JP5071961B2 - レーザアニール装置、アニール方法、及び溶融深さ測定装置 - Google Patents
レーザアニール装置、アニール方法、及び溶融深さ測定装置Info
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Description
アニール対象物を保持するステージと、
前記ステージに保持されたアニール対象物にアニール用パルスレーザビームを入射させるアニール用レーザ光源と、
前記アニール対象物の表面のうち、前記アニール用レーザ光源から出射されたアニール用パルスレーザビームが入射した領域に、測定用レーザビームを入射させる測定用光源と、
前記測定用レーザビームの反射光の強度を検出する反射光検出器と、
前記反射光検出器で検出された反射光の強度の時間変化に基づいて、前記アニール対象物の表層部が溶融している時間を算出し、溶融している時間に基づいて、前記アニール対象物が、アニール用パルスレーザビームの入射によって一時的に溶融した部分の溶融深さを算出する制御装置と
をするレーザアニール装置が提供される。
(a)アニール対象物の表面にアニール用パルスレーザビームを入射させて、該アニール対象物の表層部を一時的に溶融させると共に、アニール用パルスレーザビームの入射領域に測定用のレーザビームを入射させ、その反射光の強度を計測する工程と、
(b)前記工程aで計測された反射光の強度の時間変化から、前記アニール対象物の表層部が溶融している溶融時間を算出する工程と、
(c)前記工程bで算出された溶融時間に基づいて、前記アニール対象物が一時的に溶融していた部分の溶融深さを算出する工程と
を有するレーザアニール方法が提供される。
アニール対象物の表面のうち、アニール用レーザ光源から出射されたアニール用パルスレーザビームが入射した領域に、測定用レーザビームを入射させる測定用光源と、
前記測定用レーザビームの反射光の強度を検出する反射光検出器と、
前記反射光検出器で検出された反射光の強度の時間変化に基づいて、前記アニール対象物の表層部が溶融している時間を算出し、溶融している時間に基づいて、前記アニール対象物が、アニール用パルスレーザビームの入射によって一時的に溶融した部分の溶融深さを算出する制御装置と
を有する溶融深さ測定装置が提供される。
2 半導体基板(アニール対象物)
5 アニール用レーザ光源
6 整形均一化光学系
10 測定用光源
11 パルス化装置
12 光ファイバ
13 レンズ
20 レンズ
21、22 フィルタ
23 光ファイバ
24 反射光検出器
30 レンズ
31〜33 フィルタ
34 光ファイバ
35 放射光検出器
50 制御装置
60 AD変換ボード
61 A/D変換器
62 メモリ
63 PCIインタフェース
70 ワークステーション
71 PCIインタフェース
72 中央処理装置(CPU)
73 メインメモリ
74 外部記憶装置(HDD)
80 表示装置(ディスプレイ)
90 半導体基板の平面図表示領域
91 十字カーソル
92 反射率表示領域
93 温度表示領域
94 ショット番号表示ボックス
95 列番号表示ボックス
96 行番号表示ボックス
Claims (23)
- アニール対象物を保持するステージと、
前記ステージに保持されたアニール対象物にアニール用パルスレーザビームを入射させるアニール用レーザ光源と、
前記アニール対象物の表面のうち、前記アニール用レーザ光源から出射されたアニール用パルスレーザビームが入射した領域に、測定用レーザビームを入射させる測定用光源と、
前記測定用レーザビームの反射光の強度を検出する反射光検出器と、
前記反射光検出器で検出された反射光の強度の時間変化に基づいて、前記アニール対象物の表層部が溶融している時間を算出し、溶融している時間に基づいて、前記アニール対象物が、アニール用パルスレーザビームの入射によって一時的に溶融した部分の溶融深さを算出する制御装置と
をするレーザアニール装置。 - 前記制御装置に、第1の定数C1及び第2の定数C2が記憶されており、前記アニール対象物の表層部が溶融している時間をτsとし、溶融深さをhmとしたとき、下記の式
hm=C1×τs 1/2−C2
により溶融深さhmを算出する請求項1に記載のレーザアニール装置。 - 前記ステージは、保持したアニール対象物を、その表面に平行な方向に移動させ、
前記制御装置は、アニール用パルスレーザビームのショットごとに、溶融深さを算出する請求項1または2に記載のレーザアニール装置。 - 前記制御装置は、アニール用パルスレーザビームのショットを特定するショット番号と、そのショットにより溶融した部分の溶融深さとを関連付けて表示装置に表示する請求項3に記載のレーザアニール装置。
- 前記制御装置は、アニール用パルスレーザビームのショットごとに、当該ショットが入射したアニール対象物上の位置と、当該ショットによる溶融深さとを対応付けて表示装置
に表示する請求項3または4に記載のレーザアニール装置。 - 前記制御装置は、溶融深さと、当該溶融深さだけ溶融させたショットの頻度との関係を示すヒストグラムを表示装置に表示する請求項3〜5のいずれか1項に記載のレーザアニール装置。
- アニール対象物を保持するステージと、
前記ステージに保持されたアニール対象物にアニール用パルスレーザビームを入射させるアニール用レーザ光源と、
前記アニール対象物の表面のうち、前記アニール用レーザ光源から出射されたアニール用パルスレーザビームが入射した領域に、測定用レーザビームを入射させる測定用光源と、
前記測定用レーザビームの反射光の強度を検出する反射光検出器と、
前記反射光検出器で検出された反射光の強度の時間変化に基づいて、前記アニール対象物が、アニール用パルスレーザビームの入射によって一時的に溶融した部分の溶融深さを算出する制御装置と、
前記アニール対象物の、アニール用パルスレーザビームが入射した位置からの放射光の強度を計測する放射光検出器と
を有し、
前記制御装置は、前記放射光検出器で計測された放射光の強度に基づいて、該アニール対象物のアニール用パルスレーザビームの入射位置の温度を算出するレーザアニール装置。 - 前記制御装置は、前記放射光検出器で検出された放射光の強度の時間変化に基づいて、アニール用パルスレーザビームが入射した位置が溶融した時点を検出する請求項7に記載のレーザアニール装置。
- 前記制御装置は、
前記反射光検出器から入力された反射光の強度を示すアナログデータをデジタルデータに変換するA/D変換器と、
前記A/D変換器で変換されたデジタルデータを一時的に記憶するメモリと、
外部記憶装置と、
前記メモリに格納された前記デジタルデータを外部記憶装置に転送する処理装置と
を有し、
前記アニール対象物にアニール用パルスレーザビームのレーザパルスが入射している期間に、前記反射光検出器から入力された反射光強度のアナログデータをサンプリングしてA/D変換し、変換されたデジタルデータを前記メモリに格納し、
前記アニール対象物への1つのレーザパルスの入射が終了した後、次のレーザパルスが入射するまでの期間に、前記メモリに格納されたデジタルデータを前記外部記憶装置に転送する請求項1〜8のいずれか1項に記載のレーザアニール装置。 - (a)アニール対象物の表面にアニール用パルスレーザビームを入射させて、該アニール対象物の表層部を一時的に溶融させると共に、アニール用パルスレーザビームの入射領域に測定用のレーザビームを入射させ、その反射光の強度を計測する工程と、
(b)前記工程aで計測された反射光の強度の時間変化から、前記アニール対象物の表層部が溶融している溶融時間を算出する工程と、
(c)前記工程bで算出された溶融時間に基づいて、前記アニール対象物が一時的に溶融していた部分の溶融深さを算出する工程と
を有するレーザアニール方法。 - 前記工程aにおいて、前記アニール用パルスレーザビームの入射位置を、前記アニール対象物の表面内で移動させながら、アニール用パルスレーザビームのショットごとに、反射光の強度の時間変化を計測し、
前記工程bにおいて、アニール用パルスレーザビームのショットごとに、前記溶融時間を算出し、
前記工程cにおいて、アニール用パルスレーザビームのショットごとに、前記溶融深さを算出する請求項10に記載のレーザアニール方法。 - さらに、前記工程cで算出された溶融深さを、アニール用パルスレーザビームのショットを特定するショット番号に対応付けて表示する工程を有する請求項11に記載のレーザアニール方法。
- さらに、前記ショット番号から、当該ショット番号のショットが入射したアニール対象物上の位置を決定し、アニール対象物の表面内の位置と、その位置に入射したショットによる溶融深さとを対応付けて表示する工程を含む請求項12に記載のレーザアニール方法。
- さらに、溶融深さと、当該溶融深さになったショットの頻度との関係を示すヒストグラムを表示する工程を含む請求項12または13に記載のレーザアニール方法。
- アニール対象物の表面のうち、アニール用レーザ光源から出射されたアニール用パルスレーザビームが入射した領域に、測定用レーザビームを入射させる測定用光源と、
前記測定用レーザビームの反射光の強度を検出する反射光検出器と、
前記反射光検出器で検出された反射光の強度の時間変化に基づいて、前記アニール対象物の表層部が溶融している時間を算出し、溶融している時間に基づいて、前記アニール対象物が、アニール用パルスレーザビームの入射によって一時的に溶融した部分の溶融深さを算出する制御装置と
を有する溶融深さ測定装置。 - 前記制御装置に、第1の定数C1及び第2の定数C2が記憶されており、前記アニール対象物の表層部が溶融している時間をτsとし、溶融深さをhmとしたとき、下記の式
hm=C1×τs 1/2−C2
により溶融深さhmを算出する請求項15に記載の溶融深さ測定装置。 - 前記制御装置は、アニール用パルスレーザビームのショットごとに、溶融深さを算出する請求項15または16に記載の溶融深さ測定装置。
- 前記制御装置は、アニール用パルスレーザビームのショットを特定するショット番号と、そのショットにより溶融した部分の溶融深さとを関連付けて表示装置に表示する請求項17に記載の溶融深さ測定装置。
- 前記制御装置は、アニール用パルスレーザビームのショットごとに、当該ショットが入射したアニール対象物上の位置と、当該ショットによる溶融深さとを対応付けて表示装置に表示する請求項17または18に記載の溶融深さ測定装置。
- 前記制御装置は、溶融深さと、当該溶融深さだけ溶融させたショットの頻度との関係を示すヒストグラムを表示装置に表示する請求項17〜19のいずれか1項に記載の溶融深さ測定装置。
- アニール対象物の表面のうち、アニール用レーザ光源から出射されたアニール用パルス
レーザビームが入射した領域に、測定用レーザビームを入射させる測定用光源と、
前記測定用レーザビームの反射光の強度を検出する反射光検出器と、
前記反射光検出器で検出された反射光の強度の時間変化に基づいて、前記アニール対象物が、アニール用パルスレーザビームの入射によって一時的に溶融した部分の溶融深さを算出する制御装置と、
前記アニール対象物の、アニール用パルスレーザビームが入射した位置からの放射光の強度を計測する放射光検出器と
を有し、
前記制御装置は、前記放射光検出器で計測された放射光の強度に基づいて、該アニール対象物のアニール用パルスレーザビームの入射位置の温度を算出する溶融深さ測定装置。 - 前記制御装置は、前記放射光検出器で検出された放射光の強度の時間変化に基づいて、アニール用パルスレーザビームが入射した位置が溶融した時点を検出する請求項21に記載の溶融深さ測定装置。
- 前記制御装置は、
前記反射光検出器から入力された反射光の強度を示すアナログデータをデジタルデータに変換するA/D変換器と、
前記A/D変換器で変換されたデジタルデータを一時的に記憶するメモリと、
外部記憶装置と、
前記メモリに格納された前記デジタルデータを外部記憶装置に転送する処理装置と
を有し、
前記アニール対象物にアニール用パルスレーザビームのレーザパルスが入射している期間に、前記反射光検出器から入力された反射光強度のアナログデータをサンプリングしてA/D変換し、変換されたデジタルデータを前記メモリに格納し、
前記アニール対象物への1つのレーザパルスの入射が終了した後、次のレーザパルスが入射するまでの期間に、前記メモリに格納されたデジタルデータを前記外部記憶装置に転送する請求項15〜22のいずれか1項に記載の溶融深さ測定装置。
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