KR20140067956A - 플라즈마 어닐링 방법 및 그 장치 - Google Patents

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히토시 후루쇼
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닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤
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Abstract

[과제] 기판 위의 막(피막)을 처리하여 막의 결정 구조를 변화시킬 수 있으며, 또한 생산성이 우수한 플라즈마 어닐링 장치를 제공한다.
[해결수단] 기판 위의 막에 대기압 플라즈마를 조사하는 공정(A)를 포함하는 막의 구성 물질의 결정 구조를 변화시키는 막의 제조 방법. 공정(A)가 10Hz~100MHz의 주파수와, 60V~100만V의 전압에 의해 대기압에서 플라즈마를 생성하고, 그 플라즈마를 직접 기판 위의 막에 조사하는 것이다. (A)공정을 포함하는 막의 구성 물질의 결정 구조를 변화시키는 방법. (A)공정의 막 형성 방법에 이용되는 플라즈마 발생 장치. (A)공정을 거쳐 제조된 전자 디바이스.

Description

플라즈마 어닐링 방법 및 그 장치{PLASMA ANNEALING METHOD AND DEVICE FOR SAME}
본 발명은, 플라즈마에 의해 막의 구성 물질의 결정 구조를 변화시키는 막의 제조 방법 및 이것에 이용하는 플라즈마 어닐링 장치에 관한 것이다.
화학증착법 등의 방법으로 형성된 아모퍼스 무기 구조체는, 그 결합 상태에 의존하여, 전자 전도에서 전도 전자는 산란을 받고, 그 이동 거동에 관해 저항하게 되므로, 즉, 구조체의 결합 상태는 구조체의 전자이동 물성에 큰 영향을 끼친다. 그러므로, 원자끼리의 결합을 정돈하여 결정화시킴으로써 전자이동 거동을 대폭 개선할 수 있다.
구조체의 결합 상태를 변화시키려면, 결합 상태에 있는 원자를 크게 흔들리게 할 필요가 있는데, 여기에는 큰 열에너지를 필요로 한다. 따라서, 현재 이러한 구조막의 1종인 구조체막의 형성에 있어서는, 기상성장법 등에 의해 기판 위에 형성한 아모퍼스막에 대하여, 전기로 등에 의해 고온 열처리하는 방법(직접가열법)이나, 레이저광을 조사하여 가열하는 방법(레이저 어닐링법)에 의해, 아모퍼스 구조체막을 다결정막으로 변환시키는 것이 행해지고 있다.
상술한 가열 소성에 의한 직접가열법에서는, 막 그리고 막이 형성된 기판재 전체가 가열되기 때문에, 예를 들어 유리 등의 비교적 열에 약한 기재(基材)에 막이 형성되어 있는 경우, 그 기재의 내열(耐熱)온도에 의해 가열 소성 온도가 제한을 받게 된다.
이에 반해, 레이저 어닐링법은 특정 파장의 레이저를 이용하므로, 레이저광을 흡수하지 않는 기재에서는 온도 상승이 거의 일어나지 않는다. 그러므로, 예를 들어 막에 대하여 흡수를 갖고, 기재에 대하여 흡수를 갖지 않는 파장의 레이저광을 선택함으로써, 기재의 온도를 거의 상승시키는 일 없이 레이저를 조사하여, 막의 결합 상태를 변화시킬 수 있을 것으로 기대된다.
단, 레이저 어닐링법에 의해 예를 들어 아모퍼스실리콘막을 폴리실리콘막으로 변환하는 공정에서는, 레이저광의 조사 영역에 산소 등의 불순물 가스가 존재하면, 이들 불순물 가스가 실리콘막 중으로 취입되어, 불순물의 혼입에 의한 특성 열화, 아모퍼스실리콘막으로부터 변환되는 폴리실리콘막의 결정의 크기나 표면 거칠기의 저감, 면방위의 균등화를 저해시키는 등을 일으킬 우려가 있다. 따라서, 레이저광의 조사 영역에 불순물 가스를 존재시키지 않도록 하는 것이 중요하다.
아모퍼스실리콘막을 폴리실리콘막으로 변환시키기 위한 종래의 레이저 어닐링 장치에서는, 레이저광의 조사 영역에서의 불순물 가스의 농도를 저감시키기 위해, 예를 들면, 아모퍼스실리콘막을 구비한 기판 전체를 수납할 수 있는 고기밀의 챔버를 마련하고, 이 챔버 내를 진공으로 하여 불순물 가스를 배출시킨 후, 불활성 가스 등으로 챔버 내를 치환하는 공정이 행해지고 있다(특허문헌 1).
그러나, 상술한 바와 같은 챔버 내 전체의 가스 분위기를 제어하는 방법에서는, 고가의 진공 챔버, 대규모의 배기 장치 등이 필요하게 되어, 장치 비용이나 운영 비용이 비싸진다는 과제가 있었다. 또한, 기판의 크기에 맞추어, 기판 전체를 수용하는 진공 챔버도 대형화될 필요가 있으므로, 특히 대형 기판을 처리하는 경우에는, 장치 전체가 대형화되어 버린다는 과제도 있었다.
한편, 다결정체를 형성할 때, 결정의 균일성이 그 전기 물성에 큰 영향을 끼치므로, 레이저광의 형상에 대하여 고안되고 있다. 이는, 일반적으로 원형 레이저광에서는 그 강도는 지수 함수적으로 그 중심부 강도가 커지고 있어, 레이저광을 직접 무기 구조체에 조사하면, 조사 중심만이 우선적으로 결정화되므로, 결정화에서 불균일한 막이 되기 때문이다.
따라서, 일반적으로 점 레이저광을 원기둥 렌즈(cylindrical lens)를 통과시켜, 직사각형형 레이저광으로 한 후, 균질기(homogenizer)를 이용하여 그 레이저 강도를 균일하게 하고, 강도가 균일해진 직사각형형 레이저광을 무기 구조체에 대하여 스캔시킴으로써 결정화를 행하는 수법이 채용되고 있다(특허문헌 2).
그러나, 상술한 바와 같은 구성의 레이저 어닐링 장치에서도, 여전히 고온에서 레이저 어닐링 처리를 행할 필요가 있었고, 나아가 결정화의 불균일성이라는 문제를 개선시키지는 못했다.
한편, 구조 변화를 수반하지 않지만, 고진공 하에 아모퍼스실리콘 성막용 가스를 도입 후에 플라즈마를 발생시켜, 기판 위에 아모퍼스실리콘막을 형성하는, 플라즈마를 이용한 성막 방법이 제안되어 있다(특허문헌 3).
일본 특허공개 2002-164543호 공보 일본 특허공개 2003-100652호 공보 일본 특허공개 H06-173044호 공보
상술한 레이저 어닐링법에서 개선시켜야 할 문제로 남아 있던 것은, 레이저 조사 효과의 균일성이다. 이 균일성을 높이기 위한 여러 방법이 검토되고 있다.
한가지 방법으로서, 슬릿을 통해 빔의 에너지 분포의 형상을 가능한 한 직사각형에 가깝게 하여, 선상 빔 내의 편차를 줄이는 방법이 있다.
상기 방법에 더하여, 불균일성을 더욱 완화시키기 위해, 강한 펄스 레이저광의 조사 전에, 그보다 약한 펄스 레이저광의 예비적인 조사를 행하면, 균일성이 향상된다고 보고되어 있다.
이 예비적 조사를 행함에 따른 효과는 매우 높아, 반도체 디바이스의 특성을 헌저하게 향상시킬 수 있다. 이는, 조사 에너지가 상이한 2단계의 레이저광을 조사함으로써, 반도체막의 결정화를 단계적으로 행할 수 있어, 종래의 예비적 조사를 행하지 않는 레이저 어닐링에서 보여진 결정성의 불균일성이나 결정 입계의 생성, 나아가 응력의 집중이라는 급격한 상변화(相變化)에 따른 각종 문제를 완화시킬 수 있기 때문이다. 또한, 이 단계적인 조사는, 추가로 그 횟수를 늘려 다단계로 함으로써, 그 효과를 보다 높일 수 있다.
그리고 이 2가지 방법에 의해, 레이저 조사 효과의 균일성을 상당히 향상시킬 수 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 2단계 조사법에서는, 레이저 처리시간이 배로 들기 때문에 스루풋(throughput)이 저하되고, 또한, 2단계 조사법을 행하기 위한 설비는 1단계만 조사를 행하는 경우와 비교할 때 복잡해져 비용상승으로도 이어지므로, 생산성에 있어서의 과제가 있었다.
또한, 레이저 조사 효과의 균일성도, 상당히 향상시킬 수 있었다고는 해도, 충분히 만족시켰다고 하기에는 거리가 있어, 생산성·성능면 모두를 더욱 개선시킬 수 있는 방법이 요구되고 있다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 간이한 구성으로 기판 위의 막(피막)을 처리하여 막의 결정 구조를 확실하게 변화시킬 수 있으며, 또한 생산성이 우수한 플라즈마 어닐링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 제1 관점으로서, 기판 위의 막에 대기압 플라즈마를 조사하는 공정(A)를 포함하는, 막의 구성 물질의 결정 구조를 변화시키는 것을 특징으로 하는 막의 제조 방법,
제2 관점으로서, 공정(A)가, 주파수가 10Hz~100MHz, 전압이 60V~100만V로 통전함으로써 대기압 하에서 플라즈마를 생성시키고, 생성된 플라즈마를 직접 기판 위의 막에 조사하는 공정인, 제1 관점에 기재된 막의 제조 방법,
제3 관점으로서, 공정(A)가, 주파수가 10Hz~100MHz, 전압이 60V~100만V로, 방전관의 고전압 전극에 통전하거나 또는 2장의 대향(對向) 전극 중 어느 한쪽에 통전함과 함께, 상기 방전관의 내부에 또는 상기 2장의 대향 전극 사이에 플라즈마 발생용 가스를 흘림으로써 대기압 하에서 플라즈마를 생성시키고, 생성된 플라즈마를 직접 기판 위의 막에 조사하는 공정인, 제1 관점에 기재된 막의 제조 방법,
제4 관점으로서, 공정(A)에 이용되는 방전관이, 무기 유전체 재료, 유기 고분자, 또는 금속으로 이루어진, 제3 관점에 기재된 막의 제조 방법,
제5 관점으로서, 공정(A)에 이용되는 2장의 대향 전극이, 평판 유전체 또는 평판 금속으로 이루어진, 제3 관점에 기재된 막의 제조 방법,
제6 관점으로서, 공정(A)에 이용되는 평판 유전체가, 무기 유전체 재료 또는 유기 고분자로 이루어진, 제5 관점에 기재된 막의 제조 방법,
제7 관점으로서, 공정(A)에 이용되는 플라즈마 발생용 가스가, 헬륨, 아르곤, 크립톤, 크세논, 수소, 질소, 산소, 이황화유황, 황화수소, 수증기, 일산화탄소, 이산화탄소, 암모니아, 질소 산화물, 할로겐, 할로겐화 수소, 실란, GeH4, PH4, AsH3, 및 B2H6으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 가스인, 제3 관점 내지 제6 관점 중 어느 한 관점에 기재된 막의 제조 방법,
제8 관점으로서, 상기 플라즈마 발생용 가스로서 산소를 이용하지 않는 경우, 공정(A)가 산소농도 100ppm 이하로 유지되고 있는 챔버 내에서 행해지는, 제3 관점 내지 제7 관점 중 어느 한 관점에 기재된 막의 제조 방법,
제9 관점으로서, 공정(A)에서, 기판 위의 막을 가열하면서 플라즈마를 조사하는, 제1 관점 내지 제8 관점 중 어느 한 관점에 기재된 막의 제조 방법,
제10 관점으로서, 제1 관점 내지 제9 관점 중 어느 한 관점에 기재된 (A)공정을 포함하는 막의 구성 물질의 결정 구조를 변화시키는 방법,
제11 관점으로서, 제1 관점 내지 제9 관점 중 어느 한 관점에 기재된 (A)공정의 막 제조 방법에 이용되는 플라즈마 발생 장치,
제12 관점으로서, 제1 관점 내지 제9 관점 중 어느 한 관점에 기재된 (A)공정을 거쳐 제조된 전자 디바이스이다.
본 발명의 막의 제조 방법에 따르면, 플라즈마 조사 장치(플라즈마 어닐링 장치) 내에서, 플라즈마 입자가 막에 충돌한 부분만을 서서히 결정화시킬 수 있다.
특히 본 발명에서 이용하는 대기압 플라즈마(열비평형형 플라즈마)의 경우, 주위 온도를 높이지 않고도, 조사 영역의 구조체의 형태나 결합 상태를 변화시킬 수 있고, 즉 저온에서의 결정화가 가능하다. 또한, 플라즈마 밀도는 인가하는 전원의 주파수, 전압 혹은 플라즈마 발생용 가스의 가스농도로 조절할 수 있고, 이들을 제어함으로써 결정화 정도, 결정화 시간을 조절할 수 있다. 이처럼, 대기압 중에서 제어되는 플라즈마에서는, 결정화를 저온으로 제어하면서 행할 수 있다.
또한 본 발명의 막의 제조 방법에 따르면, 고순도 가스를 이용함으로써, 예를 들어 산화가 문제가 되는 막에서는, 플라즈마가 기판의 막에 조사되는 곳의 조사 영역의 주위의 산소농도를 매우 낮게 유지할 수 있게 된다. 이에 따라, 플라즈마가 조사된 막은, 산소에 의한 영향이 배제된, 균일한 결정입경과 표면 거칠기를 가지고, 면방위가 균등화된 고품질의 막으로 변환될 수 있게 된다.
또한 본 발명의 막의 제조 방법에 따르면, 기판 전체를 진공이나 불활성 가스 분위기로 유지하는 고기밀의 챔버 등을 필요로 하지 않으므로, 플라즈마 조사 장치(플라즈마 어닐링 장치)의 구성을 간략하게 하여 저비용화가 가능해짐과 함께, 경량, 소형화를 달성할 수 있으므로, 유지보수에 드는 수고와 시간을 대폭 삭감할 수 있고, 운영 비용을 저감시켜 생산성을 향상시킬 수 있게 된다. 물론, 산소를 싫어하는 경우에는 고기밀 챔버를 이용하여 가스 치환을 행할 수도 있지만, 이 경우에도 종래와 같은 고진공용 챔버를 필요로 하지는 않는다.
도 1은, 본 발명에 이용하는 플라즈마 조사 장치로서, 방전관을 이용한 장치의 예를 나타낸 개략도이다.
도 2는, 본 발명에 이용하는 플라즈마 조사 장치로서, 평판 전극(대향 전극)을 이용한 장치의 예를 나타낸 개략도이다.
도 3은, 플라즈마 방전 스펙트럼을 설명하는 도면이다.
도 4는, CVD에 의해 성막한 아모퍼스실리콘막의 라만 스펙트럼 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는, CVD에 의해 성막한 아모퍼스실리콘막에, 본 발명의 방법으로 플라즈마를 조사하여 얻어진 막의 라만 스펙트럼 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은, 플라즈마 조사 전후의 막의 라만 스펙트럼 측정 결과를 나타내는 그래프로서, 이들 차이로부터 본 발명의 검증 결과를 나타내는 설명도이다.
본 발명이 대상으로 하는 막의 제조 방법은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 다음과 같은 플라즈마 어닐링 방법 및 이것에 이용하는 장치를 제공하는 것이다.
즉, 본 발명의 막의 제조 방법은, 기판에 형성된 막에 대기압 플라즈마를 조사함으로써 막의 결정 구조를 변화시키는 점을 특징으로 하는 것으로서, 플라즈마 조사에 있어서, 플라즈마 조사 장치(어닐링 장치)를 이용할 수 있다.
상기 플라즈마 조사 장치에는, 막이 형성된 기판을 재치하는 스테이지와, 그 위에 상기 기판을 향해 플라즈마를 조사하는 방전관 또는 고전압 평판 전극(대향 전극)이 설치되는데, 방전관인 경우에는 그 방전관에 플라즈마 발생용 가스를 흘리면서 고주파 고전압을 인가하고, 또한 평판 전극인 경우에는 막이 형성된 기판과 평판 전극 사이에 플라즈마 발생용 가스를 체류시켜 플라즈마를 대기압 근방에서 형성시키는 것을 특징으로 하고 있다. 플라즈마는 특별히 한정하는 것은 아니지만 안정된 어닐링 처리를 행하는 경우 글로 방전(glow discharge)이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 막의 제조 방법에 대하여, 플라즈마 조사 장치(플라즈마 어닐링 장치)와 함께, 도면에 기초하여 설명한다. 한편, 본 실시형태는, 발명의 취지를 보다 잘 이해시키기 위해 구체적으로 설명하는 것으로서, 특별한 지정이 없는 한, 본 발명을 한정하지 않는다. 또한, 기판 위에 피복된 막의 결정 구조를 변화시키는 일 예로서, CVD법에 의해 기판 위의 아모퍼스실리콘막을 폴리실리콘막으로 변환시키는 방법을 예시하지만, 물론, 본 발명의 제조 방법이 대상으로 하는 막은 실리콘막으로만 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 기판 위의 막에 대기압 플라즈마를 조사하는 공정(A)를 포함하고, 막의 구성 물질의 결정 구조를 변화시키는 것을 특징으로 하는, 막의 제조 방법이다.
대기압 플라즈마란 대기압(760Torr) 하에서 발생시킨 플라즈마를 의미한다. 단, 대기압 하에서 플라즈마 발생시킬 때, 플라즈마 발생용 가스의 유입이나 배출에 의해 계 내의 압력이 변하는 경우는 있는데, 760Torr에서 상하로 100Torr 정도 변할 수 있다.
막의 구성 물질이란 그 막을 형성하는 성분을 의미하는데, 예를 들어 아모퍼스실리콘막일 경우 실리콘(규소)을 말한다. 그리고, 막의 구성 물질의 결정 구조를 변화시킨다는 것은, 예를 들어 이 실리콘의 결정 구조를 아모퍼스실리콘에서 폴리실리콘으로 변화시키는 것을 의미한다.
상기 막의 구성 물질로서, 실리콘 이외에도 금속 산화물, 금속 황화물, 도판트 함유 실리콘, 화합물 반도체 등을 이용할 수 있다.
금속 산화물로는, 예를 들면 산화규소, 산화지르코늄, 산화알루미늄, 산화니켈, 산화철, 산화아연, 산화티탄, 산화코발트 등을 들 수 있다.
금속 황화물은 예를 들면 황화아연, 황화카드뮴, 황화티탄, 황화코발트, 황화철 등을 들 수 있다.
도판트 함유 실리콘은 예를 들면 붕소나 인이 도프된 실리콘을 들 수 있다.
화합물 반도체로는 예를 들면 비소화갈륨, 비소화알루미늄갈륨, 인듐인, 질화갈륨 등을 들 수 있다.
도 1은, 본 발명에 이용하는 플라즈마 조사 장치(플라즈마 어닐링 장치)의 일 예를 나타내는 개략도로서, 방전관을 이용하는 플라즈마 제트형 어닐링 장치의 개략도이다. 한편, 여기서 플라즈마 어닐링은, 예를 들면 아모퍼스실리콘을 폴리실리콘으로 결정 변화시키는 동안에 실시되는 플라즈마 조사 처리를 말한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 조사(플라즈마 어닐링) 장치(5)는, 피가공물인 막을 피복한 기판(3)을 재치하는 스테이지(4)와, 기판(3)을 향해 플라즈마를 조사하는 방전관(1)을, 스테이지(4) 위에 간격을 두고 구비하고 있다. 방전관(1)의 선단부에 구비된 고전압 전극(1-a)에는 전원(2)이 접속되어 있다.
도 1에 나타낸 장치에서, 스테이지(4)는, 스테이지 이동 수단에 의해, 스테이지(4)의 평면 내의 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능한 구조로 되어 있다. 플라즈마의 조사 위치는 고정되어, 스테이지(4)를 X축 방향, Y축 방향으로 평면적으로 이동시킴으로써, 스테이지(4) 위에 재치된 기판(1)의 일면 전체에 플라즈마를 조사시킬 수 있는 구조로 되어 있다. 또한, 경우에 따라서는 X축 방향 및 Y축 방향에 더하여, 스테이지(4)에 대하여 수직방향인 Z축 방향으로 입체적으로 이동시켜 조사할 수도 있다.
도 1에 나타낸 장치에서, 플라즈마는 방전관의 선단으로부터 제트상으로 분출된다. 그리고 플라즈마는, 기판(1)의 일면에 형성된 막, 일 예로서 아모퍼스실리콘막을, 폴리실리콘막으로 변환시키기 위해 필요한 플라즈마 입자온도를 갖고 있다. 플라즈마 파라미터로서 방전관의 고전압 전극(1-a)에 접속시키는 전원(2)의 전압 및 주파수, 그리고 플라즈마 발생용 가스의 가스유량을 제어함으로써, 플라즈마 밀도를 조절할 수 있다. 그리고 이에 따라, 막의 상태를 자유롭게 변화시킬 수 있다.
또한 본 장치에서, 스테이지(4)의 Y축 방향을 향해 소정의 선속도로 스캔시킴으로써, 가공시간(플라즈마 조사시간)을 제어할 수 있다.
나아가, 플라즈마 밀도는, 플라즈마 조사 장치(플라즈마 어닐링 장치)(5)의 방전관(1)의 설치 높이를 변화시킴에 따라서도 변경될 수 있다.
도 1에 나타내는 장치에서 이용하는 방전관(1)은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면 유리 등의 유전체 등이 이용되며, 그 방전관의 선단부에 고전압 전극(1-a)을 설치하여 전원(2)을 접속시킴으로써, 간단히 플라즈마 제트를 생성할 수 있다. 이 경우, 생성되는 플라즈마는 유전체 배리어형 플라즈마가 되므로 열비평형 플라즈마가 되고, 이에 따라 주위 온도의 상승을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 이용되는 플라즈마 조사 장치(플라즈마 어닐링 장치)로서, 도 2에 나타내는 바와 같이 대향 평판 전극을 이용하여 형성할 수도 있다. 도 1에 나타낸 바와 같은 플라즈마 제트형 장치에서는, 기본적으로 국소적인 구조 변화를 가져오기에는 적합하지만, 대면적의 처리에는 부적합하다. 이 때문에, 도 2에 나타낸 바와 같은 평판 전극 사이에서 플라즈마를 생성시키는 장치를 이용함으로써 대면적 처리가 가능해진다.
도 2는 대향 평판 전극을 이용하는 플라즈마 생성 장치를 도시하고 있다. 대향 전극(6) 사이의 거리는 플라즈마 밀도를 변화시키는 1개의 파라미터로서 사용할 수 있다. 대향 전극(6)은, 통상, 상부 전극(6a)에 고전압 전극(8)을 접속시키고, 이 고전압 전극(8)에 전원(7)을 접속시키고, 하부 전극(6b)에 어스(earth)를 접속시키지만, 특별히 어스를 접속시킬 필요는 없다. 플라즈마 발생용 가스는 이 대향 전극(6) 사이에 흘려진다. 이 경우, 가스흐름(gas-flow)에 의한 불안정한 플라즈마 생성을 피하기 위해, 바람직하게는 가스 챔버가 이용되지만, 이 경우에도 특별히 감압 상태로 할 필요는 없고, 대기압으로부터 감압 하까지 다양한 상태의 플라즈마를 생성할 수 있다. 기재에 형성한 막은 이 전극 사이에 설치되어 소정 시간 플라즈마 처리된다.
이하, 추가로 본 발명에 이용하는 플라즈마 조사 장치를 구성하는 각 구성요소에 대하여 상세히 서술한다.
본 발명은, 대기압(대기압 근방)의 압력 하에서, 금속관 또는 절연체관에 고전압 전극을 부착한 방전관 내에 플라즈마 발생용 가스를 흘리면서 저주파수로 고전압의 전기를 인가함으로써 방전관 내에 플라즈마를 발생시키고, 이 발생한 플라즈마를 막에 조사함으로써, 막의 구성 물질의 형태나 결합 상태를 변화시킬 수 있다.
방전관으로서 금속관을 이용하는 경우에는 고전압 전극만을 금속관에 접속시키고, 그라운드(ground)는 대기로 한다(도 1). 또한, 방전관으로서 플라스틱관 등의 절연체관을 이용하는 경우에는, 고전압 전극의 앞뒤(고전압 전극과는 접촉하지 않는 거리를 유지, 또한 아크 방전하지 않는 거리 이상 이격)에 어스를 부착할 수도 있으나, 금속관과 마찬가지로 대기를 그라운드로 할 수도 있다.
또한, 플라즈마의 방출에 이용되는 방전관의 노즐부의 재질은 주기율표 4족~14족에 포함되는 원소 단체(單體) 또는 이들 화합물로 이루어지며, 여기에 고전압 전극을 접속시켜, 그라운드측을 대기로 하여 가스를 흘리면서, 저주파수 고전압을 인가시킴으로써 발생시킨 전리기체(電離氣體) 및 라디칼 가스로 할 수 있다.
플라즈마 조사 장치는 특히 펜슬형상의 노즐로부터 방사하는 플라즈마 제트(도 1)일 필요는 없으며, 2장의 대향하는 평판 전극에 대하여 교류 전계를 인가하고, 이 간극에 플라즈마 가스가 될 수 있는 가스(플라즈마 발생용 가스: 특별히 한정하는 것은 아니나 예를 들면 헬륨가스, 후술 참조) 등을 흘림으로써 안정된 대기압 플라즈마를 발생시키고, 이 간극에 처리 기판을 정치(靜置)함으로써 처리할 수 있다(도 2).
이 장치는, 2장의 평판 유전체 또는 평판 금속을 대면시켜, 한쪽에 고전압 전극을 접속하고, 다른 한쪽에는 어스를 접속하지 않고 대기 어스로 하거나 또는 어스 전극을 접속한 구조를 갖는다.
그리고, 2장의 평판 유전체 또는 평판 금속을 대기압 중에 설치하고, 저주파수로 고전압을 인가하여 도입 가스(플라즈마 발생용 가스)를 플라즈마화시킴으로써, 얻어진 플라즈마를 처리 기판에 조사시킬 수 있다. 혹은, 2장의 평판 유전체 또는 평판 금속을 감압용기 내에 설치하고, 감압 후에 도입 가스를 흘리고, 저가스압 하에서, 저주파수로 고전압을 인가하여 도입 가스를 플라즈마화시키고, 얻어진 플라즈마를 처리 기판에 이용할 수도 있다.
대향 평판 전극을 이용한 경우, 그 전극의 형상으로는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 방전을 안정시키기 위해, 예를 들면 구리의 메시(mesh) 등 가능한 한 전계를 집중할 수 있는 재료를 이용하는 것이 바람직하다.
이는, 전극 표면에 있는 특정 약점으로부터의 이상(異常) 방전을 피하기 위함이고, 대기압 근방의 압력에서, 안정된 글로 방전을 유지하기 위해 중요하다.
전극 재료로는 방전관을 이용하는 경우에도, 대향 전극을 이용하는 경우에도, 무기 유전체 재료, 유기 고분자 및 금속을 이용할 수 있다.
상기 금속으로는, 예를 들어 알루미늄, 스테인리스, 구리, 철, 놋쇠 등, 가스 유로가 형성되어 있는 금속관 또는 금속전극이라면 어느 것이나 사용 가능하다.
또한, 절연체로서의 유기 고분자로는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 범용 플라스틱, 엔지니어링 플라스틱, 수퍼 엔지니어링 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 범용 플라스틱으로는, 폴리에틸렌(고밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌), 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리아세트산비닐, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 수지(ABS수지), 아크릴로니트릴스티렌 수지(AS수지), 아크릴 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌 등을 들 수 있다. 또한, 엔지니어링 플라스틱으로는, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면, 폴리아미드, 나일론, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 변성 폴리페닐렌에테르(m-PPE, 변성 PPE), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 유리수지(PET-G), 환상 폴리올레핀, 유리섬유 강화형 폴리에틸렌테레프탈레이트(FRP) 등을 들 수 있다. 또한, 수퍼 엔지니어링 플라스틱으로는, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 폴리페닐렌설파이드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 비정(非晶) 폴리아릴레이트, 액정 폴리에스테르, 폴리에테르에테르케톤, 폴리아미드이미드, 폴리이미드, 폴리아미드 등을 들 수 있다.
또한 절연체로서 무기 유전체 재료를 이용할 수도 있다. 이들 구체예로는, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 유리, 실리콘, 지르코니아, 도자기, 알루미나, 티타니아, 실리콘 카바이드, 실리콘 나이트라이드 등을 들 수 있다.
플라즈마의 발생에 필요한 전원으로서, 교류의 고전압 전원을 이용한다. 교류란 주파수가 10Hz~100MHz를 나타내고, 바람직하게는 50Hz~100kHz, 더욱 바람직하게는 5kHz~20kHz이다. 교류전압은 60V~100만V의 범위에서 플라즈마 발생이 가능하지만, 바람직하게는 1,000V~20,000V, 더욱 바람직하게는 5,000V~10,000V이다.
기판 위의 막으로의 플라즈마 조사시간은 통상, 몇분~몇시간이고, 예를 들어 5분간~24시간, 5분간~10시간, 10분간~2시간, 또는 20분간~1시간 정도의 플라즈마 조사를 행할 수 있다.
또한, 기판 위의 막은 실온(약 20℃)에서 플라즈마를 조사할 수 있는데, 이 기판을 가열, 즉 막을 가열하면서 플라즈마를 조사할 수도 있다. 가열온도는 50~450℃, 또는 100~250℃ 정도이다.
본 발명에서 이용하는 플라즈마 발생용 가스는 특별히 한정되지 않으나, 전리 가능한 가스라면 어느 것이나 사용 가능하다.
상세하게는, 상기 조건으로 발생시킨 플라즈마를 반응 활성종으로 사용할 때, 플라즈마 발생용 가스로서 방전관 내 또는 평판 전극 사이에 도입하는 가스는 제18족 원소(헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논), 수소, 질소, 산소, 일산화탄소, 이산화탄소(탄산가스), 질소 산화물(일산화질소, 이산화질소), 암모니아, 할로겐, 할로겐화 수소, 이황화유황, 황화수소, 수증기, 실란, GeH4, PH4, AsH3, 및 B2H6으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 가스가 이용된다.
통상, 대기압 하에서 안정되게 플라즈마를 생성하는 경우 헬륨가스가 이용된다. 이는 헬륨은 전리한 후, 기저 상태로 되돌릴 때에 준안정 상태(metastable)를 형성하고, 이에 따라 안정되게 플라즈마 생성할 수 있기 때문이다.
한편, 질소나 산소에 관해서도 마찬가지로 기체의 전리는 가능하지만, 이 경우에도 헬륨을 혼합하는 것이 안정된 플라즈마를 생성할 수 있다.
즉, 플라즈마 발생용 가스로서, 헬륨 단독가스, 또는 헬륨과 수소, 산소, 질소, 이산화탄소가스, 일산화탄소, 플루오르, 및 염소로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 가스과의 혼합가스로서 이용할 수 있다. 혼합가스는 헬륨1용적에 대하여, 수소, 산소, 질소, 이산화탄소가스, 일산화탄소, 플루오르, 및 염소로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 가스를 10용적 이하, 바람직하게는 0.1용적 이하, 더욱 바람직하게는 0.001용적 이하로 할 수 있다. 혼합가스는 2종일 필요는 없고, 3종 이상의 가스의 혼합으로도 이용할 수 있다.
플라즈마 발생용 가스를 2종 이상 혼합함으로써, 발생되는 플라즈마 및 그 2차 생성물인 라디칼의 상태를 변경할 수 있고, 이는 플라즈마의 발광 스펙트럼으로 관찰할 수 있다. 예를 들면 헬륨에 질소를 도입함으로써, 헬륨의 전리 에너지가 질소분자를 여기하고, 이에 따라 자외광에 상당하는 에너지를 꺼낼 수 있다(도 3을 참조). 또한, 질소가스 중에서 헬륨을 전리함으로써 질소가스 유래의 다양한 라디칼, 이온종(種)이 생성된다.
이용되는 가스의 유량은 플라즈마 파라미터에 영향을 미치는 요인이지만, 일반적으로 그 유량은 1㎖/초 이상이고, 1,000㎖/초 이하의 범위에서 사용 가능하다. 바람직하게는 10㎖/초 이상 500㎖/초 이하, 더욱 바람직하게는 30㎖/초 이상 100㎖/초 이하에서 사용할 수 있다.
이상, 생성한 플라즈마를 막에 조사함으로써, 막의 구성 물질의 형태(결정 구조)를 변화시킬 수 있다. 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 CVD에 의해 형성된 아모퍼스실리콘막에 대하여 상기 플라즈마를 조사하면, 용이하게 그 결합 상태를 변화시킬 수 있다.
이때, 플라즈마 제트를 이용하는 경우, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 막을 형성한 기판을 XY 스테이지에 얹어, 플라즈마 제트를 고정한 채 X축 방향 또는 Y축 방향으로 스캔함으로써, 플라즈마 조사부의 결합 상태를 변화시킬 있다. 플라즈마의 조사 대상이 아모퍼스실리콘막인 경우, 플라즈마 조사 전후의 형태 변화를 라만 산란에 의해 추적할 수 있다. 라만 산란에 의하면, 처음에는 브로드(broad)한 아모퍼스실리콘 유래의 결합이 200㎚~600㎚에 걸쳐 관찰되는데, 이것이 플라즈마 조사됨에 따라, 그 피크 위치를 옮기면서 서서히 브로드한 피크의 옆에 날카로운 다결정 실리콘의 피크가 나타나게 된다. 최종적으로 아모퍼스실리콘의 브로드한 피크는 소실(消失)되어, 다결정 실리콘의 피크만이 관찰되게 된다.
이때, 특히 방전관에 유전체를 이용한 열비평형형 플라즈마를 조사한 경우, 기재 자신의 온도는 상승하지 않으므로, 아모퍼스실리콘막의 형태만이 변하는 것에 그치고, 기재의 변형 등은 수반하지 않는 것이 커다란 특징이라 할 수 있다. 또한, 아모퍼스실리콘의 형태 변화는 일반적으로 반도체 산업에서 많이 필요로 하는 기술이기 때문에, 형태 변화 중에 산화피막이 형성되는 것을 싫어한다. 이 때문에, 특별히 한정하는 것은 아니지만 글로브 박스(glove box) 등 산소를 차단한 환경 하에서의 플라즈마 처리에 의해 산화막 형성을 억제할 수 있다.
한편, 방전관 재료로 금속관을 이용함으로써, 플라즈마 밀도를 올릴 수 있다. 이 경우, 앞서 언급한 유전체를 방전관에 이용한 플라즈마에 비해, 그 주위 온도를 약간 올릴 수 있다. 이에 따라 아모퍼스실리콘의 결정화 속도는 향상되게 된다.
한편, 플라즈마 제트의 경우에는 XY 스테이지에서의 조사부 이동이 그 프로세스의 작업시간을 한정해버려, 대면적의 처리시간이 매우 길어진다.
그래서 평면전극을 이용한 평판 전극 사이에 플라즈마를 생성하고, 막을 부가한 기재를 이 평판 전극 사이에 설치하고, 플라즈마 조사함으로써, 대면적의 막을 용이하게 구조 변환시킬 수 있다.
이 경우, 전극 재료는 상술한 바와 같이 특별히 한정하는 것은 아니지만, 상기 플라즈마 제트일 경우와 마찬가지로, 유전체에 도전 테이프 등으로 고전압 전선을 부착한 전극으로, 그 유전체끼리를 대향시킨 구조일 수도 있고, 또한 금속전극을 그대로 대향시킬 수도 있다.
처리 기판은 이 대향 전극 사이에 설치하는데, 그대로 하부 전극 상이어도 관계없다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 플라즈마 어닐링 장치는 종래의 레이저 어닐링 장치에 비해 저가이고, 또한 종래와 같은 고온을 필요로 하지 않고, 저온에서의 처리에 의해 반도체막을 형성할 수 있는 것으로서, 반도체 디바이스의 플라스틱화에 매우 유용한 기술이다.
실시예
[실시예 1]
CVD법에 의해 형성한 아모퍼스실리콘막에 대하여, 금속 방전관(스테인리스관)을 이용한 플라즈마 조사 장치에 의해 플라즈마 제트를 조사하고, 그 결정 상태의 변화를 라만분광법에 의해 해석하였다. 한편 동일 장치 내에서 성막과 플라즈마 조사를 행하였다.
아모퍼스실리콘막의 형성에는, 글로 방전 분해 장치에 성막용 가스로서 유량 200sccm의 SiH4와, 유량 200sccm의 He를 흘렸다. Sccm는 standard cc/min의 약칭으로서, 1분간 당의 cc(cm3)를 의미한다. 이 가스를 가스도입구로부터 반응로 내부에 도입하여 기판면에 분출하고, 히터에 의해 기판을 250℃로 설정함과 함께, 기판지지체와 전극판 사이에서 고주파 전력 200W로 글로 방전을 행하고, 5시간에 걸쳐 막두께 30㎛의 아모퍼스실리콘막을 형성하였다.
얻어진 아모퍼스실리콘막의 라만 스펙트럼을 도 4에 나타낸다. 라만 스펙트럼은 Bruker Optics K.K.제의 현미 레이저 라만 SENTERRA를 이용하여, 파장 532㎚에서 측정을 행하였다.
측정 결과로부터 200㎚~600㎚에 걸쳐 브로드한 피크가 관측되었다.
다음에 이 막에 대하여, 플라즈마 조사 장치 내의 방전관으로 금속 방전관(스테인리스관)을 이용하고, 생성된 플라즈마를 20℃에서 30분 조사하였다. 이때 인가한 전압은 10kV, 주파수는 10kHz였다. 플라즈마 조사 후의 라만 스펙트럼 측정 결과를 도 5에 나타낸다.
도 6에, 플라즈마 조사 전(10), 플라즈마 조사 후(11)의 실리콘막의 라만 스펙트럼 측정 결과를 겹쳐 표시한다.
반치폭은 플라즈마 조사 전(10, 도 4의 스펙트럼)에 비교하여, 플라즈마 조사 후(11, 도 5의 스펙트럼)에는 좁아진 점으로부터, 막의 구성 물질의 결합 상태가 변하여, 아모퍼스실리콘에서 폴리실리콘으로 결정 구조가 변해 있는 것으로 확인되었다.
(산업상 이용가능성)
본 발명의 방법에 따르면, 기판 위의 막(피막)을 처리하여 막의 결정 구조를 변화시킬 수 있으며, 또한 생산성이 우수한 플라즈마 어닐링 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
1 방전관
1-a 고전압 전극
2 전원
3 기판
4 스테이지
5 방전관을 이용하는 플라즈마 제트형 어닐링 장치의 개략도
6 대향 전극
6a 상부전극
6b 하부 전극
7 전원
8 고전압 전극을 부착한 상부 전극판
9 대향 평판 전극을 이용하는 플라즈마 어닐링 장치의 개략도
10 CVD에 의해 성막한 아모퍼스실리콘막의 라만 스펙트럼
11 CVD에 의해 성막한 아모퍼스실리콘막에, 본 발명의 방법으로 플라즈마 조사하여 얻어진 막의 라만 스펙트럼

Claims (12)

  1. 기판 위의 막에 대기압 플라즈마를 조사하는 공정(A)를 포함하는, 막의 구성 물질의 결정 구조를 변화시키는 것을 특징으로 하는 막의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    공정(A)가, 주파수가 10Hz~100MHz, 전압이 60V~100만V로 통전함으로써 대기압 하에서 플라즈마를 생성시키고, 생성된 플라즈마를 직접 기판 위의 막에 조사하는 공정인, 막의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    공정(A)가, 주파수가 10Hz~100MHz, 전압이 60V~100만V이고, 방전관의 고전압 전극에 통전하거나 또는 2장의 대향 전극 중 어느 한쪽에 통전함과 함께, 상기 방전관의 내부에 또는 상기 2장의 대향 전극 사이에 플라즈마 발생용 가스를 흘림으로써 대기압 하에서 플라즈마를 생성시키고, 생성된 플라즈마를 직접 기판 위의 막에 조사하는 공정인, 막의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    공정(A)에 이용되는 방전관이, 무기 유전체 재료, 유기 고분자, 또는 금속으로 이루어진, 막의 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    공정(A)에 이용되는 2장의 대향 전극이, 평판 유전체 또는 평판 금속으로 이루어진, 막의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    공정(A)에 이용되는 평판 유전체가, 무기 유전체 재료 또는 유기 고분자로 이루어진, 막의 제조 방법.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    공정(A)에 이용되는 플라즈마 발생용 가스가, 헬륨, 아르곤, 크립톤, 크세논, 수소, 질소, 산소, 이황화유황, 황화수소, 수증기, 일산화탄소, 이산화탄소, 암모니아, 질소 산화물, 할로겐, 할로겐화 수소, 실란, GeH4, PH4, AsH3 및 B2H6으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 가스인, 막의 제조 방법.
  8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생용 가스로서 산소를 이용하지 않는 경우, 공정(A)가 산소농도 100ppm 이하로 유지되고 있는 챔버 내에서 행해지는, 막의 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    공정(A)에서, 기판 위의 막을 가열하면서 플라즈마를 조사하는, 막의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 (A)공정을 포함하는 막의 구성 물질의 결정 구조를 변화시키는 방법.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 (A)공정의 막 제조 방법에 이용되는 플라즈마 발생 장치.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 (A)공정을 거쳐 제조된 전자 디바이스.
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KR20220028774A (ko) * 2020-08-31 2022-03-08 남부대학교산학협력단 플라즈마 스택 볼륨 유전체 장벽 방전형 플라즈마 발생시스템

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2754170A4 (en) * 2011-09-09 2015-04-29 Panorama Synergy Ltd METHOD FOR CRYSTALLIZING THIN FILMS
KR101391939B1 (ko) * 2012-11-26 2014-05-07 주식회사 다원시스 플라즈마 이온 주입에 의한 비결정질 반도체 박막을 결정화하는 방법 및 장치
JP6146807B2 (ja) * 2013-05-30 2017-06-14 学校法人文理学園 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
CN104822219B (zh) * 2015-05-18 2017-09-19 京东方科技集团股份有限公司 等离子发生器、退火设备、镀膜结晶化设备及退火工艺
WO2020263555A1 (en) 2019-06-24 2020-12-30 Corning Incorporated Rf plasma optical fiber annealing apparatuses, systems, and methods of using the same
FR3100924B1 (fr) * 2019-09-13 2022-02-04 Commissariat Energie Atomique Traitement d’un film mince par plasma d’hydrogène et polarisation pour en améliorer la qualité cristalline

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08250488A (ja) * 1995-01-13 1996-09-27 Seiko Epson Corp プラズマ処理装置及びその方法
JPH11145148A (ja) * 1997-11-06 1999-05-28 Tdk Corp 熱プラズマアニール装置およびアニール方法
JP2005003634A (ja) * 2003-06-16 2005-01-06 Canon Inc エキシマレーザー光に対する光学素子の透過率測定装置および測定方法
JP2009200314A (ja) * 2008-02-22 2009-09-03 Saitama Univ 非晶質薄膜の結晶化方法及び装置、並びに薄膜トランジスタの製造方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2730693B2 (ja) * 1988-09-14 1998-03-25 住友電気工業株式会社 薄膜形成法
JPH03135018A (ja) 1989-10-20 1991-06-10 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法およびその装置
JPH06173044A (ja) 1992-12-09 1994-06-21 Kyocera Corp アモルファスシリコン系成膜方法
JP2003100652A (ja) 1995-07-25 2003-04-04 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 線状パルスレーザー光照射装置及び照射方法
JP3057065B2 (ja) 1997-12-03 2000-06-26 松下電工株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP2001085701A (ja) 1999-04-06 2001-03-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 多層構造を有する素子、その素子の製造装置、及びその素子の製造方法
JP2002164543A (ja) 2000-11-28 2002-06-07 Seiko Epson Corp 半導体装置、電気光学装置およびそれらの製造方法
GB0217553D0 (en) * 2002-07-30 2002-09-11 Sheel David W Titania coatings by CVD at atmospheric pressure
JP2004296729A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置の作製方法
US20050194099A1 (en) * 2004-03-03 2005-09-08 Jewett Russell F.Jr. Inductively coupled plasma source using induced eddy currents
JP4701376B2 (ja) 2004-08-23 2011-06-15 国立大学法人埼玉大学 薄膜結晶化方法
WO2006048649A1 (en) 2004-11-05 2006-05-11 Dow Corning Ireland Limited Plasma system
JP2008053634A (ja) * 2006-08-28 2008-03-06 Seiko Epson Corp 半導体膜の製造方法、半導体素子の製造方法、電気光学装置、電子機器
US8232729B2 (en) 2006-12-12 2012-07-31 Osaka University Plasma producing apparatus and method of plasma production
ITMI20070350A1 (it) * 2007-02-23 2008-08-24 Univ Milano Bicocca Metodo di lavorazine a plasma atmosferico per il trattamento dei materiali
GB0717430D0 (en) * 2007-09-10 2007-10-24 Dow Corning Ireland Ltd Atmospheric pressure plasma
JP2009212346A (ja) * 2008-03-05 2009-09-17 Panasonic Corp プラズマドーピング方法及び装置
JP2010056483A (ja) 2008-08-29 2010-03-11 Osaka Univ 膜製造方法
JP5207535B2 (ja) 2008-10-21 2013-06-12 国立大学法人埼玉大学 非晶質薄膜の結晶化装置及び方法、並びに薄膜トランジスタの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08250488A (ja) * 1995-01-13 1996-09-27 Seiko Epson Corp プラズマ処理装置及びその方法
JPH11145148A (ja) * 1997-11-06 1999-05-28 Tdk Corp 熱プラズマアニール装置およびアニール方法
JP2005003634A (ja) * 2003-06-16 2005-01-06 Canon Inc エキシマレーザー光に対する光学素子の透過率測定装置および測定方法
JP2009200314A (ja) * 2008-02-22 2009-09-03 Saitama Univ 非晶質薄膜の結晶化方法及び装置、並びに薄膜トランジスタの製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200035140A (ko) * 2017-09-28 2020-04-01 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 기록 매체
US11664275B2 (en) 2017-09-28 2023-05-30 Kokusai Electric Corporation Method of manufacturing semiconductor device, substrate processing apparatus, and recording medium
KR20220028774A (ko) * 2020-08-31 2022-03-08 남부대학교산학협력단 플라즈마 스택 볼륨 유전체 장벽 방전형 플라즈마 발생시스템

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