JP3104080B2 - 半導体基体の処理方法 - Google Patents
半導体基体の処理方法Info
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- JP3104080B2 JP3104080B2 JP03126683A JP12668391A JP3104080B2 JP 3104080 B2 JP3104080 B2 JP 3104080B2 JP 03126683 A JP03126683 A JP 03126683A JP 12668391 A JP12668391 A JP 12668391A JP 3104080 B2 JP3104080 B2 JP 3104080B2
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- substrate
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体基体の処理方
法に関し、特に、半導体基体のレーザアニール技術に関
するものである。
法に関し、特に、半導体基体のレーザアニール技術に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザアニール技術は、絶縁体上の単結
晶半導体膜の形成や接合の形成などに用いられ、従来よ
り盛んに研究が行われている。そして、近年では、エキ
シマレーザによる紫外域のパルスレーザ光を用いたレー
ザアニール技術が注目を集めている。
晶半導体膜の形成や接合の形成などに用いられ、従来よ
り盛んに研究が行われている。そして、近年では、エキ
シマレーザによる紫外域のパルスレーザ光を用いたレー
ザアニール技術が注目を集めている。
【０００３】このようなパルスレーザ光を用いて半導体
基板の微細領域だけを選択的にレーザアニールしようと
する場合、半導体基板上にリソグラフィーによりレジス
トパターンを形成し、このレジストパターンをマスクと
してレーザアニールを行うことが考えられる。
基板の微細領域だけを選択的にレーザアニールしようと
する場合、半導体基板上にリソグラフィーによりレジス
トパターンを形成し、このレジストパターンをマスクと
してレーザアニールを行うことが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、レーザアニー
ルを行うために必要なエネルギー密度のレーザ光の照射
に対して、耐熱性が低い通常のレジストでは耐えられな
い。このため、半導体基板の微細領域のレーザアニール
を行うことは困難であった。
ルを行うために必要なエネルギー密度のレーザ光の照射
に対して、耐熱性が低い通常のレジストでは耐えられな
い。このため、半導体基板の微細領域のレーザアニール
を行うことは困難であった。
【０００５】従って、この発明の目的は、半導体基体の
微細領域だけを選択的にレーザアニールすることができ
る半導体基体の処理方法を提供することにある。
微細領域だけを選択的にレーザアニールすることができ
る半導体基体の処理方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、半導体基体の処理方法において、半導
体基体（１）上に熱絶縁膜（２）及び膜厚が１００Å以
上のＳｉ膜（３）の光吸収膜から成るマスク（４）を選
択的に形成し、半導体基体（１）に紫外域のパルスレー
ザ光（１２）を照射するようにしたものである。
に、この発明は、半導体基体の処理方法において、半導
体基体（１）上に熱絶縁膜（２）及び膜厚が１００Å以
上のＳｉ膜（３）の光吸収膜から成るマスク（４）を選
択的に形成し、半導体基体（１）に紫外域のパルスレー
ザ光（１２）を照射するようにしたものである。
【０００７】
【作用】上述のように構成されたこの発明の半導体基体
の処理方法によれば、熱絶縁膜（２）及び膜厚が１００
Å以上のＳｉ膜（３）の光吸収膜から成るマスク（４）
を選択的に形成した半導体基体（１）に紫外域のパルス
レーザ光（１２）を照射した場合、マスク（４）の部分
ではパルスレーザ光（１２）をＳｉ膜（３）の光吸収膜
により吸収することができるとともに、パルスレーザ光
（１２）の照射により発生する熱が半導体基体（１）に
伝導するのを熱絶縁膜（２）により抑えることができ
る。これによって、マスク（４）に覆われていない部分
の半導体基体（１）だけにパルスレーザ光（１２）が選
択的に照射され、レーザアニールが行われる。
の処理方法によれば、熱絶縁膜（２）及び膜厚が１００
Å以上のＳｉ膜（３）の光吸収膜から成るマスク（４）
を選択的に形成した半導体基体（１）に紫外域のパルス
レーザ光（１２）を照射した場合、マスク（４）の部分
ではパルスレーザ光（１２）をＳｉ膜（３）の光吸収膜
により吸収することができるとともに、パルスレーザ光
（１２）の照射により発生する熱が半導体基体（１）に
伝導するのを熱絶縁膜（２）により抑えることができ
る。これによって、マスク（４）に覆われていない部分
の半導体基体（１）だけにパルスレーザ光（１２）が選
択的に照射され、レーザアニールが行われる。
【０００８】一方、マスク（４）はリソグラフィー及び
エッチングにより形成することができることから、この
マスク（４）により、レーザアニールすべき微細領域を
高い寸法精度で規定することができる。以上により、半
導体基体の微細領域だけを選択的にレーザアニールする
ことができる。
エッチングにより形成することができることから、この
マスク（４）により、レーザアニールすべき微細領域を
高い寸法精度で規定することができる。以上により、半
導体基体の微細領域だけを選択的にレーザアニールする
ことができる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら説明する。図２はこの実施例において用いら
れるレーザアニール装置を示す。図２に示すように、こ
のレーザアニール装置においては、ＸｅＣｌエキシマレ
ーザ１１から、波長３０８ｎｍのパルスレーザ光１２が
発生される。このパルスレーザ光１２のパルス幅は例え
ば４４ｎｓｅｃである。このパルスレーザ光１２は、ミ
ラーＭ１で反射された後、アッテネータ１３を介されて
所望の強度とされる。次に、このパルスレーザ光１２
は、ミラーＭ２、Ｍ３でそれぞれ反射された後、ビーム
ホモジナイザ１４を介されてエネルギー密度が均一化さ
れる。
照しながら説明する。図２はこの実施例において用いら
れるレーザアニール装置を示す。図２に示すように、こ
のレーザアニール装置においては、ＸｅＣｌエキシマレ
ーザ１１から、波長３０８ｎｍのパルスレーザ光１２が
発生される。このパルスレーザ光１２のパルス幅は例え
ば４４ｎｓｅｃである。このパルスレーザ光１２は、ミ
ラーＭ１で反射された後、アッテネータ１３を介されて
所望の強度とされる。次に、このパルスレーザ光１２
は、ミラーＭ２、Ｍ３でそれぞれ反射された後、ビーム
ホモジナイザ１４を介されてエネルギー密度が均一化さ
れる。
【００１０】このようにしてエネルギー密度が均一化さ
れたパルスレーザ光１２は、試料ステージ１５上に載せ
られた、レーザアニールすべき試料としての基板１６に
入射する。そして、ビームホモジナイザ１４を図２にお
いて矢印で示すように二次元的に移動させながら、基板
１６上にステップアンドリピートでチップ毎にパルスレ
ーザ光１２を照射し、レーザアニールを行う。ここで、
このパルスレーザ光１２の照射は、単一または複数のパ
ルスで行われる。また、このパルスレーザ光１２の照射
によるレーザアニールは通常、真空チャンバー内におい
て行われる。基板１６に不純物ドーピングを行う場合に
は、ドーピングガス雰囲気中においてレーザアニールが
行われる。
れたパルスレーザ光１２は、試料ステージ１５上に載せ
られた、レーザアニールすべき試料としての基板１６に
入射する。そして、ビームホモジナイザ１４を図２にお
いて矢印で示すように二次元的に移動させながら、基板
１６上にステップアンドリピートでチップ毎にパルスレ
ーザ光１２を照射し、レーザアニールを行う。ここで、
このパルスレーザ光１２の照射は、単一または複数のパ
ルスで行われる。また、このパルスレーザ光１２の照射
によるレーザアニールは通常、真空チャンバー内におい
て行われる。基板１６に不純物ドーピングを行う場合に
は、ドーピングガス雰囲気中においてレーザアニールが
行われる。
【００１１】次に、この実施例によるレーザアニール法
について説明する。この実施例においては、図１Ａに示
すように、まずアニールを行うべきシリコン（Ｓｉ）基
板１上に熱絶縁膜としての二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）
膜２を形成した後、このＳｉＯ2 膜２上に光吸収膜とし
てのＳｉ膜３を形成する。Ｓｉ膜３としては、形成が容
易な多結晶または非晶質のものを用いることができる。
Ｓｉ基板１は、単結晶Ｓｉ基板のほか、基板上に多結晶
Ｓｉ膜または非晶質Ｓｉ膜を形成したものである。
について説明する。この実施例においては、図１Ａに示
すように、まずアニールを行うべきシリコン（Ｓｉ）基
板１上に熱絶縁膜としての二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）
膜２を形成した後、このＳｉＯ2 膜２上に光吸収膜とし
てのＳｉ膜３を形成する。Ｓｉ膜３としては、形成が容
易な多結晶または非晶質のものを用いることができる。
Ｓｉ基板１は、単結晶Ｓｉ基板のほか、基板上に多結晶
Ｓｉ膜または非晶質Ｓｉ膜を形成したものである。
【００１２】ＳｉＯ2 膜２の膜厚は、パルスレーザ光１
２の照射時に下地のＳｉ基板１に熱が伝導するのを十分
に抑えることができるように、すなわち十分な熱絶縁を
行うことができるように選ばれ、具体的には例えば３０
００Å程度に選ばれる。Ｓｉ膜３の膜厚は、パルスレー
ザ光１２を十分に吸収することができるように選ばれ
る。紫外域の光に対するＳｉの吸収係数は約１０6cm-1
であることから、Ｓｉ膜３の膜厚が約１００Å以上であ
れば、パルスレーザ光１２に対する光吸収マスクとな
る。このＳｉ膜３の膜厚は、具体的には例えば２００Å
程度に選ばれる。
２の照射時に下地のＳｉ基板１に熱が伝導するのを十分
に抑えることができるように、すなわち十分な熱絶縁を
行うことができるように選ばれ、具体的には例えば３０
００Å程度に選ばれる。Ｓｉ膜３の膜厚は、パルスレー
ザ光１２を十分に吸収することができるように選ばれ
る。紫外域の光に対するＳｉの吸収係数は約１０6cm-1
であることから、Ｓｉ膜３の膜厚が約１００Å以上であ
れば、パルスレーザ光１２に対する光吸収マスクとな
る。このＳｉ膜３の膜厚は、具体的には例えば２００Å
程度に選ばれる。
【００１３】次に、レーザアニールすべき領域に対応す
る部分が開口したレジストパターン（図示せず）をリソ
グラフィーによりＳｉ膜３上に形成した後、このレジス
トパターンをマスクとしてＳｉ膜３及びＳｉＯ2 膜２を
例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法により順次
エッチングする。この後、レジストパターンを除去す
る。これによって、図１Ｂに示すように、レーザアニー
ルすべき領域を除いた部分のＳｉ基板１の表面に、Ｓｉ
Ｏ2 膜２とその上に形成されたＳｉ膜３とから成るマス
ク４が形成される。
る部分が開口したレジストパターン（図示せず）をリソ
グラフィーによりＳｉ膜３上に形成した後、このレジス
トパターンをマスクとしてＳｉ膜３及びＳｉＯ2 膜２を
例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法により順次
エッチングする。この後、レジストパターンを除去す
る。これによって、図１Ｂに示すように、レーザアニー
ルすべき領域を除いた部分のＳｉ基板１の表面に、Ｓｉ
Ｏ2 膜２とその上に形成されたＳｉ膜３とから成るマス
ク４が形成される。
【００１４】次に、図１Ｃに示すように、図２に示した
レーザアニール装置を用いて、Ｓｉ基板１に、エネルギ
ー密度が均一に制御されたパルスレーザ光１２を照射す
る。これによって、マスク４に覆われていない部分のＳ
ｉ基板１がレーザアニールされる。一方、マスク４に覆
われている部分のＳｉ基板１では、パルスレーザ光１２
がマスク４のＳｉ膜３により完全に吸収されるととも
に、マスク４のＳｉＯ2 膜２により、パルスレーザ光１
２の照射により発生する熱が下地のＳｉ基板１に伝導す
るのが完全に抑えられる。
レーザアニール装置を用いて、Ｓｉ基板１に、エネルギ
ー密度が均一に制御されたパルスレーザ光１２を照射す
る。これによって、マスク４に覆われていない部分のＳ
ｉ基板１がレーザアニールされる。一方、マスク４に覆
われている部分のＳｉ基板１では、パルスレーザ光１２
がマスク４のＳｉ膜３により完全に吸収されるととも
に、マスク４のＳｉＯ2 膜２により、パルスレーザ光１
２の照射により発生する熱が下地のＳｉ基板１に伝導す
るのが完全に抑えられる。
【００１５】パルスレーザ光１２のエネルギー密度は、
Ｓｉ基板１が基板上に多結晶Ｓｉ膜または非晶質Ｓｉ膜
を形成したものである場合には例えば約２００ｍＪ／ｃ
ｍ2 とし、Ｓｉ基板１が単結晶Ｓｉ基板である場合には
例えば約８００ｍＪ／ｃｍ2 とする。Ｓｉ基板１が単結
晶Ｓｉ基板である場合は、例えば接合のアニールを行う
場合である。
Ｓｉ基板１が基板上に多結晶Ｓｉ膜または非晶質Ｓｉ膜
を形成したものである場合には例えば約２００ｍＪ／ｃ
ｍ2 とし、Ｓｉ基板１が単結晶Ｓｉ基板である場合には
例えば約８００ｍＪ／ｃｍ2 とする。Ｓｉ基板１が単結
晶Ｓｉ基板である場合は、例えば接合のアニールを行う
場合である。
【００１６】なお、レーザアニールを行うべき部分のＳ
ｉＯ2 膜２を完全にエッチング除去せず、図１Ｃにおい
て一点鎖線で示すようにこのＳｉＯ2 膜２を約５００Å
の膜厚だけ残しておくようにすれば、このＳｉＯ2 膜２
がＸｅＣｌエキシマレーザ１１による波長３０８ｎｍの
パルスレーザ光１２に対する反射防止膜となることか
ら、レーザアニールの効率が向上するという利点があ
る。以上のようにしてＳｉ基板１のレーザアニールを行
った後、マスク４をエッチング除去する。
ｉＯ2 膜２を完全にエッチング除去せず、図１Ｃにおい
て一点鎖線で示すようにこのＳｉＯ2 膜２を約５００Å
の膜厚だけ残しておくようにすれば、このＳｉＯ2 膜２
がＸｅＣｌエキシマレーザ１１による波長３０８ｎｍの
パルスレーザ光１２に対する反射防止膜となることか
ら、レーザアニールの効率が向上するという利点があ
る。以上のようにしてＳｉ基板１のレーザアニールを行
った後、マスク４をエッチング除去する。
【００１７】以上のように、この実施例によれば、レー
ザアニールを行うべき部分のＳｉ基板１上に、熱絶縁膜
としてのＳｉＯ2 膜２と光吸収膜としてのＳｉ膜３とか
ら成るマスク４を選択的に形成し、この状態でパルスレ
ーザ光１２をＳｉ基板１に照射するようにしているの
で、マスク４に覆われていない部分のＳｉ基板１だけを
選択的にレーザアニールすることができる。また、この
パルスレーザ光１２によりレーザアニールされるＳｉ基
板１の領域は、リソグラフィーの精度に近い高い寸法精
度で規定することができる。
ザアニールを行うべき部分のＳｉ基板１上に、熱絶縁膜
としてのＳｉＯ2 膜２と光吸収膜としてのＳｉ膜３とか
ら成るマスク４を選択的に形成し、この状態でパルスレ
ーザ光１２をＳｉ基板１に照射するようにしているの
で、マスク４に覆われていない部分のＳｉ基板１だけを
選択的にレーザアニールすることができる。また、この
パルスレーザ光１２によりレーザアニールされるＳｉ基
板１の領域は、リソグラフィーの精度に近い高い寸法精
度で規定することができる。
【００１８】以上、この発明の一実施例につき具体的に
説明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるも
のではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形
が可能である。例えば、上述の実施例においては、レー
ザアニールのためのパルスレーザ光としてＸｅＣｌエキ
シマレーザ１１により発生されたパルスレーザ光１２を
用いているが、このレーザアニールのためのパルスレー
ザ光としては、ＸｅＣｌエキシマレーザ以外のエキシマ
レーザにより発生されたパルスレーザ光を用いることが
できることは勿論、エキシマレーザ以外のレーザにより
発生されたパルスレーザ光を用いることも可能である。
また、上述の実施例においては、熱絶縁膜及び光吸収膜
として、それぞれＳｉＯ2 膜２及びＳｉ膜３を用いてい
るが、これらの熱絶縁膜及び光吸収膜としては他のもの
を用いることも可能である。
説明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるも
のではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形
が可能である。例えば、上述の実施例においては、レー
ザアニールのためのパルスレーザ光としてＸｅＣｌエキ
シマレーザ１１により発生されたパルスレーザ光１２を
用いているが、このレーザアニールのためのパルスレー
ザ光としては、ＸｅＣｌエキシマレーザ以外のエキシマ
レーザにより発生されたパルスレーザ光を用いることが
できることは勿論、エキシマレーザ以外のレーザにより
発生されたパルスレーザ光を用いることも可能である。
また、上述の実施例においては、熱絶縁膜及び光吸収膜
として、それぞれＳｉＯ2 膜２及びＳｉ膜３を用いてい
るが、これらの熱絶縁膜及び光吸収膜としては他のもの
を用いることも可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
半導体基体上に熱絶縁膜及び膜厚が１００Å以上のＳｉ
膜の光吸収膜から成るマスクを選択的に形成し、半導体
基体に紫外域のパルスレーザ光を照射するようにしてい
るので、半導体基体の微細領域だけを選択的にレーザア
ニールすることができる。
半導体基体上に熱絶縁膜及び膜厚が１００Å以上のＳｉ
膜の光吸収膜から成るマスクを選択的に形成し、半導体
基体に紫外域のパルスレーザ光を照射するようにしてい
るので、半導体基体の微細領域だけを選択的にレーザア
ニールすることができる。
【図１】この発明の一実施例によるレーザアニール法を
工程順に説明するための断面図である。
工程順に説明するための断面図である。
【図２】この発明の一実施例において用いられるレーザ
アニール装置を示す略線図である。
アニール装置を示す略線図である。
１ Ｓｉ基板 ２ ＳｉＯ2 膜 ３ Ｓｉ膜 ４ マスク １１ ＸｅＣｌエキシマレーザ １２ パルスレーザ光
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基体上に熱絶縁膜及び膜厚が１０
０Å以上のＳｉ膜の光吸収膜から成るマスクを選択的に
形成し、上記半導体基体に紫外域のパルスレーザ光を照
射するようにした半導体基体の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03126683A JP3104080B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 半導体基体の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03126683A JP3104080B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 半導体基体の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04329633A JPH04329633A (ja) | 1992-11-18 |
| JP3104080B2 true JP3104080B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=14941278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03126683A Expired - Fee Related JP3104080B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 半導体基体の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3104080B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4506100B2 (ja) * | 2003-05-09 | 2010-07-21 | 三菱電機株式会社 | 炭化珪素ショットキーバリアダイオードの製造方法 |
| EP2304776A1 (en) * | 2008-07-16 | 2011-04-06 | Sionyx, Inc. | Thin sacrificial masking films for protecting semiconductors from pulsed laser process |
| JP2013149712A (ja) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP03126683A patent/JP3104080B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04329633A (ja) | 1992-11-18 |
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Legal Events
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080901 Year of fee payment: 8 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090901 Year of fee payment: 9 |
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