JP2001156014A - レーザアニーリング装置 - Google Patents
レーザアニーリング装置Info
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- JP2001156014A JP2001156014A JP33534499A JP33534499A JP2001156014A JP 2001156014 A JP2001156014 A JP 2001156014A JP 33534499 A JP33534499 A JP 33534499A JP 33534499 A JP33534499 A JP 33534499A JP 2001156014 A JP2001156014 A JP 2001156014A
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- laser beam
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 処理基板から集光レンズに向かう輻射熱を遮
ることでその温度上昇を抑制し、もって、アニーリング
精度の向上を図る。 【解決手段】 光学系２９からのレーザビームを透過さ
せて、ステージ２４に保持された処理基板２８に照射す
るプロセスウインドウ２２を遮蔽する遮熱板１１を設
け、処理基板２８から光学系に向かう輻射熱を遮断す
る。遮熱板１１は、駆動用モータ１２により駆動され、
レーザビーム照射時には、プロセスウインドウ２２を露
出させる。
ることでその温度上昇を抑制し、もって、アニーリング
精度の向上を図る。 【解決手段】 光学系２９からのレーザビームを透過さ
せて、ステージ２４に保持された処理基板２８に照射す
るプロセスウインドウ２２を遮蔽する遮熱板１１を設
け、処理基板２８から光学系に向かう輻射熱を遮断す
る。遮熱板１１は、駆動用モータ１２により駆動され、
レーザビーム照射時には、プロセスウインドウ２２を露
出させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザアニーリン
グ装置に関する。
グ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造の分野では、半導体基板にイ
オンを注入した後、そのイオン注入によって生じた結晶
ひずみ（格子欠陥）を除去する目的、あるいは注入され
たイオンを活性化する目的で、その半導体基板の熱処理
（アニーリング）が行なわれる。このようなアニーリン
グ行う装置の一つとして、レーザビームを用いてアニー
リングを行うレーザアニーリング装置が有る。
オンを注入した後、そのイオン注入によって生じた結晶
ひずみ（格子欠陥）を除去する目的、あるいは注入され
たイオンを活性化する目的で、その半導体基板の熱処理
（アニーリング）が行なわれる。このようなアニーリン
グ行う装置の一つとして、レーザビームを用いてアニー
リングを行うレーザアニーリング装置が有る。
【０００３】レーザアニーリング装置は、また、多結晶
シリコン薄膜を作製する目的で、アモルファスシリコン
薄膜を溶融、再結晶化するためにも使用される。
シリコン薄膜を作製する目的で、アモルファスシリコン
薄膜を溶融、再結晶化するためにも使用される。
【０００４】従来のレーザアニーリング装置は、レーザ
ビームを発生するレーザ発振器（エキシマレーザ等）
と、レーザ発振器からのレーザビームを整形する光学系
（シリンドリカルレンズ、集光レンズ等を含む）と、処
理基板を保持する保持機構を備え、保持機構に保持され
た処理基板を所定のガス雰囲気下に置くためのプロセス
チャンバとを備えている。
ビームを発生するレーザ発振器（エキシマレーザ等）
と、レーザ発振器からのレーザビームを整形する光学系
（シリンドリカルレンズ、集光レンズ等を含む）と、処
理基板を保持する保持機構を備え、保持機構に保持され
た処理基板を所定のガス雰囲気下に置くためのプロセス
チャンバとを備えている。
【０００５】従来のレーザアニーリング装置に使用され
るプロセスチャンバは、図２に示すように、チャンバ本
体２１と、チャンバ本体２１に形成された開口に取り付
けられたプロセスウインドウ２２と、チャンバ本体２１
内部に固定されたレール２３と、レール２３上を移動す
るように構成されたステージ（保持機構）２４と、ステ
ージ２４をレール２３に沿って移動させるための移動機
構２５と、チャンバ本体２１内を排気するためのターボ
分子ポンプ２６及びドライポンプ２７とを有している。
るプロセスチャンバは、図２に示すように、チャンバ本
体２１と、チャンバ本体２１に形成された開口に取り付
けられたプロセスウインドウ２２と、チャンバ本体２１
内部に固定されたレール２３と、レール２３上を移動す
るように構成されたステージ（保持機構）２４と、ステ
ージ２４をレール２３に沿って移動させるための移動機
構２５と、チャンバ本体２１内を排気するためのターボ
分子ポンプ２６及びドライポンプ２７とを有している。
【０００６】このレーザアニーリング装置では、チャン
バ本体２１内に処理基板２８を導入し、ステージ２４に
保持させた（あるいは載置した）あと、ターボ分子ポン
プ２６及びドライポンプ２７を用いてチャンバ本体２１
内を排気することによって、処理基板２８を真空下に置
く。または、その後、排気を継続しつつ、チャンバ本体
２１内にＮ２等のガスを導入し、処理基板２８を所定圧
力以下のガス雰囲気下に置く。そして、レーザビームに
よるアニーリングを容易にするために処理基板を所定の
温度にまで加熱して、その表面にレーザビームを照射す
る。このレーザービームは、図示しないレーザ発振器か
ら出射し、光学系２９によって整形、集光されたあと、
プロセスウインドウ２２を通して処理基板２８に照射さ
れる。
バ本体２１内に処理基板２８を導入し、ステージ２４に
保持させた（あるいは載置した）あと、ターボ分子ポン
プ２６及びドライポンプ２７を用いてチャンバ本体２１
内を排気することによって、処理基板２８を真空下に置
く。または、その後、排気を継続しつつ、チャンバ本体
２１内にＮ２等のガスを導入し、処理基板２８を所定圧
力以下のガス雰囲気下に置く。そして、レーザビームに
よるアニーリングを容易にするために処理基板を所定の
温度にまで加熱して、その表面にレーザビームを照射す
る。このレーザービームは、図示しないレーザ発振器か
ら出射し、光学系２９によって整形、集光されたあと、
プロセスウインドウ２２を通して処理基板２８に照射さ
れる。
【０００７】以上のようにして、従来のレーザアニーリ
ング装置では、レーザビームを用いたアニーリングが行
なわれる。
ング装置では、レーザビームを用いたアニーリングが行
なわれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザアニーリ
ング装置では、精度よく処理基板の表面にレーザビーム
を集光するため、集光レンズはできるだけ処理基板の近
くに配置される。このため、処理基板２８を加熱すると
その表面から輻射熱が発せられ、この輻射熱はプロセス
ウインドウ２２や集光レンズに到達する。プロセスウイ
ンドウ２２及び集光レンズは、その温度が上昇すると歪
み、レーザアニーリング装置のアニーリング精度を低下
させる。そこで、従来のレーザアニーリング装置では、
処理基板からの輻射熱によるアニーリング精度の低下を
防止するため、プロセスウインドウ２２及び集光レンズ
（あるいは光学系２９）を冷却する冷却手段が設けられ
ている。
ング装置では、精度よく処理基板の表面にレーザビーム
を集光するため、集光レンズはできるだけ処理基板の近
くに配置される。このため、処理基板２８を加熱すると
その表面から輻射熱が発せられ、この輻射熱はプロセス
ウインドウ２２や集光レンズに到達する。プロセスウイ
ンドウ２２及び集光レンズは、その温度が上昇すると歪
み、レーザアニーリング装置のアニーリング精度を低下
させる。そこで、従来のレーザアニーリング装置では、
処理基板からの輻射熱によるアニーリング精度の低下を
防止するため、プロセスウインドウ２２及び集光レンズ
（あるいは光学系２９）を冷却する冷却手段が設けられ
ている。
【０００９】しかしながら、従来の冷却手段は、プロセ
スウインドウ及び集光レンズの周囲に冷却水路を配置し
て冷却水を循環させるようにしているので、処理基板の
加熱温度が高い場合には、充分な冷却効果が得られな
い、あるいは、充分な冷却効果を得るには長時間を要す
る、という問題点がある。
スウインドウ及び集光レンズの周囲に冷却水路を配置し
て冷却水を循環させるようにしているので、処理基板の
加熱温度が高い場合には、充分な冷却効果が得られな
い、あるいは、充分な冷却効果を得るには長時間を要す
る、という問題点がある。
【００１０】本発明は、処理基板から集光レンズに向か
う輻射熱を遮ることにより、プロセスウインドウ及び集
光レンズの温度上昇を抑制して歪の発生を防ぎ、もっ
て、アニーリング精度の向上を図ることができるレーザ
アニーリング装置を提供することを目的とする。
う輻射熱を遮ることにより、プロセスウインドウ及び集
光レンズの温度上昇を抑制して歪の発生を防ぎ、もっ
て、アニーリング精度の向上を図ることができるレーザ
アニーリング装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、処理基
板に照射すべきレーザビームを発生するレーザ発振器
と、前記レーザビームを前記処理基板に照射するための
プロセスウインドウ及び集光レンズと、前記処理基板を
保持するための保持手段とを備えたレーザアニーリング
装置において、前記プロセスウインドウ及び集光レンズ
と前記保持手段との間に進入／退避可能な遮熱板を設け
たことを特徴とするレーザアニーリング装置が得られ
る。
板に照射すべきレーザビームを発生するレーザ発振器
と、前記レーザビームを前記処理基板に照射するための
プロセスウインドウ及び集光レンズと、前記処理基板を
保持するための保持手段とを備えたレーザアニーリング
装置において、前記プロセスウインドウ及び集光レンズ
と前記保持手段との間に進入／退避可能な遮熱板を設け
たことを特徴とするレーザアニーリング装置が得られ
る。
【００１２】具体的には、本発明のレーザアニーリング
装置は、前記保持手段を内蔵し、当該保持手段と前記プ
ロセスウインドウ及び集光レンズとの間に前記レーザビ
ームを透過させるウインドウを備えたプロセスチャンバ
と、前記遮熱板を駆動するための前記プロセスチャンバ
に固定されたモータとを有し、該モータを用いて前記遮
熱板を駆動して前記ウインドウを遮蔽／露出させるよう
にしたことを特徴とする。
装置は、前記保持手段を内蔵し、当該保持手段と前記プ
ロセスウインドウ及び集光レンズとの間に前記レーザビ
ームを透過させるウインドウを備えたプロセスチャンバ
と、前記遮熱板を駆動するための前記プロセスチャンバ
に固定されたモータとを有し、該モータを用いて前記遮
熱板を駆動して前記ウインドウを遮蔽／露出させるよう
にしたことを特徴とする。
【００１３】また、前記モータが前記プロセスチャンバ
の外側に位置し、前記遮熱板が前記プロセスチャンバの
内側に位置し、前記モータの駆動軸が前記プロセスチャ
ンバを貫通していることを特徴とする。
の外側に位置し、前記遮熱板が前記プロセスチャンバの
内側に位置し、前記モータの駆動軸が前記プロセスチャ
ンバを貫通していることを特徴とする。
【００１４】また、本発明のレーザアニーリング装置で
は、前記遮熱板として、ステンレス製の板が使用でき
る。
は、前記遮熱板として、ステンレス製の板が使用でき
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。
実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】本実施の形態によるレーザアニーリング装
置は、従来と同様、レーザビームをパルス発振するレー
ザ発振器と、レーザ発振器からのレーザビームを整形
し、集光して処理基板に照射する光学系と、処理基板を
所定雰囲気下に置くためのプロセスチャンバとを有して
いる。レーザ発振器及び光学系については、従来のもの
と同一なのでその説明を省略し、以下、プロセスチャン
バについて詳細に説明する。
置は、従来と同様、レーザビームをパルス発振するレー
ザ発振器と、レーザ発振器からのレーザビームを整形
し、集光して処理基板に照射する光学系と、処理基板を
所定雰囲気下に置くためのプロセスチャンバとを有して
いる。レーザ発振器及び光学系については、従来のもの
と同一なのでその説明を省略し、以下、プロセスチャン
バについて詳細に説明する。
【００１７】図１に本発明の一実施の形態によるレーザ
アニーリング装置に使用されるプロセスチャンバを示
す。
アニーリング装置に使用されるプロセスチャンバを示
す。
【００１８】図１のプロセスチャンバは、従来同様、チ
ャンバ本体２１と、チャンバ本体２１に形成された開口
に取り付けられたプロセスウインドウ２２と、チャンバ
本体２１内部に固定されたレール２３と、レール２３上
を移動するように構成されたステージ（保持機構）２４
と、ステージ２４をレール２３に沿って移動させるため
の移動機構２５と、チャンバ本体２１内を排気するため
のターボ分子ポンプ２６及びドライポンプ２７とを有し
ている。そして、このレーザアニーリング装置は、上記
構成に加え、遮熱板（シャッター）１１と、この遮熱板
１１を駆動又は移動させるための駆動用モータ１２とを
有している。また、このレーザアニーリング装置は、チ
ャンバ本体２１の上面、駆動用モータ１２、及びプロセ
スウインドウ２２、更に必要なら光学系２９を冷却する
為の冷却器（水冷装置、図示せず）を有している。
ャンバ本体２１と、チャンバ本体２１に形成された開口
に取り付けられたプロセスウインドウ２２と、チャンバ
本体２１内部に固定されたレール２３と、レール２３上
を移動するように構成されたステージ（保持機構）２４
と、ステージ２４をレール２３に沿って移動させるため
の移動機構２５と、チャンバ本体２１内を排気するため
のターボ分子ポンプ２６及びドライポンプ２７とを有し
ている。そして、このレーザアニーリング装置は、上記
構成に加え、遮熱板（シャッター）１１と、この遮熱板
１１を駆動又は移動させるための駆動用モータ１２とを
有している。また、このレーザアニーリング装置は、チ
ャンバ本体２１の上面、駆動用モータ１２、及びプロセ
スウインドウ２２、更に必要なら光学系２９を冷却する
為の冷却器（水冷装置、図示せず）を有している。
【００１９】遮熱板１１は、例えばステンレス製の板で
あって、その表面（図の下側の面）は、鏡面光沢仕上げ
されている。この遮熱板１１は、チャンバ本体２１の内
部に配置される。
あって、その表面（図の下側の面）は、鏡面光沢仕上げ
されている。この遮熱板１１は、チャンバ本体２１の内
部に配置される。
【００２０】駆動用モータ１２は、チャンバ本体２１の
外側上面であって、プロセスウインドー２２の近傍に固
定される。チャンバ本体２１には、駆動用モータ１２の
駆動軸を挿入する為の貫通孔が形成されており、駆動用
モータ１２は、その貫通孔に駆動軸を挿入した状態で、
かつ気密を保った状態で固定される。駆動用モータの１
２の駆動軸の先端は、チャンバ本体２１の内部に突出し
ており、そこには遮熱板１１が固定される。
外側上面であって、プロセスウインドー２２の近傍に固
定される。チャンバ本体２１には、駆動用モータ１２の
駆動軸を挿入する為の貫通孔が形成されており、駆動用
モータ１２は、その貫通孔に駆動軸を挿入した状態で、
かつ気密を保った状態で固定される。駆動用モータの１
２の駆動軸の先端は、チャンバ本体２１の内部に突出し
ており、そこには遮熱板１１が固定される。
【００２１】駆動用モータ１２を駆動すると、遮熱板１
１が移動し、プロセスウインドウ２２を遮蔽し、又、露
出させる。換言すると、遮熱板１１は、駆動用モータ１
２に駆動され、ステージ２４とプロセスウインドウ２２
との間に進入し、また、これらの間から退避する。これ
は、遮熱板１１が光学系２９（集光レンズ）とステージ
２４との間に進入し、そこから退避することを意味す
る。
１が移動し、プロセスウインドウ２２を遮蔽し、又、露
出させる。換言すると、遮熱板１１は、駆動用モータ１
２に駆動され、ステージ２４とプロセスウインドウ２２
との間に進入し、また、これらの間から退避する。これ
は、遮熱板１１が光学系２９（集光レンズ）とステージ
２４との間に進入し、そこから退避することを意味す
る。
【００２２】遮蔽板１１でプロセスウインドー２２を遮
蔽したときは、処理基板２８からの輻射熱は、この遮蔽
板１１によって完全に遮断され、プロセスウインドー２
２へ到達することができない。従って、処理基板２８か
らの輻射熱が、光学系２９（プロセスウインドウ２２面
する集光レンズ）に到達することはない。
蔽したときは、処理基板２８からの輻射熱は、この遮蔽
板１１によって完全に遮断され、プロセスウインドー２
２へ到達することができない。従って、処理基板２８か
らの輻射熱が、光学系２９（プロセスウインドウ２２面
する集光レンズ）に到達することはない。
【００２３】レーザアニーリング処理においては、処理
全体に要する時間の内、レーザビームを処理基板に照射
している時間の割合は小さい。つまり、アニーリング処
理に要する時間の内、処理基板にレーザビームを照射し
ていない時間の割合が大きい。従って、レーザビームの
照射に同期させて駆動用モータ１２を駆動し、レーザビ
ームを処理基板２８に照射するときは、プロセスウイン
ドウ２２を露出させ、レーザビームの照射を行わない間
は、遮熱板１１でプロセスウインドウ２２を遮蔽するよ
うにすることで、処理基板２８からの輻射熱による集光
レンズの温度上昇を大幅に抑制することができる。その
結果、集光レンズにおける歪の発生を抑制することがで
き、精度の高いアニーリングを行うことができる。この
場合、冷却器で集光レンズを冷却するようにしておけ
ば、更に効果的で、基板温度がより高い場合であって
も、精度の高いアニーリングが可能である。
全体に要する時間の内、レーザビームを処理基板に照射
している時間の割合は小さい。つまり、アニーリング処
理に要する時間の内、処理基板にレーザビームを照射し
ていない時間の割合が大きい。従って、レーザビームの
照射に同期させて駆動用モータ１２を駆動し、レーザビ
ームを処理基板２８に照射するときは、プロセスウイン
ドウ２２を露出させ、レーザビームの照射を行わない間
は、遮熱板１１でプロセスウインドウ２２を遮蔽するよ
うにすることで、処理基板２８からの輻射熱による集光
レンズの温度上昇を大幅に抑制することができる。その
結果、集光レンズにおける歪の発生を抑制することがで
き、精度の高いアニーリングを行うことができる。この
場合、冷却器で集光レンズを冷却するようにしておけ
ば、更に効果的で、基板温度がより高い場合であって
も、精度の高いアニーリングが可能である。
【００２４】以上のように、本実施の形態では、処理基
板２８から集光レンズに向かう輻射熱の大部分を遮熱板
１１で遮るようにしたことで、より高い精度のアニーリ
ングを行うことができる。
板２８から集光レンズに向かう輻射熱の大部分を遮熱板
１１で遮るようにしたことで、より高い精度のアニーリ
ングを行うことができる。
【００２５】なお、上記実施の形態では、遮熱板１１を
チャンバ本体２１内に配置したが、スペースさえあれば
チャンバ本体２１の外部に配置するようにしてもよい。
この場合、駆動用モータ１２は、必ずしもチャンバ本体
２１に固定する必要はない。
チャンバ本体２１内に配置したが、スペースさえあれば
チャンバ本体２１の外部に配置するようにしてもよい。
この場合、駆動用モータ１２は、必ずしもチャンバ本体
２１に固定する必要はない。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、レーザアニーリング装
置の集光レンズと保持機構との間に進入／退避可能な遮
蔽板を設けたことで、集光レンズの温度上昇を抑制する
ことができ、もってアニーリング精度の向上を図ること
ができる。
置の集光レンズと保持機構との間に進入／退避可能な遮
蔽板を設けたことで、集光レンズの温度上昇を抑制する
ことができ、もってアニーリング精度の向上を図ること
ができる。
【図１】本発明の一実施の形態のよるレーザアニーリン
グ装置に使用されるプロセスチャンバの構成を示す図で
ある。
グ装置に使用されるプロセスチャンバの構成を示す図で
ある。
【図２】従来のレーザアニーリング装置に使用されるプ
ロセスチャンバの構成を示す図である。
ロセスチャンバの構成を示す図である。
１１ 遮熱板 １２ 駆動用モータ ２１ チャンバ本体 ２２ プロセスウインドウ ２３ レール ２４ ステージ ２５ 移動機構 ２６ ターボ分子ポンプ ２７ ドライポンプ
Claims (4)
- 【請求項１】 処理基板に照射すべきレーザビームを発
生するレーザ発振器と、前記レーザビームを前記処理基
板に照射するための集光レンズと、前記処理基板を保持
するための保持手段とを備えたレーザアニーリング装置
において、前記集光レンズと前記保持手段との間に進入
／退避可能な遮熱板を設けたことを特徴とするレーザア
ニーリング装置。 - 【請求項２】 前記保持手段を内蔵し、当該保持手段と
前記集光レンズとの間に前記レーザビームを透過させる
ウインドウを備えたプロセスチャンバと、前記遮熱板を
駆動するために前記プロセスチャンバに固定されたモー
タとを有し、該モータを用いて前記遮熱板を駆動して前
記ウインドウを遮蔽／露出させるようにしたことを特徴
とする請求項１のレーザアニーリング装置。 - 【請求項３】 前記モータが前記プロセスチャンバの外
側に位置し、前記遮熱板が前記プロセスチャンバの内側
に位置し、前記モータの駆動軸が前記プロセスチャンバ
を貫通していることを特徴とする請求項２のレーザアニ
ーリング装置。 - 【請求項４】 前記遮熱板がステンレス製であることを
特徴とする請求項１，２又は３のレーザアニーリング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33534499A JP3451477B2 (ja) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | レーザアニーリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33534499A JP3451477B2 (ja) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | レーザアニーリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001156014A true JP2001156014A (ja) | 2001-06-08 |
| JP3451477B2 JP3451477B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=18287482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33534499A Expired - Fee Related JP3451477B2 (ja) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | レーザアニーリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3451477B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003133254A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-05-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レーザーアニ−ル装置及びそれを用いた薄膜トランジスタの作製方法 |
| JP2009164637A (ja) * | 2001-08-10 | 2009-07-23 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法及びレーザー照射装置 |
| US8853590B2 (en) * | 2002-10-22 | 2014-10-07 | Samsung Display Co., Ltd. | Device for irradiating a laser beam |
| US20170057019A1 (en) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | Samsung Display Co., Ltd. | Laser crystallizing apparatus |
| WO2019022200A1 (ja) * | 2017-07-27 | 2019-01-31 | 京セラ株式会社 | 試料保持具 |
-
1999
- 1999-11-26 JP JP33534499A patent/JP3451477B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
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| WO2019022200A1 (ja) * | 2017-07-27 | 2019-01-31 | 京セラ株式会社 | 試料保持具 |
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