JPS6174325A - Linear energy beam irradiating device - Google Patents

Linear energy beam irradiating device

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JPS6174325A
JPS6174325A JP19731384A JP19731384A JPS6174325A JP S6174325 A JPS6174325 A JP S6174325A JP 19731384 A JP19731384 A JP 19731384A JP 19731384 A JP19731384 A JP 19731384A JP S6174325 A JPS6174325 A JP S6174325A
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JP
Japan
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wafer
turntable
electron beam
mask
processed
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Application number
JP19731384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Setsuo Usui
碓井 節夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPS6174325A publication Critical patent/JPS6174325A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656Special treatments
    • H01L21/02664Aftertreatments
    • H01L21/02667Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02689Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using particle beams

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Abstract

PURPOSE:To perform a uniform preheating as well as to unify the condition of process of recrystallization by a method wherein the material to be processed is preheated through the aperture provided on a rotary stand corresponding to the range of movement of the material to to processed in the radial direction of the rotary stand. CONSTITUTION:Retaining stands 41 and 42 are driven by a motor 51, to be used for shifting of wafers, in such a manner that the center of wafers 11 and 12 is positioned directly below the two windows 22 of a beam mask 21. The mask 21 is fixed to retaining stands 41 and 42 by a mask raising and lowering device 23. After the wafer 1 is preheated by an infrared ray lamp 12 through the oblong aperture 2l of the turn table 2, the turn table 2 is rotated. The radiation rays 5d, 5e and 5f of the linear electron beam 5 emitted momentarily from the electron beam source 6 (6a-6c), which rotates in synchronization with the turn table 2, are brought in parallel with the radius of the turn table 2 which passes the center of the wafer 1, and the density of radiation rays on the wafer 1 is made uniform.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば絶縁基板上の多結晶シリコン膜を再結
晶化して単結晶シリコン膜を形成する装−置に適用して
好適な、線状エネルギービームを被処理体に照射する装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention is directed to a wire-line system suitable for application to, for example, an apparatus for recrystallizing a polycrystalline silicon film on an insulating substrate to form a single-crystal silicon film. The present invention relates to an apparatus for irradiating an object to be processed with a beam of energy.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

LSIに代表されるシリコン半導体装置に対する高密度
化、高性能化の要求に応じて、絶縁基板上にシリコンの
結晶薄膜を形成するいわゆる5ol(Silicon 
on In5ulator)技術が開発されている。
In response to the demand for higher density and higher performance for silicon semiconductor devices such as LSI, so-called 5ol (Silicon
On In5ulator) technology has been developed.

これは、石英基板又はシリコン結晶の基板(ウェーハ)
上に絶縁層としての酸化膜を形成したものの上に多結晶
シリコン膜を被着し、この多結晶シリコン膜を例えば線
状電子ビームの照射によって短時間、局所的に融解し、
それを冷却することにより再結晶化して、シリコン単結
晶膜を形成するものである。
This is a quartz substrate or silicon crystal substrate (wafer)
A polycrystalline silicon film is deposited on top of which an oxide film is formed as an insulating layer, and this polycrystalline silicon film is locally melted for a short time by, for example, irradiation with a linear electron beam.
By cooling it, it is recrystallized to form a silicon single crystal film.

まず、第6図乃至第8図を参照しながら、従来の線状エ
ネルギービーム照射装置としての、絶縁基板上の多結晶
シリコン膜を再結晶化して、単結晶シリコン膜を形成す
る装置の構成例について説明する。第6図及び第7図に
おいて、(2)はターンテーブルで、多結晶シリコン膜
を被着した複数のウェーハ(1)が、このターンテーブ
ル(2)上に、その適宜配設された複数の開口(2a)
を覆うように載置される。ターンテーブル(2)は回転
軸(3)を介してモータ(4)によって回転せしめられ
る。(6)は線状電子ビーム(5)を発生する電子ビー
ム源で、これが各ウェーハ(1)に逐次対向するように
配設され、ビーム源(6)を制御する制御電源(7)に
はモータ(4)に直結されたエンコーダ(8)から回転
位置情報信号が供給される。このエンコーダ(8)とモ
ータ(4)との藺に公知の回転制御回路(9)が接続さ
れる。
First, with reference to FIGS. 6 to 8, an example of the configuration of a conventional linear energy beam irradiation device for recrystallizing a polycrystalline silicon film on an insulating substrate to form a single crystal silicon film. I will explain about it. In FIGS. 6 and 7, (2) is a turntable, and a plurality of wafers (1) coated with a polycrystalline silicon film are placed on the turntable (2), and Opening (2a)
It is placed so as to cover the The turntable (2) is rotated by a motor (4) via a rotating shaft (3). (6) is an electron beam source that generates a linear electron beam (5), which is arranged so as to face each wafer (1) sequentially, and a control power source (7) that controls the beam source (6). A rotational position information signal is supplied from an encoder (8) directly connected to the motor (4). A known rotation control circuit (9) is connected between the encoder (8) and the motor (4).

ウェーハ(1)、ターンテーブル(2)及びビーム源(
6)は全体として真空容器Qlに収容され、真空容器Q
lにはターンテーブル(2)の各開口(2a)に対向し
て石英ガラス製の窓(11)が適宜の数だけ設けられ、
窓(11)の外側にウェーハ(1)を予熱するための赤
外線灯(12)が配設される。真空容器QOIの排気筒
(13)は図示を省略した真空ポンプに接続されている
。なお、赤外線灯(12)は電子ビーム源(6)と対向
しないように配設される。
Wafer (1), turntable (2) and beam source (
6) is housed in the vacuum container Ql as a whole, and the vacuum container Q
1 is provided with an appropriate number of quartz glass windows (11) facing each opening (2a) of the turntable (2),
An infrared lamp (12) for preheating the wafer (1) is arranged outside the window (11). The exhaust pipe (13) of the vacuum container QOI is connected to a vacuum pump (not shown). Note that the infrared lamp (12) is arranged so as not to face the electron beam source (6).

従来の線状ビーム照射装置の動作は次のとおりである。The operation of a conventional linear beam irradiation device is as follows.

ターンテーブル(2)の開口(2a)上のウェーハ(1
)は窓(11)を通して赤外線灯(12)によって予熱
される。ウェーハ(13が所定温度に達すると、赤外線
灯(12)が消勢され、ターンテーブル(2)はモータ
(4)によって駆動されて、例えば500〜11000
rp程度で回転する。ターンテーブル(2)が所定速度
に達すると、制御電源(7)が、エンコーダ(8)から
供給された回転位置情報信号にタイミイグ制御されて、
第8図に示すようにターンテーブル(2)が角度2θだ
け回転する期間、線状電子ビーム源(6)から電子ビー
ム(5)が発射される。か(して、第8図に示すように
、ウェーハ(1)上に(lp) +  (lq) 、(
lr)で代表されるSOIパターンは(5a) 、  
(5b) 。
The wafer (1) is placed on the opening (2a) of the turntable (2).
) is preheated by an infrared lamp (12) through a window (11). When the wafer (13) reaches a predetermined temperature, the infrared lamp (12) is deactivated and the turntable (2) is driven by the motor (4), e.g.
Rotates at about rp. When the turntable (2) reaches a predetermined speed, the control power source (7) is timed and controlled by the rotational position information signal supplied from the encoder (8).
As shown in FIG. 8, an electron beam (5) is emitted from a linear electron beam source (6) while the turntable (2) rotates by an angle of 2θ. (Then, as shown in FIG. 8, (lp) + (lq), (
The SOI pattern represented by lr) is (5a),
(5b).

(5c)で代表される刻々の電子ビーム(5)による照
射線に走査されて、多結晶シリコン膜の融解が行われ、
その後の冷却により再結晶化が行われて、単結晶シリコ
ン膜が形成される。
The polycrystalline silicon film is melted by being scanned by the irradiation rays of the electron beam (5) represented by (5c).
Recrystallization is performed by subsequent cooling, and a single crystal silicon film is formed.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、このような従来の線状ビーム照射装置に
あっては、ビーム(5)の長さによって処理可能なウェ
ーハイ1′)の寸法が制限され、大口径つニー八を処理
することができないという欠点があった。
However, with such conventional linear beam irradiation equipment, the size of the wafer 1' that can be processed is limited by the length of the beam (5), and it is not possible to process large diameter wafers. There were drawbacks.

この欠点を解消するために、ウェーハを移動させること
が考えられるが、ウェーハを単に移動させようとすると
、ターンテーブル(2)の開口(2a)との相対位置が
ずれて、ウェーハ(1)を均一に予熱することができず
、ウェーハ(1)の予熱温度が場所によって異なるので
、再結晶化の処理条件が一定にならないという欠点があ
った。
In order to eliminate this drawback, it is possible to move the wafer, but if you try to simply move the wafer, the relative position with the opening (2a) of the turntable (2) will shift, causing the wafer (1) to move. Since the wafer (1) cannot be preheated uniformly and the preheating temperature of the wafer (1) varies depending on the location, there is a drawback that the processing conditions for recrystallization are not constant.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、被処理体(1)が載置される回転台(2)と
、この回転台(2)の半径方向に配設された線状エネル
ギービーム源(6)と、回転台値)に関して線状エネル
ギービーム源(6)と反対側に配された加熱手Vjt(
12)とを有し、線状エネルギービーム源(6)からの
線状エネルギービームを被処理体(1)に照射する線状
工″ネルギービーム照射装置において、被処理体(1)
を回転台(2)の半径方向に移動させる移動手段(41
) 。
The present invention includes a turntable (2) on which an object to be processed (1) is placed, a linear energy beam source (6) arranged in the radial direction of the turntable (2), and a turntable value). The heating hand Vjt (
12), which irradiates the object (1) with a linear energy beam from the linear energy beam source (6).
moving means (41) for moving in the radial direction of the rotary table (2);
).

(42)を設けると共に、回転台(2)に被処理体(1
1の移動範囲に対応する開口(22)を配設し、この開
口(21)を通して加熱手段(12)によって被処理体
(1)を加熱するようにしたものである。
(42) and the object to be processed (1) on the rotary table (2).
The object to be processed (1) is heated by a heating means (12) through the opening (21).

〔作用〕 かかる本発明によれば、被処理体(1)は移動手段(4
1) 、  (42)によって回転台(2)の半径方向
に移動し、この移動範囲に対応して回転台(2)に配設
された開口(21)を通して、加熱手段(12)によっ
て被処理体(1)が予熱される。しかる後に、被処理体
ωは線状エネルギービーム源(6)からの線状エネルギ
ービームによって照射される。
[Operation] According to the present invention, the object to be processed (1) is moved by the moving means (4).
1) and (42) in the radial direction of the rotary table (2), and the heating means (12) passes through the opening (21) arranged in the rotary table (2) corresponding to this movement range. The body (1) is preheated. Thereafter, the object to be processed ω is irradiated with a linear energy beam from a linear energy beam source (6).

C実施例〕 以下、第1図〜第4図を参照しながら、本発明による線
状エネルギーと一ム照射装置の一実施例について説明す
る。第1図及び第2図において第6図及び第7図に対応
する部分には同一の符号を付して重複説明を省略する。
C Embodiment] Hereinafter, an embodiment of the linear energy and one beam irradiation device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. In FIGS. 1 and 2, parts corresponding to those in FIGS. 6 and 7 are designated by the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted.

第1図及び第2図において、(21)はモリブデンのよ
うな高融点金属製のビームマスクであって、ターンテー
ブル(2)の上方にこれと同軸に配設され、そのターン
テーブル(2)側の面にはカーボンシート等が被着され
る。ビームマスク(21)には複数の方形が連続した形
の1対の窓(22)が180°の角間隔で配設され、こ
の窓(22)を通過する線状電子ビーム(5)によって
、2枚のウェーハ(11((lx ) 。
In FIGS. 1 and 2, (21) is a beam mask made of a high-melting point metal such as molybdenum, and is disposed above and coaxially with the turntable (2). A carbon sheet or the like is adhered to the side surface. A pair of windows (22) in the shape of a plurality of continuous rectangles are arranged in the beam mask (21) at an angular interval of 180°, and the linear electron beam (5) passing through the windows (22) causes Two wafers (11 ((lx).

(12) )の所定領域が照射される。窓(22)につ
いては後に詳述する。
(12) A predetermined area of ) is irradiated. The window (22) will be explained in detail later.

(23)はマスク(21)を昇降させる昇降機構であっ
て、ターンテーブル(2)の回転軸(3)の下端にこれ
と一体に取付けられ、回転軸(3)内に配設された連結
稈(24)を介してビームマスク(21)を昇降させる
。回転軸(3)の下部には歯車(31)が取付けられ、
これとかみ合う歯車(32)がモータ(4)に取付けら
れる。ターンテーブル(2)とマスク(21)とは両歯
車(31) 、  (32)を介してモータ(4)によ
って駆動されて一体に回転する。
(23) is an elevating mechanism for elevating the mask (21), which is integrally attached to the lower end of the rotating shaft (3) of the turntable (2), and is connected to a connection disposed within the rotating shaft (3). The beam mask (21) is raised and lowered via the culm (24). A gear (31) is attached to the lower part of the rotating shaft (3),
A gear (32) meshing with this is attached to the motor (4). The turntable (2) and the mask (21) are driven by the motor (4) via both gears (31) and (32) to rotate together.

(41)及び(42)はウェーハ保持台、(43)は案
内棒、(44)は移動用のネジであって、両保持台(4
1)及び(42)の一方の端部(41a )及び(42
a )がそれぞれ案内棒(43)に係合すると共に、他
方の端部(41b)及び(42b ”)が移動ネジ(4
4)の左ネジ部(441)及び右ネジ(44r )にそ
れぞれ螺合する。案内棒(43)及び移動ネジ(44)
の両端部及び中央部はターンテーブル(2)上に適宜配
設された軸受B1〜B6にそれぞれ支承される。
(41) and (42) are wafer holding stands, (43) is a guide rod, (44) is a screw for movement, and both holding stands (4
1) and (42), one end (41a) and (42)
a) respectively engage the guide rod (43), and the other end (41b) and (42b'') engage the moving screw (4
4) into the left-hand threaded portion (441) and right-hand threaded portion (44r), respectively. Guide rod (43) and moving screw (44)
Both ends and the center of the turntable (2) are respectively supported by bearings B1 to B6 appropriately arranged on the turntable (2).

両ウェーハ保持台(41)及び(42)はターンテーブ
ル(2)上に回転軸(3)に関して対称に配設されると
共に、回転軸(3)に関して対称に移動するようになさ
れて、この移動に拘らず、ターンテーブル(2)のダイ
ナミックバランスが保たれるようになされている。更に
、ターンテーブル(2)の回転を一層円滑にするために
、回転軸(3)に対称に1対のバランサ(2b)がター
ンテーブル(2)に配設される。
Both wafer holding tables (41) and (42) are disposed symmetrically on the turntable (2) with respect to the rotation axis (3), and are configured to move symmetrically with respect to the rotation axis (3). Regardless, the dynamic balance of the turntable (2) is maintained. Furthermore, in order to make the rotation of the turntable (2) even smoother, a pair of balancers (2b) are arranged on the turntable (2) symmetrically about the rotation axis (3).

(51)は両ウェーハ保持台(41)及び(42)の移
動用のモータであって、モータ(51)の駆動軸(52
)が真空容器(14)の気密軸受(15)に摺動自在に
支承され、駆動軸(52)の四端(53)は移動ネジ(
44)の尖端(45)と係合・分離可能なりラッチCL
を構成する。このクラッチCLを介して移動用モータ(
51)の駆動力が伝達されて、両保持台(41)及び(
42)は、ターンテーブル(2)の回転中心に関して対
称に、ウェーハ+11の直径と略等しい距離だけ移動可
能である。両保持台(41)及び(42)の可動範囲に
対向して、ターンテーブル(2)に1対の長円形の予熱
用開口(21)が設けられる。
(51) is a motor for moving both wafer holding tables (41) and (42), and is a drive shaft (52) of the motor (51).
) is slidably supported on the airtight bearing (15) of the vacuum container (14), and the four ends (53) of the drive shaft (52) are supported by the moving screw (
Latch CL that can be engaged with and separated from the tip (45) of 44)
Configure. The movement motor (
The driving force of (51) is transmitted to both holding tables (41) and (
42) is movable symmetrically about the rotation center of the turntable (2) by a distance approximately equal to the diameter of the wafer +11. A pair of oval preheating openings (21) are provided in the turntable (2) facing the movable ranges of both the holding stands (41) and (42).

なお、両ウェーハ保持台(41)及び(42)に共通の
位置検出器(図示を省略)がターンテーブル(2)に関
して電子ビーム源(6)と同じ側に適宜に設けられ、双
方の保持台(41)及び(42)に共通の位置検出用光
源(図示を省略)が一方のウェーハ保持台、例えば(4
2)の一方の端部、例えば(42a)に設けられてもよ
い、この場合、ビームマスク(21)は電子ビームが通
過する窓(22)の近傍だけを遮蔽し得ればよい。
In addition, a position detector (not shown) common to both wafer holding stands (41) and (42) is appropriately provided on the same side of the turntable (2) as the electron beam source (6), and A position detection light source (not shown) common to (41) and (42) is connected to one wafer holding table, for example (4).
2), for example (42a); in this case, the beam mask (21) only needs to be able to shield the vicinity of the window (22) through which the electron beam passes.

(71)は電子ビーム源(6)を駆動するモータであっ
て、その駆動軸(72)は真空容器(併)を貫通して電
子ビーム源(6)に結合される。モータ(71)にはエ
ンコーダ(73)が直結される。(74)は比較回路で
あって、エンコーダ(8)からターンテーブル(2)の
基準回転位置情報信号が供給されると共に、エンコーダ
(73)から電子ビーム源(6)の回転位置情報信号が
供給される。比較回路(74)の出力は駆動増幅器(7
5)を介してモータ(71)に供給される。
(71) is a motor that drives the electron beam source (6), and its drive shaft (72) passes through the vacuum vessel (also) and is coupled to the electron beam source (6). An encoder (73) is directly connected to the motor (71). (74) is a comparison circuit to which the reference rotational position information signal of the turntable (2) is supplied from the encoder (8), and the rotational position information signal of the electron beam source (6) is supplied from the encoder (73). be done. The output of the comparator circuit (74) is connected to the drive amplifier (7
5) to the motor (71).

本実施例の動作は次のとおりである。The operation of this embodiment is as follows.

まず、電子ビームが2枚のウェーハ(b ) 。First, the electron beam hits two wafers (b).

(12)のそれぞれ同じ位置、例えば中央を照射するよ
うに、移動用モータ(51)をクラッチCLを介して移
動ネジ(44)に結合し、2枚のウェーハ(11)、(
12)の各中央がそれぞれビームマスク(21)の2個
の窓(22)の直下に位置するように、保持台(41)
 、  (42)を駆動する。この場合、両ウェーハ保
持台(41) 、  (42)の移動前にマスク昇降機
構(23)を動作させて、マスク(21)を第2図にお
いて破線(21u )でボされる位置まで上昇させると
、マスク(21)はウェーハ(11)、(12)及び保
持台(41) 、  (42)と接触しない状態に保た
れる。そして、両ウエーハ保持台(41) 、  (4
2)の移動後、マスク昇降機構(23)によってマスク
(21)を下降させて、第2図にボされる位置まで復帰
させると、マスク(21)はウェーハ(]、t)、(1
2)を均等に押圧してそれぞれの保持台(41) 、 
 (42)に固定させ、ウェーハ(11)、(12)が
保持台(/11) 、  (42)に確実に保持された
状態でマスク(2I)がクランプされる。
A moving motor (51) is coupled to a moving screw (44) via a clutch CL so as to irradiate the same position, for example, the center of each of the two wafers (11), (12).
Holding base (41) such that each center of each of
, (42). In this case, before moving both wafer holding tables (41) and (42), the mask lifting mechanism (23) is operated to raise the mask (21) to the position indicated by the broken line (21u) in FIG. Then, the mask (21) is kept out of contact with the wafers (11), (12) and the holding tables (41), (42). Then, both wafer holding stands (41), (4
After the movement of step 2), the mask (21) is lowered by the mask lifting mechanism (23) and returned to the position shown in FIG.
2) evenly press each holding table (41),
(42), and the mask (2I) is clamped with the wafers (11) and (12) securely held on the holding tables (/11) and (42).

クラッチCLを切離し、従来と同様に、ターンテーブル
(2)の長円形開口(21)を通して赤外線灯(12)
によってウェーハ(1)が予熱されてから、ターンテー
ブル(2)を回転させる。回転制御回路(9)に制御さ
れ°ζターンテーブル(2)が定速回転状態に達し、電
子ビーム源(6)から線状電子ビーム(5)の発射が開
始される時点において、1枚目のウェーハ(11)は第
3図において円(1a)で示される位置にある。このと
き、線状電子ビーム源(6)の長手方向(83a )は
ウェーハ(la)の中心(81a )とターンテーブル
(2)の中心(2c)を結ぶ直線(82a)に平行にな
っている。
Disconnect the clutch CL, and as before, turn on the infrared light (12) through the oval opening (21) of the turntable (2).
After the wafer (1) is preheated, the turntable (2) is rotated. When the rotation control circuit (9) controls the °ζ turntable (2) to reach a constant speed rotation state and the electron beam source (6) starts emitting the linear electron beam (5), the first The wafer (11) is in the position indicated by the circle (1a) in FIG. At this time, the longitudinal direction (83a) of the linear electron beam source (6) is parallel to the straight line (82a) connecting the center (81a) of the wafer (la) and the center (2c) of the turntable (2). .

線状電子ビームの発射期間中、ターンテーブル(2)が
反時計方向に角度2θだけ回転しているので、ウェーハ
(1)は、円(1b)で示される位置を経て、円(1c
)で示される位置まで移動する。この期間に、モータ(
71)に駆動されて、電子ビーム源(6)はその回転中
心CGを中心として同じく反時計方向にターンテーブル
(2)と同一速度で回動し、第3図において、領域(6
b)で示される位置を経゛ζ、領域(6c)で示される
位置まで移動する。領域(6c)の長手方向(83c 
)はウェーハ(lc)の中心(81c)とターンテーブ
ル(2)の中心(2C)とを結ぶ直線 (82c )に
平行になる。
During the emission period of the linear electron beam, the turntable (2) rotates counterclockwise by an angle of 2θ, so that the wafer (1) passes through the position indicated by the circle (1b) and then moves to the position indicated by the circle (1c).
) to the position shown. During this period, the motor (
71), the electron beam source (6) rotates counterclockwise around its rotation center CG at the same speed as the turntable (2), and in FIG.
Move from the position shown in b) to the position shown in area (6c) via ζ. Longitudinal direction (83c) of area (6c)
) is parallel to a straight line (82c) connecting the center (81c) of the wafer (lc) and the center (2C) of the turntable (2).

上述のように、ターンテーブル(2)と同期して回動す
る電子ビーム源(6) ((6a)〜(6c))から刻
刻発射される線状電子ビーム(5)による照射線(5d
) 。
As mentioned above, the irradiation rays (5d
).

(5e) 、  (5f)は、第4図に示すように、ウ
ェーハ(1)上においてその中心を通るターンテーブル
(2)の動径と平行になるので、ウェーハ(1)上の照
射線密度が均一になる。
As shown in Figure 4, (5e) and (5f) are parallel to the radius of the turntable (2) passing through the center of the wafer (1), so the irradiation density on the wafer (1) is becomes uniform.

ところで、ビームマスク(21)がない場合は、電子ビ
ームの照射領域は、刻々の照射線(5d)〜(5f)の
集合であって、第4図に示されるように広幅弧状となり
、その上縁(84)及び下縁(85)は共に、ターンテ
ーブル(2)の中心(2c)と電子ビーム源(6)の回
転中心CGとの距1i1iRと等しい曲率半径を有する
By the way, if there is no beam mask (21), the irradiation area of the electron beam is a collection of the irradiation rays (5d) to (5f) at each moment, and has a wide arc shape as shown in FIG. Both the edge (84) and the lower edge (85) have a radius of curvature equal to the distance 1i1iR between the center (2c) of the turntable (2) and the rotation center CG of the electron beam source (6).

しかし、上述の照射領域がビームマスク(21)によっ
て規制された照射規制領域はウェーハ(1)上へのマス
ク(21)の窓(22)の′#gt影(22P )と等
しい。第4図に示すように、投影(22P ) 、即ち
窓(22)は複数(図では:H1lil)の長方形(2
2a ) 。
However, the above-mentioned irradiation area regulated by the beam mask (21) is equal to the '#gt shadow (22P) of the window (22) of the mask (21) on the wafer (1). As shown in FIG. 4, the projection (22P), that is, the window (22) has a plurality of rectangles (2
2a).

(22b )及び(22c)がそれぞれの長辺が互いに
平行であって、それぞれの短辺(長さW)において連接
した形状となっている。また、両端の方形(22a )
 、  (22c )の外方の頂点(22e ) 、 
 (22f )及び内方の頂点(22i ) 、  (
22j )は照射領域のト下両縁(84)及び(85)
から、照射線(5d)〜(5r)の端縁の強度むらの部
分の長さだけ、それぞれ内側に入った弧(84e)及び
(85e )に接すると共に、この弧(84e )及び
(85e)と中央の方形(22b )の長辺とが交わら
ないように、各方形(22a ) 、  (22b )
 、  (22c )の形が設定される。こうして、窓
(22)によって、線状ビーム(5)の長手方向の両端
縁の強度むらの部分が除去され、照射規制領域内の照射
エネルギー密度は均一になる  。
(22b) and (22c) have a shape in which their long sides are parallel to each other and are connected at their short sides (length W). Also, the squares at both ends (22a)
, the outer vertex (22e) of (22c),
(22f) and the inner vertex (22i), (
22j) are the lower edges (84) and (85) of the irradiation area.
, the irradiation lines (5d) to (5r) touch the arcs (84e) and (85e) that have entered inside by the length of the uneven intensity portion at the edge, and the arcs (84e) and (85e) (22a), (22b) so that the long sides of the central square (22b) do not intersect.
, (22c) is set. In this way, the window (22) removes the uneven intensity at both ends of the linear beam (5) in the longitudinal direction, and the irradiation energy density within the irradiation regulation area becomes uniform.

1枚目のウェーハ(11)の中央部の照射が終っても、
ターンテーブル(2)は引続き定速回転して、2枚目の
ウェーハ(12)が、ビームマスク(21)の窓(22
)と共に、電子ビーム源(6)の下に差し掛かる。この
とき、電子ビーム源(6)は第3図において領域(6a
)で示した位置に復帰していなければならない。即ち、
電子ビーム源(6)もターンテーブル(2)と同じ<1
80°回動していなければならない。
Even after the irradiation of the center of the first wafer (11) is completed,
The turntable (2) continues to rotate at a constant speed, and the second wafer (12) is placed in the window (22) of the beam mask (21).
) and approaches below the electron beam source (6). At this time, the electron beam source (6) is in the area (6a) in FIG.
) must have returned to the position indicated. That is,
The electron beam source (6) is also the same as the turntable (2) <1
It must be rotated 80 degrees.

線状ビームはその長手方向に方向性に有しないので、本
実施例の場合、電子ビーム源(6)を連続回転させるこ
とができて、その回転制御が頗る簡単になる。この場合
、電子ビーム源(6)への給電はスリップリングを介し
て行なわれる。
Since the linear beam has no directivity in its longitudinal direction, in this embodiment, the electron beam source (6) can be continuously rotated, and its rotation control becomes extremely simple. In this case, the electron beam source (6) is supplied with power via a slip ring.

なお、モータ(71)並びに(4)の回転制御にマイク
ロコンピユータを用いることもできる。
Note that a microcomputer can also be used to control the rotation of the motors (71) and (4).

両ウェーハ(11)、(12)に対する1回目(7)i
f子ヒーム照射が終ると、ターンテーブル(2)の回転
を止め、再びマスク昇降機構(23)によってマスク(
22)を上昇させ、クラッチCLを係合して、両保持台
(41)及び(42)をターンテーブル(2)の半径方
向に、ターンテーブル(2)の回転軸(3)に関して対
称に移動する。2回目のビーム照射規制領域(第4図に
おいて鎖線(22S)でボされる領域)を1回目のそれ
に隣接させるため、移動距離はビームマスク(21)の
窓(22)の幅Wに等しく設定される。以下、クラッチ
CLの分離、マスク(2工)の下降、ターンテーブル(
2)の回転、電子ビーム照射、ターンテーブル停止まで
のサイクルでウェーハ移動を繰返し゛て、ウェーハ全面
を一様に処理することができる。
First time (7)i for both wafers (11) and (12)
When the f beam beam irradiation is finished, the rotation of the turntable (2) is stopped and the mask (
22), engage the clutch CL, and move both holding stands (41) and (42) in the radial direction of the turntable (2) symmetrically with respect to the rotation axis (3) of the turntable (2). do. In order to make the second beam irradiation regulation area (the area outlined by the chain line (22S) in Fig. 4) adjacent to the first beam, the moving distance is set equal to the width W of the window (22) of the beam mask (21). be done. Below, the clutch CL is separated, the mask (2 parts) is lowered, the turntable (
By repeating the wafer movement through the cycle of rotation, electron beam irradiation, and stop of the turntable in step 2), the entire surface of the wafer can be uniformly processed.

ところで、被処理ウェーハ上の広幅弧状照射領域の上縁
及び下縁の曲率半径は、前述のように、ターンテーブル
及び電子ビーム源のそれぞれの回転中心間の距離Rに等
しい。1回のビーム照射期間中のターンテーブル及びビ
ーム椋の回転角2θが一定であるとき、照射領域の弧の
長さは回転中心間の距離Rが大きい程長くなり、照射領
域が太き(なって、ウェーハ1枚当りの照射回数を少な
くすることができる。
Incidentally, the radius of curvature of the upper and lower edges of the wide arc-shaped irradiation area on the wafer to be processed is equal to the distance R between the respective rotation centers of the turntable and the electron beam source, as described above. When the rotation angle 2θ of the turntable and beam plate during one beam irradiation period is constant, the length of the arc of the irradiation area increases as the distance R between the rotation centers increases, and the irradiation area becomes thicker. Therefore, the number of irradiations per wafer can be reduced.

この様子を第5図に示す。第5図において、C6゜は電
子ビーム源(6)の回転中心である。これ以外の部分は
第3図に対応するので同一の符号を付して重複説明を省
略する。
This situation is shown in FIG. In FIG. 5, C6° is the center of rotation of the electron beam source (6). Since the other parts correspond to those in FIG. 3, they are given the same reference numerals and redundant explanation will be omitted.

第5図に示したように電子ビーム源(6t ((6a)
〜(6c) )を回動させるためには、例えば第2図の
モータ(71)をターンテーブル(2)の半径方向に移
動させて、その回転軸(72ンに腕部材の中央を固定し
、腕部材の両端に1対の線状電子ビーム源を、ビームの
長手方向が同一直線上にあるように取付け、この腕部材
をターンテーブル(2)と同期して連続回転させればよ
い。
As shown in Figure 5, the electron beam source (6t ((6a)
- (6c)), for example, move the motor (71) in Fig. 2 in the radial direction of the turntable (2), and fix the center of the arm member to its rotation axis (72). A pair of linear electron beam sources may be attached to both ends of the arm member so that the longitudinal directions of the beams are on the same straight line, and the arm member may be continuously rotated in synchronization with the turntable (2).

または、腕部材の一端のみに電子ビーム源(6)を取付
けると共に、他端に適宜のバランサを取付け、駆動モー
タ(71)として、例えばステップモータのような立上
り特性の優れたものを使用し、電子ビーム休止期間に電
子ビーム#(6)を時計方向に回動させるようにしても
よい。
Alternatively, the electron beam source (6) is attached to only one end of the arm member, an appropriate balancer is attached to the other end, and a drive motor (71) with excellent start-up characteristics, such as a step motor, is used. Electron beam #(6) may be rotated clockwise during the electron beam pause period.

このような往復回動においても所要の等速回動を行なわ
せるために、所要等速期間の前後に立上り期間、立下り
期間を設けることが好ましい。
In order to perform the required constant speed rotation even in such reciprocating rotation, it is preferable to provide a rising period and a falling period before and after the required constant speed period.

なお、ターンテーブル及び電子ビーム源の回転中心間の
距離が大きくなる程、ウェーハ上の照射領域の形状は1
司方形に近くなって、ビームマスクによっ″ζ遮蔽され
る部分を減少させることができる。
Note that as the distance between the rotation centers of the turntable and electron beam source increases, the shape of the irradiation area on the wafer becomes smaller.
The beam mask becomes close to a rectangular shape, and the portion shielded by the beam mask can be reduced.

以上、本発明を電子ビームによるシリコンウェーハ処理
に適用した場合について説明したが、本発明は上述の実
施例に限定されるものではなく、線状ビームとしてはレ
ーザー光、X線、熱線、イオンビーム等を用いることが
でき、被処理体も半導体のみならず、絶縁体及び金属に
適用することができる。
Although the present invention has been described above in the case where it is applied to silicon wafer processing using an electron beam, the present invention is not limited to the above embodiments, and linear beams such as laser light, X-rays, heat rays, ion beams, etc., and the object to be processed can be applied to not only semiconductors but also insulators and metals.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述のように、本発明によれば、回転台の半径方向
への被処理体の移動範囲に対応して回転台に配設された
開口を通して、被処理体を予熱するので、被処理体の移
動に拘らず、均一に予熱することができて、再結晶化の
処理条件が一定になる。
As described in detail above, according to the present invention, the object to be processed is preheated through the opening provided in the rotating table corresponding to the movement range of the object to be processed in the radial direction of the rotating table. Uniform preheating is possible regardless of the movement of the body, and the recrystallization processing conditions are constant.

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

第1図及び第2図は本発明による線状エネルギービーム
照射装置の一実施例を示す平面図及びブロック図、第3
図〜第5図は本発明の説明に供する路線図、第6図及び
第7図は従来の線状エネルギービーム照射装置の一例を
ボす平面図及びブロック図、第8図は従来装置の説明に
供する路線図である。 (2)はターンテーブル、(6)は線状エネルギービー
ム源、(12)は赤外線灯、(21)はビームマスク、
(23)はマスク昇降機構、(41) 、  (42)
はウェーハ保持台、(51)は移動用モータ、(71)
はビーム椋回転用モータである。 第1図 第2図 第4図 第8図
1 and 2 are a plan view and a block diagram showing one embodiment of a linear energy beam irradiation device according to the present invention, and FIG.
5 to 5 are route maps for explaining the present invention, FIGS. 6 and 7 are plan views and block diagrams showing an example of a conventional linear energy beam irradiation device, and FIG. 8 is an explanation of the conventional device. This is a route map provided for. (2) is a turntable, (6) is a linear energy beam source, (12) is an infrared lamp, (21) is a beam mask,
(23) is the mask lifting mechanism, (41), (42)
is a wafer holding table, (51) is a moving motor, (71)
is the motor for rotating the beam plow. Figure 1 Figure 2 Figure 4 Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  被処理体が載置される回転台と、該回転台の半径方向
に配設された線状エネルギービーム源と、上記回転台に
関して上記線状エネルギービーム源と反対側に配された
加熱手段とを有し、上記線状エネルギービーム源からの
線状エネルギービームを上記被処理体に照射する線状エ
ネルギービーム照射装置において、上記被処理体を上記
回転台の半径方向に移動させる移動手段を設けると共に
、上記回転台に上記被処理体の移動範囲に対応する開口
を配設し、該開口を通して上記加熱手段によって上記被
処理体を加熱するようにしたことを特徴とする線状エネ
ルギービーム照射装置。
A rotating table on which an object to be processed is placed, a linear energy beam source arranged in a radial direction of the rotating table, and a heating means arranged on the opposite side of the linear energy beam source with respect to the rotating table. A linear energy beam irradiation device that irradiates the object to be processed with a linear energy beam from the linear energy beam source, further comprising a moving means for moving the object to be processed in a radial direction of the rotary table. and a linear energy beam irradiation device, characterized in that the rotary table is provided with an opening corresponding to a movement range of the object to be processed, and the object to be processed is heated by the heating means through the opening. .
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