專利名稱：氧化退火處理裝置和使用氧化退火處理的薄膜晶體管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氧化退火處理裝置和使用氧化退火處理的薄膜晶體管的制造方法。
背景技術(shù)：
在有源矩陣基板中，在作為圖像的最小單位的每個(gè)像素中，作為開(kāi)關(guān)元件設(shè)置有例如薄膜晶體管(Thin Film Transistor，以下也稱為“TFT”)。一般的底柵型TFT例如具有:設(shè)置在絕緣基板上的柵極電極；以覆蓋柵極電極的方式設(shè)置的柵極絕緣膜；以在柵極絕緣膜上與柵極電極重疊的方式設(shè)置成島狀的半導(dǎo)體層；和在半導(dǎo)體層上以互相相對(duì)的方式設(shè)置的源極電極和漏極電極。另外，近年來(lái)在有源矩陣基板中，作為圖像的最小單位的各像素的開(kāi)關(guān)元件，代替使用非晶硅的半導(dǎo)體層的現(xiàn)有的薄膜晶體管，提出了使用由具有高遷移率的IGZO(In-Ga-Zn-O)類的氧化物半導(dǎo)體膜形成的氧化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體層(以下稱為“氧化物半導(dǎo)體層”)的TFT。在使用氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管中，難以穩(wěn)定地得到高的薄膜晶體管的特性，需要通過(guò)氧化退火處理來(lái)控制氧缺陷量和降低缺陷能級(jí)。于是，現(xiàn)有技術(shù)中，例如專利文獻(xiàn)I所述，已知在擴(kuò)散爐內(nèi)，從投入基板至熱處理工序(升溫、穩(wěn)定、降溫)，在氣氛氣體(氮?dú)?、氧氣、水蒸?中進(jìn)行熱氧化退火處理。另外，如專利文獻(xiàn)2所述，已知多段型玻璃基板燒制爐，其在由隔熱材料構(gòu)成的爐體的內(nèi)周存在空隙地豎立設(shè)置夾著面狀加熱器的紅外線輻射板，在紅外線輻射板的一側(cè)設(shè)置有氣體供給孔，在紅外線輻射板的另一側(cè)設(shè)置有排氣孔，且在左右的兩個(gè)紅外線輻射板之間隔開(kāi)所需間隔水平地分段(分層)設(shè)置有同樣地夾著面狀加熱器的多塊紅外線輻射板，在各水平紅外線輻射板之間的空間中由支承桿支承玻璃基板?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2009-128837號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:實(shí)用新型登記第3066387號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題但是，在專利文獻(xiàn)I所述的分批式橫型擴(kuò)散爐中，伴隨基板的大型化裝置主體的容量變大，升溫和降溫耗費(fèi)時(shí)間。另外，由于要過(guò)沖，所以穩(wěn)定化耗費(fèi)時(shí)間。另外，由于爐內(nèi)為高溫，所以不能使用金屬部件，必須由石英部件構(gòu)成爐。由于大型的石英部件的加工非常困難，所以存在不能應(yīng)對(duì)大型基板的問(wèn)題。另外，關(guān)于基板塊數(shù)，由于是分批處理，所以作為單位時(shí)間的處理能力的吞吐量無(wú)法上升。另外，在專利文獻(xiàn)2的多段型玻璃基板燒制爐中，無(wú)法確保氣密性，產(chǎn)生面內(nèi)分布，難以使水蒸氣分散到爐內(nèi)。另外，當(dāng)作為紅外線加熱器的光性部件的云母加熱器與大量水分接觸時(shí)，存在產(chǎn)生漏泄電流的問(wèn)題。另外，在IGZO中，在AC濺射成膜中的靶接縫由于產(chǎn)生TFT特性偏差，所以需要不是基板整體地改善特性而是局部地改善特性。本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題，目的在于即使是大型基板也能夠在防止產(chǎn)生漏泄電流的同時(shí)以高吞吐量和低成本進(jìn)行氧化退火處理。解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為了達(dá)成上述目的，在本發(fā)明中，將包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體僅供給到缺氧部位(氧缺陷部位)。另外，反之將抑制氧化的氮?dú)鈬娚涞饺毖醪课灰酝獾牟课?，換言之噴射到氧過(guò)剩部位。具體而言，第一發(fā)明包括:密閉容器狀的裝置主體；配置在上述裝置主體的內(nèi)部的遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器；向上述裝置主體內(nèi)供給包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體的氧補(bǔ)充氣體供給管；將上述裝置主體內(nèi)的氣體排出的排氣管；和噴嘴噴射口，其與上述氧補(bǔ)充氣體供給管通，對(duì)基板的氧缺陷部位噴射上述包含水蒸氣氧氣的氧補(bǔ)充氣體。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在裝置主體內(nèi)利用遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器高效地對(duì)大型基板進(jìn)行加熱。另外，從噴嘴噴射口僅對(duì)基板氧缺陷部位噴射包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體，所在不會(huì)充滿比必要的量多的水蒸氣，能夠抑制遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器產(chǎn)生漏泄電流(破壞絕緣)。另外，噴射包含水蒸氣的氧氣并加熱，所以氧化效率提高，不需要將裝置主體內(nèi)保持在450°C左右的高溫，能夠由金屬構(gòu)成裝置主體。而且，只要僅對(duì)氧缺陷部位噴射氧補(bǔ)充氣體即可而不需要整體均勻地充滿氧補(bǔ)充氣體，所以不需要高的氣密性，所以即使是大型的基板也能夠進(jìn)行蒸氣氧化退火處理。另外，第二發(fā)明為:在第一發(fā)明中，還包括使上述裝置主體的內(nèi)部空間充滿氮?dú)獾牡獨(dú)夤┙o管，在使上述裝置主體充滿上述氮?dú)獾臓顟B(tài)下，從上述噴嘴噴射口噴射上述氧補(bǔ)充氣體。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，從噴嘴噴射口僅對(duì)基板的氧缺陷部位噴射包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體來(lái)促進(jìn)氧化，但是裝置主體內(nèi)充滿氮?dú)?，所以在不需要氧的部位抑制氧化，并且不?huì)充滿比必要的量多的水蒸氣，能夠抑制遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器產(chǎn)生漏泄電流(破壞絕緣)。第三發(fā)明為:在第一發(fā)明或第二發(fā)明中，上述基板為薄膜晶體管，上述氧缺陷部位為AC濺射處理中產(chǎn)生的靶的接縫。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使在AC濺射成膜中的靶接縫產(chǎn)生TFT特性偏差，由于向該部分噴射包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體，所以能夠局部地改善特性。第四發(fā)明為:在第三發(fā)明中，上述噴嘴噴射口根據(jù)上述靶的接縫的數(shù)量配置。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，只要與需要氧化的靶接縫匹配地配置噴嘴噴射口即可，所以能夠
簡(jiǎn)化裝置。另外，第五發(fā)明包括:密閉容器狀的裝置主體；配置在上述裝置主體的內(nèi)部的遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器；向上述裝置主體內(nèi)供給氮?dú)獾牡獨(dú)夤┙o管；將上述裝置主體內(nèi)的氣體排出的排氣管；和噴嘴噴射口，其與上述氮?dú)夤┙o管連通，對(duì)基板的氧過(guò)剩部位噴射氮?dú)狻８鶕?jù)上述結(jié)構(gòu)，在裝置主體內(nèi)利用遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器高效地對(duì)大型基板進(jìn)行加熱。在該發(fā)明中，相反地從噴嘴噴射口僅向基板的氧過(guò)剩部位噴射抑制氧化的氮?dú)?，能夠使基板整體的氧化均勻。在該方法中，由于在裝置主體內(nèi)沒(méi)有充滿水蒸氣，所以能夠抑制遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器產(chǎn)生漏泄電流(破壞絕緣)。另外，只要僅對(duì)氧過(guò)剩部位噴射氮?dú)舛恍枰w均勻地充滿氮?dú)?，所以不需要高的氣密性，所以即使是大型的基板也能夠進(jìn)行蒸氣氧化退火處理。第六發(fā)明為:在第五發(fā)明中，上述基板為薄膜晶體管，上述氧過(guò)剩部位為AC濺射處理中產(chǎn)生的靶的接縫以外的部位。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使在AC濺射成膜中的靶接縫產(chǎn)生TFT特性偏差，由于對(duì)此外的部分噴射氮?dú)鈦?lái)抑制氧化，所以能夠整體地改善特性的偏差。第七發(fā)明為:在第一發(fā)明 第六發(fā)明中任一個(gè)發(fā)明中，上述遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器包括云母加熱器和紅外線輻射平板。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，如果是云母，則即使是能夠?qū)?yīng)大型基板大小也容易成型，響應(yīng)快。在第八發(fā)明中，一邊用遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器對(duì)裝置主體內(nèi)的基板進(jìn)行加熱，一邊對(duì)上述基板的氧缺陷部位局部地噴射包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在裝置主體內(nèi)利用遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器高效地對(duì)大型基板進(jìn)行加熱。另外，從噴嘴噴射口僅對(duì)基板氧缺陷部位噴射包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體，所以不會(huì)充滿比必要的量多的水蒸氣，能夠抑制遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器產(chǎn)生漏泄電流(破壞絕緣)。另外，噴射包含水蒸氣的氧氣并加熱，所以氧化效率提高，不需要將裝置主體內(nèi)保持在450°C左右的高溫，能夠由金屬構(gòu)成裝置主體。而且，只要僅對(duì)氧缺陷部位噴射氧補(bǔ)充氣體即可而不需要整體均勻地充滿氧補(bǔ)充氣體，所以不需要高的氣密性，所以即使是大型的基板也能夠進(jìn)行蒸氣氧化退火處理。在第九發(fā)明中，一邊在裝置主體內(nèi)充滿氮?dú)獾臓顟B(tài)下，用遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器對(duì)基板進(jìn)行加熱，一邊對(duì)上述基板的氧缺陷部位局地噴射包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在裝置主體內(nèi)利用遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器高效地對(duì)大型基板進(jìn)行加熱。另外，從噴嘴噴射口僅對(duì)基板的氧缺陷部位噴射包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體來(lái)促進(jìn)氧化，但是在裝置主體內(nèi)充滿氮?dú)猓栽诓恍枰醯牟课灰种蒲趸?，并且不?huì)充滿比必要的量多的水蒸氣，能夠抑制遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器產(chǎn)生漏泄電流(破壞絕緣)。另外，噴射包含水蒸氣的氧氣并加熱，所以氧化效率提高，不需要將裝置主體內(nèi)保持在450°C左右的高溫，能夠由金屬構(gòu)成裝置主體。而且，只要僅對(duì)氧缺陷部位噴射氧補(bǔ)充氣體即可而不需要整體均勻地充滿氧補(bǔ)充氣體，所以不需要高的氣密性，所以即使是大型的基板也能夠進(jìn)行蒸氣氧化退火處理。第十發(fā)明為:在第八發(fā)明或第九發(fā)明中，包括AC濺射處理，在上述退火處理之前，按照并列設(shè)置的多對(duì)靶中的每對(duì)成對(duì)的靶改變極性地施加交流電壓，上述氧缺陷部位為在上述AC濺射處理中產(chǎn)生的靶的接縫。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使在退火處理之前的工序中，在AC濺射成膜中的靶接縫產(chǎn)生TFT特性偏差，由于對(duì)該部分噴射包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體，所以能夠局部地改善特性。另外，在第十一發(fā)明中，一邊在裝置主體內(nèi)用遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器對(duì)基板進(jìn)行加熱，一邊對(duì)上述基板的氧過(guò)剩部位局部地噴射氮?dú)狻８鶕?jù)上述結(jié)構(gòu)，在裝置主體內(nèi)用遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器高效地對(duì)大型基板進(jìn)行加熱。在該發(fā)明中，相反地從噴嘴噴射口僅向基板的氧過(guò)剩部位噴射抑制氧化的氮?dú)?，能夠?qū)崿F(xiàn)基板整體氧化均勻。在該方法中，裝置主體內(nèi)沒(méi)有充滿水蒸氣，能夠抑制遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器產(chǎn)生漏泄電流(破壞絕緣)。另外，只要僅對(duì)氧過(guò)剩部位噴射氮?dú)舛恍枰w均勻地充滿氮?dú)?，所以不需要高的氣密性，所以即使是大型的基板也能夠進(jìn)行蒸氣氧化退火處理。第十二發(fā)明為:在第i^一發(fā)明中，包括AC濺射處理，在上述退火處理之前，按照并列設(shè)置的多對(duì)靶中的每對(duì)成對(duì)的靶改變極性地施加交流電壓，上述氧過(guò)剩部位為在上述AC濺射處理中產(chǎn)生的靶的接縫以外的部分。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使在AC濺射成膜中的靶接縫產(chǎn)生TFT特性偏差，由于對(duì)此外的部分噴射氮?dú)鈦?lái)抑制氧化，所以能夠整體地改善特性的偏差。發(fā)明效果如以上說(shuō)明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，用遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器對(duì)基板進(jìn)行加熱，并且對(duì)基板的氧缺陷部位局部地噴射包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體，由此，即使是大型基板也能夠在防止產(chǎn)生漏泄電流的同時(shí)以高吞吐量和低成本進(jìn)行氧化退火處理。同樣地，根據(jù)本發(fā)明，用遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器對(duì)基板進(jìn)行加熱，并且對(duì)基板的氧過(guò)剩部位局部地噴射氮?dú)?，由此，即使是大型基板也能夠在防止產(chǎn)生漏泄電流的同時(shí)以高吞吐量和低成本進(jìn)行氧化退火處理。


圖1是從正面看實(shí)施方式的氧化退火處理裝置的剖視圖。圖2是從上方看實(shí)施方式的氧化退火處理裝置的剖視圖。圖3是表示起泡系統(tǒng)(bubbler system)的概要的正面圖。圖4是表示使用氧化退火處理的薄膜晶體管的制造方法的流程圖。圖5表示AC濺射 裝置的概略，(a)是俯視圖，(b)是Vb-Vb線剖視圖。圖6是表示AC濺射處理后的特性的圖。圖7是表示基板上的各區(qū)域的配置的俯視圖。
圖8是表示各區(qū)域的閾值電壓的分布的圖。圖9是將各區(qū)域的靶接縫與接縫以外的閾值電壓的平均值和各區(qū)域的平均值進(jìn)行比較的表。圖10是實(shí)施方式的變形例I的與圖2相當(dāng)?shù)膱D。圖11是實(shí)施方式的變形例2的與圖2相當(dāng)?shù)膱D。
具體實(shí)施例方式以下，基于附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1和圖2表示本發(fā)明的實(shí)施方式的氧化退火處理裝置1，該氧化退火處理裝置I具有密閉容器狀的被隔熱材料2覆蓋的裝置主體3。該裝置主體3例如為長(zhǎng)方體狀，例如被劃分為上下四個(gè)腔室5。遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器6配置在裝置主體3的上表面、下表面和分隔位置3個(gè)部位，上下合計(jì)5層，在裝置主體3的前后左右的側(cè)壁也配置。即，各腔室5分別被遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器6包圍。另外，在裝置主體3內(nèi)設(shè)置多少個(gè)腔室5并不特別限定，可以是I 3個(gè)，也可以是5個(gè)以上。在裝置主體3連接有氧補(bǔ)充氣體供給管8，該氧補(bǔ)充氣體供給管8供給包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體，該氧補(bǔ)充氣體供給管8的前端分支延伸至各腔室5。在各腔室5內(nèi)配置有基板支承銷10，能夠與遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器6隔開(kāi)間隔地支承進(jìn)行退火處理的基板50。詳情未圖示，遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器6包括云母加熱器和從兩側(cè)夾著該云母加熱器的紅外線輻射平板。如果是云母，則即使是能夠?qū)?yīng)大型基板的大小也容易地成型，具有響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)。另外，在裝置主體3還連接有將裝置主體3內(nèi)的氣體排出的排氣管11，各排氣管11與各腔室5連通，將各腔室5內(nèi)的氣體排出。如圖3所示，延伸至各腔室5的氧補(bǔ)充氣體供給管8，與起泡系統(tǒng)12連接。該起泡系統(tǒng)12具有用于內(nèi)置被加熱到90°C程度的加熱器13的熱水罐14，從未圖示的氧氣瓶等向延伸至該熱水罐14內(nèi)部的氧氣供給管15供給氧氣。而且，被供給到加熱后的熱水14a內(nèi)的氧氣與水蒸氣一起充滿熱水罐14上方，包含水蒸氣的濕潤(rùn)氧氣被供給至氧補(bǔ)充氣體供給管8。另一方面，如圖1所示，在延伸至各腔室5的氧補(bǔ)充氣體供給管8設(shè)置有噴嘴噴射口 16。如圖2所示，該噴嘴噴射口 16將包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體集中起來(lái)局部地向由基板支承銷10支承的基板50的氧缺陷部位、即靶接縫51 (參照?qǐng)D5)噴射。-基板制造工序-接著，用圖4對(duì)液晶面板的制造工序進(jìn)行說(shuō)明，該液晶面板的制造工序包含使用本實(shí)施方式的氧化退火處理的薄膜晶體管的制造方法。首先，在步驟SOl中，在有源矩陣基板50上形成掃描配線。例如，分別在第一層沉積鈦層，在第二層沉積鋁層，在第三層沉積鈦層后，通過(guò)光刻、濕式蝕刻和抗蝕劑剝離洗凈對(duì)其進(jìn)行圖案形成，由此形成包括三層膜的掃描配線。接著，在步驟S02中形成絕緣膜。例如，通過(guò)CVD法形成SiO2層作為絕緣膜，形成In-Ga-Zn-O(IGZO)層作為溝道層。接著，在步驟S03中形成氧化物半導(dǎo)體層。例如，通過(guò)光亥IJ、濕式蝕刻和抗蝕劑剝離洗凈對(duì)氧化物半導(dǎo)體層進(jìn)行圖案形成。接著，在步驟S04中，形成信號(hào)配線和漏極電極。例如，通過(guò)AC濺射法沉積下層鈦膜和上層鋁膜后，通過(guò)光刻、干式蝕刻和抗蝕劑剝離洗凈對(duì)其進(jìn)行圖案形成，由此形成包括鋁/鈦膜的信號(hào)配線和漏極電極。在此，對(duì)AC濺射裝置60進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。如圖5所示，在AC濺射處理中，按照并排配置的靶61中的每對(duì)成對(duì)的靶61改變極性地施加交流電壓62，使飛出的靶61的原子在相對(duì)放置的基板50上沉積形成金屬的膜。伴隨基板50的大型化不得不將靶61分割，如圖5(a)中剖面線所示，在基板50上形成靶接縫51。靶接縫51上的膜與其它靶61的正上方的膜的膜質(zhì)不同，如圖6所示的漏極電流Id與施加電壓Vg的函數(shù)產(chǎn)生大幅差異那樣，特性差導(dǎo)致品質(zhì)劣化。接著，在步驟S05中形成保護(hù)膜。例如，通過(guò)CVD法在基板50上沉積SiO2膜。接著，在步驟S06中，進(jìn)行本發(fā)明的退火處理。具體而言，將裝置主體3保持在350°C，從起泡系統(tǒng)12將濕潤(rùn)氧氣例如以每分鐘250升的固定量經(jīng)氧補(bǔ)充氣體供給管8供給到各腔室5內(nèi)。供給到各腔室5內(nèi)的濕潤(rùn)氧氣，從噴嘴噴射口 16向基板50的靶接縫51噴射。加熱時(shí)間例如為I小時(shí)。由AC濺射成膜形成的靶接縫51，雖然特性產(chǎn)生偏差且缺氧，但是在噴射濕潤(rùn)氧氣的狀態(tài)下進(jìn)行加熱，所以氧化得到促進(jìn)，特性的偏差消失從而均勻化。各腔室5內(nèi)的氣體被從排氣管11排出，所以腔室5內(nèi)的壓力不比大氣壓高多少。另夕卜，由于在350°C左右進(jìn)行氧化，所以不需要使用盡管耐熱性高但是難以進(jìn)行大型部件的加工的石英，能夠用金屬構(gòu)成裝置主體3。另外，由于沒(méi)有在腔室5內(nèi)充滿比必要的量多的濕潤(rùn)氧氣，所以遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器6中不會(huì)產(chǎn)生漏泄電流。接著，在步驟S07中形成層間絕緣膜。例如，將感光性層間絕緣膜材料通過(guò)光刻進(jìn)行圖案形成之后，通過(guò)干式蝕刻對(duì)保護(hù)膜和絕緣膜進(jìn)行圖案形成。接著，在步驟S08中形成像素電極。例如，通過(guò)濺射法沉積ITO膜后，通過(guò)光刻、濕式蝕刻、抗蝕劑剝離洗凈對(duì)其進(jìn)行圖案形成，由此形成包括ITO膜的像素電極。最后，在步驟S09中，與由其它工序制造的彩色濾光片基板貼合而面板化。例如，在由各工序制作的有源矩陣基板50和對(duì)置基板上，通過(guò)印刷法形成聚酰亞胺作為取向膜。接著，將這些基板進(jìn)行密封劑印刷和液晶滴下之后貼合。最后通過(guò)切割(dicing)將貼合后的基板來(lái)切斷。-利用濕潤(rùn)氧氣進(jìn)行的退火處理與利用大氣進(jìn)行退火處理的比較-接著，對(duì)利用濕潤(rùn)氧氣進(jìn)行的退火處理與利用大氣進(jìn)行退火處理的比較結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。首先，在步驟S04中準(zhǔn)備兩塊AC濺射處理后的基板50，用以下條件進(jìn)行退火處理。(實(shí)施例)在氧化退火處理裝置I中，在350°C以每分鐘250升供給濕潤(rùn)氧氣并且從噴嘴噴射口 16噴出，加熱I小時(shí)。(比較例)用與氧化退火處理裝置I同樣的裝置將350°C的干燥后的大氣供給到腔室5內(nèi)加熱I小時(shí)。將在上述退火處理后的2塊基板50中閾值電壓Vth在靶接縫51與接縫以外有何種程度差，在圖7所示的A C的各區(qū)域比較后的結(jié)果用圖8和圖9表示。具體而言，圖8表示實(shí)施例和比較例的各區(qū)域的閾值電壓的分布。圖9示出各區(qū)域的靶接縫51的閾值電壓的平均值和接縫以外的閾值電壓的平均值，也示出了各區(qū)域的平均值。根據(jù)該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，實(shí)施例與比較例相比，閾值電壓的偏差較小，而且靶接縫51與接縫以外的閾值電壓之差也較小，特性差減少。因此，在本實(shí)施方式中，即使是大型基板50也能夠在防止產(chǎn)生漏泄電流的同時(shí)以高吞吐量和低成本進(jìn)行氧化退火處理。-實(shí)施方式的變形例1-圖10表示本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例I的氧化退火處理裝置101，裝置主體3內(nèi)充滿氮?dú)膺@一點(diǎn)與上述實(shí)施方式不同。另外，以下的各變形例中，對(duì)與圖1 圖9相同的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略其詳細(xì)說(shuō)明。具體而言，本變形例中，相對(duì)于實(shí)施方式I追加了使裝置主體3的內(nèi)部空間充滿氮?dú)獾牡獨(dú)夤┙o管108。氮?dú)馄康鹊獨(dú)夤┙o源與該氮?dú)夤┙o管108連接。如果是氮?dú)庖酝獾囊种蒲趸臍怏w，也能夠使用。本變形例中，在腔室5內(nèi)充滿氮?dú)獾臓顟B(tài)下，與上述實(shí)施方式同樣地局部地噴射包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體。通過(guò)這樣的方式，從噴嘴噴射口 16僅向基板50的氧缺陷部位(靶接縫51)噴射包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體來(lái)促進(jìn)氧化，但是由于裝置主體3內(nèi)充滿氮?dú)?，所以在不需要氧的部位抑制氧化，并且不?huì)充滿比必要的量多的水蒸氣，能夠抑制遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器6的漏泄電流(破壞絕緣)的發(fā)生。因此，在本變形例中，即使是大型基板50也能夠在防止產(chǎn)生漏泄電流的同時(shí)以高吞吐量和低成本進(jìn)行氧化退火處理。-實(shí)施方式的變形例2-圖11表示本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例2的氧化退火處理裝置201，對(duì)靶接縫51噴射氮?dú)膺@一點(diǎn)與上述實(shí)施方式不同。具體而言，在本變形例中，上述實(shí)施方式的氧補(bǔ)充氣體供給管8被替換為向裝置主體3內(nèi)供給氮?dú)獾牡獨(dú)夤┙o管208。該氮?dú)夤┙o管208，不是與起泡系統(tǒng)12連接，而是與氮?dú)馄康鹊獨(dú)夤┙o源連接。如果是氮?dú)庖酝獾囊种蒲趸臍怏w，也能夠代為使用如氫氣、一氧化碳?xì)怏w那樣還原性的氣體。通過(guò)使裝置主體3內(nèi)變?yōu)檎婵詹⑦M(jìn)行加熱來(lái)抑制氧化的方法，裝置變得復(fù)雜而無(wú)法利用。氮?dú)夤┙o管與對(duì)基板50的氧過(guò)剩部位(即，靶接縫51以外的部分)噴射氮?dú)獾膰娮靽娚淇?16連接。但是，與上述實(shí)施方式相比噴嘴噴射口 16的配置位置或噴射方向不同。例如，如圖11所示，噴嘴噴射口 16朝向靶接縫51以外的部分。使用該退火裝置，與上述實(shí)施方式同樣地，在退火處理中，在裝置主體3內(nèi)用遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器6對(duì)基板50進(jìn)行加熱，并且對(duì)基板50的靶接縫51以外的部分局部地噴射氮?dú)?。與上述實(shí)施方式相反地從噴嘴噴射口 16僅向基板50的氧過(guò)剩部位噴射抑制氧化的氮?dú)猓軌蚴够?0整體的氧化均勻。在該方法中，水蒸氣不充滿裝置主體3內(nèi)，遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器6的漏泄電流(破壞絕緣)的產(chǎn)生受到抑制。另外，只要僅對(duì)氧過(guò)剩部位噴射氮?dú)饧纯啥恍枰w均勻地充滿氮?dú)?，所以不需要高的氣密性，所以即使是大型的基?0也能夠進(jìn)行蒸氣氧化退火處理。
因此，在本變形例中，即使是大型基板50也能夠在防止產(chǎn)生漏泄電流的同時(shí)以高吞吐量和低成本進(jìn)行氧化退火處理。(其它實(shí)施方式)本發(fā)明關(guān)于上述實(shí)施方式，也可以采用以下的結(jié)構(gòu)。S卩，在上述實(shí)施方式中，在步驟S05的保護(hù)膜形成后進(jìn)行退火處理，但也可以在步驟S03的氧化物半導(dǎo)體層形成后進(jìn)行退火處理。另外，以上實(shí)施方式本質(zhì)上是優(yōu)選的例子，并沒(méi)有意圖將本發(fā)明限制在其適用物或用途的范圍內(nèi)。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性如以上說(shuō)明的那樣，本發(fā)明對(duì)于對(duì)基板進(jìn)行加熱使之氧化的氧化退火處理裝置和使用氧化退火處理的薄膜晶體管的制造方法是有用的。符號(hào)說(shuō)明I 氧化退火處理裝置3 裝置主體6 遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器(云母加熱器、紅外線輻射平板)8 氧補(bǔ)充氣體供給管11 排氣管16 噴嘴噴射口50 基板51 靶接縫60 AC濺射裝置61 靶101氧化退火處理裝置108氮?dú)夤┙o管201氧化退火處理裝置208氮?dú)夤┙o管
權(quán)利要求
1.一種氧化退火處理裝置，其特征在于，包括: 密閉容器狀的裝置主體； 配置在所述裝置主體的內(nèi)部的遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器； 向所述裝置主體內(nèi)供給包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體的氧補(bǔ)充氣體供給管； 將所述裝置主體內(nèi)的氣體排出的排氣管；和 噴嘴噴射口，其與所述氧補(bǔ)充氣體供給管連通，對(duì)基板的氧缺陷部位噴射所述包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的氧化退火處理裝置，其特征在于: 還包括使所述裝置主體的內(nèi)部空間充滿氮?dú)獾牡獨(dú)夤┙o管， 在使所述裝置主體充滿所述氮?dú)獾臓顟B(tài)下，從所述噴嘴噴射口噴射所述氧補(bǔ)充氣體。
3.如權(quán)利要求1或2所述的氧化退火處理裝置，其特征在于: 所述基板為薄膜晶體管， 所述氧缺陷部位為在AC濺射處理中產(chǎn)生的靶的接縫。
4.如權(quán)利要求3所述的氧化退火處理裝置，其特征在于: 所述噴嘴噴射口根據(jù)所述靶的接縫的數(shù)量配置。`
5.一種氧化退火處理裝置，其特征在于，包括: 密閉容器狀的裝置主體； 配置在所述裝置主體的內(nèi)部的遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器； 向所述裝置主體內(nèi)供給氮?dú)獾牡獨(dú)夤┙o管； 將所述裝置主體內(nèi)的氣體排出的排氣管；和 噴嘴噴射口，其與所述氮?dú)夤┙o管連通，對(duì)基板的氧過(guò)剩部位噴射氮?dú)狻?br> 6.如權(quán)利要求5所述的氧化退火處理裝置，其特征在于: 所述基板為薄膜晶體管， 所述氧過(guò)剩部位為在AC濺射處理中產(chǎn)生的靶的接縫以外的部位。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的氧化退火處理裝置，其特征在于: 所述遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器包括云母加熱器和紅外線輻射平板。
8.一種使用氧化退火處理的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于: 一邊用遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器對(duì)裝置主體內(nèi)的基板進(jìn)行加熱，一邊對(duì)所述基板的氧缺陷部位局部地噴射包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體。
9.一種使用氧化退火處理的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于: 一邊在裝置主體內(nèi)充滿氮?dú)獾臓顟B(tài)下，用遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器對(duì)基板進(jìn)行加熱，一邊對(duì)所述基板的氧缺陷部位局部地噴射包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體。
10.如權(quán)利要求8或9所述的使用氧化退火處理的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于: 包括AC濺射處理，在所述退火處理之前，按照并列設(shè)置的多對(duì)靶中的每對(duì)成對(duì)的靶改變極性地施加交流電壓， 所述氧缺陷部位為在所述AC濺射處理中產(chǎn)生的靶的接縫。
11.一種使用氧化退火處理的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于: 一邊在裝置主體內(nèi)用遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器對(duì)基板進(jìn)行加熱，一邊對(duì)所述基板的氧過(guò)剩部位局部地噴射氮?dú)狻?br> 12.如權(quán)利要求11所述的使用氧化退火處理的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于:包括AC濺射處理，在所述退火處理之前，按照并列設(shè)置的多對(duì)靶中的每對(duì)成對(duì)的靶改變極性地施加交流電壓， 所述氧過(guò)剩部位為在所述AC濺射處理`中產(chǎn)生的靶的接縫以外的部分。
全文摘要
在氧化退火處理裝置(1)的密閉容器狀的裝置主體(3)的內(nèi)部配置有遠(yuǎn)紅外線面狀加熱器(6)，連接對(duì)裝置主體(3)內(nèi)供給包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體的氧補(bǔ)充氣體供給管(8)和將裝置主體(3)內(nèi)的氣體排出的排氣管(11)，使氧補(bǔ)充氣體供給管(8)與對(duì)基板(50)的氧缺陷部位噴射包含水蒸氣和氧氣的氧補(bǔ)充氣體的噴嘴噴射口(16)連通。由此，即使是大型基板也能夠在防止產(chǎn)生漏泄電流的同時(shí)以高吞吐量和低成本進(jìn)行氧化退火處理。
文檔編號(hào)H01L29/786GK103201828SQ20118005339
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者太田純史, 橋本真人 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社