KR100366010B1

KR100366010B1 - 반도체박막의결정화방법및레이저광조사장치

Info

Publication number: KR100366010B1
Application number: KR10-1998-0014481A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 미따니
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1998-04-23
Publication date: 2003-02-19
Anticipated expiration: 2018-04-23
Also published as: KR19980081656A; JPH118205A

Abstract

반도체 박막 상에 대한 레이저 어닐링 처리 시에, 레이저 광이 절연성 기판상에 미리 형성된 a-Si 막에 바로 위로부터 조사된다. 이 조사된 영역에 p-Si 막이 형성된다. 레이저 광의 조사와 동시에, 석영제 관의 취출구로부터 a-Si 막의 표면으로 불활성 가스가 분출된다. 레이저 광은 상기 관의 취출구를 통하여 조사된다. 상기 관이 석영으로 만들어지기 때문에, 상기 관에 의해서 레이저 광은 흡수되지 않는다. 그러므로, 취출구가 a-Si 막 표면의 바로 위 근접한 곳에 위치될 수 있으므로, a-Si 막 표면의 레이저 광 조사 부분으로부터 입자들을 효과적으로 불어 날릴 수 있다.

Description

반도체 박막의 결정화 방법 및 레이저 광 조사 장치 {CRYSTALLIZATION METHOD OF THIN SEMICONDUCTOR FILM AND LASER BEAM RADIATION APPARATUS USED THEREFOR}

본 발명은 액정 표시 장치에 사용되는 박막 트랜지스터(이하에서 간략히 TFT라 함) 등의 반도체 장치의 제조 공정에서 반도체 박막의 결정화 방법 및 그에 사용되는 레이저 광 조사 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 반도체 박막을 레이저 어닐링함에 의한 반도체 박막의 결정화 방법 및 그에 사용되는 레이저 광 조사 장치에 관한 것이다.

유리와 같은 절연성 기판 상에 TFT를 갖는 반도체 장치로서는, TFT를 화소(pixel) 구동에 사용하는 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치 및 이미지 센서 등이 알려져 있다. 이들 장치에 사용되는 TFT에는 박막상(薄膜狀)의 실리콘 반도체를 사용하는 것이 일반적이다. 박막상의 실리콘 반도체로는 비정질 실리콘(a-Si) 반도체로 형성된 것과 결정성을 갖는 실리콘 반도체로 형성된 것으로 대별된다.

비정질 실리콘 반도체는 저온에서 기상법(vapor phase method)에 의해 비교적 용이하게 제작될 수 있다. 비정질 실리콘 반도체를 일반적으로 사용하는데, 이것은 용이하게 대량 생산을 할 수 있기 때문이다. 그러나, 그 전류 구동 능력(current drivability)이 결정성을 갖는 실리콘 반도체에 비해 열등하다. 전류 구동 능력에 관하여 보다 고속 특성을 얻기 위하여, 결정성을 갖는 실리콘 반도체로 형성되는 TFT를 제조하는 방법이 강하게 요구된다.

결정성을 갖는 실리콘 반도체로서는, 단결성(monocrystalline) 실리콘(c-Si), 다결정(polycrystalline) 실리콘(p-Si), 미결정(microcrystal) 실리콘(μc-Si), 결정 성분을 포함한 비정질(amorphous) 실리콘 및 결정성과 비결정성의 중간 상태를 갖는 반비정질(semiamorphous) 실리콘 등이 알려져 있다. 이들 결정성을 갖는 TFT는 비정질 TFT와 비교해 전하의 이동도가 높다. 그러므로, 전류 구동 능력이 향상되어 드라이버와의 일체화(integration)가 가능해 진다. 미세화가 가능해지고, 높은 개구율(aperture ratio)이 얻어진다. 또한, 고밀도 실장이 가능하다.

종래의 결정성 박막 형성 방법으로는, 박막을 열 확산로(thermal diffusion furnace)에서 가열하는 고상성장법(Solid Phase Growth method, SPC method)과 박막에 레이저 광을 조사하여 용융 및 고화(solidification)시킴으로써 결정화되게 하는 레이저 어닐링 방법(laser aneal method)이 있다.

SPC 법에 따르면, a-Si는 균일하게 결정화된 p-Si로 전환할 수 있다. 그러나, 열 처리가 1000℃ 부근의 고온에서 행해지기 때문에, 내열성이 낮은 저렴한 유리 기판을 사용할 수 없다. 그러므로, 절연성 기판에 적은 손상을 주면서도 저온 처리가 가능한 방법으로서, a-Si에 대해 그의 광 흡수의 정도가 높은 엑시머 레이저를 조사하는 레이저 어닐 방법이 많이 연구되고 있다.

종래의 반도체 박막에 관한 레이저 어닐링 방법, 특히 a-Si 박막에 엑시머 레이저를 조사하는 레이저 어닐링 방법을 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6을 참조하면, 스테이지(stage, 53)상에 석영이나 유리와 같은 절연성 기판(51)이 제공된다. 절연성 기판(51)상에 CVD 또는 스퍼터링에 의해서 이산화실리콘(SiO₂)으로 형성되는 기저막(51a)이 제공된다. 또한, a-Si 막(52)이 CVD에 의해 기저막(51a) 전체에 걸쳐서 형성된다.

레이저 어닐링 공정에서, 스테이지(53)는 화살표 A 방향으로 소정 속도로 이동된다. 일정 이동량으로 한 방향(화살표 B 방향)으로 주사(scanning)하기 위해서, 절연성 기판(51)상에 형성된 a-Si 막(52)에 레이저 광(54)이 바로 위에서 조사된다. 그 결과, a-Si 막(52)은 용융되고 고화되어, 그 결정성이 향상된다. 주위 영역과는 다른 결정성을 갖는 p-Si 막(55)이 레이저 광(54)이 조사된 a-Si 막(52) 상에 형성된다.

레이저 어닐링 방법에 필요한 레이저 광의 강도는 200-300 mJ/㎠ 정도이다. 현재 이용가능한 레이저 어닐링용 장치는 출력이 부족하고 광학계의 크기의 제약 때문에, 한번에 절연성 기판 전체에 레이저 광을 조사할 수 없다. 그러므로, 도 6에 도시된 바와 같은 레이저 광(54)의 중첩 조사(overlay radiation)에 의한 반도체 박막의 레이저 어닐링 방법이 사용된다.

도 7은 그 위에 입자(particle)들을 갖는 기판에 대한 도 6의 레이저 어닐링방법을 설명하는 도면이다. 도 6에 도시된 기저막(51a, underlying film)이 도 7에서는 도시되어 있지 않다. 도 7에 도시된 바와 같이, a-Si 막(52) 상에 입자들이 존재하는 경우, 도 6의 레이저 어닐링 방법에 따른 레이저 광(54)을 조사(exposure)하면, a-Si 막(52)과 동시에 입자들(56)도 용융되고 고화된다. 이것은 오염된 결정화 부분(57)이 발생된다는 것을 의미한다. 결정화 부분(57)은 TFT와 같은 장치의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 결정화 부분(57)을 갖는 기판(51)을 사용하여 표시 장치를 구성한 경우, 점 결합(point defect) 등의 불량이 발생하는 문제점이 있었다.

도 6의 스테이지(53)는 밀폐된 프로세스 챔버(도시 생략)내에 미리 설치되며, 가열 기구(heating mechanism, 도시 생략)를 내장한다. 절연성 기판(51)은 입자들(56)을 방지하기 위해 외기(open air)와의 가스 치환 기구를 갖는 로드 챔버(load chamber, 도시 생략)내에 미리 설치된다. 절연성 기판(51)은 로드 챔버를 사용하여 프로세스 챔버 내의 스테이지 상에 설치된 후, 스테이지(53)의 가열 기구에 의해서 가열되면서 레이저 어닐링 방법이 실시된다 절연성 기판(51)의 크기가 30 ㎝ ×30 ㎝ 이상의 대형인 경우에, 입자들(56)을 완벽하게 제거하는 것은 불가능하다.

레이저 어닐링 방법에서 입자들에 의한 결정화 부분의 오염을 해소하는 방법은 예를 들어 일본국 특개평 2-143517호 공보에서 제안되었다. 이 방법은 레이저 어닐링 방법에 의한 결정화시에 반도체 박막의 표면에 불활성 가스를 제공하는 공정을 포함한다. 그러나, 이 불활성 가스는 바로 위로부터 조사되는 레이저 광의경로가 저해되지 않는 위치로부터 분출된다. 즉, 불활성 가스는 바로 위로부터 분출되지는 않는다. 그러므로, 입자들이 완벽하게 제거될 수 없다. 상술한 문제점들이 여전히 해결되지 않고 있다.

본 발명의 목적은 반도체 박막 상의 입자들을 효과적으로 제거하여 TFT와 같은 디바이스의 성능의 균일성을 향상시킬 수 있는 반도체 박막의 결정화 방법 및 이 방법에 사용되는 레이저 광 조사 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 반도체 박막의 결정화 방법은 절연성 기판의 표면 상에 미리 형성된 반도체 박막 상에 레이저 광을 바로 위 방향으로부터 조사하여 반도체 박막을 결정화시키는 방법이다. 더 상세하게는, 불활성 가스가 바로 위 방향으로부터 레이저 광이 조사된 반도체 박막 상의 영역으로 분출된다.

불활성 가스가 레이저 광이 조사된 반도체 박막 상의 영역에 레이저 광의 방향과 동일한 방향으로 분출되기 때문에, 반도체 박막 상의 입자들을 효과적으로 제거하면서 레이저 광을 조사할 수 있어서 반도체 박막의 결정화 시에 오염을 방지할 수 있다. 그러므로, TFT와 같은 디바이스의 성능의 균일성을 향상시킬 수 있다. 그러므로, 액정 표시 장치 등의 품질 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

불활성 가스는 반도체 박막에 근접한 위치로부터 분출된다. 그러므로, 더욱 효과적으로 입자들이 제거될 수 있어서, 반도체 박막의 결정화 시에 확실하게 오염이 방지될 수 있다.

불활성 가스는 가열된다. 그러므로, 불활성 가스가 분출됨으로써 발생된 반도체 박막의 부분적인 온도 저하는 방지된다. TFT와 같은 디바이스의 성능의 균일성은 불활성 가스가 분출되는 동안에도 유지된다. 그러므로, 액정 장치 등의 품질 및 신뢰성이 향상될 수 있다.

상기 불활성 가스는 100-600℃로 가열된다.

본 발명의 레이저 조사 장치는 레이저 광이 투과하는 창(window)이 형성된 챔버(chamber); 챔버 내에 배치된 절연성 기판의 표면 상에 미리 형성된 반도체 박막 상에 바로 위 방향으로부터 상기 창을 통하여 레이저 광을 조사하는 레이저 광 조사부(laser beam radiation unit); 및 한쪽 끝의 개구를 통하여 취입되는 불활성 가스를 챔버로 인도하고 다른 쪽 끝의 취출구를 경유하여 반도체 박막 상에 그 불활성 가스를 분출하는 관(tube)을 구비한다. 취출구(blow outlet)는 반도체 박막의 바로 위 방향에 설치된다. 레이저 광 조사부는 이 취출구를 통하여 반도체 박막 상에 레이저 광을 조사하도록 배치된다.

불활성 가스의 취출구가 반도체 박막의 바로 위에 설치되고, 레이저 광 조사부가 이 취출구를 통하여 반도체 박막 상에 레이저 광을 조사하도록 배치되기 때문에, 조사된 영역에 있는 입자들은 레이저 광 조사 시에 효과적으로 제거될 수 있다. 그러므로, 반도체 박막 결정화 시의 오염이 방지될 수 있다. TFT와 같은 디바이스의 성능의 균일성이 향상될 수 있다. 액정 표시 장치 등의 품질 및 신뢰성이 향상될 수 있다.

취출구는 반도체 박막에 근접하게 설치된다. 그러므로, 조사된 영역에 있는 입자들은 레이저 광 조사 시에 더욱 효과적으로 제거될 수 있다.

상기 관의 한쪽 끝의 개구부의 외측에는, 외부에서 공급되는 불활성 가스를 가열하여 가열된 가스를 개구부를 통해 그 관으로 보내는 가열부(heating unit)가 설치된다. 가열부에 의해 가열된 가스가 반도체 박막으로 분출되기 때문에, 이 가스의 분출로 인한 반도체 박막의 부분적인 온도 저하가 방지될 수 있다. 그러므로, TFT와 같은 디바이스의 성능의 균일성이 더욱 향상될 수 있다. 액정 표시 장치 등의 품질 및 신뢰성이 향상될 수 있다.

상기 불활성 가스는 가열부에 의해서 100-600℃로 가열된다.

상기 관에서 적어도 레이저 광이 투과되는 부분은 레이저 광을 흡수하지 않는 재료로 형성된다. 그러므로, 레이저 광이 관을 통하여 반도체 박막 상에 조사될 때에도, 반도체 박막 상의 레이저 광 조사의 효과는 저하되지 않는다. 레이저 광을 투과하는 부분을 석영과 같은 레이저 광을 흡수하지 않는 재료로 형성하고 다른 부분은 저가의 재료로 형성함으로써, 관의 교환과 같은 장치 운용 상의 비용이 감소될 수 있다.

이 관의 일부분은 레이저 광이 챔버내로 도입되는 창으로서도 사용된다. 그러므로, 관 및 창이 한번에 형성될 수 있기 때문에, 장치의 단가를 저감시킬 수 있다. 불활성 가스가 관을 통하여 일정하게 흐르기 때문에, 상기 창에 부착되는 입자들이 효과적으로 제거될 수 있다. 그 결과, 입자들의 부착으로 인한 창에서의 흐려짐(cloudiness)의 발생이 감소되어, 오랜 시간동안 장치의 성능이 유지된다.

창으로서도 사용되는 관의 일부분은 분리 가능하다. 그러므로, 흐려짐이 발생되었을 때, 상기 창이 용이하게 교환될 수 있기 때문에, 장치의 운용 비용이 감소 될 수 있다.

가열부는 외부에서 공급된 불활성 가스를 개구부를 통하여 관으로 인도하는 도관(conduit) 및 이 도관을 가열하기 위한 복수의 히터(heater)들을 포함한다. 이 도관은 주름(corrugate)지게 만들어 진다. 복수의 히터들 각각은 배관의 구부러진 부분에 각각 설치된다.

가열부 내의 비교적 협소한 공간에서도 도관의 복수의 히터들과의 열 교환 면적이 증가되기 때문에, 가열부의 크기가 감소될 때에도 불활성 가스를 효과적으로 가열할 수 있다. 그 결과, 장치가 소형화될 수 있다.

본 발명의 상기한 것과 다른 목적, 특징, 형상 및 장점들은 첨부된 도면들과 결합하여 본 발명에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 분명하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 어닐링 방법을 설명하기 위한 도면.

도 2는 도 1의 레이저 어닐링 동안 입자들의 제거를 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 광 조사 장치의 개략구성도.

도 4는 도 3의 레이저 광 조사 장치의 개략 구성의 변형예를 도시한 도면.

도 5는 도 3과 4의 불활성 가스를 가열하는 가스 가열부의 개략구성도.

도 6은 종래의 반도체 박막의 레이저 어닐링 방법을 설명하기 위한 도면.

도 7은 도 6의 레이저 어닐링 방법을 기판 상에 입자들이 존재하는 경우에 대해 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

8 : 레이저 발진기

10 : 호모지나이저(homogenizer)

12 : 가스 가열부

51 : 절연성 기판

52 : a-Si 막

53 : 스테이지

54 : 레이저 광

55 : p-Si 막

본 발명의 실시예들을 도면들을 참조하여 이하에서 설명한다.

<제1 실시예>

제1 실시예에서는, 본 발명의 반도체 박막의 결정화를 위한 레이저 어닐링 방법이 도 1 및 2를 참조하여 설명된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 경우와 같은 방식을 갖는 석영이나 유리등으로 형성된 절연성 기판(51)이 스테이지(53) 상에 제공된다. 스퍼터링이나 CVD에 의해서 SiO₂막으로 된 기저막(51a)이 미리 형성된다. CVD 등에 의해서 a-Si막(52)이 약 50㎚ 정도의 균일한 두께로 기저막(51a) 상에 형성된다. a-Si 막(52)이 수소를 포함할 때에는, 500℃ 부근의 온도에서 탈수소 처리(dehydrogenation process)를 실시한다.

스테이지(53)는 프로세스 챔버(도시 생략) 내에서 화살표 A 방향으로 이동된다. 스테이지(53) 상의 절연성 기판(51)이 화살표 A 와 동일한 방향으로 일정한 이동률로 이동하는 동안에, 레이저 광(54)이 a-Si 막(52) 상으로 조사된다. 따라서, a-Si 막(52)은 용융되고 고화되어, 결정성이 향상된다. p-Si 막(55)은 주위 영역과는 다른 결정성을 갖고 형성된다. 레이저 어닐링 방법의 조건들을 이하에서 설명한다. 절연성 기판(51)은 스테이지(53)에 내장된 가열 기구에 의해서 400℃ 로 가열된다. 이 분위기의 대기 중에서, 레이저 광(54)의 발진(oscillation) 파장은 XeCl 엑시머 레이저의 경우 308 ㎚ 이다. 조사 에너지 밀도는 약 300 mJ/㎠ 정이다. 발진 시간(펄스 폭)은 약 50 ㎱ 정도 이다. 발진 주파수는 300 ㎐ 이다.

점선 화살표 B 방향으로 레이저 광(54)에 의해 a-Si 막(52)의 표면을 조사하는 것과 동시에, 400℃ 로 가열된 N₂와 같은 불활성 가스가 석영제 관(6)의 기판측의 취출구(6a)로부터 분출된다. 이 때, 레이저 광(54)은 취출구(6a)를 통하여 조사된다. 본 실시예에서는, 관(6)이 석영으로 만들어지기 때문에, 관(6)이 레이저 광(54)을 흡수하지 않는다. 그러므로, 레이저 광(54)이 조사되는 a-Si 막(52)의 영역 바로 위에 근접하게 취출구(6a)가 설치될 수 있다. 그 결과, 레이저 광(54)이 조사되는 a-Si 막(52)의 영역의 입자들(56)은 불활성 가스에 의해서 취출구(6a)로부터 화살표 C 방향으로 날라가서 제거된다.

가열된 불활성 가스가 a-Si 막(52)의 표면으로 분출되기 때문에, 양호한 결정성을 저해하는 a-Si 막(52)의 부분적인 온도 저하를 방지하면서 입자들(56)이 제거된다. 그 결과, 도 7에 도시된 오염된 결정화 부분(57)이 본 발명에서는 a-Si 막(52) 상에 형성되지 않는다. 따라서, 더욱 양호한 결정성이 획득될 수 있다.

<제2 실시예>

제2 실시예는 제1 실시예를 참조하여 설명된 반도체 박막의 결정화 방법에 사용된 레이저 광 조사 장치의 일례를 보인다. 도 3을 참조하면, 레이저 조사 장치는, 석영으로 만들어진 관(6); 레이저 광(54)을 발진하는 레이저 발진기(8): 발진된 레이저 광(54)의 진행 방향을 변경하기 위한 반사경(9); 호모지나이저(10, homogenizer); 배기구(11a) 및 레이저 광(54)이 통과되는 창(11b)이 형성됨과 동시에, 그 내부에 스테이지(53)를 갖고 절연성 기판(51)이 종래의 경우와 유사하게 스테이지(53) 상에 보유·수납되는 프로세스 챔버(11); 및 외부에서 공급되는 불활성 가스를 가열하여 그 가열된 가스를 관(6)을 통해 프로세스 챔버(11)내로 보내는 가스 가열부(12)를 포함한다. 관(6)은 그 한쪽 끝의 취출구가 레이저 광(54)이 조사될 절연성 기판(51)상의 영역 바로 위에까지 도출되어 있고, 다른 쪽 끝은 가열부(12)의 가스 송출구(도시 생략)에 부착된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 레이저 발진기(8)로부터 출력된 레이저 광(54)은 반사경(9)에 의해서 반사된 후, 호모지나이저(10)에 의해서 소정의 빔(beam) 형상으로 정형된다. 상기 정형된 빔(shaped beam)은 프로세스 챔버(11) 내의 스테이지(53) 상에 미리 설치되고 그 표면 상에 도시되지 않은 반도체 박막을 갖는절연성 기판(51) 상으로 창(11b) 및 관(6)을 투과하여 취출구(6a)를 통해 조사된다. 절연성 기판(51)은 화살표 A 방향으로 소정의 이송 속도(feed rate)나 이송 피치(feed pitch)로 이동하는 스테이지(53) 상에 미리 설치된다. 도시되지 않은 가열 기구는 절연성 기판(51)을 가열하기 위해 스테이지(53)에 내장된다.

N₂와 같은 불활성 가스는 레이저 광(54)이 조사되는 프로세스 챔버(11)내에 있는 절연성 기판(51) 상의 영역에서 충분히 바로 위에 있는 관(6)의 취출구(6a)로부터 분출된다. 외부에서 공급된 불활성 가스는 가스 가열부(12)에 의해서 100-600℃, 바람직하게는 300-500℃ 로 예열되는데, 예를 들어 제1 실시예에서와 같이 400℃로 가열된다. 가열된 가스는 다른 쪽 끝이 가스 가열부(12)의 가스 취출구에 부착된 관(6)을 통하여 프로세스 챔버(11) 내로 송출된다. 불활성 가스는 약 2-3 ㎏/㎠ 의 압력으로 절연성 기판(51) 상으로 분출되며, 그 후 배기구(11a)를 통하여 프로세스 챔버(11)로부터 외부로 배기된다.

가열된 불활성 가스가 프로세스 챔버(11) 내의 절연성 기판(51) 상으로 분출되도록 이동되는 통로인 관(6)은 석영으로 만들어진다. 관(6)의 취출구(6a)는 절연성 기판(51) 상의 레이저 광(54)이 조사되는 영역 바로 위의 영역까지 도출된다. 관(6)을 석영으로 만들기 때문에, 호모지나이저(10)로부터의 레이저 광(54)은 프로세스 챔버(11) 내의 절연성 기판(51) 상으로 조사되는 경로에서 흡수되지 않는다. 그러므로, 절연성 기판(51) 상에 미리 형성된 반도체 박막 상으로의 레이저 조사의 효과는 저하되지 않는다. 이것은 취출구(6a)가 절연성 기판(51)에 근접하여 설치될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 취출구(6a)와 절연성 기판(51)의 표면 사이의 거리를 1 ㎝ 이하로 설정할 수도 있다. 앞서서 그 표면에 반도체 박막이 형성되어 있는 절연성 기판(51)을 구비한 본 실시예의 경우에, 취출구(6a)와 절연성 기판(51)의 표면 사이의 거리는 절연성 기판(51)의 변형을 고려하여 1㎜ 정도까지 근접시킬 수도 있다.

관(6)은 그 전체를 석영으로 만들 필요는 없다. 창(11b)을 통해 프로세스 챔버(11) 내로 레이저 광(54)을 조사하기 위하여, 창(11b)에 대응하는 관(6)의 영역(6b)만 석영으로 형성하여도 된다. 관(6)의 나머지 부분은 더 저렴한 재료로 형성될 수 있다. 관(6)에 분리할 수 있는 영역(6b)의 부분을 제공함으로써, 영역(6b)의 석영이 흐려졌을 경우, 다른 석영 부분(6b)으로 용이하게 교환될 수 있다. 도 4의 장치에서 나머지 구성들은 도 3의 구성과 같다.

도 4의 레이저 광 조사 장치에서, 호모지나이저(10)로부터 프로세스 챔버(11) 내로 레이저 광(54)을 조사하기 위한 창(11b)은 관(6)의 일부, 즉 영역(6b)에 공통이다. 그러므로, 관(6) 및 창(11b)은 함께 형성되어 장치의 비용이 감소되게 할 수 있다. 더욱이, 창(11b)에 부착하는 입자들(56)이 가스 가열부(12)로부터 취출구(6a)를 향하여 송풍되는 관(6)내의 불활성 가스에 의해 제거될 수 있다. 레이저 광(54)의 조사 효과가 창(11b)에 부착되는 입자들(56)로 인해서 저하되지 않는다.

도 3 및 4의 가스 가열부(12)를 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다. 가스가열부(12)에서, 도관(13)을 가열하기 위한 복수의 히터들(14)은 N₂와 같은 외부에서 공급되는 불활성 가스가 통과하는 도관(13)의 주위에 배치된다. 불활성 가스는 이 가열된 배관(13)을 통과함으로써 소정의 온도로 가열되어 관(6)으로 인도된다. 도관은 주름(corrugate)진 방식으로 구부려지고 구부려진 각 영역에 히터를 설치한다. 그러므로, 가열부(12)가 협소한 공간을 갖는 때에도 복수의 히터들(14)과의 열 교환 면적은 열 교환을 효과적으로 수행할 수 있도록 확대될 수 있다.

지금까지 본 발명이 상세하게 설명되고 도시되었지만, 본 발명은 단지 도면과 실시예에 의해 명확하게 이해되는 것에만 제한되지 않으며, 본 발명의 정신 및 범위는 단지 첨부된 청구항에 의해서만 제한된다.

Claims

절연성 기판의 표면 상에 미리 형성된 반도체 박막 상에 바로 위 방향으로부터 레이저 광을 조사하여 상기 반도체 박막을 결정화하는 방법에 있어서,

상기 레이저 광이 조사될 때에, 불활성 가스가 상기 반도체 박막 상의 상기 레이저 광이 조사된 영역으로 상기 바로 위 방향으로부터 분출되는 것을 특징으로 하는 반도체 박막의 결정화 방법.
제1항에 있어서, 상기 불활성 가스가 상기 반도체 박막상의 근접한 위치로부터 분출되는 것을 특징으로 하는 반도체 박막의 결정화 방법.
제1항에 있어서, 상기 불활성 가스가 가열되는 것을 특징으로 하는 반도체 박막의 결정화 방법.
제3항에 있어서, 상기 불활성 가스가 100-600℃ 로 가열되는 것을 특징으로 하는 반도체 박막의 결정화 방법.
레이저 광을 투과시키는 창(window)이 미리 형성된 챔버(chamber);

상기 챔버 내에 배치된 절연성 기판의 표면 상에 미리 형성된 반도체 박막 상에 바로 위 방향으로부터 상기 창을 통하여 레이저 광을 조사하는 레이저 광 조사 수단(laser beam radiation means); 및

한쪽 끝의 개구(opening)를 통하여 공급된 불활성 가스를 상기 챔버내로 인도하여 다른 쪽 끝의 취출구(blow outlet)를 경유하여 상기 반도체 박막 상으로 분출하는 관(tube)을 구비한 레이저 광 조사 장치에 있어서,

상기 취출구는 상기 반도체 박막의 상기 바로 위 방향에 설치되고,

상기 취출구에서 적어도 레이저 광을 투과시키기 위한 영역은 석영으로 형성되어 있으며,

상기 레이저 광 조사 수단은 상기 레이저 광이 상기 취출구를 통하여 상기 반도체 박막 상에 조사되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 광 조사 장치.
제5항에 있어서, 상기 취출구가 상기 반도체 박막 상에 근접한 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저 광 조사 장치.
제6항에 있어서, 상기 관의 한쪽 끝의 상기 개구부의 외측에는, 외부에서 공급되는 상기 불활성 가스를 가열하고 가열된 가스를 상기 개구부를 경유하여 상기 관으로 보내는 가열 수단(heating means)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 광 조사 장치.
제7항에 있어서, 상기 가열 수단은 외부에서 공급되는 상기 불활성 가스를 상기 개구부를 경유하여 상기 관으로 인도하는 도관 및 상기 도관을 가열하는 복수의 히터들을 구비하되,

상기 도관은 주름진 모양으로(in a corrugated manner) 구부려지고, 상기 도관의 구부려진 각 부분에는 상기 복수의 히터들 각각이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 광 조사 장치.
제7항에 있어서, 상기 불활성 가스가 100-600℃로 가열되는 것을 특징으로 하는 레이저 광 조사 장치.
제5항에 있어서, 상기 관의 한쪽 끝의 상기 개구부의 외측에는, 외부에서 공급되는 상기 불활성 가스를 가열하고 가열된 가스를 상기 개구부를 경유하여 상기 관으로 보내는 가열 수단(heating means)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 광 조사 장치.
제5항에 있어서, 상기 관의 적어도 상기 레이저 광을 투과시키는 부분은 상기 레이저 광을 흡수하지 않는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 광 조사 장치.
제5항에 있어서, 상기 관의 일부분은 상기 창으로서도 겸용되는 것을 특징으로 하는 레이저 광 조사 장치.
재12항에 있어서, 상기 관의 상기 일부분이 분리가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 광 조사 장치.