激光处理装置、激光处理方法及半导体器件的制作方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种激光处理装置以及通过使用该装置而执行的激光处理方法，其中所述激光处理装置包括：激光振荡器；提供在激光振荡器中的联锁器；按一定工作周期移动的移动台；计时器；提供在计时器中的联锁器；能够检测移动台的移动状态的传感器；以及计算机，其中，当所述传感器检测出移动台的通过时所述计时器开始测量时间，并且，在所述工作周期之后移动台还不通过传感器的情况下，提供在所述计时器中的联锁器的接点之间的电流被阻断，因此激光振荡器的联锁器开始运转，从而停止照射激光束。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光束的照射方法及进行这种照射用的激光处理装置。另外，本专利技术还涉及使用上述激光束照射的半导体器件的制作方法。
技术介绍
长期以来，通过照射激光束来执行各种加工的激光处理装置以及激光束的照射方法是众所周知的。使用激光束是因为与使用辐射加热或传导加热的热处理相比可以选择性地仅对被照射激光束并吸收其能量的区域加热。例如，执行使用受激准分子激光振荡装置振荡波长400nm或更小的紫外光的激光处理以选择性地局部加热半导体膜，这样可以在几乎不给玻璃衬底带来热损伤的情况下，实现半导体膜的晶化或激活处理。作为激光处理装置以及激光束的照射方法的例子，将参考图2说明通过使用线状激光束对形成在大型玻璃衬底上的半导体膜执行激光退火的方法。首先，使其射束点1004的长边方向的长度L为几百pi1的线状激光束1003沿线状激光束的宽度方向(图2A的箭头方向)在形成在衬底1001上的半导体膜1002上扫描。于是，半导体膜1002中的几百iam区域被激光退火(图2A)。接着，使线状激光束1003的位置平行移动等于该线状激光束1003长边方向的长度L (图2B)，再使线状激光束1003沿宽度方向在半导体膜1002上扫描(图2C)。通过几百或6几千次重复上述操作，能够对形成在大型衬底1001上的半导体膜1002的整个区域进行激光退火。注意，虽然在图2中说明了使用线状激光束的例子，但是在将被转换为高次谐波的连续振荡激光束整形成线形时，为了获取足够能对半导体膜执行激光退火的能量密度，有必要缩短线状激光束的线条方向的长度，例如为几百ium。从而，当对形成在大型玻璃衬底(例如，单边为lm左右的玻璃衬底)上的半导体膜的整个区域进行激光退火时，有必要在能够左右上下移动的XY工件台等的移动台上设置衬底，然后使该安装有衬底的移动台来回移动几百或几千次以进行扫描。另外，在本说明书中，线状激光束的长度长的轴方向称为线状激光束的长轴方向或长边方向，而且，长度短的轴方向称为线状激光束的短轴方向或宽度方向。顺便提及，作为在执行激光退火时所发生的灾害可举出伤害或火灾等。特别是，当激光束照射到可燃性物质时，有因吸收激光束而发热引起发火的担忧，所以事前防火处理是非常重要的(参照专利文件l至4)。专利文件1公开Hei 9-174264号公4艮专利文件2公开Hei 10-263866号公报专利文件3公开2001-18079号公报专利文件4公开2003-126977号公才艮本专利技术的目的是，为了当在激光退火处理中发生异常状态时也不导致灾害，对预定区域之外不照射激光，以实现安全地执行激光退火。作为在进行激光退火时引起火灾等灾害的原因，可举出用于移动衬底的工件台(例如，XY工件台)的异常停止、因地震等引起的装置振动、异常气体或烟的发生、或因高温度而引起的光学系统比如反射镜的变动。当激光退火处理时，在不预定的位置上工件台发生异常停止的情况下，由于从照射位置的正下方或不定位置发出来的反射光等，有引起周边物质起火的担忧，这是非常危险的。作为工件台停止在不预定位置上的原因，可举出系统控制用计算机(例如，个人计算机(PC))的冻结(freeze,异常停止)、PLC和PC之间的通讯异常、或由于来自外部的噪音等所产生的电子器件的异常工作等。并且，在由于因地震等导致的装置振动，光学元件在比如反射镜被颠倒，反射角或入射角被改变的情况下，对与常规的激光束所照射的部分不同的部分上照射激光，因此有该部分起火的担忧。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供即使在发生异常停止或异常工作的情形中，也可以防止发生火灾等灾害的激光处理装置或激光处理方法。本专利技术是一种通过综合多个系统而成的系统以及装置，该被综合过使用PC停止激光输出的系统；当与此同样工件台异常停止且进行激光退火中的PC冻结(异常停止)时，不通过该PC而使用另外系统停止激光输出的系统；以及，在因地震等引起装置振动时，停止激光输出的系统。本专利技术的激光处理装置，包括激光振荡器；提供在所述激光振荡器中的第一联锁器；按一定工作周期移动的移动台；计时器；提供在所述计时器中的第二联锁器；以及能够检测所述移动台的移动状态的传感器，其中，所述计时器在当所述传感器检测出所迷移动台的通过时开始测量时间，并且，在所述工作周期之后所述移动台还不通过所述传感器的情况下，提供在所述计时器中的第二联锁器的接点之间的电流被阻断，因此所述激光振荡器的所述第一联锁器开始运转，从而激光束不照射到在所述移动台上的衬底上。本专利技术的激光处理方法，包括以下步骤使用激光处理装置，其包括激光振荡器；提供在所述激光振荡器中的第一联锁器；按一定工作周期移动的移动台；计时器；提供在所述计时器中的第二联锁器；以及能够检测所述移动台的移动状态的传感器，在所述移动台上设置衬底；通过使用所述激光束对形成在所述衬底上的半导体膜执行退火；所述计时器在当所述传感器检测出所述移动台的通过时开始测量时间；以及在所述工作周期之后所述移动台还不通过所述传感器的情况下，提供在所述计时器中的第二联锁器的接点之间的电流被阻断，因此所述激光振荡器的所述第一联锁器开始运转，从而所述激光束不照射到在所述移动台上的衬底上。本专利技术的半导体器件的制造方法，包括以下步骤在所述衬底上形成基底膜；在所述基底膜上形成所述半导体膜；通过将使用所述激光处理装置形成的所述线状激光束照射在所述半导体膜上，晶化所述半导体膜而形成晶体半导体膜；对所述晶体半导体膜构图，形成岛状半导体膜；在所述岛状半导体膜上形成栅绝缘膜和栅电极；向所述岛状半导体膜中掺入赋予一种导电性的杂质，以形成源区、漏区以及沟道形成区。在本专利技术中，所述激光处理装置中设有可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller ( PLC ))。该可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller (以下称为PLC))被用于控制XY工件台的位置。PLC具有给用于产生为了移动XY工件台所需的电信号的驱动器传输命令以便使其输出电信号的功能。工4牛台的工作命令/人i十算才几比如个人计算才几(Personal Computer,下文中称作PC)通过通讯被传输到PLC。另外，关于控制激光振荡器的输出功率的方法，在激光振荡器本身中大都具有与PC通讯的功能，所以可以适用PC。因此，本专利技术可以采用联动激光振荡器和PC以执行结晶化的方法。本专利技术的所述线状激光束是连续振荡的激光束。本专利技术的所述线状激光束是频率为10MHz或更高的脉冲振荡的激光束。本专利技术的所述线状激光束是频率为80MHz或更高的脉冲振荡的9激光束。本专利技术的所述连续振荡的激光器是Ar激光器、Kr激光器、002激光器、YAG激光器、YV04激光器、YLF激光器、YA103激光器、GdVa激光器、丫2〇3激光器、红宝石激光器、变石激光器、Ti:蓝宝石激光器和氦镉激光器中的某一种。本专利技术的所述脉冲振荡的激光器是Ar激光器、Kr激光器、受激准分子激光器、C02激光器、YAG激光器、丫203激光器、YV04激光器、YLF激光器、YA103激光器、GdV04激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、变石激光器、Ti:蓝宝石激光器、铜蒸气激光器和金蒸气激光器中的某一种。本专利技术的所述衬底是玻璃衬底、石英衬底、不^钢衬底和由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光处理装置，包括：　激光振荡器；　提供在所述激光振荡器中的第一联锁器；　按一定移动周期移动的移动台；　计时器；　提供在所述计时器中的第二联锁器；以及　能够检测所述移动台的移动的传感器，　其中当 所述传感器检测到所述移动台的通过时，所述计时器开始测量时间，以及　在所述移动周期之后所述移动台未通过所述传感器时，提供在所述计时器中的第二联锁器的接点之间的导电被阻断，以便运转所述激光振荡器中的第一联锁器，从而停止来自所述激光振荡器的 激光。

【技术特征摘要】
JP 2004-11-29 2004-3432501.一种激光处理装置，包括激光振荡器；提供在所述激光振荡器中的第一联锁器；按一定移动周期移动的移动台；计时器；提供在所述计时器中的第二联锁器；以及能够检测所述移动台的移动的传感器，其中当所述传感器检测到所述移动台的通过时，所述计时器开始测量时间，以及在所述移动周期之后所述移动台未通过所述传感器时，提供在所述计时器中的第二联锁器的接点之间的导电被阻断，以便运转所述激光振荡器中的第一联锁器，从而停止来自所述激光振荡器的激光。2. 如权利要求1所述的激光处理装置，其中所述激光处理装置 还包括地震传感器。3. 如权利要求2所述的激光处理装置，其中当所述地震传感器 检测到振动时，停止来自所述激光振荡器的激光。4. 如权利要求1所述的激光处理装置，其中所述激光处理装置 还包括手动紧急停止按钮。5. 如权利要求4所述的激光处理装置，其中当按下所述手动紧 急停止按钮时，停止来自所述激光振荡器的激光。6. 如权利要求1所述的激光处理装置，其中所述激光振荡器是 连续波激光器。7. 如权利要求1所述的激光处理装置，其中所述激光振荡器是 具有OMHz或更高的频率的脉冲激光器。8. 如权利要求1所述的激光处理装置，其中所述激光振荡器是 具有80MHz或更高的频率的脉冲激光器。9. 如权利要求6所述的激光处理装置，其中所述连续波激光器 是Ar激光器、Kr激光器、(3〇2激光器、YAG激光器、YVCM敫光器、 YLF激光器、YA103激光器、GdVCM敫光器、丫2〇3激光器、红宝石激 光器、变石激光器、Ti:蓝宝石激光器和氦镉激光器中的任何一种。10. 如权利要求7所述的激光处理装置，其中所述脉冲激光器是 Ar激光器、Kr激光器、受激准分子激光器、(302激光器、YAG激光 器、丫203激光器、YV04激光器、YLF激光器、YA103激光器、GdV04 激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、变石激光器、Ti:蓝宝石激光器、 铜蒸气激光器和金蒸气激光器中的任何一种。11. 如权利要求8所述的激光处理装置，其中所述脉冲激光器是 Ar激光器、Kr激光器、受激准分子激光器、(3〇2激光器、YAG激光 器、丫203激光器、YVCM敫光器、YLF激光器、YA103激光器、GdV04 激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、变石激光器、Ti:蓝宝石激光器、 铜蒸气激光器和金蒸气激光器中的任何一种。12. —种激光处理方法，所述方法使用激光处理装置，所述激光 处理装置包括激光振荡器；提供在所述激光振荡器中的第一联锁器； 按一定移动周期移动的...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中幸一郎，山本良明，小俣贵嗣，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[]