JP2009259860A - Laser processing device, and laser processing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform processing with excellent processing quality. <P>SOLUTION: A radius of an outer concentric circle is denoted by r<SB>1</SB>, and a radius of an inner concentric circle is denoted by r<SB>2</SB>. Defining the radius and width of an annular laser beam as (r<SB>1</SB>+r<SB>2</SB>)/2 and r<SB>1</SB>-r<SB>2</SB>, a laser processing device includes a laser light source which emits a laser beam; a holding table holding a workpiece; an optical system which generates the annularly-sectioned laser beam from the laser beam emitted by the laser light source and makes it incident on the workpiece held on the holding table; and a controller which varies the output of the laser light source or the width of the annular laser beam in a direction such that when the annular laser beam varies in radius, variation in peak intensity of the annular laser beam in the identical orientation is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、加工対象物にレーザビームを照射して加工を行うレーザ加工装置、及び、レーザ加工方法に関する。   The present invention relates to a laser processing apparatus that performs processing by irradiating a workpiece with a laser beam, and a laser processing method.

図6(A)及び(B)を参照して、半導体ウエハの活性化アニールの従来技術について説明する。   With reference to FIGS. 6A and 6B, a conventional technique for activation annealing of a semiconductor wafer will be described.

図6(A)に示すように、活性化アニールは、たとえば精密位置決め移動ステージ50上に載置された半導体ウエハ51に、細長く整形されたライン状レーザビーム52を照射することによって行う。精密位置決め移動ステージ50を駆動して半導体ウエハ51をX軸方向に走査することにより、半導体ウエハ51の全面にレーザビームを照射する。   As shown in FIG. 6A, the activation annealing is performed, for example, by irradiating a semiconductor wafer 51 placed on the precision positioning moving stage 50 with a long and narrow line-shaped laser beam 52. By driving the precision positioning and moving stage 50 to scan the semiconductor wafer 51 in the X-axis direction, the entire surface of the semiconductor wafer 51 is irradiated with a laser beam.

ライン状レーザビーム52を用いて円形の半導体ウエハ51の活性化アニールを行う場合、半導体ウエハ51以外の部分にもレーザビームが照射されることになり、エネルギ効率が悪くなる。また、半導体ウエハ51以外の部分に照射されたレーザビームにより塵等が発生して飛散し、半導体ウエハ51に付着して、半導体ウエハ51を汚染することがある。更に、精密位置決め移動ステージ50は高価であるため、レーザアニール装置全体のコストが高くなる。また、X軸方向への走査だけで半導体ウエハ51の全面を照射可能なライン状レーザビーム52の整形が困難でもある。   When the activation annealing of the circular semiconductor wafer 51 is performed using the line-shaped laser beam 52, the laser beam is irradiated to portions other than the semiconductor wafer 51, resulting in poor energy efficiency. In addition, dust or the like may be generated and scattered by the laser beam applied to portions other than the semiconductor wafer 51, and may adhere to the semiconductor wafer 51 and contaminate the semiconductor wafer 51. Furthermore, since the precision positioning / moving stage 50 is expensive, the cost of the entire laser annealing apparatus increases. In addition, it is difficult to shape the linear laser beam 52 that can irradiate the entire surface of the semiconductor wafer 51 only by scanning in the X-axis direction.

図6(B)を参照する。活性化アニールに短いライン状レーザビーム54が用いられることもある。この場合、精密位置決め移動ステージ53を駆動して半導体ウエハ51をX軸方向及びY軸方向に走査することにより、半導体ウエハ51の全面にレーザビームを照射する。   Reference is made to FIG. A short line laser beam 54 may be used for the activation annealing. In this case, the precision positioning moving stage 53 is driven to scan the semiconductor wafer 51 in the X axis direction and the Y axis direction, thereby irradiating the entire surface of the semiconductor wafer 51 with a laser beam.

短いライン状レーザビーム54を用いると、長いライン状レーザビーム52を用いた場合に比べて、エネルギ効率を向上させることができる。また、半導体ウエハ51の汚染量を低減することができる。しかし半導体ウエハ51以外の部分に照射される無駄なエネルギや汚染物を完全になくすことはできない。   When the short line-shaped laser beam 54 is used, energy efficiency can be improved as compared with the case where the long line-shaped laser beam 52 is used. Further, the amount of contamination of the semiconductor wafer 51 can be reduced. However, it is impossible to completely eliminate wasteful energy and contaminants irradiated on portions other than the semiconductor wafer 51.

また、X軸方向及びY軸方向に何度も半導体ウエハ51を走査させるため、活性化アニールに時間を要するという問題が生じる。更に、半導体ウエハ51をX軸方向に走査すればよい精密位置決め移動ステージ50とは異なって、精密位置決め移動ステージ53は半導体ウエハ51をX軸方向及びY軸方向に走査する必要があるため、これを用いたレーザアニール装置は一層高価になる。加えて、ライン状レーザビーム54照射位置の繋ぎ目部分における加工品質の問題が生じる。   Further, since the semiconductor wafer 51 is scanned many times in the X-axis direction and the Y-axis direction, there is a problem that it takes time for the activation annealing. Further, unlike the precision positioning / moving stage 50 that only needs to scan the semiconductor wafer 51 in the X-axis direction, the precision positioning / moving stage 53 needs to scan the semiconductor wafer 51 in the X-axis direction and the Y-axis direction. The laser annealing apparatus using is more expensive. In addition, there is a problem of processing quality at the joint portion at the irradiation position of the line laser beam 54.

加熱手段の先端部を半導体ウエハの中心部の上方に配置し、半導体ウエハと所定間隔を保ちながら、一定の移動速度で、当該配置位置から当該配置位置を中心にその回転半径が大きくなるように螺旋状に移動させて、半導体層に未溶融再結晶化部分が生じないように、半導体層の全体を溶融再結晶化するための装置及び方法の発明が開示されている(たとえば、特許文献1参照)。この装置または方法によれば、結晶粒径が従来よりも拡大化した半導体層を得ることができる。   The tip of the heating means is arranged above the central portion of the semiconductor wafer so that the radius of rotation increases from the arrangement position to the center of the arrangement position at a constant moving speed while maintaining a predetermined distance from the semiconductor wafer. An invention of an apparatus and a method for melting and recrystallizing the entire semiconductor layer so as not to cause an unmelted recrystallized portion in the semiconductor layer by moving in a spiral manner is disclosed (for example, Patent Document 1). reference). According to this apparatus or method, a semiconductor layer having a crystal grain size larger than that of the conventional one can be obtained.

特開平8−78328号公報JP-A-8-78328

本発明の目的は、高いエネルギ効率で加工を行うことのできるレーザ加工装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of performing processing with high energy efficiency.

また、高い時間効率で加工を行うことのできるレーザ加工装置を提供することである。   Moreover, it is providing the laser processing apparatus which can process with high time efficiency.

更に、良好な加工品質で加工を行うことのできるレーザ加工装置を提供することである。   Furthermore, it is providing the laser processing apparatus which can process with favorable processing quality.

更に、安価なレーザ加工装置を提供することである。   Furthermore, it is to provide an inexpensive laser processing apparatus.

また、本発明の目的は、高いエネルギ効率で加工を行うことのできるレーザ加工方法を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a laser processing method capable of performing processing with high energy efficiency.

更に、高い時間効率で加工を行うことのできるレーザ加工方法を提供することである。   Furthermore, it is providing the laser processing method which can process with high time efficiency.

また、良好な加工品質で加工を行うことのできるレーザ加工方法を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a laser processing method capable of performing processing with good processing quality.

本発明の一観点によれば、外側の同心円の半径をr、内側の同心円の半径をrとし、輪帯状レーザビームの半径を(r+r)/2、幅をr−rで定義するとき、レーザビームを出射するレーザ光源と、加工対象物を保持する保持台と、前記レーザ光源を出射したレーザビームから、断面形状が輪帯状のレーザビームを生成し、前記保持台に保持された加工対象物に半径可変に入射させる光学系と、前記輪帯状のレーザビームの半径が変化したとき、前記輪帯状のレーザビームの同一方位上のピーク強度の変化を抑制する向きに、前記レーザ光源の出力または前記輪帯状のレーザビームの幅を変化させる制御装置とを有するレーザ加工装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, the radius of the outer concentric circle is r 1 , the radius of the inner concentric circle is r 2 , the radius of the annular laser beam is (r 1 + r 2 ) / 2, and the width is r 1 −r. 2 , a laser light source that emits a laser beam, a holding table that holds a workpiece, and a laser beam that has a ring-shaped cross section are generated from the laser beam emitted from the laser light source, and the holding table When the radius of the ring-shaped laser beam is changed and the optical system that is incident on the workpiece to be processed in a variable radius, the change of the peak intensity in the same direction of the ring-shaped laser beam is suppressed. There is provided a laser processing apparatus having a control device for changing an output of the laser light source or a width of the annular laser beam.

また、本発明の他の観点によれば、外側の同心円の半径をr、内側の同心円の半径をrとし、輪帯状レーザビームの半径を(r+r)/2で定義するとき、(a)第1の半径の輪帯状レーザビームを、加工対象物に入射させる工程と、(b)前記第1の半径とは異なる第2の半径の輪帯状レーザビームを、前記加工対象物に入射させる工程とを有し、前記輪帯状レーザビームの半径が変化したとき、前記輪帯状レーザビームの同一方位上のピーク強度の変化を抑制するレーザ加工方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, when the radius of the outer concentric circle is defined as r 1 , the radius of the inner concentric circle is defined as r 2, and the radius of the annular laser beam is defined as (r 1 + r 2 ) / 2. (A) a step of causing an annular laser beam having a first radius to enter the object to be processed; and (b) an annular laser beam having a second radius different from the first radius. And a laser processing method that suppresses a change in peak intensity in the same direction of the annular laser beam when the radius of the annular laser beam changes.

本発明によれば、高いエネルギ効率で加工を行うことが可能なレーザ加工装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the laser processing apparatus which can process with high energy efficiency can be provided.

また、高い時間効率で加工を行うことが可能なレーザ加工装置を提供することができる。   Further, it is possible to provide a laser processing apparatus capable of performing processing with high time efficiency.

更に、良好な加工品質で加工を行うことが可能なレーザ加工装置を提供することができる。   Furthermore, it is possible to provide a laser processing apparatus capable of performing processing with good processing quality.

更に、安価なレーザ加工装置を提供することができる。   Furthermore, an inexpensive laser processing apparatus can be provided.

また、本発明によれば、高いエネルギ効率で加工を行うことが可能なレーザ加工方法を提供することができる。   In addition, according to the present invention, it is possible to provide a laser processing method capable of performing processing with high energy efficiency.

更に、高い時間効率で加工を行うことが可能なレーザ加工方法を提供することができる。   Furthermore, it is possible to provide a laser processing method capable of performing processing with high time efficiency.

また、良好な加工品質で加工を行うことが可能なレーザ加工方法を提供することができる。   In addition, it is possible to provide a laser processing method capable of performing processing with good processing quality.

図1(A)及び(B)を参照し、以下に挙げる実施例に共通するレーザ加工方法について説明する。   With reference to FIGS. 1A and 1B, a laser processing method common to the following embodiments will be described.

図1(A)を参照する。以下の実施例においては、固定ステージ60上に載置された円形の半導体ウエハ51に、円輪状(輪帯状、円環状)に整形されたレーザビームを照射することによって半導体ウエハ51の活性化アニールを行う。円輪状に整形されたレーザビームが照射される半導体ウエハ51上の領域の数例を、本図には照射領域55a〜55dと示した。照射領域55a〜55dはそれぞれ円形の半導体ウエハ51の中心を中心とする2つの円(同心円)に囲まれた領域である。   Reference is made to FIG. In the following embodiments, activation annealing of the semiconductor wafer 51 is performed by irradiating the circular semiconductor wafer 51 placed on the fixed stage 60 with a laser beam shaped into an annular shape (ring-shaped or annular shape). I do. Several examples of regions on the semiconductor wafer 51 irradiated with the laser beam shaped into an annular shape are shown as irradiation regions 55a to 55d in this drawing. The irradiation regions 55 a to 55 d are regions surrounded by two circles (concentric circles) centered on the center of the circular semiconductor wafer 51.

円輪状に整形されたレーザビームは、照射面における半径及び幅を変化されて半導体ウエハ51全面に照射される。照射はたとえば、円輪状のレーザビームの半径を大きくしながら、照射領域が半導体ウエハ51の半径方向に沿って、内側から外側に向かって移動するように行われる。円輪状のレーザビームの半径を小さくしながら、照射領域が半導体ウエハ51の半径方向に沿って、外側から内側に向かって移動するように行ってもよい。活性化アニールに用いられるレーザビームがパルスレーザビームであるとき、その照射は、たとえばオーバーラップ率が一定となるように行われる。   The laser beam shaped into an annular shape is irradiated on the entire surface of the semiconductor wafer 51 while changing the radius and width on the irradiation surface. The irradiation is performed, for example, so that the irradiation region moves from the inside toward the outside along the radial direction of the semiconductor wafer 51 while increasing the radius of the annular laser beam. The irradiation region may be moved from the outside toward the inside along the radial direction of the semiconductor wafer 51 while reducing the radius of the annular laser beam. When the laser beam used for the activation annealing is a pulsed laser beam, the irradiation is performed so that the overlap rate is constant, for example.

なお、たとえば図1(B)に示す円輪状レーザビームの照射領域55eにおいて、外側の同心円の半径をr、内側の同心円の半径をrとするとき、円輪状レーザビームの半径は(r+r)/2、幅はr−rで定義される。 For example, in the annular laser beam irradiation region 55e shown in FIG. 1B, when the radius of the outer concentric circle is r 1 and the radius of the inner concentric circle is r 2 , the radius of the annular laser beam is (r 1 + r 2 ) / 2, and the width is defined by r 1 -r 2 .

このように円輪状のレーザビームの半径を変化させながら、半導体ウエハ51の中心を中心とする同心円状にレーザビームを走査することにより、固定ステージ60上にレーザビームを入射させることなく、半導体ウエハ51の全面にレーザビームを照射し、半導体ウエハ51の活性化アニールを行うことができる。   By changing the radius of the annular laser beam in this way and scanning the laser beam concentrically with the center of the semiconductor wafer 51 as the center, the semiconductor wafer is not incident on the fixed stage 60. The entire surface of 51 can be irradiated with a laser beam, and activation annealing of the semiconductor wafer 51 can be performed.

円輪状のレーザビームは、加工中、光強度が一定となる条件で、半導体ウエハ51に入射させる。また、活性化アニールにおいて、半導体ウエハ51に投入する単位面積当たりのエネルギは、半導体ウエハ51上の場所によらず一定とする。このため、パルスレーザビームを用いて活性化アニールを行う場合、半導体ウエハ51上に照射されるレーザパルスのショット数は場所によらず一定となる。また連続波のレーザビームを用いて活性化アニールを行う場合、半導体ウエハ51上に照射されるレーザビームの照射時間は場所によらず一定となる。   The annular laser beam is incident on the semiconductor wafer 51 under the condition that the light intensity is constant during processing. Further, in the activation annealing, the energy per unit area input to the semiconductor wafer 51 is constant regardless of the location on the semiconductor wafer 51. For this reason, when activation annealing is performed using a pulse laser beam, the number of shots of the laser pulse irradiated on the semiconductor wafer 51 is constant regardless of the location. When activation annealing is performed using a continuous wave laser beam, the irradiation time of the laser beam irradiated onto the semiconductor wafer 51 is constant regardless of the location.

このためレーザビームが固定ステージ60に照射されることで発生する塵等による半導体ウエハ51の汚染を防止することができる。また、図6(B)を参照して説明した、短いライン状レーザビーム照射位置の繋ぎ目部分における加工品質の問題は生じない。このため良好な品質のレーザアニールを実現することができる。   For this reason, it is possible to prevent the semiconductor wafer 51 from being contaminated by dust generated by irradiating the fixed stage 60 with the laser beam. Moreover, the problem of the processing quality in the joint part of the short line-shaped laser beam irradiation position demonstrated with reference to FIG. 6 (B) does not arise. For this reason, laser annealing with good quality can be realized.

また、半導体ウエハ51以外の部分にレーザビームが照射されないため、高いエネルギ効率でレーザアニールを実施することができる。   In addition, since the laser beam is not irradiated on portions other than the semiconductor wafer 51, laser annealing can be performed with high energy efficiency.

更に、固定ステージ60を用いて活性化アニールを行うので、半導体ウエハの移動ステージによる移動や位置決めに要する時間が不要となる。このため高い時間効率でレーザアニールを行うことができる。   Furthermore, since activation annealing is performed using the fixed stage 60, the time required for the movement and positioning of the semiconductor wafer by the moving stage becomes unnecessary. For this reason, laser annealing can be performed with high time efficiency.

また、高価な精密位置決め移動ステージでなく、半導体ウエハ51を保持する安価な固定ステージ60を利用するため、安価な装置構成でのレーザアニールを実現することができる。   Further, since an inexpensive fixed stage 60 that holds the semiconductor wafer 51 is used instead of an expensive precision positioning movement stage, laser annealing can be realized with an inexpensive apparatus configuration.

図2(A)〜(C)を参照して、第1の実施例によるレーザ加工方法について説明する。   With reference to FIGS. 2A to 2C, a laser processing method according to the first embodiment will be described.

図2(A)は、第1の実施例によるレーザ加工装置を示す概略図である。第1の実施例によるレーザ加工装置は、レーザ光源10、バリアブルアッテネータ11、強度分布調節器12、アキシコンレンズ(円錐状レンズ)13、レンズ移動機構13a、結像レンズ14、制御装置15及び固定ステージ60を含んで構成される。   FIG. 2A is a schematic diagram showing a laser processing apparatus according to the first embodiment. The laser processing apparatus according to the first embodiment includes a laser light source 10, a variable attenuator 11, an intensity distribution adjuster 12, an axicon lens (conical lens) 13, a lens moving mechanism 13a, an imaging lens 14, a control device 15, and a fixed. A stage 60 is included.

たとえばNd:YLFレーザ発振器を備えるレーザ光源10からNd:YLFレーザの2倍高調波(波長527nm)であるパルスレーザビーム30が出射する。パルスレーザビーム30の断面形状はたとえば円形であり、断面内の光強度はガウス分布である。パルスレーザビーム30は入射するレーザビームの光強度(単位面積を単位時間に通過するエネルギの時間平均値)を可変の減衰率で減衰させることができるバリアブルアッテネータ11に入射して光強度を減衰され、強度分布調節器12でビーム断面内の光強度を均一化された後、ビームの進行方向に垂直な断面形状が円輪状となるビームを形成するアキシコンレンズ13に入射する。アキシコンレンズ13はレンズ移動機構13aに、パルスレーザビーム30の進行方向(光軸方向)に移動可能に保持されている。アキシコンレンズ13によって円輪状に整形されたパルスレーザビーム30は、結像レンズ14を経て固定ステージ60上に保持された半導体ウエハ51に入射し、半導体ウエハ51の活性化アニールが行われる。結像レンズ14は、パルスレーザビーム30の光路上の仮想面40におけるパルスレーザビーム30を半導体ウエハ51上に結像(転写)する。固定ステージ60は、XYステージ等とは異なり、半導体ウエハ51を移動させる機能を有していない。このため半導体ウエハ51は、活性化アニールの期間中、空間的に固定されている。バリアブルアッテネータ11によるパルスレーザビーム30の光強度の減衰率の制御、及びレンズ移動機構13aによるアキシコンレンズ13の移動の制御は、制御装置15によって行われる。   For example, a pulsed laser beam 30 that is a second harmonic (wavelength 527 nm) of an Nd: YLF laser is emitted from a laser light source 10 including an Nd: YLF laser oscillator. The cross-sectional shape of the pulse laser beam 30 is circular, for example, and the light intensity in the cross-section has a Gaussian distribution. The pulse laser beam 30 is incident on a variable attenuator 11 that can attenuate the light intensity of the incident laser beam (time average value of energy passing through a unit area per unit time) with a variable attenuation factor, and the light intensity is attenuated. After the light intensity in the beam cross section is made uniform by the intensity distribution controller 12, the light enters the axicon lens 13 that forms a beam whose cross section perpendicular to the beam traveling direction is an annular shape. The axicon lens 13 is held by the lens moving mechanism 13a so as to be movable in the traveling direction (optical axis direction) of the pulse laser beam 30. The pulse laser beam 30 shaped into an annular shape by the axicon lens 13 is incident on the semiconductor wafer 51 held on the fixed stage 60 through the imaging lens 14, and activation annealing of the semiconductor wafer 51 is performed. The imaging lens 14 images (transfers) the pulse laser beam 30 on the virtual surface 40 on the optical path of the pulse laser beam 30 onto the semiconductor wafer 51. Unlike the XY stage and the like, the fixed stage 60 does not have a function of moving the semiconductor wafer 51. For this reason, the semiconductor wafer 51 is spatially fixed during the activation annealing period. The control unit 15 controls the attenuation rate of the light intensity of the pulse laser beam 30 by the variable attenuator 11 and the movement of the axicon lens 13 by the lens moving mechanism 13a.

図2(B)を参照して、強度分布調節器12の構成及び作用について説明する。図2(B)は、強度分布調節器12を、それに入射するレーザビームの光軸に直交する視線で見た断面図である。強度分布調節器12は、2枚の非球面レンズであるレンズ12a(強度変換レンズ)及びレンズ12b(位相補正レンズ)を含んで構成される。強度分布調節器12は、以下に説明するように、断面内の強度分布がガウス分布で、断面形状が円形のレーザビームが入射したとき、ビーム断面内の強度分布を、強度がビーム断面内で一定である分布(トップフラットな分布)に近づける。   With reference to FIG. 2 (B), the structure and effect | action of the intensity distribution regulator 12 are demonstrated. FIG. 2B is a cross-sectional view of the intensity distribution adjuster 12 as seen from a line of sight orthogonal to the optical axis of the laser beam incident thereon. The intensity distribution controller 12 includes a lens 12a (intensity conversion lens) and a lens 12b (phase correction lens) which are two aspheric lenses. As will be described below, the intensity distribution adjuster 12 indicates the intensity distribution in the beam cross section when the intensity distribution in the cross section is a Gaussian distribution and the cross section is circular, and the intensity is within the beam cross section. Close to a constant distribution (top flat distribution).

バリアブルアッテネータ11を出射したパルスレーザビーム30が、レンズ12aに入射する。図2(B)の左端のグラフに示すように、入射光のビーム断面内の強度は、ビーム断面の中心で高く、周辺に向かうにつれ低くなる。レンズ12aは、ビーム断面の中心が入射する部分で薄く、そこからレンズの縁に向かうにつれ厚くなり、ある位置で厚さが最大となり、厚さが最大の位置からさらにレンズの縁に向かうにつれ薄くなる。レンズ12aが、ビーム断面の中心部分に対し凹レンズとして作用して入射光を拡散させ、ビーム断面の周辺部分に対し凸レンズとして作用して入射光を収束させる。   The pulsed laser beam 30 emitted from the variable attenuator 11 enters the lens 12a. As shown in the graph at the left end of FIG. 2B, the intensity of the incident light in the beam cross section is high at the center of the beam cross section and decreases as it goes toward the periphery. The lens 12a is thin at the portion where the center of the beam cross-section is incident, and becomes thicker from the position toward the edge of the lens. The lens 12a has the maximum thickness at a certain position, and is thinned from the position where the thickness is maximum to the edge of the lens. Become. The lens 12a acts as a concave lens on the central portion of the beam cross section to diffuse the incident light, and acts as a convex lens on the peripheral portion of the beam cross section to converge the incident light.

これにより、レンズ12aから出射したレーザビームの断面内で、中心部分の強度が相対的に低下し、周辺部分の強度が相対的に上昇する。レンズ12aから所定距離だけ離れた仮想面12cにおいて、図2(B)の右端のグラフに示すように、ビーム断面内の強度がほぼ一定となる。   Thereby, in the cross section of the laser beam radiate | emitted from the lens 12a, the intensity | strength of a center part falls relatively and the intensity | strength of a peripheral part rises relatively. On the virtual plane 12c that is a predetermined distance away from the lens 12a, the intensity in the beam cross section is substantially constant as shown in the graph at the right end of FIG.

仮想面12cを通過した後、レンズ12aの作用により、ビーム断面の中心部分の光は、さらに拡散し、周辺部分の光は、さらに収束される。よって、仮想面12cを通過したレーザビームの断面内で、均一化された強度分布が保たれなくなる。均一化された強度分布が保たれるようにするため、仮想面12cの近傍に、レンズ12bが配置される。   After passing through the virtual surface 12c, the light at the central portion of the beam cross section is further diffused and the light at the peripheral portion is further converged by the action of the lens 12a. Therefore, a uniform intensity distribution cannot be maintained within the cross section of the laser beam that has passed through the virtual plane 12c. In order to maintain a uniform intensity distribution, the lens 12b is disposed in the vicinity of the virtual surface 12c.

レンズ12bは、ビーム断面の中心が入射する部分で厚く、そこからレンズの縁に向かうにつれ薄くなり、ある位置で厚さが最小となり、厚さが最小の位置からさらにレンズの縁に向かうにつれ厚くなる。レンズ12bが、ビーム断面の中心部分に対し凸レンズとして作用し、ビーム断面の周辺部分に対し凹レンズとして作用することにより、レンズ12bから出射したレーザビームが、ビーム断面内でほぼ均一な強度を有する平行光となるようにできる。   The lens 12b is thick at the part where the center of the beam cross-section is incident, and becomes thinner as it goes from the position toward the edge of the lens. Become. The lens 12b acts as a convex lens on the central part of the beam cross section and acts as a concave lens on the peripheral part of the beam cross section, so that the laser beam emitted from the lens 12b has a parallel intensity having a substantially uniform intensity in the beam cross section. Can be light.

なお、図2(B)に示すのは強度分布調節器の一例であって、たとえばDOEを用いて同様の機能を実現することも可能である。   Note that FIG. 2B shows an example of an intensity distribution controller, and a similar function can be realized by using, for example, a DOE.

図2(C)は、アキシコンレンズ13を含む概略的な斜視図である。アキシコンレンズ13に、均一な光強度分布を有する平行ビームであるパルスレーザビーム30が入射する。パルスレーザビーム30は、円錐の母線方向に沿って広がり、全体としては円錐の中心軸方向に進行するレーザビームに整形されてアキシコンレンズ13から出射する。当該レーザビームを進行方向に垂直な平面で切った断面は円輪状である。円輪状のレーザビームの半径は、アキシコンレンズ13からビーム進行方向への距離が大きくなるに従って大きくなる。他方、円輪状のレーザビームの幅は、アキシコンレンズ13からの距離によらず一定となり、アキシコンレンズ13に入射するパルスレーザビーム30の半径に等しい。   FIG. 2C is a schematic perspective view including the axicon lens 13. A pulse laser beam 30 that is a parallel beam having a uniform light intensity distribution is incident on the axicon lens 13. The pulse laser beam 30 spreads along the direction of the generatrix of the cone, and is shaped into a laser beam that travels in the direction of the central axis of the cone as a whole and is emitted from the axicon lens 13. A cross section obtained by cutting the laser beam along a plane perpendicular to the traveling direction has an annular shape. The radius of the annular laser beam increases as the distance from the axicon lens 13 in the beam traveling direction increases. On the other hand, the width of the annular laser beam is constant regardless of the distance from the axicon lens 13 and is equal to the radius of the pulsed laser beam 30 incident on the axicon lens 13.

レンズ移動機構13aでアキシコンレンズ13を移動させることにより、仮想面40の位置における円輪状レーザビームの半径が変化する。仮想面40の位置における円輪状のレーザビームの半径をレーザパルスごとに変化させながら、当該位置のビーム断面を結像レンズ14で半導体ウエハ51上に結像させることにより、半導体ウエハ51上において、半導体ウエハ51の中心を中心とする同心円状にレーザビームを走査することができる。   By moving the axicon lens 13 by the lens moving mechanism 13a, the radius of the annular laser beam at the position of the virtual surface 40 changes. While changing the radius of the annular laser beam at the position of the virtual plane 40 for each laser pulse, the beam cross section at that position is imaged on the semiconductor wafer 51 by the imaging lens 14. The laser beam can be scanned concentrically around the center of the semiconductor wafer 51.

アキシコンレンズ13をパルスレーザビーム30の進行方向と反対方向に移動させることで、半導体ウエハ51上における円輪状照射領域の半径をレーザパルスごとに増加させながら、半導体ウエハ51の半径方向に沿い内側から外側に向かってビーム走査を行うことができる。また逆に、アキシコンレンズ13をレーザビーム30の進行方向と同じ方向に移動させることで、半導体ウエハ51上における円輪状照射領域の半径をレーザパルスごとに減少させながら、半導体ウエハ51の半径方向に沿い外側から内側に向かってビーム走査を行うことが可能である。   By moving the axicon lens 13 in the direction opposite to the traveling direction of the pulse laser beam 30, the radius of the annular irradiation region on the semiconductor wafer 51 is increased for each laser pulse, and the inner side along the radial direction of the semiconductor wafer 51 is increased. Beam scanning can be performed from the outside toward the outside. Conversely, by moving the axicon lens 13 in the same direction as the traveling direction of the laser beam 30, the radius of the annular irradiation region on the semiconductor wafer 51 is decreased for each laser pulse, while the radial direction of the semiconductor wafer 51 is increased. It is possible to scan the beam from the outside toward the inside along.

制御装置15は、ビーム照射領域における光強度が、加工中、すべてのレーザパルスに共通して等しい一定値となる条件で、各レーザパルスが半導体ウエハ51に入射するように、アキシコンレンズ13の移動に応じてバリアブルアッテネータ11の減衰率を制御する。また、加工において、半導体ウエハ51に投入する単位面積当たりのエネルギが、半導体ウエハ51上の場所によらず一定となるように、半導体ウエハ51上へのレーザビームの入射を制御する。   The control device 15 controls the axicon lens 13 so that each laser pulse is incident on the semiconductor wafer 51 under the condition that the light intensity in the beam irradiation region becomes a constant value common to all the laser pulses during processing. The attenuation rate of the variable attenuator 11 is controlled according to the movement. Further, in the processing, the incidence of the laser beam on the semiconductor wafer 51 is controlled so that the energy per unit area input to the semiconductor wafer 51 is constant regardless of the location on the semiconductor wafer 51.

第1の実施例においては、半導体ウエハ51上における円輪状照射領域の幅は半径によらず一定であるから、円輪状照射領域の半径を増加させる場合には、バリアブルアッテネータ11の減衰率を小さくする。   In the first embodiment, since the width of the annular irradiation region on the semiconductor wafer 51 is constant regardless of the radius, the attenuation factor of the variable attenuator 11 is reduced when the radius of the annular irradiation region is increased. To do.

こうして固定ステージ60上にレーザビームを入射させることなく、半導体ウエハ51にレーザビームを照射し、半導体ウエハ51の活性化アニールを行う。   In this way, the semiconductor wafer 51 is irradiated with the laser beam without causing the laser beam to be incident on the fixed stage 60, and activation annealing of the semiconductor wafer 51 is performed.

図3(A)及び(B)を参照して、第2の実施例によるレーザ加工方法について説明する。   With reference to FIGS. 3A and 3B, a laser processing method according to the second embodiment will be described.

図3(A)は、第2の実施例によるレーザ加工装置を示す概略図である。移動可能に保持されたアキシコンレンズ13の代わりにレーザビームの光路上に固定的に配置された2つのアキシコンレンズ13x、13yを備えている点、及び、結像レンズ14に代えて拡大・縮小結像光学系16を含んでいる点において、第1の実施例によるレーザ加工装置とは異なる。   FIG. 3A is a schematic view showing a laser processing apparatus according to the second embodiment. In place of the axicon lens 13 held movably, two axicon lenses 13x and 13y fixedly arranged on the optical path of the laser beam are provided. The laser processing apparatus according to the first embodiment is different from the laser processing apparatus according to the first embodiment in that the reduction imaging optical system 16 is included.

図3(B)は、アキシコンレンズ13x、13yを含む概略的な斜視図である。アキシコンレンズ13x、13yは、円錐状部分の頂点が互いに対向するように、同軸に(中心軸が一致するように)配置される。パルスレーザビーム30は、アキシコンレンズ13xにより円錐の母線方向に沿って広がり、全体として円錐の中心軸方向に進行するレーザビームに整形された後、アキシコンレンズ13yの円錐状部分の側面に入射する。アキシコンレンズ13yを出射するレーザビームは、円筒面をその中心軸と平行な方向に進行する平行ビームとなる。   FIG. 3B is a schematic perspective view including axicon lenses 13x and 13y. The axicon lenses 13x and 13y are arranged coaxially (so that the central axes coincide) so that the apexes of the conical portions face each other. The pulse laser beam 30 spreads along the generatrix direction of the cone by the axicon lens 13x, is shaped into a laser beam that travels in the direction of the central axis of the cone as a whole, and then enters the side surface of the conical portion of the axicon lens 13y. To do. The laser beam emitted from the axicon lens 13y becomes a parallel beam that travels in a direction parallel to the central axis of the cylindrical surface.

当該レーザビームを進行方向に垂直な平面で切った断面は円輪状である。円輪状のレーザビームの半径及び幅は、アキシコンレンズ13yからビーム進行方向への距離によらず一定である。なお、円輪状のレーザビームの幅は、アキシコンレンズ13xに入射するパルスレーザビーム30の半径に等しい。   A cross section obtained by cutting the laser beam along a plane perpendicular to the traveling direction has an annular shape. The radius and width of the annular laser beam are constant regardless of the distance from the axicon lens 13y in the beam traveling direction. The width of the annular laser beam is equal to the radius of the pulsed laser beam 30 incident on the axicon lens 13x.

アキシコンレンズ13yを出射した円輪状の平行ビームは、拡大・縮小結像光学系16に入射する。拡大・縮小結像光学系16は、円輪状ビームを、その半径と幅の比率を一定に保ったまま、拡大、縮小して、半導体ウエハ51上に結像させる。   The ring-shaped parallel beam emitted from the axicon lens 13 y enters the enlargement / reduction imaging optical system 16. The enlargement / reduction imaging optical system 16 enlarges and reduces the ring-shaped beam while maintaining the ratio of the radius and the width constant, and forms an image on the semiconductor wafer 51.

拡大・縮小結像光学系16が、平行ビームの円輪状断面を、レーザパルスごとに結像(転写)倍率を変えながら、半導体ウエハ51上に結像(転写)することにより、半導体ウエハ51上において、半導体ウエハ51の中心を中心とする同心円状にレーザビームを走査することができる。   The enlargement / reduction imaging optical system 16 forms (transfers) an annular cross section of a parallel beam on the semiconductor wafer 51 while changing the imaging (transfer) magnification for each laser pulse. The laser beam can be scanned concentrically around the center of the semiconductor wafer 51.

拡大・縮小結像光学系16の結像倍率をレーザパルスごとに増加させることで、半導体ウエハ51の半径方向に沿い内側から外側に向かってビーム走査を行うことができる。また逆に、結像倍率をレーザパルスごとに減少させることで、半導体ウエハ51の半径方向に沿い外側から内側に向かってビーム走査を行うことが可能である。   By increasing the imaging magnification of the enlarging / reducing imaging optical system 16 for each laser pulse, beam scanning can be performed from the inside to the outside along the radial direction of the semiconductor wafer 51. Conversely, by reducing the imaging magnification for each laser pulse, beam scanning can be performed from the outside toward the inside along the radial direction of the semiconductor wafer 51.

制御装置15は、ビーム照射領域における光強度が、加工中、すべてのレーザパルスに共通して等しい一定値となる条件で、各レーザパルスが半導体ウエハ51に入射するように、結像倍率に応じてバリアブルアッテネータ11の減衰率を制御する。結像倍率を増加させる場合には、バリアブルアッテネータ11の減衰率を小さくする。また、半導体ウエハ51に入射する円輪状レーザビームの半径が拡大する速さの絶対値と、当該円輪状レーザビームの幅とが比例するように、レーザビームの走査を制御する。更に、加工において、半導体ウエハ51に投入する単位面積当たりのエネルギが、半導体ウエハ51上の場所によらず一定となるように、半導体ウエハ51上へのレーザビームの入射を制御する。   The control device 15 responds to the imaging magnification so that each laser pulse is incident on the semiconductor wafer 51 under the condition that the light intensity in the beam irradiation region is equal to a constant value common to all laser pulses during processing. Thus, the attenuation rate of the variable attenuator 11 is controlled. When increasing the imaging magnification, the attenuation factor of the variable attenuator 11 is reduced. Further, the scanning of the laser beam is controlled so that the absolute value of the speed at which the radius of the annular laser beam incident on the semiconductor wafer 51 expands is proportional to the width of the annular laser beam. Further, in the processing, the incidence of the laser beam on the semiconductor wafer 51 is controlled so that the energy per unit area to be introduced into the semiconductor wafer 51 is constant regardless of the location on the semiconductor wafer 51.

こうして固定ステージ60上にレーザビームを入射させることなく、半導体ウエハ51にレーザビームを照射し、半導体ウエハ51の活性化アニールを行う。   In this way, the semiconductor wafer 51 is irradiated with the laser beam without causing the laser beam to be incident on the fixed stage 60, and activation annealing of the semiconductor wafer 51 is performed.

図4(A)及び(B)を参照して、第3の実施例によるレーザ加工方法について説明する。   With reference to FIGS. 4A and 4B, a laser processing method according to the third embodiment will be described.

図4(A)は、第3の実施例によるレーザ加工装置を示す概略図である。アキシコンレンズ13yと拡大・縮小結像光学系16との間のレーザビームの光路上に、トーラス型レンズ(円輪シリンドリカルレンズ)17を備えている点において、第2の実施例によるレーザ加工装置とは異なる。また、第3の実施例によるレーザ加工装置は、トーラス型レンズ17をレーザビームの進行方向(光軸方向)に移動可能に保持するレンズ移動機構17aを備えている。更に、第3の実施例によるレーザ加工装置は、バリアブルアッテネータを含んでいない。   FIG. 4A is a schematic view showing a laser processing apparatus according to the third embodiment. A laser processing apparatus according to the second embodiment in that a torus type lens (annular cylindrical lens) 17 is provided on the optical path of the laser beam between the axicon lens 13y and the magnification / reduction imaging optical system 16. Is different. The laser processing apparatus according to the third embodiment includes a lens moving mechanism 17a that holds the torus lens 17 so as to be movable in the laser beam traveling direction (optical axis direction). Furthermore, the laser processing apparatus according to the third embodiment does not include a variable attenuator.

図4(B)は、トーラス型レンズ17を含む概略的な斜視図である。円錐状部分の頂点が互いに対向するように、同軸に(中心軸が一致するように)配置されたアキシコンレンズ13x、13yにより、断面形状を円輪状の平行ビームとされてアキシコンレンズ13yを出射したレーザビームは、トーラス型レンズ17に入射する。トーラス型レンズ17はドーナツ型の特殊レンズで、その半径は入射する円輪状の平行ビームの半径と等しい。また、トーラス型レンズ17は、入射する円輪状平行ビームの幅以上の幅を有している。   FIG. 4B is a schematic perspective view including the torus type lens 17. The axicon lenses 13x and 13y are arranged coaxially (so that the central axes coincide with each other) so that the apexes of the conical portions are opposed to each other. The emitted laser beam enters the torus lens 17. The torus-type lens 17 is a donut-type special lens, and its radius is equal to the radius of the incident ring-shaped parallel beam. The torus lens 17 has a width equal to or greater than the width of the incident ring-shaped parallel beam.

トーラス型レンズ17を出射するレーザビームは、ビームの進行方向に垂直な断面形状を円輪状とするレーザビームである。この円輪状レーザビームの幅は、レーザビームの進行方向に沿う距離が大きくなるにしたがって小さくなる。他方、この円輪状レーザビームの半径は、レーザビームの進行方向に沿う距離によらず一定である。   The laser beam emitted from the torus type lens 17 is a laser beam having a circular shape in cross section perpendicular to the traveling direction of the beam. The width of the annular laser beam decreases as the distance along the direction of travel of the laser beam increases. On the other hand, the radius of the annular laser beam is constant regardless of the distance along the traveling direction of the laser beam.

第3の実施例によるレーザ加工方法においては、レンズ移動機構17aでトーラス型レンズ17をレーザビームの進行方向と平行な方向に移動させて、拡大・縮小結像光学系16により半導体ウエハ51上に転写される位置(共役な位置)の円輪状ビームの幅を変化させる。これを1つのパラメータとして、半導体ウエハ51に照射される円輪状ビームの幅を制御することができる。また、拡大・縮小結像光学系16の結像(転写)倍率を変化させて、半導体ウエハ51に照射される円輪状ビームの半径及び幅を変化させることができる。   In the laser processing method according to the third embodiment, the torus type lens 17 is moved in a direction parallel to the traveling direction of the laser beam by the lens moving mechanism 17a, and is applied onto the semiconductor wafer 51 by the enlargement / reduction imaging optical system 16. The width of the annular beam at the transfer position (conjugate position) is changed. With this as one parameter, the width of the annular beam irradiated onto the semiconductor wafer 51 can be controlled. Further, by changing the imaging (transfer) magnification of the enlargement / reduction imaging optical system 16, the radius and width of the annular beam irradiated on the semiconductor wafer 51 can be changed.

制御装置15は、半導体ウエハ51上における円輪状入射ビームの半径と幅との積が、活性化アニール中常に一定となるように、レンズ移動機構17aによるトーラス型レンズ17の移動と、拡大・縮小結像光学系16の結像(転写)倍率とを、レーザパルスごとに制御する。このような制御を行うことにより、半導体ウエハ51上のビーム照射領域における光強度を、加工中、すべてのレーザパルスに共通して等しい一定値とすることができる。また、半導体ウエハ51に入射する円輪状レーザビームの半径が拡大する速さの絶対値と、当該円輪状レーザビームの幅とが比例するように、レーザビームの走査を制御する。更に、加工において、半導体ウエハ51に投入する単位面積当たりのエネルギが、半導体ウエハ51上の場所によらず一定となるように、半導体ウエハ51上へのレーザビームの入射を制御する。   The control device 15 moves and enlarges / reduces the torus type lens 17 by the lens moving mechanism 17a so that the product of the radius and width of the annular incident beam on the semiconductor wafer 51 is always constant during the activation annealing. The imaging (transfer) magnification of the imaging optical system 16 is controlled for each laser pulse. By performing such control, the light intensity in the beam irradiation region on the semiconductor wafer 51 can be set to an equal constant value common to all laser pulses during processing. Further, the scanning of the laser beam is controlled so that the absolute value of the speed at which the radius of the annular laser beam incident on the semiconductor wafer 51 expands is proportional to the width of the annular laser beam. Further, in the processing, the incidence of the laser beam on the semiconductor wafer 51 is controlled so that the energy per unit area to be introduced into the semiconductor wafer 51 is constant regardless of the location on the semiconductor wafer 51.

半導体ウエハ51上におけるレーザビームの走査については、第2の実施例と同様である。拡大・縮小結像光学系16の結像(転写)倍率をレーザパルスごとに増加させる、または減少させることで、半導体ウエハ51の半径方向に沿い、半導体ウエハ51の中心を中心とする同心円状にレーザビームを走査することができる。   The laser beam scanning on the semiconductor wafer 51 is the same as in the second embodiment. By increasing or decreasing the imaging (transfer) magnification of the enlarging / reducing imaging optical system 16 for each laser pulse, a concentric circle is formed around the center of the semiconductor wafer 51 along the radial direction of the semiconductor wafer 51. A laser beam can be scanned.

こうして固定ステージ60上にレーザビームを入射させることなく、半導体ウエハ51にレーザビームを照射し、半導体ウエハ51の活性化アニールを行う。   In this way, the semiconductor wafer 51 is irradiated with the laser beam without causing the laser beam to be incident on the fixed stage 60, and activation annealing of the semiconductor wafer 51 is performed.

第1及び第2の実施例によるレーザ加工方法においては、制御装置15は、ビーム照射領域における光強度が、すべてのレーザパルスに共通して等しい一定値となる条件で、各レーザパルスが半導体ウエハ51に入射するように、バリアブルアッテネータ11の減衰率を制御した。これらのレーザ加工方法を実施するレーザ加工装置においては、簡易な装置構成を採用することができるという利点がある。   In the laser processing methods according to the first and second embodiments, the control device 15 determines that each laser pulse is a semiconductor wafer under the condition that the light intensity in the beam irradiation region is equal to a constant value common to all laser pulses. The attenuation factor of the variable attenuator 11 was controlled so as to enter the beam 51. In a laser processing apparatus that performs these laser processing methods, there is an advantage that a simple apparatus configuration can be adopted.

しかし半径の小さい円輪状レーザビームを照射する場合など、ビーム照射領域の面積が小さいときには、バリアブルアッテネータ11の減衰率を大きくして、レーザパルスのパルスエネルギを小さくしなければならない。   However, when the area of the beam irradiation region is small, such as when irradiating an annular laser beam with a small radius, the attenuation factor of the variable attenuator 11 must be increased to reduce the pulse energy of the laser pulse.

これに対し、第3の実施例によるレーザ加工方法においては、レーザ光源10を出射したレーザビームの光強度を、バリアブルアッテネータで減衰させる必要がないため、高エネルギ効率、高生産性で活性化アニールを行うことができる。この点は、以下に説明する第4の実施例によるレーザ加工方法においても同様である。   On the other hand, in the laser processing method according to the third embodiment, since it is not necessary to attenuate the light intensity of the laser beam emitted from the laser light source 10 with a variable attenuator, activation annealing is performed with high energy efficiency and high productivity. It can be performed. This also applies to the laser processing method according to the fourth embodiment described below.

図5(A)〜(C)を参照して、第4の実施例によるレーザ加工方法について説明する。   With reference to FIGS. 5A to 5C, a laser processing method according to the fourth embodiment will be described.

図5(A)は、第4の実施例によるレーザ加工装置を示す概略図である。第4の実施例によるレーザ加工装置は、トーラス型レンズとトーラス型レンズを移動可能に保持するレンズ移動機構を含まない点、及びアキシコンレンズ13yをレーザビームの進行方向(光軸方向)に移動可能に保持するレンズ移動機構13bを備える点において、第3の実施例によるレーザ加工装置と異なる。   FIG. 5A is a schematic view showing a laser processing apparatus according to the fourth embodiment. The laser processing apparatus according to the fourth embodiment does not include a torus type lens and a lens moving mechanism that holds the torus type lens movably, and moves the axicon lens 13y in the laser beam traveling direction (optical axis direction). The laser processing apparatus according to the third embodiment is different from the laser processing apparatus according to the third embodiment in that a lens moving mechanism 13b that can be held is provided.

図5(B)及び(C)は、アキシコンレンズ13x、13yを含む概略的な斜視図である。円錐状部分の頂点が互いに対向するように、同軸に(中心軸が一致するように)配置されたアキシコンレンズ13x、13yにより、図3(B)を参照して説明したように、進行方向に垂直な断面が円輪状の平行レーザビームがアキシコンレンズ13yを出射する。   5B and 5C are schematic perspective views including the axicon lenses 13x and 13y. As described with reference to FIG. 3 (B), the axicon lenses 13x and 13y are arranged coaxially so that the apexes of the conical portions face each other (the central axes coincide). A parallel laser beam having a circular cross section perpendicular to the beam exits the axicon lens 13y.

アキシコンレンズ13x、13y間の距離が変動する場合、アキシコンレンズ13yを出射する円輪状レーザビームの半径は変化する。図5(B)は、アキシコンレンズ13x、13y間の距離が小さい場合を示し、図5(C)は、両者間の距離が大きい場合を示す。両図からわかるように、アキシコンレンズ13x、13y間の距離が大きくなるにしたがって、アキシコンレンズ13yを出射する円輪状レーザビームの半径は大きくなる。   When the distance between the axicon lenses 13x and 13y varies, the radius of the annular laser beam emitted from the axicon lens 13y changes. FIG. 5B shows a case where the distance between the axicon lenses 13x and 13y is small, and FIG. 5C shows a case where the distance between the two is large. As can be seen from both figures, as the distance between the axicon lenses 13x and 13y increases, the radius of the annular laser beam emitted from the axicon lens 13y increases.

他方、円輪状のレーザビームの幅は、アキシコンレンズ13x、13y間の距離が変動しても一定で、アキシコンレンズ13xに入射するパルスレーザビーム30の半径に等しい。   On the other hand, the width of the annular laser beam is constant even when the distance between the axicon lenses 13x and 13y varies, and is equal to the radius of the pulsed laser beam 30 incident on the axicon lens 13x.

また、アキシコンレンズ13yを出射する円輪状レーザビームは平行ビームであるため、円輪状レーザビームの半径及び幅は、ビーム進行方向への距離によらず、アキシコンレンズ13y出射時と等しい。   Further, since the annular laser beam emitted from the axicon lens 13y is a parallel beam, the radius and width of the annular laser beam are equal to those when the axicon lens 13y is emitted, regardless of the distance in the beam traveling direction.

アキシコンレンズ13yを出射した円輪状レーザビームは、拡大・縮小結像光学系16に入射する。レンズ移動機構13bでアキシコンレンズ13yをレーザビームの進行方向と平行な方向に移動することにより、一定幅の円輪状レーザビームを、半径を変化させながら、拡大・縮小結像光学系16に入射させることができる。   The annular laser beam emitted from the axicon lens 13 y enters the enlargement / reduction imaging optical system 16. By moving the axicon lens 13y in a direction parallel to the traveling direction of the laser beam by the lens moving mechanism 13b, an annular laser beam having a constant width is incident on the enlargement / reduction imaging optical system 16 while changing the radius. Can be made.

第4の実施例によるレーザ加工方法においては、レンズ移動機構13bでアキシコンレンズ13yをレーザビームの進行方向と平行な方向に移動させて、拡大・縮小結像光学系16により半導体ウエハ51上に転写される位置(共役な位置)の円輪状ビームの半径を変化させる。これを1つのパラメータとして、半導体ウエハ51に照射される円輪状ビームの半径を制御することができる。また、拡大・縮小結像光学系16の結像(転写)倍率を変化させて、半導体ウエハ51に照射される円輪状ビームの半径及び幅を変化させることができる。   In the laser processing method according to the fourth embodiment, the axicon lens 13y is moved in the direction parallel to the traveling direction of the laser beam by the lens moving mechanism 13b, and is applied onto the semiconductor wafer 51 by the enlargement / reduction imaging optical system 16. The radius of the annular beam at the transfer position (conjugate position) is changed. With this as one parameter, the radius of the annular beam irradiated onto the semiconductor wafer 51 can be controlled. Further, by changing the imaging (transfer) magnification of the enlargement / reduction imaging optical system 16, the radius and width of the annular beam irradiated on the semiconductor wafer 51 can be changed.

制御装置15は、半導体ウエハ51上における円輪状入射ビームの半径と幅との積が、活性化アニール中常に一定となるように、レンズ移動機構13bによるアキシコンレンズ13yの移動と、拡大・縮小結像光学系16の結像(転写)倍率とを、レーザパルスごとに制御する。このような制御を行うことにより、半導体ウエハ51上のビーム照射領域における光強度を、加工中、すべてのレーザパルスに共通して等しい一定値とすることができる。また、半導体ウエハ51に入射する円輪状レーザビームの半径が拡大する速さの絶対値と、当該円輪状レーザビームの幅とが比例するように、レーザビームの走査を制御する。更に、加工において、半導体ウエハ51に投入する単位面積当たりのエネルギが、半導体ウエハ51上の場所によらず一定となるように、半導体ウエハ51上へのレーザビームの入射を制御する。   The control device 15 moves the axicon lens 13y by the lens moving mechanism 13b and enlarges / reduces so that the product of the radius and width of the annular incident beam on the semiconductor wafer 51 is always constant during the activation annealing. The imaging (transfer) magnification of the imaging optical system 16 is controlled for each laser pulse. By performing such control, the light intensity in the beam irradiation region on the semiconductor wafer 51 can be set to an equal constant value common to all laser pulses during processing. Further, the scanning of the laser beam is controlled so that the absolute value of the speed at which the radius of the annular laser beam incident on the semiconductor wafer 51 expands is proportional to the width of the annular laser beam. Further, in the processing, the incidence of the laser beam on the semiconductor wafer 51 is controlled so that the energy per unit area to be introduced into the semiconductor wafer 51 is constant regardless of the location on the semiconductor wafer 51.

半導体ウエハ51上におけるレーザビームの走査については、第2及び第3の実施例と同様である。拡大・縮小結像光学系16の結像(転写)倍率をレーザパルスごとに増加させる、または減少させることで、半導体ウエハ51の半径方向に沿い、半導体ウエハ51の中心を中心とする同心円状にレーザビームを走査することができる。   The scanning of the laser beam on the semiconductor wafer 51 is the same as in the second and third embodiments. By increasing or decreasing the imaging (transfer) magnification of the enlarging / reducing imaging optical system 16 for each laser pulse, a concentric circle is formed around the center of the semiconductor wafer 51 along the radial direction of the semiconductor wafer 51. A laser beam can be scanned.

こうして固定ステージ60上にレーザビームを入射させることなく、半導体ウエハ51にレーザビームを照射し、半導体ウエハ51の活性化アニールを行う。   In this way, the semiconductor wafer 51 is irradiated with the laser beam without causing the laser beam to be incident on the fixed stage 60, and activation annealing of the semiconductor wafer 51 is performed.

第4の実施例によるレーザ加工方法においては、トーラス型レンズを使用しない。このため、第3の実施例に比べ安価な装置構成で活性化アニールを行うことができる。   In the laser processing method according to the fourth embodiment, no torus type lens is used. For this reason, activation annealing can be performed with an inexpensive apparatus configuration as compared with the third embodiment.

なお、第4の実施例によるレーザ加工方法においては、出射側アキシコンレンズ13yをレーザビームの進行方向と平行な方向に移動させたが、入射側アキシコンレンズ13xを移動させてもよい。   In the laser processing method according to the fourth embodiment, the exit-side axicon lens 13y is moved in a direction parallel to the traveling direction of the laser beam, but the incident-side axicon lens 13x may be moved.

以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。   As mentioned above, although this invention was demonstrated along the Example, this invention is not limited to these.

たとえば、実施例においてはパルスレーザビームを用い、半導体ウエハ上のビーム照射領域における光強度が、すべてのレーザパルスに共通して等しい一定値となるように制御した。連続波のレーザビームを用い、半導体ウエハ上のビーム照射領域における光強度が一定となるように制御してもよい。   For example, in the embodiment, a pulsed laser beam is used, and the light intensity in the beam irradiation region on the semiconductor wafer is controlled to be an equal constant value common to all the laser pulses. A continuous wave laser beam may be used to control the light intensity in the beam irradiation region on the semiconductor wafer to be constant.

光強度は厳密に一定値とならなくてもよい。円輪状レーザビームの半径が変化したとき、円輪状レーザビームの同一方位上(半径方向)のピーク強度の変化を抑制する向きに、レーザ光源の出力または円輪状レーザビームの幅を変化させることで効果は得られるだろう。   The light intensity does not have to be strictly constant. When the radius of the annular laser beam changes, the output of the laser light source or the width of the annular laser beam is changed in such a direction as to suppress the change of the peak intensity in the same direction (radial direction) of the annular laser beam. The effect will be obtained.

また、円輪状レーザビームの同一方位上のピーク強度の変動係数が10%以下となるように、より好ましくは5%以下となるように、更に好ましくは2%以下となるように、レーザ光源の出力または円輪状レーザビームの幅を変化させることで好適に活性化アニールを行うことが可能であろう。ここで変動係数とは、標準偏差を平均値で除したもので、単位は「%」で表される。これと関連して、光強度のピーク値の変動係数が当該範囲内にあるように、半導体ウエハ51上における円輪状入射ビームの半径と幅との積を、活性化アニール中常にほぼ一定とすればよい。   In addition, the laser light source is designed so that the variation coefficient of the peak intensity in the same direction of the annular laser beam is 10% or less, more preferably 5% or less, and even more preferably 2% or less. It would be possible to suitably perform the activation annealing by changing the output or the width of the annular laser beam. Here, the variation coefficient is obtained by dividing the standard deviation by the average value, and the unit is represented by “%”. In this connection, the product of the radius and width of the annular incident beam on the semiconductor wafer 51 is made to be substantially constant during the activation annealing so that the variation coefficient of the peak value of the light intensity is within the range. That's fine.

また、実施例においては、半導体ウエハに投入する単位面積当たりのエネルギを、半導体ウエハ上の場所によらない一定値としたが、単位面積当たりの投入エネルギの変動係数が20%以下となるように、より好ましくは10%以下となるように、更に好ましくは5%以下となるようにすれば問題はないであろう。   In the embodiment, the energy per unit area to be input to the semiconductor wafer is a constant value independent of the location on the semiconductor wafer, but the variation coefficient of the input energy per unit area is 20% or less. If it is more preferably 10% or less, and even more preferably 5% or less, there will be no problem.

更に、実施例においては、半導体ウエハ51を移動させる機能を有さない固定ステージ60を用いたが、たとえばXYステージ上に半導体ウエハ51を保持してもよい。XYステージにより、半導体ウエハ51をX方向またはY方向に移動させることなく活性化アニールを行うことができる。   Furthermore, in the embodiment, the fixed stage 60 that does not have the function of moving the semiconductor wafer 51 is used. However, for example, the semiconductor wafer 51 may be held on an XY stage. With the XY stage, activation annealing can be performed without moving the semiconductor wafer 51 in the X direction or the Y direction.

また、第1及び第2の実施例においては、バリアブルアッテネータを用いてレーザビームの強度を調整したが、バリアブルアッテネータを用いず、レーザ発振器から出射されるレーザビーム自体の強度を変化させてもよい。   In the first and second embodiments, the intensity of the laser beam is adjusted using the variable attenuator. However, the intensity of the laser beam itself emitted from the laser oscillator may be changed without using the variable attenuator. .

更に、実施例においては円周方向及び半径方向に均一化された円輪状のレーザビームを半導体ウエハ51に照射したが、たとえば少なくとも円周方向にのみ均一化された円輪状のレーザビームを半導体ウエハ51に照射してもよい。   Furthermore, in the embodiment, the semiconductor wafer 51 is irradiated with the annular laser beam uniformed in the circumferential direction and the radial direction. For example, the annular laser beam uniformized at least in the circumferential direction is irradiated on the semiconductor wafer. 51 may be irradiated.

その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。   It will be apparent to those skilled in the art that other various modifications, improvements, combinations, and the like are possible.

レーザ加工一般、殊にレーザアニールに好適に利用することができる。   It can be suitably used for laser processing in general, particularly laser annealing.

(A)及び(B)は、実施例に共通するレーザ加工方法について説明するための図である。(A) And (B) is a figure for demonstrating the laser processing method common to an Example. (A)〜(C)は、第1の実施例によるレーザ加工方法について説明するための図である。(A)-(C) are the figures for demonstrating the laser processing method by a 1st Example. (A)及び(B)は、第2の実施例によるレーザ加工方法について説明するための図である。(A) And (B) is a figure for demonstrating the laser processing method by the 2nd Example. (A)及び(B)は、第3の実施例によるレーザ加工方法について説明するための図である。(A) And (B) is a figure for demonstrating the laser processing method by the 3rd Example. (A)〜(C)は、第4の実施例によるレーザ加工方法について説明するための図である。(A)-(C) are the figures for demonstrating the laser processing method by the 4th Example. (A)及び(B)は、半導体ウエハの活性化アニールの従来技術について説明するための図である。(A) And (B) is a figure for demonstrating the prior art of activation annealing of a semiconductor wafer.

符号の説明Explanation of symbols

10 レーザ光源
11 バリアブルアッテネータ
12 強度分布調節器
12a、12b 非球面レンズ
12c 仮想面
13 アキシコンレンズ
13a、13b レンズ移動機構
13x、13y アキシコンレンズ
14 結像レンズ
15 制御装置
16 拡大・縮小結像光学系
17 トーラス型レンズ
17a レンズ移動機構
30 レーザビーム
40 仮想面
50、53 精密位置決め移動ステージ
51 半導体ウエハ
52、54 ライン状レーザビーム
55a〜55e 照射領域
60 固定ステージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laser light source 11 Variable attenuator 12 Intensity distribution controller 12a, 12b Aspherical lens 12c Virtual surface 13 Axicon lens 13a, 13b Lens moving mechanism 13x, 13y Axicon lens 14 Imaging lens 15 Control apparatus 16 Enlarging / reducing imaging optics System 17 Torus type lens 17a Lens moving mechanism 30 Laser beam 40 Virtual planes 50, 53 Precision positioning moving stage 51 Semiconductor wafer 52, 54 Line-shaped laser beams 55a-55e Irradiation area 60 Fixed stage

Claims (24)

外側の同心円の半径をr、内側の同心円の半径をrとし、輪帯状レーザビームの半径を(r+r)/2、幅をr−rで定義するとき、
レーザビームを出射するレーザ光源と、
加工対象物を保持する保持台と、
前記レーザ光源を出射したレーザビームから、断面形状が輪帯状のレーザビームを生成し、前記保持台に保持された加工対象物に半径可変に入射させる光学系と、
前記輪帯状のレーザビームの半径が変化したとき、前記輪帯状のレーザビームの同一方位上のピーク強度の変化を抑制する向きに、前記レーザ光源の出力または前記輪帯状のレーザビームの幅を変化させる制御装置と
を有するレーザ加工装置。
R 1 radius of outer concentric circles, the radius of the inner concentric circle and r 2, the radius of the annular laser beam (r 1 + r 2) / 2, when defining the width r 1 -r 2,
A laser light source for emitting a laser beam;
A holding table for holding the workpiece;
An optical system that generates a laser beam having a ring-shaped cross-section from the laser beam emitted from the laser light source, and that makes the radius variable incident on the workpiece held by the holding table;
When the radius of the annular laser beam is changed, the output of the laser light source or the width of the annular laser beam is changed in a direction to suppress the change in peak intensity in the same direction of the annular laser beam. A laser processing apparatus.
前記制御装置は、前記輪帯状のレーザビームの同一方位上のピーク強度の変動係数が10%以下となるように、前記レーザ光源の出力または前記輪帯状のレーザビームの幅を変化させる請求項1に記載のレーザ加工装置。   The control device changes the output of the laser light source or the width of the annular laser beam so that the variation coefficient of the peak intensity in the same direction of the annular laser beam is 10% or less. The laser processing apparatus as described in. 前記制御装置は、前記輪帯状のレーザビームの同一方位上のピーク強度の変動係数が5%以下となるように、前記レーザ光源の出力または前記輪帯状のレーザビームの幅を変化させる請求項1に記載のレーザ加工装置。   The control device changes the output of the laser light source or the width of the annular laser beam so that the variation coefficient of the peak intensity in the same direction of the annular laser beam is 5% or less. The laser processing apparatus as described in. 前記制御装置は、前記輪帯状のレーザビームの同一方位上のピーク強度の変動係数が2%以下となるように、前記レーザ光源の出力または前記輪帯状のレーザビームの幅を変化させる請求項1に記載のレーザ加工装置。   The control device changes the output of the laser light source or the width of the annular laser beam so that the variation coefficient of the peak intensity in the same direction of the annular laser beam is 2% or less. The laser processing apparatus as described in. 前記制御装置は、加工において、前記保持台に保持された加工対象物上の場所によらず、該加工対象物に投入される単位面積当たりのエネルギの変動係数が20%以下となるように、前記光学系を制御する請求項1〜4のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。   In the processing, regardless of the location on the processing object held by the holding table, the control device is such that the coefficient of variation of energy per unit area to be input to the processing object is 20% or less. The laser processing apparatus of any one of Claims 1-4 which control the said optical system. 前記制御装置は、加工において、前記保持台に保持された加工対象物上の場所によらず、該加工対象物に投入される単位面積当たりのエネルギの変動係数が10%以下となるように、前記光学系を制御する請求項1〜4のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。   In the processing, regardless of the location on the processing object held on the holding table, the control device is such that the coefficient of variation of energy per unit area to be input to the processing object is 10% or less. The laser processing apparatus of any one of Claims 1-4 which control the said optical system. 前記制御装置は、加工において、前記保持台に保持された加工対象物上の場所によらず、該加工対象物に投入される単位面積当たりのエネルギの変動係数が5%以下となるように、前記光学系を制御する請求項1〜4のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。   In the processing, regardless of the location on the processing object held on the holding table, the control device is such that the coefficient of variation of energy per unit area to be input to the processing object is 5% or less. The laser processing apparatus of any one of Claims 1-4 which control the said optical system. 前記光学系は、レーザビームの光軸方向と平行な方向に移動可能に保持され、断面形状が輪帯状のレーザビームを生成するアキシコンレンズを含み、
前記制御装置は、前記アキシコンレンズの移動に応じて前記レーザ光源を出射するレーザビームの強度を調整する請求項1〜7のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
The optical system includes an axicon lens that is held so as to be movable in a direction parallel to the optical axis direction of the laser beam and that generates a laser beam having a ring-shaped cross section.
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the control device adjusts an intensity of a laser beam emitted from the laser light source in accordance with the movement of the axicon lens.
前記光学系は、
円錐状部分の頂点が互いに対向するように同軸に配置され、断面形状が輪帯状のレーザビームを生成する2つのアキシコンレンズと、
前記2つのアキシコンレンズで生成された輪帯状ビームを、その半径と幅の比率を一定に保ったまま、拡大、縮小して前記加工対象物上に結像させる、結像倍率可変の結像光学系と
を含み、
前記制御装置は、前記結像光学系の結像倍率に応じて前記レーザ光源を出射するレーザビームの強度を調整する請求項1〜7のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
The optical system is
Two axicon lenses that are arranged coaxially so that the apexes of the conical portion face each other and generate a laser beam having a ring-shaped cross section;
Imaging with variable imaging magnification that enlarges or reduces the ring-shaped beam generated by the two axicon lenses while keeping the ratio of the radius and width constant, and forms an image on the workpiece. Including an optical system,
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the control device adjusts an intensity of a laser beam emitted from the laser light source in accordance with an imaging magnification of the imaging optical system.
前記光学系は、
円錐状部分の頂点が互いに対向するように同軸に配置され、断面形状が輪帯状のレーザビームを生成する2つのアキシコンレンズと、
前記2つのアキシコンレンズで生成された輪帯状のレーザビームの光軸方向と平行な方向に移動可能に保持され、前記輪帯状のレーザビームの半径を変化させずに幅を変化させる円輪シリンドリカルレンズと、
前記円輪シリンドリカルレンズを出射した輪帯状のビームを、その半径と幅の比率を一定に保ったまま、拡大、縮小して前記加工対象物上に結像させる、結像倍率可変の結像光学系と
を含み、
前記制御装置は、前記加工対象物上における輪帯状のレーザビームの半径と幅との積がほぼ一定となるように、前記円輪シリンドリカルレンズの移動と、前記結像光学系の結像倍率とを制御する請求項1〜7のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
The optical system is
Two axicon lenses that are arranged coaxially so that the apexes of the conical portion face each other and generate a laser beam having a ring-shaped cross section;
An annular cylinder that is held so as to be movable in a direction parallel to the optical axis direction of the annular laser beam generated by the two axicon lenses and changes the width without changing the radius of the annular laser beam. A lens,
Imaging optics with variable imaging magnification, which expands and contracts an annular beam emitted from the annular cylindrical lens, while maintaining a constant ratio of radius to width, and forms an image on the workpiece. Including
The controller is configured to move the annular cylindrical lens and to form an imaging magnification of the imaging optical system so that the product of the radius and width of the annular laser beam on the workpiece is substantially constant. The laser processing apparatus of any one of Claims 1-7 which controls these.
前記光学系は、
円錐状部分の頂点が互いに対向するように同軸に、距離可変に配置され、断面形状が輪帯状のレーザビームを生成する2つのアキシコンレンズと、
前記2つのアキシコンレンズで生成された輪帯状のビームを、その半径と幅の比率を一定に保ったまま、拡大、縮小して前記加工対象物上に結像させる、結像倍率可変の結像光学系と
を含み、
前記制御装置は、前記加工対象物上における輪帯状のレーザビームの半径と幅との積がほぼ一定となるように、前記2つのアキシコンレンズ間の距離と、前記結像光学系の結像倍率とを制御する請求項1〜7のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。
The optical system is
Two axicon lenses that are coaxially arranged so that the apexes of the conical portions face each other and are variable in distance, and that generate a laser beam having a ring-shaped cross section;
A ring-shaped beam generated by the two axicon lenses is enlarged and reduced while the ratio of the radius and the width is kept constant, and the image is formed on the object to be processed with a variable imaging magnification. An image optical system,
The control device determines the distance between the two axicon lenses and the imaging optical system so that the product of the radius and width of the annular laser beam on the workpiece is substantially constant. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the magnification is controlled.
前記制御装置は、前記保持台に保持された加工対象物に入射する輪帯状のレーザビームの半径が拡大する速さの絶対値と、前記輪帯状のレーザビームの幅とが比例するように、前記加工対象物上における前記輪帯状のレーザビームの走査を制御する請求項9〜11のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。   The control device is configured so that the absolute value of the speed at which the radius of the annular laser beam incident on the workpiece held by the holding table expands is proportional to the width of the annular laser beam. The laser processing apparatus according to any one of claims 9 to 11, which controls scanning of the annular laser beam on the processing object. 前記光学系は、前記保持台に保持された加工対象物に、光強度が円周方向に均一化された輪帯状のレーザビームを入射させる均一化光学系を含む請求項1〜12のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。   The optical system includes a homogenizing optical system that makes a ring-shaped laser beam whose light intensity is uniformed in a circumferential direction incident on a workpiece held on the holding table. The laser processing apparatus according to item 1. 前記光学系は、前記保持台に保持された加工対象物に、光強度が円周方向及び半径方向に均一化された輪帯状のレーザビームを入射させる均一化光学系を含む請求項1〜12のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。   The optical system includes a homogenizing optical system that makes a ring-shaped laser beam whose light intensity is uniformed in a circumferential direction and a radial direction incident on a workpiece held on the holding table. The laser processing apparatus according to any one of the above. 外側の同心円の半径をr、内側の同心円の半径をrとし、輪帯状レーザビームの半径を(r+r)/2で定義するとき、
(a)第1の半径の輪帯状レーザビームを、加工対象物に入射させる工程と、
(b)前記第1の半径とは異なる第2の半径の輪帯状レーザビームを、前記加工対象物に入射させる工程と
を有し、
前記輪帯状レーザビームの半径が変化したとき、前記輪帯状レーザビームの同一方位上のピーク強度の変化を抑制するレーザ加工方法。
When the radius of the outer concentric circle is defined as r 1 , the radius of the inner concentric circle is defined as r 2, and the radius of the annular laser beam is defined as (r 1 + r 2 ) / 2,
(A) a step of causing an annular laser beam having a first radius to enter a workpiece;
(B) having a ring-shaped laser beam having a second radius different from the first radius incident on the object to be processed;
A laser processing method for suppressing a change in peak intensity in the same direction of the annular laser beam when the radius of the annular laser beam changes.
前記輪帯状レーザビームの同一方位上のピーク強度の変動係数が10%以下となるように、ピーク強度の変化を抑制する請求項15に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 15, wherein a change in peak intensity is suppressed so that a variation coefficient of the peak intensity in the same direction of the annular laser beam is 10% or less. 前記輪帯状レーザビームの同一方位上のピーク強度の変動係数が5%以下となるように、ピーク強度の変化を抑制する請求項15に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 15, wherein a change in peak intensity is suppressed so that a variation coefficient of the peak intensity in the same direction of the annular laser beam is 5% or less. 前記輪帯状レーザビームの同一方位上のピーク強度の変動係数が2%以下となるように、ピーク強度の変化を抑制する請求項15に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 15, wherein a change in peak intensity is suppressed so that a variation coefficient of the peak intensity in the same direction of the annular laser beam is 2% or less. 加工において、前記加工対象物上の場所によらず、前記加工対象物に投入される単位面積当たりのエネルギの変動係数が20%以下となるように、前記加工対象物にレーザビームを入射させる請求項15〜18のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。   In processing, a laser beam is incident on the processing object so that a variation coefficient of energy per unit area to be input to the processing object is 20% or less regardless of a place on the processing object. Item 19. The laser processing method according to any one of Items 15 to 18. 加工において、前記加工対象物上の場所によらず、前記加工対象物に投入される単位面積当たりのエネルギの変動係数が10%以下となるように、前記加工対象物にレーザビームを入射させる請求項15〜18のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。   In processing, a laser beam is incident on the processing object so that a variation coefficient of energy per unit area to be input to the processing object is 10% or less regardless of a place on the processing object. Item 19. The laser processing method according to any one of Items 15 to 18. 加工において、前記加工対象物上の場所によらず、前記加工対象物に投入される単位面積当たりのエネルギの変動係数が5%以下となるように、前記加工対象物にレーザビームを入射させる請求項15〜18のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。   In processing, a laser beam is incident on the processing object so that a variation coefficient of energy per unit area input to the processing object is 5% or less regardless of a place on the processing object. Item 19. The laser processing method according to any one of Items 15 to 18. 前記工程(a)と(b)とにおいて、輪帯状レーザビームが加工対象物に入射する領域の面積が異なる請求項15〜21のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to any one of claims 15 to 21, wherein in the steps (a) and (b), the area of the region where the annular laser beam is incident on the workpiece is different. 外側の同心円の半径をr、内側の同心円の半径をrとし、輪帯状レーザビームの幅をr−rで定義するとき、前記工程(a)と(b)とにおいて、半径と幅との積がほぼ等しい輪帯状レーザビームを加工対象物に入射させる請求項15〜21のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。 When the radius of the outer concentric circle is defined as r 1 , the radius of the inner concentric circle is defined as r 2, and the width of the annular laser beam is defined as r 1 -r 2 , in steps (a) and (b), the radius The laser processing method according to any one of claims 15 to 21, wherein a ring-shaped laser beam having a substantially equal product with the width is incident on a processing object. 前記輪帯状レーザビームの半径が拡大する速さの絶対値と、前記輪帯状レーザビームの幅とが比例するように、前記加工対象物上において前記輪帯状レーザビームを走査する請求項15〜23のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。   24. The annular laser beam is scanned on the workpiece so that the absolute value of the speed at which the radius of the annular laser beam expands is proportional to the width of the annular laser beam. The laser processing method according to any one of the above.
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