[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置的制造設(shè)備以及半導(dǎo)體裝置的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710142495.1
• 申請日: 2007-08-27
• 公開（公告）號: CN101130218A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田中幸一郎;山崎舜平
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社半導(dǎo)體能源研究所
• 主分類號: B23K26/36
• 分類號: B23K26/36;B23K26/06;B23K26/04;B23K26/40;H01L21/00;H01L21/268
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 浦柏明;張志醒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有由薄膜晶體管(以下稱作TFT)構(gòu)成的電路的半導(dǎo)體裝置的制造設(shè)備以及半導(dǎo)體裝置的制造方法。例如，本發(fā)明涉及一種電子設(shè)備，在其上安裝有以液晶顯示面板為代表的電光裝置或具有有機發(fā)光元件的發(fā)光顯示裝置作為其部件。

注意，在本說明書中，“半導(dǎo)體裝置”是指一種通過利用半導(dǎo)體特性來發(fā)揮功能的所有裝置，亦即，電光裝置、半導(dǎo)體電路和電子設(shè)備均屬于半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

近年來，通過使用形成于具有絕緣表面的襯底上的半導(dǎo)體薄膜(厚度大約從幾nm到幾百nm)來構(gòu)成薄膜晶體管(TFT)的技術(shù)正受到關(guān)注。薄膜晶體管在諸如IC和電光裝置等的電子裝置中獲得了廣泛應(yīng)用，特別地，正在加快開發(fā)作為圖像顯示裝置的開關(guān)元件的薄膜晶體管。

作為形成在具有絕緣表面的襯底上的薄膜的加工一般采用光刻技術(shù)。在使用光刻技術(shù)的工藝中，通過涂抗蝕劑工序、使用光掩模的抗蝕劑曝光工序、抗蝕劑顯影工序、利用抗蝕劑圖案的蝕刻工序、以及抗蝕劑去除工序等這一系列的工藝來進行薄膜加工。因此，使用光刻技術(shù)的工藝占去了較多工序和時間，所以這成為制造成本增加的原因。例如，當制造使用非晶硅的TFT等時，五次進行使用光刻技術(shù)的工藝，而需要五個不同的光掩模。

另外，用于光刻技術(shù)的光掩模使用具有低線脹系數(shù)且因濕度的變化量小的透光基材，具體而言，采用玻璃或石英，并且該透光基材上形成有使用遮光材料而成的微小的掩模圖案。通過使用該光掩模的曝光，可以獲得精度高的抗蝕劑圖案，但是還有該光掩模的制造成本非常昂貴的問題。因為制造光掩模所需的天數(shù)也很長，在被要求短周期的產(chǎn)品開發(fā)的領(lǐng)域中非常不利。此外，常規(guī)的光掩模只可形成一種圖案。另外，當要稍微改變光掩模設(shè)計的一部分時也不容易縮短制造光掩模所需的天數(shù)。

另外，在進行半導(dǎo)體裝置的大量制造時，采用了擴大襯底面積來降低制造成本的方法。然而，如果使光掩模的尺寸增大，光掩模的制造成本也上升。

另外，縮小投影曝光設(shè)備(分檔器(stepper))也是非常昂貴的設(shè)備，而且設(shè)備的尺寸越大越昂貴，在使用大面積襯底時需要復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，因此曝光裝置的占地面積也增大。

另外，對于涂抗蝕劑工序和抗蝕劑顯影工序，在該工序中產(chǎn)生大量的廢液。因此需要設(shè)置為了運送這樣產(chǎn)生的大量廢液的配管以及存儲該大量廢液的容器。另外，由于抗蝕劑材料容易變質(zhì)，所以在工藝中不斷地使用新鮮的抗蝕劑材料的材料品質(zhì)管理也是很困難的。

如上所述，當進行半導(dǎo)體裝置的大量制造時，即使欲通過擴大襯底面積而謀求降低制造成本，如果制造工序中采用了光刻技術(shù)，那么也存在著設(shè)備投資額增大或者工序數(shù)目增加的問題。

申請人在專利文件1、專利文件2及專利文件3中提出了使用具有400nm或更小波長的激光對透光導(dǎo)電膜照射線狀光束來形成開槽的薄膜加工方法。

專利文件1美國專利第4861964號說明書

專利文件2美國專利第5708252號說明書

專利文件3美國專利第6149988號說明書

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供在使用大面積襯底進行半導(dǎo)體裝置的大量制造時，在制造工藝中不使用分檔器的半導(dǎo)體裝置的制造設(shè)備。另外，本發(fā)明提供能夠縮減進行大量制造的設(shè)備數(shù)量且可減少占地面積的半導(dǎo)體裝置的制造設(shè)備。而且，本發(fā)明提供可不使用抗蝕劑材料而進行薄膜加工的半導(dǎo)體裝置的制造設(shè)備。

通過光控制單元，具體地說電光裝置，對形成在具有絕緣表面的襯底上的薄膜選擇性地照射激光來產(chǎn)生燒蝕，部分地去除該薄膜，將保留了的區(qū)域中的薄膜形成為所希望的形狀。配置在激光的光源和具有絕緣表面的襯底之間的光路上的電光裝置起到光遮擋器或光反射器的作用。在本說明書中公開的制造方法是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟：在襯底上依次層疊第一材料層和第二材料層；使矩形狀或線狀的激光束經(jīng)過電光裝置；通過對所述第一材料層或所述第二材料層選擇性地進行激光掃描來燒蝕所述第一材料層或所述第二材料層，選擇性地去除所述第二材料層或者所述第一材料層及所述第二材料層。此外，在所述激光的掃描期間中，多次改變所述電光裝置中的光經(jīng)過位置。另外，當采用三層結(jié)構(gòu)的情況下，在本說明書中公開的制造方法是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟：在襯底上依次層疊第一材料層、第二材料層和第三材料層；使矩形狀或線狀的激光束經(jīng)過電光裝置；通過對所述第一材料層、所述第二材料層或所述第三材料層選擇性地進行激光掃描并通過激光束照射燒蝕所述第二材料層，去除所述第二材料層及所述第三材料層或者所述第一材料層、所述第二材料層及所述第三材料層。