JPS6180815A - Linear energy beam irradiation equipment - Google Patents
Linear energy beam irradiation equipmentInfo
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Abstract
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股を再結
晶化して単結晶シリコン股を形成する装置ξに通用して
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 [Field of Industrial Application] The present invention provides a linear method suitable for use in, for example, an apparatus ξ for recrystallizing polycrystalline silicon crotches on an insulating substrate to form single crystal silicon crotches. The present invention relates to a device that irradiates an object to be processed with an energy beam.
〔従来の技術]
LSIに代表されるシリコン半導体装:6に対する1l
Ii密度化、晶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5Or(Sili
con on In5ulator)技術が開発されて
いる。[Prior art] Silicon semiconductor devices represented by LSI: 1L for 6
In response to demands for increased Ii density and improved crystal performance, so-called 5Or (Sili
Con on In5ulator) technology has been developed.
これは、右英基板又はシリコン結晶の基板(つ工−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
シリコン股を被着し、この多結晶シリコン脱を例えば線
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 right-handed substrate or a silicon crystal substrate.
A layer of polycrystalline silicon is deposited on top of which an oxide film is formed as an insulating layer, and the polycrystalline silicon is melted locally for a short period of 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5図乃至第7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
シリコン欣を再結晶化して、単結晶シリコンIIQを形
成する装置の構成例について説明する。第5図及び第6
図において、(2)はターンテーブルで、多結晶シリコ
ンIIQ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)を旧うように載置される。ターンテーブル(2
)は回転軸(3)を介して七−タ(4)によって回転せ
しめられる。(6)は線状電子ビーム(5)を発住する
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Δぶ(6)を制御する制御電
線(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)との間に公知の回転制御回路(9
)が接続される。First, with reference to FIGS. 5 to 7, an example of the configuration of a conventional linear energy beam irradiation device for recrystallizing polycrystalline silicon on an insulating substrate to form single crystal silicon IIQ. I will explain about it. Figures 5 and 6
In the figure, (2) is a turntable, and a plurality of wafers (1) coated with polycrystalline silicon IIQ are placed on this turntable (2) through a plurality of appropriately arranged openings (2a). It is placed so that it looks like this. Turntable (2
) is rotated by a heptad (4) via a rotating shaft (3). (6) is an electron beam source that emits a linear electron beam (5), which is arranged so as to face each wafer (1) sequentially, and a control wire (7) that controls the beam Δb (6). has an encoder (8) directly connected to the motor (4).
) is supplied with a rotational position information signal. A known rotation control circuit (9) is connected between the encoder (8) and the motor (4).
) are connected.
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αωに収容され、真空容器a
のにはターンチーフル(2)の各開口(2a)に対向し
て石英ガラス盟の窓(11)が適宜の数だけ設けられ、
’5(11)の外側にウェーハ(11を予熱するだめの
赤外線対(12)が配設される。真空容器α0)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、赤外線対(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 αω as a whole, and the vacuum container a
A suitable number of quartz glass windows (11) are provided opposite each opening (2a) of the turntable (2),
An infrared pair (12) for preheating the wafer (11) is arranged outside the wafer (11).The exhaust pipe (13) of the vacuum container α0 is connected to a vacuum pump (not shown). Note that the infrared pair (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)を通して赤外線対(12)によって予熱
される。ウェーハ(11が所定温度に達すると、赤外線
対(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7図に示すようにターンテーブル(2)が角度2θた
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。かくして、第7図にボすように
、ウェーハ(1)上に(lp) 、 (lq) 、
(lr)で代表されるSol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 couple (12) through a window (11). When the wafer (11) reaches a predetermined temperature, the infrared pair (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. 7, an electron beam (5) is emitted from a linear electron beam source (6) while the turntable (2) rotates by an angle of 2θ. Thus, as shown in FIG. 7, (lp), (lq),
The Sol 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
1射線に走査されて、多結晶シリコンI9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 I9 is melted by being scanned by the irradiation beam (5), represented by (5c), and then recrystallized by cooling to form a single crystal silicon film. It is formed.
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、線状ビーム(5)の長手方向がターンテーブ
ル(2)のa+t1方向にあるため、第7図にボすよう
に、照射線(5a)〜(5c)はウェーハ(11上で放
射状に配列され、ターンテーブル(2)の回転軸(3)
からの距離によって電子ビーム(5)の照射エネルギー
密度が異なり、ウェーハ(1)全体を均一に処理し得な
いという欠点があった。また、照射線(5a)〜(5c
)の長手方向がウェーハ(1)上のパターン(1p)〜
(l「)の配列方向と必ずしも一致せず、J、lJ1所
によって11ト結晶化の処理条件が微妙に異なり、白、
現性が11<ないという欠点があった。However, in such a conventional linear beam irradiation device, since the longitudinal direction of the linear beam (5) is in the a+t1 direction of the turntable (2), as shown in FIG. (5a) to (5c) are arranged radially on the wafer (11) and are connected to the rotation axis (3) of the turntable (2).
The irradiation energy density of the electron beam (5) varies depending on the distance from the wafer (1), which has the disadvantage that the entire wafer (1) cannot be uniformly processed. In addition, irradiation rays (5a) to (5c
) is the pattern (1p) on the wafer (1) ~
The alignment direction of (l'') does not necessarily match, and the processing conditions for crystallization are slightly different depending on the location of J and lJ.
It had the disadvantage that the performance was less than 11.
更に、ビーム照射期間が充分長く、照射線(5a)〜(
5C)がウェーハtitの一端から他端まで走査する、
二とができるJ助合Cも、ビーム(5)の、長さによっ
て処理TIJ能なウェーハ(])の寸法が制限され、径
の大9なウェーハを処理することができないという欠点
があった。Furthermore, the beam irradiation period is sufficiently long, and the irradiation rays (5a) to (
5C) scans from one end of the wafer tit to the other;
J-Associated C, which can be used with both, also has the disadvantage that the length of the beam (5) limits the size of the wafer (]) that can be processed, making it impossible to process wafers with large diameters. .
この欠点を解消するために、ターンテーブルの半径方向
にウェーハを移動させることが考えられるが、ウェーハ
をターンテーブル上で移動させるためには、複り([な
機構が必要になるという問題が生ずる。In order to overcome this drawback, it is possible to move the wafer in the radial direction of the turntable, but this poses the problem of requiring multiple mechanisms to move the wafer on the turntable. .
また、処理の効率を向上させるためにウェーハ1段当り
のビーム照射回数を可及的に少くしなけれはならないと
いう問題が生ずる。Another problem arises in that the number of beam irradiations per wafer stage must be minimized in order to improve processing efficiency.
c問題点を解決するだめの手段〕
本発明は、被処理体(11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
キーヒーム源(6)とを有し、この線状エネルギービー
ムdtrtωからの線状エネルギービームを被処理体(
1)に照射する線状エネルギービーム照射装置6におい
て、線状エネルギービームによる被処理体(1)上の照
射線を、回転台(2)の回転に伴って、回転台(2)の
半i¥、方向上の一点を中心として回転台(2)の回転
角と等量回転させる照射線回転手段(71)と、線状エ
ニiミルギービーム源(6)を回・耘台(2)の半径方
向に移動させるビーム伽柊勅手段(90)と、複数の方
形開口(2b])〜(21d )を渦を的に配設した照
射領域規制手段(20)を設り、照射線によって形成さ
れる1対の円弧と1対の平行線とによって囲;とれた線
状エネルギービームの照射領域を照射領域規制手段(2
0)によって規制するようにしたものである。Means for Solving Problem c] The present invention provides a rotary table (2) on which an object to be processed (11 is placed) and a linear energy heel disposed in the radial direction of the rotary table (2). source (6), and directs the linear energy beam from the linear energy beam dtrtω to the object to be processed (
In the linear energy beam irradiation device 6 that irradiates the object (1) with the linear energy beam, as the rotating table (2) rotates, the linear energy beam irradiation device 6 The irradiation beam rotation means (71) rotates the rotation angle of the rotary table (2) by an amount equal to the rotation angle of the rotary table (2) around a point in the direction, and the linear any-milgy beam source (6) is rotated by the radius of the rotary table (2). A beam control means (90) for moving the beam in the direction, and an irradiation area regulating means (20) in which a plurality of rectangular openings (2b] to (21d) are arranged to form a vortex are provided. The irradiation area of the linear energy beam is surrounded by a pair of circular arcs and a pair of parallel lines;
0).
かかる本発明によれば、線状エネルギービーム源(6)
はjjQ射線回転手段(71)によって回転台(2)と
同期し°(回転し、史に、ビーム鯨移動手段(90)に
よっ゛ζビームの、長手方向に移動する。このビーム源
(6)の移動に対応し′ζ、照射領域規制手段(20)
を適宜回動させるごとによって、各方形開口(21a)
〜(21d )による照射規制領域(2ip )〜(2
1s )か破処理体fil上で連接する。According to the present invention, the linear energy beam source (6)
The beam source (6 ) corresponding to the movement of the irradiation area regulating means (20)
Each square opening (21a) is opened by rotating the
Irradiation regulation area (2ip) by ~(21d) ~(2
1s) or connected on the destroyed body fil.
以I・、第1図〜第4図を参照しながら、本発明による
線状エネルギービー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5図及び第6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。Hereinafter, an embodiment of the linear energy 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. 5 and 6 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、(20)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(20)には複数の方形の2組の窓(
21) ((21a ) 〜(21d ) ) 。In FIGS. 1 and 2, (20) 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. The beam mask (20) has two sets of multiple rectangular windows (
21) ((21a) to (21d)).
(22) ((22a ) 〜(22d ) )がそ
れぞれ45°の角間隔でその幅Wだけマスク(20)の
中心に順次近くなるように配設される。この窓(21)
、 (22)は、その幅Wの整数倍(本実施例では
4倍)がウェーハ(1)の直径と等しく、または、それ
よりやや大きくなるように設定されており、これを通過
する線状電子ビーム(5)によって、2枚のウェーハ(
1)((11) 、 (12))の全曲が複数の領域
に分割されるように照射される。2組の窓(21) 。(22) ((22a) to (22d)) are arranged at angular intervals of 45° so as to be successively closer to the center of the mask (20) by the width W thereof. This window (21)
, (22) is set so that an integral multiple (4 times in this example) of the width W is equal to or slightly larger than the diameter of the wafer (1), and the linear shape passing through this Two wafers (
1) All songs ((11), (12)) are irradiated so as to be divided into a plurality of regions. Two sets of windows (21).
(22)はターンテーブル(2)の中心に関して対称に
配されているので、以−トの説明で双方の組の窓<21
) 、 (22)に共通ずる場合は、一方の組の窓(
21)によっ°C代表される。(22) are arranged symmetrically with respect to the center of the turntable (2), so in the following explanation, both sets of windows <21
), (22), one set of windows (
21) is represented by °C.
(23)はマスク (20)を昇降及び回転させる昇降
同転機構であって、ターンテーブル(2)の回転軸(3
)の下1’7!:i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(20)に連結される。昇降回転機構(23)はマ
スク(20)を所要積度で回転させるためのモータ(2
5)を有し、ごのモータ(25)はクラッチ(26)に
よって連結稈(24)と結合される。また、昇降回転機
構(23)にはエンコーダ(8)が取付けられる。(23) is a lifting and lowering mechanism that lifts, lowers and rotates the mask (20), and is a rotary shaft (3) of the turntable (2).
) under 1'7! : i is attached integrally thereto and connected to the beam mask (20) via a connecting culm (24) disposed within the rotating shaft (3). The lifting/lowering rotation mechanism (23) includes a motor (2) for rotating the mask (20) at a required degree.
5), the motor (25) is coupled with the connecting culm (24) by a clutch (26). Further, an encoder (8) is attached to the elevating and rotating mechanism (23).
回転φd+ (31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。ターンチーフル(2)とマスク(21)とは
両歯軍(31) 、 (32)を介して七−タ(4)
によって駆動されて一体に回転する。A gear (31) is attached to the lower part of the rotation φd+ (31), and a gear (32) that meshes with this is attached to the motor (4). ), (32) through seven-ta (4)
It is driven by and rotates as a unit.
(70)及び(71)は腕部材及びこれを駆動するモー
タであって、腕部材(70)の回転軸(72)は1空容
器(14)を貫通し、歯車(76) 、 (77)を
介して七−夕(71)に結合される。1対の電子ビーム
源(61((61) 、 (62) ) の基台(6
th) 。(70) and (71) are arm members and motors that drive them; the rotation shaft (72) of the arm member (70) passes through one empty container (14), and the gears (76), (77) It is connected to Tanabata (71) through. The base (6) of a pair of electron beam sources (61 ((61), (62))
th).
(62b)が腕部材(70)の案内突条(78) 、
(7!J)に摺動自在に係合される。このとき、両ビ
ーム源(61)、(62)の各ビームの長平方向が腕部
材(70)の長手方向と一致するように取付けられる。(62b) is the guide protrusion (78) of the arm member (70),
(7!J) is slidably engaged. At this time, both beam sources (61) and (62) are attached so that the longitudinal direction of each beam coincides with the longitudinal direction of the arm member (70).
回転軸(72)の下端には、後述のビーム源移動機構(
90)を介して、エンコーダ(73)が取付けられる。The lower end of the rotating shaft (72) is provided with a beam source moving mechanism (described later).
An encoder (73) is attached via (90).
(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。(74) is a comparison circuit to which a reference rotation position information signal of the turntable (2) is supplied from the encoder (8), and a reference rotational position information signal of the turntable (2) is supplied from the encoder (73).
A rotational position information signal is supplied.
比較回路(74)の出力は駆動増幅器(75)を介して
モータ(71)に供給される。The output of the comparator circuit (74) is supplied to the motor (71) via a drive amplifier (75).
(90)はビーム源移動機構であって、腕部材(70)
の回転軸(72)の他端にこれと一体に取付けられる。(90) is a beam source moving mechanism, and arm member (70)
is integrally attached to the other end of the rotating shaft (72) of the rotary shaft (72).
ビーム源移動機構(90)のモータ(91)はクラッチ
(92)を介して回転軸(72)内に配設された駆動軸
(93)に粘合される。(Q4) 、 (’1J5)
は移動用のネジであって、それぞれ電子ビーム源(61
)、(62)の基台(6+b) 、 (62b)に螺
合する。駆動軸(93)の一端には駆動歯車(96)が
取付けられ、これとかみ合う被動南軍(97) 。A motor (91) of a beam source moving mechanism (90) is connected to a drive shaft (93) disposed within a rotating shaft (72) via a clutch (92). (Q4), ('1J5)
are moving screws, each of which has an electron beam source (61
), (62) are screwed onto the bases (6+b) and (62b). A drive gear (96) is attached to one end of the drive shaft (93), and a driven southern gear (97) meshes with the drive gear (96).
(98)が移動ネジ(!J4.) 、 (95)にそ
れぞれ取付けられる。こうして、両ビーム源(61)、
(62)は腕部材(70)の回転軸(72)に関して対
称に配設されると共に、回転軸(72)に関して対称に
移動するようになされる。(98) are attached to the moving screws (!J4.) and (95), respectively. Thus, both beam sources (61),
(62) are disposed symmetrically with respect to the rotation axis (72) of the arm member (70) and are configured to move symmetrically with respect to the rotation axis (72).
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(11) 。First, the electron beam hits two wafers (11).
(12)のそれぞれ同じ位置、例えばターンテーブル(
2)の中心から2番目に遠い、第2の分割領域を照射す
るように、移動用モータ(91)をクラッチ(92)乃
至歯車(97) 、 (98)を介して移動ネジ(9
4) 、 (95)に結合し、電子ビーム(61)を
ウェーハ(11)の第2分割領域に対向させるように駆
動する。同時に、マスク昇降回転機構(23)を動作さ
せて、マスク(2o)の上昇後、モータ(25)を適宜
回転させて、マスク(2o)の周縁から2番目の窓(2
1b ’)をウェーハ(11)の第2分割領域に対向さ
せ、マスク昇降回転機構(23)によってマスク(2o
)を下降復帰させると、マスク(20)はウェーハ(1
1)、(12)を均等に押圧してそれぞれをターンテー
ブル(2)に固定させ、ウェーハ(11)、(12)が
確実に保持された状態でマスク(20)がクランプされ
る。(12) at the same position, for example, on the turntable (
The moving motor (91) is connected to the moving screw (9) via the clutch (92) to the gears (97) and (98) so as to irradiate the second divided area that is the second farthest from the center of the moving screw (9).
4) , (95) and drive the electron beam (61) so as to face the second divided area of the wafer (11). At the same time, the mask lifting/lowering rotation mechanism (23) is operated, and after the mask (2o) has been raised, the motor (25) is appropriately rotated to open the second window (2) from the periphery of the mask (2o).
1b') facing the second divided area of the wafer (11), and the mask (2o
) is lowered and returned, the mask (20) is attached to the wafer (1
1) and (12) are pressed evenly to fix each to the turntable (2), and the mask (20) is clamped while the wafers (11) and (12) are securely held.
クラッチ(26) 、 (り2)を切離し、従来と同
様に、ターンテーブル(2)の円形開口(2a)を通し
て赤外線対(12)によってウェーハ(11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)に制御されてターンテーブル(2)が定速
回転状態に達し、電子ビーム源(61)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(la)で示され
る位置にある。このとき、線状電子ビーム源(61)の
長手方向(83a、)はウェーハ(1a)の中心(81
a)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。The clutches (26) and (2) are disengaged, and the wafer (11) is preheated by the infrared pair (12) through the circular opening (2a) of the turntable (2), and then the turntable (2) is turned on. When the turntable (2) reaches a constant speed rotation state under the control of the rotation control circuit (9) and the emission of the linear electron beam (5) from the electron beam source (61) starts. , the first wafer (11) is at the position indicated by the circle (la) in FIG. 3. At this time, the longitudinal direction (83a,) of the linear electron beam source (61) (81
a) 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、つ、−2
、(01,よ、F、J(lb) r工あゎおイヶヵや□
7、 1円(1c)で示される位置まで移動する。During the emission period of the linear electron beam, the turntable (2) rotates counterclockwise by an angle of 2θ, so that -2
, (01, Yo, F, J (lb)
7. Move to the position indicated by 1 yen (1c).
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Ceo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(6b)で示される位置を経て、
領域(6c)で不される位置まで移動する。During this period, driven by the motor (71), the electron beam source (6[) rotates counterclockwise around its rotation center CEO at the same speed as the turntable (2),
In FIG. 3, after passing through the position indicated by area (6b),
Move to the position where it is blocked in area (6c).
領域(6c)の徒手方向(83c)はウェーハ(lc)
の中心(81C)とターンテーブル(2)の中心(2c
)とを結ぶ曲線 (82c)に平行になる。The manual direction (83c) of the area (6c) is the wafer (lc)
(81C) and the center of the turntable (2) (2c)
) and becomes parallel to the curve (82c).
上述のように、ターンテーブル(2)と同期し一ζ同り
Jする電子ビーム源(61) ((6a)〜(6c)
)から刻削発射される線状電子ビーム(5)による照
射線(5d) 、 (5e) 、 (5f)は、第
4図にボずように、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)J二の照射線密度が均一になる。As mentioned above, the electron beam source (61) synchronizes with the turntable (2) and emits the same J ((6a) to (6c)
) The irradiation rays (5d), (5e), (5f) by the linear electron beam (5) emitted from Since it is parallel to the radius vector of table (2),
The irradiation density of wafer (1) J2 becomes uniform.
ところで、ビームマスク(20)がない場合は、電子ビ
ームの照射fIl’i域は、照射開始端(5d)から照
!11終γ端(5f)まで、刻々の照射線の集合であっ
て、ビームの長手方向の端縁の強度むらの部分を除去し
たものは第4図に示されるように広幅弧状となり、その
上縁(84)及び上縁(85)は共に、ターンテーブル
(2)の中心(2C)と電子ビーム#!+6+の回転中
心C6Gとの距1i1tRと等しい曲率半径を存する。By the way, if there is no beam mask (20), the irradiation region fIl'i of the electron beam is illuminated from the irradiation start end (5d)! 11 The collection of irradiation rays from moment to moment up to the final γ end (5f), with the uneven intensity of the edges of the beam in the longitudinal direction removed, forms a wide arc as shown in Fig. 4, and then Both the edge (84) and the upper edge (85) are connected to the center (2C) of the turntable (2) and the electron beam #! It has a radius of curvature equal to the distance 1i1tR from the rotation center C6G of +6+.
しかし、上述の照射領域がビームマスク(20)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(20)の窓(21)の投影(21p)と等しい。第
4図にボずように、投影(2ip)の長辺が弧(84)
及び(85)と交わらないように、窓(21)の形が設
定される。こうして、窓(21)によって、線状ビーム
(5)の照射の立上り時及び立Fり時、並びに長手方向
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 。However, the above-mentioned irradiation region regulated by the beam mask (20) is equal to the projection (21p) of the window (21) of the mask (20) onto the wafer (1). As shown in Figure 4, the long side of the projection (2ip) is an arc (84)
The shape of the window (21) is set so that it does not intersect with and (85). In this way, the window (21) removes the uneven intensity at the rise and fall of the irradiation of the linear beam (5) and at both edges in the longitudinal direction, and the irradiation energy density within the irradiation regulation area is uniform. become .
1枚目のウェーハ(11)の第2分割領域の照射が終っ
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)か、ビームマスク(20)の窓
(22b )と共に、電子ビーム源(6)の下に差し掛
かる。このとき、腕部材(70)もターンテーブル(2
)と同じ(180°回動して、電子ビ−ム源(62)が
第3図において領域(6a)で示した位置を占めていな
ければならない。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
取付けた腕部材(70)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。Even after the irradiation of the second divided area of the first wafer (11) is finished, the turntable (2) continues to rotate at a constant speed to
The wafer (12) comes under the electron beam source (6) together with the window (22b) of the beam mask (20). At this time, the arm member (70) also
) (rotated 180° so that the electron beam source (62) occupies the position indicated by region (6a) in FIG. 3. The linear beam is oriented in its longitudinal direction Therefore, in the case of this embodiment, the arm member (70) to which the electron beam source (6) is attached can be continuously rotated, and its rotation control becomes extremely simple. ) is supplied via a slip ring.
なお、モータ(71)並びに(4)の回転制御にマイク
ロコンピュータを用いるごともできる。Note that a microcomputer may be used to control the rotation of the motors (71) and (4).
両ウェーハ(11)、(12)に対する1回目の電子ビ
ーム照射が終ると、ターンテーブル(2)の回転を止め
ることなく、再びマスク昇降機構(23)によってマス
ク(20)を上りYさせ、クラッチ(26)を係合して
、モータ(25)を適宜回転させ、マスク (20)の
m (ztb >の隣りの窓(21a)がつ工−ハ(1
1)の第1分割領域に対向するように、マスク(20)
を時計方向に45°回動させる。同時に、ビーム源移動
機構(90)のクラッチ(92)を係合し、ち−タ(9
1)を適宜回転させ、移動ネジ(り4) 、 (95
)を駆動して、両ビーム源(6t ) 。When the first electron beam irradiation on both wafers (11) and (12) is completed, the mask (20) is moved up again by the mask lifting mechanism (23) without stopping the rotation of the turntable (2), and the clutch is released. (26), rotate the motor (25) appropriately, and open the window (21a) next to m (ztb) of the mask (20).
A mask (20) is placed so as to face the first divided area of 1).
Rotate 45° clockwise. At the same time, the clutch (92) of the beam source moving mechanism (90) is engaged, and the
1) as appropriate, and tighten the moving screws (4) and (95
) to drive both beam sources (6t).
(62)を腕部材(70)の回転E’[1I(72)に
近付く方向に、回転軸(72)に関して対称に移動する
。(62) is moved symmetrically with respect to the rotation axis (72) in a direction approaching the rotation E'[1I (72) of the arm member (70).
2回目のビーム照射規制領域(第4図において鎖線(2
2S )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−11はビームマスク(20)の窓(21
)の幅Wに等しく設定される。以下、上述と同様のサイ
クルで、電子ビーム照射を繰返して、ウェーハ全面を一
様に処理することができろ。The second beam irradiation regulation area (dashed line (2) in Figure 4)
2S) to be adjacent to the first time, the moving distance -11 is the window (21) of the beam mask (20).
) is set equal to the width W of Thereafter, electron beam irradiation is repeated in the same cycle as described above, so that the entire surface of the wafer can be uniformly processed.
ところで、被処理ウェーハ上の広1マ、i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dfd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
ブル及びビーム源の回転角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!1lttRが大きい
稈長(なり、照射領域が犬きくなって、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。By the way, as described above, the radius of curvature of the upper and lower edges of the wide, i-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 dfd. When the rotation angle 2θ of the turntable and beam source during one beam irradiation period is constant, the arc length of the irradiation area is the distance between the rotation centers! If 1lttR has a large culm length, the irradiation area becomes narrower and the number of irradiations per wafer can be reduced.
また・ター7テーブ″及び電子Y −h 源(7)回転
1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長方形に近くなって、ビームマ
スクによっ゛(遮蔽される部分を減少させることができ
る。In addition, as the distance between the center of the rotation table and the electron Y-h source (7) increases, the shape of the irradiation area on the wafer becomes more rectangular, and the area that is shielded by the beam mask becomes can be reduced.
上述の実hiji例では1対の電子ビームd6+ (6
t ) 。In the above-mentioned actual hiji example, a pair of electron beams d6+ (6
t).
(62)を用いたが、腕部材(70)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、例えはステッ
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源(6)を時計方向に回
動させるようにしζもよい。(62) was used, but an electron beam source (6) was attached to only one end of the arm member (70), an appropriate balancer was attached to the other end, and a drive motor (71), such as a step motor, was used. It is also possible to use one with excellent rise characteristics and rotate the electron beam source (6) 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、この場合マスク(20)には1組の窓(21a
)〜(21d ’)を例えば90°の角間隔で渦巻状に
配設すればよい。In this case, the mask (20) has one set of windows (21a).
) to (21d') may be arranged in a spiral shape, for example, at angular intervals of 90°.
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、本宛1541よ上
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
金属に通用するごとができる。The present invention has been described above in the case where it is applied to silicon wafer processing using an electron beam, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and linear beams such as laser light, X-rays, heat rays, ion A beam or the like can be used, and the object to be processed can be not only semiconductors but also insulators and metals.
以上詳述のように、本発明によれば、線状エネルギービ
ーム源を被処理体が載置された回転台の回転角と等9回
転させると共に、ビーム、赤を回転台の半径方向に移動
させ、このビーム源の移動に対応して、複数の方形開口
を渦巻状に配設した照射領域規制手段を適宜回動させる
ことによって被処理体トの広1トi照射領域を規制する
ようにしたので、被処理体上で各方形開口による照射規
制領域を連接されることができて、簡単なビーム71I
I+移りJ機構を用いながら、少ない照射回数ご大口径
被処理体の全面を一様に照射処理することができる。As described in detail above, according to the present invention, the linear energy beam source is rotated nine times equal to the rotation angle of the rotary table on which the object to be processed is placed, and the beam, red, is moved in the radial direction of the rotary table. In response to the movement of the beam source, a wide irradiation area of the object to be processed is regulated by appropriately rotating an irradiation area regulating means having a plurality of rectangular openings arranged in a spiral shape. Therefore, it is possible to connect the irradiation control areas by each rectangular aperture on the object to be processed, and to make a simple beam 71I.
While using the I+transfer J mechanism, the entire surface of a large-diameter object can be uniformly irradiated with a small number of irradiations.
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小ず平面図及びブロック図、第3
図1及び第4図は本発明の説明に11(する路線図、第
5図及び第6図は従来の線状エネルギービーム照射装置
itの一例をボず平面ν1及びブロック図、第7図は従
来装置′i′J゛の説明に供する路線図である。
(2)はターンテーブル、(61,(61) 、 (
62)は線状エネルギービーム凋、(20)はビームマ
スク、(23)はマスク昇降回転機構、(5■)は移動
相セータ、(71)はビームd41回転用モータ、(9
0)はビームdf、を移動機構である。1 and 2 are a small plan view and a block diagram of an embodiment of the linear energy beam irradiation device according to the present invention, and FIG.
1 and 4 are route diagrams for explaining the present invention; FIGS. 5 and 6 show an example of a conventional linear energy beam irradiation device; It is a route map for explaining the conventional device 'i'J'. (2) is a turntable, (61, (61), (
62) is a linear energy beam, (20) is a beam mask, (23) is a mask lifting/lowering rotation mechanism, (5■) is a mobile phase sweater, (71) is a beam d41 rotation motor, (9
0) is a mechanism for moving the beam df.
Claims (1)
に配設された線状エネルギービーム源とを有し、該線状
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、上記線状エネルギービームによる上記被処理体上
の照射線を、上記回転台の回転に伴って、上記回転台の
半径方向上の一点を中心として上記回転台の回転角と等
量回転させる照射線回転手段と、上記線状エネルギービ
ーム源を上記回転台の半径方向に移動させるビーム源移
動手段と、複数の方形開口を渦巻状に配設した照射領域
規制手段とを設け、上記照射線によって形成される1対
の円弧と1対の平行線とによって囲まれた上記線状エネ
ルギービームの照射領域を上記照射領域規制手段によっ
て規制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。It has a rotary table on which the object to be processed is placed, and a linear energy beam source arranged in the radial direction of the rotary table, and the linear energy beam from the linear energy beam source is applied to the object to be processed. In the linear energy beam irradiation device that irradiates the object with the linear energy beam, the irradiation beam of the linear energy beam on the object to be processed is rotated about one point in the radial direction of the rotating table as the rotating table rotates. an irradiation beam rotation means for rotating an amount equal to the rotation angle of the table; a beam source moving means for moving the linear energy beam source in a radial direction of the rotary table; and an irradiation area having a plurality of rectangular openings arranged in a spiral shape. A regulating means is provided, and the irradiation area of the linear energy beam surrounded by a pair of circular arcs and a pair of parallel lines formed by the irradiation beam is regulated by the irradiation area regulating means. Characteristic linear energy beam irradiation device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20284484A JPS6180815A (en) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | Linear energy beam irradiation equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20284484A JPS6180815A (en) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | Linear energy beam irradiation equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6180815A true JPS6180815A (en) | 1986-04-24 |
Family
ID=16464125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20284484A Pending JPS6180815A (en) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | Linear energy beam irradiation equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6180815A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5968383A (en) * | 1992-06-26 | 1999-10-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser processing apparatus having beam expander |
US6149988A (en) * | 1986-09-26 | 2000-11-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method and system of laser processing |
US6159777A (en) * | 1993-02-04 | 2000-12-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of forming a TFT semiconductor device |
US6261856B1 (en) | 1987-09-16 | 2001-07-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method and system of laser processing |
-
1984
- 1984-09-27 JP JP20284484A patent/JPS6180815A/en active Pending
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