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2005年9月号
Emerging Technologies
CymerとZeissがタッグを組みFPD製造装置市場に参入
Jun Takahashi
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　米Cymer社と独Carl Zeiss SMT社が合弁会社TCZ（Team Cymer Zeiss）社を設立した。このジョイントベンチャー（JV）でフラットパネルディスプレイ（FPD）用製造装置の開発・製造を行うとしている。JVの出資比率は、Cymerが60％、Carl Zeissが40％でTCZはCymerの連結対象になる。TCZ社長兼CEOにはCymerで新規テクノロジーとアプリケーション担当副社長のBrian Klene氏が就任した。本拠地は米国カリフォルニア州サンディエゴに設立される予定。設立と同時に、TCZは低温ポリシリコン（LTPS）ディスプレイ製造で結晶化を行う製造装置「TCZ-900X」を開発したことを発表した。
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半導体露光装置用の光源技術と光学系技術をLTPSに適用する

　TCZ-900Xは、薄型ビームによる直接的結晶精製プロセス（TDX：Thin-beam Directional X'tallization Process）技術を搭載した。LTPSの結晶化に使用される。レーザー光源にはCymerが半導体露光装置用で大きな実績を持つデュアルチャンバのMOPA(Master Oscillator Power Amplifier)方式を採用した。波長は351nm、繰り返し周波数6kHz、出力900Wとなっている。光学系の開発にはZeissの技術を適用した。反射型の光学系を採用することで基板面内の均一性を確保し、730×900mmのいわゆる第4世代基板に対応する。ステージ技術やステージ上の測定技術には独Carl Zeiss IMT社の技術が寄与しているという。市場の需要に合わせて、第5世代以降の大型基板へも対応していく。
　現在のLTPSの製造には、エキシマレーザーアニーリング（ELA：Excimer Laser Annealing）やシーケンシャルラテラル・ソリディフィケーション（SLS：Sequential Lateral Solidification）といった結晶化技術が用いられている。ELAは1996年に導入が始まった技術だが、幅最大500μmと露光エリアが大きく結果的に結晶粒子サイズを大型化してしまう。装置の方は、信頼性に乏しくアップタイムが短いためCoOが高くなってしまっているという。SLSは2004年に導入が始まったばかりの技術でマスクを使うことで“Beamlets”を2μmまで絞ったが、スループットが低くマスクによるステップ露光のため面内の結晶の均一性が課題だ。一方、TDXはMOPA方式の高出力レーザーを反射型光学系を通して最大5μmへと細めたビームを生成し、基板をスキャンしている。レーザー出力の損失が少なくいためスループットも速く、また、高品質なポリシリコンの結晶を作製する。第4世代の基板1枚のスキャンスピードは72秒を想定しており、スループットはおよそ毎時30枚に到達する。これは既存技術の2倍の速さに相当するという。製造コストで比較すると、ELAと比較してコストは1/3、SLS比では半減を実現できる。また、性能においても現状のデモにおいて電子移動度は3〜400V秒/cm2となり、高速・低動作電圧のTFTスイッチを実現できるようになる。現状のLTPSだけではなくSOP（System on Panel）や有機ELディスプレイにも対応できる。また、装置は縦方向の突起性をなくす表面平坦化が可能であるため、ゲート酸化長の縮小ができ、パネル生産コストを飛躍的に削減できるという。
図　TCZ-900X

日本のFPDメーカーは最先端の製造技術を導入することで
世界をリードできた

　新規設備投資に対する需要とともに、アモルファスSiからLTPSへの切り替え需要、特に日本市場ではELSからのアップグレードとしてTCZの導入が期待できる。日本のFPDメーカーは先端技術を先行して取り入れ、差別化を図ることで世界市場で伸長してきた。今後のLTPSディスプレイのさらなる低価格化には先端技術の積極な導入が必須なのかもしれない。また、Klene氏はCymerとZeissという両雄によるJVはこの装置だけにとどまらないことを示唆し「まず第1にTCZ-900Xの成功がなければならないが、他のアイデアも存在する」と述べている。
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