JPH0461319A - 半導体結晶薄膜製造方法および製造装置 - Google Patents

半導体結晶薄膜製造方法および製造装置

Info

Publication number
JPH0461319A
JPH0461319A JP17221490A JP17221490A JPH0461319A JP H0461319 A JPH0461319 A JP H0461319A JP 17221490 A JP17221490 A JP 17221490A JP 17221490 A JP17221490 A JP 17221490A JP H0461319 A JPH0461319 A JP H0461319A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
thin film
laser beam
sample
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17221490A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisaaki Aizaki
尚昭 相崎
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP17221490A priority Critical patent/JPH0461319A/ja
Publication of JPH0461319A publication Critical patent/JPH0461319A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は集積回路や半導体素子等の製造に用l−1られ
る半導体結晶薄膜製造方法およびその製造装置に関する
ものである。
(従来の技術) 近年、半導体集積回路の高密度化が進むにともない、半
導体集積回路の各素子寸法の微細化を図って横方向の集
積度を向上させる他に、し1つなん形成させた素子構造
の上に絶縁膜を全面にわたって形成し、さらに、この絶
縁膜上に半導体薄膜を設けて、この半導体薄膜を用I/
)て素子を形成するというようないわゆる三次元構造が
盛ん巳こ研究開発されている。とくに絶縁膜上に形成し
た多結晶シリコン膜をレーザビームにより照射し再結晶
化させる方法が注目されて1/)る。
また、半導体集積回路の高速化が進む(こともない半導
体集積回路の各素子あるし)は配線部分と基板シリコン
との間の電気容量を小さくすること力9重要な課題とな
っている。これまでによく用l/1られているpn接合
分離と比較するとM縁膜上に形成したシリコン膜を用い
れば寄生容量を小さくできるので、この意味でもレーザ
ービームによる再結晶化技術すなわちレーザアニーリン
グ技術が注目されている。
(発明が解決しようとする課題) このようなレーザアニーリング技術において、現在の段
階では半導体集積回路を形成する目的に対して十分均一
性良く良好な結晶性を得るに至っていない。
以上説明した絶縁膜上のシリコン膜の均一性が十分良好
でない原因の一つはレーザビームの微細な強度分布が時
間を経るに従い変動するためであり、レーザビームの微
細領域におけるレーザ強度が部分的にせよ再結晶化後の
結晶性が良好であるような強度範囲をはずれてしまうた
めである。
この対策として、レーザアニーリングの走査を繰り返す
ときに、−回の走査で再結晶化される領域幅に比べて走
査ピッチを小さくして走査領域を重ね合わせることによ
って、良好な結晶性の領域が均一性良く得られるように
する方法が行われている。これによると、はじめの走査
で結晶性が十分良好でない領域でも次の走査によって再
度再結晶化されるときに、格子欠陥の集中している部分
はレーザ光を吸収しやすいため、選択的に溶融再結晶化
する傾向にあり、同一領域が数回の走査を経るに従い、
結晶性が改善されて均一性も改善されるという効果があ
る。
しかし、このように走査を重ね合わせるようにシテも、
レーザビームの微細な強度分布が変動するために部分的
に格子欠陥が形成されてしまうという問題点があった。
そこで、この対策として、レーザビーム径を十分小さく
絞って、レーザアニーリングの走査を繰り返すとき走査
方向に対して直角に振動させて実行的に一回の走査で再
結晶化できる領域幅を大きくできるようにする方法が行
われている。これによると、レーザビーム径内の微細な
強度分布が実効的に無視できるので、強度変動に起因す
る結晶欠陥の発生が抑制できる。
しかし、このように走査方向に直角に振動させるために
用いている振動ミラーの振動数は機械的に振動させてい
るため1秒間に数百回であり、最高でも2千回程度であ
る。従って、高速走査した場合には、溶融領域が帯状に
ならずに蛇行した曲線状になってしまうという問題点が
あった。
本発明の目的は、レーザ光を高速度で振動させることに
より、試料上での部分的な実効的強度変動を十分抑制で
きるようにして、高速走査時においても、得られる再結
晶化領域の結晶性が良好で、かつ、均一性が良い半導体
結晶薄膜が短時間で得られるような半導体結晶薄膜製造
方法およびその製造装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、絶縁体あるいは絶縁膜上に多結晶あるいは非
晶質半導体薄膜を形成した基板に対し、変調された高周
波電圧で励起した光音響素子を通過させることによって
基板上での照射位置が振動するようにされたレーザ光を
走査することを特徴とする半導体結晶薄膜製造方法であ
る。また本発明は、レーザビームを発振するレーサ光源
部と、レーザビームを試料上で走査するレーザビーム走
査部と、試料を保持する試料保持部とを備えた半導体結
晶薄膜製造装置において、前記レーザビーム走査部の構
成要素として変調された高周波電圧で励起すべき光音響
素子を備え、かつ、この光音響素子により回折されたレ
ーザ光を試料上に照射することを特徴とする半導体結晶
薄膜製造装置である。
(作用) 本発明では、レーザ光を変調された高周波電圧が印加さ
れている光音響素子を通過させ、その回折光を用いるこ
とによって、レーザ光の試料上の位置を高速振動させる
ことができる。
(実施例) 次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第1図は、本発明による半導体結晶薄膜製造方法の実施
例を説明する模式図である。また、第2図は、本発明に
よる半導体結晶薄膜製造装置の実施例を説明するブロッ
ク図である。さらに、第3図は、本発明による半導体結
晶薄膜製造方法の実施例における(a)低周波発振器の
出力電圧の時間変化、(b)高周波発振器の発振周波数
の時間変化、および(C)レーザビーム照射位置の変化
を示している。
第1図において、アルゴンレーザ発振器11から出たレ
ーザビームは反射ミラー12で反射した後にメカニカル
シャッタ13を通って、次に石英製光音響素子14を通
る際に回折され、直進する0次光はビームストッパ15
で阻止され、回折光のみエキスパンダ17でビーム径が
拡大され、さらにXYステージ19上に配置されている
レデューサ21でビーム径が縮小された後に対物レンズ
23によって試料ウェーハ24上に集束・照射される。
このとき、第3図に示されているように、低周波発振器
25により発生された正弦波あるいは三角波の低周波(
IKHz〜10KHz)によって変調された高周波(1
10MHz−140MHz)が高周波発振器26によっ
て発生され、光音響素子14に人力される。この高周波
の周波数に従って光音響素子14からの回折光の回折角
度が変化し、試料ウェーハ24上のビーム照射位置力飄
変調に用いられた低周波の周波数および光音響素子に入
力される高周波の周波数に従って振動する。
試料ウェーハ上のビーム照射位置変動の繰り返し周期は
、変調に用いられた低周波の周波数によって決まり、ま
た、試料ウェーハ上のビーム照射位置変動の変動幅すな
わち照射領域幅は、光音響素子に入力される高周波の周
波数変化幅すなわち変調に用いられた低周波の電圧変化
幅によって決まる。従って、レデューサの載っているX
Yステージが100mm/seeという高速でX方向に
移動するときに10KHzの低周波で変調された高周波
を光音響素子に入力すれば、第4図に示すように101
101i 100mm/see / 10KHz)の周
期で繰り返し蛇行するように試料ウェーハ上のビーム照
射位置が変動する。また、変調に用いられた低周波の電
圧変化幅を0.588Vにしたとき、光音響素子に入力
される高周波の周波数変化幅は22.7MHzであった
上記の周波数条件で光音響素子を動作させ、レーザビー
ム径内の微細な強度分布が実効的に無視できるように2
0μm程度と十分小さく絞ったレーザビーム径にしてレ
ーザアニーリングの走査を繰り返したとき、ビーム照射
位置は走査方向に対して直角方向140pmの幅で振動
することが実験から明らかとなり、その幅の再結晶化領
域を一回の走査で得ることができることがわかった。得
られた再結晶化領域の結晶性は良好であり、レーザビー
ムの微細な強度分布や強度変動に起因する結晶欠陥の発
生が抑制できるという効果が示された。
従来はミラーをメカニカルに振動させてレーザビームを
振動させていたので、振動数は前述のように最高でも2
KHzである。従って本実施例のようにXYステージが
100mm/seeという高速で移動するとくり返し蛇
行する周期が50pmになってしまい、2011m径の
小さいレーザビームでは溶融領域が帯状にならない。
以上の説明では、レーザ発振器としてアルゴンレーザ発
振器を用い、光音響素子として石英製光音響素子を用い
た場合について説明したが、これに限られることはなく
、レーザ発振器としてヘリウム、ネオンレーザ、YAG
レーザ、炭酸ガスレーザあるいはクリプトンレーザなど
を用いてもよく、光音響素子としてLINbO、PbM
oO4などを用いてもよい。
以上図を用いて説明した、絶縁体あるいは絶縁膜上に多
結晶あるいは非晶質半導体薄膜を形成した基板に対し、
光音響素子を通過させることによって基板上での照射位
置が振動するようにされたレーザ光を走査することを特
徴とする半導体結晶薄膜製造方法は、具体的には、第2
図に示すようなレーザビームを発振するレーザ光源部と
、レーザビームを試料上で走査するレーザビーム走査部
と、試料を保持する試料保持部とを備えた半導体結晶薄
膜製造装置において、前記レーザビーム走査部の構成要
素として光音響素子を備え、かつ、この光音響素子によ
り回折されたレーザ光を試料上に照射することを特徴と
する半導体結晶薄膜製造装置によって実現される。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、レーザ光を変調
された高周波電圧が印加されている光音響素子を通過さ
せ、その回折光を用いることによって、レーザ光の試料
上の位置を高速振動させることができる。従って、レー
ザ光を高速度で振動させることにより、試料上での部分
的な実効的強度変動を十分抑制できるようにして、高速
走査時においても、得られる再結晶化領域の結晶性が良
好で、かつ、均一性が良い半導体結晶薄膜が短時間で得
られるような半導体結晶薄膜製造方法およびその製造装
置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による半導体結晶薄膜製造方法の実施
例を説明する模式図、第2図は、本発明による半導体結
晶薄膜製造装置の実施例を説明するブロック図、第3図
(a)〜(C)は、本発明による半導体結晶薄膜製造方
法の実施例における低周波発振器の出力電圧の時間変化
、高周波発振器の発振周波数の時間変化、およびレーザ
ビーム照射位置の変化をそれぞれ示す説明図、第4図は
、レデューサの載っているxyステージが100mm/
seeでX方向に移動するときに10KHzの低周波で
変調された高周波を光音響素子に入力した場合に試料ウ
ェーハ上にビーム照射位置が10/、m(= 100m
m/see / 10KHz)の周期で繰り返し蛇行す
ることを説明するための説明図である。 図において、11.1.アルゴンレーザ発振器、12.
16゜18、20.22・・・反射ミラー、13・・・
メカニカルシャッタ、14111石英製光音響素子、1
5−1.ビームストッパ、17・・・エキスパンダ、1
9・・・XYステージ、21・・・レデューサ、23・
・・対物レンズ、24・1.試料ウニ・−ハ、25.・
、低周波発振器、26・・・高周波発振器、110・・
・レーザ光源部、120・・・光音響素子を備えたレー
ザビーム走査部、13000.試料を保持するための試
料保持部、210・・・低周波発振器の出力電圧の時間
変化、220・・・高周波発振器の発振周波数の時間変
化、230・・・試料ウェーハ上でのレーザビーム照射
位置の変化、240・・・レデューサの載っているXY
ステージが100mm/secでX方向に移動するとき
に10KHzの低周波で変調された高周波を光音響素子
に入力したときの試料ウェーハ上のビーム照射位置であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、絶縁体上に多結晶あるいは非晶質半導体薄膜を形成
    した基板に対し、変調された高周波電圧で励起した光音
    響素子を通過させることによって基板上での照射位置が
    振動するようにされたレーザ光を走査することを特徴と
    する半導体結晶薄膜製造方法。 2、レーザビームを発振するレーザ光源部と、レーザビ
    ームを試料上で走査するレーザビーム走査部と、試料を
    保持する試料保持部とを備えた半導体結晶薄膜製造装置
    において、前記レーザビーム走査部の構成要素として変
    調された高周波電圧で励起すべき光音響素子を備え、か
    つ、この光音響素子により回折されたレーザ光を試料上
    に照射することを特徴とする半導体結晶薄膜製造装置。
JP17221490A 1990-06-29 1990-06-29 半導体結晶薄膜製造方法および製造装置 Pending JPH0461319A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17221490A JPH0461319A (ja) 1990-06-29 1990-06-29 半導体結晶薄膜製造方法および製造装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17221490A JPH0461319A (ja) 1990-06-29 1990-06-29 半導体結晶薄膜製造方法および製造装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0461319A true JPH0461319A (ja) 1992-02-27

Family

ID=15937713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17221490A Pending JPH0461319A (ja) 1990-06-29 1990-06-29 半導体結晶薄膜製造方法および製造装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0461319A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005333117A (ja) * 2004-04-23 2005-12-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザ照射装置及び半導体装置の作製方法
US8222126B2 (en) 2004-04-23 2012-07-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus and method for manufacturing semiconductor device
US8237085B2 (en) 2006-11-17 2012-08-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, and laser irradiation method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03268318A (ja) * 1990-03-16 1991-11-29 Fujitsu Ltd ビームアニール方法および装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03268318A (ja) * 1990-03-16 1991-11-29 Fujitsu Ltd ビームアニール方法および装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005333117A (ja) * 2004-04-23 2005-12-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd レーザ照射装置及び半導体装置の作製方法
US8222126B2 (en) 2004-04-23 2012-07-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus and method for manufacturing semiconductor device
US8237085B2 (en) 2006-11-17 2012-08-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, and laser irradiation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20080033174A (ko) 레이저 어닐링 방법 및 장치
JP5452247B2 (ja) レーザダイシング装置
JP7182456B2 (ja) レーザ加工方法、及び、半導体部材製造方法
CN103521932B (zh) 激光切割方法
US8237085B2 (en) Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, and laser irradiation method
JPH0461319A (ja) 半導体結晶薄膜製造方法および製造装置
JP2019036643A (ja) ウエーハの加工方法
JP2025063898A (ja) 単結晶材料の加工方法
JPH09180997A (ja) レーザを用いた表面処理方法
JPS6329819B2 (ja)
JPH03268318A (ja) ビームアニール方法および装置
TWI837344B (zh) Saw濾波器之製造方法
JPS62243314A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2002244072A (ja) レーザ加工装置
EP0382648B1 (en) Process and apparatus for recrystallization of semiconductor layer
JPS58103140A (ja) レ−ザアニ−ル方法
JPH0136974B2 (ja)
JPH01261820A (ja) レーザ照射装置
JP2021141099A (ja) シリコンウエハの表面改質方法
JPH0895045A (ja) 液晶配向膜の処理方法
Taniguchi et al. New phase modulators for next-generation low-temperature crystallization method of Si films
JPH0529863A (ja) 水晶振動子の製造方法
JPH09327782A (ja) レーザエッチング装置
JP2003211278A (ja) レーザ加工装置
JPH07115338A (ja) 非導電性基板への回路形成方法