JPH01148485A - Semiconductor manufacturing device - Google Patents
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Landscapes
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- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Lasers (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、レーザ光を用いた半導体製造装置に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus using laser light.
（従来の技術）
従来より、高密度なパワーを短時間に局所的に供給する
ことが可能なエネルギービーム照射技術が、電気炉等を
用いた半導体製造装置の代替法として研究・開発され、
三次元集積回路を日桁した素子の研究にまで発展してい
る。このエネルギービーム照射技術にはレーザビームを
用いたものや電子ビームを用いたもの等があり、特にレ
ーザビームは半導体ウェハへのダメージと熱歪が少ない
ことにより、様々な半導体の処理に使用されている。(Prior art) Energy beam irradiation technology that can locally supply high-density power in a short period of time has been researched and developed as an alternative to semiconductor manufacturing equipment that uses electric furnaces, etc.
Research has progressed to the level of three-dimensional integrated circuit elements. This energy beam irradiation technology includes methods that use laser beams and methods that use electron beams. In particular, laser beams are used for processing various semiconductors because they cause less damage and thermal distortion to semiconductor wafers. There is.
このレーザビームを用いた処理として、イオン注入によ
る照射損傷や注入不純物の活性化、及び、多結晶シリコ
ンを再結晶化させることにより単結晶シリコンを作るＳ
ＯＩ （Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｎｇａｔｏｒ
）技術等−のアニール処理装置があり、特公昭６２−２
７５３２号等に開示される。また、レーザビームを用い
て半導体基板上に選択的成膜を行うＣＶＤ処理装置があ
り、特開昭６０−５３０１７号等に開示される。Processing using this laser beam involves irradiation damage caused by ion implantation, activation of implanted impurities, and recrystallization of polycrystalline silicon to produce single crystal silicon.
OI (Silicon on Instrument)
) technology etc. - There is an annealing treatment equipment,
No. 7532, etc. Furthermore, there is a CVD processing apparatus that selectively forms a film on a semiconductor substrate using a laser beam, and is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-53017 and the like.
（発明が解決しようとする問題点）
上記、特公昭６２−２７５３２号では、所望の場所を処
理する為のレーザ光の点灯と消灯の切り換えを。(Problems to be Solved by the Invention) In the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 62-27532, a laser beam is switched on and off in order to treat a desired location.
レーザ出力の低下あるいはレーザ光の遮蔽で行っている
が、レーザ発振器の出力を低下させると再び安定高出力
状態にするのに時間がかかる為、通常レーザアニール装
置ではこのレーザ光の遮蔽を音響光学式光変調素子で行
っていた。しかしながら、音響光学式光変調素子で高出
力のＡｒレーザを変調させた場合、非回折光（第０次光
）をアニール用ビームとして用いると、非回折光は完全
に消光できないために不要な所がアニールされてしまう
という問題があり、第１次回折光をアニール用ビームと
して用いると、出方波長により回折角が変化してビーム
が分散するという問題があった。This is done by lowering the laser output or shielding the laser beam, but since it takes time to return to a stable high output state once the output of the laser oscillator is lowered, laser annealing equipment usually uses acousto-optic shielding to shield the laser beam. This was done using a type light modulation element. However, when a high-power Ar laser is modulated with an acousto-optic light modulation element, if undiffracted light (0th order light) is used as the annealing beam, the undiffracted light cannot be completely extinguished, so unnecessary parts are There is a problem in that the first-order diffracted light is annealed, and when the first-order diffracted light is used as an annealing beam, the diffraction angle changes depending on the output wavelength and the beam is dispersed.
その上、高出力レーザ用の音響光学式光変調素子は非常
に高価格であるという問題もあった。Furthermore, there is a problem in that acousto-optic light modulators for high-power lasers are extremely expensive.
また、特開昭６０−５３０１７号に開示されるメカニカ
ルシャッタでは、レーザ光をシャッタで遮蔽してシャッ
タでレーザ光を吸収する為、シャッタは高熱となり、シ
ャッタ自身が熱により破壊されたり。Furthermore, in the mechanical shutter disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-53017, since the shutter blocks the laser light and absorbs the laser light, the shutter becomes extremely hot, and the shutter itself may be destroyed by the heat.
周辺の光学レンズや高精度ステージに熱影響を及ぼすと
いう問題があった。There was a problem in that the surrounding optical lenses and high-precision stage were affected by heat.
本発明は、上記点に対処してなされたもので、レーザ光
を分散させず確実に遮断し、熱の影響を生じさせず、レ
ーザ光による半導体の処理を安定して行うことのできる
半導体製造装置を提供するものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is capable of manufacturing semiconductors that can reliably block laser light without dispersing it, and stably process semiconductors with laser light without causing the effects of heat. It provides equipment.
（問題点を解決するための手段）
本発明は、レーザ光の光路を鏡で遮断する遮断部を具備
したことを特徴とする。(Means for Solving the Problems) The present invention is characterized in that it includes a blocking section that blocks the optical path of the laser beam with a mirror.
（作 用）
本発明の半導体製造装置では、レーザ光の光路を例えば
高速の鏡開転式シャッタの鏡で遮断し、鏡で反射された
レーザ光を冷却部に当てて冷却するので、レーザ光の出
力を０％から１００％に確実に切り換えられ、また、遮
断部近辺の精密な光学レンズや高精度ステージへの熱の
影響を防止可能とするものである。(Function) In the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the optical path of the laser beam is blocked by, for example, a mirror of a high-speed mirror shutter, and the laser beam reflected by the mirror is cooled by hitting the cooling section. It is possible to reliably switch the output from 0% to 100%, and also to prevent the influence of heat on the precision optical lens and high precision stage near the cutoff section.
（実施例）
以下１本発明装置を半導体製造工程で、２本のレーザ光
を合成してアニールを行うレーザアニール装置に適用し
た実施例につき図面を参照して説明する。(Example) Hereinafter, an example in which the apparatus of the present invention is applied to a laser annealing apparatus that performs annealing by combining two laser beams in a semiconductor manufacturing process will be described with reference to the drawings.
図示しない開閉機構により開閉可能で気密なＡＩ２製チ
ャンバ■が設けられ、このチャンバω内には。An airtight AI2 chamber (2) which can be opened and closed by an opening/closing mechanism (not shown) is provided within this chamber (ω).
被処理基板例えば半導体ウェハ■の縁を押えることによ
り、半導体ウェハ■を被処理面が下向きとなる様に保持
する設置台０と、半導体ウェハ■を約５００℃程度に予
備加熱する反射板に）を備えた複数のＩＲランプ（ｉｎ
ｆｒａｒｅｄ ｒａｙ ｆｆｉａｍｐ）■が設けられて
いる。A mounting table 0 that holds the semiconductor wafer (2) with the surface to be processed facing downward by pressing the edge of the substrate to be processed (for example, a semiconductor wafer (2); and a reflection plate that preheats the semiconductor wafer (2) to approximately 500°C) Multiple IR lamps (in
Frared ray ffiamp) ■ is provided.
また、チャンバ■の半導体ウェハ■下方には、レーザ光
を透過する材質例えば石英ガラスの窓（４）が設けられ
ている。Further, a window (4) made of a material that transmits laser light, such as quartz glass, is provided below the semiconductor wafer (2) in the chamber (2).
そして、大出力のレーザ光を出方する如く２個のレーザ
発振器（７ａ、 ７ｂ）例えば１８ Ｗ Ａ ｒイオン
レーザが設けられている。この出力されたレーザ光の各
々の光路上に、鏡でレーザ光を遮断可能な遮断部（８ａ
、 ８ｂ）例えば鏡開転式シャッタとしてガルバノ・ス
キャナが設けられ、この遮断部の鏡で反射されたレーザ
光を吸収し、水冷又は強制空冷又は自然空冷で冷却する
冷却部（９ａ、 ９ｂ）例えば黒色アルマイト処理した
ＡＱ製ヒートシンクが設けられている。そして、遮断部
で遮断されずに通過してきたレーザ光は、処理時のビー
ム径をアニール処理に適するビーム径例えば最小に絞り
込むことが可能な様に、ビームエキスパンダ（１０ａ、
１０ｂ）で−旦ビーム径を３倍程度に拡大する如く、
ビームエキスパンダ（１０ａ、 １０ｂ）が光路上に設
置されている。Two laser oscillators (7a, 7b), for example, 18W Ar ion lasers, are provided to emit high-output laser light. On the optical path of each of the output laser beams, there is a blocking section (8a
, 8b) For example, a galvano scanner is provided as a mirror opening type shutter, and a cooling section (9a, 9b) that absorbs the laser beam reflected by the mirror of this blocking section and cools it by water cooling, forced air cooling, or natural air cooling, for example. Equipped with an AQ heat sink treated with black alumite. Then, the laser light that has passed through without being blocked by the blocking part is passed through a beam expander (10a,
10b) - Once the beam diameter is expanded to about 3 times,
Beam expanders (10a, 10b) are installed on the optical path.
それから、２本のレーザ光を所望の位置関係に合成する
様に、全反射タイプの鏡（ｌｌａ）と偏光プリズム（１
２）例えば材質がＢＫ７Ａ等のプリズムが設けられてい
る。Then, a total reflection type mirror (lla) and a polarizing prism (1
2) A prism made of, for example, BK7A is provided.
また、この合成されたレーザ光のビームプロフアイル等
を調整する為に、例えば１００％反射と１％反射の切換
え可能な反射式光減衰器（１３ａ、 １３ｂ）が２ケ所
設定されている。そして、チャンバ■下方までレーザ光
を送光可能な如く全反射タイプの鏡（ｌｌｂ〜１１ｆ）
が設置されている。Further, in order to adjust the beam profile of the combined laser light, two reflective optical attenuators (13a, 13b) are provided, which can be switched between 100% reflection and 1% reflection, for example. Then, a total reflection type mirror (llb to 11f) that can transmit the laser beam to the bottom of the chamber ■
is installed.
このチャンバ■下方まで送先されたレーザ光を窓０を通
して半導体ウェハ■上に走査可能な如く、走査部（１４
）が設けられている。走査部（１４）では、Ｘ方向走査
機構（１５）例えば鏡開動式走査機構であるガルバノ・
スキャナが、Ｙ方向走査機構（１６）例えば高精度で微
少送り可能なボールねじを用いた１軸精密ステージ上に
設けられている。そして、Ｘ方向走査機構（１５）で走
査されたレーザ光が定速で走査される様にｆθレンズ（
１７）もＹ方向走査機構（１６）上に設けられている。The scanning section (14
) is provided. In the scanning section (14), an X-direction scanning mechanism (15), for example, a galvano-type scanning mechanism that is a mirror opening type scanning mechanism is installed.
The scanner is mounted on a single-axis precision stage using a Y-direction scanning mechanism (16), such as a ball screw capable of fine-feeding with high precision. Then, an fθ lens (
17) is also provided on the Y-direction scanning mechanism (16).
そして、上記構成のレーザアニール装置は図示しない制
御部で動作制御及び設定制御される。The operation and settings of the laser annealing apparatus having the above configuration are controlled by a control section (not shown).
次に、上述したレーザアニール装置による半導体ウェハ
■のアニール方法を説明する。Next, a method of annealing semiconductor wafer (1) using the above-mentioned laser annealing apparatus will be explained.
図示しない開閉機構によりチャンバ■が開がれ。Chamber (■) is opened by an opening/closing mechanism (not shown).
図示しないハンドアームで半導体ウェハ■をチャンバω
内に搬入する。ここで、半導体ウェハ■は。A hand arm (not shown) moves the semiconductor wafer ■ into the chamber ω.
be brought inside. Here, the semiconductor wafer ■ is.
例えばウェハ■の縁を３点以上フォトダイオード等で検
知し演算することにより、予め中心位置合わせとオリフ
ラ合わせが行なわれている。そして、ウェハ■を被処理
面を下向きにしてチャンバω内に搬入し、チャンバω内
の設置台■にウェハ（２）の縁５ａｍ程度を挟持して、
設置台■に下向きに保持する。この時、半導体ウェハ■
の予備加熱を行うと、熱膨張によるウェハ■の破損等を
防止できる。For example, center positioning and orientation flat alignment are performed in advance by detecting and calculating the edges of the wafer (2) at three or more points using photodiodes or the like. Then, the wafer (2) is carried into the chamber ω with the surface to be processed facing downward, and the edge of the wafer (2) about 5 am is held between the installation stand (■) inside the chamber ω.
Hold it facing down on the installation stand■. At this time, the semiconductor wafer
By preheating the wafer (2), damage to the wafer (2) due to thermal expansion can be prevented.
それから１図示しない開閉機構によりチャンバωを閉じ
る。Then, the chamber ω is closed by an opening/closing mechanism (not shown).
そして、反射板（イ）とＩＲランプ■で半導体ウェハ■
が５００℃程度となる様に加熱してからレーザ光による
アニール処理を行う、このＩＲクランプによる均一な加
熱により、レーザ光の局所的な発熱で発生する熱歪等を
防止することができる。また、アニール処理時に、チャ
ンバω内に例えばＮ２のガスバージを行うと温度均一性
がより向上する。Then, the semiconductor wafer ■ with the reflector (a) and the IR lamp ■
Uniform heating using the IR clamp, in which heating is performed to a temperature of about 500° C. and then annealing with laser light, can prevent thermal distortion caused by local heat generation from the laser light. Further, during the annealing process, temperature uniformity can be further improved if a gas purge of, for example, N2 is performed in the chamber ω.
この時読に、２個のレーザ発振器（７ａ、 ７ｂ）は高
出力状態で安定化していて、レーザ光は第２図に示す如
く遮断部（ハ）の反射鏡（２０）で反射され・レーザ光
が通過可能な孔（２１）を有する冷却部■例えばヒート
シンクの直線的に凹面状の内壁面に吸収され、レーザ光
の熱は自然冷却により冷却されている。そして、レーザ
光のアニール処理時には１反射鏡（２０）がレーザ光と
平行となる如く回動し、レーザ光を孔（２１）より照射
する。この回動機構は鏡開転式シャッタであるガルバノ
・スキャナであり、約２０″程度の角度を回転させるの
に１０ｍ５ｅｃ程度という高速シャッタなので、半導体
ウェハ■上でのアニール処理に悪影響を与えることはな
い。また、第３図に示す如く、非常用の遮断ミラー（２
２）を設けて、電源が切れた時に上昇してレーザ光を遮
断する様にしておくと、停電時でもレーザ光による事故
を防止することができる。そして、この遮断部（ハ）と
冷却部（９）を設けたことにより、レーザ発振器（７ａ
、 ７ｂ）の出力を高出力のまま、０％と１００％のレ
ーザ出力の変換を高速で確実に行うことができ、熱によ
る周辺の悪影響を防止することができ、高出力レーザの
点灯・消灯を安価に実現することができる。At this time, the two laser oscillators (7a, 7b) are stabilized in a high output state, and the laser beam is reflected by the reflection mirror (20) of the blocking part (c) as shown in Figure 2, and the laser A cooling section (2) having a hole (21) through which light can pass, for example, is absorbed by the linearly concave inner wall surface of a heat sink, and the heat of the laser light is cooled by natural cooling. During the laser beam annealing process, one reflecting mirror (20) is rotated so as to be parallel to the laser beam, and the laser beam is irradiated from the hole (21). This rotation mechanism is a galvano scanner, which is a mirror-opening shutter, and it is a high-speed shutter that takes about 10m5ec to rotate an angle of about 20'', so it will not adversely affect the annealing process on semiconductor wafers. In addition, as shown in Figure 3, there is an emergency cut-off mirror (2
If 2) is provided so that it rises to block the laser beam when the power is cut off, accidents caused by the laser beam can be prevented even during a power outage. By providing this cutoff section (c) and cooling section (9), the laser oscillator (7a)
, 7b) It is possible to perform high-speed and reliable conversion between 0% and 100% laser output while keeping the output high, and it is possible to prevent the adverse effects of heat on the surrounding area, and to turn on and off the high-power laser. can be realized at low cost.
それから、遮断部（８ａ、 ８ｂ）からアニール処理の
為に通過したレーザ光を、ビームエキスパンダ（１０ａ
、 １０ｂ）によりビーム径を一旦約３倍程度に拡大す
る。これは、半導体ウェハ■上でよりビームを絞り込み
アニール処理に適当なビーム径を得る為に行なわれ、こ
のことにより、ウェハ■をより高温例えば１０００℃以
上で７ニール処理することが可能となる。Then, the laser light that has passed through the blocking parts (8a, 8b) for annealing is transferred to a beam expander (10a, 8b).
, 10b), the beam diameter is once expanded to about three times. This is done in order to further narrow down the beam on the semiconductor wafer (1) to obtain a beam diameter suitable for the annealing process, thereby making it possible to subject the wafer (2) to a seven-anneal process at a higher temperature, for example, 1000° C. or higher.
次に、２本のレーザ光を鏡（Ｉｌａ）と偏光プリズム（
１２）で合成し、所望のビームプロファイルを作成して
、レーザ光を鏡（１ｔｂ−ｘｔｆ）を用いて走査部（１
４）に送る。この時、このビームプロファイル等の調整
を行う場合、光減衰器（１３ａ、 １３ｂ）を用いてレ
ーザ光出力を減衰する。光減衰器（１３ａ、 １３ｂ）
の機構は第４図に示す如く、複数の反射率の違う鏡例え
ばレーザ光を１００％反射する１００％反射鏡（３０）
と、１％反射して９９％を透過し吸収する１％反射ｆｉ
（３１）を、例えばリニアガイド（３２）とエアシリン
グ（３３）を用いた平行移動機構による平行移動で切り
換えることにより、レーザ出力を１００％と１％に減衰
する。また、この切り換えは、回転移動で行ってもよい
、そして、本実施例では、２個の光減衰器（１３ａ、
１３ｂ）を用いることにより、１００％、１％、 ０．
０１％のレーザ出力減衰を可能としている。このことで
、各調整に必要な所望の減衰率を実現している。また、
１％反射鏡（３１）は９９％のレーザ光を透過し吸収す
るので、冷却用の図示しないヒートシンクを背面に備え
て周辺への熱影響を防止している。そして、この１００
％反射１１！ （３０）と１％反射鏡（３１）を用いた
反射式の光減衰器（１３ａ 。Next, the two laser beams are connected to a mirror (Ila) and a polarizing prism (
12) to create a desired beam profile, and send the laser beam to the scanning unit (1tb-xtf) using a mirror (1tb-xtf).
4) Send to. At this time, when adjusting the beam profile etc., the laser light output is attenuated using optical attenuators (13a, 13b). Optical attenuator (13a, 13b)
As shown in Figure 4, the mechanism consists of multiple mirrors with different reflectances, such as a 100% reflective mirror (30) that reflects 100% of the laser beam.
and 1% reflection fi which reflects 1% and transmits and absorbs 99%.
(31) is attenuated to 100% and 1% by switching, for example, by parallel movement using a parallel movement mechanism using a linear guide (32) and an air ring (33). Further, this switching may be performed by rotational movement, and in this embodiment, two optical attenuators (13a,
13b), 100%, 1%, 0.
This enables laser output attenuation of 0.1%. This achieves the desired attenuation rate required for each adjustment. Also,
Since the 1% reflecting mirror (31) transmits and absorbs 99% of the laser light, a heat sink (not shown) for cooling is provided on the back surface to prevent heat influence on the surrounding area. And this 100
% reflection 11! (30) and a reflective optical attenuator (13a) using a 1% reflector (31).
１３ｂ）を用いたことにより、透過式の光減衰機構等で
生じるレーザ光の干渉や光路曲りやレーザ光の拡散や波
面の乱れ等が防止できる。また１本実施例の如く２段以
上の光減衰を行う場合、透過式の光減衰では精密で平行
でレーザ光を透過可能な平行平面板を作らねばならず、
この平行な平行平面板の製作・調整が困難であったり、
例えば光路補正板による光路補正を必要としたが、反射
式としたことで上記問題点も解決され、高精度な光減衰
機構が容易に実現可能となった。By using 13b), it is possible to prevent laser beam interference, optical path bending, laser beam diffusion, wavefront disturbance, etc. that occur in a transmission type optical attenuation mechanism or the like. In addition, when performing optical attenuation in two or more stages as in this embodiment, in the transmission type optical attenuation, it is necessary to create a parallel plane plate that is precise and parallel and can transmit the laser beam.
It is difficult to manufacture and adjust these parallel plane plates,
For example, it was necessary to correct the optical path using an optical path correction plate, but by using a reflective type, the above-mentioned problems were solved, and a highly accurate optical attenuation mechanism could be easily realized.
それから、ビームプロファイルや光軸等の調整済みレー
ザ光を、鏡（１１ｂ〜１１ｆ）を用いて走査部（１４）
に送光する。ここでレーザ光はＸ方向走査機構（１５）
例えばガルバノ・スキャナとｆθレンズ（１７）で、所
望の一定速度となり、窓（０を通して半導体ウェハ■上
をＸ方向に走査し、同様に、Ｘ方向走査機構（１６）例
えば１軸精密ステージにより、連続走査やスラップ走査
の所望の走査で、半導体ウェハ■上をＹ方向に走査する
。そして、ｆθレンズ（１７）で絞り込まれたレーザ光
は半導体ウェハ■上で、６０−〜３００Ｊｍ程度のビー
ム径となり、半導体ウェハ■の被処理面の温度は例えば
１０００℃以上になる。この熱により、ウェハ■のアニ
ール処理が行なわれ、Ｘ方向走査機構（１５）とＸ方向
走査機構（１６）でウェハ■の所望の部分又は全面を走
査することにより、アニール処理が終了する。Then, the laser beam whose beam profile and optical axis have been adjusted is sent to the scanning unit (14) using mirrors (11b to 11f).
Send light to. Here, the laser beam is transmitted by the X-direction scanning mechanism (15)
For example, a galvanometer scanner and an f-theta lens (17) are used to obtain a desired constant speed, and the semiconductor wafer is scanned in the X direction through a window (0). The semiconductor wafer (1) is scanned in the Y direction using a desired continuous scan or slap scan.Then, the laser beam focused by the fθ lens (17) forms a beam diameter of about 60-300 Jm on the semiconductor wafer (2). Therefore, the temperature of the surface to be processed of the semiconductor wafer (1) becomes, for example, 1000°C or higher.This heat causes the wafer (2) to undergo an annealing process, and the X-direction scanning mechanism (15) and the X-direction scanning mechanism (16) scan the wafer (2). The annealing process is completed by scanning a desired portion or the entire surface of the substrate.
次に、遮断部（８ａ、 ８ｂ）でレーザ光を遮断した後
、図示しない開閉機構によりチャンバ■が開かれ、図示
しないハンドアームで半導体ウェハ■をチャンバω外に
搬出し、処理が完了する。Next, after the laser beam is blocked by the blocking portions (8a, 8b), the chamber (2) is opened by an opening/closing mechanism (not shown), and the semiconductor wafer (2) is carried out of the chamber (ω) by a hand arm (not shown), and the processing is completed.
上記実施例の遮断部（８ａ、 ８ｂ）は、鏡開転式シャ
ッタとしてガルバノ・スキャナを用いて説明したが、光
路を鏡で遮断できればよく、ロータリーシリンダやロー
タリーソレノイドに鏡を取付けたものでもよく、また、
鏡を高速直線運動させて光路を遮断してもよい。The blocking portions (8a, 8b) in the above embodiments have been explained using a galvano scanner as a mirror opening type shutter, but it is sufficient that the optical path can be blocked by a mirror, and a mirror attached to a rotary cylinder or rotary solenoid may also be used. ,Also,
The optical path may be blocked by moving the mirror in a high-speed linear motion.
また、上記実施例の冷却部（９ａ、 ９ｂ）は、空冷式
の黒色アルマイト処理したＡｉ製ヒートシンクを用いて
説明したが、遮断部（８ａ、 ８ｂ）より反射されたレ
ーザ光を吸収し冷却できれば何でもよく、冷却水を用い
た水冷方式でも、ファンを用いた強制空冷でもよく、上
記実施例に限定されるものではない。In addition, the cooling parts (9a, 9b) in the above embodiment were explained using an air-cooled black alumite-treated aluminum heat sink, but if the cooling parts (9a, 9b) could be cooled by absorbing the laser light reflected from the blocking parts (8a, 8b), Any method may be used, such as a water cooling method using cooling water or forced air cooling using a fan, and is not limited to the above embodiments.
そして、上記実施例では、ビームエキスパンダ（１０ａ
、 ＬＯｂ）で−旦ビーム程を拡大してｆθレンズ（１
７）で絞り込んだが、半導体ウェハ■上で所望のビーム
径とビーム出力が得られれば良く、レーザ発振器（７ａ
、 ７ｂ）から出たレーザ光をそのまま使用して、レン
ズを用いてウェハ■上に絞り込んでも良い。In the above embodiment, the beam expander (10a
, LOb) to expand the beam distance and use an fθ lens (1
7), but as long as the desired beam diameter and beam output can be obtained on the semiconductor wafer ■, the laser oscillator (7a
, 7b) may be used as is and focused onto the wafer (2) using a lens.
また、上記実施例では、１００％反射と１％反射の平行
移動切換え式光減衰器（１３ａ、 １３ｂ）を２ケ所設
定して説明したが、反射率や切換え方法や設定個数は上
記実施例に限定されるものでないことは言うまでもない
。In addition, in the above embodiment, parallel displacement switching type optical attenuators (13a, 13b) for 100% reflection and 1% reflection were set at two locations, but the reflectance, switching method, and number of settings are the same as in the above embodiment. Needless to say, it is not limited.
それから、上記実施例の走査部（１４）では、Ｘ方向走
査機構（１５）とＸ方向走査機構（１６）をガルバノ・
スキャナと１軸精密ステージを用いて説明したが、所望
の処理を実現できる走査方法であれば何でも良く、ラス
クスキャン方法でもベクタスキャン方法でも良く、ｘ−
Ｙステージを用いても良く、ポリゴンミラーとｌ軸ステ
ージを組合わせて用いても良く、２個のガルバノ・スキ
ャナを用いても良く、上記実施例に限定されるものでは
ない。In the scanning section (14) of the above embodiment, the X-direction scanning mechanism (15) and the X-direction scanning mechanism (16) are connected to the galvanometer.
Although the explanation was given using a scanner and a 1-axis precision stage, any scanning method that can realize the desired processing may be used, such as a rask scan method or a vector scan method.
A Y stage may be used, a polygon mirror and an l-axis stage may be used in combination, two galvano scanners may be used, and the present invention is not limited to the above embodiments.
そして、上記実施例では２本のレーザ光を合成してアニ
ール処理を行うレーザアニール装置を用いて説明したが
、レーザ光を用いて被処理基板を処理する半導体製造装
置であればよく、処理に使うレーザ光は１本でも複数本
でもよく、また、処理はＣＶＤ処理でも良く、マスクリ
ペア処理でも良く、上記実施例に限定されるものでない
ことは言うまでもない。In the above embodiment, a laser annealing apparatus that performs annealing by combining two laser beams was used, but any semiconductor manufacturing apparatus that processes a substrate using laser beams may be used. The number of laser beams used may be one or more, and the processing may be CVD processing or mask repair processing, and it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments.
以上述べたようにこの実施例によれば、半導体ウェハ■
を気密なチャンバω内で、ＩＲランプ■で予備加熱し、
窓０を通してレーザ光を用いてアニールする。そして、
レーザ光の光路上に、レーザ光を鏡で遮断する遮断部（
８ａ、 ８ｂ）と、この遮断されたレーザ光を冷却する
冷却部（９ａ、 ９ｂ）を設けて、レーザ光の出力を０
％から１００％に瞬時に切り換え、レーザ光によるウェ
ハ■の処理を行うことで、確実なレーザ光の遮断ができ
、遮断部付近等への熱の影響を防止することができ、ま
た、レーザ光の拡散等も防止することができる。As described above, according to this embodiment, the semiconductor wafer ■
is preheated with an IR lamp ■ in an airtight chamber ω,
Anneal using laser light through window 0. and,
On the optical path of the laser beam, there is a blocking part (
8a, 8b) and a cooling unit (9a, 9b) that cools the blocked laser beam to reduce the output of the laser beam to 0.
By instantly switching from % to 100% and processing the wafer with laser light, it is possible to reliably cut off the laser light, prevent the effects of heat near the cut-off part, etc. It is also possible to prevent the spread of.
以上説明したように本発明によれば、レーザ光の光路を
鏡で遮断する遮断部と、この遮断により生ずるレーザ光
の熱を冷却する冷却部を具備したことにより、レーザ発
振器の出力を低下させずに。As explained above, according to the present invention, the output of the laser oscillator can be reduced by providing the blocking section that blocks the optical path of the laser beam with a mirror and the cooling section that cools the heat of the laser beam generated by this blocking. Zuni.
レーザ光の波長の分散効果による散乱を防止した、確実
なレーザ光の消灯・点灯の切り換えを実現でき、熱によ
る遮蔽部等の破損や、周辺部の光学系や高精度ステージ
等への熱影響を防止できる。It is possible to reliably switch the laser light on and off by preventing scattering due to the wavelength dispersion effect of the laser light, preventing damage to shielding parts due to heat and thermal effects on peripheral optical systems and high-precision stages. can be prevented.
第１図は本発明の半導体製造装置をアニール処理に適用
した一実施例の構成図、第２図は第１図の遮断部と冷却
部を説明する横断面図、第３図は第２図の縦断面図、第
４図は第１図の光減衰器を説明する図、第５図は第１図
のアニール処理を簡単に示すフロー図である。
図において、
１・・・チャンバ ２・・・半導体ウェハ５・
・・ＩＲランプ ６・・・窓８．８ａ、８ｂ・−
遮断部 ９．９ａ、９ｂ−冷却部１３ａ、１３ｂ・
・・光減衰器 １４・・・走査部１７・・・ｆθレン
ズ ２ｏ・・・反射鏡２１・・・孔
３ｏ・・・１００％反射鏡３１・・・１％反射鏡
第２図
第３図FIG. 1 is a block diagram of an embodiment in which the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention is applied to annealing processing, FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the blocking section and cooling section of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the optical attenuator of FIG. 1, and FIG. 5 is a flow diagram briefly showing the annealing process of FIG. 1. In the figure, 1...chamber 2...semiconductor wafer 5.
...IR lamp 6...Window 8.8a, 8b.-
Shutoff part 9.9a, 9b-cooling part 13a, 13b・
... Optical attenuator 14 ... Scanning section 17 ... fθ lens 2o ... Reflector 21 ... Hole
3o...100% reflecting mirror 31...1% reflecting mirror Figure 2 Figure 3
Claims (5)
を行う半導体製造装置において、上記レーザ光の光路を
鏡で遮断する遮断部を具備したことを特徴とする半導体
製造装置。(1) A semiconductor manufacturing apparatus that performs processing by irradiating a surface of a substrate to be processed with a laser beam, characterized in that the semiconductor manufacturing apparatus is equipped with a blocking section that blocks the optical path of the laser beam with a mirror.
る特許請求の範囲第１項記載の半導体製造装置。(2) The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the blocking section is a rotating mirror shutter.
通過可能な孔を有する冷却部の直線的に凹面状の内壁面
に吸収されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の半導体製造装置。(3) The laser beam blocked by the mirror of the blocking section is absorbed by the linearly concave inner wall surface of the cooling section having holes through which the laser beam can pass. Semiconductor manufacturing equipment as described in .
許請求の範囲第１項記載の半導体製造装置。(4) The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the treatment is an annealing treatment.
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の半導体製
造装置。(5) The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the mirror rotating shutter is a galvano scanner.
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