JP7699561B2 - Semiconductor device manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
本開示は、レーザーアニールを行う、半導体装置の製造方法および半導体製造装置に関する。 This disclosure relates to a semiconductor device manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus that perform laser annealing.
従来、次のようなレーザーアニール装置が知られている。すなわち、ガラス製の処理ステージを備え、当該処理ステージのウエハ設置面に、半導体ウエハのおもて面を吸着により固定する。そして、当該ウエハ設置面で半導体ウエハをおもて面側から冷却しつつ、半導体ウエハの裏面側にレーザービームを照射し、レーザーアニールを行う。 Conventionally, the following laser annealing device is known. That is, it is equipped with a glass processing stage, and the front surface of a semiconductor wafer is fixed to the wafer mounting surface of the processing stage by suction. Then, while the semiconductor wafer is cooled from the front surface side on the wafer mounting surface, a laser beam is irradiated onto the back side of the semiconductor wafer, and laser annealing is performed.
このようなレーザーアニール装置では、処理ステージのサイズ、換言すればウエハ設置面のサイズが、半導体ウエハのサイズよりも大きくなると、装置の振動が発生する懸念がある。このため、半導体ウエハのサイズよりも小さいサイズの処理ステージが使用される。そうすると、処理ステージは半導体ウエハの冷却を担っているため、処理ステージのウエハ設置面に設置されレーザーアニールに供される半導体ウエハの外周部と外周部以外とで、アニールの度合いに差が発生する。 In such laser annealing devices, if the size of the processing stage, in other words the size of the wafer mounting surface, becomes larger than the size of the semiconductor wafer, there is a concern that vibrations of the device will occur. For this reason, a processing stage smaller than the size of the semiconductor wafer is used. In this case, because the processing stage is responsible for cooling the semiconductor wafer, a difference in the degree of annealing will occur between the outer periphery and the non-outer periphery of the semiconductor wafer that is placed on the wafer mounting surface of the processing stage and subjected to laser annealing.
レーザーアニールにおける、半導体ウエハに照射されるレーザービームの走査は、例えば次のように行われる。すなわち、レーザーアニールに供される半導体ウエハの裏面を含む面をXY平面とした場合に、レーザービームはY正方向に走査され、折り返し地点でX方向に1ピッチ位置をずらされ、今度はY負方向に走査され、再び折り返し地点でX方向に1ピッチ位置をずらされ、再びY正方向に走査され、これが繰り返される。 In laser annealing, the scanning of the laser beam irradiated onto the semiconductor wafer is performed, for example, as follows. That is, if the surface including the back surface of the semiconductor wafer subjected to laser annealing is taken as the XY plane, the laser beam scans in the Y positive direction, shifts the position by one pitch in the X direction at the turning point, then scans in the Y negative direction, shifts the position by one pitch in the X direction again at the turning point, and scans again in the Y positive direction, and this process is repeated.
例えば、特許文献1では、走査されるレーザービームのY方向位置に応じて、半導体ウエハに照射されるレーザービームのパワーを変更している。これにより、アニールの均一化を図ろうとしている。
For example, in
上述したレーザービームの走査の場合、半導体ウエハの外周部の折り返し地点近傍とその他の箇所との間でアニールの不均一が生じる。なぜなら、折り返し地点近傍においては、Y正方向走査におけるレーザー照射と、当該Y正方向走査からX方向に1ピッチずらされたY負方向走査におけるレーザー照射との時間間隔が短く、半導体ウエハが十分に冷却されていない状態でのレーザー照射が行われるからである。特許文献1の技術では、この点が考慮されていない。
In the case of the above-mentioned laser beam scanning, non-uniform annealing occurs between the vicinity of the turning point on the outer periphery of the semiconductor wafer and other locations. This is because, near the turning point, the time interval between the laser irradiation in the Y positive direction scan and the laser irradiation in the Y negative direction scan, which is shifted one pitch in the X direction from the Y positive direction scan, is short, and the laser irradiation is performed in a state where the semiconductor wafer is not sufficiently cooled. The technology of
本開示は、半導体ウエハの外周部と外周部以外とで生じるアニールの不均一を抑制できる、半導体装置の製造方法および半導体製造装置を提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide a semiconductor device manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus that can suppress uneven annealing that occurs between the outer periphery and non-outer periphery of a semiconductor wafer.
本開示の半導体装置の製造方法は、その一態様において、半導体ウエハにレーザービームを照射し、半導体ウエハの熱処理を行うレーザーアニール工程を備え、レーザーアニール工程は、半導体ウエハに照射されるレーザービームを走査する工程を備え、走査において、レーザービームは、第1方向の正方向に走査され、折り返し地点で第1方向と直交する第2方向に複数ピッチ位置をずらされた後、第1方向の負方向に走査され、再び折り返し地点で第2方向に複数ピッチ位置をずらされた後、第1方向の正方向に走査され、これが繰り返され、ピッチとは、第2方向において隣接する第1方向の正方向または第1方向の負方向の走査の間隔であり、レーザービームの走査速度は、レーザービームが半導体ウエハの外周部に照射される際よりも、レーザービームが半導体ウエハの外周部以外に照射される際の方が遅い、半導体装置の製造方法である。 In one aspect, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present disclosure includes a laser annealing step of irradiating a semiconductor wafer with a laser beam and performing heat treatment of the semiconductor wafer, the laser annealing step includes a step of scanning the laser beam irradiated to the semiconductor wafer, in which the laser beam is scanned in a positive direction of a first direction, shifted by a plurality of pitch positions in a second direction perpendicular to the first direction at a turning point, then scanned in the negative direction of the first direction, shifted by a plurality of pitch positions in the second direction at a turning point again, and then scanned in the positive direction of the first direction, and this is repeated, the pitch being the interval between adjacent scans in the positive direction of the first direction or the negative direction of the first direction in the second direction , and the scanning speed of the laser beam is slower when the laser beam is irradiated to a portion other than the outer periphery of the semiconductor wafer than when the laser beam is irradiated to the outer periphery of the semiconductor wafer .
また、本開示の半導体製造装置は、その一態様において、半導体ウエハにレーザービームを照射し、半導体ウエハの熱処理を行うレーザーアニール装置を備え、レーザーアニール装置は、半導体ウエハに照射されるレーザービームを走査する走査機構を備え、走査において、レーザービームは、第1方向の正方向に走査され、折り返し地点で第1方向と直交する第2方向に複数ピッチ位置をずらされた後、第1方向の負方向に走査され、再び折り返し地点で第2方向に複数ピッチ位置をずらされた後、第1方向の正方向に走査され、これが繰り返され、ピッチとは、第2方向において隣接する第1方向の正方向または第1方向の負方向の走査の間隔であり、レーザービームの走査速度は、レーザービームが半導体ウエハの外周部に照射される際よりも、レーザービームが半導体ウエハの外周部以外に照射される際の方が遅い、半導体製造装置である。
Moreover, in one aspect, the semiconductor manufacturing apparatus of the present disclosure includes a laser annealing device that irradiates a semiconductor wafer with a laser beam and performs heat treatment of the semiconductor wafer, the laser annealing device includes a scanning mechanism that scans the laser beam irradiated to the semiconductor wafer, and in the scanning, the laser beam is scanned in a positive direction in a first direction, shifted by a plurality of pitch positions in a second direction perpendicular to the first direction at a turning point, then scanned in the negative direction in the first direction, shifted by a plurality of pitch positions in the second direction at a turning point again, and then scanned in the positive direction in the first direction, and this is repeated, the pitch being the interval between adjacent scans in the positive direction of the first direction or the negative direction of the first direction in the second direction, and the scanning speed of the laser beam is slower when the laser beam is irradiated to a portion other than the outer periphery of the semiconductor wafer than when the laser beam is irradiated to the outer periphery of the semiconductor wafer .
本開示により、半導体ウエハの外周部と外周部以外とで生じるアニールの不均一を抑制できる、半導体装置の製造方法および半導体製造装置を提供することができる。 The present disclosure provides a semiconductor device manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus that can suppress uneven annealing that occurs between the outer periphery and non-outer periphery of a semiconductor wafer.
<A.実施の形態1>
<A-1.半導体製造装置の構成>
図5は、実施の形態1に係る半導体製造装置に備えられる、レーザーアニール装置の構成を概念的に示す図である。
<A. First embodiment>
<A-1. Configuration of semiconductor manufacturing equipment>
FIG. 5 is a diagram conceptually showing the configuration of a laser annealing device provided in the semiconductor manufacturing apparatus according to the first embodiment.
図5に示すように、レーザーアニール装置は、ガラスステージ1、ステージ土台2、冷却部3、吸着用ライン4、レーザー発振器5を備える。
As shown in FIG. 5, the laser annealing device includes a
ガラスステージ1は、半導体ウエハ6を載置する。半導体ウエハ6は、吸着用ライン4を介して、ガラスステージ1の載置面に吸着固定される。半導体ウエハ6の裏面側には、不純物のイオン注入が行われている。半導体ウエハ6は、裏面側をレーザー発振器5からのレーザービーム7の照射で熱処理(すなわちレーザーアニール処理)できるように、おもて面をガラスステージ1に向けて載置される。レーザーアニール処理を行うことで、半導体ウエハ6の裏面に注入した不純物イオンを活性化させることができる。半導体ウエハ6は、例えばSiまたはSiCからなる半導体材料を用いて形成される。
The
ステージ土台2は、ガラスステージ1を載置し、またはガラスステージ1と一体形成されている。ガラスステージ1と接するまたは一体のステージ土台2には、冷却部3が取り付けられており、これにより、レーザーアニール処理を行うときに、半導体ウエハ6のおもて面(すなわちガラスステージ1の載置面と接する面)の側から、半導体ウエハ6を冷却する。
The
<A-2.半導体装置の製造方法>
次に、図5のレーザーアニール装置を用いた、実施の形態1に係る半導体装置の製造方法について説明する。図6は、図5のレーザーアニール装置を用いた半導体装置の製造方法における、レーザーアニール処理の工程を示すフローチャートである。図6に示すように、レーザーアニール処理の工程は、準備工程S1と、レーザーアニール工程S2とを備える。
<A-2. Manufacturing method of semiconductor device>
Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment using the laser annealing apparatus of Fig. 5 will be described. Fig. 6 is a flow chart showing the steps of a laser annealing process in the method for manufacturing a semiconductor device using the laser annealing apparatus of Fig. 5. As shown in Fig. 6, the steps of the laser annealing process include a preparation step S1 and a laser annealing step S2.
準備工程S1では、半導体ウエハ6の裏面側に、不純物をイオン注入する処理を行う。そして、半導体ウエハ6をガラスステージ1上に載置し、吸着用ライン4を介して吸着固定する。その際、半導体ウエハ6の裏面側をレーザー発振器5からのレーザービーム7で照射し熱処理できるように、半導体ウエハ6は、半導体ウエハ6のおもて面がガラスステージ1の載置面に向くよう配置される。半導体ウエハ6にイオン注入される不純物とは、例えばn型不純物であれば、例えばリン、砒素、またはプロトン等である。注入された不純物は、レーザーアニール工程S2によって活性化されて、例えば、半導体装置としてのIGBT(Insulated-Gate Bipolar Transistor、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)またはダイオードにおいて、IGBTのバッファ層またはダイオードのカソード層などとなる。
In the preparation step S1, a process of ion-injecting impurities into the back side of the
レーザーアニール工程S2では、ガラスステージ1上に載置された半導体ウエハ6を冷却部3で冷却しつつ、レーザー発振器5からのレーザービーム7の照射によってアニール処理を行う。レーザービーム7の波長は、例えば350nmから600nmである。具体的には、例えば、レーザービーム7として、Nd:YAGレーザーの2倍高調波(当該2倍高調波の波長は532nmである)、Nd:YLFレーザーまたはNd:YVO4レーザー等の個体レーザーの2倍高調波を用いてもよい。上記波長帯よりも長い波長帯であるレーザー、例えば炭酸ガスレーザー(炭酸ガスレーザーの波長は例えば9μmから10μmである)等では、半導体ウエハ6の裏面だけでなくおもて面側まで活性化熱処理が行われてしまう。そのため、活性化させたい深さと、熱を伝達させたくない深さとの関係から、上記波長帯のレーザーを用いることが望ましい。
In the laser annealing step S2, the
図5に示すように、レーザーアニール装置には、半導体ウエハ6に照射されるレーザービーム7を走査するための走査機構8が備わっている。走査機構8は、レーザー発振器5からガラスステージ1上の半導体ウエハ6に向けて照射されるレーザービーム7の、半導体ウエハ6に対する照射位置を、経時的に変化させる。すなわち、走査機構8は、レーザービーム7の半導体ウエハ6に対する照射位置を、半導体ウエハ6の照射される面(本実施の形態の場合は半導体ウエハ6の裏面)上で走査する。走査機構8は、レーザービーム7と半導体ウエハ6との相対位置を経時的に変化できるものであればよい。例えば、レーザー発振器5から照射されるレーザービーム7を経時的に移動させるものであってもよい。また例えば、ステージ土台2を経時的に移動させるものであってもよい。さらに例えば、レーザービーム7とステージ土台2の両方を経時的に移動させるものであってもよい。
As shown in FIG. 5, the laser annealing apparatus is provided with a
図1は、走査機構8による、レーザービーム7の走査を説明するための図である。図1(a)は、従来の走査を模式的に示し、図1(b)は、本実施の形態による走査を模式的に示す。ここで、紙面右方向を第1方向正方向とし、紙面左方向を第1方向負方向とし、紙面上下方向を第2方向とする。第1方向正方向または第1方向負方向の走査を、それぞれ、単に第1方向の走査とも呼ぶ。また、第2方向において隣接する第1方向の走査の間隔をピッチpとする。また、第1方向の走査SC1,SC2,SC3,SC4,SC5の符号の各数字は、走査の順番を示す。なお、第2方向において隣接する2つの第1方向の走査の間においては、レーザービーム7をnパーセント重ねた状態での照射が行われてもよい。nは、レーザーアニール装置において設定可能な可変パラメータである。
Figure 1 is a diagram for explaining the scanning of the
まず、図1(a)に示す従来の走査について説明する。半導体ウエハ6の熱処理を行うレーザーアニール工程において、半導体ウエハ6に照射されるレーザービーム7を走査するに際し、レーザービーム7は、第1方向正方向に走査され、折り返し地点tで第1方向と直交する第2方向に1ピッチpだけ位置をずらされた後、第1方向負方向に走査され、再び折り返し地点tで第2方向に1ピッチpだけ位置をずらされた後、第1方向正方向に走査され、これが繰り返される。
First, the conventional scanning shown in FIG. 1(a) will be described. In a laser annealing process for performing heat treatment on a
このように、従来の走査では、一の第1方向の往路(または復路)と、これに続く一の第1方向の復路(または往路)とが、常に隣接している。すなわち、折り返し地点tでずらされる第2方向の距離は、常に最も短い1ピッチpである。そのため、従来の走査では、半導体ウエハ6の外周部がオーバーアニールされ、半導体ウエハ6面内のシート抵抗において外周部とその内側部分とでばらつきが発生する。なぜなら、折り返し地点tに近い半導体ウエハ6の外周部では、一の第1方向の走査によるレーザービーム7の照射が行われた後、冷却が十分に行われる間もなく、これに続く次の第1方向の走査によるレーザービーム7の照射が行われるからである。図2は、隣接する第1方向の走査における、レーザービーム7の次回照射までの時間の長短を説明的に示す図である。図2において、経路7aは折り返し地点tの近傍におけるレーザービーム7の走査経路を示す。
In this way, in conventional scanning, one outward (or return) in the first direction and the subsequent return (or outward) in the first direction are always adjacent to each other. That is, the distance in the second direction shifted at the turning point t is always the shortest, one pitch p. Therefore, in conventional scanning, the outer periphery of the
次に、図1(b)の本実施の形態による走査について説明する。半導体ウエハ6の熱処理を行うレーザーアニール工程S2において、半導体ウエハ6に照射されるレーザービーム7を走査するに際し、レーザービーム7は、第1方向正方向に走査され、折り返し地点tで第1方向と直交する第2方向に複数ピッチx・pだけ位置をずらされた後、第1方向負方向に走査され、再び折り返し地点tで第2方向に複数ピッチx・pだけ位置をずらされた後、第1方向正方向に走査され、これが繰り返される。xは整数であって折り返しごとに異なって良い変数であり、例えばレーザーアニール装置において設定される変数である。また、第2方向に複数ピッチ位置をずらすとは、第2方向のうちの一方向に複数ピッチ位置をずらす場合と第2方向のうちの他方向に複数ピッチ位置をずらす場合を含む。
Next, scanning according to the present embodiment in FIG. 1(b) will be described. In the laser annealing step S2 for performing heat treatment of the
このように、本実施の形態の走査によれば、一の第1方向の往路(または復路)と、これに続く一の第1方向の復路(または往路)とが、隣接することがない。すなわち、折り返し地点tでずらされる第2方向の距離は、複数ピッチx・pである。そのため、本実施の形態の走査によれば、半導体ウエハ6の外周部がオーバーアニールとなることが抑制され、半導体ウエハ6面内のシート抵抗において外周部とその内側部分とでばらつきが発生することが抑制される。なぜなら、折り返し地点tに近い半導体ウエハ6の外周部では、一の第1方向の走査によるレーザービーム7の照射が行われた後、冷却が行われる時間が確保された後、当該一の第1方向の走査に隣接する別の第1方向の走査によるレーザービーム7の照射が行われるからである。
In this way, according to the scanning of this embodiment, the outward (or return) path in one first direction and the subsequent return (or outward) path in one first direction are not adjacent to each other. That is, the distance in the second direction shifted at the turning point t is a plurality of pitches x·p. Therefore, according to the scanning of this embodiment, the outer periphery of the
本実施の形態による半導体装置の製造方法および半導体製造装置は、特に、冷却部3を有するステージ土台2上に設置されたガラスステージ1の半導体ウエハ6載置面の面積が、半導体ウエハ6の面積よりも小さく、半導体ウエハ6の外周部において冷却が行われにくい場合に効果的である。
The semiconductor device manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus according to this embodiment are particularly effective when the area of the
レーザービーム7は、半導体ウエハ6に対して垂直に照射することが好ましい。もしくは、ガラスステージ1に対してレーザービーム7が垂直となる向きでレーザービーム7を半導体ウエハ6に対して照射することが好ましい。これは、レーザービーム7が半導体ウエハ6に対して斜めに照射される場合と比較して、垂直に照射される場合の方が、半導体ウエハ6において熱の伝わる深さが均一になりやすく、熱プロファイルが均一になりやすいためである。後述する変形例のように、レーザービーム7の照射パワーを走査中に変更する等の変形を行った場合においても、斜め入射と比べ、垂直入射の方が好ましく、これにより安定した熱処理温度を実現し、半導体ウエハ6の外周部と外周部以外との間のレーザーアニールによる熱処理の不均一を抑制することができる。ここで、垂直とは、面と線の角度が厳密に90度である場合のみでなく、角度が85度以上の場合を指す。
The
<A-3.変形例1>
図4は、変形例1に係るレーザービーム7の走査を示す説明図である。変形例1では、図4に示すように、走査機構8によるレーザービーム7の走査速度は、レーザービーム7が半導体ウエハ6の外周部に照射される際は高速であり、レーザービーム7が半導体ウエハ6の外周部以外に照射される際は低速である。すなわち、レーザービーム7の走査速度は、レーザービーム7が半導体ウエハ6の外周部に照射される際よりも、レーザービーム7が半導体ウエハ6の外周部以外に照射される際の方が遅い。予め把握される半導体ウエハ6の外周部と外周部以外のシート抵抗分布に応じて、外周部と外周部以外とで走査機構8によるレーザービーム7の走査速度を変えることにより、アニールの不均一を抑制できる。
<A-3.
4 is an explanatory diagram showing scanning of the
例えば、予め把握される半導体ウエハ6の外周部以外のシート抵抗が高い場合はレーザービーム7を半導体ウエハ6の外周部以外に照射する際の走査速度を遅くし、予め把握される外周部のシート抵抗が低い場合はレーザービーム7を半導体ウエハ6の外周部に照射する際の走査速度を速くする。例えば、レーザービーム7の走査速度が一定、つまりレーザービーム7の走査速度が外周部と外周部以外とで変わらない場合のシート抵抗が図7に示されるように外周部以外において外周部よりも高い場合、図7に示される走査速度のようにレーザービーム7を外周部において外周部以外におけるよりもより速く走査することで、シート抵抗が均一化される。
For example, if the sheet resistance of the
レーザービーム7の走査速度の変更は、上述した2段階の変更に限らず、3段階以上の複数段階の変更であってもよい。
The change in the scanning speed of the
<A-4.変形例2>
図8は、変形例2に係るレーザービーム7の走査を示す説明図である。図8に示すように、走査機構8により走査されるレーザービーム7のパワーは、レーザービーム7が半導体ウエハ6の外周部に照射される際は低く、レーザービーム7が半導体ウエハ6の外周部以外に照射される際は高い。すなわち、走査されるレーザービーム7のパワーは、レーザービーム7が半導体ウエハ6の外周部に照射される際よりも、レーザービーム7が半導体ウエハ6の外周部以外に照射される際の方が高い。予め把握される半導体ウエハ6の外周部と外周部以外のシート抵抗分布に応じて、外周部を照射する際と外周部以外を照射する際とでレーザービーム7のパワーを変えることにより、アニールの不均一を抑制できる。
<A-4.
8 is an explanatory diagram showing scanning of the
例えば、予め把握される半導体ウエハ6の外周部以外のシート抵抗が高い場合はレーザービーム7を半導体ウエハ6の外周部以外に照射する際のパワーを大きくし、予め把握される半導体ウエハ6の外周部のシート抵抗が低い場合はレーザービーム7を半導体ウエハ6の外周部に照射する際のパワーを小さくする。
For example, if the sheet resistance of the
レーザービーム7の走査を止めることなく走査中にパワーを変更することが望ましく、これによりスループットを向上させることができる。なお、レーザービーム7のパワーの変更は、上述した2段階の変更に限らず、3段階以上の複数段階の変更であってもよい。また、変形例1と変形例2を組み合わせ、走査速度の変更とパワーの変更の両方を行ってもよい。
It is desirable to change the power during scanning without stopping the scanning of the
<B.実施の形態2>
図3(b)は、実施の形態2に係る半導体製造装置に備えられるレーザーアニール装置の構成を、概念的に示す図である。実施の形態1に係る図5のレーザーアニール装置と異なる点は、図5の走査機構8に代えて、図3(b)では、レーザービーム7を走査する走査機構としての回転移動機構9が設けられている点である。その他の構成は同じであるため、同一の構成要素については説明を省略する。
<B. Second embodiment>
Fig. 3(b) is a conceptual diagram showing the configuration of a laser annealing apparatus provided in a semiconductor manufacturing apparatus according to
レーザービーム7を走査する走査機構としての回転移動機構9は、ステージ土台2の下部に配置され、レーザービーム7の走査を行う。本実施の形態においては、例えば、レーザービーム7の照射位置は固定されている。回転移動機構9は、ステージ土台2を、その中心軸を中心に回転させるとともに、半導体ウエハ6の面内方向(つまり、破線矢印9aに示される方向)に移動させる。これにより、ガラスステージ1上に載置されている半導体ウエハ6も、レーザービーム7の照射を受けつつ、中心軸を中心に回転しながら破線矢印9aに示される方向に移動する。その結果、図3(a)に示すように、レーザービーム7は、経路7bをたどって、半導体ウエハ6の外周から中心に向かって渦巻き状に走査される。
The
実施の形態1の場合と比べると、折り返し地点のたびにレーザービーム7の走査方向を反転させる処理を行うことなく、渦巻き状にレーザービーム7を走査して熱処理を行うことができるため、スループットが向上する。また、半導体ウエハ6の外周部においては、レーザービーム7による一の照射の位置からそれに隣接する次の照射の位置までの回転移動の距離が長く、半導体ウエハ6の外周部においては、レーザービーム7の照射が行われた後、十分に冷却されてから次のレーザービーム7による照射が行われる。このため、半導体ウエハ6の外周部におけるオーバーアニールが抑制され、半導体ウエハ6の面内のシート抵抗において、外周部とその内側とでばらつきが発生することが抑制される。
Compared to the first embodiment, the
本実施の形態2に対し、実施の形態1の変形例1または変形例2で説明した構成を組み合わせてもよい。この場合、レーザービーム7の走査速度またはパワーの変更は、例えば渦巻き状の走査経路7bのうち特定のポイントにおいて1回行うのみでよく、変更回数が少ないので、スループットが向上する。
The configuration described in the first or second modification of the first embodiment may be combined with the second embodiment. In this case, the scanning speed or power of the
半導体ウエハ6は、例えば、直径6インチから12インチなどの円形状である。12インチなどの大きいサイズの半導体ウエハでは、スループット向上がより重要となるため、本実施の形態は有効である。
The
実施の形態1においては半導体ウエハの径が大きくなるほどレーザービーム7の走査方向を反転させる処理の回数が増えるが、本実施の形態においてはレーザービーム7の走査方向を反転させる処理が不要なため、本実施の形態は、より径の大きな半導体ウエハに対しより有効である。
In the first embodiment, the number of times the process of reversing the scanning direction of the
また、実施の形態1の変形例1または変形例2においては、半導体ウエハの径が大きくなるほど、レーザービーム7の照射速度またはパワーの変更回数が増える一方、本実施の形態に実施の形態1の変形例1または変形例2で説明した構成を組み合わせた場合においては、半導体ウエハの径が大きくなっても、レーザービーム7の照射速度またはパワーの変更回数を増やさずに済む。そのため、本実施の形態に実施の形態1の変形例1または変形例2で説明した構成を組み合わせた構成は、より径の大きな半導体ウエハに対しより有効である。
In addition, in
なお、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。 The embodiments can be freely combined, modified, or omitted as appropriate.
1 ガラスステージ、2 ステージ土台、3 冷却部、4 吸着用ライン、5 レーザー発振器、6 半導体ウエハ、7 レーザービーム、8 走査機構、9 回転移動機構。 1 Glass stage, 2 Stage base, 3 Cooling section, 4 Adsorption line, 5 Laser oscillator, 6 Semiconductor wafer, 7 Laser beam, 8 Scanning mechanism, 9 Rotational movement mechanism.
Claims (5)
前記レーザーアニール工程は、
前記半導体ウエハに照射されるレーザービームを走査する工程を備え、
前記走査において、前記レーザービームは、第1方向の正方向に走査され、折り返し地点で前記第1方向と直交する第2方向に複数ピッチ位置をずらされた後、前記第1方向の負方向に走査され、再び折り返し地点で前記第2方向に複数ピッチ位置をずらされた後、前記第1方向の正方向に走査され、これが繰り返され、
前記ピッチとは、前記第2方向において隣接する前記第1方向の正方向または前記第1方向の負方向の前記走査の間隔であり、
前記レーザービームの走査速度は、前記レーザービームが前記半導体ウエハの外周部に照射される際よりも、前記レーザービームが前記半導体ウエハの外周部以外に照射される際の方が遅い、
半導体装置の製造方法。 A laser annealing step of irradiating a semiconductor wafer with a laser beam to perform a heat treatment of the semiconductor wafer,
The laser annealing step includes:
Scanning the laser beam irradiated onto the semiconductor wafer,
In the scanning, the laser beam is scanned in a positive direction of a first direction, shifted by a plurality of pitch positions in a second direction perpendicular to the first direction at a turning point, scanned in a negative direction of the first direction, shifted by a plurality of pitch positions in the second direction at a turning point again, and then scanned in the positive direction of the first direction, and this is repeated;
the pitch is an interval between adjacent scans in the positive direction of the first direction or the negative direction of the first direction in the second direction,
a scanning speed of the laser beam is slower when the laser beam is irradiated to a portion other than the outer periphery of the semiconductor wafer than when the laser beam is irradiated to the outer periphery of the semiconductor wafer;
A method for manufacturing a semiconductor device.
前記レーザーアニール工程は、
前記半導体ウエハに照射されるレーザービームを走査する工程を備え、
前記走査において、前記レーザービームは、前記半導体ウエハの外周から中心に向けて、渦巻き状に走査され、
前記レーザービームの走査速度が前記半導体ウエハの外周部と外周部以外とで変わらないという仮定の下で前記半導体ウエハの外周部以外のシート抵抗が外周部のシート抵抗よりも高くなる場合に、前記レーザービームの走査速度は、前記レーザービームが前記半導体ウエハの外周部に照射される際よりも、前記レーザービームが前記半導体ウエハの外周部以外に照射される際の方が遅い、
半導体装置の製造方法。 A laser annealing step of irradiating a semiconductor wafer with a laser beam to perform a heat treatment of the semiconductor wafer,
The laser annealing step includes:
Scanning the laser beam irradiated onto the semiconductor wafer,
In the scanning, the laser beam is scanned in a spiral manner from the outer periphery to the center of the semiconductor wafer ,
under the assumption that the scanning speed of the laser beam is the same for the outer periphery of the semiconductor wafer and the other part, when the sheet resistance of the other part of the semiconductor wafer is higher than the sheet resistance of the outer periphery, the scanning speed of the laser beam is slower when the laser beam is irradiated to the other part of the semiconductor wafer than when the laser beam is irradiated to the outer periphery of the semiconductor wafer;
A method for manufacturing a semiconductor device.
前記レーザービームは、前記半導体ウエハに対して、垂直に照射される、
半導体装置の製造方法。 3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the steps of:
The laser beam is irradiated perpendicularly to the semiconductor wafer.
A method for manufacturing a semiconductor device.
前記レーザーアニール装置は、
前記半導体ウエハに照射されるレーザービームを走査する走査機構を備え、
前記走査において、前記レーザービームは、第1方向の正方向に走査され、折り返し地点で前記第1方向と直交する第2方向に複数ピッチ位置をずらされた後、前記第1方向の負方向に走査され、再び折り返し地点で前記第2方向に複数ピッチ位置をずらされた後、前記第1方向の正方向に走査され、これが繰り返され、
前記ピッチとは、前記第2方向において隣接する前記第1方向の正方向または前記第1方向の負方向の前記走査の間隔であり、
前記レーザービームの走査速度は、前記レーザービームが前記半導体ウエハの外周部に照射される際よりも、前記レーザービームが前記半導体ウエハの外周部以外に照射される際の方が遅い、
半導体製造装置。 a laser annealing device that irradiates a semiconductor wafer with a laser beam and performs heat treatment on the semiconductor wafer;
The laser annealing apparatus is
a scanning mechanism for scanning the laser beam irradiated onto the semiconductor wafer,
In the scanning, the laser beam is scanned in a positive direction of a first direction, shifted by a plurality of pitch positions in a second direction perpendicular to the first direction at a turning point, scanned in a negative direction of the first direction, shifted by a plurality of pitch positions in the second direction at a turning point again, and then scanned in the positive direction of the first direction, and this is repeated;
the pitch is an interval between adjacent scans in the positive direction of the first direction or the negative direction of the first direction in the second direction,
a scanning speed of the laser beam is slower when the laser beam is irradiated to a portion other than the outer periphery of the semiconductor wafer than when the laser beam is irradiated to the outer periphery of the semiconductor wafer;
Semiconductor manufacturing equipment.
前記レーザーアニール装置は、
前記半導体ウエハに照射されるレーザービームを走査する走査機構を備え、
前記走査において、前記レーザービームは、前記半導体ウエハの外周から中心に向けて、渦巻き状に走査され、
前記レーザービームの走査速度が前記半導体ウエハの外周部と外周部以外とで変わらないという仮定の下で前記半導体ウエハの外周部以外のシート抵抗が外周部のシート抵抗よりも高くなる場合に、前記レーザービームの走査速度は、前記レーザービームが前記半導体ウエハの外周部に照射される際よりも、前記レーザービームが前記半導体ウエハの外周部以外に照射される際の方が遅い、
半導体製造装置。 a laser annealing device that irradiates a semiconductor wafer with a laser beam and performs heat treatment on the semiconductor wafer;
The laser annealing apparatus is
a scanning mechanism for scanning the laser beam irradiated onto the semiconductor wafer,
In the scanning, the laser beam is scanned in a spiral manner from the outer periphery to the center of the semiconductor wafer ,
under the assumption that the scanning speed of the laser beam is the same for the outer periphery of the semiconductor wafer and the other part, when the sheet resistance of the other part of the semiconductor wafer is higher than the sheet resistance of the outer periphery, the scanning speed of the laser beam is slower when the laser beam is irradiated to the other part of the semiconductor wafer than when the laser beam is irradiated to the outer periphery of the semiconductor wafer;
Semiconductor manufacturing equipment.
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