JPH1116850A - Device and method for treating sample - Google Patents

Device and method for treating sample

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JPH1116850A
JPH1116850A JP18028097A JP18028097A JPH1116850A JP H1116850 A JPH1116850 A JP H1116850A JP 18028097 A JP18028097 A JP 18028097A JP 18028097 A JP18028097 A JP 18028097A JP H1116850 A JPH1116850 A JP H1116850A
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oscillation
thin film
laser
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Hiroshi Tanabe
浩 田邉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To carry out uniform treatment at multiple points such as polycrystallization of an amorphous thin film, by irradiating multiple points on the surface of a sample with laser beam a given number of times. SOLUTION: The surface of a sample 4 is irradiated with laser beam in pulse form. The strength of oscillation is controlled in such a manner that the strength of the first oscillation is larger than the average of oscillation strength of the second oscillation and later. The first laser beam is likely to vary its oscillation strength because of its property. Since the oscillation is set higher than normal case, oscillation lower than the intended value can at least be prevented. The sample 4 which is treated by a first laser beam in a good condition can be finally treated in a condition at least better than the intended condition by second and later laser beam.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、平板状の試料を処
理する試料処理装置および方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sample processing apparatus and method for processing a flat sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ガラス基板の表面に薄膜トランジ
スタであるTFT(Thin Film Transistor)を形成
する代表的な技術として、水素化アモルファス半導体T
FT技術や多結晶シリコンTFT技術などがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a typical technique for forming a thin film transistor (TFT) as a thin film transistor on the surface of a glass substrate, a hydrogenated amorphous semiconductor T
There are FT technology and polycrystalline silicon TFT technology.

【0003】前者の水素化アモルファス半導体TFT技
術は、製造プロセスの最高温度が300℃程度であり、
1cm/Vsec程度のキャリア移動度を実現している。
一方、後者の多結晶シリコンTFT技術は、例えば、石
英基板を使用してLSI(Large Scale Integrated
Circuit)と同等の1000℃程度の高温プロセスを
実行することにより、30〜100cm/Vsec程度の
キャリア移動度を実現している。
In the former hydrogenated amorphous semiconductor TFT technology, the maximum temperature of the manufacturing process is about 300 ° C.
A carrier mobility of about 1 cm 2 / Vsec is realized.
On the other hand, the latter polycrystalline silicon TFT technology uses, for example, an LSI (Large Scale Integrated) using a quartz substrate.
A carrier mobility of about 30 to 100 cm 2 / Vsec is realized by executing a high-temperature process of about 1000 ° C. equivalent to that of the circuit.

【0004】このように高いキャリア移動度の技術を、
例えば、液晶ディスプレイなどに適用した場合、液晶素
子を個々に駆動するスイッチングTFTとともに、その
周囲のドライバ回路なども同一の基板に同時に形成する
ことができるので、製造工程の削減や装置の小型化が可
能となる。
The technology of such high carrier mobility is
For example, when applied to a liquid crystal display or the like, a switching TFT for individually driving a liquid crystal element and a driver circuit around the switching TFT can be formed on the same substrate at the same time, so that the number of manufacturing processes and the size of the device can be reduced. It becomes possible.

【0005】しかし、多結晶シリコンTFT技術ではプ
ロセス温度がLSIプロセスと同様に極度に高温なの
で、安価であるが軟化点が低いガラス基板などを使用す
ることが困難であるため、多結晶シリコンTFT技術に
おいて、そのプロセス温度を低下させることが要望され
ている。
However, since the process temperature of the polycrystalline silicon TFT technology is extremely high similarly to the LSI process, it is difficult to use a glass substrate which is inexpensive but has a low softening point. In this regard, there is a demand for lowering the process temperature.

【0006】例えば、特公平7−118443号公報に
開示された半導体装置の製造方法では、基板表面に形成
した半導体のシリコン薄膜に短波長のレーザビームをパ
ルス状に照射することにより、基板の温度は低温に維持
したまま半導体のシリコン薄膜を加熱して多結晶化させ
る。このため、安価なガラス基板の表面に良好な特性の
半導体を製造することが可能であり、大面積で高性能な
液晶ディスプレイを製作するようなことができる。
For example, in the method of manufacturing a semiconductor device disclosed in Japanese Patent Publication No. Hei 7-118443, a semiconductor thin film of silicon formed on the surface of a substrate is irradiated with a short-wavelength laser beam in a pulsed manner to thereby reduce the temperature of the substrate. Heats a semiconductor silicon thin film while maintaining it at a low temperature to cause polycrystallization. For this reason, it is possible to manufacture a semiconductor having good characteristics on the surface of an inexpensive glass substrate, and to manufacture a large-area, high-performance liquid crystal display.

【0007】しかし、上記公報にも開示されているよう
に、短波長のレーザビームにより半導体のシリコン薄膜
を結晶化するためには、50〜500mJ/cm程度の発
振強度が必要である。一方、現在の一般的なレーザ光源
の発光強度は1J/pulse程度であり、単純に計算すると
一度に照射できる面積は2〜20cm程度にすぎない。
However, as disclosed in the above-mentioned publication, in order to crystallize a semiconductor silicon thin film with a short-wavelength laser beam, an oscillation intensity of about 50 to 500 mJ / cm 2 is required. On the other hand, the light emission intensity of a current general laser light source is about 1 J / pulse, and when simply calculated, the area that can be irradiated at one time is only about 2 to 20 cm 2 .

【0008】従って、もしも47×37cmなどのサイズ
の基板の全面を結晶化させるような場合、少なくとも8
7〜870箇所にレーザビームを照射する必要がある。
このような処理を実現する装置の一従来例を図10を参
照して以下に説明する。なお、図面は試料処理装置の構
造を示す模式図である。
Therefore, if the entire surface of a substrate having a size of 47 × 37 cm is crystallized, at least 8
It is necessary to irradiate 7 to 870 points with a laser beam.
A conventional example of an apparatus for realizing such processing will be described below with reference to FIG. The drawing is a schematic view showing the structure of the sample processing apparatus.

【0009】ここで例示する試料処理装置1では、半導
体のシリコン薄膜2が表面に積層されたガラス基板3が
平板状の試料4となり、これを保持する試料保持機構と
してxyステージ5を具備している。このxyステージ
5は、例えば、ガイドレール(図示せず)により前後左
右に対応したXY方向に移動自在に支持されており、こ
れらの方向に前記xyステージ5を移動させるアクチュ
エータや制御回路により相対移動機構(図示せず)が形
成されている。
In the sample processing apparatus 1 exemplified here, a glass substrate 3 on which a semiconductor silicon thin film 2 is laminated becomes a flat sample 4, and an xy stage 5 is provided as a sample holding mechanism for holding the sample. I have. The xy stage 5 is supported, for example, by guide rails (not shown) so as to be movable in XY directions corresponding to front, rear, left and right, and is relatively moved by an actuator or a control circuit for moving the xy stage 5 in these directions. A mechanism (not shown) is formed.

【0010】前記xyステージ5に保持された前記ガラ
ス基板3の表面には、複数の偏向ミラー6やビームホモ
ジナイザ7を介してレーザ照射器8が対向している。こ
のレーザ照射器8は、結像光学系やレーザ光源を具備し
ており、このレーザ光源にレーザビームをパルス状に出
射させるドライバ回路(図示せず)が接続されている。
前記ビームホモジナイザ7は、所定の光学特性を発生す
る光学素子であり、透過するレーザビームの空間的な強
度を均一化する。
A laser irradiator 8 is opposed to the surface of the glass substrate 3 held by the xy stage 5 via a plurality of deflection mirrors 6 and a beam homogenizer 7. The laser irradiator 8 includes an imaging optical system and a laser light source, and a driver circuit (not shown) for emitting a laser beam in a pulse shape is connected to the laser light source.
The beam homogenizer 7 is an optical element that generates predetermined optical characteristics, and makes the spatial intensity of the transmitted laser beam uniform.

【0011】前記xyステージ5の側方には、多数の試
料4が収納された試料カセット9が配置されており、こ
の試料カセット9に収納された試料4と前記xyステー
ジ5の表面に保持された試料4とを交換する試料搬送機
構10がアクチュエータ等により設けられている。
A sample cassette 9 containing a large number of samples 4 is arranged on the side of the xy stage 5. The sample cassette 9 stored in the sample cassette 9 and the sample cassette 9 are held on the surface of the xy stage 5. A sample transport mechanism 10 for exchanging the sample 4 is provided by an actuator or the like.

【0012】上述のような構造の試料処理装置1は、レ
ーザ照射器8がパルス状に出射するレーザビームが試料
4の表面に照射され、この試料4がxyステージ5によ
りXY方向に順次移動される。これで試料4の表面の全
域にレーザビームが照射されるので、ガラス基板3は劣
化されることなく半導体のシリコン薄膜2が多結晶化さ
れる。なお、上述の試料処理装置1では、一個の試料4
の表面処理が完了すると、試料搬送機構10によりxy
ステージ5の表面に保持された試料4が試料カセット9
に収納された試料4と交換されるので、多数の試料4が
順番に処理される。
In the sample processing apparatus 1 having the above-described structure, the surface of the sample 4 is irradiated with a laser beam emitted from the laser irradiator 8 in a pulse shape, and the sample 4 is sequentially moved in the XY directions by the xy stage 5. You. As a result, the entire surface of the sample 4 is irradiated with the laser beam, so that the silicon thin film 2 of the semiconductor is polycrystallized without deterioration of the glass substrate 3. In the sample processing apparatus 1 described above, one sample 4
When the surface treatment is completed, the sample transport mechanism 10
The sample 4 held on the surface of the stage 5 is
Is exchanged with the sample 4 stored in the storage unit, so that many samples 4 are processed in order.

【0013】なお、上述のような試料処理装置1によっ
てガラス基板3の表面の大面積のシリコン薄膜2を多結
晶化させて多数の半導体素子を製造する場合、特開平5
−211167号公報に開示されているように、素子ブ
ロックをレーザビームより小さいサイズに分割し、ステ
ップ&リピートにより数パルスの照射と照射領域の移動
とを繰り返せば、多数の素子を均一に製造することがで
きる。つまり、図11に示すように、レーザビームの発
振と試料4の移動とを交互に実行することにより、ガラ
ス基板3の表面の半導体のシリコン薄膜2の素子ブロッ
クの位置を均一に多結晶化することができる。
In the case where a large number of semiconductor elements are manufactured by polycrystallizing a large-area silicon thin film 2 on the surface of a glass substrate 3 by the sample processing apparatus 1 as described above, Japanese Patent Application Laid-Open No.
As disclosed in JP-A-2111167, a large number of elements can be manufactured uniformly by dividing an element block into a smaller size than a laser beam and repeating irradiation of several pulses and movement of an irradiation area by step & repeat. be able to. That is, as shown in FIG. 11, the position of the element block of the semiconductor silicon thin film 2 on the surface of the glass substrate 3 is uniformly polycrystallized by alternately performing the oscillation of the laser beam and the movement of the sample 4. be able to.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上述のような試料処理
装置1は、試料4の表面の複数箇所にレーザビームをパ
ルス状に所定回数ずつ照射することにより、大面積の薄
膜2を均一に処理することが可能である。
The sample processing apparatus 1 as described above uniformly processes a large-area thin film 2 by irradiating a plurality of portions of the surface of a sample 4 with a laser beam in a pulsed manner a predetermined number of times. It is possible to

【0015】しかし、実際には現在のレーザ照射器8は
発振強度の均一性が±5%程度(連続パルス発振時)であ
るため、例えば、試料4の一箇所に3〜20パルスのレ
ーザビームを照射した場合、1パルスごとの発振強度の
誤差が累積されるので多数の素子ブロックの箇所を均一
に多結晶化することは困難である。
However, since the current laser irradiator 8 has a uniform oscillation intensity of about ± 5% (during continuous pulse oscillation), for example, a laser beam of 3 to 20 pulses In this case, it is difficult to uniformly polycrystallize a large number of element blocks because the oscillation intensity error for each pulse is accumulated.

【0016】特に、試料4をレーザビームの照射により
処理する場合、第一パルスのレーザビームの強度が多大
に影響する。しかし、レーザビームは発振初期の放電が
不安定であり、これに起因してスパイキングと呼称され
る発振強度の不均一が顕著に発生する。
In particular, when the sample 4 is processed by irradiating a laser beam, the intensity of the first pulse laser beam has a great influence. However, the discharge of the laser beam at the initial stage of oscillation is unstable, and as a result, unevenness of oscillation intensity called spiking occurs remarkably.

【0017】これに対処するため、例えば、試料4の一
箇所にレーザビームを繰り返し出射する場合の累積強度
を均一化するため、レーザ照射器8の発振強度を所定回
数ごとに積算し、その結果により次段の発振時の印加電
圧を制御する手法が提案されている。
In order to cope with this, for example, in order to equalize the cumulative intensity when a laser beam is repeatedly emitted to one place of the sample 4, the oscillation intensity of the laser irradiator 8 is integrated every predetermined number of times. A method of controlling the applied voltage at the time of the next-stage oscillation has been proposed.

【0018】しかし、これでは試料4の一箇所に繰り返
し照射するレーザビームの累積強度を均一化することは
できるが、図11に示すように、レーザビームの発振周
期より長期間の非発振時間が存在する場合、発振開始時
の一番目の発振強度を均一化することはできない。
However, in this case, the cumulative intensity of the laser beam repeatedly irradiated to one location of the sample 4 can be made uniform. However, as shown in FIG. 11, the non-oscillation time longer than the oscillation cycle of the laser beam is obtained. If present, the first oscillation intensity at the start of oscillation cannot be made uniform.

【0019】例えば、図12に示すように、レーザビー
ムの照射時間と試料4の移動時間とが交互に連続する場
合、一つの照射時間に繰り返される複数のレーザ発振の
第一パルスの発振強度が最も不安定で変動しやすい。し
かし、前述のように試料4をレーザビームの照射により
処理する場合、第一パルスのレーザビームの強度が多大
に影響する。また、試料4の照射箇所によりレーザビー
ムの累積強度も相違するため、試料4の表面のシリコン
薄膜2の多結晶化が均一に実行されず、これを利用して
製作されるTFTの性能も均一とならない。
For example, as shown in FIG. 12, when the irradiation time of the laser beam and the moving time of the sample 4 are alternately continuous, the oscillation intensity of the first pulse of a plurality of laser oscillations repeated in one irradiation time is increased. Most unstable and easy to fluctuate. However, when the sample 4 is processed by irradiating the laser beam as described above, the intensity of the laser beam of the first pulse greatly affects. In addition, since the cumulative intensity of the laser beam differs depending on the irradiation position of the sample 4, the polycrystallization of the silicon thin film 2 on the surface of the sample 4 is not uniformly performed, and the performance of a TFT manufactured using the same is also uniform. Does not.

【0020】上述のような課題を解決するため、図13
に示すように、素子を形成する領域の外側からレーザビ
ームの発振を開始し、レーザビームの発振強度が安定し
てから試料4の必要な箇所に照射する手法が提案されて
いるが、これは上述のように試料4の移動時間がレーザ
ビームの発振周期より長い場合には困難である。
To solve the above-mentioned problem, FIG.
As shown in (1), there has been proposed a method in which oscillation of a laser beam is started from the outside of a region where an element is formed, and irradiation is performed on a required portion of the sample 4 after oscillation intensity of the laser beam is stabilized. As described above, it is difficult when the moving time of the sample 4 is longer than the oscillation cycle of the laser beam.

【0021】そこで、特開平5−90191号公報に
は、図14に示すように、レーザビームをパルス状に連
続発振させておき、試料4の移動期間にはレーザビーム
を専用の装置で遮蔽する手法が開示されている。しか
し、これでは処理4の薄膜2を処理しないレーザビーム
を発振する必要があるので、消費電力が無用に増大する
とともにレーザ光源の寿命も低下することになり、レー
ザビームを遮蔽する専用の機構も必要なので装置の構造
が複雑となる。
Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-90191 discloses that a laser beam is continuously oscillated in a pulsed manner as shown in FIG. An approach is disclosed. However, in this case, it is necessary to oscillate a laser beam that does not process the thin film 2 in the process 4, so that power consumption increases unnecessarily and the life of the laser light source decreases, and a dedicated mechanism for shielding the laser beam is also provided. The necessity complicates the structure of the device.

【0022】本発明は上述のような課題に鑑みてなされ
たものであり、大面積の試料の表面を均一に処理するこ
とができる試料処理装置および方法を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to provide a sample processing apparatus and method capable of uniformly processing the surface of a large-area sample.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】本発明の試料処理装置
は、平板状の試料を保持する試料保持機構と、保持され
た試料の表面にレーザビームをパルス状に照射するレー
ザ照射器と、該レーザ照射器が試料の一箇所にパルス状
に繰り返し照射するレーザビームを一番目の発振強度が
二番目以後の発振強度の平均値より大きくなるように制
御する強度制御装置と、を具備している。
According to the present invention, there is provided a sample processing apparatus comprising: a sample holding mechanism for holding a flat sample; a laser irradiator for irradiating a surface of the held sample with a pulsed laser beam; An intensity control device that controls the laser beam that the laser irradiator repeatedly irradiates to one position of the sample in a pulse shape so that the first oscillation intensity is larger than the average value of the second and subsequent oscillation intensity. .

【0024】従って、試料保持機構により保持された試
料の表面にレーザ照射器がレーザビームをパルス状に照
射するとき、このレーザ照射器が試料の一箇所にパルス
状に繰り返し照射するレーザビームを一番目の発振強度
が二番目以後の発振強度の平均値より大きくなるように
強度制御装置が制御する。
Therefore, when the laser irradiator irradiates the surface of the sample held by the sample holding mechanism with a laser beam in a pulsed manner, the laser irradiator repeatedly irradiates a portion of the sample with a pulsed laser beam. The intensity control device controls the first oscillation intensity to be greater than the average value of the second and subsequent oscillation intensity.

【0025】例えば、半導体の薄膜が表面に積層された
基板が試料であり、その半導体の薄膜をレーザビームの
パルス状の照射により多結晶化させる場合、所定の範囲
内ではレーザビームの強度増加により結晶粒径も拡大さ
れるが、その範囲より大強度のレーザビームを照射する
と半導体の薄膜が非晶質化して結晶粒径が縮小する。し
かし、このような状態の試料に小強度のレーザビームを
繰り返し照射すると、その回数とともに結晶粒径が拡大
される。
For example, when a substrate on which a semiconductor thin film is laminated is a sample, and the semiconductor thin film is polycrystallized by pulsed irradiation of a laser beam, the intensity of the laser beam increases within a predetermined range. The crystal grain size is also increased. However, when a laser beam having a larger intensity than that range is applied, the semiconductor thin film becomes amorphous and the crystal grain size is reduced. However, when the sample in such a state is repeatedly irradiated with a low-intensity laser beam, the crystal grain size increases with the number of times.

【0026】前述のように試料の一箇所にパルス状に繰
り返し照射するレーザビームを一番目の発振強度が二番
目以後の発振強度の平均値より大きくなるように制御す
れば、一番目のレーザビームの発振強度が所定範囲より
充分に大きければ試料の半導体の薄膜は非晶質化し、そ
の場合の発振強度は所定値より大きければ変動しても許
容される。二番目以後のレーザビームの発振強度は比較
的安定するので、その回数を制限すれば薄膜層は所望の
結晶粒径に多結晶化する。
As described above, by controlling the laser beam that repeatedly irradiates one portion of the sample in a pulse shape so that the first oscillation intensity is larger than the average value of the second and subsequent oscillation intensity, the first laser beam can be obtained. If the oscillation intensity of the sample is sufficiently larger than a predetermined range, the semiconductor thin film of the sample becomes amorphous, and if the oscillation intensity is larger than the predetermined value, it can be tolerated. Since the oscillation intensity of the second and subsequent laser beams is relatively stable, if the number of times is limited, the thin film layer is polycrystallized to a desired crystal grain size.

【0027】なお、本発明で云う強度制御装置は、その
機能を実現するよう形成されていれば良く、例えば、専
用のハードウェア、適正な機能がプログラムにより付与
されたコンピュータ、適正なプログラムによりコンピュ
ータの内部に実現された機能、これらの組み合わせ、等
を許容する。
The intensity control device referred to in the present invention only needs to be formed so as to realize its functions. For example, dedicated hardware, a computer provided with appropriate functions by a program, a computer provided by an appropriate program , The functions realized inside, and the combination thereof are allowed.

【0028】上述のような試料処理装置における他の発
明としては、レーザ照射器は、印加電圧に対応して発光
強度が変化するレーザ光源と可変自在な電圧を発生する
ドライバ回路とを具備しており、強度制御装置は、前記
レーザ照射器が試料の一箇所にレーザビームをパルス状
に繰り返し照射するときに一番目の発振に対して前記ド
ライバ回路が発生する電圧が二番目以後の電圧より高く
なるように制御する。
According to another aspect of the above-described sample processing apparatus, a laser irradiator includes a laser light source whose emission intensity changes in response to an applied voltage and a driver circuit which generates a variable voltage. When the laser irradiator repeatedly irradiates a laser beam to one portion of the sample in a pulsed manner, the voltage generated by the driver circuit for the first oscillation is higher than the voltage after the second. Control so that

【0029】従って、ドライバ回路が可変自在に発生す
る電圧によりレーザ光源が試料の一箇所にレーザビーム
をパルス状に繰り返し照射するとき、その一番目の発振
の電圧が二番目以後の電圧より高くなるように強度制御
装置がドライバ回路を制御するので、試料の一箇所にパ
ルス状に繰り返し照射されるレーザビームは一番目の発
振強度が二番目以後の発振強度の平均値より大きくな
る。
Accordingly, when the laser light source repeatedly irradiates the laser beam to one portion of the sample with a pulse generated by the driver circuit variably, the first oscillation voltage becomes higher than the second and subsequent voltages. As described above, since the intensity control device controls the driver circuit, the first oscillation intensity of the laser beam repeatedly irradiated to one portion of the sample in a pulse shape is larger than the average value of the second and subsequent oscillation intensity.

【0030】なお、本発明で云うレーザ光源は、その発
振強度が印加電圧により変化するものであれば良く、例
えば、XeCl,XeF,ArF,等のエキシマレーザ
やYAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザを許容
する。
The laser light source referred to in the present invention may be any laser light source as long as its oscillation intensity changes according to the applied voltage. I do.

【0031】上述のような試料処理装置における他の発
明としては、試料は、半導体の薄膜が絶縁体上に積層さ
れた基板からなり、強度制御装置は、試料の半導体の薄
膜を非晶質化させる発振強度に一番目のレーザビームを
制御し、非晶質化した試料の薄膜の結晶粒径が拡大する
発振強度に二番目以後のレーザビームを制御する。
In another aspect of the above-described sample processing apparatus, the sample comprises a substrate in which a semiconductor thin film is laminated on an insulator, and the strength control device converts the semiconductor thin film of the sample into an amorphous material. The first laser beam is controlled to the oscillation intensity to be controlled, and the second and subsequent laser beams are controlled to the oscillation intensity at which the crystal grain size of the thin film of the amorphized sample is enlarged.

【0032】従って、一番目のレーザビームにより試料
の表面の半導体の薄膜が非晶質化され、二番目以後のレ
ーザビームにより試料の非晶質化した薄膜の結晶粒径が
拡大されるので、所望の粒径の状態に試料の薄膜が多結
晶化される。
Accordingly, the semiconductor laser thin film on the surface of the sample is made amorphous by the first laser beam, and the crystal grain size of the amorphous thin film of the sample is enlarged by the second and subsequent laser beams. The sample thin film is polycrystallized to have a desired particle size.

【0033】本発明の試料処理方法は、平板状の試料を
保持し、保持された試料の表面にレーザビームをパルス
状に照射し、試料の一箇所にパルス状に繰り返し照射す
るレーザビームを一番目の発振強度が二番目以後の発振
強度の平均値より大きくなるように制御するようにし
た。
According to the sample processing method of the present invention, a flat plate-shaped sample is held, a laser beam is irradiated in a pulsed manner on the surface of the held sample, and a laser beam is repeatedly irradiated in one place on the sample. The second oscillation intensity is controlled so as to be larger than the average value of the second and subsequent oscillation intensity.

【0034】従って、半導体の薄膜が表面に積層された
基板が試料であり、その半導体の薄膜をレーザビームの
パルス状の照射により多結晶化させる場合、所定の範囲
内ではレーザビームの強度増加により結晶粒径も拡大さ
れるが、その範囲より大強度のレーザビームを照射する
と半導体の薄膜が非晶質化して結晶粒径が縮小する。し
かし、このような状態の試料に小強度のレーザビームを
繰り返し照射すると、その回数とともに結晶粒径が拡大
される。
Therefore, when a substrate on which a semiconductor thin film is laminated on the surface is a sample and the semiconductor thin film is polycrystallized by pulsed irradiation of a laser beam, the intensity of the laser beam increases within a predetermined range. The crystal grain size is also increased. However, when a laser beam having a larger intensity than that range is applied, the semiconductor thin film becomes amorphous and the crystal grain size is reduced. However, when the sample in such a state is repeatedly irradiated with a low-intensity laser beam, the crystal grain size increases with the number of times.

【0035】前述のように試料の一箇所にパルス状に繰
り返し照射するレーザビームを一番目の発振強度が二番
目以後の発振強度の平均値より大きくなるように制御す
れば、一番目のレーザビームの発振強度が所定範囲より
充分に大きければ試料の半導体の薄膜は非晶質化し、そ
の場合の発振強度は所定値より大きければ変動しても許
容される。二番目以後のレーザビームの発振強度は比較
的安定するので、その回数を制限すれば薄膜層は所望の
結晶粒径に多結晶化する。
As described above, if the laser beam that repeatedly irradiates one position of the sample in a pulse shape is controlled so that the first oscillation intensity is larger than the average value of the second and subsequent oscillation intensity, the first laser beam can be obtained. If the oscillation intensity of the sample is sufficiently larger than a predetermined range, the semiconductor thin film of the sample becomes amorphous, and if the oscillation intensity is larger than the predetermined value, it can be tolerated. Since the oscillation intensity of the second and subsequent laser beams is relatively stable, if the number of times is limited, the thin film layer is polycrystallized to a desired crystal grain size.

【0036】上述のような試料処理方法における他の発
明としては、試料は、半導体の薄膜が絶縁体上に積層さ
れた基板からなり、試料の半導体の薄膜を非晶質化させ
る発振強度に一番目のレーザビームを制御し、非晶質化
した試料の薄膜の結晶粒径が拡大する発振強度に二番目
以後のレーザビームを制御するようにした。
As another invention in the above-described sample processing method, a sample includes a substrate in which a semiconductor thin film is laminated on an insulator, and has an oscillation intensity that makes the semiconductor thin film of a sample amorphous. The second laser beam is controlled so as to control the oscillation intensity at which the crystal grain size of the thin film of the amorphized sample expands by controlling the first laser beam.

【0037】従って、一番目のレーザビームにより試料
の表面の半導体の薄膜が非晶質化され、二番目以後のレ
ーザビームにより試料の非晶質化した薄膜の結晶粒径が
拡大されるので、所望の粒径の状態に試料の薄膜が多結
晶化される。
Accordingly, the first laser beam amorphizes the semiconductor thin film on the surface of the sample, and the second and subsequent laser beams enlarge the crystal grain size of the amorphized thin film of the sample. The sample thin film is polycrystallized to have a desired particle size.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図1ない
し図7を参照して以下に説明する。なお、本実施の形態
に関して前述した一従来例と同一の部分は、同一の名称
を使用して詳細な説明は省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Note that the same portions as those of the conventional example described above with respect to the present embodiment are denoted by the same names, and detailed description is omitted.

【0039】図1は本実施の形態の試料処理装置を示す
模式図、図2はレーザ照射器のドライバ回路がレーザ光
源に印加する電圧を示すタイムチャート、図3はレーザ
照射器が試料に照射するレーザビームの発振強度を示す
タイムチャート、図4は試料処理装置による試料処理方
法を示すフローチャート、図5ないし図7は各種強度の
レーザビームを照射したシリコン薄膜を走査型の電子顕
微鏡で観察した写真、図8はレーザビームを繰り返し照
射することによるシリコン薄膜の結晶粒径の変化を示す
特性図、図9は一変形例のレーザ照射器が試料に照射す
るレーザビームの発振強度を示すタイムチャートであ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a sample processing apparatus according to the present embodiment, FIG. 2 is a time chart showing a voltage applied to a laser light source by a driver circuit of a laser irradiator, and FIG. 4 is a flowchart showing a sample processing method using a sample processing apparatus, and FIGS. 5 to 7 are observations of a silicon thin film irradiated with laser beams of various intensities by a scanning electron microscope. FIG. 8 is a characteristic diagram showing a change in crystal grain size of a silicon thin film due to repeated irradiation of a laser beam, and FIG. 9 is a time chart showing an oscillation intensity of a laser beam irradiated on a sample by a laser irradiator of a modified example. It is.

【0040】本実施の形態の試料処理装置21でも、半
導体のシリコン薄膜2が表面に積層されたガラス基板3
を平板状の試料4としており、これを保持する試料保持
機構および相対移動機構としてxyステージ22を具備
している。このxyステージ22に保持された前記ガラ
ス基板3の表面には、複数の偏向ミラー23やビームホ
モジナイザ24を介してレーザ照射器25が対向してお
り、このレーザ照射器25は、結像光学系やレーザ光源
やドライバ回路を具備している(図示せず)。
Also in the sample processing apparatus 21 of the present embodiment, the glass substrate 3 on which the semiconductor silicon thin film 2 is laminated
Is a sample 4 in the form of a plate, and has an xy stage 22 as a sample holding mechanism for holding the sample 4 and a relative moving mechanism. A laser irradiator 25 is opposed to the surface of the glass substrate 3 held by the xy stage 22 via a plurality of deflecting mirrors 23 and a beam homogenizer 24. The laser irradiator 25 includes an imaging optical system. And a laser light source and a driver circuit (not shown).

【0041】なお、前記レーザ光源はXeClのエキシ
マレーザからなり、前記ドライバ回路の印加電圧に対応
して発振強度が変化する。より具体的には、エキシマレ
ーザは予備電離を実行するUV(Ultra Violet ray
s)アークレーや主放電電極を具備しており、これらがス
イッチング素子であるサイラトロンおよび励起回路を介
して高圧電源に接続されている(図示せず)。
The laser light source is composed of an XeCl excimer laser, and the oscillation intensity changes according to the voltage applied to the driver circuit. More specifically, an excimer laser performs preionization by UV (Ultra Violet ray).
s) An arc ray and a main discharge electrode are provided, which are connected to a high voltage power supply via a thyratron as a switching element and an excitation circuit (not shown).

【0042】前記xyステージ22の側方には、多数の
試料4が収納された試料カセット26が配置されてお
り、この試料カセット26に収納された試料4と前記x
yステージ22の表面に保持された試料4とを交換する
試料搬送機構27がアクチュエータ等により設けられて
いる。
A sample cassette 26 containing a large number of samples 4 is arranged on the side of the xy stage 22, and the sample 4 stored in the sample cassette 26 and the x
A sample transport mechanism 27 for exchanging the sample 4 held on the surface of the y stage 22 is provided by an actuator or the like.

【0043】そして、本実施の形態の試料処理装置21
では、前記レーザ照射器25のレーザ光源と前記xyス
テージ22の駆動源と前記試料搬送機構27の駆動源と
に中央制御装置28が接続されており、この中央制御装
置28が前記レーザ照射器25と前記xyステージ22
と前記試料搬送機構27とを動作制御する。
Then, the sample processing apparatus 21 of the present embodiment
In the embodiment, a central control device 28 is connected to a laser light source of the laser irradiator 25, a drive source of the xy stage 22, and a drive source of the sample transport mechanism 27. And the xy stage 22
And the operation of the sample transport mechanism 27 are controlled.

【0044】より詳細には、前記中央制御装置28は、
適正なプログラムがソフトウェアとして実装されたマイ
クロコンピュータからなり、このマイクロコンピュータ
がプログラムに対応して各種の処理動作を実行すること
により各種機能が各種手段として実現されている。
More specifically, the central control unit 28
An appropriate program is formed of a microcomputer implemented as software, and the microcomputer executes various processing operations in accordance with the program, thereby realizing various functions as various means.

【0045】つまり、前記中央制御装置28が前記レー
ザ照射器25および前記xyステージ22を動作制御す
ることにより、前記レーザ照射器25は、試料4の一箇
所にレーザビームをパルス状に繰り返し照射し、前記x
yステージ22は、前記レーザ照射器25がパルス状の
レーザビームを所定回数まで出射するごとに試料4を相
対的に順次移動させる。
That is, the central control unit 28 controls the operation of the laser irradiator 25 and the xy stage 22 so that the laser irradiator 25 repeatedly irradiates the laser beam to one portion of the sample 4 in a pulsed manner. , The x
The y stage 22 relatively sequentially moves the sample 4 each time the laser irradiator 25 emits a pulsed laser beam up to a predetermined number of times.

【0046】このとき、前記中央制御装置28は、図2
に示すように、一番目の発振に対して前記レーザ照射器
25のドライバ回路が発生する電圧が二番目以後の電圧
より高くなるように制御する。つまり、図3に示すよう
に、前記レーザ照射器25が試料4の一箇所に繰り返し
照射するレーザビームを、その一番目で試料4の半導体
のシリコン薄膜2が非晶質化し、二番目以後で非晶質化
した薄膜2の結晶粒径が拡大する発振強度に制御する。
At this time, the central control unit 28
As shown in (1), the voltage generated by the driver circuit of the laser irradiator 25 for the first oscillation is controlled to be higher than the voltage after the second. In other words, as shown in FIG. 3, the laser irradiator 25 repeatedly irradiates a portion of the sample 4 with a laser beam. The oscillation intensity is controlled so that the crystal grain size of the amorphous thin film 2 increases.

【0047】より具体的には、本実施の形態の試料処理
装置21では、前記レーザ照射器25が試料4の一箇所
に照射するレーザビームの回数は六回と設定されてお
り、発振周波数は10Hz、移動時間は1.0secとさ
れている。そして、レーザ発振に対する印加電圧が一番
目で28.0kV、二番目以後で27.4kVとされる
ことにより、一番目の発振強度Eaが二番目以後の発振
強度の平均値Eaveの略1.05倍とされている。
More specifically, in the sample processing apparatus 21 of the present embodiment, the number of laser beams emitted from the laser irradiator 25 to one location of the sample 4 is set to six, and the oscillation frequency is set to six. At 10 Hz, the moving time is 1.0 sec. The applied voltage for laser oscillation is set to 28.0 kV for the first and 27.4 kV for the second and later, so that the first oscillation intensity Ea is approximately 1.05 of the average value Eave of the second and subsequent oscillation intensity. It is doubled.

【0048】また、前記中央制御装置28が前記レーザ
照射器25および前記試料搬送機構xyステージ22を
動作制御することにより、前記レーザ照射器25がパル
ス状に繰り返すレーザビームの出射の休止中に、前記試
料搬送機構27が前記xyステージ22に保持された試
料4と前記試料カセット26に収納された試料4とを交
換する。
The central control unit 28 controls the operation of the laser irradiator 25 and the sample transport mechanism xy stage 22 so that the laser irradiator 25 stops emitting the laser beam repeated in a pulsed manner. The sample transport mechanism 27 exchanges the sample 4 held on the xy stage 22 with the sample 4 stored in the sample cassette 26.

【0049】より具体的には、前記中央制御装置28
は、前述のように前記レーザ照射器25が試料4の一箇
所にレーザビームを所定回数まで繰り返し照射すること
が、前記試料4の表面の全域で完了すると前記試料搬送
機構27による試料4の交換を実行させる。なお、前記
xyステージ22が試料4を移動させる所要時間や、前
記試料搬送機構27が試料4を交換する所要時間は、前
記レーザ照射器25のレーザビームの発振周期より長
い。
More specifically, the central control unit 28
As described above, when the laser irradiator 25 repeatedly irradiates the laser beam to one position of the sample 4 up to a predetermined number of times, when the entire area of the surface of the sample 4 is completed, the sample transfer mechanism 27 replaces the sample 4. Is executed. The time required for the xy stage 22 to move the sample 4 and the time required for the sample transport mechanism 27 to exchange the sample 4 are longer than the oscillation cycle of the laser beam of the laser irradiator 25.

【0050】上述のような構成において、本実施の形態
の試料処理装置21による試料処理方法を以下に説明す
る。まず、本実施の形態でも、試料4は半導体のシリコ
ン薄膜2が表面に積層されたガラス基板3からなり、試
料処理装置21による試料処理方法はシリコン薄膜2の
多結晶化として実行される。
A sample processing method using the sample processing apparatus 21 of the present embodiment in the above-described configuration will be described below. First, also in the present embodiment, the sample 4 includes the glass substrate 3 on which the semiconductor silicon thin film 2 is laminated on the surface, and the sample processing method by the sample processing apparatus 21 is executed as the polycrystalline silicon thin film 2.

【0051】その場合、従来の試料処理装置1と同様
に、レーザビームより小さいサイズに分割された素子ブ
ロックが試料4に設定されており、ステップ&リピート
により所定回数の照射と照射領域の移動とが繰り返さ
れ、ガラス基板3の表面の半導体のシリコン薄膜2の多
数の素子ブロックの位置が多結晶化される。
In this case, similarly to the conventional sample processing apparatus 1, an element block divided into a smaller size than the laser beam is set in the sample 4, and a predetermined number of times of irradiation and movement of the irradiation area are performed by step & repeat. Are repeated, and the positions of a number of element blocks of the semiconductor silicon thin film 2 on the surface of the glass substrate 3 are polycrystallized.

【0052】より詳細には、本実施の形態の試料処理装
置21による試料処理方法では、図4に示すように、最
初に高電圧が設定されてレーザ発振が一度だけ実行され
(ステップS1,S2)、低電圧が設定されてレーザ発振
が所定回数まで繰り返されるので(ステップS3〜S
7)、試料4の一箇所の素子ブロックには、一番目に発
振強度Eaのレーザビームが照射されてから二番目以後
に発振強度の平均値がEaveとなるレーザビームが所定
回数まで繰り返し照射される。
More specifically, in the sample processing method using the sample processing apparatus 21 of the present embodiment, as shown in FIG. 4, a high voltage is first set and laser oscillation is executed only once.
(Steps S1 and S2) Since the low voltage is set and laser oscillation is repeated up to a predetermined number of times (steps S3 to S2).
7), a laser beam having an oscillation intensity Ea is firstly irradiated to the element block at one position of the sample 4 and then a laser beam having an average value of the oscillation intensity Eave is repeatedly irradiated up to a predetermined number of times after the second. You.

【0053】上述のようなレーザ照射が完了すると、全
域で処理が完了するまで試料4がxyステージ22とと
もに移動され(ステップS8,S9)、試料4の全域で処
理が完了すると試料搬送機構27により試料4が交換さ
れる(ステップS10,S11)。
When the laser irradiation as described above is completed, the sample 4 is moved together with the xy stage 22 until the processing is completed in the entire area (steps S8 and S9). The sample 4 is exchanged (Steps S10, S11).

【0054】本実施の形態の試料処理装置21による試
料処理方法では、上述のように試料4の表面の一箇所に
レーザ照射器25がレーザビームをパルス状に所定回数
まで繰り返し照射するとき、図3に示すように、シリコ
ン薄膜2の非晶質化に最も影響が多大な一番目のレーザ
ビームの発振強度Eaが、二番目以後の発振強度の平均
値Eaveの1.03倍より大きくなるように制御される
ので、シリコン薄膜2の多数の箇所が均一に多結晶化さ
れる。
In the sample processing method by the sample processing apparatus 21 of the present embodiment, when the laser irradiator 25 repeatedly irradiates the laser beam to the spot on the surface of the sample 4 a predetermined number of times as described above, As shown in FIG. 3, the oscillation intensity Ea of the first laser beam, which has the greatest effect on the amorphization of the silicon thin film 2, is set to be larger than 1.03 times the average value Eave of the oscillation intensity of the second and subsequent laser beams. , A large number of portions of the silicon thin film 2 are uniformly polycrystallized.

【0055】この原理を以下に順次説明する。まず、ガ
ラス基板3の表面にシリコン薄膜2を75nmの膜厚に形
成し、レーザ照射器25として発振強度の均一性が3%
で波長が308nmのXeClのエキシマレーザを用意し
た。
The principle will be described below. First, a silicon thin film 2 is formed on the surface of a glass substrate 3 to a thickness of 75 nm, and the laser irradiator 25 has an oscillation intensity uniformity of 3%.
A XeCl excimer laser having a wavelength of 308 nm was prepared.

【0056】そこで、このレーザビームを339mJ/
cmの強度で試料4に一回だけ照射したところ、図5に
示すように、シリコン薄膜2は結晶粒径が平均20nm程
度の状態に多結晶化された。なお、同図は多結晶化した
シリコン薄膜2に、Seccoエッチングなる結晶方位に対
して違方性のエッチングを施し、走査型の電子顕微鏡で
観察した写真である。
Therefore, this laser beam was supplied at 339 mJ /
When the sample 4 was irradiated only once with an intensity of cm 2 , as shown in FIG. 5, the silicon thin film 2 was polycrystallized so that the average crystal grain size was about 20 nm. FIG. 3 is a photograph obtained by applying anisotropic etching to the polycrystalline silicon thin film 2 with respect to the crystal orientation of Secco etching and observing the same with a scanning electron microscope.

【0057】また、別個の試料4でレーザビームの発振
強度を424mJ/cmとしたところ、図6に示すよう
に、シリコン薄膜2の多結晶の粒径は平均70nm程度と
なり、レーザビームの発振強度を470mJ/cmとし
たところ、図7に示すように、シリコン薄膜2の多結晶
の粒径は平均10nm程度となった。
When the oscillation intensity of the laser beam in the separate sample 4 was set to 424 mJ / cm 2 , as shown in FIG. 6, the polycrystalline grain size of the silicon thin film 2 became about 70 nm on average, and the oscillation of the laser beam When the strength was 470 mJ / cm 2 , as shown in FIG. 7, the polycrystalline grain size of the silicon thin film 2 was about 10 nm on average.

【0058】そして、上述のように多結晶化させた三種
類の試料4の各々に九パルスのレーザビームを照射した
ところ、図6に示すように、一番目の発振強度が470
mJ/cmの試料4のみ結晶粒径が顕著に拡大した。な
お、二番目以後の発振強度が400mJ/cm以下では
何れの試料4でも顕著な変化はなく、450mJ/cm
程度とすることで顕著な変化が確認された。
When each of the three types of samples 4 polycrystallized as described above was irradiated with a nine-pulse laser beam, the first oscillation intensity was 470, as shown in FIG.
The crystal grain size of sample 4 of mJ / cm 2 was significantly increased. When the oscillation intensity after the second was 400 mJ / cm 2 or less, there was no significant change in any of Samples 4 and 450 mJ / cm 2.
A remarkable change was confirmed by setting the degree.

【0059】つまり、レーザビームの一番目の発振強度
を470mJ/cmとして二番目以後の発振強度を平均
的に450mJ/cmとすることにより、半導体のシリ
コン薄膜2を非晶質化させてから結晶粒径を順次拡大さ
せて所望の状態とすることができた。
That is, by setting the first oscillation intensity of the laser beam to 470 mJ / cm 2 and the second and subsequent oscillation intensity to 450 mJ / cm 2 on average, the semiconductor silicon thin film 2 is made amorphous. From this, the crystal grain size was sequentially enlarged to obtain a desired state.

【0060】これでシリコン薄膜2を所望の粒径まで多
結晶化することができたので、この手法でシリコン薄膜
2の多数の箇所を多結晶化させたところ、平均粒径が5
0nm以下の状態の箇所の発生率が3%となり、多結晶化
の均一性を従来の30%の略十倍まで改善することがで
きた。
As a result, the silicon thin film 2 was polycrystallized to a desired grain size. When a large number of portions of the silicon thin film 2 were polycrystallized by this method, the average grain size was 5%.
The occurrence rate of the portion having a size of 0 nm or less was 3%, and the uniformity of polycrystallization was able to be improved to approximately ten times the conventional 30%.

【0061】本実施の形態の試料処理装置21による試
料処理方法では、上述のように試料4の一箇所に繰り返
し照射するレーザビームの一番目の発振強度が二番目以
後の発振強度の平均値より大きいことにより、試料4の
半導体のシリコン薄膜2の多数の箇所を均一に多結晶化
させることができる。
In the sample processing method using the sample processing apparatus 21 according to the present embodiment, as described above, the first oscillation intensity of the laser beam repeatedly irradiated to one position of the sample 4 is calculated from the average value of the second and subsequent oscillation intensity. By being large, a large number of portions of the semiconductor silicon thin film 2 of the sample 4 can be uniformly polycrystallized.

【0062】つまり、一番目の発振強度が通常の発振強
度より大きいので、これが変動してもシリコン薄膜2の
多結晶化は予定の状態より劣化することがなく、これ以
後に低強度のレーザビームが繰り返し照射されることに
より、シリコン薄膜2は少なくとも予定の状態より良好
に多結晶化される。
That is, since the first oscillation intensity is higher than the normal oscillation intensity, even if the first oscillation intensity fluctuates, the polycrystallization of the silicon thin film 2 does not deteriorate from an expected state, and the low intensity laser beam Is repeatedly irradiated, so that the silicon thin film 2 is polycrystallized at least better than expected.

【0063】特に、上述のようなレーザビームの強度制
御が印加電圧により実行されるので、レーザビームを簡
易に所望の発振強度に制御することができる。また、シ
リコン薄膜2を非晶質化させる発振強度に一番目のレー
ザビームが制御され、二番目以後のレーザビームは非晶
質化したシリコン薄膜2の結晶粒径が拡大する発振強度
に制御されるので、所望の粒径に多結晶化されたシリコ
ン薄膜2を簡易に獲得することができ、高性能な薄膜ト
ランジスタを製作することができる。
In particular, since the above-described laser beam intensity control is performed by the applied voltage, the laser beam can be easily controlled to a desired oscillation intensity. The first laser beam is controlled to the oscillation intensity for amorphizing the silicon thin film 2, and the second and subsequent laser beams are controlled to the oscillation intensity for expanding the crystal grain size of the amorphized silicon thin film 2. Therefore, the silicon thin film 2 polycrystallized to a desired particle size can be easily obtained, and a high-performance thin film transistor can be manufactured.

【0064】さらに、本実施の形態の試料処理装置21
では、一箇所の処理が完了するごとに試料4が順次移動
させるので、試料4の表面の全域を処理することができ
る。このとき、試料4の相対移動の所要時間はレーザビ
ームの発振周期より長時間なので、その一番目のレーザ
ビームの発振強度は変動することになるが、これが通常
より高強度なので上述のように半導体のシリコン薄膜2
は良好な状態に多結晶化される。
Further, the sample processing apparatus 21 of the present embodiment
In this case, the sample 4 is sequentially moved each time the processing of one place is completed, so that the entire surface of the sample 4 can be processed. At this time, the time required for the relative movement of the sample 4 is longer than the oscillation cycle of the laser beam, so that the oscillation intensity of the first laser beam fluctuates. Silicon thin film 2
Is polycrystallized in a good state.

【0065】また、本実施の形態の試料処理装置21で
は、全域の処理が完了した試料4は交換されるので、多
数の試料4を自動的に処理することができる。このと
き、やはり試料4の交換の所要時間はレーザビームの発
振周期より長時間なので、その一番目のレーザビームの
発振強度は変動することになるが、これが通常より高強
度なので上述のように半導体のシリコン薄膜2は良好な
状態に多結晶化される。
Further, in the sample processing apparatus 21 of the present embodiment, since the samples 4 which have been completely processed are exchanged, a large number of samples 4 can be automatically processed. At this time, the time required for exchanging the sample 4 is also longer than the oscillation cycle of the laser beam, so that the oscillation intensity of the first laser beam fluctuates. Is thinly polycrystallized in a good state.

【0066】なお、本発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許
容する。例えば、上記形態では試料処理装置21の試料
処理方法により半導体のシリコン薄膜2を多結晶化させ
ることを例示したが、本発明の試料処理装置の試料処理
方法により、多結晶の薄膜を再結晶化させるようなこと
も可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but allows various modifications without departing from the gist of the present invention. For example, in the embodiment described above, the semiconductor thin film 2 is polycrystallized by the sample processing method of the sample processing apparatus 21, but the polycrystalline thin film is recrystallized by the sample processing method of the sample processing apparatus of the present invention. It is also possible to let them.

【0067】また、上記形態ではレーザビームが試料4
に照射される箇所を相対移動させる手法として、xyス
テージ5により試料4のみを移動させることを例示した
が、例えば、試料4は固定したままレーザ照射器8や偏
向ミラー6などの光学系を移動させることや、光学系と
試料4との両方を移動させることも可能である。
In the above embodiment, the laser beam is applied to the sample 4
The method of moving only the sample 4 by the xy stage 5 has been exemplified as a method of relatively moving the portion irradiated with the laser beam. For example, the optical system such as the laser irradiator 8 and the deflection mirror 6 is moved while the sample 4 is fixed. Or both the optical system and the sample 4 can be moved.

【0068】さらに、レーザ照射器8のレーザ光源とし
てXeClのエキシマレーザを使用することを例示した
が、これをXeF,ArF,等のエキシマレーザやYA
Gレーザとすることも可能である。そして、エキシマレ
ーザの発振強度を印加電圧により簡易に制御することを
例示したが、これをガスの循環速度により制御すること
も可能である。
Further, the use of an XeCl excimer laser as the laser light source of the laser irradiator 8 has been exemplified.
It is also possible to use a G laser. In addition, although the example has been described in which the oscillation intensity of the excimer laser is simply controlled by the applied voltage, it can be controlled by the circulation speed of the gas.

【0069】つまり、エキシマレーザはガスの循環機構
を具備しており、これは高回転ファンと高トルクモータ
からなる。エキシマレーザは、旦主放電によりレーザが
発振されると、主放電空間に熱的および音響学的な変化
が発生するため、次の主放電出力が低下する。
That is, the excimer laser has a gas circulation mechanism, which is composed of a high-speed fan and a high-torque motor. In the excimer laser, when the laser is oscillated by the main discharge, a thermal and acoustic change occurs in the main discharge space, so that the next main discharge output decreases.

【0070】エキシマレーザが連続的に発振する場合、
ガスの循環速度と発振周波数により発振強度が特定され
るので、非発振期間に循環速度を高めて主放電空間に存
在するガスを効率良く交換することで、放電時の一番目
の発振強度を高めることが可能である。
When the excimer laser oscillates continuously,
Since the oscillation intensity is specified by the gas circulation speed and the oscillation frequency, the first oscillation intensity at the time of discharge is increased by increasing the circulation speed during the non-oscillation period and efficiently exchanging the gas present in the main discharge space. It is possible.

【0071】例えば、試料4の一箇所にレーザビームを
十回まで繰り返し照射する場合、発振周波数を10H
z、移動時間を1.0sec、印加電圧を一定とした場
合、図8に示すように、照射期間でのガスの循環速度を
5m/sec、移動時間でのガスの循環速度を8m/secと
すると、一番目の発振強度を二番目以後の発振強度の平
均値の約1.04倍とすることができた。
For example, when the laser beam is repeatedly irradiated to one place of the sample 4 up to ten times, the oscillation frequency is set to 10H
z, the moving time is 1.0 sec, and the applied voltage is constant. As shown in FIG. 8, the gas circulation speed during the irradiation period is 5 m / sec, and the gas circulation speed during the moving time is 8 m / sec. Then, the first oscillation intensity could be made about 1.04 times the average value of the second and subsequent oscillation intensity.

【0072】また、上記形態ではマイクロコンピュータ
からなる中央制御装置28に適正なプログラムをソフト
ウェアとして実装することにより、レーザビームの発振
強度を簡易に制御することを例示したが、例えば、この
ような制御を実行する専用の回路を専用のハードウェア
で形成することも可能であり、このようなハードウェア
とマイクロコンピュータとを組み合わせることも可能で
ある。
Further, in the above-described embodiment, an example is described in which the oscillation intensity of the laser beam is simply controlled by installing an appropriate program as software in the central control device 28 composed of a microcomputer. Can be formed by dedicated hardware, and such hardware can be combined with a microcomputer.

【0073】上述のような制御をマイクロコンピュータ
に実行させるプログラムは、FD(Floppy Disc)やC
D−ROM(Compact Disc−Read Only Memory)
のように、単体で取り扱える情報記憶媒体に格納してお
くことが可能であり、その情報記憶媒体には、試料の一
箇所にパルス状に繰り返し照射するレーザビームを一番
目の発振強度が二番目以後の発振強度の平均値より大き
くなるように制御することを、マイクロコンピュータに
実行させるプログラムをソフトウェアとして格納してお
けば良い。
The program for causing the microcomputer to execute the above-described control is FD (Floppy Disc) or C
D-ROM (Compact Disc-Lead Only Memory)
The information can be stored in an information storage medium that can be handled as a single unit. A program for causing the microcomputer to execute control so as to be greater than the average value of the oscillation intensity thereafter may be stored as software.

【0074】[0074]

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0075】請求項1記載の発明の試料処理装置は、平
板状の試料を保持する試料保持機構と、保持された試料
の表面にレーザビームをパルス状に照射するレーザ照射
器と、該レーザ照射器が試料の一箇所にパルス状に繰り
返し照射するレーザビームを一番目の発振強度が二番目
以後の発振強度の平均値より大きくなるように制御する
強度制御装置と、を具備していることにより、一番目の
レーザビームは試料の処理に最も影響が多大であるのに
発振強度が変動しやすいが、これが通常より高強度に設
定されているので、少なくとも予定より低強度に発振さ
れることがなく、一番目のレーザビームで良好な状態に
処理された試料を二番目以後のレーザビームにより少な
くとも予定より良好な状態に最終的に処理することがで
きるので、例えば、このような処理を試料の多数の箇所
に実行することにより、試料の多数の箇所を均一に処理
することができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a sample processing apparatus, comprising: a sample holding mechanism for holding a flat sample; a laser irradiator for irradiating a laser beam in a pulse shape onto a surface of the held sample; The apparatus has an intensity control device for controlling a laser beam that repeatedly irradiates one position of the sample in a pulse shape so that the first oscillation intensity is larger than the average value of the second and subsequent oscillation intensity. Although the first laser beam has the greatest effect on the processing of the sample, the oscillation intensity tends to fluctuate, but since this is set to a higher intensity than usual, it can be oscillated at least at an intensity lower than expected. Rather, a sample processed in a good condition by the first laser beam can be finally processed to a better condition than at least by the second and subsequent laser beams. By executing such processing in multiple locations of the sample, it is possible to uniformly process a large number of points of the sample.

【0076】請求項2記載の発明は、請求項1記載の試
料処理装置であって、レーザ照射器は、印加電圧に対応
して発光強度が変化するレーザ光源と可変自在な電圧を
発生するドライバ回路とを具備しており、強度制御装置
は、前記レーザ照射器が試料の一箇所にレーザビームを
パルス状に繰り返し照射するときに一番目の発振に対し
て前記ドライバ回路が発生する電圧が二番目以後の電圧
より高くなるように制御することにより、レーザビーム
の発振強度を簡単に制御することができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the sample processing apparatus according to the first aspect, wherein the laser irradiator has a laser light source whose emission intensity changes in response to an applied voltage and a driver which generates a variable voltage. A voltage generated by the driver circuit with respect to the first oscillation when the laser irradiator repeatedly irradiates a laser beam to one portion of the sample in a pulsed manner. By controlling the voltage so as to be higher than the voltage after the first, the oscillation intensity of the laser beam can be easily controlled.

【0077】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の試料処理装置であって、試料は、半導体の薄膜が
絶縁体上に積層された基板からなり、強度制御装置は、
試料の半導体の薄膜を非晶質化させる発振強度に一番目
のレーザビームを制御し、非晶質化した試料の薄膜の結
晶粒径が拡大する発振強度に二番目以後のレーザビーム
を制御することにより、半導体の薄膜を所望の粒径に多
結晶化することができるので、高性能な薄膜トランジス
タの製造に寄与することができる。
The third aspect of the present invention is the first or second aspect.
The sample processing apparatus according to the above, wherein the sample comprises a substrate in which a semiconductor thin film is laminated on an insulator, and the intensity control device includes:
The first laser beam is controlled to the oscillation intensity that amorphizes the semiconductor thin film of the sample, and the second and subsequent laser beams are controlled to the oscillation intensity at which the crystal grain diameter of the thin film of the amorphized sample expands. Accordingly, the semiconductor thin film can be polycrystallized to have a desired particle size, which can contribute to the manufacture of a high-performance thin film transistor.

【0078】請求項4記載の発明の試料処理方法は、平
板状の試料を保持し、保持された試料の表面にレーザビ
ームをパルス状に照射し、試料の一箇所にパルス状に繰
り返し照射するレーザビームを一番目の発振強度が二番
目以後の発振強度の平均値より大きくなるように制御す
るようにしたことにより、一番目のレーザビームは試料
の処理に最も影響が多大であるのに発振強度が変動しや
すいが、これが通常より高強度に設定されているので、
少なくとも予定より低強度に発振されることがなく、一
番目のレーザビームで良好な状態に処理された試料を二
番目以後のレーザビームにより少なくとも予定より良好
な状態に最終的に処理することができるので、例えば、
このような処理を試料の多数の箇所に実行することによ
り、試料の多数の箇所を均一に処理することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a sample processing method, wherein a flat sample is held, a surface of the held sample is irradiated with a laser beam in a pulse shape, and one portion of the sample is repeatedly irradiated in a pulse shape. By controlling the laser beam so that the first oscillation intensity is greater than the average value of the second and subsequent oscillation intensity, the first laser beam oscillates even though it has the greatest effect on sample processing. The intensity is easy to fluctuate, but since this is set higher than usual,
A sample that has been processed in a good condition by the first laser beam without being oscillated at least at an intensity lower than expected can be finally processed to at least a better condition by the second and subsequent laser beams. So, for example,
By performing such processing on a large number of portions of the sample, it is possible to uniformly process the large number of portions of the sample.

【0079】請求項5記載の発明は、請求項4記載の試
料処理方法であって、試料は、半導体の薄膜が絶縁体上
に積層された基板からなり、試料の半導体の薄膜を非晶
質化させる発振強度に一番目のレーザビームを制御し、
非晶質化した試料の薄膜の結晶粒径が拡大する発振強度
に二番目以後のレーザビームを制御するようにしたこと
により、半導体の薄膜を所望の粒径に多結晶化すること
ができるので、高性能な薄膜トランジスタの製造に寄与
することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the sample processing method according to the fourth aspect, wherein the sample comprises a substrate in which a semiconductor thin film is laminated on an insulator, and the sample semiconductor thin film is made amorphous. Control the first laser beam to the oscillation intensity to be
By controlling the second and subsequent laser beams to the oscillation intensity at which the crystal grain size of the amorphous thin film expands, the semiconductor thin film can be polycrystallized to a desired grain size. , And contribute to the production of high-performance thin film transistors.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の一形態の試料処理装置を示す模
式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a sample processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】レーザ照射器のドライバ回路がレーザ光源に印
加する電圧を示すタイムチャートである。
FIG. 2 is a time chart showing a voltage applied to a laser light source by a driver circuit of the laser irradiator.

【図3】レーザ照射器が試料に照射するレーザビームの
発振強度を示すタイムチャートである。
FIG. 3 is a time chart showing the oscillation intensity of a laser beam irradiating a sample with a laser irradiator.

【図4】試料処理装置によるデータ処理方法を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a data processing method by the sample processing apparatus.

【図5】低強度のレーザビームを照射したシリコン薄膜
を走査型の電子顕微鏡で観察した図面に代える写真であ
る。
FIG. 5 is a photograph replacing a drawing in which a silicon thin film irradiated with a low-intensity laser beam is observed with a scanning electron microscope.

【図6】中強度のレーザビームを照射したシリコン薄膜
を走査型の電子顕微鏡で観察した図面に代える写真であ
る。
FIG. 6 is a photograph replacing a drawing obtained by observing a silicon thin film irradiated with a medium-intensity laser beam with a scanning electron microscope.

【図7】高強度のレーザビームを照射したシリコン薄膜
を走査型の電子顕微鏡で観察した図面に代える写真であ
る。
FIG. 7 is a photograph replacing a drawing in which a silicon thin film irradiated with a high-intensity laser beam is observed with a scanning electron microscope.

【図8】レーザビームを繰り返し照射することによるシ
リコン薄膜の結晶粒径の変化を示す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a change in crystal grain size of a silicon thin film due to repeated irradiation of a laser beam.

【図9】一変形例のレーザ照射器が試料に照射するレー
ザビームの発振強度を示すタイムチャートである。
FIG. 9 is a time chart showing the oscillation intensity of a laser beam that irradiates a sample with a laser irradiator according to a modification.

【図10】一従来例の試料処理装置を示す摸式図であ
る。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a sample processing apparatus of a conventional example.

【図11】従来のレーザ照射器が試料に照射するレーザ
ビームの発振強度を示すタイムチャートである。
FIG. 11 is a time chart showing the oscillation intensity of a laser beam that irradiates a sample with a conventional laser irradiator.

【図12】第一の従来例のレーザ発振と試料移動との関
係を示すタイムチャートである。
FIG. 12 is a time chart showing the relationship between laser oscillation and sample movement in the first conventional example.

【図13】第二の従来例のレーザ発振と試料移動との関
係を示すタイムチャートである。
FIG. 13 is a time chart showing the relationship between laser oscillation and sample movement in the second conventional example.

【図14】第三の従来例のレーザ発振と試料移動との関
係を示すタイムチャートである。
FIG. 14 is a time chart showing the relationship between laser oscillation and sample movement in a third conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 薄膜 3 基板 4 試料 21 試料処理装置 22 試料保持機構であり相対移動機構でもあるxy
ステージ 25 レーザ照射器 27 試料交換機構である試料搬送機構 28 強度制御装置となる中央制御装置
2 Thin film 3 Substrate 4 Sample 21 Sample processing device 22 xy which is a sample holding mechanism and a relative movement mechanism
Stage 25 Laser irradiator 27 Sample transfer mechanism as sample exchange mechanism 28 Central controller as intensity controller

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平板状の試料を保持する試料保持機構
と、 保持された試料の表面にレーザビームをパルス状に照射
するレーザ照射器と、 該レーザ照射器が試料の一箇所にパルス状に繰り返し照
射するレーザビームを一番目の発振強度が二番目以後の
発振強度の平均値より大きくなるように制御する強度制
御装置と、を具備していることを特徴とする試料処理装
置。
A sample holding mechanism for holding a flat sample; a laser irradiator for irradiating the surface of the held sample with a laser beam in a pulse form; A sample processing apparatus, comprising: an intensity control device that controls a laser beam to be repeatedly irradiated so that the first oscillation intensity is larger than the average value of the second and subsequent oscillation intensity.
【請求項2】 レーザ照射器は、印加電圧に対応して発
光強度が変化するレーザ光源と可変自在な電圧を発生す
るドライバ回路とを具備しており、 強度制御装置は、前記レーザ照射器が試料の一箇所にレ
ーザビームをパルス状に繰り返し照射するときに一番目
の発振に対して前記ドライバ回路が発生する電圧が二番
目以後の電圧より高くなるように制御することを特徴と
する請求項1記載の試料処理装置。
2. A laser irradiator comprising: a laser light source whose emission intensity changes in response to an applied voltage; and a driver circuit which generates a variable voltage. When a laser beam is repeatedly irradiated on a portion of the sample in a pulse shape, the voltage generated by the driver circuit for the first oscillation is controlled to be higher than the voltage after the second oscillation. 2. The sample processing apparatus according to 1.
【請求項3】 試料は、半導体の薄膜が絶縁体上に積層
された基板からなり、 強度制御装置は、試料の半導体の薄膜を非晶質化させる
発振強度に一番目のレーザビームを制御し、非晶質化し
た試料の薄膜の結晶粒径が拡大する発振強度に二番目以
後のレーザビームを制御することを特徴とする請求項1
または2記載の試料処理装置。
3. The sample comprises a substrate in which a semiconductor thin film is laminated on an insulator. The intensity control device controls a first laser beam to an oscillation intensity for amorphizing the semiconductor thin film of the sample. And controlling the second and subsequent laser beams to the oscillation intensity at which the crystal grain size of the thin film of the amorphized sample expands.
Or the sample processing apparatus according to 2.
【請求項4】 平板状の試料を保持し、 保持された試料の表面にレーザビームをパルス状に照射
し、 試料の一箇所にパルス状に繰り返し照射するレーザビー
ムを一番目の発振強度が二番目以後の発振強度の平均値
より大きくなるように制御するようにしたことを特徴と
する試料処理方法。
4. A flat sample is held, a surface of the held sample is irradiated with a laser beam in a pulsed manner, and a laser beam repeatedly irradiated on one portion of the sample is irradiated with a laser beam having a first oscillation intensity of two. A sample processing method characterized in that control is performed so as to be larger than the average value of the oscillation intensity after the first time.
【請求項5】 試料は、半導体の薄膜が絶縁体上に積層
された基板からなり、試料の半導体の薄膜を非晶質化さ
せる発振強度に一番目のレーザビームを制御し、非晶質
化した試料の薄膜の結晶粒径が拡大する発振強度に二番
目以後のレーザビームを制御するようにしたことを特徴
とする請求項4記載の試料処理方法。
5. A sample comprises a substrate in which a semiconductor thin film is laminated on an insulator, and controls a first laser beam at an oscillation intensity for amorphizing the semiconductor thin film of the sample to form the sample. 5. The sample processing method according to claim 4, wherein the second and subsequent laser beams are controlled to the oscillation intensity at which the crystal grain size of the thin film of the sample expands.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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