JPS6227532B2 - - Google Patents
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- JPS6227532B2 JPS6227532B2 JP54082848A JP8284879A JPS6227532B2 JP S6227532 B2 JPS6227532 B2 JP S6227532B2 JP 54082848 A JP54082848 A JP 54082848A JP 8284879 A JP8284879 A JP 8284879A JP S6227532 B2 JPS6227532 B2 JP S6227532B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、レーザ光を用いた半導体アニール
装置に関するものである。
装置に関するものである。
レーザアニール方法は近年、短時間に半導体全
体を熱サイクルにさらすことなく、アニールの必
要な半導体表面近傍のみをアニールできる方法と
して注目されている。アニールとは、例えばイオ
ン注入された不純物の活性化と損傷除去のために
行われる工程である。従来レーザアニール方法に
は大きくわけて２種の方法がある。一つはＱスイ
ツチをかけた大出力パルスレーザによつて半導体
表面に200〜300n−sec程度の短時間の溶融状態
をもたらしてアニールを行うものと、他は連続発
振光を走査して半導体表面を照射し、固相状態の
まま、半導体表面のアニールを行うものである。
後者ではウエハ面内で一様なアニールが可能であ
る。以下に後者のアニール方法について第１図を
参照して説明する。
体を熱サイクルにさらすことなく、アニールの必
要な半導体表面近傍のみをアニールできる方法と
して注目されている。アニールとは、例えばイオ
ン注入された不純物の活性化と損傷除去のために
行われる工程である。従来レーザアニール方法に
は大きくわけて２種の方法がある。一つはＱスイ
ツチをかけた大出力パルスレーザによつて半導体
表面に200〜300n−sec程度の短時間の溶融状態
をもたらしてアニールを行うものと、他は連続発
振光を走査して半導体表面を照射し、固相状態の
まま、半導体表面のアニールを行うものである。
後者ではウエハ面内で一様なアニールが可能であ
る。以下に後者のアニール方法について第１図を
参照して説明する。
第１図において、大出力の連続発振可能なレー
ザ１から出たレーザ光は、レーザ光を透過する材
質でつくられた窓２から試料室３に入射し、レン
ズ４で集光されて可動ミラー５ないしは多面鏡で
反射されて試料台６上に載置された半導体ウエハ
７の表面に照射される。レーザ光は微小振動をし
ている可動ミラー５で偏向をうけ、試料表面を走
査しながら照射することになる。レーザ光のエネ
ルギーは1J／cm2程度、ビーム径は15μｍφ程度
で、レーザ光が照射された微小な半導体表面領域
では100〜200n−sec程度の間に1000℃程度に昇
温され、半導体ウエハ７全面のアニールは10〜20
秒で終了する。
ザ１から出たレーザ光は、レーザ光を透過する材
質でつくられた窓２から試料室３に入射し、レン
ズ４で集光されて可動ミラー５ないしは多面鏡で
反射されて試料台６上に載置された半導体ウエハ
７の表面に照射される。レーザ光は微小振動をし
ている可動ミラー５で偏向をうけ、試料表面を走
査しながら照射することになる。レーザ光のエネ
ルギーは1J／cm2程度、ビーム径は15μｍφ程度
で、レーザ光が照射された微小な半導体表面領域
では100〜200n−sec程度の間に1000℃程度に昇
温され、半導体ウエハ７全面のアニールは10〜20
秒で終了する。
従来のレーザアニール装置では、走査されたレ
ーザ光は半導体ウエハ７を載せている試料台６に
も照射されるため、試料台６の冷却機構が必要な
ことはもちろん、レーザ光が照射された領域は、
非常に高い温度になるので融点の低い材料で試料
台６を形成することはできない。従つて、試料台
６の材料としてはカーボン、タングステン等の高
融点のものしか使用できず、また試料台６の形状
も制約をうけるという欠点があつた。
ーザ光は半導体ウエハ７を載せている試料台６に
も照射されるため、試料台６の冷却機構が必要な
ことはもちろん、レーザ光が照射された領域は、
非常に高い温度になるので融点の低い材料で試料
台６を形成することはできない。従つて、試料台
６の材料としてはカーボン、タングステン等の高
融点のものしか使用できず、また試料台６の形状
も制約をうけるという欠点があつた。
この発明は上記の従来の欠点を除去するために
なされたもので、レーザ光を走査するためのミラ
ーの可動範囲をレーザの走査方向と垂直の方向に
動く試料台と連動させて変化させることにより、
半導体ウエハの表面にのみレーザ光が照射される
ようにして試料台が加熱されることを防ぎ、試料
台を形成する材質に加えられている制約を取り除
いた装置を提供することを目的としている。以下
この発明の一実施例を図面について説明する。
なされたもので、レーザ光を走査するためのミラ
ーの可動範囲をレーザの走査方向と垂直の方向に
動く試料台と連動させて変化させることにより、
半導体ウエハの表面にのみレーザ光が照射される
ようにして試料台が加熱されることを防ぎ、試料
台を形成する材質に加えられている制約を取り除
いた装置を提供することを目的としている。以下
この発明の一実施例を図面について説明する。
第２図、第３図はこの発明の一実施例を示す構
成図および側面図で、１１は連続発振可能な大出
力レーザである。大出力のレーザ光は、大出力の
レーザ光を透過する材質、例えば石英ガラスの窓
１２を通つて試料室１３に入る。このレーザ光の
光路中には、可動ミラー１５があり、He−Neレ
ーザ１８から出た小出力のレーザ光が大出力レー
ザ１１から出た小出力のレーザ光と同じ光路にな
るように振動ミラー１９によつて調節されてい
る。すなわち、振動ミラー１９によつて大出力レ
ーザ１１およびHe−Neレーザ１８から出た２つ
のレーザ光の光路は曲げられレンズ１４を通つ
て、第３図に示すように試料台１６をほぼ真上か
ら照射できるようになつている。レーザ光は可動
ミラー１５の微小振動によりＸ方向で往復し、試
料台１６は微動機構によつてＹ方向に可能となつ
ているために、試料台１６上の半導体ウエハ１７
の全面を走査して照射することが可能になる。２
０は前記He−Neレーザ１８からのレーザ光を検
知するセンサであり、試料台１６の位置の検知に
用いられる。センサ２０がHe−Neレーザ光を検
知している間、大出力レーザ１１から出るレーザ
光は制御系２１によつて出力減衰あるいは遮蔽さ
れており、半導体ウエハ１７をのせた試料台１６
がセンサ２０の位置に到達したならば、大出力レ
ーザ光の出力が増大し可動ミラー１５によつて周
期的偏向を受けながら半導体ウエハ１７に照射さ
れる。可動ミラー１５は試料台１６のＹ方向への
送り速度に対応して振動範囲を変化させる機構を
備えており、円形の半導体ウエハ１７に対して第
４図ａのようにレーザ光の走査範囲（振幅の1/2
をＲで示す）を変化させる役割を果す。従つて、
半導体ウエハ１７はＹ方向に送られながらレーザ
光の照射を受けるが、レーザ光が半導体ウエハ１
７の外縁を越えて試料台１６に照射されることは
ない。大出力レーザ１１は第４図ｂに示すように
あらかじめプログラムされた時間4t1＝T0が過ぎ
ると、出力低下あるいは遮蔽されてアニールが終
了する。アニール条件によつてt1は、例えば４〜
８秒となる。なお、第４図の例は半径が1.5イン
チの半導体ウエハ１７の例である。
成図および側面図で、１１は連続発振可能な大出
力レーザである。大出力のレーザ光は、大出力の
レーザ光を透過する材質、例えば石英ガラスの窓
１２を通つて試料室１３に入る。このレーザ光の
光路中には、可動ミラー１５があり、He−Neレ
ーザ１８から出た小出力のレーザ光が大出力レー
ザ１１から出た小出力のレーザ光と同じ光路にな
るように振動ミラー１９によつて調節されてい
る。すなわち、振動ミラー１９によつて大出力レ
ーザ１１およびHe−Neレーザ１８から出た２つ
のレーザ光の光路は曲げられレンズ１４を通つ
て、第３図に示すように試料台１６をほぼ真上か
ら照射できるようになつている。レーザ光は可動
ミラー１５の微小振動によりＸ方向で往復し、試
料台１６は微動機構によつてＹ方向に可能となつ
ているために、試料台１６上の半導体ウエハ１７
の全面を走査して照射することが可能になる。２
０は前記He−Neレーザ１８からのレーザ光を検
知するセンサであり、試料台１６の位置の検知に
用いられる。センサ２０がHe−Neレーザ光を検
知している間、大出力レーザ１１から出るレーザ
光は制御系２１によつて出力減衰あるいは遮蔽さ
れており、半導体ウエハ１７をのせた試料台１６
がセンサ２０の位置に到達したならば、大出力レ
ーザ光の出力が増大し可動ミラー１５によつて周
期的偏向を受けながら半導体ウエハ１７に照射さ
れる。可動ミラー１５は試料台１６のＹ方向への
送り速度に対応して振動範囲を変化させる機構を
備えており、円形の半導体ウエハ１７に対して第
４図ａのようにレーザ光の走査範囲（振幅の1/2
をＲで示す）を変化させる役割を果す。従つて、
半導体ウエハ１７はＹ方向に送られながらレーザ
光の照射を受けるが、レーザ光が半導体ウエハ１
７の外縁を越えて試料台１６に照射されることは
ない。大出力レーザ１１は第４図ｂに示すように
あらかじめプログラムされた時間4t1＝T0が過ぎ
ると、出力低下あるいは遮蔽されてアニールが終
了する。アニール条件によつてt1は、例えば４〜
８秒となる。なお、第４図の例は半径が1.5イン
チの半導体ウエハ１７の例である。
第５図は連続処理装置の一例を示すもので、半
導体ウエハ１７の挿入用ラツク２２から半導体ウ
エハ１７は一枚ずつ試料台１６に送られ試料台１
６はレーザ光照射位置まで移動する。試料台１６
がモニター用のHe−Neレーザ光がセンサ２０へ
入射するのをさまたげることによつて、レーザア
ニール動作が開始される。すなわち、大出力レー
ザ光の強度が高くなり、また試料台１６のＹ方向
への送り速度があらかじめ定められた一定速度に
なつて半導体ウエハ１７へのレーザ光照射が行わ
れる。アニールが終了すると試料台１６は速度を
速めてウエハ取り出し用ラツク２３の位置まで移
動し、半導体ウエハ１７を送り出す。この後、試
料台１６は再び挿入用ラツク２２の位置まで移動
し同じ動作が繰り返されることになる。
導体ウエハ１７の挿入用ラツク２２から半導体ウ
エハ１７は一枚ずつ試料台１６に送られ試料台１
６はレーザ光照射位置まで移動する。試料台１６
がモニター用のHe−Neレーザ光がセンサ２０へ
入射するのをさまたげることによつて、レーザア
ニール動作が開始される。すなわち、大出力レー
ザ光の強度が高くなり、また試料台１６のＹ方向
への送り速度があらかじめ定められた一定速度に
なつて半導体ウエハ１７へのレーザ光照射が行わ
れる。アニールが終了すると試料台１６は速度を
速めてウエハ取り出し用ラツク２３の位置まで移
動し、半導体ウエハ１７を送り出す。この後、試
料台１６は再び挿入用ラツク２２の位置まで移動
し同じ動作が繰り返されることになる。
なお、上記実施例では半導体ウエハ１７の形状
は一定でなければ使用できないが、振動ミラー１
９と可動ミラー１５を連動させてHe−Neレーザ
光を大出力レーザ光より広い範囲で走査し、試料
台１６全面にセンサ２０を設けるかあるいは試料
台１６を透明材質で形成しておき、試料台１６の
下部に広いセンサ面を設けHe−Neレーザ光を感
知した時大出力レーザ光が遮蔽されるような機構
にしておけば、ウエハ形状を問うことなくウエハ
面のみのレーザアニールが可能である。
は一定でなければ使用できないが、振動ミラー１
９と可動ミラー１５を連動させてHe−Neレーザ
光を大出力レーザ光より広い範囲で走査し、試料
台１６全面にセンサ２０を設けるかあるいは試料
台１６を透明材質で形成しておき、試料台１６の
下部に広いセンサ面を設けHe−Neレーザ光を感
知した時大出力レーザ光が遮蔽されるような機構
にしておけば、ウエハ形状を問うことなくウエハ
面のみのレーザアニールが可能である。
以上説明したようにこの発明は、大出力のレー
ザ光と同じ光路をとる小出力のレーザ光を発生す
るレーザと、この小出力のレーザ光の半導体ウエ
ハ面以外の照射を検知するセンサと、このセンサ
に出力がないとき大出力のレーザを入射させると
共に試料台の移動と連動させてミラーを回動させ
大出力のレーザ光の走査範囲を半導体ウエハ面内
に限定する手段とを設けたので、大出力レーザ光
の走査範囲を半導体ウエハ面のみに限定すること
ができるので、試料台材質および形状に関して自
由度が広がり、装置が安価で、かつ精度も高いも
のが得られる効果がある。
ザ光と同じ光路をとる小出力のレーザ光を発生す
るレーザと、この小出力のレーザ光の半導体ウエ
ハ面以外の照射を検知するセンサと、このセンサ
に出力がないとき大出力のレーザを入射させると
共に試料台の移動と連動させてミラーを回動させ
大出力のレーザ光の走査範囲を半導体ウエハ面内
に限定する手段とを設けたので、大出力レーザ光
の走査範囲を半導体ウエハ面のみに限定すること
ができるので、試料台材質および形状に関して自
由度が広がり、装置が安価で、かつ精度も高いも
のが得られる効果がある。
第１図は従来のレーザアニール装置の構成図、
第２図、第３図はこの発明の一実施例を示すレー
ザアニール装置の構成図および側面図、第４図
ａ，ｂは可動ミラーによるレーザ光の走査範囲と
時間変化を示す図、第５図は連続処理用のレーザ
アニール装置の構成図である。 図中、１１は大出力レーザ、１２は窓、１３は
試料室、１４はレンズ、１５は可動ミラー、１６
は試料台、１７は半導体ウエハ、１８はHe−Ne
レーザ、１９は振動ミラー、２０はセンサ、２１
は制御系である。なお、図中の同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。
第２図、第３図はこの発明の一実施例を示すレー
ザアニール装置の構成図および側面図、第４図
ａ，ｂは可動ミラーによるレーザ光の走査範囲と
時間変化を示す図、第５図は連続処理用のレーザ
アニール装置の構成図である。 図中、１１は大出力レーザ、１２は窓、１３は
試料室、１４はレンズ、１５は可動ミラー、１６
は試料台、１７は半導体ウエハ、１８はHe−Ne
レーザ、１９は振動ミラー、２０はセンサ、２１
は制御系である。なお、図中の同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 連続発振の大出力のレーザ光をミラーで反射
させて試料台上の半導体ウエハ表面に照射し前記
半導体ウエハ表面のアニールを行う装置におい
て、前記大出力のレーザ光と同じ光路をとる小出
力のレーザ光を発生するレーザと、この小出力の
レーザ光の前記半導体ウエハ面外の照射を検知す
るセンサと、このセンサに出力がないとき前記大
出力のレーザを入射させると共に前記試料台の移
動と連動させて前記ミラーを回動させ前記大出力
のレーザ光の走査範囲を半導体ウエハ面内に限定
する手段とを設けたことを特徴とするレーザを用
いた半導体アニール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8284879A JPS567438A (en) | 1979-06-28 | 1979-06-28 | Annealing device for semiconductor which use laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8284879A JPS567438A (en) | 1979-06-28 | 1979-06-28 | Annealing device for semiconductor which use laser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS567438A JPS567438A (en) | 1981-01-26 |
| JPS6227532B2 true JPS6227532B2 (ja) | 1987-06-15 |
Family
ID=13785792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8284879A Granted JPS567438A (en) | 1979-06-28 | 1979-06-28 | Annealing device for semiconductor which use laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS567438A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012084620A (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0795538B2 (ja) * | 1986-05-02 | 1995-10-11 | 旭硝子株式会社 | レ−ザ−アニ−ル装置 |
| KR100278977B1 (ko) * | 1997-08-30 | 2001-02-01 | 구본준 | 레이저 장비 |
| US20080173620A1 (en) * | 2005-09-26 | 2008-07-24 | Ultratech, Inc. | Apparatuses and methods for irradiating a substrate to avoid substrate edge damage |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5437472A (en) * | 1977-08-29 | 1979-03-19 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor |
-
1979
- 1979-06-28 JP JP8284879A patent/JPS567438A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5437472A (en) * | 1977-08-29 | 1979-03-19 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012084620A (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS567438A (en) | 1981-01-26 |
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