CN110214364A - 热处理装置、热处理方法和半导体装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

热处理装置(21)具备：振荡出激光(L)的激光振荡部(1)、保持被激光(L)照射的照射对象物(31)的工件台、将从激光振荡部(1)振荡出的激光(L)引导至照射对象物(31)的光学系统(2)、以及使光学系统(2)与照射对象物(31)的位置关系相对地变化的移动部。另外，热处理装置(21)具备：检测部(9)，检测激光(L)在照射对象物(31)的表面被反射后的第一反射光(R1)的功率；以及判定部(10)，基于由检测部(9)检测出的第一反射光(R1)的功率的检测值，判定在照射对象物(31)中被激光(L)照射的区域的表面温度有无变化。

Description

热处理装置、热处理方法和半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及通过对照射对象物照射激光来进行热处理的热处理装置、热处理方法和半导体装置的制造方法。
背景技术
在半导体装置的制造工序中，有时会进行热处理直到半导体基板的所期望的深度。在通过对半导体基板照射激光来进行硅晶片的活化退火的激光退火中，终点温度(end-point temperature)很重要，实时测定激光照射部的温度的状态是重要的。
在专利文献1中，公开了如下内容：对照射对象物中的退火用激光束的照射部照射参照用激光，并测定在照射对象物的表面反射的参照用激光的反射光的强度，由此检测照射对象物的表面的加热状态。另外，在专利文献1中公开了如下内容：通过检测来自照射对象物的表面中的退火用的激光束的光束点(beam spot)内的特定位置的黑体放射光的强度，来参照激光照射部的温度的状态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5590925号公报
发明内容
发明所要解决的技术课题
然而，根据上述专利文献1的技术，存在如下问题：除了激光退火用的激光之外还需要参照用激光，装置的结构变得复杂。另外，基于黑体放射光的强度而得到的激光照射部的温度的精度低，并且在激光照射部的宽度为例如1mm以下左右的狭小区域中，温度的测定本身很困难。
本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于得到一种能够以简单的结构来高精度地探测激光照射部的温度的状态的热处理装置。
用于解决技术课题的技术方案
为了解决上述技术课题并达到目的，本发明的热处理装置具备：激光振荡部，振荡出激光；工件台(stage)，保持被激光照射的照射对象物；光学系统，将从激光振荡部振荡出的激光引导至照射对象物；以及移动部，使光学系统与照射对象物的位置关系相对地变化。另外，热处理装置具备：检测部，检测激光在照射对象物的表面被反射后的第一反射光的功率；以及判定部，基于由检测部检测出的第一反射光的功率的检测值，判定在照射对象物中被激光照射的区域的表面温度有无变化。
发明效果
根据本发明，起到如下效果：能够得到以简单的结构高精度地探测激光照射部的温度的状态的热处理装置。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的热处理装置的结构的示意图。
图2是示出本发明的实施方式1的热处理装置的结构的主要部分俯视图。
图3是示出本发明的实施方式1的热处理装置中的照射对象物处的激光的反射状态的示意图。
图4是示出本发明的实施方式1的热处理装置中的反射镜处的激光的反射状态的示意图。
图5是示出本发明的实施方式1的处理电路的硬件结构的一例的图。
图6是示出本发明的实施方式1中的作为照射对象物的硅晶片的表面温度与激光的相对反射率的关系的特性图。
图7是示出本发明的实施方式1的热处理装置的热处理工作的顺序的流程图。
图8是示出本发明的实施方式2的热处理装置的结构的示意图。
图9是示出本发明的实施方式2的热处理装置的热处理工作的顺序的流程图。
图10是示出本发明的实施方式3的热处理装置的结构的示意图。
图11是示出本发明的实施方式4的热处理装置的结构的示意图。
图12是示出本发明的实施方式4的热处理装置的结构的主要部分俯视图。
图13是示出使用本发明的实施方式4的热处理装置的半导体装置的制造方法的顺序的流程图。
附图标记
1激光振荡器；2光学系统；2a准直透镜；2b物镜；3旋转台；3a基体；3b支轴；3c面内中心；4光学系统移动部；5第一控制部；6激光输出测定部；7反射镜；8光纤；9检测部；10判定部；11第二控制部；12衰减滤波器；13拍摄元件部；21、22、23、24热处理装置；31照射对象物；101处理器；102存储器；L激光；R1第一反射光；R2第二反射光。
具体实施方式
以下，基于附图详细说明本发明的实施方式的热处理装置、热处理方法和半导体装置的制造方法。另外，本发明不被该实施方式所限定。
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1的热处理装置21的结构的示意图。图2是示出本发明的实施方式1的热处理装置21的结构的主要部分俯视图。在图2中，示出了热处理装置21中的旋转台3的周边部。图3是示出本发明的实施方式1的热处理装置21中的照射对象物31处的激光L的反射状态的示意图。图4是示出本发明的实施方式1的热处理装置21中的反射镜7处的激光L的反射状态的示意图。
本实施方式1的热处理装置21是具有能够对照射对象物31实施激光退火处理的激光退火装置的功能的装置。激光退火处理是指用于通过利用热来改变照射对象物的晶体排列从而获得照射对象物的所期望的特性的热处理。另外，本实施方式1的热处理装置21除了激光退火处理以外，还能够应用于使用了激光的所有热处理。本实施方式1的热处理装置21具有激光振荡部1、光学系统2、旋转台3、光学系统移动部4、第一控制部5、激光输出测定部6、反射镜7、光纤8、检测部9和判定部10。
激光振荡部1振荡出照射于照射对象物31的激光L。对激光振荡部1经由光纤8连接有一个以上的光学系统2。从激光振荡部1振荡出的激光L经由光纤8被传输到光学系统2。能够使用光纤传输型激光二极管(Laser Diode：LD))激光器作为激光振荡部1。
光学系统2对照射对象物31的被照射面和反射镜7照射从激光振荡部1振荡出的激光L。如图1和图3所示，光学系统2包括准直透镜2a和物镜2b。在光学系统2中，将从激光振荡部1振荡出的激光L通过准直透镜2a和物镜2b聚光并照射于照射对象物31和反射镜7。准直透镜2a将从激光振荡部1振荡出的激光L修正为平行光并引导至物镜2b。物镜2b是将从准直透镜2a引导出的激光L聚光并引导至照射对象物31的被照射面的聚光透镜。物镜2b成为光学系统2中的激光L的照射口。
如上所述，通过使用光纤传输型LD激光器作为激光振荡部1，从而能够简化光学系统2的结构。另外，由于将光学系统2和激光振荡部1通过具有柔性的光纤8连接，因此在热处理装置21中，光学系统2和激光振荡部1的相对位置关系的自由度大，能够自由地设定光学系统2的位置，并且光学系统2的移动也变得容易。这样，在热处理装置21中具有如下构造：从激光振荡部1振荡出的激光L通过光纤8被传输到光学系统2，激光L通过构成光学系统2的准直透镜2a和物镜2b而被聚光，并被照射于照射对象物31。
另外，作为激光振荡部1，除了光纤传输型LD激光器以外，还能够使用固体激光器、气体激光器、光纤激光器、半导体激光器中的任意激光器。但是，在激光振荡部1是光纤传输型以外的激光器的情况下，需要适合于各激光器的适当的光学系统2。另外，激光器的振荡方式也没有限定，无论是连续振荡型激光器还是脉冲振荡型激光器，任何振荡方法的激光器都能够适用。在激光振荡部1是光纤传输型以外的激光器的情况下，由于在从激光振荡部1到激光的照射位置为止的距离中光路不变，所以光学系统2的结构与上述结构相比变得简单。
另外，在本实施方式1中，示出了仅设置有一个激光振荡部1的情况，但激光振荡部1的数量不限于一个。即，在热处理装置21中，也可以设置两个以上的激光振荡部1。在设置有两个以上激光振荡部1的情况下，也针对每个激光振荡部1设置有光纤8和光学系统2。
旋转台3具有保持照射对象物31的保持部的功能和使光学系统2与照射对象物31的位置关系相对地变化的移动部的功能。旋转台3与光学系统2的照射口对置而配置于光学系统2的下方。旋转台3具有基体3a和支轴3b。如图1和图2所示，旋转台3的基体3a具有圆板形状。在旋转台3中，基体3a和支轴3b一体化地被固定。支轴3b通过具有未图示的电动机的旋转驱动部而被旋转驱动。以与基体3a的面内中心3c垂直的轴为中心轴，支轴3b沿箭头A方向旋转，由此，基体3a也与支轴3b同步地沿基体3A的圆周方向旋转。
在基体3a的上表面上，保持有作为退火处理对象的一个以上的照射对象物31。在本实施方式1中，在基体3a的上表面能够环状地配置并保持五个照射对象物31。照射对象物31在基体3a的固定方法未被特别限定，能够采用将照射对象物31嵌入到与照射对象物31的形状相匹配地设置在基体3a的上表面的凹部的方法、从基体3a的内部吸附照射对象物31的方法等任意方法。另外，在基体3a的上表面上保持有多个反射镜7。
照射对象物31是被实施激光退火的退火处理对象物，在本实施方式1中，示出使用由单晶硅构成的硅晶片的情况，在该硅晶片中，遍及距离表面1μm～50μm的深度离子注入了杂质。另外，照射对象物31并不限定于上述硅晶片，也能够应用硅晶片以外的例如碳化硅(SiC)晶片或薄膜晶体管(Thin Film Transistor：TFT)形成基板等其它照射对象物。
光学系统移动部4具有作为使光学系统2与照射对象物31的位置关系相对地变化的移动部的功能，与光学系统2连接地设置。光学系统移动部4使光学系统2在旋转台3的半径方向即半径线上移动。具体地说，光学系统移动部4使光学系统2从旋转台3的面内中心3c向旋转台3的外周侧水平移动。或者，光学系统移动部4使光学系统2从旋转台3的外周侧向旋转台3的面内中心3c水平移动。
第一控制部5是控制激光振荡部1、旋转台3、光学系统移动部4以及检测部9的驱动和位置的控制部。第一控制部5能够与激光振荡部1、旋转台3、光学系统移动部4以及检测部9进行通信。另外，第一控制部5例如被实现为图5所示的硬件结构的处理电路。图5是示出本发明的实施方式1的处理电路的硬件结构的一例的图。在将第一控制部5用图5所示的处理电路来实现的情况下，例如通过处理器101执行图5所示的存储器102中存储的程序来实现第一控制部5。另外，也可以是多个处理器和多个存储器协作来实现上述功能。另外，也可以将第一控制部5的功能中的一部分安装为电子电路，使用处理器101和存储器102来实现其它部分。
激光输出测定部6连接于激光振荡部1而配置，检测从激光振荡部1振荡出的激光的输出(W)。作为激光输出测定部6，能够使用激光功率计，该激光功率计是用于使从激光振荡部1射出的激光入射到传感器光接收部、将激光的光能转换为电信号并使该电信号显示的测定器。
反射镜7具有长方形形状，在旋转台3的基体3a的上表面设置于与照射对象物31相邻的位置。反射镜7在旋转台3的半径方向上，设置于包括照射对象物31中的被照射激光L的区域的区域。在此，反射镜7在旋转台3的半径方向上，设置于包括配置有照射对象物31的区域的区域。
检测部9接收第一反射光R1和第二反射光R2，并检测第一反射光R1和第二反射光R2的功率即输出，将检测结果发送至判定部10，所述第一反射光R1为激光L的第一反射光，是照射于照射对象物31的激光L在照射对象物31的被照射面被反射后的反射光，所述第二反射光R2为激光L的第二反射光，是照射到反射镜7的激光L在反射镜7被反射后的反射光。以下，有时将由检测部9检测出的反射光的功率(W)称为检测值。如图3所示，物镜2b不是向相对于旋转台3的基体3a的上表面垂直的方向照射激光L，而是向相对于旋转台3的基体3a的上表面具有给定角度的方向照射激光L。即，物镜2b不是相对于配置在旋转台3的基体3a上的照射对象物31的照射面垂直地照射激光L，而是在相对于照射对象物31的照射面具有给定角度的状态下对照射对象物31的照射面照射激光L。
如上所述，光学系统2能够在旋转台3的半径方向上移动。因此，检测部9能够通过未图示的检测部移动部而移动到能够探测在照射对象物31的激光L的反射光和在反射镜7的激光L的反射光的部位。作为一例，检测部9能够在基体3a的面内中心3c上移动到任意高度。由此，即使在光学系统2已在旋转台3的半径方向上移动的情况下，通过调整检测部9的高度，检测部9也能够检测在照射对象物31的激光L的反射光和在反射镜7的激光L的反射光。另外，热处理装置21中的光学系统移动部4以及其它结构被配置为不妨碍第一反射光R1和第二反射光R2的光路。
判定部10通过监视从检测部9发送到判定部10的第一反射光R1的检测值，来检测照射对象物31的被照射面中的被激光L照射的区域的表面温度的变化，从而判定照射对象物31中的被激光L照射的区域的表面温度有无变化。另外，判定部10基于第一反射光R1的功率的检测值和相关数据，计算照射对象物31中被激光L照射的区域的表面温度，所述相关数据示出照射对象物31的表面温度与激光L在照射对象物31的表面的反射率的相关关系。
另外，判定部10基于从检测部9发送至判定部10的第二反射光R2的功率的检测值、激光L在反射镜7的表面的反射率、从检测部9发送至判定部10的第一反射光R1的功率的检测值和相关数据，来计算照射对象物31中被激光L照射的区域的表面温度，所述相关数据示出照射对象物31的表面温度与激光L在照射对象物31的表面的反射率的相关关系。
即，判定部10通过监视第一反射光R1的功率(W)即第一反射光R1的检测值，来判定照射对象物31中的被激光L照射的区域的表面温度有无变化，还计算照射对象物31中被激光L照射的区域的表面温度。
接下来，说明本实施方式1的热处理装置21中的照射对象物31的表面状态的检测方法。本实施方式1的热处理装置21如图2所示，在照射对象物31被搭载于旋转台3的状态下，使旋转台3以给定转速旋转，将从激光振荡部1振荡出的激光L从光学系统2照射于照射对象物31。然后，通过使旋转台3旋转一周，能够在照射对象物31的被照射面，沿着旋转台3的周向，即沿着旋转台3的旋转方向，利用激光L对以激光L的光束直径为宽度的带状区域进行激光退火处理。
如上所述，在一边将激光L照射于照射对象物31的被照射面一边使旋转台3旋转一周后，利用光学系统移动部4使光学系统2在旋转台3的半径方向上移动光束直径的宽度。通过重复这样的处理，能够利用激光L对各照射对象物31的整个面进行激光退火处理。
另外，使光学系统2在旋转台3的半径方向上移动的定时不限于旋转台3旋转了一周的时间点。例如，也可以每当使旋转台3旋转两周时使光学系统2在旋转台3的半径方向上移动，也可以每当使旋转台3旋转到更多的多次数时使光学系统2在旋转台3的半径方向上移动，即使每当使旋转台3旋转预先设定的给定次数时使光学系统2移动，也能够进行激光退火处理。
在热处理装置21中，在实施这样的激光退火处理期间，实施用检测部9来检测第一反射光R1的功率和第二反射光R2的功率的检测工序。在此，在本实施方式1的热处理装置21中，以将功率密度(W/cm2)除以激光L的扫描速度而得到的值的功率对照射对象物31照射激光L，所述功率密度(W/cm2)是将激光从激光振荡部1振荡出并由物镜2b聚光时的每单位时间且每单位面积的输入热量。在热处理装置21中，以使将从激光振荡部1振荡出并由物镜2b聚光的激光的输出X除以激光的照射面积S、再除以激光L相对于照射对象物31的被照射面的扫描速度V而得到的值，即X/(S×V)的值在照射对象物31的被照射面的整个面上恒定的方式，向照射对象物31照射激光L。
此时，第一反射光R1中的大部分依照反射定律，在“向照射对象物31的入射角＝在照射对象物31的反射角”的方向上行进。然后，第一反射光R1向检测部9入射，由检测部9检测第一反射光R1的功率(W)。
图6是示出本发明的实施方式1中的作为照射对象物31的硅晶片的表面温度与激光L的相对反射率的关系的特性图。相对反射率是指，将激光L在作为照射对象物31的硅晶片处在某温度下的反射率设为基准值时即设为100％时的、激光L在硅晶片处在其它温度下的反射率相对于基准值的比例。在图6中，将激光L在硅晶片的温度为0℃时的反射率设为基准值、即100％。
关于照射于照射对象物31的被照射面的激光L的能量中有多少能量在照射对象物31的被照射面被反射，如图6所示由硅晶片的表面温度来确定。即，如果激光L的能量相同，则照射对象物31的被照射面处的反射光的功率(W)由硅晶片的表面温度唯一地确定，硅晶片的表面温度和照射对象物31的被照射面处的反射光的功率(W)为一对一的关系。
另外，如上所述，在本实施方式1的热处理装置21中，以将功率密度(W/cm2)除以激光L的扫描速度而得到的值的功率对照射对象物31照射激光L，所述功率密度(W/cm2)是将激光从激光振荡部1振荡出并由物镜2b聚光而照射于照射对象物31时的每单位时间且每单位面积的输入热量。然后，通过将作为输入热量的上述功率密度(W/cm2)设为始终恒定，并且将激光L的扫描速度设为始终恒定，从而照射于照射对象物31的被照射面的激光L的功率(W)始终恒定，并且在照射对象物31的被照射面被反射后的第一反射光R1的功率(W)也始终恒定。
然后，判定部10在检测值监视工序中，通过监视由检测部9检测出的照射对象物31的被照射面处的反射光的功率(W)、即从检测部9发送的反射光的检测值，能够检测作为照射对象物31的硅晶片的被照射面中的被激光L照射的区域的表面温度的变化，判定被激光L照射的区域的表面温度有无变化。
在使旋转台3旋转多次而将激光L照射于照射对象物31的情况下，在激光L照射于照射对象物31的被照射面的期间，检测部9连续地检测照射对象物31的被照射面处的第一反射光R1的功率(W)。然后，判定部10监视从检测部9发送的第一反射光R1的连续的检测值，在第一反射光R1的连续的检测值发生变动的情况下，判定为照射对象物31的被照射面中的被激光L照射的区域内表面温度发生变化。即，判定部10判定为在照射对象物31的被照射面中的被激光L照射的区域内，表面温度有偏差而非恒定。
另外，判定部10监视从检测部9发送的第一反射光R1的连续的检测值，在第一反射光R1的连续的检测值无变动的情况下，判定为在照射对象物31的被照射面中的被激光L照射的区域内，表面温度无变化。即，判定部10判定为在照射对象物31的被照射面中的被激光L照射的区域内，表面温度为恒定。
通过上述处理，判定部10能够判定在照射对象物31的被照射面中的被激光L照射的区域内被照射面的表面温度是否恒定。判定部10能够将判定结果输出到未图示的显示部并使之显示。另外，在使旋转台3旋转多次而将激光L照射于照射对象物31的情况下，来自旋转台3上的照射对象物31以外的区域的反射光也入射到检测部9，但由于升温程度和反射特性因材料而不同，因此在判定部10中，能够识别照射对象物31的被照射面处的第一反射光R1和旋转台3上的其它区域处的反射光。
另外，在使旋转台3旋转多次而将激光L照射于照射对象物31的情况下，判定部10监视从检测部9发送的照射对象物31的被照射面中的给定检测位置处的第一反射光R1的检测值，当第一反射光R1的检测值在多次检测时发生变动的情况下，判定为检测位置的表面温度发生变化，即，判定为照射对象物31的被照射面的表面温度发生变化。
另外，在从检测部9发送的照射对象物31的被照射面中的给定检测位置处的第一反射光R1的检测值在多次检测时没有变动的情况下，判定部10判定为检测位置的表面温度没有变化，即照射对象物31的被照射面的表面温度没有变化，检测位置的表面温度为恒定值。
通过上述处理，判定部10能够判定照射对象物31的被照射面中的被激光L照射的给定检测位置的表面温度是否为恒定值。
然后，在连续的至少两次检测值不变动而为相同值的情况下，判定部10判定为照射对象物31的被照射面的表面温度为恒定值。判定部10判定硅晶片的表面温度为恒定值的情况下的、连续检测出相同检测值的次数被预先设定于判定部10。该次数越多，则判定为硅晶片的表面温度是恒定值的精度越高。
而且，判定部10在已判定为在照射对象物31的被照射面中的被激光L照射的区域内检测位置的表面温度恒定的情况下，能够判定为照射对象物31的被照射面中的被激光L照射的区域整体的表面温度均匀地成为恒定值。
这样，在热处理装置21中，直接测定照射对象物31的被照射面处的第一反射光R1而检测检测值，通过监视检测值的相对变动，能够验证配置于旋转台3的照射对象物31即硅晶片中的被激光L照射的区域内的表面温度有无相对变动。此外，在多个硅晶片作为照射对象物31被配置于旋转台3的情况下，能够验证配置于旋转台3的多个硅晶片之间的被激光L照射的区域的表面温度有无相对变动，以及有无基于一个硅晶片中的被激光L照射的区域内的位置的表面温度的相对变动。
另外，由于反射镜7反射激光L的全部能量，所以在反射镜7的表面不产生温度上升。因此，在反射镜7的表面被反射后的第二反射光R2的检测值不取决于反射镜7的表面温度而为恒定的值。
因此，判定部10通过监视在反射镜7的表面被反射后的第二反射光R2的检测值与在照射对象物31的被照射面被反射后的第一反射光R1的检测值的相对强度，能够更高精度地判定硅晶片中的被激光L照射的区域的表面温度有无变化。
然后，判定部10通过监视在反射镜7的表面被反射后的第二反射光R2的检测值与在照射对象物31的被照射面被反射后的第一反射光R1的检测值的相对强度，能够更高精度地测定硅晶片的表面温度。
激光L的输出并非始终为完全恒定的输出，而是相对于预先设定于第一控制部5的作为目标的激光L的输出值在一定范围内变动。关于激光L的输出的变动幅度，由于根据激光振荡部1的品质、激光振荡部1的劣化度、激光振荡部1的使用环境等诸条件而不同，所以虽然不能一概而论，但当长期观察时，也有时相对于作为目标的激光L的输出值为10％左右。也能够通过激光输出测定部6在激光L的光路中途直接测定激光L的功率。然而，一般而言，在将激光L引导至照射对象物31的作为最终光学透镜的聚光透镜以后的光路中，难以直接测定激光L的功率。
此外，在从作为聚光透镜的物镜2b到照射于照射对象物31为止的期间，激光L有时发生衰减。而且，该衰减量随着例如大气中的水分量、大气中的杂质气体量、在照射对象物31的上表面配置有保护玻璃的情况下的保护玻璃的状态等条件的变化而变化。因此，在仅检测照射对象物31的被照射面处的反射光的检测值的情况下，即使检测值变化，也不知道是激光的输出有变动，还是照射对象物31的被照射面的表面温度实际上有变化。
因此，在热处理装置21中，将在反射镜7的表面被反射后的第二反射光R2的检测值作为基准值，通过监视在照射对象物31的被照射面被反射后的第一反射光R1的检测值相对于该基准值的相对变化量，能够不受从激光振荡部1振荡出的激光L的原输出的变动的影响和从物镜2b照射到照射对象物31为止的期间中激光L的衰减的影响，而对照射对象物31的被照射面的表面温度进行更高精度的温度测定。
即，激光L在反射镜7的表面的反射率M为已知且为恒定。因此，判定部10通过将在反射镜7的表面被反射后的第二反射光R2的检测值即第二反射光R2的功率(W)除以反射率M，来计算从激光振荡部1振荡出并由物镜2b聚光而照射到反射镜7时的激光L的照射输出。从激光振荡部1振荡出并由物镜2b聚光而照射于照射对象物31的被照射面时的激光L的照射输出与照射到反射镜7时的激光L的照射输出相同。由此，判定部10能够基于在反射镜7的表面被反射后的第二反射光R2的检测值和反射镜7的反射率M，求出照射于照射对象物31的被照射面时的激光L的照射输出。
接下来，判定部10通过将照射对象物31的被照射面处的第一反射光R1的检测值除以照射于照射对象物31的被照射面时的激光L的照射输出，来计算激光L在照射对象物31的被照射面的反射率。即，判定部10能够基于照射对象物31的被照射面处的第一反射光R1的检测值和照射于照射对象物31的被照射面时的激光L的照射输出，求出激光L在照射对象物31的被照射面的反射率，该反射率与图6所示的相对反射率对应。
接下来，判定部10基于通过计算求出的激光L的相对反射率、和相关数据来计算照射对象物31的被照射面的表面温度，其中所述相关数据示出图6所示的硅晶片的表面温度与激光L的相对反射率的相关关系。判定部10预先存储有示出图6所示的硅晶片的表面温度与激光L的相对反射率的相关关系的相关数据。
因此，在热处理装置21中，通过实施上述检测值监视工序，进而使用图6所示的相关数据，能够更高精度地测定照射对象物31的被照射面的表面温度，其中在所述检测值监视工序中，判定部10监视在反射镜7的表面被反射后的第二反射光R2的检测值和在照射对象物31的被照射面被反射后的第一反射光R1的检测值。
接下来，对本实施方式1的热处理装置21的热处理工作进行说明。
图7是示出本发明的实施方式1的热处理装置21的热处理工作的顺序的流程图。实施方式1的热处理方法具有：照射工序，对要被激光照射的照射对象物照射激光L；检测工序，检测激光L在照射对象物的表面被反射后的反射光的功率；以及判定工序，基于检测出的反射光的功率的检测值来判定照射对象物中被激光L照射的区域的表面温度有无变化。上述照射工序能够通过步骤S10至步骤S60、步骤S90和步骤S100来实施。检测工序能够通过步骤S70和步骤S110来实施。判定工序能够通过步骤S80和步骤S120来实施。
首先，在步骤S10中，第一控制部5控制未图示的电动机，使如图2所示保持有作为照射对象物31的五片硅晶片的旋转台3旋转。
在旋转台3的转速达到预先设定的给定转速的时间点，即旋转台3的转数达到预先设定的给定转数时，在步骤S20中，第一控制部5使光学系统移动部4进行使光学系统2移动到旋转台3的半径方向上的给定初始位置的控制。
另外，与步骤S20同时地，在步骤S30中，第一控制部5通过控制旋转台3的转速，开始将从光学系统2照射于照射对象物31的被照射面的激光L在照射位置处的周向速度提高到给定周向速度的控制。另外，也可以在步骤S20结束后进行步骤S30，还可以在步骤S30结束后进行步骤S20，步骤S20和步骤S30的顺序没有特别限制。
在此，关于步骤S20和步骤S30中的旋转台3的转速和光学系统2的位置的控制，由于预先确定了激光L的扫描轨迹和激光L照射时的激光L的扫描周向速度，并且光学系统2在旋转台3的半径方向上的位置和旋转台3的转速唯一地求出，因此能够利用前馈控制来进行控制。此外，关于旋转台3的转速和光学系统2的驱动位置的控制，在激光退火处理中，也可以一边不断反馈光学系统2的位置和旋转台3的转速一边进行控制，以使照射对象物31的各被照射面的周向速度恒定。
接下来，与步骤S30同时地，在步骤S40中，第一控制部5进行使激光振荡部1开启而使得从激光振荡部1开始振荡出激光L的控制，使得开始对照射对象物31的被照射面照射激光L。另外，步骤S40也可以在步骤S30开始后进行。
然后，如上所述，第一控制部5进行使激光L以X/(S×V)的恒定的功率照射于照射对象物31的被照射面的控制。即，在步骤S50中，第一控制部5对光学系统移动部4进行将光学系统2保持于旋转台3的半径方向上的给定位置的控制。另外，与步骤S50同时地，在步骤S60中，第一控制部5进行保持旋转台3的转速的控制，以使从光学系统2照射于照射对象物31的被照射面的激光L的照射位置处的周向速度保持为给定周向速度。由此，在照射对象物31中，对具有激光L的宽度的环状区域执行退火处理。
进而，与步骤S50和步骤S60同时地，在步骤S70中实施检测部9对检测值进行检测的检测工序，在步骤S80中判定部10基于检测工序中的检测结果来实施检测值监视工序。
在步骤S70的检测工序中，检测部9如上所述检测激光L在照射对象物31的表面被反射后的第一反射光R1的功率以及激光L在反射镜7的表面被反射后的第二反射光R2的功率。
另外，在步骤S80的检测值监视工序中，判定部10如上所述地通过监视在反射镜7的表面被反射后的第二反射光R2的检测值与在照射对象物31的被照射面被反射后的第一反射光R1的检测值的相对强度，来检测照射对象物31的被照射面中的被激光L照射的区域的表面温度的变化，判定被激光L照射的区域的表面温度有无变化。此外，如上所述，判定部10通过监视在反射镜7的表面被反射后的第二反射光R2的检测值与在照射对象物31的被照射面被反射后的第一反射光R1的检测值的相对强度，从而更高精度地测定硅晶片的表面温度。此外，判定部10在检测值监视工序中，能够基于第一反射光R1的功率的检测值和相关数据计算照射对象物31中被激光L照射的区域的表面温度，其中所述相关数据示出照射对象物31的表面温度与激光L在照射对象物31的表面的反射率的相关关系。
然后，如上所述，在一边将激光L照射于照射对象物31的被照射面一边使旋转台3旋转给定次数后，在步骤S90中，第一控制部5对光学系统移动部4进行光学系统移动控制，在该光学系统移动控制中，使光学系统2在旋转台3的半径方向上移动照射于照射对象物31的激光L的宽度。
另外，与步骤S90同时地，在步骤S100中，第一控制部5开始转速控制，在该转速控制中，通过控制旋转台3的转速，将从光学系统2照射于照射对象物31的被照射面的激光L的照射位置处的周向速度提高到给定周向速度。在此的给定周向速度是使激光L以X/(S×V)的恒定功率照射于照射对象物31的被照射面的周向速度。
进而，与步骤S90和步骤S100同时地，在步骤S110中实施检测部9对检测值进行检测的检测工序，在步骤S120中判定部10基于检测工序中的检测结果来实施检测值监视工序。
接下来，在一边将激光L照射于照射对象物31的被照射面一边使旋转台3旋转给定次数后，在步骤S130中，第一控制部5判定激光L对给定被照射面的照射是否结束，即光学系统2是否已扫描完预先设定的照射面积。
在对于给定被照射面的激光L的照射尚未结束的情况下，即在步骤S130中为“否”的情况下，重复步骤S90至步骤S120。
在没有未被激光L照射的被照射面而光学系统2已扫描完预先设定的照射面积的情况下，即在步骤S130中为“是”的情况下，在步骤S140中，第一控制部5判定对给定被照射面是否已结束了给定次数的激光照射，即判定对预先设定的照射面积是否已完成了给定次数的光学系统2的扫描。在此的给定次数为两次以上的次数。
在对给定被照射面尚未结束给定次数的激光照射的情况下，即在步骤S140中为“否”的情况下，重复步骤S20至步骤S130。在该情况下，因为已振荡出激光L，所以步骤S40省略。
另一方面，在对给定被照射面已结束给定次数的激光照射的情况下，即在步骤S140中为“是”的情况下，在步骤S150中第一控制部5进行将激光振荡部1关闭而使来自激光振荡部1的激光L的振荡结束的控制。然后，在步骤S160中，第一控制部5进行使旋转台3停止的控制。由此，一系列的激光退火处理结束。
如上所述，在热处理装置21中，在一次激光L的照射时，当在旋转台3的半径方向上的各位置照射激光L时实施检测工序和检测值监视工序，由此能够检测预先设定的被照射面的表面温度的变化和温度。另外，在热处理装置21中，在多次照射激光L时，当在旋转台3的半径方向上的各位置照射激光L时实施检测工序和检测值监视工序，由此能够检测多次照射激光L时的、预先设定的被照射面的表面温度的变化和温度。因此，在热处理装置21中，能够检测出照射对象物31的被照射面的表面温度的变化以及终点温度。
另外，以上对照射对象物31为硅晶片的情况进行了说明，但在照射对象物31为硅晶片以外的物品的情况下，也与上述同样地，能够验证有无由相同材料构成的多个照射对象物31之间的表面温度的相对变动、或基于一个照射对象物31的面内的位置的相对变动。
如上所述，在本实施方式1的热处理装置21中，通过监视在反射镜7的表面被反射后的第二反射光R2的检测值与在照射对象物31的被照射面被反射后的第一反射光R1的检测值的相对强度，能够检测照射对象物31的被照射面中的被激光L照射的区域的表面温度的变化，还能够高精度地测定硅晶片的表面温度。
因此，根据本实施方式1的热处理装置21，起到如下效果：能得到能够以简单的结构高精度地探测激光照射部的温度的状态的热处理装置。
实施方式2.
图8是示出本发明的实施方式2的热处理装置22的结构的示意图。本发明的实施方式2的热处理装置22与实施方式1的热处理装置21的不同点在于具备第二控制部11这一点。本发明的实施方式2的热处理装置22除了具有第二控制部11以外，具有与实施方式1的热处理装置21相同的结构。
如上所述，激光L的输出并非始终为完全恒定的输出，而是相对于预先设定于第一控制部5的作为目标的激光L的输出值在一定范围内变动。在激光L的输出发生了变动的情况下，有可能无法将照射对象物31升温到期望的温度，或者有可能相比于期望的温度使照射对象物31过度地升温。
第二控制部11是在激光输出控制工序中，基于由检测部9检测出的检测值和目标检测值，控制从激光振荡部1振荡出的激光L的输出的控制部。即，第二控制部11能够与检测部9进行通信，从检测部9被发送第一反射光R1的检测值。在第二控制部11中预先存储有第一反射光R1的给定目标检测值。在此的给定目标温度是指，以预先设定的适当的输出的激光L使照射对象物31升温至所希望的温度的情况下的第一反射光R1的检测值。第二控制部11对激光振荡部1进行使第一反射光R1的检测值接近目标检测值的控制。即，第二控制部11基于由检测部9检测出的检测值和目标检测值，决定使第一反射光R1的检测值接近目标检测值的激光L的输出，并进行以所决定的输出来驱动激光振荡部1的反馈控制。
即，第二控制部11对激光振荡部1进行使第一反射光R1的检测值接近目标检测值的控制。由此，热处理装置22能够使照射对象物31的表面温度稳定地升温至如设计那样的给定温度。
另外，在此示出了预先决定的目标检测值存储于第二控制部11的情况，但目标检测值也可以是热处理装置22中的退火处理开始时的值、或者从退火处理开始时起的任意期间的平均值。由此，热处理装置22通过使第一反射光R1的检测值接近事先或退火处理中确定的目标检测值，能够进行稳定的热处理。
另外，第二控制部11被实现为例如图5所示的硬件结构的处理电路。在将第二控制部11用图5所示的处理电路来实现的情况下，第二控制部11例如通过处理器101执行存储于图5所示的存储器102的程序来实现。另外，也可以是多个处理器和多个存储器协作来实现上述功能。另外，也可以将第二控制部11的功能中的一部分安装为电子电路，并使用处理器101和存储器102来实现其它部分。
接下来，对本实施方式2的热处理装置22的热处理工作进行说明。
图9是示出本发明的实施方式2的热处理装置22的热处理工作的顺序的流程图。
图9的流程图所示的热处理装置22的基本的热处理工作与图7的流程图所示的实施方式1的热处理装置21的热处理工作相同。因此，对于与图7的流程图相同的处理省略说明，在此对与图7的流程图所示的热处理工作不同的处理进行说明。
接着步骤S80，在步骤S82中，热处理装置22实施上述的激光输出控制工序。即，第二控制部11基于由检测部9检测出的检测值和目标检测值，决定使第一反射光R1的检测值接近目标检测值的激光L的输出，并进行以所决定的输出来驱动激光振荡部1的反馈控制。另外，接着步骤S120，在步骤S122中，热处理装置22实施上述的激光输出控制工序。
如上所述，本实施方式2的热处理装置22除了实施方式1的热处理装置21所具有的效果之外，还起到如下效果：通过使第一反射光R1的检测值接近事先或退火处理中确定的目标检测值而能够进行稳定的热处理。
实施方式3.
图10是示出本发明的实施方式3的热处理装置23的结构的示意图。本发明的实施方式3的热处理装置23与实施方式2的热处理装置22的不同点在于具备衰减滤波器12这一点。本发明的实施方式3的热处理装置23除了具备衰减滤波器12以外，具有与实施方式2的热处理装置22相同的结构。
为了提高实施方式2的热处理装置22的处理能力，提高旋转台3的转速是有效的。另一方面，在提高旋转台3的转速的情况下，为了避免由于旋转台3的转速提高而导致照射于照射对象物31的被照射面的激光L的功率降低，即，为了使上述的X/(S×V)的值不降低，需要增加激光L的输出。
当然，随着激光L的输出增加，激光L的反射光的光强度增加。即，随着激光L的输出增加，激光L的反射光的光强度增加。在此的光强度是以入射于照射对象物31的被照射面的激光L的照度即每单位面积的入射光束来表示的。然后，激光L的反射光的光强度会超过在检测部9能够检测的激光L的反射光的光强度的容许阈值。即，随着激光L的输出增加，第一反射光R1及第二反射光R2的光强度增加。然后，第二反射光R2的光强度会超过在检测部9能够检测的激光L的反射光的光强度的容许阈值。在进一步增加激光L的输出的情况下，第一反射光R1的光强度及第二反射光R2的光强度会超过在检测部9能够检测的容许阈值。
一般而言，以设置到处理装置的内部为目的的小型检测器所能够检测的激光的光强度为2W至3W。因此，在入射于检测器的激光为超过在检测部能够检测的激光的光强度的容许阈值的激光的情况下，例如为100W的光强度的激光的情况下，考虑检测器损伤的可能性。因此，在由检测部对光强度已超过在检测部能够检测的激光的光强度的容许阈值的激光进行检测的情况下，需要设置使入射于检测部的激光的光强度以一定比率衰减的衰减滤波器。
因此，本实施方式3的热处理装置23具备使入射于检测部9的激光即激光L的反射光的光强度以一定比率衰减的衰减滤波器12。衰减滤波器12在激光L的反射光的光路中，配置于检测部9的第一反射光R1入射的一侧，即，配置于比检测部9靠上游的一侧。即，衰减滤波器12在第一反射光R1的光路以及第二反射光R2的光路中配置于比检测部9靠上游的一侧。然后，衰减滤波器12使入射衰减滤波器12的激光L的反射光的光强度以一定比率衰减并入射于检测部9。即，衰减滤波器12使第一反射光R1的光强度以一定比率衰减，并使衰减后的第一反射光R1入射于检测部9。另外，衰减滤波器12使第二反射光R2的光强度以一定比率衰减，并使衰减后的第二反射光R2入射于检测部9。
由此，本实施方式3的热处理装置23能够使超过检测部9能够检测的容许阈值的光强度的反射光衰减到容许阈值以下后入射于检测部9。检测部9检测通过衰减滤波器12而被接收的反射光的功率。另外，检测部9存储有衰减滤波器12处的反射光的光强度的衰减率的信息。检测部9能够根据通过衰减滤波器12而接收的反射光的功率和衰减滤波器12处的反射光的光强度的衰减率的信息，来计算入射到衰减滤波器12的衰减之前的反射光的功率。检测部9将计算出的检测值发送到判定部10。判定部10能够使用从检测部9接收到的检测值，进行与实施方式1的情况相同的处理。
由此，热处理装置23即使在激光L的反射光的光强度超过在检测部9能够检测的激光L的反射光的光强度的容许阈值的情况下，也能够不损伤检测部9而探测激光照射部的温度的状态。而且，热处理装置23即使在为了提高生产能力而提高旋转台3的转速并且增加了激光L的输出的情况下，也能够不损伤检测部9而以简单的结构高精度地探测激光照射部的温度的状态。另外，关于激光L的输出的上限，考虑到照射对象物31和反射镜7对激光L的耐久性，根据在检测部9能够检测的激光的光强度的容许阈值、衰减滤波器12中的激光L的衰减能力来设定即可。
本实施方式3的热处理装置23的热处理工作基本上与实施方式2的热处理装置22的热处理工作相同。但是，在步骤S70和步骤S110的检测工序中，第一反射光R1入射于衰减滤波器12而以一定比率衰减，在衰减到由检测部9能够检测的容许阈值以下的光强度的状态下入射于检测部9而由检测部9检测。同样地，在步骤S70和步骤S110的检测工序中，第二反射光R2入射于衰减滤波器12而以一定比率衰减，在衰减到由检测部9能够检测的容许阈值以下的光强度的状态下入射于检测部9而由检测部9检测。
如上所述，本实施方式3的热处理装置23除了实施方式2的热处理装置22所具有的效果之外，还能得到如下效果：不损伤检测部9而通过旋转台3的转速提高以及激光L的输出增加来提高生产能力。
另外，虽然以上示出了对实施方式2的热处理装置22追加了衰减滤波器12的方式，但是也可以对实施方式1的热处理装置21追加衰减滤波器12。在对实施方式1的热处理装置21追加了衰减滤波器12的情况下，除了热处理装置21具有的效果之外，还能得到如上所述不损伤检测部9而提高生产能力的效果。
实施方式4.
图11是示出本发明的实施方式4的热处理装置24的结构的示意图。图12是示出本发明的实施方式4的热处理装置24的结构的主要部分俯视图。在图12中，示出热处理装置24中的旋转台3的周边部。本发明的实施方式4的热处理装置24与实施方式1的热处理装置21的不同点在于具备拍摄元件部13作为其它检测部这一点。本发明的实施方式4的热处理装置24除了具备拍摄元件部13以外，具有与实施方式1的热处理装置21相同的结构。
为了提高实施方式1的热处理装置21的处理能力，如上所述，提高旋转台3的转速是有效的。另一方面，在提高旋转台3的转速的情况下，为了避免由于旋转台3的转速的提高而导致照射于照射对象物31的被照射面的激光L的功率降低，即，为了使上述的X/(S×V)的值不降低，需要增加激光L的输出。
然后，如上所述，随着激光L的输出增加，激光L的反射光的光强度增加。即，随着激光L的输出增加，激光L的反射光的光强度增加。
通常，在用于半导体装置的制造的半导体基板中，有的表面为平滑的状态。在实施方式1的热处理装置21中，在表面为平滑状态的半导体基板为照射对象物31的情况下，照射到半导体基板的被照射面的激光L的大部分直接成为作为单向反射光的第一反射光R1。然后，由于照射到半导体基板的被照射面的激光L中的极少量成为漫反射光，因此在半导体基板的被照射面产生的漫反射光较少。因此，即使观察激光L在半导体基板的表面反射后的漫反射光，由于漫反射光的光强度微弱，因此也不能准确确定和检测漫反射光。例如，即使从激光L向半导体基板的被照射面的入射侧或相对于入射方向正交的方向进行观察，由于漫反射光的光强度微弱，因此也无法准确确定和检测在半导体基板的被照射面产生的漫反射光。
然而，在激光L的输出增加的情况下，当半导体基板的被照射面被激光L照射时，在半导体基板的被照射面产生的漫反射光也增加。因此，通过由拍摄元件部13检测漫反射光的亮度，能够根据由拍摄元件部13检测出的漫反射光的亮度而求出半导体基板的被照射面和反射镜7的被照射面处的反射光的功率。
即，热处理装置24在激光L的反射光的光强度超过在检测部9能够检测的激光L的反射光的光强度的容许阈值的情况下，使用拍摄元件部13代替检测部9作为检测第一反射光R1和第二反射光R2的功率的检测部。拍摄元件部13针对第一反射光R1，检测当半导体基板的被照射面被激光L照射时在半导体基板的被照射面产生的、光强度比单向反射光弱的漫反射光，从而检测第一反射光R1的功率即输出。另外，拍摄元件部13针对第二反射光R2，检测当反射镜7的被照射面被激光L照射时在反射镜7的被照射面产生的、光强度比单向反射光弱的漫反射光，从而检测第二反射光R2的功率即输出。
拍摄元件部13存储有亮度-功率间的相关数据，该亮度-功率间的相关数据示出由拍摄元件部13检测出的旋转台3上的被照射面处的漫反射光的亮度与旋转台3上的被照射面处的反射光的功率的相关关系。拍摄元件部13能够使用检测出的旋转台3上的被照射面处的漫反射光的亮度和亮度-功率间的相关数据来计算旋转台3上的被照射面处的反射光的功率。由此，拍摄元件部13能够检测激光L在旋转台3上的被照射面的表面被漫反射后的漫反射光，使用检测出的漫反射光的信息，检测旋转台3上的被照射面处的反射光的功率即第一反射光R1的功率和第二反射光R2的功率。
即，拍摄元件部13存储有亮度-第一反射光R1的功率间的相关数据，该亮度-第一反射光R1的功率间的相关数据示出半导体基板的被照射面被激光L照射到时，在半导体基板的被照射面产生并由拍摄元件部13检测出的漫反射光的亮度与在半导体基板的被照射面产生的第一反射光R1的功率的相关关系。拍摄元件部13通过使用检测出的旋转台3上的被照射面处的漫反射光的亮度和亮度-第一反射光R1的功率间的相关数据来计算第一反射光R1的功率，从而能够检测第一反射光R1的功率。拍摄元件部13将通过计算得到的第一反射光R1的功率发送至判定部10。
另外，拍摄元件部13存储有亮度-第二反射光R2的功率间的相关数据，该亮度-第二反射光R2的功率间的相关数据示出反射镜7的被照射面被激光L照射到时，在反射镜7的被照射面产生并由拍摄元件部13检测出的漫反射光的亮度与在反射镜7的被照射面产生的第二反射光R2的功率的相关关系。拍摄元件部13通过使用检测出的旋转台3上的被照射面处的漫反射光的亮度和亮度-第二反射光R2的功率间的相关数据来计算第二反射光R2的功率，从而能够检测第二反射光R2的功率。拍摄元件部13将通过计算得到的第二反射光R2的功率发送至判定部10。
判定部10能够使用从拍摄元件部13接收到的第一反射光R1的功率的信息和第二反射光R2的功率的信息，进行与实施方式1的情况相同的处理。
由此，热处理装置24在激光L的反射光的光强度超过在检测部9能够检测的激光L的反射光的光强度的容许阈值的情况下，通过使用拍摄元件部13，能够不损伤检测部9而探测激光照射部的温度的状态。而且，热处理装置24即使在为了提高生产能力而提高旋转台3的转速并且增加了激光L的输出的情况下，也能够不损伤检测部9而以简单的结构高精度地探测激光照射部的温度的状态。另外，关于激光L的输出的上限，考虑半导体基板和反射镜7对激光L的耐久性而设定即可。
图13是示出使用本发明的实施方式4的热处理装置24的半导体装置的制造方法的顺序的流程图。使用实施方式4的热处理装置24的实施方式4的半导体装置的制造方法包括使用实施方式4的热处理装置24的热处理方法。实施方式4的半导体装置的制造方法具有：注入工序，将杂质注入半导体基板，该半导体基板是用于半导体装置的制造的半导体基板，并且是被激光照射的照射对象物；照射工序，对注入有杂质的半导体基板照射激光L；检测工序，检测激光L在半导体基板的表面被反射后的反射光的功率；以及判定工序，基于检测到的反射光的功率的检测值，判定半导体基板中被激光L照射的区域的表面温度有无变化。
即，在步骤S1中，杂质被注入到作为照射对象物31的半导体基板。接下来，使用热处理装置24进行注入有杂质的半导体基板的热处理。如图13所示，半导体基板的热处理的顺序基本上与实施方式1的热处理装置21的热处理工作相同。
上述的注入工序能够通过步骤S1来实施。照射工序能够通过步骤S10至步骤S60、步骤S90和步骤S100来实施。检测工序能够通过步骤S70和步骤S110来实施。判定工序能够通过步骤S80和步骤S120来实施。
其中，在实施方式4的热处理装置24中，在步骤S70和步骤S110的检测工序中，第一反射光R1的功率和第二反射光R2的功率如上所述由拍摄元件部13来取得。
此外，照射对象物31不限定于半导体基板。另外，以半导体基板作为照射对象物31的热处理并不限定于使用实施方式4的热处理装置24的情况。也可以使用上述的实施方式1的热处理装置21、实施方式2的热处理装置22和实施方式3的热处理装置23来进行以半导体基板为照射对象物31的热处理。
如上所述，本实施方式4的热处理装置24除了实施方式1的热处理装置21所具有的效果之外，还能得到如下效果：通过旋转台3的转速提高和激光L的输出增加来提高生产能力。
此外，由于检测部9直接测定反射光，因此热处理装置的各构成部被微调到“激光L向照射对象物31的入射角＝照射对象物31处的激光L的反射角”的位置而设置。
另一方面，拍摄元件部13只要能够配置于能够检测旋转台3上的被照射面处的漫反射光的位置即可，设置位置的自由度大。由此，本实施方式4的热处理装置24具有提高用于检测激光L的反射光的结构的自由度的效果。
另外，以上示出了对实施方式1的热处理装置21追加了拍摄元件部13的方式，但也可以对实施方式2的热处理装置22或实施方式3的热处理装置23追加拍摄元件部13。在对实施方式2的热处理装置22追加了拍摄元件部13的情况下以及对实施方式3的热处理装置23追加了拍摄元件部13的情况下，也能够得到由于具备上述的拍摄元件部13而带来的生产能力提高以及用于检测激光L的反射光的结构的自由度提高的效果。
以上的实施方式所示的结构示出本发明的内容的一例，既能够与其它公知技术结合，还能够在不脱离本发明的主旨的范围内省略、变更结构的一部分。

Claims (12)

1.一种热处理装置，其特征在于，具备：
激光振荡部，振荡出激光；
工件台，保持被所述激光照射的照射对象物；
光学系统，将从所述激光振荡部振荡出的所述激光引导至所述照射对象物；
移动部，使所述光学系统与所述照射对象物的位置关系相对地变化；
检测部，检测所述激光在所述照射对象物的表面被反射后的第一反射光的功率；以及
判定部，基于由所述检测部检测出的所述第一反射光的功率的检测值，判定在所述照射对象物中被所述激光照射的区域的表面温度有无变化。
2.根据权利要求1所述的热处理装置，其特征在于，
所述判定部基于由所述检测部检测出的所述第一反射光的功率的检测值和相关数据，计算在所述照射对象物中被所述激光照射的区域的表面温度，其中该相关数据示出所述照射对象物的表面温度与所述激光在所述照射对象物的表面的反射率的相关关系。
3.根据权利要求2所述的热处理装置，其特征在于，
在所述工件台具备反射镜，
所述检测部检测所述激光在所述反射镜的表面被反射后的第二反射光的功率，
所述判定部基于由所述检测部检测出的所述第二反射光的功率的检测值、所述激光在所述反射镜的表面的反射率、由所述检测部检测出的所述第一反射光的功率的检测值和所述相关数据，计算在所述照射对象物中被所述激光照射的区域的表面温度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的热处理装置，其特征在于，
具备控制部，该控制部基于由所述检测部检测出的所述第一反射光的功率的检测值，控制从所述激光振荡部振荡出的所述激光的输出。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的热处理装置，其特征在于，
具备衰减滤波器，该衰减滤波器使入射于所述检测部的激光的光强度衰减。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的热处理装置，其特征在于，
所述检测部使用所述激光在所述照射对象物的表面被漫反射后的漫反射光来检测所述第一反射光的功率。
7.一种热处理方法，其特征在于，包括：
照射工序，对要被激光照射的照射对象物照射激光；
检测工序，检测所述激光在所述照射对象物的表面被反射后的第一反射光的功率；以及
判定工序，基于检测出的所述第一反射光的功率的检测值，判定在所述照射对象物中被所述激光照射的区域的表面温度有无变化。
8.根据权利要求7所述的热处理方法，其特征在于，
在所述判定工序中，基于在所述检测工序中检测出的所述第一反射光的功率的检测值和相关数据，计算在所述照射对象物中被所述激光照射的区域的表面温度，其中该相关数据示出所述照射对象物的表面温度与所述激光在所述照射对象物的表面的反射率的相关关系。
9.根据权利要求8所述的热处理方法，其特征在于，
在所述检测工序中，检测所述激光在反射镜的表面被反射后的第二反射光的功率，其中该反射镜设置于保持所述照射对象物的工件台，
在所述判定工序中，基于在所述检测工序中检测出的所述第二反射光的功率的检测值、所述激光在所述反射镜的表面的反射率、在所述检测工序中检测出的所述第一反射光的功率的检测值和所述相关数据，计算在所述照射对象物中被所述激光照射的区域的表面温度。
10.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：
注入工序，对半导体基板注入杂质；
照射工序，对注入有所述杂质的所述半导体基板照射激光；
检测工序，检测所述激光在所述半导体基板的表面被反射后的第一反射光的功率；以及
判定工序，基于检测出的所述第一反射光的功率的检测值，判定在所述半导体基板中被所述激光照射的区域的表面温度有无变化。
11.根据权利要求10所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
在所述判定工序中，基于在所述检测工序中检测出的所述第一反射光的功率的检测值和相关数据，计算在所述半导体基板中被所述激光照射的区域的表面温度，其中该相关数据示出所述半导体基板的表面温度与所述激光在所述半导体基板的表面的反射率的相关关系。
12.根据权利要求11所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
在所述检测工序中，检测所述激光在反射镜的表面被反射后的第二反射光的功率，其中该反射镜设置于保持所述半导体基板的工件台，
在所述判定工序中，基于在所述检测工序检测出的所述第二反射光的功率的检测值、所述激光在所述反射镜的表面的反射率、在所述检测工序中检测出的所述第一反射光的功率的检测值和所述相关数据，计算在所述半导体基板中被所述激光照射的区域的表面温度。
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