JPS584257A - 走査型電子ビ−ムアニ−ル装置 - Google Patents
走査型電子ビ−ムアニ−ル装置Info
- Publication number
- JPS584257A JPS584257A JP56101599A JP10159981A JPS584257A JP S584257 A JPS584257 A JP S584257A JP 56101599 A JP56101599 A JP 56101599A JP 10159981 A JP10159981 A JP 10159981A JP S584257 A JPS584257 A JP S584257A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- electron beam
- sample
- scanning
- circuit
- 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
Links
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)
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】
本発明は、走査製電子ビームアニール装置の改頁に関す
る。 − 近時、レーデＣ−ム中電子ビーム等を用いて基板表面を
加熱する熱井平衡製のアニール技術が注目されている。
る。 − 近時、レーデＣ−ム中電子ビーム等を用いて基板表面を
加熱する熱井平衡製のアニール技術が注目されている。
そのなかで走査型の電子Ｖ−ムーアニールは、基板表面
を均一に加熱できる、非晶質上の堆積シリ；ンの結晶粒
増大化および単結晶化が容易でめる勢の実用性大なる各
員を有している。
を均一に加熱できる、非晶質上の堆積シリ；ンの結晶粒
増大化および単結晶化が容易でめる勢の実用性大なる各
員を有している。
第１図は従来Ｏ走査重電子ビームアニール装蝋を示す概
略構成図である。図中１はカソード２．ウェネルト電極
Ｊおよびアノード４ＩＩＩＩからなる電子銃であシ、６
はｆランキング用偏向卦。
略構成図である。図中１はカソード２．ウェネルト電極
Ｊおよびアノード４ＩＩＩＩからなる電子銃であシ、６
はｆランキング用偏向卦。
６はレンズ、１はビーム走査用偏向器、ａは試料、９は
Ｘ−Ｙステージである。そして、電子銃１の作るクロス
オーバＰがレンズ−によ多試料８上にＩｌｉ！ｆｇＩＩ
されている。このような装置では、そのビーム走査領域
がｌ０ＸＩＯ（一つと狭いため、直径４１インチもある
シリコンウェハ等を加熱する場合、Ｘ−Ｙステージ９を
移動させ小面積ずつアニールするようにしている。
Ｘ−Ｙステージである。そして、電子銃１の作るクロス
オーバＰがレンズ−によ多試料８上にＩｌｉ！ｆｇＩＩ
されている。このような装置では、そのビーム走査領域
がｌ０ＸＩＯ（一つと狭いため、直径４１インチもある
シリコンウェハ等を加熱する場合、Ｘ−Ｙステージ９を
移動させ小面積ずつアニールするようにしている。
ところで、本発明者等が上記装置を用い、堆積シリコン
に砒素イオンを注入し九サンプルをアニール処理したと
ころ、第２図に示す結果が〜得られた。１ｉ４２図にお
いて横軸は時間を秒、縦軸線アニール後の鉄面抵抗ρ虐
［Ω〕を示している。また、加速電圧は１０（ｋＶ）と
した。１つの小山積を７二−ルする時間は１秒で、４イ
ンチウェハ全体をアニールするに紘３００秒兼した。第
２図から明らかなように時間ｔｏｇ過と共に表ｍ抵抗＾
が低下し、前半に処理され九部分と後手に処理された部
分との各表面抵抗へが大幅に異りている。これ杜、サン
プルの平均温度がビームの照射時間と共に上昇し、最初
にアニールした領域と時間ｔｌに７エールした領域とで
のアニール効果が変わり九ためと解釈された。このよう
にサングルの平均温度がアニール時間と共に変わること
は、電子ビームアニール技術の実用化を妨げる大きな問
題となることを本発明者勢祉見出し九。
に砒素イオンを注入し九サンプルをアニール処理したと
ころ、第２図に示す結果が〜得られた。１ｉ４２図にお
いて横軸は時間を秒、縦軸線アニール後の鉄面抵抗ρ虐
［Ω〕を示している。また、加速電圧は１０（ｋＶ）と
した。１つの小山積を７二−ルする時間は１秒で、４イ
ンチウェハ全体をアニールするに紘３００秒兼した。第
２図から明らかなように時間ｔｏｇ過と共に表ｍ抵抗＾
が低下し、前半に処理され九部分と後手に処理された部
分との各表面抵抗へが大幅に異りている。これ杜、サン
プルの平均温度がビームの照射時間と共に上昇し、最初
にアニールした領域と時間ｔｌに７エールした領域とで
のアニール効果が変わり九ためと解釈された。このよう
にサングルの平均温度がアニール時間と共に変わること
は、電子ビームアニール技術の実用化を妨げる大きな問
題となることを本発明者勢祉見出し九。
一方、アニールの効果は電子ビーム電流の強度およびビ
ームの走査速度に強く依存し、その最適値を見出すこと
は極めて困難である。また、一度量適値を見出しても、
ビーム形状中サンプルおよび試料間の接触面積勢が不安
定な丸め、次の実験では最適条件が異なってしまう等の
不都合な問題が生じ九。
ームの走査速度に強く依存し、その最適値を見出すこと
は極めて困難である。また、一度量適値を見出しても、
ビーム形状中サンプルおよび試料間の接触面積勢が不安
定な丸め、次の実験では最適条件が異なってしまう等の
不都合な問題が生じ九。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、 ”
その目的とするとζろは、電子ビームを常に最適条件で
試料に照射することができ、均一なアニール処理を行い
得る走査製電子？−ムアエール装置を提供することにあ
る。
その目的とするとζろは、電子ビームを常に最適条件で
試料に照射することができ、均一なアニール処理を行い
得る走査製電子？−ムアエール装置を提供することにあ
る。
すなわち、本発明は試料の表面温度を検出し、この検出
温度と予め定められた設定諷−廉とを比較し、これらの
差分に応じてビーム照射量を可変制御することによって
、前記目的を達成せんとしたものである。
温度と予め定められた設定諷−廉とを比較し、これらの
差分に応じてビーム照射量を可変制御することによって
、前記目的を達成せんとしたものである。
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第３図は本発明の一実施例を示す概略構成図である。な
お、第１Ｅと同一部分には同一符号を付して、その詳し
い説明は省略する。前記試料８０表面に電子ビームが照
射されると、このビーム照射点の温度が上昇し同照射点
からその温度に応じた赤外線Ｒが発生される。この赤外
線鼠は集光レンズ１１によシ集光され、チ、ツノ譬１１
を介して赤外線検出素子ＩＳに導光される。赤外線検出
素子１３の検出信号は、同期信号発生回路１４の出力信
号と共に位相検波回路１５に供給される１位相検波回路
１５の検波出力は、増幅＠７１を介した基準１１度検出
素子１１からの基準温度情報と共に脅威回路１８に供給
される。そして、脅威回路１ａによシ前記試料８上のビ
ーム照射点の温度が検出され、この検出温度情報がイン
タフェース１９を介して計算機２０に供給されるものと
なりている。ここで、上記赤外線検出素子１８．位相検
波回路１ｊ、基準温度検出素子１６および合成回路１８
勢からなる非接触温ＩＩ＠定器の作用状周知であるので
、その詳しい説明は省略する。
お、第１Ｅと同一部分には同一符号を付して、その詳し
い説明は省略する。前記試料８０表面に電子ビームが照
射されると、このビーム照射点の温度が上昇し同照射点
からその温度に応じた赤外線Ｒが発生される。この赤外
線鼠は集光レンズ１１によシ集光され、チ、ツノ譬１１
を介して赤外線検出素子ＩＳに導光される。赤外線検出
素子１３の検出信号は、同期信号発生回路１４の出力信
号と共に位相検波回路１５に供給される１位相検波回路
１５の検波出力は、増幅＠７１を介した基準１１度検出
素子１１からの基準温度情報と共に脅威回路１８に供給
される。そして、脅威回路１ａによシ前記試料８上のビ
ーム照射点の温度が検出され、この検出温度情報がイン
タフェース１９を介して計算機２０に供給されるものと
なりている。ここで、上記赤外線検出素子１８．位相検
波回路１ｊ、基準温度検出素子１６および合成回路１８
勢からなる非接触温ＩＩ＠定器の作用状周知であるので
、その詳しい説明は省略する。
一方、前記計算機２０には予めアニール温度が設定され
ておシ、計算機ｚｏｌｉ上記設定温度と前記入力された
検出温度との差分を求め、この差分に応じて電子ビーム
Ｏｊ１査速寂或い線電子銃１の／４イアスを可変制御す
るものとなっている。なお、図中２１杜計算機２０から
の指令によｐバイアス抵抗２２を切夛換えるバイアス抵
抗切換回路、２Ｊは高圧電源、２４紘カソード加熱用電
源、２１はデジタル・アナログ・コンバータ、２６は増
＠器であシ、これらは通常のものと何ら変わるところが
なく周知のものである。
ておシ、計算機ｚｏｌｉ上記設定温度と前記入力された
検出温度との差分を求め、この差分に応じて電子ビーム
Ｏｊ１査速寂或い線電子銃１の／４イアスを可変制御す
るものとなっている。なお、図中２１杜計算機２０から
の指令によｐバイアス抵抗２２を切夛換えるバイアス抵
抗切換回路、２Ｊは高圧電源、２４紘カソード加熱用電
源、２１はデジタル・アナログ・コンバータ、２６は増
＠器であシ、これらは通常のものと何ら変わるところが
なく周知のものである。
このような構成であれば、まずビーム照射点の温度が前
記非接触温度測定器で検出され、この検出温度Ｔｍが計
算機２０に送出される。そして、針゛算機２０に予めセ
ットされた設定温度丁易と上記検出温ｇＩＬＴＩ１１と
が比較され、各温度チー、’ｈａが異なる場合、その差
分 ΔＴ ＝ Ｔｓ −Ｔｍ が求められる。そして、この差分Δテに応じて前記バイ
アス抵抗２２が切シ換えられビーム電流が可変制御され
るか、或いはビーム走査速度が可変制御される０例えば
、差分１丁がΔ〒＜００場合、ビーム電流が小さくなる
ように、或いはビーム速度が速くなるように制御される
。これにより、検出温度−１つｔｎｒ−ム照射点の温度
が設定温度τｓＫ勢しく制御されることになる。
記非接触温度測定器で検出され、この検出温度Ｔｍが計
算機２０に送出される。そして、針゛算機２０に予めセ
ットされた設定温度丁易と上記検出温ｇＩＬＴＩ１１と
が比較され、各温度チー、’ｈａが異なる場合、その差
分 ΔＴ ＝ Ｔｓ −Ｔｍ が求められる。そして、この差分Δテに応じて前記バイ
アス抵抗２２が切シ換えられビーム電流が可変制御され
るか、或いはビーム走査速度が可変制御される０例えば
、差分１丁がΔ〒＜００場合、ビーム電流が小さくなる
ように、或いはビーム速度が速くなるように制御される
。これにより、検出温度−１つｔｎｒ−ム照射点の温度
が設定温度τｓＫ勢しく制御されることになる。
したがって本装置によれば、試料８０表面のビーム照射
点を常に一定の設定温度ＴＳに保持することかでき、試
料８の表両全体に均一な７エール処理を施すことができ
る。このため、従来装置で問題となっていえ試料８の平
均温度上昇に起因してアニール効果が変わる等の不都合
を、未然に防止することができる。さらに、ビームの照
射量が自動的に最適値に制御されるので、その実用性が
大幅に向上する勢の効果を奏する。
点を常に一定の設定温度ＴＳに保持することかでき、試
料８の表両全体に均一な７エール処理を施すことができ
る。このため、従来装置で問題となっていえ試料８の平
均温度上昇に起因してアニール効果が変わる等の不都合
を、未然に防止することができる。さらに、ビームの照
射量が自動的に最適値に制御されるので、その実用性が
大幅に向上する勢の効果を奏する。
なお、本発明は上述し九実施例に限定されるものではな
い０例えば、前記赤外線検出素子としては、集電蓋や光
量子型等の素子を用いればよい、さらに、アニール時Ｏ
材料の蒸発で集光光学系がよごれ墨いので、交換拝具で
赤外線に対し透明な保護膜を、集光光学系Ｏ全面に設け
るようにしてもよい。また、温度検出点はビーム照射点
に＠るものではなく、を秒後にビーム照射される予定点
としてもよい。この場合、サンプルの平均温度の上昇を
検出することになる。
い０例えば、前記赤外線検出素子としては、集電蓋や光
量子型等の素子を用いればよい、さらに、アニール時Ｏ
材料の蒸発で集光光学系がよごれ墨いので、交換拝具で
赤外線に対し透明な保護膜を、集光光学系Ｏ全面に設け
るようにしてもよい。また、温度検出点はビーム照射点
に＠るものではなく、を秒後にビーム照射される予定点
としてもよい。この場合、サンプルの平均温度の上昇を
検出することになる。
ビーム照射点の温度を測定するのが最も好ましいが、平
均温度の一定でも十分な効果を期待できる。その他、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施すゐ
ことができる。
均温度の一定でも十分な効果を期待できる。その他、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施すゐ
ことができる。
第１図嬬従来装置を示す概略構成図、１ｌｔ２ＷＡは上
記装置の作用を説明するための特性図、第３図は零発ｒ
ｉｓｏ−実施例を示す概略構成図である。 １・−電子銃、５−ツツｙキンダ用偏向器、−−・レン
ズ、ｒ−・ビーム走査用偏向器、ａ−・試料、９・・・
Ｘ−Ｙステージ、１ｓ−赤外線検出素子、１５・・・位
相検波回路、１１・・・基準温度検出素子、１８・・・
合成回路、２０・・・計算機、２１・−・バイアス抵抗
切換回−路、２２−バイアス抵抗、２３・・・高圧電源
、ｚｌ・・・デジタル・アナログ・コンバータ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦才 １図 才２図 時閉ｔ ［５ｅｃＪ − 才３図
記装置の作用を説明するための特性図、第３図は零発ｒ
ｉｓｏ−実施例を示す概略構成図である。 １・−電子銃、５−ツツｙキンダ用偏向器、−−・レン
ズ、ｒ−・ビーム走査用偏向器、ａ−・試料、９・・・
Ｘ−Ｙステージ、１ｓ−赤外線検出素子、１５・・・位
相検波回路、１１・・・基準温度検出素子、１８・・・
合成回路、２０・・・計算機、２１・−・バイアス抵抗
切換回−路、２２−バイアス抵抗、２３・・・高圧電源
、ｚｌ・・・デジタル・アナログ・コンバータ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦才 １図 才２図 時閉ｔ ［５ｅｃＪ − 才３図
Claims (5)
- （１） 試料上で電子ビームを走査して試料ＩＩｍを
７ニールする走査型電子ビームアニール義置において、
上記試料Ｏ表面温度を鉄表面と非接触で検出する温度検
出手段と、上記検出された検出温度と予め定められ九設
定温度とを比較し、これらの温度Ｏ差分に応じて前記試
料Ｋｊｌ射されるビーム照射量を可変制御する制御手段
とを具備してなることを特徴とする走査製電子ビームア
ニール装置。 - （２）前記温度検出手段線、前記電子ビームの照射点の
温度を検出するものである仁とを特徴とする特許請求Ｏ
範囲第１項記載の走査蓋竜子ビームアニール装置。 - （３）前記温度検出手段は、所定時間後にビーム照射さ
れる点の温度を検出するものであることを特徴とする特
許請求の範Ｓ第１項記載の走査製電子ビームアニール数
置。 - （４） 前記制御子ＲＩＩｉ、電子ビームの走査速度
を可変制御するものである仁とを特徴とする特許請求０
ＩＩＨ館１項記載Ｏ滝査臘電子Ｃ−ムアエール装置。 - （５） 前記制御手段は、電子銃のパイ゛アス抵抗を
可変制御するものであることを特徴とする特許請求・の
範囲第１項記載Ｏ滝壷型電子ビームアニール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56101599A JPS584257A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 走査型電子ビ−ムアニ−ル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56101599A JPS584257A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 走査型電子ビ−ムアニ−ル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS584257A true JPS584257A (ja) | 1983-01-11 |
Family
ID=14304847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56101599A Pending JPS584257A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 走査型電子ビ−ムアニ−ル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS584257A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59227130A (ja) * | 1983-06-08 | 1984-12-20 | Agency Of Ind Science & Technol | 電子ビ−ムアニ−ル装置 |
| JPS60154224A (ja) * | 1984-01-23 | 1985-08-13 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 熱波顕微鏡 |
| JPS63265421A (ja) * | 1987-04-23 | 1988-11-01 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体単結晶層の製造方法 |
| JPS6419669A (en) * | 1987-07-14 | 1989-01-23 | Nippon Steel Corp | Work heater for ion implanter |
| JP2009264919A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Hioki Ee Corp | ショート位置検出装置 |
-
1981
- 1981-06-30 JP JP56101599A patent/JPS584257A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59227130A (ja) * | 1983-06-08 | 1984-12-20 | Agency Of Ind Science & Technol | 電子ビ−ムアニ−ル装置 |
| JPS60154224A (ja) * | 1984-01-23 | 1985-08-13 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 熱波顕微鏡 |
| JPS63265421A (ja) * | 1987-04-23 | 1988-11-01 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体単結晶層の製造方法 |
| JPS6419669A (en) * | 1987-07-14 | 1989-01-23 | Nippon Steel Corp | Work heater for ion implanter |
| JP2009264919A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Hioki Ee Corp | ショート位置検出装置 |
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