JPS58123717A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPS58123717A JPS58123717A JP570382A JP570382A JPS58123717A JP S58123717 A JPS58123717 A JP S58123717A JP 570382 A JP570382 A JP 570382A JP 570382 A JP570382 A JP 570382A JP S58123717 A JPS58123717 A JP S58123717A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- wafer
- single crystal
- deflection
- center
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/04—Pattern deposit, e.g. by using masks
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１） 発明の技術盆野
本発明は、電子ビームを用いて、絶縁膜上に付着せしめ
た多結晶半導体層を照射して、単結晶化する際に、広い
面積（わたって単結晶化を可能とする。
た多結晶半導体層を照射して、単結晶化する際に、広い
面積（わたって単結晶化を可能とする。
半導体装置の製造方法に関する。
（２ン 技術の背景
単結晶シリコン上に多結晶シリコン金成長させ。
このウェハに電子ビームを照射してアニールｆ単結晶化
する技術が半導体装置の製造において近年実用化されて
きている。この技術は三次元的ＫＩＣ回路を積む丸めの
技術としてすぐれた特徴をもっている。
する技術が半導体装置の製造において近年実用化されて
きている。この技術は三次元的ＫＩＣ回路を積む丸めの
技術としてすぐれた特徴をもっている。
すなわち、シリコン基板上に酸化ＩＩＩを介してＣＶＩ
）法等によりシリコン結晶を成長させる場合、必然的に
その結晶は多結晶層となる。この層を単結晶化するのく
、電気炉の中にこのウェハを設置する方法で行えば、シ
リコン基板自体も溶融してしまうため。
）法等によりシリコン結晶を成長させる場合、必然的に
その結晶は多結晶層となる。この層を単結晶化するのく
、電気炉の中にこのウェハを設置する方法で行えば、シ
リコン基板自体も溶融してしまうため。
この方法は採用することができない。しかし局所的に加
熱できる電子ビームを用いれば、基板を溶融することな
く成長した多結晶＊１挙結晶化することができる。
熱できる電子ビームを用いれば、基板を溶融することな
く成長した多結晶＊１挙結晶化することができる。
一方、近年の超ＬＳＩ化の進展にともない、半導体チッ
プはますます大面積化し、このためムい面積にわたって
単結晶層を得る技術は製造工程上の重要峰題となってき
ている。
プはますます大面積化し、このためムい面積にわたって
単結晶層を得る技術は製造工程上の重要峰題となってき
ている。
（３）従来技術の問題点
従来の電子ビームアニール方法においては、電子ビーム
のスポットにおける温度分布が、中心部で高く周辺部で
低いいわゆるガウス型の分布であった。
のスポットにおける温度分布が、中心部で高く周辺部で
低いいわゆるガウス型の分布であった。
一方、多結晶層の単結晶化はビームスポットにおける低
い温度領域よりおこなわれる念め、従来のビームスポッ
トの場合にあってはビーム周辺部から冷えこの部分から
単結晶層が成長していくという特徴をもってｂた。この
ため局所的にしか単結晶層が成長しないと騒う欠点をも
っていた。
い温度領域よりおこなわれる念め、従来のビームスポッ
トの場合にあってはビーム周辺部から冷えこの部分から
単結晶層が成長していくという特徴をもってｂた。この
ため局所的にしか単結晶層が成長しないと騒う欠点をも
っていた。
すなわち、第１図において、単結晶シリコン基板上に５
ｉＯｉｉ介して成長させた多結晶シリコン基板１上に、
３０ないし１１００ｎの直径の電子ビームスポット２を
電流値１ないしＩＱｍＡ、電力２ｏないし２００Ｗで走
査させる場合、ビームスポット中心の温度は１，５００
ないし１，６００℃程度に上昇してシリコ・全溶融させ
るが、単結晶化ｈバ・ンの融点１．４１２°Ｃ′ｆｔ切
った領域からおこなわれる０この場合。
ｉＯｉｉ介して成長させた多結晶シリコン基板１上に、
３０ないし１１００ｎの直径の電子ビームスポット２を
電流値１ないしＩＱｍＡ、電力２ｏないし２００Ｗで走
査させる場合、ビームスポット中心の温度は１，５００
ないし１，６００℃程度に上昇してシリコ・全溶融させ
るが、単結晶化ｈバ・ンの融点１．４１２°Ｃ′ｆｔ切
った領域からおこなわれる０この場合。
単結晶化がおこなわれるビームスポットの周辺の領ので
、単結晶化が不安定であり局所的になってしまうという
欠点があった。この念めビームスポットが走査され食後
の領域では多数の粒界をもつ単結晶層５．６が形成され
てい虎。
、単結晶化が不安定であり局所的になってしまうという
欠点があった。この念めビームスポットが走査され食後
の領域では多数の粒界をもつ単結晶層５．６が形成され
てい虎。
（４）発明の目的
本発明は電子ビームアニールによって多結晶層を琳結晶
化するにあたって、広い面積（わたって粒界のない単結
晶層が成長されることを目的とした電子ビームアニール
方法に関する。
化するにあたって、広い面積（わたって粒界のない単結
晶層が成長されることを目的とした電子ビームアニール
方法に関する。
（５）発明の構成
本発明は電子ビームで照射されるウェハ上の領域に従来
のガウス型と異る温変分布をっけ、ビーム中心部から融
点が切りはじめて、単結晶層がこの中心部から広がって
形成していくよう（シ念ものである。
のガウス型と異る温変分布をっけ、ビーム中心部から融
点が切りはじめて、単結晶層がこの中心部から広がって
形成していくよう（シ念ものである。
このため１本発明においては、電子ビームアニール方法
において電子ｑ、、−五の位置合せ樟能あるいは走査機
能をもつ従来の偏向手段（以下＠１の偏向手段 □
という）Ｋ付加して、第１の偏向手段における走査波形
にくらべて周波数が高くかつ周期性のある偏向信号を印
加し電子ビームを揺らすことを目的とした第２の偏向手
段を設は良電子ビームアニール装置を用いることｔ−特
徴とする〇 本発明（おいては、電子ビームの中心部を周辺部より低
くなるよう温度分布を設定しており、との念め電子ビー
ム走査の際、ビーム中心部から融点が切りはじめるので
、単結晶層はビーム中心部から広がって成長していく。
において電子ｑ、、−五の位置合せ樟能あるいは走査機
能をもつ従来の偏向手段（以下＠１の偏向手段 □
という）Ｋ付加して、第１の偏向手段における走査波形
にくらべて周波数が高くかつ周期性のある偏向信号を印
加し電子ビームを揺らすことを目的とした第２の偏向手
段を設は良電子ビームアニール装置を用いることｔ−特
徴とする〇 本発明（おいては、電子ビームの中心部を周辺部より低
くなるよう温度分布を設定しており、との念め電子ビー
ム走査の際、ビーム中心部から融点が切りはじめるので
、単結晶層はビーム中心部から広がって成長していく。
従来の方法がビーム周辺部から単結晶層の成長がせばめ
られていくのにくらべて本発明による場合は、中心部か
ら広がっていくという特徴をもっており、このため広い
領域の単結晶層かえられることになる。
られていくのにくらべて本発明による場合は、中心部か
ら広がっていくという特徴をもっており、このため広い
領域の単結晶層かえられることになる。
この場合、中心部が低い二重構造あるいはドーナツ型の
温度分布の電子ビームを単一スポットのみで形成するこ
とは技術的にきわめて困麹である。本発明においてはこ
の点を解決するために、第２の偏向板を設けて２つの位
置ｔＸＸ方向上びＹ方向からの電圧印加で振り分けるこ
とによって、実現するものである６すなわち電子ビーム
を走査する第１の偏向板と周期的に２つの位置の間でビ
ームを振らせる第２の偏向板を設けて実質的に中心部の
温度が周辺部にくらべて低いビームエネルギー状態管形
成することｔ−特徴としたものである。
温度分布の電子ビームを単一スポットのみで形成するこ
とは技術的にきわめて困麹である。本発明においてはこ
の点を解決するために、第２の偏向板を設けて２つの位
置ｔＸＸ方向上びＹ方向からの電圧印加で振り分けるこ
とによって、実現するものである６すなわち電子ビーム
を走査する第１の偏向板と周期的に２つの位置の間でビ
ームを振らせる第２の偏向板を設けて実質的に中心部の
温度が周辺部にくらべて低いビームエネルギー状態管形
成することｔ−特徴としたものである。
（６）発明の実施例
第２ＷＪは本発明による電子ビームアニール方法を実現
するための装置の実施例ｔｙす。
するための装置の実施例ｔｙす。
本装−はメインチャンバー７とナブチャンバー８で構成
される。ＷＪにおいて１子銃となるカソード９において
発生した電子ビームは第１のレンズｌＯおよび第２のレ
ンズＩＩＫよってしぼられ、ウェハホルダー１２上に設
置され光ウェハ１３に無点が合わせられる。ウェハホル
ダー１２はモータ１３で可動するステージ１４に設置さ
れてａる。
される。ＷＪにおいて１子銃となるカソード９において
発生した電子ビームは第１のレンズｌＯおよび第２のレ
ンズＩＩＫよってしぼられ、ウェハホルダー１２上に設
置され光ウェハ１３に無点が合わせられる。ウェハホル
ダー１２はモータ１３で可動するステージ１４に設置さ
れてａる。
本発明においてはコイル１５からなる＠１の偏向手段と
は別に、偏向板１６からなる第２の偏向手段を設けたこ
とを特徴とする。
は別に、偏向板１６からなる第２の偏向手段を設けたこ
とを特徴とする。
偏向板ｔｓＦｉｘ方向およびＹ方向に電子ビームを振ら
せることができ、電子ビームを走査させるためにコイル
１６に印加させる電圧よりも周波数が高くかつ周期的な
電圧を印加させる。
せることができ、電子ビームを走査させるためにコイル
１６に印加させる電圧よりも周波数が高くかつ周期的な
電圧を印加させる。
次に本発明による電子ビームアニール方法により。
多結晶シリコンを単結晶化する場合の方法について説明
する。＠３図に示すごとくシリコン単結晶基板１７上に
シリコン酸化１［１８ｔ−成長させ、さらに多結晶シリ
コン層１９を成長させ念ものをウェハとして用いる。こ
のウェハにおいて１種となる領域２０においては多結晶
層と単緒晶層とが接触されている。
する。＠３図に示すごとくシリコン単結晶基板１７上に
シリコン酸化１［１８ｔ−成長させ、さらに多結晶シリ
コン層１９を成長させ念ものをウェハとして用いる。こ
のウェハにおいて１種となる領域２０においては多結晶
層と単緒晶層とが接触されている。
この種となる領域は、第４図において示すウェハ２１、
ヒのスクライブされる領域２２に形成される。
ヒのスクライブされる領域２２に形成される。
電子ビームは、この種となる領域から出発し、矢印２３
の方向に訃よそ数ｍ／ｓ４の速度で走査していくが、こ
の際本発明における特徴として、走査方向と直角な方向
２４にもビームスポットは振られる。
の方向に訃よそ数ｍ／ｓ４の速度で走査していくが、こ
の際本発明における特徴として、走査方向と直角な方向
２４にもビームスポットは振られる。
その周波数は１０ないし１００ＭＨｚ程度が適当である
。また撮られる距離はビームスポットの直径が１１００
ａ程変の場合１００ないし１５０ｍｍである。
。また撮られる距離はビームスポットの直径が１１００
ａ程変の場合１００ないし１５０ｍｍである。
なお矢印２５は、−のチップｇＲ斌＋のビーム走査が完
了したとき９次のチップ領域へ移るためのステージ１４
の移動をあられしている。
了したとき９次のチップ領域へ移るためのステージ１４
の移動をあられしている。
本発明による電子ビームアニール方法におケルビ圧との
関係１に第５図で説明する。第５図−）は従来の装置の
電子ビームスポット形状であり、照射中心点の温度が高
い。図におりて高温領域全斜線で示す。
関係１に第５図で説明する。第５図−）は従来の装置の
電子ビームスポット形状であり、照射中心点の温度が高
い。図におりて高温領域全斜線で示す。
第５図ら）および（ｃ）は偏向、１［１６に電圧を印加
させるととくよって得られたウェハ上の温度分布である
。
させるととくよって得られたウェハ上の温度分布である
。
この場合、偏向板１６への印加電圧の波形Ｆｉ第５図（
１）のように正弦波であっても（２）のように方形波で
あってもよい。
１）のように正弦波であっても（２）のように方形波で
あってもよい。
さらに偏向板１６へＯ印加電圧につき、第５図（３）の
ようＥＸ方向とＹ方向の位相ｔπ／２だけづらした場合
には、第５図（１３）のごとき円環状の温度分布のもの
がえられ、ま７［５図（４）のようＫＸ方向とＹ方向の
周波数をずらしてｆｘ＝４ｆｙ とすればいわゆるリナ
ージ波形となり第５図（ｅ）のごとき温度分布のものが
えられる。
ようＥＸ方向とＹ方向の位相ｔπ／２だけづらした場合
には、第５図（１３）のごとき円環状の温度分布のもの
がえられ、ま７［５図（４）のようＫＸ方向とＹ方向の
周波数をずらしてｆｘ＝４ｆｙ とすればいわゆるリナ
ージ波形となり第５図（ｅ）のごとき温度分布のものが
えられる。
このように、温度発着□が周辺部より中心部の方が低く
なるよう電子ビームスポット２６を操作することＫよっ
て、第６図の矢印２７で示したように多結晶シリコンの
単結晶化は中心部から周辺部へと成長していき広い面積
にわたっての単結晶化が実現される〇 この場合、中心部を温度が最高となる周辺部との温度差
へＴＦｉ１００℃ないし２０Ｇ’ＯＫとる。
なるよう電子ビームスポット２６を操作することＫよっ
て、第６図の矢印２７で示したように多結晶シリコンの
単結晶化は中心部から周辺部へと成長していき広い面積
にわたっての単結晶化が実現される〇 この場合、中心部を温度が最高となる周辺部との温度差
へＴＦｉ１００℃ないし２０Ｇ’ＯＫとる。
（７）発明の効果
本発明による電子ビームアニールを用いて多結晶シリコ
ンの単結晶化をおこなったところ、従来では。
ンの単結晶化をおこなったところ、従来では。
２ないし１０趨程度の大きさの単結晶領域しか得られな
かつ九のにくらべて−１００ｍｍ程度の大きさの単結晶
領域がえられた。
かつ九のにくらべて−１００ｍｍ程度の大きさの単結晶
領域がえられた。
第１図は従来の方法による多結晶シリコンの単結晶化を
説明する九めＯ概略図、第２図は本発明を実施するため
の電子ビームアニール装置および＊Ｓ図ないし第６図は
本発明による方法を用いて単結晶化をおこなった場合の
説明図を示す。 図において１０．１１ Ｆｉレンズ、１５社コイル、１
６は偏向板をあられす。 第 １ 目 Ｗｘ −＋＋＋ リ ｊ １ ｔａ）＠ ％４目 第５８ 寥６ 砧
説明する九めＯ概略図、第２図は本発明を実施するため
の電子ビームアニール装置および＊Ｓ図ないし第６図は
本発明による方法を用いて単結晶化をおこなった場合の
説明図を示す。 図において１０．１１ Ｆｉレンズ、１５社コイル、１
６は偏向板をあられす。 第 １ 目 Ｗｘ −＋＋＋ リ ｊ １ ｔａ）＠ ％４目 第５８ 寥６ 砧
Claims (1)
- 表面が絶縁物よりなる基体上に設けられ念非単結晶半導
体層に、電子ビームを照射し、単結晶化を行なう半導体
装置の製造方法において、電子銃と、ウェハの上に電子
ビーム管収束させる電子レンズと、ウェハ上の任意の場
所への走査又は偏向を行なう第１の偏向手段と、第１の
偏向手段に印加する走査信号に比べて周波数が高くかつ
周期性のある偏向信号を印加すべく設置された第２の偏
向手段を有１．紋第２の偏向によって電子ビームを高速
に揺らし、ウェハ上へ到達する電子ビームエネルギーの
分布を設定することを特徴とした半導体装置の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP570382A JPS58123717A (ja) | 1982-01-18 | 1982-01-18 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP570382A JPS58123717A (ja) | 1982-01-18 | 1982-01-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58123717A true JPS58123717A (ja) | 1983-07-23 |
| JPH04380B2 JPH04380B2 (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=11618467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP570382A Granted JPS58123717A (ja) | 1982-01-18 | 1982-01-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58123717A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152019A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-10 | Agency Of Ind Science & Technol | 電子ビームアニール方法 |
| JPS62245619A (ja) * | 1986-04-17 | 1987-10-26 | Nec Corp | 電子ビ−ムアニ−ル装置 |
| JPS6450407A (en) * | 1987-08-21 | 1989-02-27 | Agency Ind Science Techn | Manufacture of semiconductor single crystal layer |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS528672A (en) * | 1975-07-09 | 1977-01-22 | Jidosha Seiki Kogyo Kk | Car washing device |
-
1982
- 1982-01-18 JP JP570382A patent/JPS58123717A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS528672A (en) * | 1975-07-09 | 1977-01-22 | Jidosha Seiki Kogyo Kk | Car washing device |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152019A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-10 | Agency Of Ind Science & Technol | 電子ビームアニール方法 |
| JPS62245619A (ja) * | 1986-04-17 | 1987-10-26 | Nec Corp | 電子ビ−ムアニ−ル装置 |
| JPS6450407A (en) * | 1987-08-21 | 1989-02-27 | Agency Ind Science Techn | Manufacture of semiconductor single crystal layer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04380B2 (ja) | 1992-01-07 |
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