JP5105903B2 - レーザアニール装置及びアニール方法 - Google Patents
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Description
アニール対象物を保持するステージ(10)と、
前記ステージに保持されたアニール対象物をアニールするためのアニール用パルスレーザビームを出射するアニール用レーザ光源(1)と、
測定用レーザビームを出射する測定用レーザ光源(37)と、
前記アニール用レーザ光源から出射されたアニール用パルスレーザビームと、前記測定用レーザ光源から出射された測定用レーザビームとを、共通の第1の経路に合流させるとともに、前記アニール対象物で反射し、該第1の経路を反対向きに伝搬する測定用レーザビームの反射光を、該アニール用レーザ光源から該第1の経路に至るまでの該アニール用パルスレーザビームの第2の経路とは異なる経路に沿って伝搬させる合流分離器(5)と、
前記アニール対象物で反射し、前記合流分離器を経由した測定用レーザビームの反射光の強度を測定する第1の反射光検出器(41)と、
前記アニール用パルスレーザビームの1つのレーザパルスが前記アニール対象物に入射して前記アニール対象物の表層部が一旦溶融して再結晶化が完了するまでの期間の、前記第1の反射光検出器で検出された反射光の強度の時間変化に基づいて、前記アニール対象物が、前記1つのレーザパルスの入射によって一時的に溶融した部分の深さを算出する制御装置(3)と
を有するレーザアニール装置が提供される。
(a)アニール対象物の表面にアニール用パルスレーザビームを入射させて、該アニール対象物の表層部を一時的に溶融させると共に、アニール用パルスレーザビームの入射領域に、該アニール用パルスレーザビームと同一の経路を通って測定用のレーザビームを入射させ、前記アニール用パルスレーザビームの1つのレーザパルスが前記アニール対象物に入射し、前記アニール対象物の表層部が一旦溶融して再結晶化が完了するまでの期間の、前記測定用のレーザビームの反射光の強度の時間変化を計測する工程と、
(b)前記工程aで計測された反射光の強度の時間変化から、前記アニール対象物の表層部が溶融している溶融時間を算出する工程と、
(c)前記工程bで算出された溶融時間に基づいて、前記アニール対象物が一時的に溶融していた部分の溶融深さを算出する工程と
を有するレーザアニール方法が提供される。
2 均一化光学系
3 制御装置
5 誘電体多層膜ミラー(合流分離器)
6、6a マスク
7、21、35、39、91 レンズ
10 XYステージ
19 放射光検出器
20、36、40、92 光ファイバ
22 フィルタ
25 広帯域反射ミラー
25a、30、90 誘電体多層膜ミラー
31 部分反射鏡
34 ビームエキスパンダ
37 測定用レーザ光源
38、95 反射鏡
41、93 反射光検出器
41a 撮像装置
60 AD変換ボード
61 A/D変換器
62 メモリ
63 PCIインタフェース
70 ワークステーション
71 PCIインタフェース
72 中央処理装置(CPU)
73 メインメモリ
74 外部記憶装置(HDD)
80 表示装置(ディスプレイ)
94 光検出器
Claims (7)
- アニール対象物を保持するステージ(10)と、
前記ステージに保持されたアニール対象物をアニールするためのアニール用パルスレーザビームを出射するアニール用レーザ光源(1)と、
測定用レーザビームを出射する測定用レーザ光源(37)と、
前記アニール用レーザ光源から出射されたアニール用パルスレーザビームと、前記測定用レーザ光源から出射された測定用レーザビームとを、共通の第1の経路に合流させるとともに、前記アニール対象物で反射し、該第1の経路を反対向きに伝搬する測定用レーザビームの反射光を、該アニール用レーザ光源から該第1の経路に至るまでの該アニール用パルスレーザビームの第2の経路とは異なる経路に沿って伝搬させる合流分離器(5)と、
前記アニール対象物で反射し、前記合流分離器を経由した測定用レーザビームの反射光の強度を測定する第1の反射光検出器(41)と、
前記アニール用パルスレーザビームの1つのレーザパルスが前記アニール対象物に入射して前記アニール対象物の表層部が一旦溶融して再結晶化が完了するまでの期間の、前記第1の反射光検出器で検出された反射光の強度の時間変化に基づいて、前記アニール対象物が、前記1つのレーザパルスの入射によって一時的に溶融した部分の深さを算出する制御装置(3)と
を有するレーザアニール装置。 - アニール対象物を保持するステージ(10)と、
前記ステージに保持されたアニール対象物をアニールするためのアニール用パルスレーザビームを出射するアニール用レーザ光源(1)と、
測定用レーザビームを出射する測定用レーザ光源(37)と、
前記アニール用レーザ光源から出射されたアニール用パルスレーザビームと、前記測定用レーザ光源から出射された測定用レーザビームとを、共通の第1の経路に合流させるとともに、前記アニール対象物で反射し、該第1の経路を反対向きに伝搬する測定用レーザビームの反射光を、該アニール用レーザ光源から該第1の経路に至るまでの該アニール用パルスレーザビームの第2の経路とは異なる経路に沿って伝搬させる合流分離器(5)と、
前記アニール対象物で反射し、前記合流分離器を経由した測定用レーザビームの反射光
の強度を測定する第1の反射光検出器(41)と、
前記第1の反射光検出器で検出された反射光の強度の時間変化に基づいて、前記アニール対象物が、アニール用パルスレーザビームの入射によって一時的に溶融した部分の深さを算出する制御装置(3)と
を有し、
前記合流分離器は、前記アニール対象物の、アニール用パルスレーザビームが入射した位置から放射され、前記第1の経路に沿って伝搬する放射光の一部を、前記第2の経路とは異なる経路に沿って伝搬させ、
さらに、前記合流分離器を経由した前記放射光の強度を測定する放射光検出器(19)を有し、
前記制御装置は、前記放射光検出器で検出された放射光の強度に基づいて、前記アニール対象物の、前記アニール用パルスレーザビームの入射した位置の温度を算出するレーザアニール装置。 - さらに、前記合流分離器とアニール対象物との間の前記第1の経路上に配置され、前記アニール用パルスレーザビームを透過させない遮光領域内に、該アニール用パルスレーザビームを透過させる透過領域が配置され、該アニール用パルスレーザビームのビーム断面を整形するマスク(6)を有し、
前記マスクの遮光領域は、前記アニール用パルスレーザビームの波長の光を遮光するが、前記放射光検出器で検出される放射光の波長の光を透過させる請求項2に記載のレーザアニール装置。 - 前記測定用レーザ光源から出射された測定用レーザビームのビーム断面が、前記マスク(6a)の配置された位置において、該マスクの透過領域を内包する大きさであり、前記マスクの遮光領域は、該測定用レーザビームの波長の光を遮光する請求項3に記載のレーザアニール装置。
- 前記第1の反射光検出器(41a)は、反射光を受光する受光面を含み、該受光面に入射するレーザビームのビーム断面内の光強度分布を測定し、
さらに、
前記合流分離器を経由した測定用レーザビームの反射光の経路上に配置され、前記アニール対象物の表面を前記受光面上に結像させる結像光学系を含む請求項4に記載のレーザアニール装置。 - さらに、前記アニール対象物の表面で反射し、前記第1の経路に沿って伝搬する前記アニール用パルスレーザビームの反射光の一部を、前記合流分離器によって前記第2の経路とは異なる経路に沿って伝搬させ、
さらに、前記合流分離器を経由した前記アニール用パルスレーザビームの反射光の強度を測定する第2の反射光検出器(93)を有する請求項1乃至5のいずれか1項に記載のレーザアニール装置。 - (a)アニール対象物の表面にアニール用パルスレーザビームを入射させて、該アニール対象物の表層部を一時的に溶融させると共に、アニール用パルスレーザビームの入射領域に、該アニール用パルスレーザビームと同一の経路を通って測定用のレーザビームを入射させ、前記アニール用パルスレーザビームの1つのレーザパルスが前記アニール対象物に入射し、前記アニール対象物の表層部が一旦溶融して再結晶化が完了するまでの期間の、前記測定用のレーザビームの反射光の強度の時間変化を計測する工程と、
(b)前記工程aで計測された反射光の強度の時間変化から、前記アニール対象物の表層部が溶融している溶融時間を算出する工程と、
(c)前記工程bで算出された溶融時間に基づいて、前記アニール対象物が一時的に溶
融していた部分の溶融深さを算出する工程と
を有するレーザアニール方法。
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