JPH01246827A - ビームアニール装置 - Google Patents
ビームアニール装置Info
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- JPH01246827A JPH01246827A JP7423788A JP7423788A JPH01246827A JP H01246827 A JPH01246827 A JP H01246827A JP 7423788 A JP7423788 A JP 7423788A JP 7423788 A JP7423788 A JP 7423788A JP H01246827 A JPH01246827 A JP H01246827A
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- Japan
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- wafer
- laser beam
- requisites
- annealing
- semiconductor wafer
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- Pending
Links
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Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的コ
(産業上の利用分野)
本発明は、高エネルギー線ビームで半導体ウェハ等の被
処理物を照射加熱(アニール)するビームアニール装置
に関する。
処理物を照射加熱(アニール)するビームアニール装置
に関する。
(従来の技術)
近年、アニール技術として、高エネルギー線ビームのエ
ネルギーを被処理物例えば半導体ウェハ表面に吸収させ
、熱エネルギーの形に変換して被処理物の表面層の熱処
理(アニール)を行うビームアニール技術が注目されて
おり、半導体製造においては、半導体ウェハ表面層の結
晶性回復や導入不純物の活性化等に主として用いられて
いる。
ネルギーを被処理物例えば半導体ウェハ表面に吸収させ
、熱エネルギーの形に変換して被処理物の表面層の熱処
理(アニール)を行うビームアニール技術が注目されて
おり、半導体製造においては、半導体ウェハ表面層の結
晶性回復や導入不純物の活性化等に主として用いられて
いる。
例えば3次元素子の開発において基本となるSOI (
Silicon On In5ulator)技術は、
基体表面に形成された絶縁膜上にさらにシリコン単結晶
を形成し、このシリコン単結晶上に素子を形成する技術
であり、このSOI技術において絶縁膜上に単結晶を形
成する方法の一つとして、上記ビームアニール技術が注
目されている。すなわち、例えば、化学気相成長法(C
VD)等により絶縁膜上に形成された非単結晶シリコン
層に、レーザ等の高エネルギー線ビームを照射して、非
単結晶シリコン層を単結晶化する。
Silicon On In5ulator)技術は、
基体表面に形成された絶縁膜上にさらにシリコン単結晶
を形成し、このシリコン単結晶上に素子を形成する技術
であり、このSOI技術において絶縁膜上に単結晶を形
成する方法の一つとして、上記ビームアニール技術が注
目されている。すなわち、例えば、化学気相成長法(C
VD)等により絶縁膜上に形成された非単結晶シリコン
層に、レーザ等の高エネルギー線ビームを照射して、非
単結晶シリコン層を単結晶化する。
従来、このようなビームアニール装置としては、例えば
、特開昭60−178221号公報に開示されているよ
うに、レーザビームをX方向で往復し、試料台をY方向
にステップ送りして試料台上の試料表面全面に上記レー
ザビームを照射するもの等がある。
、特開昭60−178221号公報に開示されているよ
うに、レーザビームをX方向で往復し、試料台をY方向
にステップ送りして試料台上の試料表面全面に上記レー
ザビームを照射するもの等がある。
その他特公昭82−27532号、特公昭54−482
8号、特開昭62−47114号、特開昭58−108
22号、特公昭62−32618号、特開昭56−89
837号、特開昭513−8443号、特開昭61−2
45517号、特開昭81−245518号公報等でレ
ーザアニール装置が開示されている。
8号、特開昭62−47114号、特開昭58−108
22号、特公昭62−32618号、特開昭56−89
837号、特開昭513−8443号、特開昭61−2
45517号、特開昭81−245518号公報等でレ
ーザアニール装置が開示されている。
(発明が解決しようとする課題)
一般に上述のようなアニール処理を行う場合、適切な高
エネルギー線ビームの照射条件、例えば出力、ビーム径
、走査速度、走査間隔(走査ピッチ)等を、実際の処理
を各条件を変更しながら何回も行って見つける必要があ
り、このような処理条件の設定に多大な時間と労力を要
するという問題があった。
エネルギー線ビームの照射条件、例えば出力、ビーム径
、走査速度、走査間隔(走査ピッチ)等を、実際の処理
を各条件を変更しながら何回も行って見つける必要があ
り、このような処理条件の設定に多大な時間と労力を要
するという問題があった。
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたもので、
容易かつ迅速に適切な高エネルギー線ビームの照射条件
を見出すことのできるビームアニール装置を提供しよう
とするものである。
容易かつ迅速に適切な高エネルギー線ビームの照射条件
を見出すことのできるビームアニール装置を提供しよう
とするものである。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
すなわち、本発明は、高エネルギー線ビームを被処理物
に照射してアニール処理を行うビームアニール装置にお
いて、前記高エネルギー線ビームの照射条件を、前記被
処理物の部位によって変更可能に構成したことを特徴と
する。
に照射してアニール処理を行うビームアニール装置にお
いて、前記高エネルギー線ビームの照射条件を、前記被
処理物の部位によって変更可能に構成したことを特徴と
する。
(作 用)
上記構成の本発明のビームアニール装置では、一つの非
処理物、例えば−枚の半導体ウェハで多数種の処理条件
によるアニール処理を行うことができる。
処理物、例えば−枚の半導体ウェハで多数種の処理条件
によるアニール処理を行うことができる。
したがって、従来に較べて容易かつ迅速に適切な照射条
件を見出すことができるとともに、例えば半導体ウニ八
等の被処理物の有効利用を図ることができる。
件を見出すことができるとともに、例えば半導体ウニ八
等の被処理物の有効利用を図ることができる。
(実施例)
以下、本発明をレーザアニール装置に適用した実施例を
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
例えばアルミニウム等により円筒状に形成され、上面お
よび下面に石英ガラス等からなる窓1a。
よび下面に石英ガラス等からなる窓1a。
1bを有するチャンバ1内には、例えば直径22011
厚さ20IIlfllの例えばカーボングラファイトか
らなるサセプタ2が配設されている。このサセプタ2の
下面側には、例えば真空チャック等の機構が設けられ、
半導体ウェハ3を吸着保持するよう構成されている。
厚さ20IIlfllの例えばカーボングラファイトか
らなるサセプタ2が配設されている。このサセプタ2の
下面側には、例えば真空チャック等の機構が設けられ、
半導体ウェハ3を吸着保持するよう構成されている。
また、上記チャンバ1の上部には、サセプタ2の加熱機
構として例えば反射板4を備えた数キロワットのIRク
ランプInfrared Ray Raa+p ) 5
が配設されており、このIRクランプからの赤外線が窓
1aを透過して、サセプタ2を例えば500℃まで予備
加熱するように構成されている。
構として例えば反射板4を備えた数キロワットのIRク
ランプInfrared Ray Raa+p ) 5
が配設されており、このIRクランプからの赤外線が窓
1aを透過して、サセプタ2を例えば500℃まで予備
加熱するように構成されている。
さらに、チャンバ1下方から、窓1bを介して、サセプ
タ2の下面側に配置された半導体ウェハ3にレーザビー
ム例えばCW−Arガスレーザビームを走査照射する如
くレーザビーム照射機構が配置されている。
タ2の下面側に配置された半導体ウェハ3にレーザビー
ム例えばCW−Arガスレーザビームを走査照射する如
くレーザビーム照射機構が配置されている。
上記レーザビーム照射機構は、それぞれシャッタ機構6
a、6bを備えた主レーザビーム源7aと、副レーザビ
ーム源7bとの2つのレーザビーム源を備えている。こ
のうち副レーザビーム源7bから射出された副レーザビ
ーム8bは、反射鏡9.10.11により、ビームの方
向を制御可能に構成されている。すなわち、反射鏡10
.11には、それぞれ駆動モータ10 a s 11
aが接続されており、反射鏡10.11の向きを調節す
ることにより、副レーザビーム8bの方向を制御し、主
レーザビーム源7aから射出された主レーザビーム8a
に対する相対的な位置を調節可能とされている。
a、6bを備えた主レーザビーム源7aと、副レーザビ
ーム源7bとの2つのレーザビーム源を備えている。こ
のうち副レーザビーム源7bから射出された副レーザビ
ーム8bは、反射鏡9.10.11により、ビームの方
向を制御可能に構成されている。すなわち、反射鏡10
.11には、それぞれ駆動モータ10 a s 11
aが接続されており、反射鏡10.11の向きを調節す
ることにより、副レーザビーム8bの方向を制御し、主
レーザビーム源7aから射出された主レーザビーム8a
に対する相対的な位置を調節可能とされている。
上記主レーザビーム8aと副レーザビーム8bは、はぼ
平行なビームとして偏光プリズム12、シャッタ13、
反射鏡14等を経て、走査機構15に至る。走査機構1
5は、X方向走査機構として、例えば鏡回動式走査機構
であるガルバノミラ−158が、Y方向走査機構として
例えば高精度で微小送り可能なボールネジを用いた一軸
精密ステージ15b上に配置されて構成されている。そ
して、走査機構15によってX方向およびY方向に走査
された主レーザビーム8aと副レーザビーム8bは、レ
ンズ駆動機構16によって光軸上を移動可能とされたF
−θレンズ17によって集光され、窓1bを介して半導
体ウェハ3に走査照射されるよう構成されている。
平行なビームとして偏光プリズム12、シャッタ13、
反射鏡14等を経て、走査機構15に至る。走査機構1
5は、X方向走査機構として、例えば鏡回動式走査機構
であるガルバノミラ−158が、Y方向走査機構として
例えば高精度で微小送り可能なボールネジを用いた一軸
精密ステージ15b上に配置されて構成されている。そ
して、走査機構15によってX方向およびY方向に走査
された主レーザビーム8aと副レーザビーム8bは、レ
ンズ駆動機構16によって光軸上を移動可能とされたF
−θレンズ17によって集光され、窓1bを介して半導
体ウェハ3に走査照射されるよう構成されている。
また、上記主レーザビーム源7 a s副レーザビーム
源7b、駆動モータ108% 11 a sシャッタ1
3、走査機構15、レンズ駆動機構16等は、それぞれ
例えばマイクロコンピュータ等からなる制御装置20に
接続されており、制御装置20には、例えばCRTデイ
スプレィおよびキーボード等からなる入出力装置21に
接続されている。
源7b、駆動モータ108% 11 a sシャッタ1
3、走査機構15、レンズ駆動機構16等は、それぞれ
例えばマイクロコンピュータ等からなる制御装置20に
接続されており、制御装置20には、例えばCRTデイ
スプレィおよびキーボード等からなる入出力装置21に
接続されている。
そして、入出力装置21から所望の処理条件、例えばビ
ーム出力、ビーム径、ビーム間隔、走査速度、走査ピッ
チ等を入力することにより、制御装置20によって上記
各機構が制御され、所望処理条件で連続的にアニール処
理可能に構成されている。
ーム出力、ビーム径、ビーム間隔、走査速度、走査ピッ
チ等を入力することにより、制御装置20によって上記
各機構が制御され、所望処理条件で連続的にアニール処
理可能に構成されている。
さらに、この実施例のレーザアニール装置では、−枚の
半導体ウェハ3を、この半導体ウェハ3の部位によって
レーザビームの照射条件、例えばビーム出力、ビーム径
、ビーム間隔、走査速度、走査ピッチ等を変えて断続的
にアニール処理可能に構成されている。
半導体ウェハ3を、この半導体ウェハ3の部位によって
レーザビームの照射条件、例えばビーム出力、ビーム径
、ビーム間隔、走査速度、走査ピッチ等を変えて断続的
にアニール処理可能に構成されている。
すなわち、例えば第2図に示す半導体ウェハ3を処理す
る際に、走査機構15のX方向の走査に伴って例えばシ
ャッタ13を開閉させることにより、複数の長方形領域
Aのように、半導体ウェハ3を不連続にアニール処理す
る部分アニール可能とされており、この時のレーザビー
ムの照射条件、例えばビーム出力、ビーム径、ビーム間
隔、走査速度、走査ピッチ等を、例えばY方向の列毎に
変更可能に構成されている。なお、レーザビームの照射
条件は、予め制御装置20に幾つかの照射条件を設定、
記憶しておき、その中から選択するよう構成しても、各
照射条件をそれぞれ入力するよう構成してもよい。
る際に、走査機構15のX方向の走査に伴って例えばシ
ャッタ13を開閉させることにより、複数の長方形領域
Aのように、半導体ウェハ3を不連続にアニール処理す
る部分アニール可能とされており、この時のレーザビー
ムの照射条件、例えばビーム出力、ビーム径、ビーム間
隔、走査速度、走査ピッチ等を、例えばY方向の列毎に
変更可能に構成されている。なお、レーザビームの照射
条件は、予め制御装置20に幾つかの照射条件を設定、
記憶しておき、その中から選択するよう構成しても、各
照射条件をそれぞれ入力するよう構成してもよい。
また、このような部分アニールを行う場合、上述のよう
な長方形領域Aの大きさ、数、間隔等は、任意に設定可
能とされている。このため、これらの設定および半導体
ウニ八3の大きさによっては、これらの長方形領域Aを
全て半導体ウニ八3上に設定することが不可能となる場
合がある。このような場合は、第3図に示すように、入
出力装置21のCRTデイスプレィ上等に、半導体ウェ
ハ3からはみだし、レーザビームを照射不可能な長方形
領域aを例えば点線等で表示し、他のレーザビームを照
射可能な長方形領域Aを実線で表示する等して、これら
の長方形領域を識別可能に構成されている。したがって
、長方形領域の大きさ、数、間隔等の設定が不適切な場
合は、この表示によって検知することができ、設定を変
更することができるよう構成されている。
な長方形領域Aの大きさ、数、間隔等は、任意に設定可
能とされている。このため、これらの設定および半導体
ウニ八3の大きさによっては、これらの長方形領域Aを
全て半導体ウニ八3上に設定することが不可能となる場
合がある。このような場合は、第3図に示すように、入
出力装置21のCRTデイスプレィ上等に、半導体ウェ
ハ3からはみだし、レーザビームを照射不可能な長方形
領域aを例えば点線等で表示し、他のレーザビームを照
射可能な長方形領域Aを実線で表示する等して、これら
の長方形領域を識別可能に構成されている。したがって
、長方形領域の大きさ、数、間隔等の設定が不適切な場
合は、この表示によって検知することができ、設定を変
更することができるよう構成されている。
さらに、上記部分アニール処理において、連続モードと
個別モードを選択可能とされている。なお、この連続モ
ードは、上述のようにして設定された処理条件により一
枚の半導体ウェハ3を連続的に処理することを示し、個
別モードは、上述の長方形領域AのY方向列毎に一旦処
理を停止し、入出力装置21から処理の続行あるいは中
断の指示の入力があるまでは、その状態で待機すること
を示している。したがって、上記個別モードを選択すれ
ば、処理の停止毎に半導体ウェハ3表面を目視すること
により、予め設定した処理条件の良否を確認することが
でき、処理の中断あるいは設定の変更等を行うことがで
きるよう構成されている。
個別モードを選択可能とされている。なお、この連続モ
ードは、上述のようにして設定された処理条件により一
枚の半導体ウェハ3を連続的に処理することを示し、個
別モードは、上述の長方形領域AのY方向列毎に一旦処
理を停止し、入出力装置21から処理の続行あるいは中
断の指示の入力があるまでは、その状態で待機すること
を示している。したがって、上記個別モードを選択すれ
ば、処理の停止毎に半導体ウェハ3表面を目視すること
により、予め設定した処理条件の良否を確認することが
でき、処理の中断あるいは設定の変更等を行うことがで
きるよう構成されている。
上記構成のこの実施例のレーザアニール装置では、次の
ようにして半導体ウェハ3のアニール処理を行う。
ようにして半導体ウェハ3のアニール処理を行う。
すなわち、まずチャンバ1の図示しない開閉機構を開と
して、図示しない搬送装置により半導体ウェハ3をサセ
プタ2下面の所定位置に配置する。
して、図示しない搬送装置により半導体ウェハ3をサセ
プタ2下面の所定位置に配置する。
この後、反射板4を備えたIRクランプにより窓1aを
透過して、サセプタ2を例えば500’Cまで予備加熱
する。
透過して、サセプタ2を例えば500’Cまで予備加熱
する。
そして、半導体ウェハ3にレーザビームを走査照射する
とともに、図示しないガス導入口および排気口により、
半導体ウェハ3表面に沿って例えば窒素ガス、酸素ガス
等を流してアニール処理を行う。この時、予め、入出力
装置21によって部分アニールの選択および条件の入力
を行っておけば、前述のように、半導体ウェハ3の部位
によってレーザビームの照射条件を変えて、アニール処
理を行うことができる。
とともに、図示しないガス導入口および排気口により、
半導体ウェハ3表面に沿って例えば窒素ガス、酸素ガス
等を流してアニール処理を行う。この時、予め、入出力
装置21によって部分アニールの選択および条件の入力
を行っておけば、前述のように、半導体ウェハ3の部位
によってレーザビームの照射条件を変えて、アニール処
理を行うことができる。
したがって、−枚の半導体ウェハ3で多数種の処理条件
によるアニール処理を行うことができ、従来に較べて容
易かつ迅速に適切な照射条件を見出すことができるとと
もに、半導体ウェハ3を有効に利用することができる。
によるアニール処理を行うことができ、従来に較べて容
易かつ迅速に適切な照射条件を見出すことができるとと
もに、半導体ウェハ3を有効に利用することができる。
なお、上記実施例では、半導体ウェハ3等の被処理物に
2本のレーザビームを照射するレーザアニール装置につ
いて説明したが、例えば1本のレーザビームを照射する
レーザアニール装置、その他の高エネルギー線ビームを
照射するビームアニール装置に本発明を適用することが
できることは勿論、である。
2本のレーザビームを照射するレーザアニール装置につ
いて説明したが、例えば1本のレーザビームを照射する
レーザアニール装置、その他の高エネルギー線ビームを
照射するビームアニール装置に本発明を適用することが
できることは勿論、である。
[発明の効果コ
以上説明したように本発明のビームアニール装置によれ
ば、容品かつ迅速に適切な高エネルギー線ビームの照射
条件を見出すことができるとともに、被処理物を有効に
利用することができる。
ば、容品かつ迅速に適切な高エネルギー線ビームの照射
条件を見出すことができるとともに、被処理物を有効に
利用することができる。
第1図は本発明をレーザアニール装置に適用した実施例
の概略構成を示す図、第2図は第1図のレーザアニール
装置のレーザビーム照射状態を説明するための図、第3
図は第1図の入出力装置の表示例を示すための図である
。 1・・・・・・チャンバ、1a11b・・・・・・窓、
2・・・・・・サセプタ、3・・・・・・半導体ウェハ
、4・・・・・・反射板、5・・・・・・IRランプ、
6a、6bx 13・・・・・・シャッタ、7a・・・
・・・主レーザビーム源、7b・・・・・・副レーザビ
ーム源、8a・・・・・・主レーザビーム、8b・・・
・・・副レーザビーム、9.10.11.14・・・・
・・反射鏡、10a111a・・・・・・駆動モータ、
12・・・・・・偏光プリズム、15・・・・・・走査
機構、15a・・・・・・ガルバノミラ−115a・・
・・・・−軸精密ステージ、16・・・・・・レンズ駆
動機構、17・・・・・・F−θレンズ、20・・・・
・・制御装置、21・・・・・・入出力装置。 出願人 東京エレクトロン株式会社代理人 弁
理士 須 山 佐 −第1図 第2図 第3図
の概略構成を示す図、第2図は第1図のレーザアニール
装置のレーザビーム照射状態を説明するための図、第3
図は第1図の入出力装置の表示例を示すための図である
。 1・・・・・・チャンバ、1a11b・・・・・・窓、
2・・・・・・サセプタ、3・・・・・・半導体ウェハ
、4・・・・・・反射板、5・・・・・・IRランプ、
6a、6bx 13・・・・・・シャッタ、7a・・・
・・・主レーザビーム源、7b・・・・・・副レーザビ
ーム源、8a・・・・・・主レーザビーム、8b・・・
・・・副レーザビーム、9.10.11.14・・・・
・・反射鏡、10a111a・・・・・・駆動モータ、
12・・・・・・偏光プリズム、15・・・・・・走査
機構、15a・・・・・・ガルバノミラ−115a・・
・・・・−軸精密ステージ、16・・・・・・レンズ駆
動機構、17・・・・・・F−θレンズ、20・・・・
・・制御装置、21・・・・・・入出力装置。 出願人 東京エレクトロン株式会社代理人 弁
理士 須 山 佐 −第1図 第2図 第3図
Claims (1)
- (1)高エネルギー線ビームを被処理物に照射してアニ
ール処理を行うビームアニール装置において、 前記高エネルギー線ビームの照射条件を、前記被処理物
の部位によって変更可能に構成したことを特徴とするビ
ームアニール装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7423788A JPH01246827A (ja) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | ビームアニール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7423788A JPH01246827A (ja) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | ビームアニール装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01246827A true JPH01246827A (ja) | 1989-10-02 |
Family
ID=13541352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7423788A Pending JPH01246827A (ja) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | ビームアニール装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01246827A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0355841U (ja) * | 1989-10-06 | 1991-05-29 | ||
JP2005142506A (ja) * | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | レーザアニール装置の状態測定方法 |
JP2005210103A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-08-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レーザ照射装置、レーザ照射方法及び結晶質半導体膜の作製方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5871617A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-04-28 | Nec Corp | レ−ザアニ−リング装置 |
JPS58197816A (ja) * | 1982-05-14 | 1983-11-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 薄膜結晶の製造方法 |
JPS5940526A (ja) * | 1982-08-30 | 1984-03-06 | Hitachi Ltd | レ−ザ処理方法およびその装置 |
JPS59125612A (ja) * | 1983-01-06 | 1984-07-20 | Nec Corp | 単結晶薄膜形成装置 |
-
1988
- 1988-03-28 JP JP7423788A patent/JPH01246827A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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