JPH057824B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH057824B2 JPH057824B2 JP56215709A JP21570981A JPH057824B2 JP H057824 B2 JPH057824 B2 JP H057824B2 JP 56215709 A JP56215709 A JP 56215709A JP 21570981 A JP21570981 A JP 21570981A JP H057824 B2 JPH057824 B2 JP H057824B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- laser
- irradiated
- irradiated object
- irradiation
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明は複合ビーム照射装置にかゝり、複数の
異なるビームを同時に同一点を照射させることが
できるビーム照射装置の基本構造に関する。
異なるビームを同時に同一点を照射させることが
できるビーム照射装置の基本構造に関する。
(b) 技術の背景
半導体装置を製造する際に、不純物イオンを注
入した後、注入イオンを活性化するための加熱処
理（アニール）がなされるが、加熱処理炉を用い
て、半導体基板全体を加熱することは、所望のイ
オン注入領域のみならず他部分をも加熱して、か
えつて半導体特性を劣化する悪影響があるため、
最近は所望領域のみを局部的に加熱する方法が研
究されており、それにはレーザ光を照射するいわ
ゆるレーザアニール法が注目されている。
入した後、注入イオンを活性化するための加熱処
理（アニール）がなされるが、加熱処理炉を用い
て、半導体基板全体を加熱することは、所望のイ
オン注入領域のみならず他部分をも加熱して、か
えつて半導体特性を劣化する悪影響があるため、
最近は所望領域のみを局部的に加熱する方法が研
究されており、それにはレーザ光を照射するいわ
ゆるレーザアニール法が注目されている。
また、レーザアニールによつて多結晶を単結晶
化する結晶成長法も研究されており、その場合は
局部加熱によつて欠陥の少ない結晶成長が行なわ
れることに着目したものである。
化する結晶成長法も研究されており、その場合は
局部加熱によつて欠陥の少ない結晶成長が行なわ
れることに着目したものである。
しかしながら、このような局部的加熱法はでき
るだけエネルギーを大きくして、できるだけ短時
間に処理する方式が無欠陥結晶成長や素子特性向
上の点から好ましく、それは不要部分への熱伝達
が少なくなるためである。
るだけエネルギーを大きくして、できるだけ短時
間に処理する方式が無欠陥結晶成長や素子特性向
上の点から好ましく、それは不要部分への熱伝達
が少なくなるためである。
(c) 発明の目的
本発明は上記の趣旨から強いエネルギーを瞬時
に加えることのできる照射精度の高いビーム照射
装置を提案する。
に加えることのできる照射精度の高いビーム照射
装置を提案する。
(d) 発明の構成
かような目的は、被照射体に電子ビームを照射
して該被照射体を予備加熱する電子銃、該電子ビ
ームを制御するための電子ビーム制御系、および
これらを納めたコラム外より集束されたレーザ光
を透過窓を通して該被照射体に該電子ビームと共
に照射するレーザ照射手段を有し、上記電子ビー
ムと該レーザ光を該被照射体の同一位置に同時に
照射することにより、該被照射体を熱処理する機
能をもたせた複合ビーム照射装置によつて達成さ
れる。
して該被照射体を予備加熱する電子銃、該電子ビ
ームを制御するための電子ビーム制御系、および
これらを納めたコラム外より集束されたレーザ光
を透過窓を通して該被照射体に該電子ビームと共
に照射するレーザ照射手段を有し、上記電子ビー
ムと該レーザ光を該被照射体の同一位置に同時に
照射することにより、該被照射体を熱処理する機
能をもたせた複合ビーム照射装置によつて達成さ
れる。
以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。
(e) 発明の実施例
第１図は本発明にかゝる複合ビーム照射装置の
一実施例の断面構造図である。図において、被照
射体の半導体ウエハー１はＸ方向とＹ方向とに可
動するステージ２上に載せて、ステージ２は駆動
系３により外部から動かされる。真空系４によつ
て吸引されてコラム５の内部は高真空になつてお
り、ステージ２の垂直上に電子銃６とそれより発
射された電子ビーム７を制御する電磁レンズ、ス
リツトなどからなる制御系８とがあり、これらは
公知の露光装置に類似している。
一実施例の断面構造図である。図において、被照
射体の半導体ウエハー１はＸ方向とＹ方向とに可
動するステージ２上に載せて、ステージ２は駆動
系３により外部から動かされる。真空系４によつ
て吸引されてコラム５の内部は高真空になつてお
り、ステージ２の垂直上に電子銃６とそれより発
射された電子ビーム７を制御する電磁レンズ、ス
リツトなどからなる制御系８とがあり、これらは
公知の露光装置に類似している。
真空コラム５の側面部にレーザ光源９からのレ
ーザ光１０を入射させるレーザ導入ポート１１が
凹部状に設けられ、又他のコラム側部には光学顕
微鏡で照射位置を目視できる顕微鏡導入ポート１
２が同じく凹部状に設けられる。このようにレー
ザ光１０を側面より傾斜させて照射するのは、電
子ビーム７を傾向させることが装置面で困難なた
めである。
ーザ光１０を入射させるレーザ導入ポート１１が
凹部状に設けられ、又他のコラム側部には光学顕
微鏡で照射位置を目視できる顕微鏡導入ポート１
２が同じく凹部状に設けられる。このようにレー
ザ光１０を側面より傾斜させて照射するのは、電
子ビーム７を傾向させることが装置面で困難なた
めである。
第２図は電子ビームとレーザ光との混合照射部
分を拡大した部分断面図で、レーザ導入ポート１
１をも併せて示す。レーザ導入ポートでは、レー
ザ光１０は反射ミラー１３で照射方向を変化させ
て、石英窓１４を通つて対物レンズ１５で集束
し、絞られたレーザ光が保護ガラス１６を透過し
て、真空コラム５内に入り、電子ビーム７と同一
位置を同時に照射する。
分を拡大した部分断面図で、レーザ導入ポート１
１をも併せて示す。レーザ導入ポートでは、レー
ザ光１０は反射ミラー１３で照射方向を変化させ
て、石英窓１４を通つて対物レンズ１５で集束
し、絞られたレーザ光が保護ガラス１６を透過し
て、真空コラム５内に入り、電子ビーム７と同一
位置を同時に照射する。
このように反射ミラー１３、対物レンズ１５を
真空コラム５外におく目的は、これらは絶縁体で
あるから真空コラム内ではチヤージアツプして、
ビーム特に電子ビームに影響を与え、照射位置に
狂いが生ずるのを防止するためである。対物レン
ズ１５の焦点距離ｆは50〜70mmが妥当であり、そ
れより短かいと半導体ウエハー１からの蒸発物の
付着が多くなつて、処理中に照度を一定に保て
ず、又それより長いとレーザ光の絞りが難かしく
なる。しかし、この蒸発物の付着は対物レンズ前
面の保護ガラス１６であつて、そのため絶えず保
護ガラスは交換を必要とする。又、保護ガラスは
真空中にあるからチヤージアツプを防止するよう
に、表面にレーザ光を透過するメタル薄膜をスパ
ツタしておく方が望ましい。また石英窓１４は対
物レンジ１５の保護用で、充分に密封されてお
り、万一保護ガラス１６の交換で、封止が不充分
でも石英窓がこれを補なう役目をする。一方、顕
微鏡導入ポート１２の封止ガラス１７は目視者の
眼をレーザ光から保護するため特殊ガラスにする
必要があり、この封止ガラス１７は半導体ウエハ
ー１の照射位置より遠く差し支えないので、蒸発
物の付着は少なくなる。
真空コラム５外におく目的は、これらは絶縁体で
あるから真空コラム内ではチヤージアツプして、
ビーム特に電子ビームに影響を与え、照射位置に
狂いが生ずるのを防止するためである。対物レン
ズ１５の焦点距離ｆは50〜70mmが妥当であり、そ
れより短かいと半導体ウエハー１からの蒸発物の
付着が多くなつて、処理中に照度を一定に保て
ず、又それより長いとレーザ光の絞りが難かしく
なる。しかし、この蒸発物の付着は対物レンズ前
面の保護ガラス１６であつて、そのため絶えず保
護ガラスは交換を必要とする。又、保護ガラスは
真空中にあるからチヤージアツプを防止するよう
に、表面にレーザ光を透過するメタル薄膜をスパ
ツタしておく方が望ましい。また石英窓１４は対
物レンジ１５の保護用で、充分に密封されてお
り、万一保護ガラス１６の交換で、封止が不充分
でも石英窓がこれを補なう役目をする。一方、顕
微鏡導入ポート１２の封止ガラス１７は目視者の
眼をレーザ光から保護するため特殊ガラスにする
必要があり、この封止ガラス１７は半導体ウエハ
ー１の照射位置より遠く差し支えないので、蒸発
物の付着は少なくなる。
特に本装置の重要なことは、電子ビームは垂直
に照射する構造としているが、レーザ光は傾斜し
て照射されることで、レーザ光も可能な限り垂直
に近くして照射する方が良い。例えば、電子ビー
ムを偏向させて照射するスキヤンニング機能をも
与えるとすると、レーザ光の対物レンズと半導体
ウエハー１の照射位置との距離を50〜70mmとし、
スキヤンニングが数cmの幅であれば、電子ビーム
とレーザ光との中心線角度θは出来るだけ垂直線
に近接して25〜30°となる。スキヤンニング機能
を与えなければその角度θは更に小さくなること
は言うまでもない。また、反射ミラー１３での反
射角もできるだけ小さい方が良くて、これらの入
射方向の問題はすべて照射スポツトの強度分布を
不均一としないための配慮である。
に照射する構造としているが、レーザ光は傾斜し
て照射されることで、レーザ光も可能な限り垂直
に近くして照射する方が良い。例えば、電子ビー
ムを偏向させて照射するスキヤンニング機能をも
与えるとすると、レーザ光の対物レンズと半導体
ウエハー１の照射位置との距離を50〜70mmとし、
スキヤンニングが数cmの幅であれば、電子ビーム
とレーザ光との中心線角度θは出来るだけ垂直線
に近接して25〜30°となる。スキヤンニング機能
を与えなければその角度θは更に小さくなること
は言うまでもない。また、反射ミラー１３での反
射角もできるだけ小さい方が良くて、これらの入
射方向の問題はすべて照射スポツトの強度分布を
不均一としないための配慮である。
尚、上記説明でステージ２が可動するに拘わら
ず、電子ビームにスキヤンニング機能を与えるの
は高速処理を目指しており、その場合は電子ビー
ムのスキヤンニングに応じて、レーザ光の反射ミ
ラー１３を同期させて動かす機構を附加し、絶え
ず両者が被照射体の同一位置を照射させることが
必要である。尚、ステージ移動が25cm／秒程度で
あるのに対し、スキヤンニングすると速度は
5m／秒と速くすることができる。
ず、電子ビームにスキヤンニング機能を与えるの
は高速処理を目指しており、その場合は電子ビー
ムのスキヤンニングに応じて、レーザ光の反射ミ
ラー１３を同期させて動かす機構を附加し、絶え
ず両者が被照射体の同一位置を照射させることが
必要である。尚、ステージ移動が25cm／秒程度で
あるのに対し、スキヤンニングすると速度は
5m／秒と速くすることができる。
ここで電子ビームは、被熱処理領域を予備加熱
（プレアニール）しており、予備加熱された被熱
処理領域に対してレーザ光を照射することによ
り、本発明は被処理体に対して瞬時に強いエネル
ギーを加えて短時間で熱処理を行うことができ
る。
（プレアニール）しており、予備加熱された被熱
処理領域に対してレーザ光を照射することによ
り、本発明は被処理体に対して瞬時に強いエネル
ギーを加えて短時間で熱処理を行うことができ
る。
また、電子ビームとレーザ光との照射位置は一
致しなければならないが、両方の照射スポツトの
大きさが同一である必要はなく、例えば電子ビー
ム照射スポツトを100μmφとし、レーザ光の照射
スポツトを20〜30μmφとして使用してもよい。
致しなければならないが、両方の照射スポツトの
大きさが同一である必要はなく、例えば電子ビー
ム照射スポツトを100μmφとし、レーザ光の照射
スポツトを20〜30μmφとして使用してもよい。
更に電子ビームはレーザ光と異なり、電子の加
速エネルギーを調整することで被処理体の表面あ
ら所望の深さの領域を加熱することも可能である
ため、レーザ光による加熱と同時に用いることに
より被熱処理領域を３次元的に選択することも可
能となる。
速エネルギーを調整することで被処理体の表面あ
ら所望の深さの領域を加熱することも可能である
ため、レーザ光による加熱と同時に用いることに
より被熱処理領域を３次元的に選択することも可
能となる。
(f) 発明の効果
以上述べたように本発明によれば、電子ビーム
がレーザ光と異なり、電流を調整することで出力
をかなり上げることができるため、レーザ光に比
べてビーム径を大きくすることが可能であり、レ
ーザ光の照射領域全体を確実に予備加熱すること
ができる。
がレーザ光と異なり、電流を調整することで出力
をかなり上げることができるため、レーザ光に比
べてビーム径を大きくすることが可能であり、レ
ーザ光の照射領域全体を確実に予備加熱すること
ができる。
また、本発明にかかる複合ビーム照射装置は、
電子ビームにより予備加熱すると共にレーザ光を
被照射体に同時に照射するので、強いエネルギー
を被照射体に瞬時に加えることができ、不要部分
への熱伝達を極力少なくした局部加熱処理を高精
度に行うことができる。このため本発明は、単結
晶成長やイオン注入後のアニールに役立ち、高品
位の半導体装置、特に集積回路の製造に大きく寄
与するものである。
電子ビームにより予備加熱すると共にレーザ光を
被照射体に同時に照射するので、強いエネルギー
を被照射体に瞬時に加えることができ、不要部分
への熱伝達を極力少なくした局部加熱処理を高精
度に行うことができる。このため本発明は、単結
晶成長やイオン注入後のアニールに役立ち、高品
位の半導体装置、特に集積回路の製造に大きく寄
与するものである。
第１図は本発明にかゝる複合ビーム照射装置の
断面概要図、第２図はその部分拡大図である。 図中、１は被照射体、２は可動ステージ、５は
真空コラム、６は電子銃、７は電子ビーム、８は
電子ビーム制御系、９はレーザ光源、１０はレー
ザ光、１３は反射ミラー、１５は対物レンズ、１
６は透過窓を示す。
断面概要図、第２図はその部分拡大図である。 図中、１は被照射体、２は可動ステージ、５は
真空コラム、６は電子銃、７は電子ビーム、８は
電子ビーム制御系、９はレーザ光源、１０はレー
ザ光、１３は反射ミラー、１５は対物レンズ、１
６は透過窓を示す。
Claims (1)
- １ 被照射体に電子ビームを照射して該被照射体
を予備加熱する電子銃、該電子ビームを制御する
ための電子ビーム制御系、およびこれらを納めた
コラム外より集束されたレーザ光を透過窓を通し
て該被照射体に該電子ビームと共に照射するレー
ザ照射手段を有し、上記電子ビームと該レーザ光
を該被照射体の同一位置に同時に照射することに
より、該被照射体を熱処理する機能をもたせたこ
とを特徴とする複合ビーム照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56215709A JPS58115741A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 複合ビ−ム照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56215709A JPS58115741A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 複合ビ−ム照射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58115741A JPS58115741A (ja) | 1983-07-09 |
| JPH057824B2 true JPH057824B2 (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=16676857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56215709A Granted JPS58115741A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 複合ビ−ム照射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58115741A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS625547A (ja) * | 1985-07-01 | 1987-01-12 | Ulvac Corp | 基板表面上の異物観察装置 |
| US20160052056A1 (en) * | 2014-08-22 | 2016-02-25 | Arcam Ab | Enhanced electron beam generation |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51113468A (en) * | 1975-03-29 | 1976-10-06 | Toshinobu Takagi | Solid surface processing system |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP56215709A patent/JPS58115741A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58115741A (ja) | 1983-07-09 |
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