the two alignments are detected. The difference between the distance between the markers and the predetermined distance between the two alignment markers is corrected to correct the deviation of the irradiation position of the linear beam irradiated on the surface of the irradiated object, and the surface of the irradiated object is corrected. Irradiate a linear beam, detect reflected light of the light irradiated on the surface of the irradiated object with a camera, and correct the deviation of the irradiation position of the linear beam detected from the reflected light detected with the camera It is characterized by that.

レーザビームの照射が悪影響を与えない領域にレーザビームを照射してレーザアニールされた領域、又は線状ビームの走査方向と交わる方向に複数設けられたマーカーをカメラ等の位置検出手段により検出し、レーザビームの照射位置を補正することで、温度変化による熱膨張または収縮によるレーザビームの照射位置のずれを少なくし、被照射面上において高精度にレーザビームを照射することができる。   A region where laser beam irradiation does not adversely affect the region irradiated with the laser beam and laser annealing, or a plurality of markers provided in the direction intersecting the scanning direction of the linear beam are detected by a position detection means such as a camera, By correcting the irradiation position of the laser beam, deviation of the irradiation position of the laser beam due to thermal expansion or contraction due to temperature change can be reduced, and the laser beam can be irradiated with high accuracy on the irradiated surface.

本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いながら説明する。但し、本発明は以下の形態に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。   The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following forms, and those skilled in the art can easily understand that the forms and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below. Note that in structures of the present invention described below, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals in different drawings, and description thereof is not repeated.

（実施の形態１） (Embodiment 1)

本実施の形態では、レーザービーム照射後に、レーザアニールされた領域を観測することにより、レーザビームの所望の位置からのずれを補正する方法を図１〜図３を用いて説明する。ここでは、マーカーを有する半導体膜が成膜されたガラス基板を、ＸＹステージに設置して、その半導体膜を線状ビームによりレーザアニールする例を示す。なお、線状ビームとは、被照射面における形状が線状であるレーザビームのことである。ここでいう「線状」とは、厳密な意味で「線」を意味しているのではなく、アスペクト比が大きい矩形（例えば、アスペクト比が１０以上（好ましくは１００以上））を意味する。なお、線状とするのは、被照射体に対して十分なアニールを行うためのエネルギー密度を確保するためであり、矩形状や楕円状であっても被照射体に対して十分なアニールを行うことができればよい。   In this embodiment mode, a method of correcting a deviation of a laser beam from a desired position by observing a laser annealed region after laser beam irradiation will be described with reference to FIGS. Here, an example is shown in which a glass substrate on which a semiconductor film having a marker is formed is placed on an XY stage, and the semiconductor film is laser-annealed with a linear beam. A linear beam is a laser beam whose shape on the irradiated surface is linear. The term “linear” as used herein does not mean “line” in a strict sense, but means a rectangle having a large aspect ratio (for example, an aspect ratio of 10 or more (preferably 100 or more)). Note that the linear shape is used to ensure sufficient energy density for annealing the irradiated object. Even if the object is rectangular or elliptical, sufficient annealing is performed on the irradiated object. It only has to be done.

図１は本実施の形態の構成を示す模式図である。図１において、レーザ発振器１００から射出されたレーザビーム１０１は光学系１０３を通ってガラス基板１０４表面に照射される。そして、ガラス基板１０４表面に照明１０５によって光が照射され、その反射光がカメラ１０６に入射される。カメラ１０６はレーザビーム１０１の照射後の領域およびその近傍のパターンを画像信号に変換し、変換された画像信号が画像処理装置１０７に送られ、画像処理装置１０７において処理された画像信号がモニター１０８に送られる。操作者はモニター１０８を通してレーザビームの照射後の領域とその近傍のパターンを観測することができる。なお、本実施の形態において、ガラス基板１０４が設置されたＸＹステージ１０９は駆動装置１１０によって走査され、駆動装置１１０、画像処理装置１０７、及び照明１０５はコントローラ１１１によって制御される。また、カメラ１０６は固定されており、ＸＹステージ１０９を駆動することで観測位置を変えることができる。レーザ発振器１００とガラス基板１０４との光路間に配置された光学系１０３は、レーザ発振器１００から射出したレーザビーム１０１をガラス基板１０４表面で線状ビームとなるように成形するためのものである。なお、カメラ１０６として例えばＣＣＤカメラを用いることができる。   FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the present embodiment. In FIG. 1, a laser beam 101 emitted from a laser oscillator 100 is irradiated on the surface of a glass substrate 104 through an optical system 103. Then, light is irradiated onto the surface of the glass substrate 104 by the illumination 105, and the reflected light enters the camera 106. The camera 106 converts the pattern after irradiation with the laser beam 101 and the pattern in the vicinity thereof into an image signal, the converted image signal is sent to the image processing device 107, and the image signal processed in the image processing device 107 is displayed on the monitor 108. Sent to. The operator can observe the region after the laser beam irradiation and the pattern in the vicinity thereof through the monitor 108. In the present embodiment, the XY stage 109 on which the glass substrate 104 is installed is scanned by the driving device 110, and the driving device 110, the image processing device 107, and the illumination 105 are controlled by the controller 111. The camera 106 is fixed, and the observation position can be changed by driving the XY stage 109. The optical system 103 disposed between the optical paths of the laser oscillator 100 and the glass substrate 104 is for shaping the laser beam 101 emitted from the laser oscillator 100 so as to be a linear beam on the surface of the glass substrate 104. As the camera 106, for example, a CCD camera can be used.

次に、図２を用いてレーザ照射位置のずれを制御する方法を説明する。まず、マーカー２０１、２０２を有する半導体膜２０３が形成されたガラス基板１０４を用意する。なお、マーカーの個数は特に限定されず、レーザの照射位置を確定できればいくつ設けてもよい。   Next, a method for controlling the deviation of the laser irradiation position will be described with reference to FIG. First, the glass substrate 104 on which the semiconductor film 203 having the markers 201 and 202 is formed is prepared. The number of markers is not particularly limited, and any number of markers may be provided as long as the laser irradiation position can be determined.

続いて、ＸＹステージ１０９上にガラス基板１０４を設置する。このとき、２つのマーカー２０１、２０２を結ぶ直線と、線状ビーム２０４の長軸方向と、ＸＹステージ１０９のＹ軸が平行になるように配置することが好ましい。次に、ＸＹステージ１０９を移動させることによりマーカー２０１の位置をカメラ１０６で検出後、前記マーカー２０１が検出された位置からガラス基板１０４をＹ方向に移動させ、カメラ１０６によりマーカー２０２を検出する。これによりレーザの照射位置を確定する。なお、上述では、線状ビーム２０４の長軸方向とＸＹステージ１０９のＹ軸を平行に配置したが、そのＸ軸と平行に配置してもかまわない。このときは、Ｙ軸をＸ軸に、Ｙ軸方向をＸ軸方向に置き換えて考える。   Subsequently, the glass substrate 104 is set on the XY stage 109. At this time, it is preferable that the straight line connecting the two markers 201 and 202, the long axis direction of the linear beam 204, and the Y axis of the XY stage 109 are arranged in parallel. Next, after the position of the marker 201 is detected by the camera 106 by moving the XY stage 109, the glass substrate 104 is moved in the Y direction from the position where the marker 201 is detected, and the marker 202 is detected by the camera 106. Thereby, the irradiation position of the laser is determined. In the above description, the major axis direction of the linear beam 204 and the Y axis of the XY stage 109 are arranged in parallel, but they may be arranged in parallel with the X axis. In this case, the Y axis is replaced with the X axis, and the Y axis direction is replaced with the X axis direction.

次に、線状ビーム２０４を半導体膜２０３に照射しながらＸＹステージ１０９をＸ軸方向に動作させ、半導体膜２０３をレーザアニールする。このとき、線状ビーム２０４の長軸方向はＹ軸方向と平行になるようにする。その後、レーザアニールされた領域をカメラ１０６で検出する。図２において領域２１１は線状ビーム２０４が照射された領域を示している。   Next, the XY stage 109 is moved in the X-axis direction while irradiating the semiconductor film 203 with the linear beam 204, and the semiconductor film 203 is laser-annealed. At this time, the major axis direction of the linear beam 204 is made parallel to the Y axis direction. Thereafter, the laser annealed area is detected by the camera 106. In FIG. 2, a region 211 indicates a region irradiated with the linear beam 204.

その後、再びＸＹステージ１０９をＸ軸方向に動作させ、カメラ１０６によりマーカーを検出する。続いて、ＸＹステージ１０９をＹ軸方向に動作させ、レーザアニールされた領域、つまり大粒径結晶領域をカメラ１０６により検出する。カメラ１０６がマーカーを検出してから大粒径結晶領域を検出するまでにＸＹステージがＹ軸方向に動作した距離をａとする。   Thereafter, the XY stage 109 is moved again in the X-axis direction, and the marker is detected by the camera 106. Subsequently, the XY stage 109 is moved in the Y-axis direction, and a laser annealed region, that is, a large grain crystal region is detected by the camera 106. The distance that the XY stage has moved in the Y-axis direction from when the camera 106 detects the marker to when the large grain crystal region is detected is defined as a.

ここで、ガラス基板１０４上における線状ビーム２０４の照射位置とカメラ１０６の視野位置とを考えると、線状ビーム２０４の照射位置のＹ座標とカメラ１０６のＹ座標が等しいことが好ましい。なぜなら、カメラ１０６の位置を基準に線状ビームのガラス基板上の照射位置が決められるため、それらの相対位置が離れていればいるほど、誤差が大きくなるためである。しかしながら、実際は、カメラ１０６のＹ座標を所望の照射位置（ここではマーカー２０１の位置）にあわせたときに、線状ビーム２０４をマーカー２０１の位置に照射することは困難である。よって、線状ビーム２０４の実際の照射位置のＹ座標は、カメラ１０６及びマーカー２０１のＹ座標とずれた位置になってしまう。つまり、線状ビーム２０４は、マーカー２０１からＹ軸方向に距離ａだけずれた位置に照射される（図２）。ここで、距離ａはＸＹステージ１０９のエンコーダにより測定した値とする。ここで、設計上では距離ａ＝０となるべきであるが、実際は周囲の環境変化などにより距離ａは０以外の値になってしまう場合が多い。そこで、基板をＹ軸方向に距離ａだけ戻すことによりレーザビームを所望の照射位置に照射することが可能となる。   Here, considering the irradiation position of the linear beam 204 on the glass substrate 104 and the visual field position of the camera 106, the Y coordinate of the irradiation position of the linear beam 204 and the Y coordinate of the camera 106 are preferably equal. This is because the irradiation position of the linear beam on the glass substrate is determined based on the position of the camera 106, and the error increases as the relative positions of the irradiation positions increase. However, in practice, it is difficult to irradiate the position of the marker 201 with the linear beam 204 when the Y coordinate of the camera 106 is adjusted to a desired irradiation position (here, the position of the marker 201). Therefore, the Y coordinate of the actual irradiation position of the linear beam 204 is shifted from the Y coordinate of the camera 106 and the marker 201. That is, the linear beam 204 is irradiated to a position shifted from the marker 201 by a distance a in the Y-axis direction (FIG. 2). Here, the distance a is a value measured by the encoder of the XY stage 109. Here, the distance a should be 0 in design, but in reality, the distance a often becomes a value other than 0 due to a change in the surrounding environment. Therefore, it is possible to irradiate a desired irradiation position with the laser beam by returning the substrate by a distance a in the Y-axis direction.

ここで、レーザアニールされた領域をカメラ１０６で検出する方法を説明する。半導体膜上に線状ビーム２０４を照射してレーザアニールされた領域は、半導体膜２０３表面の状態がレーザアニールされていない領域とは異なる。そのため、この領域を簡便に検出するには、半導体膜２０３表面に斜めから投光し、その散乱光の量をＣＣＤカメラ等で検出すればよい。レーザアニールされた領域とされていない領域では、散乱光の量が異なるため、レーザビームが照射された領域と未照射の領域を判別することができる。 Here, a method of detecting the laser annealed region with the camera 106 will be described. The region where the semiconductor film 203 is irradiated with the linear beam 204 and laser-annealed is different from the region where the surface of the semiconductor film 203 is not laser-annealed. For this reason, in order to easily detect this region, the surface of the semiconductor film 203 is projected obliquely, and the amount of the scattered light is detected by a CCD camera or the like. Since the amount of scattered light is different between the laser annealed region and the non-irradiated region, the region irradiated with the laser beam and the unirradiated region can be distinguished.

例えば、図３（Ａ）に示すように、照明１０５を半導体膜２０３に斜めから投光し、カメラ１０６にガラス基板１０４表面あるいは内部からの正反射光が入らない角度に調整する。レーザビームの照射領域は未照射領域に比べて表面の凹凸が大きいため、散乱光の強度が高く、これにより照射領域を検出することができる。また、図３（Ｂ）に示すように、レーザビームの照射領域３０１と未照射領域３０２の境界を高倍率カメラにて検出することにより、より高精度に距離ａを測定することができる。 For example, as shown in FIG. 3A, the illumination 105 is projected obliquely onto the semiconductor film 203, and the camera 106 is adjusted to an angle at which regular reflection light from the surface or inside of the glass substrate 104 does not enter. Since the laser beam irradiation area has a larger surface irregularity than the unirradiated area, the intensity of the scattered light is high, and the irradiation area can be detected. As shown in FIG. 3B, the distance a can be measured with higher accuracy by detecting the boundary between the laser beam irradiation region 301 and the non-irradiation region 302 with a high-magnification camera.

本実施の形態において、レーザビームを照射してレーザアニールされた領域をカメラ等の位置検出手段により検出し、レーザビームを照射する位置を補正することで、温度変化による熱膨張または収縮によるレーザビームの照射位置のずれを少なくし、半導体膜上において高精度にレーザビームを照射することができる。また、ＴＦＴを作製する場合、ＴＦＴを形成しない領域をレーザアニールしてカメラ等により位置を検出するため、ＴＦＴの特性に影響を与えることがない。さらに、半導体膜の所望の位置に正確にレーザを照射することができるため、所望の位置を均一にレーザアニールすることができ、特性のよいＴＦＴを効率よく作製することが可能である。   In this embodiment, a laser beam irradiated by a laser beam is detected by a position detection unit such as a camera, and the position irradiated with the laser beam is corrected to correct a laser beam by thermal expansion or contraction due to a temperature change. Therefore, the laser beam can be irradiated with high accuracy on the semiconductor film. Further, when a TFT is manufactured, the region where the TFT is not formed is laser-annealed and the position is detected by a camera or the like, so that the TFT characteristics are not affected. Further, since a laser can be accurately irradiated to a desired position of the semiconductor film, the desired position can be uniformly laser-annealed, and a TFT having excellent characteristics can be efficiently manufactured.

（実施の形態２）
本実施の形態において、複数のマーカーの相対位置を検出して、レーザ照射位置の所望の照射位置からのずれを補正する方法を説明する。なお、図４において図１〜図３と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略する。図４は、ＸＹステージ及びＸＹステージ上に設けられた試料の一部を示す図である。 (Embodiment 2)
In the present embodiment, a method for detecting a relative position of a plurality of markers and correcting a deviation of a laser irradiation position from a desired irradiation position will be described. 4 that are the same as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. FIG. 4 is a diagram illustrating an XY stage and a part of a sample provided on the XY stage.

まず、互いに距離Ｌ離れた２つのマーカー４０１、４０３が形成された半導体膜２０３が表面に形成されたガラス基板１０４を用意する（図４）。ここで、本来ならガラス基板１０４上においてマーカー４０３はマーカー４０１から距離Ｌだけ離れた位置（図４のマーカー４０２の位置）に形成されているはずであるが、周囲の環境変化により距離Ｌとは異なる距離Ｎだけ離れた位置にマーカー４０３が形成される。   First, a glass substrate 104 is prepared on which a semiconductor film 203 on which two markers 401 and 403 separated by a distance L are formed is formed on the surface (FIG. 4). Here, the marker 403 should be formed on the glass substrate 104 at a position separated from the marker 401 by a distance L (position of the marker 402 in FIG. 4). A marker 403 is formed at a position separated by a different distance N.

次に、ＸＹステージ１０９上にガラス基板１０４を設置する。このとき、２つのマーカー４０１、４０３を結ぶ直線と、線状ビームの長軸方向と、ＸＹステージ１０９のＹ軸方向が平行になるように配置する。ＸＹステージ１０９を移動させることによりマーカー４０１の位置をカメラ１０６で検出し、前記マーカー４０１が検出された位置からＸＹステージ１０９をＹ方向に移動させ、カメラ１０６によりマーカー４０３を検出する。このとき、本来ならＸＹステージ１０９がＹ方向に移動した距離、つまりマーカー４０１とマーカー４０３の距離は設計上で決められたマーカー４０１、４０２間の距離Ｌと一致するはずであるが、周辺環境の変化のために、マーカー４０１、４０３間の距離は、設計上の距離Ｌとは異なった値となる。このＸＹステージ１０９が移動した距離をＮとする。なお、この距離Ｎは、ＸＹステージ１０９に取り付けられたエンコーダなどの測長器で測定された値である。この測長器にガラス基板１０４とほぼ同等の熱膨張率をもつスケールを持たせると、ガラス基板１０４とスケールが周囲の温度に同調して同様のサイズ変化をするため、周囲の温度変化によらず、精度の高い測長が可能となる。   Next, the glass substrate 104 is set on the XY stage 109. At this time, the straight line connecting the two markers 401 and 403, the long axis direction of the linear beam, and the Y axis direction of the XY stage 109 are arranged in parallel. The position of the marker 401 is detected by the camera 106 by moving the XY stage 109, the XY stage 109 is moved in the Y direction from the position where the marker 401 is detected, and the marker 403 is detected by the camera 106. At this time, the distance that the XY stage 109 is moved in the Y direction, that is, the distance between the marker 401 and the marker 403 should be the same as the distance L between the markers 401 and 402 determined by design. Due to the change, the distance between the markers 401 and 403 is different from the design distance L. The distance traveled by the XY stage 109 is N. The distance N is a value measured by a length measuring device such as an encoder attached to the XY stage 109. If this length measuring instrument has a scale having a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the glass substrate 104, the glass substrate 104 and the scale change in the same size in synchronization with the ambient temperature. Therefore, highly accurate length measurement is possible.

ＸＹステージ１０９の測長器において、距離Ｎを距離Ｌとみなし、ＸＹステージ１０９の座標を張り替えることにより、より正確な位置にレーザアニールを行うことができるようになる。ここでは、Ｙ軸方向の位置決め精度をより高くする例を示したが、これは本発明のレーザアニール方法が、線状ビームの長軸方向において、より高い精度を求めるからである。なお、上述の例では、線状ビームの長軸方向とＸＹステージのＹ軸を平行に配置したが、そのＸ軸と平行に配置してもかまわない。このときは、Ｙ軸をＸ軸に、Ｙ方向をＸ方向に置き換えて考える。 In the length measuring device of the XY stage 109, it is possible to perform laser annealing at a more accurate position by regarding the distance N as the distance L and changing the coordinates of the XY stage 109. Here, an example in which the positioning accuracy in the Y-axis direction is made higher is shown because the laser annealing method of the present invention requires higher accuracy in the long-axis direction of the linear beam. In the above example, the major axis direction of the linear beam and the Y axis of the XY stage are arranged in parallel, but they may be arranged in parallel with the X axis. In this case, the Y axis is replaced with the X axis and the Y direction is replaced with the X direction.

この後、実施の形態１に示すように、レーザビーム照射後に、レーザアニールされた領域を観測することにより、レーザビームの所望の位置からのずれを補正してもよい。この場合、実施の形態１の図２と同様に線状ビーム２０４は、カメラ１０６からＹ軸方向に距離ａだけずれた位置に照射される。本実施の形態の場合、距離Ｎを距離Ｌとみなし、ＸＹステージ１０９の座標を張り替えているため、距離ａを張り替えた座標に換算して用いる。それによりレーザビームが所望の照射位置に照射される。 Thereafter, as shown in Embodiment Mode 1, after the laser beam irradiation, the laser annealed region may be observed to correct the deviation of the laser beam from a desired position. In this case, as in FIG. 2 of the first embodiment, the linear beam 204 is irradiated to a position shifted from the camera 106 by a distance a in the Y-axis direction. In the present embodiment, the distance N is regarded as the distance L, and the coordinates of the XY stage 109 are replaced. Therefore, the distance a is converted into the replaced coordinates and used. Thereby, a laser beam is irradiated to a desired irradiation position.

なお、レーザビームの照射位置のずれ量は０となるようにレーザビームの照射位置を補正することが好ましいが、大きさが数ｍｍ角以下、大きくても数１０ｍｍ角の半導体装置を作製する際は、３０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下の範囲内に収まるように補正すれば半導体装置の特性への影響が少ない。また、装置配置の都合上、レーザビームの照射位置のずれ量を０とできない場合は、あらかじめ装置にレーザビームの照射位置のずれ量を記憶させ、補正値として用いてもよい。この場合も、記憶されたずれ量の誤差は前述の範囲に抑える必要がある。実施の形態１と実施の形態２を組み合わせて用いることにより、レーザの照射位置のずれをより精度よく補正することが可能となる。 Note that it is preferable to correct the laser beam irradiation position so that the amount of deviation of the laser beam irradiation position becomes zero. However, when manufacturing a semiconductor device having a size of several mm square or less and at most several tens mm square. Is corrected so that it falls within the range of 30 μm or less, preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, and the influence on the characteristics of the semiconductor device is small. In addition, when the amount of deviation of the laser beam irradiation position cannot be zero due to the arrangement of the apparatus, the amount of deviation of the laser beam irradiation position may be stored in the apparatus in advance and used as a correction value. Also in this case, it is necessary to suppress the error of the stored deviation amount within the aforementioned range. By using the first embodiment and the second embodiment in combination, it is possible to more accurately correct the deviation of the laser irradiation position.

本実施の形態では、あらかじめ決められたマーカー間の距離と実際に測定したマーカー間の距離の差を補正することで、ステージとガラス基板の間で生じる熱膨張によるレーザ照射位置のずれ、及び、マーカーを形成する前工程の装置とのスケールの差を補正することが可能となる。よって、温度変化による熱膨張または収縮によるレーザビームの照射位置のずれを少なくし、半導体膜上において高精度にレーザビームを照射することができる。また、ＴＦＴを作製する場合、ＴＦＴを形成しない領域をレーザアニールしてカメラ等により位置を検出するため、ＴＦＴの特性に影響を与えることがない。さらに、半導体膜の所望の位置に正確にレーザを照射することができるため、所望の位置を均一にレーザアニールすることができ、特性のよいＴＦＴを効率よく作製することが可能である。 In this embodiment, by correcting the difference between the predetermined marker distance and the actually measured marker distance, the laser irradiation position shift due to thermal expansion occurring between the stage and the glass substrate, and It becomes possible to correct the difference in scale with the apparatus in the previous process for forming the marker. Therefore, the deviation of the irradiation position of the laser beam due to thermal expansion or contraction due to temperature change can be reduced, and the laser beam can be irradiated with high accuracy on the semiconductor film. Further, when a TFT is manufactured, the region where the TFT is not formed is laser-annealed and the position is detected by a camera or the like, so that the TFT characteristics are not affected. Further, since a laser can be accurately irradiated to a desired position of the semiconductor film, the desired position can be uniformly laser-annealed, and a TFT having excellent characteristics can be efficiently manufactured.

（実施の形態３）
本実施の形態では、半導体膜を結晶化する工程について説明する。なお、図５において図１〜図４と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略する。図５に、本実施の形態におけるレーザ照射装置の一部を示す。 (Embodiment 3)
In this embodiment, a process for crystallizing a semiconductor film is described. 5 that are the same as those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. FIG. 5 shows a part of the laser irradiation apparatus in this embodiment.

本実施の形態においては、図５に示すレーザ発振器１００は、出力２０Ｗ、波長５３２ｎｍ、ビーム径２ｍｍ、ビームの横モードがＴＥＭ_００のＣＷレーザ発振器を用いる。 In this embodiment, the laser oscillator 100 shown in FIG. 5 uses a CW laser oscillator having an output of 20 W, a wavelength of 532 nm, a beam diameter of 2 mm, and a beam transverse mode of TEM ₀₀ .

レーザ発振器１００から射出したレーザビームは、スリット５０２によってレーザビームのエネルギー密度の弱い部分を遮断され、ミラー５０３によってガラス基板１０４上に成膜された半導体膜２０３に対して垂直方向に偏向される。 The laser beam emitted from the laser oscillator 100 is blocked by the slit 502 at a portion where the energy density of the laser beam is weak, and is deflected in the vertical direction by the mirror 503 with respect to the semiconductor film 203 formed on the glass substrate 104.

前記偏向されたレーザビームは、一方向にのみ作用するシリンドリカルレンズ５０４によって、スリット５０２の像を照射面である半導体膜２０３上に投影される。このときレーザビームの照射面に対する入射角度は垂直とする。 The deflected laser beam projects an image of the slit 502 onto the semiconductor film 203 as an irradiation surface by a cylindrical lens 504 acting only in one direction. At this time, the incident angle of the laser beam to the irradiation surface is vertical.

さらに、レーザビームはシリンドリカルレンズ５０４とは作用する方向が９０度異なるシリンドリカルレンズ５０５によって集光され、半導体膜２０３に照射される。つまり、シリンドリカルレンズ５０４は照射面における線状ビーム２０４の長軸方向にのみ作用し、シリンドリカルレンズ５０５は短軸方向にのみ作用することになる。 Further, the laser beam is condensed by a cylindrical lens 505 whose direction of action is 90 degrees different from that of the cylindrical lens 504, and is applied to the semiconductor film 203. That is, the cylindrical lens 504 acts only in the major axis direction of the linear beam 204 on the irradiation surface, and the cylindrical lens 505 acts only in the minor axis direction.

本発明では、結晶性不良領域を減少させ、さらにＴＦＴの形成領域に結晶性不良領域が形成されるのを防ぐため、光路中に単スリットを設けた光学系を用いた。しかし、スリットを用いると光の回折が生じ半導体膜に回折の影響により縞模様が現れる。縞模様の発生を防ぐために、本発明では、シリンドリカルレンズ５０４とスリット５０２及び照射面となる半導体膜２０３との間の位置関係を以下の式１、式２に従うものとする。 In the present invention, an optical system in which a single slit is provided in the optical path is used in order to reduce the poorly crystalline region and prevent the poorly crystalline region from being formed in the TFT formation region. However, when a slit is used, light is diffracted and a stripe pattern appears in the semiconductor film due to the influence of diffraction. In order to prevent the occurrence of a striped pattern, in the present invention, the positional relationship between the cylindrical lens 504, the slit 502, and the semiconductor film 203 serving as an irradiation surface is determined according to the following formulas 1 and 2.

Ｍ１＝ｆ（ｓ＋Ｄ）／Ｄ・・・（式１）   M1 = f (s + D) / D (Expression 1)

Ｍ２＝ｆ（ｓ＋Ｄ）／ｓ・・・（式２）   M2 = f (s + D) / s (Expression 2)

式１、式２において、ｓはスリットの幅、Ｄは線状ビームの長軸方向の長さ、ｆはシリンドリカルレンズの焦点距離、Ｍ１はスリット５０２とシリンドリカルレンズ５０４の間隔、Ｍ２はシリンドリカルレンズ５０４と照射面となる半導体膜２０３との間隔である。   In Equations 1 and 2, s is the slit width, D is the length of the linear beam in the long axis direction, f is the focal length of the cylindrical lens, M1 is the distance between the slit 502 and the cylindrical lens 504, and M2 is the cylindrical lens 504. And the distance between the semiconductor film 203 to be the irradiated surface.

これにより、スリットの像がシリンドリカルレンズによって照射面に投影される。スリットの位置では、レーザビームに回折が生じていないため、この位置では回折による縞は発生しない。したがって、スリットの像を投影される照射面においても、縞は発生しない。 Thereby, the image of the slit is projected onto the irradiation surface by the cylindrical lens. Since the laser beam is not diffracted at the slit position, no fringes due to diffraction occur at this position. Accordingly, no stripes are generated on the irradiation surface onto which the slit image is projected.

本実施の形態において、シリンドリカルレンズ５０４の焦点距離１５０ｍｍ、スリットの幅０．５ｍｍ、照射面となる半導体膜２０３上に整形する線状ビームの長軸方向の長さ０．５ｍｍとすると、それらに基づいて式１及び式２を満たすために必要なスリット５０２とシリンドリカルレンズ５０４の光路上の間隔（Ｍ１）及びシリンドリカルレンズ５０４と半導体膜２０３の光路上の間隔（Ｍ２）を求めると以下の式３及び式４のように値が求められる。 In this embodiment, when the focal length of the cylindrical lens 504 is 150 mm, the slit width is 0.5 mm, and the length of the linear beam shaped on the semiconductor film 203 serving as the irradiation surface is 0.5 mm in the major axis direction, Based on this, the distance (M1) on the optical path between the slit 502 and the cylindrical lens 504 and the distance (M2) on the optical path between the cylindrical lens 504 and the semiconductor film 203 necessary for satisfying Expression 1 and Expression 2 are obtained. And a value is calculated | required like Formula 4.

Ｍ１＝ｆ（ｓ＋Ｄ）／Ｄ＝１５０×（０．５＋０．５）／０．５＝３００ｍｍ・・・（式３）
Ｍ２＝ｆ（ｓ＋Ｄ）／ｓ＝１５０×（０．５＋０．５）／０．５＝３００ｍｍ・・・（式４） M1 = f (s + D) / D = 150 × (0.5 + 0.5) /0.5=300 mm (Expression 3)
M2 = f (s + D) / s = 150 × (0.5 + 0.5) /0.5=300 mm (Expression 4)

本実施の形態では式３及び式４で求めた位置関係を満たすようにこれらを配置し、レーザビームを半導体膜上に照射したところ、回折による縞は伝達されなくなり、レーザビームが均一に照射され大粒径結晶領域の幅が０．５ｍｍで、結晶性不良領域がほとんど形成されることなく大粒径結晶がむら無く均一に形成できる。 In this embodiment, these are arranged so as to satisfy the positional relationship obtained by Expressions 3 and 4, and when the laser beam is irradiated onto the semiconductor film, the fringes due to diffraction are not transmitted and the laser beam is irradiated uniformly. The width of the large grain size crystal region is 0.5 mm, and the large grain size crystal can be uniformly formed without any crystallinity defect region being formed.

上記のような光学系を用いて線状に成形された線状ビームを、Ｘ軸ステージ５０９及びＹ軸ステージ５１０上に設置されたガラス基板１０４上に成膜された半導体膜２０３に照射しながら、４００ｍｍ／ｓｅｃの速度で走査移動させることによりガラス基板全面に大粒径結晶を作製できる。 While irradiating the semiconductor film 203 formed on the glass substrate 104 placed on the X-axis stage 509 and the Y-axis stage 510 with a linear beam shaped using the optical system as described above, , A large grain crystal can be produced on the entire surface of the glass substrate by scanning and moving at a speed of 400 mm / sec.

次に、レーザを照射する位置のずれを補正する方法について説明する。ガラス基板上に成膜された半導体膜２０３には、図５、６で示すようにあらかじめ複数のマーカー５１２ａ〜５１２ｃが設けられている。なお、図６は図５を上から見た図である。 Next, a method for correcting the displacement of the position where the laser is irradiated will be described. The semiconductor film 203 formed on the glass substrate is provided with a plurality of markers 512a to 512c in advance as shown in FIGS. FIG. 6 is a view of FIG. 5 as viewed from above.

まず、Ｘ軸ステージ５０９、Ｙ軸ステージ５１０、θステージ５０８を用いて、ステージとは別に固定されたＣＣＤカメラ１０６で半導体膜２０３上のマーカー５１２ａ、５１２ｂをそれぞれ検出する。 First, using the X-axis stage 509, the Y-axis stage 510, and the θ stage 508, the markers 512a and 512b on the semiconductor film 203 are detected by the CCD camera 106 fixed separately from the stage.

ここで、マーカーの検出精度を高めるために、用いるＣＣＤカメラのレンズは高倍率の方が好ましい。しかし、ガラス基板をステージ上に置く精度の悪化などにより、マーカーの位置精度が悪化した場合には、ＣＣＤカメラでマーカーを検出できる有効範囲を高めるために、ズーム可能なＣＣＤカメラを用いても良いし、粗調整用の低倍率レンズ及び微調整用の高倍率レンズを備えたＣＣＤカメラを用いても良い。 Here, in order to increase the detection accuracy of the marker, the lens of the CCD camera to be used preferably has a high magnification. However, if the position accuracy of the marker deteriorates due to deterioration of the accuracy of placing the glass substrate on the stage, a zoomable CCD camera may be used to increase the effective range in which the marker can be detected by the CCD camera. Alternatively, a CCD camera equipped with a low magnification lens for coarse adjustment and a high magnification lens for fine adjustment may be used.

マーカー５１２ａ、５１２ｂは、ＴＦＴのチャネル方向と平行になるように配置されており、マーカー５１２ａ、５１２ｂを検出し、θステージ５０８を用いて回転方向の角度調整を行うことで、ＴＦＴのチャネル方向と線状ビーム２０４の走査方向を平行にすることができる。 The markers 512a and 512b are arranged so as to be parallel to the TFT channel direction. The markers 512a and 512b are detected, and the angle of the rotation direction is adjusted using the θ stage 508, so that the TFT channel direction is adjusted. The scanning direction of the linear beam 204 can be made parallel.

前述したθステージによる角度調整を怠ると、ＴＦＴの形成位置に結晶性不良領域が形成される可能性があり、歩留まり低下の原因となる。 If the angle adjustment by the θ stage described above is neglected, there is a possibility that a poor crystallinity region is formed at the TFT formation position, resulting in a decrease in yield.

θステージ５０８の角度を調整した後、Ｘ軸ステージ５０９、Ｙ軸ステージ５１０を用いて、ＣＣＤカメラ１０６でマーカー５１２ａ、５１２ｃをそれぞれ検出する。 After adjusting the angle of the θ stage 508, the markers 512a and 512c are detected by the CCD camera 106 using the X-axis stage 509 and the Y-axis stage 510, respectively.

マーカー５１２ａ、５１２ｃは所望の距離だけ離れているはずであるが、実際にカメラ１０６によってマーカーの位置を検出して求めた２つのマーカーの間隔は、所望の距離から少しだけずれている。このずれを検出して、Ｘ軸ステージおよびＹ軸ステージの絶対位置の補正を行う。 The markers 512a and 512c should be separated by a desired distance, but the interval between two markers actually obtained by detecting the position of the marker by the camera 106 is slightly shifted from the desired distance. This deviation is detected, and the absolute positions of the X-axis stage and the Y-axis stage are corrected.

線状ビーム２０４の位置のずれを補正した後、ＸステージおよびＹステージの走査を繰り返すことで、正確にＴＦＴを作製する領域に大粒径結晶を形成することが可能となる。 After correcting the positional deviation of the linear beam 204, the scanning of the X stage and the Y stage is repeated, so that a large grain crystal can be accurately formed in a region for manufacturing the TFT.

本実施の形態において、半導体膜の所望の位置に精度よくレーザビームを照射することができ、所望の位置を均一にレーザアニールすることが可能である。よって、品質が良好でばらつきのない半導体装置を効率良く作製することができ、コストの低減に有効である。このような手法で大粒径結晶を形成した半導体膜を用いてＴＦＴを作製することができ、高速デバイスを作製することができる。 In this embodiment mode, a desired position of a semiconductor film can be accurately irradiated with a laser beam, and the desired position can be uniformly laser-annealed. Therefore, a semiconductor device with good quality and no variation can be efficiently manufactured, which is effective in reducing cost. A TFT can be manufactured using a semiconductor film in which a large grain crystal is formed by such a method, and a high-speed device can be manufactured.

（実施の形態４）
本実施の形態においては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を作製する工程について説明する。なお、本実施の形態ではトップゲート型（順スタガ型）ＴＦＴの作製方法を記載しているが、トップゲート型ＴＦＴに限らず、ボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴなどでも同様に本発明を用いることができる。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせて用いることができる。 (Embodiment 4)
In this embodiment, a process for manufacturing a thin film transistor (TFT) will be described. Note that although a manufacturing method of a top gate type (forward stagger type) TFT is described in this embodiment mode, the present invention is similarly applied to a bottom gate type (reverse stagger type) TFT or the like as well as the top gate type TFT. Can be used. However, the present invention can be implemented in many different modes, and it is easy for those skilled in the art to change the modes and details in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention. Understood. Therefore, the present invention is not construed as being limited to the description of this embodiment mode. Further, this embodiment can be freely combined with any of the other embodiments.

図７は、図１のＸＹステージ１０９を示したものである。ＸＹステージ１０９は、吸着機能を有し、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に沿って移動することができる。まず、図７に示すように、吸着機能を持ったＸＹステージ１０９上に、絶縁表面を有する絶縁基板７００、下地膜７０１、非晶質半導体膜７０２を順次形成したものを設置する。絶縁基板７００には、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、ステンレス基板等を用いることができる。また、ＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＥＮに代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的に他の基板と比較して耐熱温度が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることができる。   FIG. 7 shows the XY stage 109 of FIG. The XY stage 109 has a suction function and can move along the X-axis direction or the Y-axis direction. First, as shown in FIG. 7, an insulating substrate 700 having an insulating surface, a base film 701, and an amorphous semiconductor film 702 are sequentially formed on an XY stage 109 having an adsorption function. As the insulating substrate 700, for example, a glass substrate such as barium borosilicate glass or alumino borosilicate glass, a quartz substrate, a stainless steel substrate, or the like can be used. In addition, plastics typified by PET, PES, and PEN, and substrates made of a synthetic resin having flexibility such as acrylic generally tend to have a lower heat resistant temperature than other substrates. Any material can be used as long as it can withstand the processing temperature.

下地膜７０１は、絶縁基板７００中に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体膜中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設ける。そのため、アルカリ金属やアルカリ土類金属の半導体膜中への拡散を抑えることができる酸化珪素や、窒化珪素、窒素を含む酸化珪素、酸素を含む窒化珪素などの絶縁膜を用いて形成する。例えば、プラズマＣＶＤ法を用いて窒化酸化珪素膜を１０〜４００ｎｍの膜厚になるように成膜する。ガラス基板又はプラスチック基板のようにアルカリ金属やアルカリ土類金属が多少なりとも含まれている基板を用いる場合、不純物の拡散を防ぐという観点から下地膜を設けることは有効であるが、石英基板など不純物の拡散がたいして問題とならない場合には必ずしも設ける必要はない。   The base film 701 is provided to prevent an alkali metal such as Na or an alkaline earth metal contained in the insulating substrate 700 from diffusing into the semiconductor film and adversely affecting the characteristics of the semiconductor element. Therefore, an insulating film such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxide containing nitrogen, or silicon nitride containing oxygen that can suppress diffusion of alkali metal or alkaline earth metal into the semiconductor film is used. For example, a silicon nitride oxide film is formed to a thickness of 10 to 400 nm by plasma CVD. When using a substrate containing alkali metal or alkaline earth metal, such as a glass substrate or plastic substrate, it is effective to provide a base film from the viewpoint of preventing the diffusion of impurities. If the diffusion of impurities is not a problem, it is not always necessary.

下地膜７０１上に、膜厚２５〜１００ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）程度の非晶質半導体膜７０２が形成されている。非晶質半導体膜としては、珪素やゲルマニウムを含む珪素を用いることができる。ゲルマニウムを含む珪素を用いる場合、ゲルマニウムの濃度は０．０１〜４．５ａｔｏｍｉｃ％程度であることが好ましい。   An amorphous semiconductor film 702 having a thickness of about 25 to 100 nm (preferably 30 to 60 nm) is formed over the base film 701. As the amorphous semiconductor film, silicon containing silicon or germanium can be used. When silicon containing germanium is used, the concentration of germanium is preferably about 0.01 to 4.5 atomic%.

図８は、図７の上面図である。非晶質半導体膜７０２上には、複数のアライメントマーカー８０１〜８０３が形成されている。ここで、実施の形態１及び実施の形態２に示す方法を用いて、線状ビーム２０４の所望の照射位置からのずれを補正する。図７及び図８において、矢印に沿って線状ビーム２０４が照射されている。   FIG. 8 is a top view of FIG. On the amorphous semiconductor film 702, a plurality of alignment markers 801 to 803 are formed. Here, the deviation from the desired irradiation position of the linear beam 204 is corrected using the method shown in the first and second embodiments. 7 and 8, the linear beam 204 is irradiated along the arrow.

図９は、図８のＭとＮを結ぶ破線における断面図である。図９（Ａ）に示すように、絶縁基板７００上に下地膜７０１、非晶質半導体膜７０２が順次積層して形成されている。線状ビームは、非晶質半導体膜７０２の表面において、図９（Ｂ）に示した矢印の方向に向かって走査する。その線状ビームの照射により走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒が形成される。前記のように、走査方向に向かって長く延びた結晶の粒を形成することで、結晶性半導体膜６０６ａにおけるチャネルのキャリア移動方向には結晶粒界のほとんど存在しないＴＦＴの形成が可能となる。   FIG. 9 is a cross-sectional view taken along a broken line connecting M and N in FIG. As shown in FIG. 9A, a base film 701 and an amorphous semiconductor film 702 are sequentially stacked over an insulating substrate 700. The linear beam scans on the surface of the amorphous semiconductor film 702 in the direction of the arrow illustrated in FIG. Crystal grains continuously grown in the scanning direction are formed by the irradiation of the linear beam. As described above, by forming crystal grains extending in the scanning direction, it is possible to form a TFT having almost no crystal grain boundaries in the channel carrier movement direction in the crystalline semiconductor film 606a.

その後、図９（Ｃ）に示すように結晶性半導体膜６０６ａを加工し、島状の半導体膜７０４〜７０７を形成する。島状の半導体膜７０４〜７０７を用いてＴＦＴに代表される各種の半導体素子を形成する。次に、その島状の半導体膜７０４〜７０７を覆うようにゲート絶縁膜７０８を形成する。そのゲート絶縁膜７０８には、例えば酸化珪素、窒化珪素または窒化酸化珪素等を用いることができる。その際の成膜方法には、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法などを用いることができる。例えば、スパッタ法を用いて、膜厚３０ｎｍ〜２００ｎｍの珪素を含む絶縁膜を形成すればよい。   After that, as shown in FIG. 9C, the crystalline semiconductor film 606a is processed to form island-shaped semiconductor films 704 to 707. Various semiconductor elements typified by TFTs are formed using island-shaped semiconductor films 704 to 707. Next, a gate insulating film 708 is formed so as to cover the island-shaped semiconductor films 704 to 707. For the gate insulating film 708, for example, silicon oxide, silicon nitride, silicon nitride oxide, or the like can be used. As a film formation method at that time, a plasma CVD method, a sputtering method, or the like can be used. For example, an insulating film containing silicon with a thickness of 30 nm to 200 nm may be formed by a sputtering method.

次に、ゲート絶縁膜上に導電膜を形成しエッチングすることでゲート電極を形成する。その後、ゲート電極、又はレジストを形成しエッチングしたものをマスクとして用い、島状の半導体膜７０４〜７０７にｎ型またはｐ型の導電性を付与する不純物を選択的に添加し、ソース領域、ドレイン領域、さらにはＬＤＤ領域等を形成する。上述の工程によって、Ｎ型トランジスタ７１０、７１２と、Ｐ型トランジスタ７１１、７１３を同一基板上に形成することができる（図９（Ｄ））。続いて、それらの保護膜として絶縁膜７１４を形成する。この絶縁膜７１４には、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、膜厚１００ｎｍ〜２００ｎｍの珪素を含む絶縁膜を、単層又は積層構造として形成すれば良い。例えば、プラズマＣＶＤ法により膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成すればよい。   Next, a conductive film is formed over the gate insulating film and etched to form a gate electrode. After that, an impurity imparting n-type or p-type conductivity is selectively added to the island-shaped semiconductor films 704 to 707 using a gate electrode or a resist formed and etched as a mask. Regions, LDD regions and the like are formed. Through the above steps, the N-type transistors 710 and 712 and the P-type transistors 711 and 713 can be formed over the same substrate (FIG. 9D). Subsequently, an insulating film 714 is formed as a protective film thereof. As this insulating film 714, a plasma CVD method or a sputtering method may be used to form an insulating film containing silicon with a thickness of 100 nm to 200 nm as a single layer or a stacked structure. For example, a silicon oxynitride film with a thickness of 100 nm may be formed by a plasma CVD method.

次いで、絶縁膜７１４上に、有機絶縁膜７１５を形成する。有機絶縁膜７１５としては、ＳＯＧ法によって塗布されたポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ、アクリル等の有機絶縁膜を用いる。その有機絶縁膜７１５は、絶縁基板７００上に形成されたＴＦＴによる凹凸を緩和し、平坦化する意味合いが強いので、平坦性に優れた膜が好ましい。さらに、フォトリソグラフィ法を用いて、絶縁膜７１４及び有機絶縁膜７１５をパターン加工して、不純物領域に達するコンタクトホールを形成する。   Next, an organic insulating film 715 is formed over the insulating film 714. As the organic insulating film 715, an organic insulating film such as polyimide, polyamide, BCB, or acrylic applied by the SOG method is used. The organic insulating film 715 is preferably a film having excellent flatness because the organic insulating film 715 has a strong meaning of alleviating unevenness due to the TFT formed on the insulating substrate 700 and flattening. Further, the insulating film 714 and the organic insulating film 715 are patterned by photolithography to form contact holes that reach the impurity regions.

次に、導電性材料を用いて、導電膜を形成し、該導電膜をパターン加工して、配線７１６〜７２３を形成する。その後、保護膜として絶縁膜７２４を形成すると、図９（Ｄ）に図示するような半導体装置が完成する。なお、本発明のレーザアニール方法を用いた半導体装置の作製方法は、上述したＴＦＴの作製工程に限定されない。本実施の形態では、レーザビームの照射方法を用いて得られる結晶性半導体膜をＴＦＴの活性層として用いる。その結果、素子間の移動度、閾値及びオン電流のばらつきを抑えることができる。なお、レーザビームは、本実施の形態で示した照射条件に限定されない。   Next, a conductive film is formed using a conductive material, and the conductive film is patterned to form wirings 716 to 723. After that, when an insulating film 724 is formed as a protective film, a semiconductor device as illustrated in FIG. 9D is completed. Note that a method for manufacturing a semiconductor device using the laser annealing method of the present invention is not limited to the above-described TFT manufacturing process. In this embodiment mode, a crystalline semiconductor film obtained using a laser beam irradiation method is used as an active layer of a TFT. As a result, variations in mobility, threshold value, and on-current between elements can be suppressed. Note that the laser beam is not limited to the irradiation conditions described in this embodiment mode.

また、レーザビームによる結晶化の前に、触媒元素を用いた結晶化工程を設けてもよい。その触媒元素としては、ニッケル（Ｎｉ）を用いているが、それ以外にもゲルマニウム（Ｇｅ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、コバルト（Ｃｏ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）といった元素を用いることができる。触媒元素を用いた結晶化工程の後に、レーザビームによる結晶化工程を行うと、触媒元素による結晶化の際に形成された結晶が、レーザビームの照射により溶融されずに残存し、この結晶を結晶核として結晶化が進む。   Further, a crystallization step using a catalytic element may be provided before crystallization with a laser beam. Nickel (Ni) is used as the catalyst element, but germanium (Ge), iron (Fe), palladium (Pd), tin (Sn), lead (Pb), cobalt (Co), Elements such as platinum (Pt), copper (Cu), and gold (Au) can be used. When the crystallization process using a laser beam is performed after the crystallization process using the catalytic element, the crystal formed during the crystallization using the catalytic element remains without being melted by the laser beam irradiation. Crystallization proceeds as a crystal nucleus.

そのため、レーザビームによる結晶化工程のみの場合に比べて、より半導体膜の結晶性を高めることができ、レーザビームによる結晶化後の半導体膜表面の荒れが抑えられる。よって、後に形成される半導体素子、代表的にはＴＦＴの特性のばらつきがより抑えられ、オフ電流を抑えることができる。なお、触媒元素を添加してから加熱処理を行って結晶化を促進してから、レーザビームの照射により結晶性をより高めていてもよいし、加熱処理の工程を省略してもよい。具体的には、触媒元素を添加してから加熱処理の代わりにレーザビームを照射し、結晶性を高めるようにしてもよい。   Therefore, the crystallinity of the semiconductor film can be further improved as compared with the case of only the crystallization process using a laser beam, and the roughness of the semiconductor film surface after crystallization using the laser beam can be suppressed. Accordingly, variation in characteristics of semiconductor elements formed later, typically TFTs, can be further suppressed, and off-current can be suppressed. Note that after the catalyst element is added and heat treatment is performed to promote crystallization, the crystallinity may be further increased by laser beam irradiation, or the heat treatment step may be omitted. Specifically, the crystallinity may be improved by adding a catalyst element and then irradiating a laser beam instead of the heat treatment.

本実施の形態において、半導体膜の所望の位置に精度よくレーザを照射することができ、所望の位置を均一にレーザアニールすることが可能である。よって、品質が良好でばらつきのない半導体装置を効率良く作製することができ、コストの低減に有効である。   In this embodiment mode, a desired position of a semiconductor film can be accurately irradiated with a laser, and the desired position can be uniformly laser-annealed. Therefore, a semiconductor device with good quality and no variation can be efficiently manufactured, which is effective in reducing cost.

（実施の形態５）
本発明のレーザ照射位置のずれを補正する方法を用いて作製した半導体装置を用いて様々な電子機器を作製することができる。電子機器の具体例を図を用いて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせて用いることができる。 (Embodiment 5)
Various electronic devices can be manufactured using a semiconductor device manufactured by using the method for correcting a shift of a laser irradiation position according to the present invention. Specific examples of electronic devices will be described with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different modes, and it is easy for those skilled in the art to change the modes and details in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention. Understood. Therefore, the present invention is not construed as being limited to the description of this embodiment mode. Note that this embodiment can be freely combined with any of the other embodiments.

図１０（Ａ）は表示装置であり、筐体２２０１、支持台２２０２、表示部２２０３、スピーカー部２２０４、ビデオ入力端子２２０５などを含む。表示部２２０３は、薄膜トランジスタで画素を構成するものであり、薄膜トランジスタは実施の形態３と同様の方法で作製される。それにより、半導体膜にレーザの干渉縞が生じることなく結晶領域の面積を増やし、かつ結晶性不良領域の面積を少なくすることが可能となり、表示装置の生産性を向上させることができる。さらに、本発明は、大面積基板のレーザ照射処理を効率よく行うことができるため、表示装置の生産性を向上させることができる。よって、大画面の表示装置の生産コストの削減に寄与することができる。また、表示部２２０３はメモリ、駆動回路部等を有していてもよく、本発明の半導体装置をメモリ、駆動回路部等に適用してもよい。なお表示装置として、液晶の電気光学効果を利用した液晶表示装置、エレクトロルミネセンス等の発光材料を用いた表示装置、電子源素子を用いた表示装置、磁場の印加により反射率が変化するコントラスト媒体（電子インクとも呼ばれる）を用いた表示装置など、薄膜トランジスタと各種表示媒体を組み合わせた様々なものが含まれる。利用形態として、コンピュータ用、テレビジョン用、電子書籍等の情報表示機器用、広告表示用若しくは案内表示用など全ての情報表示用機器が含まれる。   FIG. 10A illustrates a display device, which includes a housing 2201, a support base 2202, a display portion 2203, a speaker portion 2204, a video input terminal 2205, and the like. The display portion 2203 includes a thin film transistor to form a pixel, and the thin film transistor is manufactured by a method similar to that in Embodiment 3. Accordingly, the area of the crystal region can be increased and the area of the poor crystallinity region can be reduced without causing laser interference fringes in the semiconductor film, and the productivity of the display device can be improved. Furthermore, since the present invention can efficiently perform laser irradiation treatment on a large-area substrate, productivity of the display device can be improved. Therefore, it is possible to contribute to a reduction in production cost of a large screen display device. The display portion 2203 may include a memory, a driver circuit portion, and the like, and the semiconductor device of the present invention may be applied to the memory, the driver circuit portion, and the like. In addition, as a display device, a liquid crystal display device using an electro-optic effect of liquid crystal, a display device using a light emitting material such as electroluminescence, a display device using an electron source element, a contrast medium whose reflectivity is changed by applying a magnetic field Various display devices using a combination of a thin film transistor and various display media such as a display device using electronic ink (also referred to as electronic ink) are included. The usage forms include all information display devices such as computers, televisions, information display devices such as electronic books, advertisement displays, and guidance displays.

図１０（Ｂ）はコンピュータであり、筐体２２１１、表示部２２１２、キーボード２２１３、外部接続ポート２２１４、ポインティングマウス２２１５などを含む。表示部２２１２やコンピュータに付随するＣＰＵ、メモリ、駆動回路部などに薄膜トランジスタを有する。本発明のレーザ照射装置を用いて作製された薄膜トランジスタを、表示部２２１２やコンピュータに付随するＣＰＵ、メモリ、駆動回路部などに用いることで、品質が向上し、品質のばらつきを少なくすることができる。   FIG. 10B illustrates a computer, which includes a housing 2211, a display portion 2212, a keyboard 2213, an external connection port 2214, a pointing mouse 2215, and the like. A thin film transistor is included in the display portion 2212, a CPU, a memory, a driver circuit portion, and the like attached to the computer. By using the thin film transistor manufactured using the laser irradiation apparatus of the present invention for the display portion 2212, a CPU, a memory, a driver circuit portion, and the like attached to a computer, quality can be improved and variation in quality can be reduced. .

また、図１０（Ｃ）は携帯電話機であり、携帯端末の１つの代表例である。この携帯電話機は筐体２２２１、表示部２２２２、操作キー２２２３などを含む。表示部２２２２や携帯電話機に付随するＣＰＵ、メモリなどの機能回路部に薄膜トランジスタを有する。本発明のレーザ照射装置を用いて作製された薄膜トランジスタを、表示部２２２２や携帯電話機に付随するＣＰＵ、メモリなどの機能回路部に用いることで、品質が向上し、品質のばらつきを少なくすることができる。本発明のレーザ照射装置を用いて作製された半導体装置は、上記の携帯電話を初めとして、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ、情報携帯端末）、デジタルカメラなどのカメラ、小型ゲーム機などの電子機器に用いることができる。 FIG. 10C illustrates a mobile phone, which is a typical example of a mobile terminal. This mobile phone includes a housing 2221, a display portion 2222, operation keys 2223, and the like. Thin film transistors are included in a functional circuit portion such as a CPU and a memory attached to the display portion 2222 and the mobile phone. The thin film transistor manufactured using the laser irradiation apparatus of the present invention is used for a functional circuit portion such as a CPU or a memory attached to the display portion 2222 or a mobile phone, so that quality can be improved and variation in quality can be reduced. it can. A semiconductor device manufactured using the laser irradiation apparatus of the present invention is used for electronic devices such as the above mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistants), digital cameras, cameras, and small game machines. be able to.

また、図１０（Ｄ）、（Ｅ）はデジタルカメラである。なお、図１０（Ｅ）は、図１０（Ｄ）の裏側を示す図である。このデジタルカメラは、筐体２２３１、表示部２２３２、レンズ２２３３、操作キー２２３４、シャッター２２３５などを有する。表示部２２３２や表示部２２３２を制御する駆動回路部などに薄膜トランジスタを有する。本発明のレーザ照射装置を用いて作製された薄膜トランジスタを、表示部２２３２や表示部２２３２を制御する駆動回路部、及び他の回路などに用いることで、品質が向上し、品質のばらつきを少なくすることができる。 10D and 10E are digital cameras. Note that FIG. 10E is a diagram illustrating the back side of FIG. This digital camera includes a housing 2231, a display portion 2232, a lens 2233, operation keys 2234, a shutter 2235, and the like. Thin film transistors are provided in the display portion 2232, a driver circuit portion for controlling the display portion 2232, and the like. The thin film transistor manufactured using the laser irradiation apparatus of the present invention is used for the display portion 2232, a driver circuit portion for controlling the display portion 2232, other circuits, and the like, whereby quality is improved and variation in quality is reduced. be able to.

図１０（Ｆ）はデジタルビデオカメラである。このデジタルビデオカメラは、本体２２４１、表示部２２４２、筐体２２４３、外部接続ポート２２４４、リモコン受信部２２４５、受像部２２４６、バッテリー２２４７、音声入力部２２４８、操作キー２２４９、接眼部２２５０などを有する。表示部２２４２や表示部２２４２を制御する駆動回路部などに薄膜トランジスタを有する。本発明のレーザ照射装置を用いて作製された薄膜トランジスタを、表示部２２４２や表示部２２４２を制御する駆動回路部、及び他の回路などに用いることで、品質が向上し、品質のばらつきを少なくすることができる。 FIG. 10F illustrates a digital video camera. This digital video camera includes a main body 2241, a display portion 2242, a housing 2243, an external connection port 2244, a remote control receiving portion 2245, an image receiving portion 2246, a battery 2247, an audio input portion 2248, operation keys 2249, an eyepiece portion 2250, and the like. . Thin film transistors are provided in the display portion 2242 and a driver circuit portion that controls the display portion 2242. The thin film transistor manufactured using the laser irradiation apparatus of the present invention is used for the display portion 2242, a driver circuit portion for controlling the display portion 2242, other circuits, and the like, whereby quality is improved and variation in quality is reduced. be able to.

また、本発明のレーザ照射位置のずれを補正する方法を用いて作製した薄膜トランジスタを薄膜集積回路、または非接触型薄膜集積回路装置（無線ＩＣタグ、ＲＦＩＤ（無線認証、Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）とも呼ばれる）として用いることもできる。他の実施の形態で示した作製方法を用いることにより作製された薄膜集積回路および非接触型薄膜集積回路は、タグやメモリに用いることができる。   In addition, a thin film transistor manufactured using the method for correcting a deviation of a laser irradiation position of the present invention is a thin film integrated circuit or a non-contact type thin film integrated circuit device (also referred to as a wireless IC tag or RFID (radio frequency identification)). Can also be used. A thin film integrated circuit and a non-contact thin film integrated circuit manufactured by using the manufacturing method described in another embodiment can be used for a tag or a memory.

図１１（Ａ）は、パスポート２３０１に無線ＩＣタグ２３０２を貼り付けている状態を示している。また、パスポート２３０１に無線ＩＣタグ２３０２を埋め込んでもよい。同様にして、運転免許証、クレジットカード、紙幣、硬貨、証券、商品券、チケット、トラベラーズチェック（Ｔ／Ｃ）、健康保険証、住民票、戸籍謄本などに無線ＩＣタグを貼り付けたり、埋め込んだりすることができる。この場合、本物であることを示す情報のみを無線ＩＣタグに入力しておき、不正に情報を読み取ったり書き込んだりできないようにアクセス権を設定する。このようにタグとして利用することによって、偽造されたものと区別することが可能になる。 FIG. 11A shows a state where the wireless IC tag 2302 is attached to the passport 2301. Further, the wireless IC tag 2302 may be embedded in the passport 2301. Similarly, a wireless IC tag is pasted or embedded in a driver's license, credit card, banknote, coin, securities, gift certificate, ticket, traveler's check (T / C), health insurance card, resident's card, family register copy, etc. Can be drunk. In this case, only information indicating authenticity is input to the wireless IC tag, and an access right is set so that information cannot be read or written illegally. By using it as a tag in this way, it becomes possible to distinguish it from a forged one.

このほかに、無線ＩＣタグをメモリとして用いることも可能である。図１１（Ｂ）は、無線ＩＣタグ２３１１を野菜の包装に貼り付けるラベルに埋め込んだ例を示している。また、包装そのものに無線ＩＣタグを貼り付けたり埋め込んだりしても構わない。無線ＩＣタグ２３１１には、生産地、生産者、製造年月日、加工方法などの生産段階のプロセスや、商品の流通プロセス、価格、数量、用途、形状、重量、賞味期限、各種認証情報などを記録することが可能になる。無線ＩＣタグ２３１１からの情報は、無線式のリーダ２３１２のアンテナ部２３１３で受信して読み取り、リーダ２３１２の表示部２３１４に表示することによって、卸売業者、小売業者、消費者が把握することが容易になる。また、生産者、取引業者、消費者のそれぞれに対してアクセス権を設定することによって、アクセス権を有しない場合は読み込み、書き込み、書き換え、消去ができない仕組みになっている。   In addition, a wireless IC tag can be used as a memory. FIG. 11B illustrates an example in which the wireless IC tag 2311 is embedded in a label attached to a vegetable package. Further, a wireless IC tag may be attached or embedded in the package itself. The wireless IC tag 2311 includes a production stage process such as production place, producer, date of manufacture, processing method, product distribution process, price, quantity, usage, shape, weight, expiration date, various authentication information, etc. Can be recorded. Information from the wireless IC tag 2311 is received and read by the antenna unit 2313 of the wireless reader 2312 and displayed on the display unit 2314 of the reader 2312 so that the wholesaler, retailer, and consumer can easily grasp the information. become. In addition, by setting access rights for each of producers, traders, and consumers, a system is incapable of reading, writing, rewriting, and erasing without access rights.

また、無線ＩＣタグは以下のように用いることができる。会計の際に無線ＩＣタグに会計を済ませたことを記入し、出口にチェック手段を設け、会計済みであることを無線ＩＣタグに書き込まれているかをチェックする。会計を済ませていないで店を出ようとすると、警報が鳴る。この方法によって、会計のし忘れや万引きを予防することができる。   The wireless IC tag can be used as follows. At the time of accounting, the fact that accounting has been completed is entered in the wireless IC tag, and a check means is provided at the exit to check whether accounting has been written on the wireless IC tag. If you try to leave the store without checking out, an alarm will sound. This method can prevent forgetting to pay and shoplifting.

さらに、顧客のプライバシー保護を考慮すると、以下に記す方法にすることも可能である。レジで会計をする段階で、（１）無線ＩＣタグに入力されているデータを暗証番号などでロックする、（２）無線ＩＣタグに入力されているデータそのものを暗号化する、（３）無線ＩＣタグに入力されているデータを消去する、（４）無線ＩＣタグに入力されているデータを破壊する、のいずれかを行う。そして、出口にチェック手段を設け、（１）〜（４）のいずれかの処理が行われたか、または無線ＩＣタグのデータに何も処理が行われていない状態であるかをチェックすることによって、会計の有無をチェックする。このようにすると、店内では会計の有無を確認することが可能であり、店外では所有者の意志に反して無線ＩＣタグの情報を読み取られることを防止することができる。   Furthermore, in consideration of customer privacy protection, the following method can be used. At the stage of accounting at the cash register, (1) lock the data input to the wireless IC tag with a password, (2) encrypt the data itself input to the wireless IC tag, (3) wireless Either the data input to the IC tag is deleted, or (4) the data input to the wireless IC tag is destroyed. Then, by providing a check means at the exit, it is checked whether any of the processes (1) to (4) has been performed, or whether the wireless IC tag data has not been processed. Check for accounting. In this way, it is possible to check whether or not there is a transaction in the store, and it is possible to prevent information on the wireless IC tag from being read outside the store against the will of the owner.

なお、（４）の無線ＩＣタグに入力されているデータを破壊する方法をいくつか挙げることができる。例えば、（ａ）無線ＩＣタグが有する電子データの少なくとも一部に「０（オフ）」若しくは「１（オン）」、または「０」と「１」の両方を書き込んでデータのみを破壊する方法や、（ｂ）無線ＩＣタグに電流を過剰に流し、無線ＩＣタグが有する半導体素子の配線の一部を物理的に破壊する方法などを用いることができる。   Note that there are several methods for destroying the data input to the wireless IC tag (4). For example, (a) a method of writing only “0 (off)” or “1 (on)” or both “0” and “1” into at least a part of electronic data of the wireless IC tag and destroying only the data Alternatively, (b) a method in which a current is excessively supplied to the wireless IC tag and a part of wiring of a semiconductor element included in the wireless IC tag is physically destroyed can be used.

以上に挙げた無線タグは、従来用いているバーコードより製造コストが高いため、コスト低減を図る必要がある。本発明を用いることによって、半導体膜の所望の位置に精度よくレーザを照射することができ、所望の位置を均一にレーザアニールすることが可能である。よって、品質が良好でばらつきのない半導体装置を効率良く作製することができ、それを用いた電子機器のコストの低減に有効である。さらに、どの無線タグも品質が高く、性能のばらつきがない信頼性の高い無線タグを製作することができる。   Since the wireless tag mentioned above is higher in manufacturing cost than a conventionally used barcode, it is necessary to reduce the cost. By using the present invention, a desired position of a semiconductor film can be accurately irradiated with a laser, and the desired position can be uniformly laser-annealed. Therefore, a semiconductor device with good quality and no variation can be efficiently manufactured, which is effective in reducing the cost of an electronic device using the semiconductor device. Further, any wireless tag can be manufactured with high quality and high reliability without any performance variation.

以上のように、本発明により作製された半導体装置の適用範囲は極めて広く、本発明により作製された半導体装置をあらゆる分野の電子機器に用いることができる。   As described above, the applicable range of the semiconductor device manufactured according to the present invention is so wide that the semiconductor device manufactured according to the present invention can be used for electronic devices in various fields.

レーザ照射装置の模式図。The schematic diagram of a laser irradiation apparatus. レーザ照射装置の模式図。The schematic diagram of a laser irradiation apparatus. レーザ照射装置の模式図。The schematic diagram of a laser irradiation apparatus. レーザ照射装置の模式図。The schematic diagram of a laser irradiation apparatus. レーザ照射装置の模式図。The schematic diagram of a laser irradiation apparatus. レーザ照射装置の模式図。The schematic diagram of a laser irradiation apparatus. 本発明の半導体装置の作製工程を示す図。10A and 10B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を示す図。10A and 10B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明の半導体装置の作製工程を示す図。10A and 10B illustrate a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention. 本発明により作製した半導体装置を用いた電子機器を表す図。FIG. 14 illustrates an electronic device using a semiconductor device manufactured according to the present invention. 本発明により作製した半導体装置を用いた電子機器を表す図。FIG. 14 illustrates an electronic device using a semiconductor device manufactured according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１００ レーザ発振器
１０１ レーザビーム
１０３ 光学系
１０４ ガラス基板
１０５ 照明
１０６ カメラ
１０７ 画像処理装置
１０８ モニター
１０９ ＸＹステージ
１１０ 駆動装置
１１１ コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Laser oscillator 101 Laser beam 103 Optical system 104 Glass substrate 105 Illumination 106 Camera 107 Image processing apparatus 108 Monitor 109 XY stage 110 Drive apparatus 111 Controller

Claims (6)

レーザビームを射出するレーザ発振器と、
ＸＹステージと、
前記ＸＹステージ上に設けられる少なくとも２つのアライメントマーカーが形成された被照射体の表面において前記レーザビームを線状ビームに形成する光学系と、
前記２つのアライメントマーカーを撮像するカメラと、
前記カメラで検出した画像から前記２つのアライメントマーカー間の距離を検出する画像処理装置と、を有し、
前記２つのアライメントマーカー間の距離とあらかじめ決められた前記２つのアライメントマーカー間の距離の差を補正して前記線状ビームの照射位置のずれを補正することを特徴とするレーザ照射装置。 A laser oscillator for emitting a laser beam;
XY stage,
An optical system for forming the laser beam into a linear beam on the surface of the irradiated body on which at least two alignment markers provided on the XY stage are formed;
A camera for imaging the two alignment markers;
An image processing device that detects a distance between the two alignment markers from an image detected by the camera;
A laser irradiation apparatus that corrects a deviation in irradiation position of the linear beam by correcting a difference between a distance between the two alignment markers and a predetermined distance between the two alignment markers. レーザビームを射出するレーザ発振器と、
ＸＹステージと、
前記ＸＹステージ上に設けられる少なくとも２つのアライメントマーカーが形成された被照射体の表面において前記レーザビームを線状ビームに形成する光学系と、
前記被照射体の表面に光を照射する照明と、
前記２つのアライメントマーカー及び前記被照射体表面の前記線状ビームが照射された領域での前記光の反射光を検出するカメラと、
前記カメラで検出した画像から前記２つのアライメントマーカー間の距離を検出する画像処理装置と、を有し、
前記２つのアライメントマーカー間の距離とあらかじめ決められた前記２つのアライメントマーカー間の距離の差を補正し、前記カメラで検出した前記反射光から検出された前記線状ビームの照射位置のずれを補正することを特徴とするレーザ照射装置。 A laser oscillator for emitting a laser beam;
XY stage,
An optical system for forming the laser beam into a linear beam on the surface of the irradiated body on which at least two alignment markers provided on the XY stage are formed;
Illumination for irradiating the surface of the irradiated object with light;
A camera for detecting reflected light of the light in the region irradiated with the linear beam on the surface of the object to be irradiated and the two alignment markers;
An image processing device that detects a distance between the two alignment markers from an image detected by the camera;
The difference between the distance between the two alignment markers and the predetermined distance between the two alignment markers is corrected, and the deviation of the irradiation position of the linear beam detected from the reflected light detected by the camera is corrected. The laser irradiation apparatus characterized by performing. 請求項１又は２において、
前記被照射体はガラス基板上に形成された半導体膜であることを特徴とするレーザ照射装置。 In claim 1 or 2,
The laser irradiation apparatus, wherein the irradiated object is a semiconductor film formed on a glass substrate. 請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記レーザ発振器として、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ_４レーザ、ＧｄＶＯ_４レーザ、ＹＬＦレーザ又はＡｒレーザを用いることを特徴とするレーザ照射装置。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
A laser irradiation apparatus using a YAG laser, a YVO ₄ laser, a GdVO ₄ laser, a YLF laser, or an Ar laser as the laser oscillator. 少なくとも２つのアライメントマーカーが設けられた半導体膜の表面をカメラで撮像し、
前記カメラで撮像した画像から前記２つのアライメントマーカー間の距離を検出し、
前記２つのアライメントマーカー間の距離とあらかじめ決められた前記２つのアライメントマーカー間の距離の差を補正して前記半導体膜表面に照射される線状ビームの照射位置のずれを補正することを特徴とする半導体装置の作製方法。 The surface of the semiconductor film provided with at least two alignment markers is imaged with a camera,
Detecting the distance between the two alignment markers from the image captured by the camera;
A deviation between the irradiation position of the linear beam irradiated on the surface of the semiconductor film is corrected by correcting a difference between the distance between the two alignment markers and a predetermined distance between the two alignment markers. A method for manufacturing a semiconductor device. 少なくとも２つのアライメントマーカーが設けられた半導体膜の表面をカメラで撮像し、
前記カメラで撮像した画像から前記２つのアライメントマーカー間の距離を検出し、
前記２つのアライメントマーカー間の距離とあらかじめ決められた前記２つのアライメントマーカー間の距離の差を補正して前記半導体膜表面に照射される線状ビームの照射位置のずれを補正し、
前記半導体膜表面に線状ビームを照射し、
前記半導体膜表面の前記線状ビームが照射された領域に照射された光の反射光をカメラで検出し、
前記カメラで検出した前記反射光から検出された前記線状ビームの照射位置のずれを補正することを特徴とする半導体装置の作製方法。 The surface of the semiconductor film provided with at least two alignment markers is imaged with a camera,
Detecting the distance between the two alignment markers from the image captured by the camera;
Correcting the difference between the distance between the two alignment markers and the predetermined distance between the two alignment markers to correct the deviation of the irradiation position of the linear beam irradiated on the semiconductor film surface,
Irradiating the semiconductor film surface with a linear beam,
The reflected light of the light irradiated on the region irradiated with the linear beam on the semiconductor film surface is detected by a camera,
A manufacturing method of a semiconductor device, wherein a deviation of an irradiation position of the linear beam detected from the reflected light detected by the camera is corrected.

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