JPH0590191A - パルスレーザアニール装置 - Google Patents
パルスレーザアニール装置Info
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- JPH0590191A JPH0590191A JP3251984A JP25198491A JPH0590191A JP H0590191 A JPH0590191 A JP H0590191A JP 3251984 A JP3251984 A JP 3251984A JP 25198491 A JP25198491 A JP 25198491A JP H0590191 A JPH0590191 A JP H0590191A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ光出力の変動を低減化し、アニールを
均一に行って特性の均一な半導体素子を得ることができ
るようにする。 【構成】 パルスレーザ発振装置１を有するパルスレー
ザアニール装置において、レーザ光出射口１Ａと被照射
面４Ｓとの間に光遮断装置２を有し、且つこの光遮断装
置２をレーザ光走査装置３のアニール中断期間に同期し
て開閉させる構成とする。
均一に行って特性の均一な半導体素子を得ることができ
るようにする。 【構成】 パルスレーザ発振装置１を有するパルスレー
ザアニール装置において、レーザ光出射口１Ａと被照射
面４Ｓとの間に光遮断装置２を有し、且つこの光遮断装
置２をレーザ光走査装置３のアニール中断期間に同期し
て開閉させる構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体装置の表
面に短時間のレーザ照射を行って浅い接合を形成する場
合に用いるパルスレーザアニール装置に係わる。
面に短時間のレーザ照射を行って浅い接合を形成する場
合に用いるパルスレーザアニール装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】パルスレーザを用いたアニール法は、半
導体ウェファの表面から２００Å程度の最表面領域を、
融点温度にまで極めて短時間の加熱によって昇温させる
ことができるので、例えばＦＥＴ（電界効果トランジス
タ）の浅いソース／ドレイン接合を形成する場合のアニ
ール方法として、或いはＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の
結晶欠陥を低減し、電気的特性を向上するためのアニー
ル方法として研究開発が活発に行われている。
導体ウェファの表面から２００Å程度の最表面領域を、
融点温度にまで極めて短時間の加熱によって昇温させる
ことができるので、例えばＦＥＴ（電界効果トランジス
タ）の浅いソース／ドレイン接合を形成する場合のアニ
ール方法として、或いはＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の
結晶欠陥を低減し、電気的特性を向上するためのアニー
ル方法として研究開発が活発に行われている。
【０００３】一般にパルスレーザアニール装置における
レーザ光は、光学機械により１パルス毎また複数パルス
毎に照射位置を移動しながら、被照射面例えば半導体ウ
ェファの表面上を一行毎に改行動作を繰り返して、半導
体ウェファ全面に照射されるようになされている。
レーザ光は、光学機械により１パルス毎また複数パルス
毎に照射位置を移動しながら、被照射面例えば半導体ウ
ェファの表面上を一行毎に改行動作を繰り返して、半導
体ウェファ全面に照射されるようになされている。
【０００４】そしてこのような装置においては、半導体
ウェファの交換時には、パルス発振を停止し、次のウェ
ファが用意されてから再発振するようになされる。また
例えば光学機械によるレーザ光の改行時には、通常パル
ス発振を停止し、改行動作が完了してから再発振するよ
うになされる。
ウェファの交換時には、パルス発振を停止し、次のウェ
ファが用意されてから再発振するようになされる。また
例えば光学機械によるレーザ光の改行時には、通常パル
ス発振を停止し、改行動作が完了してから再発振するよ
うになされる。
【０００５】しかしながら、パルスレーザアニール装置
から発振されるレーザ光は、レーザの発振周波数を断続
的に変化させると出力が大きく変動するという問題があ
り、レーザ光をウェファ面内へ走査する過程で、ウェフ
ァ交換毎または改行動作毎にレーザ光の出力が大きく変
動し、半導体ウェファ上に作製する素子の特性にばらつ
きが生じるという問題がある。
から発振されるレーザ光は、レーザの発振周波数を断続
的に変化させると出力が大きく変動するという問題があ
り、レーザ光をウェファ面内へ走査する過程で、ウェフ
ァ交換毎または改行動作毎にレーザ光の出力が大きく変
動し、半導体ウェファ上に作製する素子の特性にばらつ
きが生じるという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したパ
ルスレーザアニール装置において、レーザ光出力の変動
を低減化し、これにより特性の均一な半導体素子を得ら
れるようにする。
ルスレーザアニール装置において、レーザ光出力の変動
を低減化し、これにより特性の均一な半導体素子を得ら
れるようにする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明パルスレーザアニ
ール装置の一例の略線的拡大構成図を図１に示す。本発
明は図１に示すように、パルスレーザ発振装置１を有す
るパルスレーザアニール装置において、レーザ光出射口
１Ａと被照射面４Ｓとの間に光遮断装置２を有し、且つ
この光遮断装置２をレーザ光走査装置３のアニール中断
期間に同期して開閉させる構成とする。
ール装置の一例の略線的拡大構成図を図１に示す。本発
明は図１に示すように、パルスレーザ発振装置１を有す
るパルスレーザアニール装置において、レーザ光出射口
１Ａと被照射面４Ｓとの間に光遮断装置２を有し、且つ
この光遮断装置２をレーザ光走査装置３のアニール中断
期間に同期して開閉させる構成とする。
【０００８】
【作用】上述したように、本発明パルスレーザアニール
装置においては、光遮断装置４を設けることから、半導
体ウェファ等の被照射体の表面を走査照射する場合のウ
ェファ交換時や改行動作時等の待ち時間にアニールを中
断する場合においても、このレーザ発振動作を止めるこ
となく連続的に発振させておくことができるため、これ
によりレーザ光の出力変動を低減化することができ、安
定なビーム出力を得ることができる。
装置においては、光遮断装置４を設けることから、半導
体ウェファ等の被照射体の表面を走査照射する場合のウ
ェファ交換時や改行動作時等の待ち時間にアニールを中
断する場合においても、このレーザ発振動作を止めるこ
となく連続的に発振させておくことができるため、これ
によりレーザ光の出力変動を低減化することができ、安
定なビーム出力を得ることができる。
【０００９】従って、確実に均一なアニールを行うこと
ができて、半導体素子の特性のばらつきを低減化するこ
とができる。
ができて、半導体素子の特性のばらつきを低減化するこ
とができる。
【００１０】
【実施例】以下図１を参照して本発明パルスレーザアニ
ール装置の一例を詳細に説明する。
ール装置の一例を詳細に説明する。
【００１１】図１において、１はパルスレーザ発振装置
で、このレーザ出射口１Ａから出射されたレーザ光Ｌ
は、ミラーＭ1 によって反射されて光遮断装置２に入射
された後、更にこの遮断装置２から出射されたレーザ光
ＬがミラーＭ2 及びＭ3 によってレーザ光走査装置３に
入射される。そしてこのレーザ光走査装置３によってレ
ーザ光Ｌが、例えば一辺が数ｍｍ〜数１０ｍｍの正方形
または長方形スポットに整形されて、試料ステージ５上
のＳｉウェファ等の被照射体４の被照射面４Ｓに走査照
射される。６は、この被照射面４Ｓ上のスポット状の照
射領域を示す。
で、このレーザ出射口１Ａから出射されたレーザ光Ｌ
は、ミラーＭ1 によって反射されて光遮断装置２に入射
された後、更にこの遮断装置２から出射されたレーザ光
ＬがミラーＭ2 及びＭ3 によってレーザ光走査装置３に
入射される。そしてこのレーザ光走査装置３によってレ
ーザ光Ｌが、例えば一辺が数ｍｍ〜数１０ｍｍの正方形
または長方形スポットに整形されて、試料ステージ５上
のＳｉウェファ等の被照射体４の被照射面４Ｓに走査照
射される。６は、この被照射面４Ｓ上のスポット状の照
射領域を示す。
【００１２】このような構成におけるレーザ光の照射態
様について説明する。先ず、レーザ光走査装置３は、照
射面４Ｓ上の１行の走査動作を完了すると同時に信号線
７により改行開始を伝える信号ｐを電動シャッター等を
有する光遮断装置２に送信し、電動シャッターが閉じて
レーザ光Ｌを遮るようになす。レーザ光走査装置３は、
レーザ光Ｌが遮断された状態で矢印ａで示すように、改
行動作を行って照射領域６を次行へ移動させる。
様について説明する。先ず、レーザ光走査装置３は、照
射面４Ｓ上の１行の走査動作を完了すると同時に信号線
７により改行開始を伝える信号ｐを電動シャッター等を
有する光遮断装置２に送信し、電動シャッターが閉じて
レーザ光Ｌを遮るようになす。レーザ光走査装置３は、
レーザ光Ｌが遮断された状態で矢印ａで示すように、改
行動作を行って照射領域６を次行へ移動させる。
【００１３】このときパルスレーザ発振装置１は、停止
することなく所定のパルス間隔例えば一定の周波数で発
振しており、レーザ出力の変動は極めて低く抑えること
ができる。
することなく所定のパルス間隔例えば一定の周波数で発
振しており、レーザ出力の変動は極めて低く抑えること
ができる。
【００１４】次にレーザ光走査装置３は、改行動作を完
了し、走査準備ができると同時に信号線７によって改行
動作完了の信号ｐを電動シャッター等の光遮断装置２に
送信し、電動シャッターが開くようになす。これに同期
して光遮断装置２は信号線７によりレーザ光走査装置３
へシャッターを開いたことを示す信号を送り、レーザ光
走査装置３はこの信号を受けると同時にレーザ光の走査
を開始するようになす。
了し、走査準備ができると同時に信号線７によって改行
動作完了の信号ｐを電動シャッター等の光遮断装置２に
送信し、電動シャッターが開くようになす。これに同期
して光遮断装置２は信号線７によりレーザ光走査装置３
へシャッターを開いたことを示す信号を送り、レーザ光
走査装置３はこの信号を受けると同時にレーザ光の走査
を開始するようになす。
【００１５】以上の動作は、半導体ウェファ等の被照射
体４の外側領域、即ち矢印ａで示す外側領域での移動時
において行われるので、万一光遮断装置２のシャッター
の開くタイミングと走査開始のタイミングが微妙にずれ
たとしても、半導体ウェファ上の素子の特性には全く影
響がない。
体４の外側領域、即ち矢印ａで示す外側領域での移動時
において行われるので、万一光遮断装置２のシャッター
の開くタイミングと走査開始のタイミングが微妙にずれ
たとしても、半導体ウェファ上の素子の特性には全く影
響がない。
【００１６】また上述の例においては、Ｓｉウェファ上
の改行動作における照射態様を示したが、例えばウェフ
ァの交換時においても、同様に例えば信号線７によっ
て、レーザ光走査装置３と光遮断装置２との間に交換動
作や遮断動作を示す信号を互いに伝送する等して、パル
スレーザ発振を止めることなくアニール中断を行うこと
ができる。この場合においても、交換動作中に万一シャ
ッターの開くタイミングと走査開始のタイミングが微妙
にずれても、待機時における照射領域がウェファの外部
に配置されるように設定することによって、ウェファ上
の素子に特性のばらつきを生じることなくアニールを行
うことができる。
の改行動作における照射態様を示したが、例えばウェフ
ァの交換時においても、同様に例えば信号線７によっ
て、レーザ光走査装置３と光遮断装置２との間に交換動
作や遮断動作を示す信号を互いに伝送する等して、パル
スレーザ発振を止めることなくアニール中断を行うこと
ができる。この場合においても、交換動作中に万一シャ
ッターの開くタイミングと走査開始のタイミングが微妙
にずれても、待機時における照射領域がウェファの外部
に配置されるように設定することによって、ウェファ上
の素子に特性のばらつきを生じることなくアニールを行
うことができる。
【００１７】図２に本発明パルスレーザアニール装置に
おけるレーザ出力の変動を示す。図２からわかるよう
に、本発明パルスレーザアニール装置においては、パル
スレーザ発振を中断させることなく、連続的に発振させ
ることから、その出力の変動ΔＰが５％程度に抑制され
ている。
おけるレーザ出力の変動を示す。図２からわかるよう
に、本発明パルスレーザアニール装置においては、パル
スレーザ発振を中断させることなく、連続的に発振させ
ることから、その出力の変動ΔＰが５％程度に抑制され
ている。
【００１８】しかしながら、図３に従来のパルスレーザ
アニール装置におけるレーザ出力の変動を示すように、
従来はレーザ発振を中断する毎に、その出力が大幅に変
動し、全体的にみた出力の変動ΔＰは１０〜１５％程度
であった。
アニール装置におけるレーザ出力の変動を示すように、
従来はレーザ発振を中断する毎に、その出力が大幅に変
動し、全体的にみた出力の変動ΔＰは１０〜１５％程度
であった。
【００１９】このような出力変動が生じている場合、図
４にパルスレーザ照射によって接合を形成する場合の、
再結晶化度及びシート抵抗の変化を示すように、例えば
レーザ出力１０００ｍＪ／ｃｍ2 に対し−１５％程度の
出力変動があると、即ち図４に示すようにＰ1 の出力変
動があるとすると、シート抵抗の変動が１．５倍程度と
なってしまい、再結晶化度と共に大きく変動してしま
い、半導体素子の特性に大きな影響を与える。
４にパルスレーザ照射によって接合を形成する場合の、
再結晶化度及びシート抵抗の変化を示すように、例えば
レーザ出力１０００ｍＪ／ｃｍ2 に対し−１５％程度の
出力変動があると、即ち図４に示すようにＰ1 の出力変
動があるとすると、シート抵抗の変動が１．５倍程度と
なってしまい、再結晶化度と共に大きく変動してしま
い、半導体素子の特性に大きな影響を与える。
【００２０】しかしながら、本発明による場合は出力変
動が図４においてＰ2 で示すように５％未満程度に抑制
できるので、この場合シート抵抗の変動は１．１倍程度
となって再結晶化度と共にほとんど変わることがない。
従って、本発明によれば均一な特性の半導体素子を得る
ことができることとなる。
動が図４においてＰ2 で示すように５％未満程度に抑制
できるので、この場合シート抵抗の変動は１．１倍程度
となって再結晶化度と共にほとんど変わることがない。
従って、本発明によれば均一な特性の半導体素子を得る
ことができることとなる。
【００２１】尚、上述の実施例においては、半導体素子
の作製に本発明パルスレーザアニール装置を適用した場
合について説明したが、本発明はその他種々のレーザア
ニールに用いることができ、またその構成も本発明構成
を逸脱することなく種々の構成を採ることができる。
の作製に本発明パルスレーザアニール装置を適用した場
合について説明したが、本発明はその他種々のレーザア
ニールに用いることができ、またその構成も本発明構成
を逸脱することなく種々の構成を採ることができる。
【００２２】
【発明の効果】上述したように、本発明パルスレーザア
ニール装置によれば、被照射体への照射中断時におい
て、パルスレーザ発振を中断することなく連続的に出射
させることができるため、パルスレーザ発振出力の変動
を低減化することができる。
ニール装置によれば、被照射体への照射中断時におい
て、パルスレーザ発振を中断することなく連続的に出射
させることができるため、パルスレーザ発振出力の変動
を低減化することができる。
【００２３】このため、例えば半導体装置のアニールを
均一な出力で行うことができて、特性の変動を抑制する
ことができ、均一な特性の半導体装置を得ることができ
る。
均一な出力で行うことができて、特性の変動を抑制する
ことができ、均一な特性の半導体装置を得ることができ
る。
【図１】本発明パルスレーザアニール装置の一例の略線
的拡大構成図である。
的拡大構成図である。
【図２】本発明パルスレーザアニール装置におけるレー
ザ出力の変動を示す図である。
ザ出力の変動を示す図である。
【図３】従来のパルスレーザアニール装置におけるレー
ザ出力の変動を示す図である。
ザ出力の変動を示す図である。
【図４】パルスレーザエネルギー密度に対する再結晶化
度及びシート抵抗の変化を示す図である。
度及びシート抵抗の変化を示す図である。
１ パルスレーザ発振装置 １Ａ レーザ出射口 ２ 光遮断装置 ３ レーザ光走査装置 ４ 被照射体 ４Ｓ 被照射面 ５ 試料ステージ ６ 照射領域 ７ 信号線
Claims (1)
- 【請求項１】 パルスレーザ発振装置を有するパルスレ
ーザアニール装置において、 レーザ光出射口と被照射面との間に光遮断装置を有し、
且つ上記光遮断装置がレーザ光走査装置のアニール中断
期間に同期して開閉することを特徴とするパルスレーザ
アニール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3251984A JPH0590191A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | パルスレーザアニール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3251984A JPH0590191A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | パルスレーザアニール装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0590191A true JPH0590191A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=17230931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3251984A Pending JPH0590191A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | パルスレーザアニール装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0590191A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10308548A (ja) * | 1997-05-08 | 1998-11-17 | Nec Corp | パルスレーザ光照射装置及び照射方法 |
| JP2001358087A (ja) * | 2001-04-16 | 2001-12-26 | Nec Corp | パルスレーザ光照射装置及び照射方法 |
| JP2002158185A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-05-31 | Toshiba Corp | レーザアニール方法、その装置、薄膜トランジスタの製造方法およびその装置 |
| JP2002217124A (ja) * | 2001-01-15 | 2002-08-02 | Toshiba Corp | レーザアニール装置およびレーザアニール方法 |
| US6989300B1 (en) | 1999-07-13 | 2006-01-24 | Nec Corporation | Method for forming semiconductor films at desired positions on a substrate |
| JP2010245319A (ja) * | 2009-04-07 | 2010-10-28 | Japan Steel Works Ltd:The | レーザアニール装置 |
| JP2015026720A (ja) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | 住友重機械工業株式会社 | レーザアニール装置及びレーザアニール方法 |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP3251984A patent/JPH0590191A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10308548A (ja) * | 1997-05-08 | 1998-11-17 | Nec Corp | パルスレーザ光照射装置及び照射方法 |
| US6989300B1 (en) | 1999-07-13 | 2006-01-24 | Nec Corporation | Method for forming semiconductor films at desired positions on a substrate |
| JP2002158185A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-05-31 | Toshiba Corp | レーザアニール方法、その装置、薄膜トランジスタの製造方法およびその装置 |
| JP2002217124A (ja) * | 2001-01-15 | 2002-08-02 | Toshiba Corp | レーザアニール装置およびレーザアニール方法 |
| JP2001358087A (ja) * | 2001-04-16 | 2001-12-26 | Nec Corp | パルスレーザ光照射装置及び照射方法 |
| JP2010245319A (ja) * | 2009-04-07 | 2010-10-28 | Japan Steel Works Ltd:The | レーザアニール装置 |
| JP2015026720A (ja) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | 住友重機械工業株式会社 | レーザアニール装置及びレーザアニール方法 |
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