JP3413484B2 - 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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- JP3413484B2 JP3413484B2 JP33540099A JP33540099A JP3413484B2 JP 3413484 B2 JP3413484 B2 JP 3413484B2 JP 33540099 A JP33540099 A JP 33540099A JP 33540099 A JP33540099 A JP 33540099A JP 3413484 B2 JP3413484 B2 JP 3413484B2
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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等）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等）とを備えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】レーザアニーリング装
置を用いてアニーリングを行う場合、その処理に要求さ
れる精度に応じて、精密で照射面積が比較的小さい矩形
ビームと、粗く照射面積が比較的大きい長尺ビーム（上
記矩形ビームとの関係から、便宜上、長尺ビームと呼ぶ
が、その形状は矩形に近い。）とを使い分ける必要が有
る。ところが、従来のレーザアニーリング装置では、そ
の光学系によって規定される１つの形状のレーザビーム
しか照射することができないので、このような２つの形
状のレーザビームの使い分けを行うには、互いに異なる
光学系を備えた２台のレーザアニーリング装置を用意し
なければならない。このため、従来のレーザアニーリン
グ装置を用いて２つの形状のレーザビームを使い分ける
には、多大なコストと、大きなフットプリントとを要す
るという問題点がある。
置を用いてアニーリングを行う場合、その処理に要求さ
れる精度に応じて、精密で照射面積が比較的小さい矩形
ビームと、粗く照射面積が比較的大きい長尺ビーム（上
記矩形ビームとの関係から、便宜上、長尺ビームと呼ぶ
が、その形状は矩形に近い。）とを使い分ける必要が有
る。ところが、従来のレーザアニーリング装置では、そ
の光学系によって規定される１つの形状のレーザビーム
しか照射することができないので、このような２つの形
状のレーザビームの使い分けを行うには、互いに異なる
光学系を備えた２台のレーザアニーリング装置を用意し
なければならない。このため、従来のレーザアニーリン
グ装置を用いて２つの形状のレーザビームを使い分ける
には、多大なコストと、大きなフットプリントとを要す
るという問題点がある。
【０００６】本発明は、形状の異なる２つのレーザビー
ムを、処理基板に照射することができるレーザアニーリ
ング装置を提供し、もってコストの低減及びフットプリ
ントの縮小を目的とする。
ムを、処理基板に照射することができるレーザアニーリ
ング装置を提供し、もってコストの低減及びフットプリ
ントの縮小を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、処理基
板に照射するためのレーザビームを発生するレーザ発振
器と、該レーザ発振器から出射した前記レーザビームを
整形して前記処理基板に照射する光学系とを備えたレー
ザアニーリング装置において、前記光学系として、互い
に異なる形状に前記レーザビームを整形する２系統の光
学系を設け、かつ、これら２系統の光学系に対して選択
的に前記レーザビームを入射させる光路切替手段を設
け、前記２系統の光学系のうちいずれか一方を通過した
前記レーザビームを前記処理基板に照射するようにした
ことを特徴とするレーザアニーリング装置が得られる。
板に照射するためのレーザビームを発生するレーザ発振
器と、該レーザ発振器から出射した前記レーザビームを
整形して前記処理基板に照射する光学系とを備えたレー
ザアニーリング装置において、前記光学系として、互い
に異なる形状に前記レーザビームを整形する２系統の光
学系を設け、かつ、これら２系統の光学系に対して選択
的に前記レーザビームを入射させる光路切替手段を設
け、前記２系統の光学系のうちいずれか一方を通過した
前記レーザビームを前記処理基板に照射するようにした
ことを特徴とするレーザアニーリング装置が得られる。
【０００８】具体的には、本発明は、前記２系統の光学
系の一方を通過したレーザビームの形状が矩形であり、
他方の光学系を通過したレーザビームの形状が前記矩形
の長辺より長い長辺を有する長尺形であることを特徴と
する。また、本発明は、前記光路切替手段が、全反射ミ
ラーと、該全反射ミラーを直動させる空気圧式シリンダ
とを有し、前記全反射ミラーを前記レーザ発振器から出
射するレーザビームの光路上に進入／退避させること
で、前記レーザビームが前記２系統の光学系のいずれか
に選択的に入射するようにしたことを特徴とする。
系の一方を通過したレーザビームの形状が矩形であり、
他方の光学系を通過したレーザビームの形状が前記矩形
の長辺より長い長辺を有する長尺形であることを特徴と
する。また、本発明は、前記光路切替手段が、全反射ミ
ラーと、該全反射ミラーを直動させる空気圧式シリンダ
とを有し、前記全反射ミラーを前記レーザ発振器から出
射するレーザビームの光路上に進入／退避させること
で、前記レーザビームが前記２系統の光学系のいずれか
に選択的に入射するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００１０】図１に本発明の一実施の形態を示す。この
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１１、レーザ発振器１１からのレーザビーム
を整形する矩形ビーム用光学系１２及び長尺ビーム用光
学系１３、光路切替用ミラー１４、光路切替用ミラー１
４を駆動してレーザ発振器１１から出射するレーザビー
ムの光路上へ出し入れするための空気圧シリンダ１５、
及び複数のミラー１６ａ，１６，及び１６ｃを有してい
る。
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１１、レーザ発振器１１からのレーザビーム
を整形する矩形ビーム用光学系１２及び長尺ビーム用光
学系１３、光路切替用ミラー１４、光路切替用ミラー１
４を駆動してレーザ発振器１１から出射するレーザビー
ムの光路上へ出し入れするための空気圧シリンダ１５、
及び複数のミラー１６ａ，１６，及び１６ｃを有してい
る。
【００１１】レーザ発振器１１は、例えば紫外域のレー
ザビームをパルス発振するエキシマレーザ発振器であ
る。このレーザ発振器１１は、長尺ビーム用光学系１３
に向かってレーザビームを出射させる。
ザビームをパルス発振するエキシマレーザ発振器であ
る。このレーザ発振器１１は、長尺ビーム用光学系１３
に向かってレーザビームを出射させる。
【００１２】光路切替用ミラー１４は、レーザ発振器１
１からのレーザビームを全反射するミラーである。この
光路切替用ミラー１４は、空気圧式シリンダ１５によっ
て、レーザ発振器１１と長尺ビーム用光学系１３を結ぶ
光路上に出し入れ可能となっている。つまり、空気圧式
シリンダ１５は、レーザ発振器１１から出射し、長尺ビ
ーム用光学系１３へと向かうレーザビームの光路上に光
路切替用ミラー１４を進入させ、またそこから光路切替
用ミラー１４を退避させる。
１からのレーザビームを全反射するミラーである。この
光路切替用ミラー１４は、空気圧式シリンダ１５によっ
て、レーザ発振器１１と長尺ビーム用光学系１３を結ぶ
光路上に出し入れ可能となっている。つまり、空気圧式
シリンダ１５は、レーザ発振器１１から出射し、長尺ビ
ーム用光学系１３へと向かうレーザビームの光路上に光
路切替用ミラー１４を進入させ、またそこから光路切替
用ミラー１４を退避させる。
【００１３】空気圧式シリンダ１５により光路切替用ミ
ラー１４を光路上に進入させたとき、レーザビームは光
路切替用ミラー１４によって反射され、進行方向を変え
る。そして、光路切替用ミラー１４で反射されたレーザ
ビームは、ミラー１６ａを介して矩形ビーム用光学系１
２に入射する。逆に、空気圧式シリンダ１５により光路
切替用ミラー１４を光路上から退避させると、レーザビ
ームは直進して長尺ビーム用光学系１３に入射する。
ラー１４を光路上に進入させたとき、レーザビームは光
路切替用ミラー１４によって反射され、進行方向を変え
る。そして、光路切替用ミラー１４で反射されたレーザ
ビームは、ミラー１６ａを介して矩形ビーム用光学系１
２に入射する。逆に、空気圧式シリンダ１５により光路
切替用ミラー１４を光路上から退避させると、レーザビ
ームは直進して長尺ビーム用光学系１３に入射する。
【００１４】矩形ビーム用光学系１２は、集光レンズ
（図示せず）を有している。この集光レンズは、矩形ビ
ーム用光学系１２に入射したレーザビームを集光して、
断面形状が矩形（正方形を含む）のレーザビームを出射
させる。矩形ビーム用光学系１２から出射したレーザビ
ームは、ミラー１６ｂにて反射され、処理基板１７に照
射される。
（図示せず）を有している。この集光レンズは、矩形ビ
ーム用光学系１２に入射したレーザビームを集光して、
断面形状が矩形（正方形を含む）のレーザビームを出射
させる。矩形ビーム用光学系１２から出射したレーザビ
ームは、ミラー１６ｂにて反射され、処理基板１７に照
射される。
【００１５】一方、長尺ビーム用光学系１３は、シリン
ドリカルレンズ（図示せず）を有している。そして、シ
リンドリカルレンズは、入射したレーザビームを一軸方
向に関して集光し、その断面形状が長尺状（線状）のレ
ーザビームを出射させる。ここで、このシリンドリカル
レンズに別のシリンドリカルレンズを組み合わせること
で、線状のレーザビームの幅のみならず長さをも調節す
るようにできる。なお、長尺ヒビーム用光学系１３は、
シリンドリカルレンズに代えてホモジナイザを有してい
てもよい。長尺ビーム用光学系１３から出射したレーザ
ビームは、ミラー１６cにて反射され、処理基板１７に
照射される。
ドリカルレンズ（図示せず）を有している。そして、シ
リンドリカルレンズは、入射したレーザビームを一軸方
向に関して集光し、その断面形状が長尺状（線状）のレ
ーザビームを出射させる。ここで、このシリンドリカル
レンズに別のシリンドリカルレンズを組み合わせること
で、線状のレーザビームの幅のみならず長さをも調節す
るようにできる。なお、長尺ヒビーム用光学系１３は、
シリンドリカルレンズに代えてホモジナイザを有してい
てもよい。長尺ビーム用光学系１３から出射したレーザ
ビームは、ミラー１６cにて反射され、処理基板１７に
照射される。
【００１６】以上の構成により、本実施の形態によるレ
ーザアニーリング装置では、光路切替用ミラーを光路上
に進入又は退避させることにより、矩形ビーム用光学系
及び長尺ビーム用光学系のいずれか一方に、レーザビー
ムを入射させることができる。つまり、このレーザアニ
ーリング装置によれば、処理の目的に応じて矩形ビーム
又は長尺ビームを使い分けることができる。しかも、矩
形ビーム用光学系及び長尺ビーム用光学系を備えた点
と、光路切替用ミラー等を備えた点を除き、従来のレー
ザアニーリング装置と同じであるので、２台のレーザア
ニーリング装置を用いる場合に比べ、コストを低減する
ことができる。また、矩形ビーム光学系と長尺ビーム用
光学系とを上下方向に配置させることで、そのフットプ
リントを従来のレーザアニーリング装置とほぼ同じにす
ることができる。
ーザアニーリング装置では、光路切替用ミラーを光路上
に進入又は退避させることにより、矩形ビーム用光学系
及び長尺ビーム用光学系のいずれか一方に、レーザビー
ムを入射させることができる。つまり、このレーザアニ
ーリング装置によれば、処理の目的に応じて矩形ビーム
又は長尺ビームを使い分けることができる。しかも、矩
形ビーム用光学系及び長尺ビーム用光学系を備えた点
と、光路切替用ミラー等を備えた点を除き、従来のレー
ザアニーリング装置と同じであるので、２台のレーザア
ニーリング装置を用いる場合に比べ、コストを低減する
ことができる。また、矩形ビーム光学系と長尺ビーム用
光学系とを上下方向に配置させることで、そのフットプ
リントを従来のレーザアニーリング装置とほぼ同じにす
ることができる。
【００１７】なお、実際のレーザアニーリング装置で
は、ビームの強さを調整するためのアッテネータ、レー
ザビームの広がり角を補正するための補正光学系、エネ
ルギー分布を等しくする均一光学系、ビームを整形する
ビームエキスパンダー等が、必要に応じて設けられる
が、これらは例えば、レーザ発振器１１と光路切替用ミ
ラー１４の挿入位置との間に設けられる。
は、ビームの強さを調整するためのアッテネータ、レー
ザビームの広がり角を補正するための補正光学系、エネ
ルギー分布を等しくする均一光学系、ビームを整形する
ビームエキスパンダー等が、必要に応じて設けられる
が、これらは例えば、レーザ発振器１１と光路切替用ミ
ラー１４の挿入位置との間に設けられる。
【００１８】また、本実施の形態では、光路切替用ミラ
ー１４を空気圧式シリンダ１５駆動するようにしたが、
これに限られるものではなく、モータ等を用いてもよ
い。また、光路切替用ミラー１４は、必ずしも直動させ
る必要は無く、回動させるようにしてもよい。
ー１４を空気圧式シリンダ１５駆動するようにしたが、
これに限られるものではなく、モータ等を用いてもよ
い。また、光路切替用ミラー１４は、必ずしも直動させ
る必要は無く、回動させるようにしてもよい。
【００１９】また、本実施の形態では、処理基板の保持
機構等について説明していないが、通常、処理基板は、
プロセスチャンバ内で基板ホルダ等に保持され、不活性
ガス雰囲気下に置かれている。そして、レーザビーム
は、プロセスチャンバに設けらたウインドウを通して行
なわれる。
機構等について説明していないが、通常、処理基板は、
プロセスチャンバ内で基板ホルダ等に保持され、不活性
ガス雰囲気下に置かれている。そして、レーザビーム
は、プロセスチャンバに設けらたウインドウを通して行
なわれる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、レーザアニーリング装
置の光学系として２つ光学系を設け、これら２つの光学
系に選択的にレーザ発振器からのレーザビームを入射さ
せる光路切替手段を設けたことで、２種のレーザビーム
を使い分けることができるレーザアニーリング装置が得
られ、コストの低減、フットプリントの縮小を実現でき
る。
置の光学系として２つ光学系を設け、これら２つの光学
系に選択的にレーザ発振器からのレーザビームを入射さ
せる光路切替手段を設けたことで、２種のレーザビーム
を使い分けることができるレーザアニーリング装置が得
られ、コストの低減、フットプリントの縮小を実現でき
る。
【図１】本発明の一実施の形態によるレーザアニーリン
グ装置の構成を示すブロック図である。
グ装置の構成を示すブロック図である。
１１ レーザ発振器
１２ 矩形ビーム用光学系
１３ 長尺ビーム用光学系
１４ 光路切替用ミラー
１５ 空気圧式シリンダ
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ ミラー
１７ 処理基板
Claims (3)
- 【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、該レーザ発振器から出射した前
記レーザビームを整形して前記処理基板に照射する光学
系とを備えたレーザアニーリング装置において、 前記光学系として、互いに異なる形状に前記レーザビー
ムを整形する２系統の光学系を設け、かつ、これら２系
統の光学系に対して選択的に前記レーザビームを入射さ
せる光路切替手段を設け、前記２系統の光学系のうちい
ずれか一方を通過した前記レーザビームを前記処理基板
に照射するようにし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２系統の光学系の一方を通過したレ
ーザビームの形状が矩形であり、他方の光学系を通過し
たレーザビームの形状が前記矩形の長辺より長い長辺を
有する長尺形である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】 前記光路切替手段が、全反射ミラーと、
該全反射ミラーを直動させる空気圧式シリンダとを有
し、前記全反射ミラーを前記レーザ発振器から出射する
レーザビームの光路上に進入／退避させることで、前記
レーザビームが前記２系統の光学系のいずれかに選択的
に入射するようにしたことを特徴とする請求項１又は２
のレーザアニーリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33540099A JP3413484B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP33540099A JP3413484B2 (ja) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | レーザアニーリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001156015A JP2001156015A (ja) | 2001-06-08 |
| JP3413484B2 true JP3413484B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=18288129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33540099A Expired - Fee Related JP3413484B2 (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) | JP3413484B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100956339B1 (ko) * | 2003-02-25 | 2010-05-06 | 삼성전자주식회사 | 규소 결정화 시스템 및 규소 결정화 방법 |
| JP2005167084A (ja) * | 2003-12-04 | 2005-06-23 | Fujitsu Ltd | レーザ結晶化装置及びレーザ結晶化方法 |
| FR2877591B1 (fr) * | 2004-11-09 | 2007-06-08 | Commissariat Energie Atomique | Systeme et procede de production de poudres nanometriques ou sub-micrometriques en flux continu sous l'action d'une pyrolyse laser |
| JP5094138B2 (ja) * | 2007-01-23 | 2012-12-12 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 結晶性半導体膜の作製方法 |
| KR101918203B1 (ko) * | 2016-12-30 | 2018-11-14 | 참엔지니어링(주) | 레이저 처리 장치 및 방법 |
-
1999
- 1999-11-26 JP JP33540099A patent/JP3413484B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001156015A (ja) | 2001-06-08 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030219 |
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