JP2002217125A - Surface treatment apparatus and its method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、成膜した基板に対
してレーザ光を用いてアニール等の表面処理を行う表面
処理装置及び方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface treatment apparatus and method for performing surface treatment such as annealing on a film-formed substrate by using a laser beam.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、例えばオーミックコンタクトを形
成する方法として、シリコン等の半導体基板上にＮｉ等
の高融点金属を成膜した後、このように成膜した基板を
適当な温度に加熱しつつランプアニールを施すことによ
って表面の高融点金属を拡散・合金化させて、オーミッ
クコンタクトに加工する方法が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of forming an ohmic contact, for example, a high-melting-point metal such as Ni is formed on a semiconductor substrate such as silicon, and then the substrate thus formed is heated to an appropriate temperature. There is known a method in which a high-melting-point metal on the surface is diffused and alloyed by performing lamp annealing to form an ohmic contact.
【０００３】一方、ガラス等からなる絶縁基板上に半導
体層を形成する方法として、絶縁基板上にアモルファス
Ｓｉ等の半導体形成材料を予め成膜し、この半導体形成
材料をエキシマレーザ等のレーザビームによるレーザア
ニールで結晶化してＳｉ多結晶等からなる半導体層を形
成する方法が知られている。このようなレーザアニール
で大きな結晶を成長させたい場合、エキシマレーザ等で
はビームパワーを十分に確保でないことを考慮して、絶
縁基板を全体的に加熱しておくことが行われる。On the other hand, as a method of forming a semiconductor layer on an insulating substrate made of glass or the like, a semiconductor forming material such as amorphous Si is previously formed on an insulating substrate, and this semiconductor forming material is formed by a laser beam such as an excimer laser. There is known a method of forming a semiconductor layer made of Si polycrystal or the like by crystallization by laser annealing. When it is desired to grow a large crystal by such laser annealing, the insulating substrate is generally heated in consideration of the fact that an excimer laser or the like does not ensure a sufficient beam power.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者のランプ
アニールでは、例えば第１段階でまずＮｉＳｉを形成
し、次に第２段階でＮｉＳｉ２を形成する工程をとるた
め、処理工程が複雑なものとなる。また、ランプアニ−
ルでは、基板全体をかなり高温に加熱することになるた
め、基板に熱的なダメージを与えざるを得ない。また、
ランプアニールでは、大面積の基板を均一に熱処理する
ことが困難である。さらに、ランプアニールでは、オー
ミックコンタクトの深さを十分に制御することができ
ず、表面の浅い領域のみにオーミックコンタクトを形成
することが困難である。However, in the former lamp annealing, for example, a process of forming NiSi in the first stage and then forming NiSi 2 in the second stage is required, so that the process is complicated. Becomes In addition, lamp animation
In such a case, the entire substrate is heated to a considerably high temperature, so that the substrate must be thermally damaged. Also,
In lamp annealing, it is difficult to uniformly heat-treat a large-area substrate. Furthermore, in lamp annealing, the depth of the ohmic contact cannot be sufficiently controlled, and it is difficult to form the ohmic contact only in a shallow surface region.
【０００５】また、後者のレーザアニールでは、絶縁基
板を全体的に加熱するため、非結晶Ｓｉ等の半導体形成
材料を局所的に加熱・冷却することができず、熱処理工
程の精密な制御や管理が困難となり、また真空中で絶縁
基板を精密に高温に維持する必要からステージが大型化
したり、スループットが低下する。さらに、絶縁基板を
加熱せざるを得ないため、本質的に低温プロセスとする
ことができない。[0005] In the latter laser annealing, since the insulating substrate is entirely heated, it is impossible to locally heat and cool a semiconductor forming material such as amorphous Si. It is difficult to maintain the temperature of the insulating substrate precisely at a high temperature in a vacuum. Further, since the insulating substrate must be heated, a low-temperature process cannot be essentially performed.
【０００６】そこで、本発明は、処理工程が簡単で基板
に与える熱的ダメージが少なく、大面積の基板を表面に
近い領域のみを管理された熱工程で処理することができ
る表面処理装置及び方法を提供することを目的とする。Accordingly, the present invention provides a surface treatment apparatus and method which can treat a large-area substrate only in a region close to the surface in a controlled thermal step, because the treatment step is simple and the thermal damage to the substrate is small. The purpose is to provide.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の表面処理装置は、基板上に形成された膜を
加熱するために当該膜の膜面にレーザ光を供給する第１
レーザ供給手段と、前記第１レーザ供給手段による加熱
に際して前記膜を補助的に加熱するために当該基板の裏
面にレーザ光を供給する第２レーザ供給手段と、前記第
１及び第２レーザ供給手段からのレーザ光に対して前記
基板を相対的に移動させる走査手段とを備える表面処理
装置であって、前記第１レーザ供給手段から供給される
レーザ光は、前記膜で吸収される波長に設定されてお
り、前記第２レーザ供給手段から供給されるレーザ光
は、前記基板を透過する波長に設定されていることを特
徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a surface treatment apparatus according to the present invention comprises a first apparatus for supplying a laser beam to a film surface of a film to heat the film formed on the substrate.
Laser supply means, second laser supply means for supplying laser light to the back surface of the substrate for supplementarily heating the film when heating by the first laser supply means, and the first and second laser supply means A scanning means for moving the substrate relative to the laser light from the laser light source, wherein the laser light supplied from the first laser supply means is set to a wavelength absorbed by the film. The laser light supplied from the second laser supply means is set at a wavelength that transmits the substrate.
【０００８】なお、前記第２レーザ供給手段から供給さ
れるレーザ光は、膜を補助的に加熱するため、膜である
程度吸収される波長に設定されている。つまり、前記第
１レーザ供給手段から供給されるレーザ光の波長は、前
記第２レーザ供給手段から供給されるレーザ光の波長よ
りも、通常短くなっている。[0008] The laser beam supplied from the second laser supply means is set to a wavelength which is absorbed to some extent by the film in order to heat the film supplementarily. That is, the wavelength of the laser light supplied from the first laser supply means is usually shorter than the wavelength of the laser light supplied from the second laser supply means.
【０００９】上記装置では、第２レーザ供給手段が第１
レーザ供給手段による加熱に際して膜を補助的に加熱す
るためにこの基板の裏面側にレーザ光を供給するととも
に、第１レーザ供給手段からのレーザ光が基板の膜で吸
収される波長に設定され、第２レーザ供給手段からのレ
ーザ光が基板を透過する波長に設定されているので、第
１レーザ供給手段によって膜を表面側から加熱し、第２
レーザ供給手段によって膜を裏面側から加熱することが
できる。つまり、第１及び第２レーザ供給手段の協働に
よって基板にダメージを与えない程度に膜の所望領域の
みを十分に加熱してアニール等の熱処理を施すことがで
きる。換言すれば、アニール等の熱処理に際して精密で
十分な温度制御が可能であり、かつ、本質的に低温プロ
セスとすることができる。この際、主に第１レーザ供給
手段からのレーザ光を用いて膜を加熱するので、膜の深
さ方向に関して加熱状態を精密に制御することができる
ようになる。しかも、走査手段が第１及び第２レーザ供
給手段からのレーザ光に対して基板を相対的に移動させ
るので、比較的広い面積を有する基板の全体を均一に熱
処理することができる。In the above apparatus, the second laser supply means is provided with the first laser supply means.
A laser beam is supplied to the back surface side of the substrate to supplementarily heat the film during heating by the laser supply means, and the wavelength is set to a wavelength at which the laser light from the first laser supply means is absorbed by the film on the substrate. Since the wavelength of the laser light from the second laser supply means is set to be transmitted through the substrate, the film is heated from the surface side by the first laser supply means,
The film can be heated from the back side by the laser supply means. That is, heat treatment such as annealing can be performed by sufficiently heating only a desired region of the film without damaging the substrate by cooperation of the first and second laser supply means. In other words, precise and sufficient temperature control is possible during heat treatment such as annealing, and an essentially low-temperature process can be achieved. At this time, since the film is heated mainly using the laser beam from the first laser supply means, the heating state can be precisely controlled in the depth direction of the film. In addition, since the scanning unit moves the substrate relatively to the laser beams from the first and second laser supply units, the entire substrate having a relatively large area can be uniformly heat-treated.
【００１０】なお、例えばＳｉ等の半導体材料からなる
基板上にＮｉ等の金属材料からなる膜を形成した基板で
は、金属材料層の膜の下方に金属材料層と半導体材料の
化合物（シリサイド等）からなるオーミック・コンタク
ト層を形成することができる。そして、イオンドーピン
グした単結晶Ｓｉウエハ上にシャロージャンクションも
形成できる。また、ガラス等の絶縁材料からなる基板上
にアモルファスＳｉ等の半導体材料からなる膜を形成し
た基板では、半導体材料の結晶化を進めて良好な特性の
多結晶半導体層等を得ることができる。[0010] For example, in a substrate in which a film made of a metal material such as Ni is formed on a substrate made of a semiconductor material such as Si, a metal material layer and a compound of a semiconductor material (silicide or the like) are provided below the film of the metal material layer. Can be formed. Then, a shallow junction can be formed on the ion-doped single-crystal Si wafer. In the case where a film made of a semiconductor material such as amorphous Si is formed on a substrate made of an insulating material such as glass, crystallization of the semiconductor material can be advanced to obtain a polycrystalline semiconductor layer or the like having excellent characteristics.
【００１１】上記装置の具体的な態様では、前記第２レ
ーザ供給手段からのレーザ光が、前記第１レーザ供給手
段からのレーザ光が入射する範囲に対応する前記基板の
第１領域を含む第２領域に裏面側から入射することを特
徴とする。この場合、効率の良い熱処理が可能になる。
ここで、第２領域の範囲は、第１領域の揺らぎ、すなわ
ち第１レーザ供給手段からのレーザ光の基板上への入射
位置の変動を考慮した広さとすることが望ましい。これ
により、第１レーザ供給手段の揺らぎを考慮した効率的
で安定したな熱処理が可能になる。In a specific aspect of the above-described apparatus, the laser light from the second laser supply means includes a first region of the substrate corresponding to a range where the laser light from the first laser supply means is incident. It is characterized in that the light enters the two regions from the back side. In this case, efficient heat treatment can be performed.
Here, it is desirable that the range of the second region is set to be wide in consideration of the fluctuation of the first region, that is, the fluctuation of the incident position of the laser beam from the first laser supply means on the substrate. Thus, an efficient and stable heat treatment in consideration of the fluctuation of the first laser supply unit can be performed.
【００１２】上記装置の別の具体的な態様では、前記第
１及び第２レーザ供給手段が、各レーザ光のビームを前
記基板上に投影するビーム整形装置を有し、前記走査手
段が、前記基板を移動させる移動ステージを含むことを
特徴とする。この場合、ビーム整形装置によって形成し
た線状ビームや矩形ビームの走査によって、基板上の膜
全体に亘って所望の熱処理が可能になる。In another specific mode of the above apparatus, the first and second laser supply means have a beam shaping device for projecting each laser beam onto the substrate, and the scanning means has A moving stage for moving the substrate is included. In this case, a desired heat treatment can be performed over the entire film on the substrate by scanning the linear beam or the rectangular beam formed by the beam shaping device.
【００１３】また、上記装置の別の具体的な態様では、
前記第１レーザ供給手段の動作タイミングと、前記第２
レーザ供給手段の動作タイミングとを制御するタイミン
グ制御手段をさらに備えることを特徴とする。このタイ
ミング制御手段によって、例えば前記第１レーザ供給手
段と前記第２レーザ供給手段の動作タイミングを一致さ
せると、膜等の熱処理のために投入するパワーのピーク
値を最も大きくすることができる。また、前記第１レー
ザ供給手段と前記第２レーザ供給手段の動作タイミング
を所定の時間差とする（すなわち両レーザ供給手段から
出射される一対のレーザ光に所定の遅延時間を持たせ
る）と、膜等の熱処理のために投入するパワーをある程
度経時的に制御でき、膜等の受ける熱履歴の調整が可能
になる。[0013] In another specific embodiment of the above device,
An operation timing of the first laser supply unit;
It is characterized by further comprising timing control means for controlling the operation timing of the laser supply means. For example, when the operation timings of the first laser supply unit and the second laser supply unit are made to coincide with each other by the timing control unit, the peak value of the power supplied for the heat treatment of the film or the like can be maximized. When the operation timing of the first laser supply unit and the operation timing of the second laser supply unit are set to a predetermined time difference (that is, a pair of laser beams emitted from both laser supply units have a predetermined delay time), The power applied for the heat treatment such as the above can be controlled to some extent with time, and the heat history of the film or the like can be adjusted.
【００１４】また、本発明の表面処理方法は、基板上に
形成された膜の膜面に第１レーザ光を供給して前記膜を
加熱する工程と、前記膜の加熱に際して、前記基板の裏
面側に第２レーザ光を供給して前記膜を補助的に加熱す
る工程と、前記第１及び第２レーザ光に対して前記基板
を相対的に移動させる工程とを備える表面処理方法であ
って、前記第１レーザ光は、前記膜で吸収される波長に
設定されており、前記第２レーザ光は、前記基板を透過
する波長に設定されていることを特徴とする。The surface treatment method of the present invention may further comprise the steps of: supplying a first laser beam to a film surface of the film formed on the substrate to heat the film; A surface treatment method comprising: a step of supplying a second laser beam to a side and auxiliary heating the film; and a step of relatively moving the substrate with respect to the first and second laser beams. The first laser light is set to a wavelength that is absorbed by the film, and the second laser light is set to a wavelength that transmits the substrate.
【００１５】上記方法では、第１レーザ光による加熱に
際して膜を補助的に加熱するためにこの基板の裏面側に
第２レーザ光を供給するとともに、第１レーザ光が基板
の膜で吸収される波長に設定され、第２レーザ光が基板
を透過する波長に設定されているので、第１及び第２レ
ーザ光の協働によって基板にダメージを与えない程度に
膜の所望領域のみを十分に加熱してアニール等の熱処理
を施すことができる。この際、主に例えば短波長の第１
レーザ光を用いて加熱しているので、膜の深さ方向に関
して加熱状態を精密に制御することができるようにな
る。しかも、第１及び第２レーザ光に対して基板を相対
的に移動させるので、比較的広い面積を有する基板の全
体を均一に熱処理することができる。In the above method, the second laser beam is supplied to the back side of the substrate in order to supplementarily heat the film when heating with the first laser beam, and the first laser beam is absorbed by the film on the substrate. The wavelength is set to a wavelength at which the second laser beam passes through the substrate, so that only the desired region of the film is sufficiently heated so that the substrate is not damaged by the cooperation of the first and second laser beams. Then, heat treatment such as annealing can be performed. At this time, for example, the first wavelength of the short wavelength
Since heating is performed using laser light, the heating state can be precisely controlled in the depth direction of the film. Moreover, since the substrate is relatively moved with respect to the first and second laser beams, the entire substrate having a relatively large area can be uniformly heat-treated.
【００１６】上記方法の具体的な態様では、前記第２レ
ーザ光を、前記第１レーザ光が入射する範囲に対応する
前記基板の第１領域を含む第２領域に裏面側から入射さ
せることを特徴とする。この場合、効率の良い熱処理が
可能になる。In a specific aspect of the method, the second laser light is incident on a second area including a first area of the substrate corresponding to a range on which the first laser light is incident, from a back surface side. Features. In this case, efficient heat treatment can be performed.
【００１７】また、上記方法の別の具体的な態様では、
前記第１及び第２レーザ光が、ビーム整形装置を介して
前記膜面上に投影され、前記基板が、移動ステージによ
って移動することを特徴とする。この場合、ビーム整形
装置によって形成した線状ビームや矩形ビームの走査に
よって、基板上の膜全体に亘って所望の熱処理が可能に
なる。[0017] In another specific embodiment of the above method,
The first and second laser beams are projected onto the film surface via a beam shaping device, and the substrate is moved by a moving stage. In this case, a desired heat treatment can be performed over the entire film on the substrate by scanning the linear beam or the rectangular beam formed by the beam shaping device.
【００１８】また、上記方法の別の具体的な態様では、
前記第１レーザ光の照射タイミングと、前記第２レーザ
光の照射タイミングとを同時若しくは所定の時間差とす
ることを特徴とする。この場合、例えば前記第１及び第
２レーザ光の照射タイミングを一致させると、膜等の熱
処理のために投入するパワーのピーク値を最も大きくす
ることができる。また、前記第１及び第２レーザ光の照
射タイミングを所定の時間差とすると、膜等の熱処理の
ために投入するパワーをある程度経時的に制御でき、膜
等の受ける熱履歴の調整が可能になる。In another specific embodiment of the above method,
The irradiation timing of the first laser light and the irradiation timing of the second laser light may be simultaneously or a predetermined time difference. In this case, for example, when the irradiation timings of the first and second laser beams are matched, the peak value of the power applied for the heat treatment of the film or the like can be maximized. Further, when the irradiation timing of the first and second laser beams is set to a predetermined time difference, the power applied for the heat treatment of the film or the like can be controlled to some extent with time, and the heat history of the film or the like can be adjusted. .
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】〔第１実施形態〕以下、本発明に
係る第１実施形態の表面処理装置について、図面を参照
しつつ説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment A surface treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２０】図１は、第１実施形態の表面処理装置の構
造を説明する図である。この表面処理装置は、基板を構
成する半導体ウエハの表面上に金属薄膜を形成した直後
の処理対象物ＷＯにレーザアニールの熱処理を施すため
のものである。この装置は、処理対象物ＷＯを載置して
処理室１０中で移動する移動ステージ２０と、処理対象
物ＷＯを金属薄膜側から加熱する第１レーザ光ＬＢ1を
発生するエキシマレーザその他の第１レーザ光源３０
と、処理対象物ＷＯを裏面側から加熱する第２レーザ光
ＬＢ2を発生する炭酸ガスレーザその他の第２レーザ光
源４０と、処理対象物ＷＯを載置した移動ステージ２０
を両レーザ光ＬＢ1、ＬＢ2に対して相対的に適宜移動さ
せるステージ駆動装置５０と、表面処理装置の動作を統
括的に制御する制御装置７０とを備える。FIG. 1 is a view for explaining the structure of the surface treatment apparatus of the first embodiment. This surface processing apparatus is for performing a laser annealing heat treatment on a processing target WO immediately after a metal thin film is formed on a surface of a semiconductor wafer constituting a substrate. The apparatus includes a moving stage 20 on which a processing object WO is placed and moved in a processing chamber 10, an excimer laser that generates a first laser beam LB <b> 1 for heating the processing object WO from a metal thin film side, and other first and second lasers. Laser light source 30
A second laser light source 40 for generating a second laser beam LB2 for heating the processing object WO from the back side, and a moving stage 20 on which the processing object WO is mounted.
A stage driving device 50 for appropriately moving the laser beam relative to the two laser beams LB1 and LB2, and a control device 70 for generally controlling the operation of the surface treatment device.
【００２１】ここで、移動ステージ２０は、ステージ駆
動装置５０とともに走査手段を構成する。移動ステージ
２０の動作は、ステージ駆動装置５０を介して制御装置
７０によって制御されており、移動ステージ２０の移動
速度、移動範囲、移動タイミング等を適宜調節できるよ
うになっている。Here, the moving stage 20 and the stage driving device 50 constitute scanning means. The operation of the moving stage 20 is controlled by the control device 70 via the stage driving device 50, so that the moving speed, the moving range, the moving timing, and the like of the moving stage 20 can be appropriately adjusted.
【００２２】第１レーザ光源３０から出射したパルス状
の第１レーザ光ＬＢ1は、まず光量調節部３１に入射す
る。光量調節部３１を通過して適当に減光されたレーザ
光ＬＢ1は、ミラー３２及びフォーカス調整用レンズ３
３を経てビーム整形光学系３４に入射する。ビーム整形
光学系３４は、ホモジナイザとして、矩形断面のレーザ
光ＬＢ1を線状ビームに変換する。つまり、ビーム整形
光学系３４を通過したレーザ光ＬＢ1は、処理室１０上
部に形成したウィンドウ１０ａを経て、処理対象物ＷＯ
表面においてＹ軸方向に延びる線状ビームとして投影さ
れる。ここで、第１レーザ光ＬＢ1のサイズ等は、フォ
ーカス調整用レンズ３３を制御装置７０によって駆動す
ることによって走査中一定値に保持できるとともに、必
要に応じて微調整することができる。また、第１レーザ
光ＬＢ1のパルス幅や発生タイミングは、第１レーザ光
源３０を介して制御装置７０によって制御されている。
なお、第１レーザ光源３０、光量調節部３１、ビーム整
形光学系３４等は、第１レーザ供給手段を構成する。The pulsed first laser light LB 1 emitted from the first laser light source 30 first enters the light amount adjusting unit 31. The laser light LB1 which has been appropriately reduced after passing through the light amount adjusting unit 31 is supplied to the mirror 32 and the focus adjusting lens 3
After that, the light enters the beam shaping optical system 34. The beam shaping optical system 34, as a homogenizer, converts the laser beam LB1 having a rectangular cross section into a linear beam. That is, the laser beam LB1 that has passed through the beam shaping optical system 34 passes through the window 10a formed in the upper part of the processing chamber 10 and passes through the processing object WO.
It is projected on the surface as a linear beam extending in the Y-axis direction. Here, the size and the like of the first laser beam LB1 can be maintained at a constant value during scanning by driving the focus adjustment lens 33 by the control device 70, and can be finely adjusted as needed. The pulse width and the generation timing of the first laser beam LB1 are controlled by the control device 70 via the first laser light source 30.
Note that the first laser light source 30, the light amount adjusting unit 31, the beam shaping optical system 34, and the like constitute a first laser supply unit.
【００２３】第２レーザ光源４０から出射したパルス状
の第２レーザ光ＬＢ2は、まず光量調節部４１に入射す
る。光量調節部４１を通過して適当に減光されたレーザ
光ＬＢ2は、ビーム整形光学系４４に入射する。ビーム
整形光学系４４は、ホモジナイザとして、矩形断面のレ
ーザ光ＬＢ2を線状ビームに変換する。つまり、ビーム
整形光学系４４を通過したレーザ光ＬＢ2は、処理室１
０側面に形成したウィンドウ１０ｂを通過してミラー４
５で反射され、ステージ駆動装置５０に設けた貫通穴５
１を経て、処理対象物ＷＯ裏面において第１レーザ光Ｌ
Ｂ1の入射領域に対応する領域にＹ軸方向に延びる線状
ビームとして投影される。ここで、第２レーザ光ＬＢ2
のパルス幅や発生タイミングは、第２レーザ光源４０を
介して制御装置７０によって制御されている。なお、第
２レーザ光源４０、光量調節部４１、ビーム整形光学系
４４等は、第２レーザ供給手段を構成する。The pulse-like second laser light LB 2 emitted from the second laser light source 40 first enters the light amount adjusting section 41. The laser light LB2 appropriately reduced after passing through the light amount adjusting unit 41 enters the beam shaping optical system 44. The beam shaping optical system 44, as a homogenizer, converts the laser beam LB2 having a rectangular cross section into a linear beam. That is, the laser beam LB2 that has passed through the beam shaping optical system 44 is
The mirror 4 passes through the window 10b formed on the
5, a through hole 5 provided in the stage driving device 50.
1, the first laser light L on the back surface of the object WO
The light beam is projected as a linear beam extending in the Y-axis direction on an area corresponding to the incident area of B1. Here, the second laser beam LB2
The pulse width and the generation timing are controlled by the control device 70 via the second laser light source 40. Note that the second laser light source 40, the light amount adjusting unit 41, the beam shaping optical system 44, and the like constitute a second laser supply unit.
【００２４】処理室１０内は、気密容器となっており、
排気系８１によって適当な真空度に維持される。また、
処理室１０内は、ガス供給源８２によって適当な雰囲気
（例えばＡｒ、Ｎ２）に調節される。処理室１０の正面
側には、真空を破らずに処理対象物ＷＯを搬出入するた
めのロードロック室１２が形成されている。処理室１０
とロードロック室１２との間には、真空ゲート１３が形
成されている。The inside of the processing chamber 10 is an airtight container.
An appropriate degree of vacuum is maintained by the exhaust system 81. Also,
The inside of the processing chamber 10 is adjusted to an appropriate atmosphere (for example, Ar, N 2 ) by the gas supply source 82. On the front side of the processing chamber 10, a load lock chamber 12 for carrying in and out the processing object WO without breaking the vacuum is formed. Processing room 10
A vacuum gate 13 is formed between the load lock chamber 12 and the load lock chamber 12.
【００２５】制御装置７０は、ステージ駆動装置５０に
制御信号を送って、移動ステージ２０の移動速度、移動
範囲、移動タイミング等を制御する。また、制御装置７
０は、タイミング制御手段として第１及び第２レーザ光
源３０、４０にトリガ信号を送って、移動ステージ２０
の移動の合間に第１及び第２レーザ光源３０、４０から
それぞれ出射する第１及び第２レーザ光ＬＢ1、ＬＢ2の
出射タイミングを調整する。例えば第１レーザ光ＬＢ1
の出射タイミングと第２レーザ光ＬＢ2の出射タイミン
グとを正確に一致させることができる。また、第１レー
ザ光ＬＢ1の出射タイミングから所望の時間だけ遅延さ
せて第２レーザ光ＬＢ2を出射させることもでき、その
逆の遅延も可能である。The control device 70 sends a control signal to the stage driving device 50 to control the moving speed, the moving range, the moving timing and the like of the moving stage 20. The control device 7
0 sends a trigger signal to the first and second laser light sources 30 and 40 as timing control means,
The emission timings of the first and second laser beams LB1, LB2 emitted from the first and second laser light sources 30, 40, respectively, are adjusted during the movement of. For example, the first laser beam LB1
And the emission timing of the second laser beam LB2 can be accurately matched. In addition, the second laser light LB2 can be emitted with a delay of a desired time from the emission timing of the first laser light LB1, and vice versa.
【００２６】図２は、移動ステージ２０の構造等を説明
する図である。図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）
は側方断面図である。移動ステージ２０には、処理対象
物ＷＯの直径よりもわずかに小さな直径の円形開口２０
ａが形成されており、この円形開口２０ａの縁部分に
は、外側が処理対象物ＷＯの直径とほぼ一致する段差部
分２０ｂが形成されている。処理対象物ＷＯは、この段
差部分２０ｂによって周囲の縁部分を支持されて移動ス
テージ２０とともに移動する。なお、処理対象物ＷＯの
縁部分は、側方や上方から適当な押圧手段（図示を省
略）によって固定することもできる。FIG. 2 is a view for explaining the structure of the moving stage 20 and the like. FIG. 2A is a plan view, and FIG.
Is a side sectional view. The moving stage 20 has a circular opening 20 having a diameter slightly smaller than the diameter of the processing object WO.
a is formed, and a step portion 20b whose outer side substantially matches the diameter of the processing object WO is formed at an edge portion of the circular opening 20a. The processing object WO moves with the moving stage 20 while the peripheral edge portion is supported by the step portion 20b. In addition, the edge portion of the processing object WO can be fixed from the side or from above by an appropriate pressing means (not shown).
【００２７】処理対象物ＷＯの上面ＵＳには、金属薄膜
が形成されており、処理対象物ＷＯの直径よりもＹ方向
（長手方向）に長い線状の第１レーザ光ＬＢ1が入射す
る。また、処理対象物ＷＯの下面ＬＳには、第１レーザ
光ＬＢ1同様にＹ方向に長いがこれよりも幅広の線状の
第２レーザ光ＬＢ2が、円形開口２０ａを介して入射す
る。両レーザ光ＬＢ1、ＬＢ2は、処理対象物ＷＯを移動
ステージ２０とともに移動させることにより、処理対象
物ＷＯに対して相対的にＸ方向に走査され、いわゆるス
テップスキャンの熱処理が表裏両側から行われる。A metal thin film is formed on the upper surface US of the processing object WO, and a linear first laser beam LB1 longer in the Y direction (longitudinal direction) than the diameter of the processing object WO enters. Similarly to the first laser light LB1, a linear second laser light LB2 which is longer in the Y direction but wider than the first laser light LB1 is incident on the lower surface LS of the processing object WO through the circular opening 20a. Both laser beams LB1 and LB2 are moved in the X direction relative to the processing object WO by moving the processing object WO together with the moving stage 20, and so-called step scan heat treatment is performed from both front and back sides.
【００２８】図３は、第１及び第２レーザ光ＬＢ1、Ｌ
Ｂ2の入射状態を概念的に説明する拡大図である。処理
対象物ＷＯの上側から入射した第１レーザ光ＬＢ1は、
Ｓｉ等からなる基板ＢＬ上に形成したＮｉ等の高融点金
属膜ＦＬの所定領域ＰＡを加熱する。この所定領域ＰＡ
は、基板ＢＬの第１領域ＡＲ1に対応する。FIG. 3 shows the first and second laser beams LB1, LB.
FIG. 3 is an enlarged view conceptually illustrating the incident state of B2. The first laser beam LB1 incident from above the object WO is
A predetermined area PA of the refractory metal film FL such as Ni formed on the substrate BL made of Si or the like is heated. This predetermined area PA
Corresponds to the first region AR1 of the substrate BL.
【００２９】第２レーザ光ＬＢ2は、処理対象物ＷＯの
裏面側から基板ＢＬに入射してこれを透過し、高融点金
属膜ＦＬの領域ＣＡを加熱する。この領域ＣＡは、基板
ＢＬの第２領域ＡＲ2に対応する。第２領域ＡＲ2は、上
述の第１領域ＡＲ1を包含するようになっている。この
際、第２領域ＡＲ2は、第１領域ＡＲ1の光軸揺らぎを考
慮してゆとりを持たせた広さとなっている。すなわち、
第１レーザ光ＬＢ1の入射位置に対応する第１領域ＡＲ1
は、第１レーザ光源３０等の特性に応じてある程度変動
するので、第２領域ＡＲ2の広さを第１レーザ光ＬＢ1の
揺らぎ分を含めた広さ以上にとることで、第１レーザ光
ＬＢ1の特性に応じて効率的で安定したな熱処理が可能
になる。The second laser beam LB2 is incident on the substrate BL from the back side of the processing object WO, passes through the substrate BL, and heats the area CA of the high melting point metal film FL. This area CA corresponds to the second area AR2 of the substrate BL. The second area AR2 includes the above-described first area AR1. At this time, the second area AR2 has a spacious area in consideration of the fluctuation of the optical axis of the first area AR1. That is,
First region AR1 corresponding to the incident position of first laser beam LB1
Varies to some extent in accordance with the characteristics of the first laser light source 30 and the like. Therefore, by setting the area of the second area AR2 larger than the area including the fluctuation of the first laser light LB1, the first laser light LB1 According to the characteristics of the above, efficient and stable heat treatment can be performed.
【００３０】具体的な実施例では、第１レーザ光ＬＢ1
の波長を、例えばＮｉを比較的加熱しやすいエキシマレ
ーザからの３０８ｎｍやＹＡＧレーザからの二倍高調波
である５３２ｎｍとし、第１領域ＡＲ1を、０．４ｍｍ
の幅とした。また、第２レーザ光ＬＢ2の波長を、例え
ばＳｉを効率的に透過するより長波長側の、炭酸ガスレ
ーザからの１０．６４μｍやＡｌＩｎＡｓＰ半導体レー
ザからの１．５５μｍ、ＹＡＧレーザからの基本波であ
る１．０６μｍ等とし、第２領域ＡＲ2の幅を、第１領
域ＡＲ1の幅の数倍程度とした。In a specific embodiment, the first laser beam LB1
Is set to, for example, 308 nm from an excimer laser that easily heats Ni or 532 nm, which is a second harmonic from a YAG laser, and the first region AR1 is set to 0.4 mm.
Of width. The wavelength of the second laser beam LB2 is, for example, 10.64 μm from a carbon dioxide gas laser, 1.55 μm from an AlInAsP semiconductor laser, and a fundamental wave from a YAG laser on the longer wavelength side that efficiently transmits Si. The width of the second region AR2 is about several times the width of the first region AR1.
【００３１】以下、図１の表面処理装置の動作について
説明する。まず、搬送用真空ロボット（図示を省略）を
利用して、処理室１０中に処理対象物ＷＯを搬入する。
搬入される処理対象物ＷＯは、成膜直後の冷却が終了し
た状態で、膜面を上側にしてロードロック室１２を介し
て処理室１０中に搬入され、移動ステージ２０上に載置
・固定される。次に、ステージ駆動装置５０を動作させ
ることにより、ビーム整形光学系３４等に対して移動ス
テージ２０を−Ｘ方向にステップ状に移動させる。ビー
ム整形光学系３４からのパルス状のレーザ光ＬＢ1は、
移動ステージ２０のステップ移動の結果、Ｙ方向に延び
る線状ビーム像として処理対象物ＷＯ表面側で一端から
他端にステップ移動するので、処理対象物ＷＯの表面全
体のステップ走査が行われることになる。これと同様
に、ビーム整形光学系４４からのパルス状のレーザ光Ｌ
Ｂ2も、移動ステージ２０のステップ移動の結果、Ｙ方
向に延びる線状ビーム像として処理対象物ＷＯ裏面側で
一端から他端にステップ移動するので、処理対象物ＷＯ
の裏面全体のステップ走査が行われることになる。な
お、両レーザ光ＬＢ1、ＬＢ2は、移動ステージ２０のス
テップ移動の合間における静止状態の際に、処理対象物
ＷＯに入射させるようにしている。Hereinafter, the operation of the surface treatment apparatus of FIG. 1 will be described. First, the processing object WO is loaded into the processing chamber 10 using a transfer vacuum robot (not shown).
The workpiece WO to be carried in is loaded into the processing chamber 10 via the load lock chamber 12 with the film surface facing upward, and is placed and fixed on the moving stage 20 in a state where cooling immediately after film formation has been completed. Is done. Next, by operating the stage driving device 50, the moving stage 20 is moved stepwise in the −X direction with respect to the beam shaping optical system 34 and the like. The pulsed laser beam LB1 from the beam shaping optical system 34 is
As a result of the step movement of the moving stage 20, the step movement from one end to the other end is performed on the surface of the processing object WO as a linear beam image extending in the Y direction, so that the step scanning of the entire surface of the processing object WO is performed. Become. Similarly, the pulsed laser light L from the beam shaping optical system 44
B2 also moves from one end to the other end on the back side of the processing object WO as a linear beam image extending in the Y direction as a result of the step movement of the moving stage 20, so that the processing object WO
Step scanning of the entire back surface is performed. The laser beams LB1 and LB2 are made to enter the processing object WO when the moving stage 20 is in a stationary state during the step movement.
【００３２】図４は、第１及び第２レーザ光ＬＢ1、Ｌ
Ｂ2の相対的強度を示すグラフである。図からも明らか
なように、第１レーザ光ＬＢ1のパワーは、第２レーザ
光ＬＢ2のパワーよりも、かなり大きくなっている。こ
れは、第２レーザ光ＬＢ2が予備加熱に利用されるから
であり、両者の差は、必要な加熱条件に応じて適宜変更
することができる。このように第１レーザ光ＬＢ1のパ
ワーを相対的に大きくするとともに、第１レーザ光ＬＢ
1の波長を高融点金属膜ＦＬでのみ吸収される比較的短
いものとすることにより、高融点金属膜ＦＬの深さ方向
に関して加熱状態を精密に制御することができるように
なる。すなわち、短波長レーザによって大面積のシリサ
イドを所望の深さに容易に形成することができる。FIG. 4 shows the first and second laser beams LB1, LB.
It is a graph which shows the relative intensity of B2. As is clear from the figure, the power of the first laser light LB1 is considerably higher than the power of the second laser light LB2. This is because the second laser beam LB2 is used for preheating, and the difference between the two can be appropriately changed according to necessary heating conditions. As described above, while the power of the first laser light LB1 is relatively increased,
By making the wavelength of 1 relatively short, which is absorbed only by the high melting point metal film FL, the heating state can be precisely controlled in the depth direction of the high melting point metal film FL. That is, a large-area silicide can be easily formed at a desired depth by using a short-wavelength laser.
【００３３】なお、図示の例では、第１レーザ光ＬＢ1
を第２レーザ光ＬＢ2と同時に発生させているが、第１
レーザ光ＬＢ1と第２レーザ光ＬＢ2とを多少の時間ずれ
を持たせて発生させることもできる。ただし、両レーザ
光ＬＢ1、ＬＢ2を同時に発生させることで、高融点金属
膜ＦＬを、第１レーザ光ＬＢ1によって表面側から加熱
しつつ、第２レーザ光ＬＢ2によって裏面から重畳的に
加熱することができる。これにより、第１レーザ光ＬＢ
1のエネルギーがあまり高くない場合であって、基板Ｂ
Ｌの熱伝統率が比較的高い場合であっても、高融点金属
膜ＦＬの所定領域ＰＡを十分に加熱して溶融することが
できる。よって、高融点金属膜ＦＬから基板ＢＬ側に高
融点金属を十分に拡散させて、ニッケルシリサイド等か
らなるオーミックコンタクトを所望の深さに形成するこ
とができる。In the example shown, the first laser beam LB1
Is generated simultaneously with the second laser beam LB2, but the first
The laser beam LB1 and the second laser beam LB2 can be generated with a slight time lag. However, by simultaneously generating the two laser beams LB1 and LB2, the refractory metal film FL can be heated from the front side by the first laser beam LB1 and can be superimposedly heated from the rear surface by the second laser beam LB2. it can. Thereby, the first laser light LB
In the case where the energy of 1 is not so high, the substrate B
Even when the thermal tradition rate of L is relatively high, the predetermined region PA of the refractory metal film FL can be sufficiently heated and melted. Therefore, the refractory metal is sufficiently diffused from the refractory metal film FL to the substrate BL side, so that an ohmic contact made of nickel silicide or the like can be formed at a desired depth.
【００３４】図５は、第１レーザ光ＬＢ1の走査を説明
する図である。高融点金属膜ＦＬにおいて、繰り返しパ
ルスである第１レーザ光ＬＢ1が入射する所定領域ＰＡ1
〜ＰＡ3は、各パルスごとに一定の重複率でオーバラッ
プしつつＸ方向に移動する。またこれと同時に、第２レ
ーザ光ＬＢ2が入射する領域CＡ1〜CＡ3も、一定の重複
率でオーバラップしつつＸ方向に移動する。これによ
り、より均一なレーザアニールが可能になり、オーミッ
クコンタクトの特性を揃えることができる。なお、所定
領域ＰＡ1〜ＰＡ3の重複率は、必要な加熱条件に応じて
適宜変更することができる。FIG. 5 is a diagram for explaining scanning by the first laser beam LB1. In the high melting point metal film FL, a predetermined area PA1 where the first laser beam LB1 as a repetitive pulse is incident.
PA3 move in the X direction while overlapping at a constant overlap rate for each pulse. At the same time, the areas CA1 to CA3 on which the second laser light LB2 is incident also move in the X direction while overlapping at a certain overlap rate. Thereby, more uniform laser annealing can be performed, and the characteristics of the ohmic contact can be made uniform. Note that the overlap ratio of the predetermined areas PA1 to PA3 can be appropriately changed according to necessary heating conditions.
【００３５】〔第２実施形態〕以下、本発明の第２実施
形態の熱処理装置について説明する。この熱処理装置の
構造は、図１に示すものとほぼ同一であるが、この熱処
理装置では、処理対象物ＷＯとして、下地ＳｉＯ２層と
アモルファスＳｉ層を表面上に成膜したガラス基板を処
理する。この場合、主たる加熱に用いる第１レーザ光と
補助的な加熱に用いる第２レーザ光とによって加熱のパ
ワーを確保し、ガラス基板上のアモルファスＳｉ層を溶
融する。この際、第１レーザ光の入射タイミングと第２
レーザ光の入射タイミングとに適当な差を設けること
で、溶融したアモルファスＳｉ層をポリシリコン化させ
る際の冷却速度の制御がある程度可能になる。[Second Embodiment] Hereinafter, a heat treatment apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. Although the structure of this heat treatment apparatus is almost the same as that shown in FIG. 1, this heat treatment apparatus processes a glass substrate having a base SiO 2 layer and an amorphous Si layer formed on its surface as a processing object WO. . In this case, the power for heating is secured by the first laser light used for main heating and the second laser light used for auxiliary heating, and the amorphous Si layer on the glass substrate is melted. At this time, the incident timing of the first laser light and the second
By providing an appropriate difference from the laser light incident timing, it is possible to control the cooling rate in converting the melted amorphous Si layer into polysilicon to some extent.
【００３６】図６は、ステージ駆動装置５０によって駆
動される移動ステージ１２０の構造を説明する平面図で
ある。矩形のガラス基板からなる処理対象物ＷＯを処理
するため、移動ステージ１２０には、矩形開口１２０ａ
が形成されている。FIG. 6 is a plan view illustrating the structure of the moving stage 120 driven by the stage driving device 50. In order to process the processing object WO made of a rectangular glass substrate, the moving stage 120 has a rectangular opening 120a.
Are formed.
【００３７】図６（ａ）の場合、処理対象物ＷＯのアモ
ルファスＳｉ層上面には、矩形の第１レーザ光ＬＢ1が
入射する。また、処理対象物ＷＯの下面からは、第１レ
ーザ光ＬＢ1よりも縦横のサイズがある程度大きい第２
レーザ光ＬＢ2が、矩形開口１２０ａを介して入射す
る。処理対象物ＷＯを移動ステージ１２０とともにＸＹ
面内でステップ移動させることにより、両レーザ光ＬＢ
1、ＬＢ2は、処理対象物ＷＯに対して相対的にＸ方向や
Ｙ方向に走査される。これにより、処理対象物ＷＯ上に
おけるレーザ光ＬＢ1等の入射位置を段階的に移動させ
ることができ、マトリックス状に配置された多数の切り
離された領域をポリシリコン化させることができる。In the case of FIG. 6A, a rectangular first laser beam LB1 is incident on the upper surface of the amorphous Si layer of the object WO. In addition, from the lower surface of the processing object WO, the second laser beam, which is somewhat larger in vertical and horizontal sizes than the first laser beam LB1, is provided.
Laser light LB2 enters through rectangular opening 120a. XY the processing object WO together with the moving stage 120
By step-moving in the plane, both laser beams LB
1, LB2 is scanned in the X direction and the Y direction relative to the processing object WO. Thereby, the incident position of the laser beam LB1 or the like on the processing object WO can be moved stepwise, and a large number of separated regions arranged in a matrix can be made into polysilicon.
【００３８】図６（ｂ）の場合、処理対象物ＷＯのアモ
ルファスＳｉ層上面には、長尺ビームとして投影される
第１レーザ光ＬＢ1が入射する。また、処理対象物ＷＯ
の下面からも、同様に長尺である程度大きい第２レーザ
光ＬＢ2が、矩形開口１２０ａを介して入射する。処理
対象物ＷＯを移動ステージ１２０とともにステップ移動
させることにより、両レーザ光ＬＢ1、ＬＢ2は、処理対
象物ＷＯに対して相対的にＸ方向に走査される。これに
より、処理対象物ＷＯ上におけるレーザ光ＬＢ1等の入
射位置を段階的に移動させることができ、ストライプ状
に配置された多数の切り離された領域をポリシリコン化
させることができる。In the case of FIG. 6B, the first laser beam LB1 projected as a long beam is incident on the upper surface of the amorphous Si layer of the processing object WO. In addition, the processing object WO
Similarly, the second laser light LB2, which is long and somewhat large, enters from the lower surface through the rectangular opening 120a. The laser light LB1 and LB2 are scanned in the X direction relative to the processing object WO by moving the processing object WO stepwise together with the moving stage 120. Thus, the incident position of the laser beam LB1 or the like on the processing object WO can be moved stepwise, and a large number of separated regions arranged in a stripe can be made into polysilicon.
【００３９】この場合、第１レーザ光ＬＢ1の波長を例
えばエキシマレーザからの３０８ｎｍとし、第２レーザ
光ＬＢ2の波長を例えばＹＡＧレーザの二倍高調波であ
る５３２ｎｍとすることができる。なお、第２レーザ光
ＬＢ2は、ＣＯ２レーザ（波長：１０．６４μｍ）やＹ
ＡＧ基本波（波長：１．０６μｍ）やＨｅ−Ｎｅレーザ
やＡｒレーザに置き換えることができることは言うまで
もない。In this case, the wavelength of the first laser beam LB1 can be, for example, 308 nm from an excimer laser, and the wavelength of the second laser beam LB2 can be, for example, 532 nm, which is the second harmonic of a YAG laser. Note that the second laser beam LB2 is a CO 2 laser (wavelength: 10.64 μm) or Y
Needless to say, it can be replaced with an AG fundamental wave (wavelength: 1.06 μm), a He—Ne laser, or an Ar laser.
【００４０】図７は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すレー
ザ照射方法の変更例を説明する図である。図７（ａ）の
場合、図６（ａ）と同様に適当な大きさの矩形のレーザ
光ＬＢ1、ＬＢ2をステップ移動させるが、毎回のステッ
プでビーム幅の何割かの距離だけステップ移動させてお
り、レーザ光を処理対象物ＷＯに重複照射することにな
る。また、図７（ｂ）の場合、図６（ｂ）と同様に処理
対象物ＷＯの辺と同程度の長さを有する線状のレーザ光
ＬＢ1、ＬＢ2をステップ移動させるが、毎回のステップ
でビーム幅の何割かの距離だけステップ移動させてお
り、レーザ光を処理対象物ＷＯに重複照射することにな
る。FIG. 7 is a view for explaining a modified example of the laser irradiation method shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). In the case of FIG. 7A, rectangular laser beams LB1 and LB2 of an appropriate size are step-moved similarly to FIG. 6A, but are step-moved by a certain distance of the beam width in each step. As a result, the laser light is repeatedly irradiated on the processing object WO. In the case of FIG. 7B, linear laser beams LB1 and LB2 having the same length as the side of the processing object WO are moved stepwise as in FIG. 6B, but in each step. The laser beam is step-moved by some distance of the beam width, and the laser beam is irradiated onto the object WO in an overlapping manner.
【００４１】図８は、アモルファスＳｉ層をポリシリコ
ン化させる際の、第１及び第２レーザ光ＬＢ1、ＬＢ2の
関係を示すグラフである。図からも明らかなように、第
１レーザ光ＬＢ1のパワーが第２レーザ光ＬＢ2のパワー
よりも大きい点は上記第１実施形態の場合と同様である
が、第２レーザ光ＬＢ2を第１レーザ光ＬＢ1よりもΔｔ
＝ｔ2−ｔ1だけ先行して発生させている。ここで、遅延
時間Δｔは、任意に設定することができ、例えば負の値
とすることもできる。この遅延時間Δｔを適宜調節する
ことにより、主たる第１レーザ光ＬＢ1と補助的な第２
レーザ光ＬＢ2とによって溶融したＳｉを徐冷する際の
アニール曲線の勾配をある程度任意に制御することがで
きるようになる。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the first and second laser beams LB1, LB2 when the amorphous Si layer is converted into polysilicon. As is clear from the drawing, the point that the power of the first laser light LB1 is larger than the power of the second laser light LB2 is the same as in the first embodiment, but the second laser light LB2 is Δt than light LB1
= T2-t1. Here, the delay time Δt can be set arbitrarily, and can be, for example, a negative value. By appropriately adjusting the delay time Δt, the main first laser beam LB1 and the auxiliary second laser beam LB1 are adjusted.
It becomes possible to arbitrarily control the gradient of the annealing curve when the Si melted by the laser beam LB2 is gradually cooled.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の表面処理装置によれば、第１及び第２レーザ供給手段
の協働によって基板にダメージを与えない程度に膜の所
望領域のみを十分に加熱してアニール等の熱処理を施す
ことができる。この際、主に第１レーザ供給手段からの
例えば短波長のレーザ光を用いて膜を加熱するので、膜
の深さ方向に関して加熱状態を精密に制御することがで
きるようになる。しかも、走査手段が第１及び第２レー
ザ供給手段からのレーザ光に対して基板を相対的に移動
させるので、比較的広い面積を有する基板の全体を均一
に熱処理することができる。As is apparent from the above description, according to the surface treatment apparatus of the present invention, only the desired region of the film is reduced to such an extent that the substrate is not damaged by the cooperation of the first and second laser supply means. Heating such as annealing can be performed by sufficiently heating. At this time, since the film is heated mainly by using, for example, a short-wavelength laser beam from the first laser supply means, the heating state can be precisely controlled in the depth direction of the film. In addition, since the scanning unit moves the substrate relatively to the laser beams from the first and second laser supply units, the entire substrate having a relatively large area can be uniformly heat-treated.
【００４３】本発明の表面処理方法によれば、第１及び
第２レーザ光の協働によって基板にダメージを与えない
程度に膜の所望領域のみを十分に加熱してアニール等の
熱処理を施すことができる。この際、主に例えば短波長
の第１レーザ光を用いて加熱しているので、膜の深さ方
向に関して加熱状態を精密に制御することができるよう
になる。しかも、第１及び第２レーザ光に対して基板を
相対的に移動させるので、比較的広い面積を有する基板
の全体を均一に熱処理することができる。According to the surface treatment method of the present invention, heat treatment such as annealing is performed by sufficiently heating only a desired region of the film so as not to damage the substrate by cooperation of the first and second laser beams. Can be. At this time, since the heating is mainly performed using, for example, the first laser light having a short wavelength, the heating state can be precisely controlled in the depth direction of the film. Moreover, since the substrate is relatively moved with respect to the first and second laser beams, the entire substrate having a relatively large area can be uniformly heat-treated.
【図１】第１実施形態に係る表面処理装置の全体構造を
説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an overall structure of a surface treatment apparatus according to a first embodiment.
【図２】（ａ）、（ｂ）は、図１の装置における基板保
持の方法を説明する平面図及び側方断面図である。FIGS. 2A and 2B are a plan view and a side sectional view for explaining a method of holding a substrate in the apparatus of FIG.
【図３】基板の上下からの加熱を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating heating from above and below a substrate.
【図４】基板の加熱タイミングを説明するグラフであ
る。FIG. 4 is a graph illustrating heating timing of a substrate.
【図５】基板上における加熱領域の移動を説明する図で
ある。FIG. 5 is a diagram illustrating movement of a heating region on a substrate.
【図６】（ａ）、（ｂ）は、第２実施形態に係る表面処
理装置の要部を説明する平面図である。FIGS. 6A and 6B are plan views illustrating a main part of a surface treatment apparatus according to a second embodiment.
【図７】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図６（ａ）及び
（ｂ）のレーザ照射方法の変形例を説明する図である。FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating a modification of the laser irradiation method of FIGS. 6A and 6B, respectively.
【図８】第２実施形態における加熱タイミングを説明す
るグラフである。FIG. 8 is a graph illustrating heating timing in the second embodiment.
１０ 処理室 １０ａ,１０ｂ ウィンドウ ２０ 移動ステージ ２０ａ 円形開口 ２０ｂ 段差部分 ３０ 第１レーザ光源 ４０ 第２レーザ光源 ５０ ステージ駆動装置 ７０ 制御装置 ＡＲ1 第１領域 ＡＲ2 第２領域 ＢＬ 基板 ＦＬ 高融点金属膜 ＬＢ1 第１レーザ光 ＬＢ2 第２レーザ光 ＷＯ 処理対象物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Processing room 10a, 10b Window 20 Moving stage 20a Circular opening 20b Step part 30 First laser light source 40 Second laser light source 50 Stage driving device 70 Control device AR1 First region AR2 Second region BL Substrate FL High melting point metal film LB1 First 1 laser beam LB2 2nd laser beam WO Object to be processed
Claims (8)
当該膜の膜面にレーザ光を供給する第１レーザ供給手段
と、 前記第１レーザ供給手段による加熱に際して前記膜を補
助的に加熱するために当該基板の裏面にレーザ光を供給
する第２レーザ供給手段と、 前記第１及び第２レーザ供給手段からのレーザ光に対し
て前記基板を相対的に移動させる走査手段とを備える表
面処理装置であって、 前記第１レーザ供給手段から供給されるレーザ光は、前
記膜で吸収される波長に設定されており、 前記第２レーザ供給手段から供給されるレーザ光は、前
記基板を透過する波長に設定されていることを特徴とす
る表面処理装置。A first laser supply unit for supplying a laser beam to a film surface of the film for heating the film formed on the substrate; and a first laser supply unit for assisting the film when heating by the first laser supply unit. A second laser supply unit for supplying a laser beam to the back surface of the substrate for heating; and a scanning unit for relatively moving the substrate with respect to the laser beams from the first and second laser supply units. In the surface treatment apparatus, a laser beam supplied from the first laser supply unit is set to a wavelength absorbed by the film, and a laser beam supplied from the second laser supply unit is provided on the substrate. A surface treatment apparatus set to a wavelength that transmits light.
は、前記第１レーザ供給手段からのレーザ光が入射する
範囲に対応する前記基板の第１領域を含む第２領域に裏
面側から入射することを特徴とする請求項１記載の表面
処理装置。2. A laser beam from the second laser supply means is incident on a second area including a first area of the substrate corresponding to a range on which the laser light from the first laser supply means is incident from the back side. The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein:
レーザ光のビームを前記基板上に投影するビーム整形装
置を有し、前記走査手段は、前記基板を移動させる移動
ステージを含むことを特徴とする請求項１及び２のいず
れか記載の表面処理装置。3. The apparatus according to claim 1, wherein the first and second laser supply units have a beam shaping device for projecting each laser beam onto the substrate, and the scanning unit includes a moving stage for moving the substrate. The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein:
グと、前記第２レーザ供給手段の動作タイミングとを制
御するタイミング制御手段をさらに備えることを特徴と
する請求項１から３のいずれか記載の表面処理装置。4. The apparatus according to claim 1, further comprising timing control means for controlling an operation timing of said first laser supply means and an operation timing of said second laser supply means. Surface treatment equipment.
ザ光を供給して前記膜を加熱する工程と、 前記膜の加熱に際して、前記基板の裏面側に第２レーザ
光を供給して前記膜を補助的に加熱する工程と、 前記第１及び第２レーザ光に対して前記基板を相対的に
移動させる工程とを備える表面処理方法であって、 前記第１レーザ光は、前記膜で吸収される波長に設定さ
れており、 前記第２レーザ光は、前記基板を透過する波長に設定さ
れていることを特徴とする表面処理方法。5. A step of supplying a first laser beam to a film surface of a film formed on a substrate to heat the film, and supplying a second laser beam to a back surface of the substrate when heating the film. And a step of supplementarily heating the film, and a step of relatively moving the substrate with respect to the first and second laser beams, wherein the first laser beam comprises: A surface treatment method, wherein the wavelength is set to a wavelength that is absorbed by the film, and the second laser light is set to a wavelength that transmits the substrate.
が入射する範囲に対応する前記基板の第１領域を含む第
２領域に裏面側から入射させることを特徴とする請求項
５記載の表面処理方法。6. The substrate according to claim 5, wherein the second laser light is incident on a second area including a first area of the substrate corresponding to a range on which the first laser light is incident, from a back surface side. Surface treatment method.
形装置を介して前記膜面上に投影され、前記基板は、移
動ステージによって移動することを特徴とする請求項５
及び６のいずれか記載の表面処理方法。7. The apparatus according to claim 5, wherein the first and second laser beams are projected onto the film surface via a beam shaping device, and the substrate is moved by a moving stage.
7. The surface treatment method according to any one of claims 6 and 7.
前記第２レーザ光の照射タイミングとを同時若しくは所
定の時間差とすることを特徴とする請求項５から７のい
ずれか記載の表面処理方法。8. An irradiation timing of the first laser light,
The surface treatment method according to claim 5, wherein the irradiation timing of the second laser beam is set to be simultaneous or a predetermined time difference.
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