[发明专利]半导体装置的制造设备以及半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有由薄膜晶体管(以下称作TFT)构成的电路的半导体装置的制造设备以及半导体装置的制造方法。例如，本发明涉及一种电子设备，在其上安装有以液晶显示面板为代表的电光装置或具有有机发光元件的发光显示装置作为其部件。

注意，在本说明书中，“半导体装置”是指一种通过利用半导体特性来发挥功能的所有装置，亦即，电光装置、半导体电路和电子设备均属于半导体装置。

背景技术

近年来，通过使用形成于具有绝缘表面的衬底上的半导体薄膜(厚度大约从几nm到几百nm)来构成薄膜晶体管(TFT)的技术正受到关注。薄膜晶体管在诸如IC和电光装置等的电子装置中获得了广泛应用，特别地，正在加快开发作为图像显示装置的开关元件的薄膜晶体管。

作为形成在具有绝缘表面的衬底上的薄膜的加工一般采用光刻技术。在使用光刻技术的工艺中，通过涂抗蚀剂工序、使用光掩模的抗蚀剂曝光工序、抗蚀剂显影工序、利用抗蚀剂图案的蚀刻工序、以及抗蚀剂去除工序等这一系列的工艺来进行薄膜加工。因此，使用光刻技术的工艺占去了较多工序和时间，所以这成为制造成本增加的原因。例如，当制造使用非晶硅的TFT等时，五次进行使用光刻技术的工艺，而需要五个不同的光掩模。

另外，用于光刻技术的光掩模使用具有低线胀系数且因湿度的变化量小的透光基材，具体而言，采用玻璃或石英，并且该透光基材上形成有使用遮光材料而成的微小的掩模图案。通过使用该光掩模的曝光，可以获得精度高的抗蚀剂图案，但是还有该光掩模的制造成本非常昂贵的问题。因为制造光掩模所需的天数也很长，在被要求短周期的产品开发的领域中非常不利。此外，常规的光掩模只可形成一种图案。另外，当要稍微改变光掩模设计的一部分时也不容易缩短制造光掩模所需的天数。

另外，在进行半导体装置的大量制造时，采用了扩大衬底面积来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，缩小投影曝光设备(分档器(stepper))也是非常昂贵的设备，而且设备的尺寸越大越昂贵，在使用大面积衬底时需要复杂的光学系统，因此曝光装置的占地面积也增大。

另外，对于涂抗蚀剂工序和抗蚀剂显影工序，在该工序中产生大量的废液。因此需要设置为了运送这样产生的大量废液的配管以及存储该大量废液的容器。另外，由于抗蚀剂材料容易变质，所以在工艺中不断地使用新鲜的抗蚀剂材料的材料品质管理也是很困难的。

如上所述，当进行半导体装置的大量制造时，即使欲通过扩大衬底面积而谋求降低制造成本，如果制造工序中采用了光刻技术，那么也存在着设备投资额增大或者工序数目增加的问题。

申请人在专利文件1、专利文件2及专利文件3中提出了使用具有400nm或更小波长的激光对透光导电膜照射线状光束来形成开槽的薄膜加工方法。

专利文件1美国专利第4861964号说明书

专利文件2美国专利第5708252号说明书

专利文件3美国专利第6149988号说明书

发明内容

本发明提供在使用大面积衬底进行半导体装置的大量制造时，在制造工艺中不使用分档器的半导体装置的制造设备。另外，本发明提供能够缩减进行大量制造的设备数量且可减少占地面积的半导体装置的制造设备。而且，本发明提供可不使用抗蚀剂材料而进行薄膜加工的半导体装置的制造设备。

通过光控制单元，具体地说电光装置，对形成在具有绝缘表面的衬底上的薄膜选择性地照射激光来产生烧蚀，部分地去除该薄膜，将保留了的区域中的薄膜形成为所希望的形状。配置在激光的光源和具有绝缘表面的衬底之间的光路上的电光装置起到光遮挡器或光反射器的作用。在本说明书中公开的制造方法是一种半导体装置的制造方法，包括以下步骤：在衬底上依次层叠第一材料层和第二材料层；使矩形状或线状的激光束经过电光装置；通过对所述第一材料层或所述第二材料层选择性地进行激光扫描来烧蚀所述第一材料层或所述第二材料层，选择性地去除所述第二材料层或者所述第一材料层及所述第二材料层。此外，在所述激光的扫描期间中，多次改变所述电光装置中的光经过位置。另外，当采用三层结构的情况下，在本说明书中公开的制造方法是一种半导体装置的制造方法，包括以下步骤：在衬底上依次层叠第一材料层、第二材料层和第三材料层；使矩形状或线状的激光束经过电光装置；通过对所述第一材料层、所述第二材料层或所述第三材料层选择性地进行激光扫描并通过激光束照射烧蚀所述第二材料层，去除所述第二材料层及所述第三材料层或者所述第一材料层、所述第二材料层及所述第三材料层。