JP7051203B2 - Annealing method and annealing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、アニール方法及びアニール装置に関する。 The present invention relates to an annealing method and an annealing device.
半導体ウエハの表層部に注入されたドーパントを活性化する際に、パルスレーザビームを、ショット間で照射領域をオーバラップさせながら照射する活性化アニール方法が公知である(特許文献1)。この方法によると、パルスレーザビームの照射面とは反対側の裏面の温度の上昇を抑止しつつ、表層部を加熱してドーパントの活性化を行うことができる。 A known activation annealing method is to irradiate a pulsed laser beam while overlapping irradiation regions between shots when activating a dopant injected into a surface layer portion of a semiconductor wafer (Patent Document 1). According to this method, the surface layer portion can be heated to activate the dopant while suppressing the temperature rise of the back surface opposite to the irradiation surface of the pulsed laser beam.
ドーパントの活性化率は、パルスレーザビームの照射によって上昇した半導体ウエハの表層部の温度に依存する。半導体ウエハの面内で均一な活性化を行うために、半導体ウエハの面内で、加熱時の温度を均一にすることが好ましい。ところが、種々のアニール環境のばらつきにより加熱時の温度に面内のばらつきが生じてしまう。 The activation rate of the dopant depends on the temperature of the surface layer portion of the semiconductor wafer increased by the irradiation of the pulsed laser beam. In order to perform uniform activation in the plane of the semiconductor wafer, it is preferable to make the temperature during heating uniform in the plane of the semiconductor wafer. However, due to various variations in the annealing environment, in-plane variations occur in the heating temperature.
本発明の目的は、加熱時の温度の面内におけるばらつきを抑制することが可能なアニール方法及びアニール装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an annealing method and an annealing apparatus capable of suppressing in-plane variation in temperature during heating.
本発明の一観点によると、
アニール対象物の表面をパルスレーザビームで走査してアニールを行うアニール方法であって、
前記パルスレーザビームのショット間で照射領域をオーバラップさせながら、前記アニール対象物の表面を前記パルスレーザビームで走査し、
前記パルスレーザビームの入射によって加熱された箇所について測定した熱放射光の強度が目標値より高い場合にはオーバラップ率を現在のオーバラップ率より低くし、前記目標値より低い場合にはオーバラップ率を現在のオーバラップ率より高くするアニール方法が提供される。
According to one aspect of the invention
This is an annealing method in which the surface of the object to be annealed is scanned with a pulsed laser beam to perform annealing.
The surface of the object to be annealed was scanned with the pulsed laser beam while overlapping the irradiation areas between the shots of the pulsed laser beam.
If the intensity of the thermal radiant light measured at the location heated by the incident of the pulsed laser beam is higher than the target value, the overlap rate is lower than the current overlap rate, and if it is lower than the target value, the overlap rate is lower than the current overlap rate. An annealing method is provided in which the rate is higher than the current overlap rate .
本発明の他の観点によると、
パルスレーザビームを出力するレーザ光源と、
前記パルスレーザビームでアニール対象物の表面を走査する走査機構と、
前記パルスレーザビームの入射によって加熱された前記アニール対象物からの熱放射光の強度を測定する温度センサと、
前記レーザ光源と前記走査機構とを制御して、前記パルスレーザビームのショット間で照射領域をオーバラップさせながら、前記アニール対象物の表面を前記パルスレーザビームで走査する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、前記温度センサで測定した熱放射光の強度が目標値より高い場合にはオーバラップ率を現在のオーバラップ率より低くし、前記目標値より低い場合にはオーバラップ率を現在のオーバラップ率より高くするアニール装置が提供される。
According to another aspect of the invention
A laser light source that outputs a pulsed laser beam and
A scanning mechanism that scans the surface of the object to be annealed with the pulsed laser beam,
A temperature sensor that measures the intensity of heat radiant light from the annealed object heated by the incident of the pulsed laser beam, and
It has a control device that controls the laser light source and the scanning mechanism to scan the surface of the annealed object with the pulsed laser beam while overlapping the irradiation regions between shots of the pulsed laser beam.
When the intensity of the thermal radiant light measured by the temperature sensor is higher than the target value, the control device lowers the overlap rate to the current overlap rate, and when the intensity is lower than the target value, the overlap rate is currently set to the current overlap rate. An annealing device is provided in which the overlap rate is higher than that of the above.
本発明のさらに他の観点によると、
アニール対象物の表面をパルスレーザビームで走査してアニールを行うアニール方法であって、
前記パルスレーザビームのショット間で照射領域をオーバラップさせながら、前記アニール対象物の表面を前記パルスレーザビームで走査し、
前記アニール対象物の表面の走査において、主走査と副走査とを繰り返してアニールを行い、
主走査ごとに、主走査の始点から遠ざかるに従ってオーバラップ率を低下させるアニール方法が提供される。
According to yet another aspect of the invention.
This is an annealing method in which the surface of the object to be annealed is scanned with a pulsed laser beam to perform annealing.
The surface of the object to be annealed was scanned with the pulsed laser beam while overlapping the irradiation areas between the shots of the pulsed laser beam.
In scanning the surface of the object to be annealed, the main scan and the sub scan are repeated to perform annealing.
For each main scan, an annealing method is provided in which the overlap rate is reduced as the distance from the start point of the main scan increases .
本発明のさらに他の観点によると、
パルスレーザビームを出力するレーザ光源と、
前記パルスレーザビームでアニール対象物の表面を走査する走査機構と、
前記レーザ光源と前記走査機構とを制御して、前記パルスレーザビームのショット間で照射領域をオーバラップさせながら、前記アニール対象物の表面を前記パルスレーザビームで走査する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、
前記アニール対象物の表面の走査において、主走査と副走査とを繰り返してアニールを行い、
主走査ごとに、主走査の始点から遠ざかるにしたがってオーバラップ率を低下させるアニール装置が提供される。
According to yet another aspect of the invention.
A laser light source that outputs a pulsed laser beam and
A scanning mechanism that scans the surface of the object to be annealed with the pulsed laser beam,
It has a control device that controls the laser light source and the scanning mechanism to scan the surface of the annealed object with the pulsed laser beam while overlapping the irradiation regions between shots of the pulsed laser beam.
The control device is
In scanning the surface of the object to be annealed, the main scan and the sub scan are repeated to perform annealing.
For each main scan, an annealing device is provided that reduces the overlap rate as the distance from the start point of the main scan increases .
面内におけるアニール温度のばらつきを小さくすることが可能になる。 It is possible to reduce the variation in annealing temperature in the plane.
図1~図6Bを参照して、実施例によるアニール装置及びアニール方法について説明する。
図1は、実施例によるレーザアニール装置の概略図である。チャンバ10内に走査機構12によって保持テーブル13が支持されている。走査機構12は、制御装置40からの指令を受けて、保持テーブル13を水平面内で移動させることができる。走査機構12はエンコーダを含み、保持テーブル13の現在位置を表す位置情報がエンコーダから制御装置40に読み込まれる。
An annealing apparatus and an annealing method according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6B.
FIG. 1 is a schematic view of a laser annealing device according to an embodiment. The holding table 13 is supported in the
保持テーブル13の上に、チャックプレート14を介してアニール対象物30が保持される。保持テーブル13は、真空チャック機構を含み、チャックプレート14は、保持テーブル13の真空チャック機構の作用をアニール対象物30まで及ぼすための複数の貫通孔を有する。アニール対象物30は、例えば、ドーパントが注入されたシリコンウエハ等の半導体ウエハである。実施例によるレーザアニール装置は、例えばドーパントの活性化アニールを行う。
The object to be annealed 30 is held on the holding table 13 via the
保持テーブル13は、例えばアルミニウム等の金属で形成される。チャックプレート14には、保持テーブル13の材料よりも硬い材料、例えばセラミック等が用いられる。チャックプレート14は、例えば高い面精度を得る目的で、保持テーブル13とアニール対象物30との間に配置されて使用される。
The holding table 13 is made of a metal such as aluminum. For the
レーザ光源20が、制御装置40からの指令を受けて、アニール用のパルスレーザビームを出力する。レーザ光源20として、例えば発振波長約800nmのレーザダイオードが用いられる。レーザ光源20から出力されたパルスレーザビームが伝送光学系21、ダイクロイックミラー22、及びレンズ23を経由し、チャンバ10の天板に設けられたレーザ透過窓11を透過して、アニール対象物30に入射する。ダイクロイックミラー22は、アニール用のレーザビームを透過させる。伝送光学系21は、例えばビームホモジナイザ、レンズ、ミラー等を含む。ビームホモジナイザとレンズ23とにより、アニール対象物30の表面における照射領域が整形され、ビームプロファイルが均一化される。
The
アニール対象物30から放射された熱放射光が、レーザ透過窓11を透過し、レンズ23を経由し、ダイクロイックミラー22で反射され、さらにレンズ24を経由して温度センサ25に入射する。ダイクロイックミラー22は、波長1μm以上の波長域の熱放射光を反射する。温度センサ25は、特定の波長域の熱放射光の強度を測定する。熱放射光の強度は、アニール対象物30の温度に依存する。温度センサ25による熱放射光の測定結果が電圧値として制御装置40に入力される。
The thermal radiant light emitted from the object to be annealed 30 passes through the
レンズ23及びレンズ24は、アニール対象物30の表面を、温度センサ25の受光面に結像させる。これにより、温度センサ25の受光面に対して共役な関係を持つアニール対象物30の表面の領域から放射される熱放射光の強度が測定される。測定対象となる表面領域は、例えばレーザビームの照射領域の内部に含まれるように設定される。
The
制御装置40は、走査機構12を制御して、保持テーブル13に保持されているアニール対象物30を水平面内の二次元方向に移動させる。さらに、保持テーブル13の現在位置情報に基づいて、レーザ光源20を制御してレーザ光源20からパルスレーザビームを出力させる。さらに、制御装置40は、レーザ光源20から出力されるパルスレーザビームの各ショットに同期して、温度センサ25の検出結果を取得する。取得された検出結果は、アニール対象物30の面内の位置と関連付けて、記憶装置41に記憶される。
The
一例として、パルスレーザビームの1ショットごとに、熱放射光の強度の時間変化が得られる。記憶装置41に記憶される検出結果は、例えば、パルスレーザビームの1ショットごとの熱放射光の強度のピーク値、または積分値である。熱放射光の強度のピーク値または積分値から求まる温度を「アニール温度」ということとする。制御装置40は、アニール対象物30の表面内における熱放射光の強度分布(アニール温度の分布)の情報を、画像、グラフ、または数値として出力装置42に出力する。
As an example, a time change in the intensity of thermal radiation can be obtained for each shot of the pulsed laser beam. The detection result stored in the
図2Aは、アニール対象物30の表面をパルスレーザビームで走査する走査経路を示す平面図である。アニール対象物30の表面(レーザ照射面)をxy面とし、表面の法線方向をz軸の正方向とするxyz直交座標系を定義する。x軸方向を主走査方向とし、y軸方向を副走査方向として、主走査と副走査とを繰り返すことにより、アニール対象物30の表面のほぼ全域がパルスレーザビームで走査される。
FIG. 2A is a plan view showing a scanning path for scanning the surface of the object to be annealed 30 with a pulsed laser beam. An xyz orthogonal coordinate system is defined in which the surface (laser irradiation surface) of the object to be annealed 30 is the xy plane and the normal direction of the surface is the positive direction of the z axis. By repeating the main scanning and the sub-scanning with the x-axis direction as the main scanning direction and the y-axis direction as the sub-scanning direction, almost the entire surface of the
図2Bは、主走査中におけるパルスレーザビームの照射領域31の、ショット間の位置関係を示す図である。照射領域31は、y軸方向に長いほぼ長方形の平面形状を有する。図2Bにおいて、直前のショットの照射領域31aを破線で示し、その直後のショットの照射領域31を実線で示している。照射領域31のx軸方向の寸法(幅)をWxで表す。連続する2ショットの照射領域31aと31との重なり部分のx軸方向の寸法をWovで表す。主走査時の照射領域のオーバラップ率OVRxを、
OVRx=Wov/Wx
と定義する。
FIG. 2B is a diagram showing the positional relationship between shots of the
OVRx = Wov / Wx
Is defined as.
図2Cは、副走査の前後のパルスレーザビームの照射領域31のショット間の位置関係を示す図である。副走査を行う直前の照射領域31bを破線で示し、副走査を行った後の照射領域31を実線で示す。照射領域31のy軸方向の寸法(長さ)をLyで表す。1回の副走査の前後における照射領域31bと31との重なり部分のy軸方向の寸法をLovで表す。副走査時の照射領域のオーバラップ率OVRyを、
OVRy=Lov/Ly
と定義する。
FIG. 2C is a diagram showing the positional relationship between shots of the
OVRy = Lov / Ly
Is defined as.
実施例について説明する前に、一定のオーバラップ率でアニールを行った評価実験の結果について説明する。 Before explaining the examples, the result of the evaluation experiment in which annealing was performed with a constant overlap rate will be described.
図3は、アニール対象物30を実際にアニールした時に測定されたアニール温度の分布を示す図である。図3では、アニール温度が高い領域ほど、グレーの濃さを淡くして表している。放射状及び同心円状にアニール温度の低い領域が現れているのは、保持テーブル13(図1)に設けられた吸着用の溝の平面形状が反映されているためである。さらに、リフトピンが配置された4箇所に対応して、アニール温度の低い領域が現れている。吸着用の溝やリフトピン等の下地の特殊な条件を除いて考えると、x軸方向(主走査方向)に平行な縦縞が現れている。さらに、y軸方向(副走査方向)の両端の近傍において、内側の領域よりもアニール温度が高くなる傾向を示していることがわかる。
FIG. 3 is a diagram showing the distribution of the annealing temperature measured when the
図4Aは、x軸方向に関するアニール温度の分布を模式的に示す図である。1回の主走査で走査されるx軸に平行な直線状の領域に着目すると、走査の始点側の一部の領域32において、終点側の残りの領域33よりもアニール温度が相対的に高くなっている。図4Aでは、アニール温度が相対的に高かった領域に相対的に密度の低いハッチングを付し、アニール温度が相対的に低かった領域に相対的に密度の高いハッチングを付している。なお、図4Aでは、アニール温度が高かった領域32とアニール温度が低かった領域33との境界を明確に示しているが、実際には、両者の境界は明確ではなく、アニール温度はx軸方向に徐々に変化している。
FIG. 4A is a diagram schematically showing the distribution of annealing temperature in the x-axis direction. Focusing on the linear region parallel to the x-axis scanned in one main scan, the annealing temperature is relatively higher in a part of the
主走査の始点側の領域32においてアニール温度が高くなるのは、副走査を行う直前の主走査時の加熱の影響(蓄熱効果)が残っているためである。このように、1回の主走査で走査される領域に着目すると、x軸方向に関して温度むらが発生することが確認された。
The reason why the annealing temperature is high in the
図4Bは、y軸方向に関するアニール温度の分布を模式的に示す図である。図4Bは、1回の主走査で走査されるx軸に平行な直線状の領域のアニール温度の、x軸方向に関する平均値の分布を表している。y軸方向(副走査方向)に関して両端の近傍の領域34のアニール温度の平均値が、それよりも内側の領域のアニール温度の平均値より高い傾向を示す。図4Bでは、アニール温度の平均値が相対的に高かった領域に相対的に密度の低いハッチングを付し、アニール温度の平均値が相対的に低かった領域に相対的に密度の高いハッチングを付している。なお、図4Bでは、アニール温度の平均値が高かった領域34とアニール温度の平均値が低かった領域35との境界を明確に示しているが、実際には、両者の境界は明確ではなく、アニール温度の平均値はy軸方向に徐々に変化している。
FIG. 4B is a diagram schematically showing the distribution of annealing temperature in the y-axis direction. FIG. 4B shows the distribution of the average value of the annealing temperature in the linear region parallel to the x-axis scanned in one main scan in the x-axis direction. In the y-axis direction (sub-scanning direction), the average value of the annealing temperatures of the
y軸方向に関して両端近傍の領域34においてアニール温度の平均値が相対的に高くなるのは、領域34においては面内方向への熱の伝搬による温度低下が少ないためである。このように、y軸方向に関しても、アニール温度の平均値にむらが発生していることが確認された。
The reason why the average value of the annealing temperature is relatively high in the
以下に説明する実施例では、主走査時のオーバラップ率を変化させることにより、この温度むらを低減させる。 In the embodiment described below, this temperature unevenness is reduced by changing the overlap rate during the main scan.
図5は、アニール対象物30に入射させるパルスレーザビームの1パルス当たりのエネルギ密度(パルスエネルギ密度)と、温度センサ25(図1)の出力電圧との関係を、オーバラップ率ごとに示すグラフである。横軸はパルスエネルギ密度を単位「J/cm2」で表し、縦軸は温度センサ25の出力電圧を単位「mV」で表す。温度センサ25の出力電圧は、アニール対象物30のアニール温度に依存する。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the energy density per pulse (pulse energy density) of the pulsed laser beam incident on the
図5のグラフ中の星形記号、丸記号、四角記号、及び三角記号が、それぞれx軸方向のオーバラップ率OVRxを0%、50%、67%、及び80%としたときの出力電圧の測定値を示す。パルスエネルギ密度を高くすると、アニール温度が上昇していることがわかる。また、パルスエネルギ密度が一定の条件の下では、オーバラップ率OVRxを高くするに従ってアニール温度が高くなることがわかる。 The star symbol, circle symbol, square symbol, and triangle symbol in the graph of FIG. 5 indicate the output voltage when the overlap ratio OVRx in the x-axis direction is 0%, 50%, 67%, and 80%, respectively. The measured value is shown. It can be seen that the annealing temperature rises when the pulse energy density is increased. Further, it can be seen that under the condition that the pulse energy density is constant, the annealing temperature increases as the overlap rate OVRx increases.
図5に示した結果から、x軸方向のオーバラップ率OVRxを調整することにより、アニール温度を制御できることがわかる。実施例においては、パルスレーザビームの1ショットの照射によるアニール温度の測定結果に基づいて、今回のショットと次のショットとの照射領域のオーバラップ率OVRxを変化させることにより、アニール温度を調整する。 From the results shown in FIG. 5, it can be seen that the annealing temperature can be controlled by adjusting the overlap rate OVRx in the x-axis direction. In the embodiment, the annealing temperature is adjusted by changing the overlap rate OVRx of the irradiation region between the current shot and the next shot based on the measurement result of the annealing temperature by irradiation of one shot of the pulsed laser beam. ..
図6Aは、実施例によるアニール装置を用いてアニールを行うときの手順を示すフローチャートである。フローチャートに示す各手順は、制御装置40(図1)が、走査機構12、レーザ光源20を制御することにより実行される。
FIG. 6A is a flowchart showing a procedure for performing annealing using the annealing device according to the embodiment. Each procedure shown in the flowchart is executed by the control device 40 (FIG. 1) controlling the
まず、アニール対象物30を保持テーブル13(図1)に保持させて、保持テーブル13の移動を開始する(ステップS1)。例えば、1回の主走査の期間中は、ほぼ等速で保持テーブル13(図2A)をx軸方向に移動させる。 First, the object to be annealed 30 is held in the holding table 13 (FIG. 1), and the movement of the holding table 13 is started (step S1). For example, during the period of one main scan, the holding table 13 (FIG. 2A) is moved in the x-axis direction at a substantially constant velocity.
アニール対象物30が照射開始位置まで移動したか否かを判定し(ステップS2)、照射開始位置まで移動した時点でパルスレーザビームを1ショット照射する(ステップS3)。アニール対象物30の全域をアニールしたら、処理を終了する(ステップS4)。
It is determined whether or not the
制御装置40が温度センサ25からの出力電圧を読み取り、アニール温度に関する情報を取得する(ステップS5)。制御装置40は、オーバラップ率OVRxを操作量として、アニール温度の測定結果が目標値Ttに近づくようにフィードバック制御を行う。例えば、制御装置40は、アニール温度の測定結果に基づいて、アニール温度が目標値Ttに近づくように、直前のショットの照射領域と次のショットの照射領域とのx軸方向のオーバラップ率OVRxを決定する(ステップS6)。
The
図6Bは、アニール温度の測定結果と、x軸方向のオーバラップ率OVRxの変化量ΔOVRxとの関係の一例を示すグラフである。横軸はアニール温度の測定結果を表し、縦軸はオーバラップ率OVRxの変化量ΔOVRxを表す。アニール温度の測定結果が目標値Ttに一致している場合には、オーバラップ率OVRxの変化量ΔOVRxは0であり、現時点のオーバラップ率OVRxを維持する。 FIG. 6B is a graph showing an example of the relationship between the measurement result of the annealing temperature and the change amount ΔOVRx of the overlap rate OVRx in the x-axis direction. The horizontal axis represents the measurement result of the annealing temperature, and the vertical axis represents the amount of change ΔOVRx in the overlap rate OVRx. When the measurement result of the annealing temperature matches the target value Tt, the change amount ΔOVRx of the overlap rate OVRx is 0, and the current overlap rate OVRx is maintained.
アニール温度の測定結果が目標値より高い場合には、オーバラップ率OVRxの変化量ΔOVRxを負にし、アニール温度の測定結果が目標値より低い場合には、オーバラップ率OVRxの変化量ΔOVRxを正にする。すなわち、アニール温度の測定結果が目標値より高い場合には、オーバラップ率OVRxを現在のオーバラップ率OVRxより低くし、アニール温度の測定結果が目標値より低い場合には、オーバラップ率OVRxを現在のオーバラップ率OVRxより高くする。いずれの場合も、目標値Ttからアニール温度の測定結果までの偏差が大きいほど変化量ΔOVRxの絶対値を大きくする。 When the measurement result of the annealing temperature is higher than the target value, the change amount ΔOVRx of the overlap rate OVRx is negative, and when the measurement result of the annealing temperature is lower than the target value, the change amount ΔOVRx of the overlap rate OVRx is positive. To. That is, when the measurement result of the annealing temperature is higher than the target value, the overlap rate OVRx is set lower than the current overlap rate OVRx, and when the measurement result of the annealing temperature is lower than the target value, the overlap rate OVRx is set. The overlap rate is higher than the current OVRx. In either case, the larger the deviation from the target value Tt to the measurement result of the annealing temperature, the larger the absolute value of the amount of change ΔOVRx.
オーバラップ率OVRxを決定したら、アニール対象物30が、決定されたオーバラップ率OVRxで次のショットが照射される位置に来るまで、パルスレーザビームの出力を待機する(ステップS7)。アニール対象物30が所定の位置まで移動したら、パルスレーザビームを1ショット照射する(ステップS3)。以降、処理が終了するまでステップS4からステップS3までを繰り返し実行する。
After determining the overlap rate OVRx, the object to be annealed waits for the output of the pulsed laser beam until the
次に、上記実施例によるアニール装置を用いたアニール方法を採用することにより得られる優れた効果について説明する。 Next, the excellent effect obtained by adopting the annealing method using the annealing device according to the above embodiment will be described.
実施例では、アニール温度の測定結果に基づいて、アニール温度が目標値Ttに近づくようにオーバラップ率OVRxを調整するため、アニール温度の面内の均一性を高めることができる。これにより、ドーパントの活性化率の面内均一性を高めることができる。 In the embodiment, the overlap rate OVRx is adjusted so that the annealing temperature approaches the target value Tt based on the measurement result of the annealing temperature, so that the in-plane uniformity of the annealing temperature can be improved. This makes it possible to increase the in-plane uniformity of the activation rate of the dopant.
また、実施例では、レーザ光源20(図1)から出力するパルスレーザビームのパワー及びパルス幅は変化させず、オーバラップ率OVRxを変化させることにより、アニール温度を調整するため、パワーやパルス幅を変化させることが困難なレーザ発振器を用いる場合にも、アニール温度を調整することが可能である。 Further, in the embodiment, the power and the pulse width of the pulsed laser beam output from the laser light source 20 (FIG. 1) are not changed, and the annealing temperature is adjusted by changing the overlap rate OVRx, so that the power and the pulse width are adjusted. It is possible to adjust the annealing temperature even when using a laser oscillator that is difficult to change.
次に、図7A~図8を参照して、他の実施例によるアニール装置及びアニール方法について説明する。本実施例では、アニール対象物30の表面内の位置によってオーバラップ率OVRxを変化させる。例えば、一定のオーバラップ率OVRxでアニールを行った場合に、アニール温度が高くなる傾向を示す領域においては、オーバラップ率OVRxを低めに設定する。
Next, an annealing apparatus and an annealing method according to another embodiment will be described with reference to FIGS. 7A to 8. In this embodiment, the overlap rate OVRx is changed depending on the position of the
次に、アニール対象物30の表面内の位置に応じてオーバラップ率OVRxをどのように変化させればよいかについて説明する。 Next, how the overlap rate OVRx should be changed according to the position on the surface of the object to be annealed 30 will be described.
図7A及び図7Bは、図1~図6Bに示した実施例による方法でアニールした時のオーバラップ率OVRxの変化の一例を示すグラフである。オーバラップ率OVRxを一定にすると、図4Aに示したように、主走査の始点の近傍においてアニール温度が相対的に高くなる。上記実施例を適用すると、x軸の正の向きに主走査する場合(図7A)、及びx軸の負の向きに主走査する場合(図7B)のいずれにおいても、アニール温度を目標値Ttに近づけるために、パルスレーザビームの照射位置が主走査の始点から遠ざかるに従ってオーバラップ率OVRxを高くする制御が行われる。 7A and 7B are graphs showing an example of a change in the overlap rate OVRx when annealed by the method according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 6B. When the overlap rate OVRx is constant, the annealing temperature becomes relatively high in the vicinity of the start point of the main scan, as shown in FIG. 4A. When the above embodiment is applied, the annealing temperature is set to the target value Tt in both the case of main scanning in the positive direction of the x-axis (FIG. 7A) and the case of main scanning in the negative direction of the x-axis (FIG. 7B). The overlap rate OVRx is controlled to increase as the irradiation position of the pulsed laser beam moves away from the start point of the main scan.
従って、1回の主走査において、アニール温度を均一化させるには、パルスレーザビームの照射位置が主走査の始点から遠ざかるに従ってオーバラップ率OVRxを高くすればよい。 Therefore, in order to make the annealing temperature uniform in one main scan, the overlap rate OVRx may be increased as the irradiation position of the pulsed laser beam moves away from the start point of the main scan.
図8は、図1~図6Bに示した実施例による方法でアニールした時の主走査ごとのオーバラップ率OVRxの平均値の変化の一例を示すグラフである。オーバラップ率OVRxを一定にすると、図4Bに示したように、y軸方向の両端の近傍においてアニール温度が相対的に高くなる。図1~図6Bに示した実施例を適用すると、アニール温度を目標値Ttに近づけるために、y軸方向の両端の近傍においてオーバラップ率OVRxを相対的に低くする制御が行われる。 FIG. 8 is a graph showing an example of a change in the average value of the overlap rate OVRx for each main scan when annealed by the method according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 6B. When the overlap rate OVRx is constant, the annealing temperature becomes relatively high in the vicinity of both ends in the y-axis direction, as shown in FIG. 4B. When the embodiments shown in FIGS. 1 to 6B are applied, control is performed in which the overlap rate OVRx is relatively low in the vicinity of both ends in the y-axis direction in order to bring the annealing temperature closer to the target value Tt.
従って、y軸方向に関してアニール温度を均一化するためには、y軸方向の両端の近傍においてオーバラップ率OVRxの平均値を、それよりも内側におけるオーバラップ率OVRxの平均値より低くすればよい。 Therefore, in order to make the annealing temperature uniform in the y-axis direction, the average value of the overlap rate OVRx in the vicinity of both ends in the y-axis direction may be lower than the average value of the overlap rate OVRx inside. ..
アニール対象物30の表面内の位置と、オーバラップ率OVRxとの好ましい関係は、オーバラップ率OVRxを変化させて複数の評価実験を行うことにより決定することができる。アニール対象物30の表面内の位置と、オーバラップ率OVRxとの好ましい関係は、記憶装置41に予め記憶させておく。制御装置40は、この好ましい関係に基づいて、オーバラップ率OVRxを変化させる。
The preferable relationship between the position of the object to be annealed 30 on the surface and the overlap rate OVRx can be determined by performing a plurality of evaluation experiments by changing the overlap rate OVRx. The preferable relationship between the position of the object to be annealed 30 on the surface and the overlap rate OVRx is stored in advance in the
本実施例においても、アニール温度を面内に関して均一化させることが可能になる。また、レーザ光源20から出力されるパルスレーザビームのパルスの繰り返し周波数を一定にしてアニールする場合、図7A及び図7Bに示した主走査ごとの始点近傍のオーバラップ率OVRxが相対的に低い領域において、アニール対象物30の移動速度を速くすることができる。このため、主走査の始点近傍の領域を内奥部及び終点側のオーバラップ率OVRxに等しくしてアニールする場合に比べて、アニール時間が短くなるという効果が得られる。
Also in this embodiment, the annealing temperature can be made uniform with respect to the in-plane. Further, when the pulse repetition frequency of the pulsed laser beam output from the
上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 It goes without saying that each of the above embodiments is exemplary and the configurations shown in different examples can be partially replaced or combined. Similar actions and effects due to the same configuration of a plurality of examples will not be mentioned sequentially for each example. Furthermore, the present invention is not limited to the above-mentioned examples. For example, it will be obvious to those skilled in the art that various changes, improvements, combinations, etc. are possible.
10 チャンバ
11 レーザ透過窓
12 走査機構
13 保持テーブル
14 チャックプレート
20 レーザ光源
21 伝送光学系
22 ダイクロイックミラー
23、24 レンズ
25 温度センサ
30 アニール対象物
31 照射領域
31a 直前のショットの照射領域
31b 副走査前の主走査時の照射領域
32 主走査の始点側の領域
33 主走査の始点側の領域以外の領域
34 副走査方向の両端近傍の領域
35 副走査方向の両端近傍の領域より内側の領域
40 制御装置
41 記憶装置
42 出力装置
10
Claims (10)
前記パルスレーザビームのショット間で照射領域をオーバラップさせながら、前記アニール対象物の表面を前記パルスレーザビームで走査し、
前記パルスレーザビームの入射によって加熱された箇所について測定した熱放射光の強度が目標値より高い場合にはオーバラップ率を現在のオーバラップ率より低くし、前記目標値より低い場合にはオーバラップ率を現在のオーバラップ率より高くするアニール方法。 This is an annealing method in which the surface of the object to be annealed is scanned with a pulsed laser beam to perform annealing.
The surface of the object to be annealed was scanned with the pulsed laser beam while overlapping the irradiation areas between the shots of the pulsed laser beam.
If the intensity of the thermal radiant light measured at the location heated by the incident of the pulsed laser beam is higher than the target value, the overlap rate is lower than the current overlap rate, and if it is lower than the target value, the overlap rate is lower than the current overlap rate. An annealing method that makes the rate higher than the current overlap rate .
前記パルスレーザビームでアニール対象物の表面を走査する走査機構と、
前記パルスレーザビームの入射によって加熱された前記アニール対象物からの熱放射光の強度を測定する温度センサと、
前記レーザ光源と前記走査機構とを制御して、前記パルスレーザビームのショット間で照射領域をオーバラップさせながら、前記アニール対象物の表面を前記パルスレーザビームで走査する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、前記温度センサで測定した熱放射光の強度が目標値より高い場合にはオーバラップ率を現在のオーバラップ率より低くし、前記目標値より低い場合にはオーバラップ率を現在のオーバラップ率より高くするアニール装置。 A laser light source that outputs a pulsed laser beam and
A scanning mechanism that scans the surface of the object to be annealed with the pulsed laser beam,
A temperature sensor that measures the intensity of heat radiant light from the annealed object heated by the incident of the pulsed laser beam, and
It has a control device that controls the laser light source and the scanning mechanism to scan the surface of the annealed object with the pulsed laser beam while overlapping the irradiation regions between shots of the pulsed laser beam.
When the intensity of the thermal radiant light measured by the temperature sensor is higher than the target value, the control device lowers the overlap rate to the current overlap rate, and when the intensity is lower than the target value, the overlap rate is currently set to the current overlap rate. Annealing device that makes the overlap rate higher than that of .
前記パルスレーザビームのショット間で照射領域をオーバラップさせながら、前記アニール対象物の表面を前記パルスレーザビームで走査し、
前記アニール対象物の表面の走査において、主走査と副走査とを繰り返してアニールを行い、
主走査ごとに、主走査の始点から遠ざかるに従ってオーバラップ率を低下させるアニール方法。 This is an annealing method in which the surface of the object to be annealed is scanned with a pulsed laser beam to perform annealing.
The surface of the object to be annealed was scanned with the pulsed laser beam while overlapping the irradiation areas between the shots of the pulsed laser beam.
In scanning the surface of the object to be annealed, the main scan and the sub scan are repeated to perform annealing.
An annealing method in which the overlap rate decreases as the distance from the start point of the main scan increases for each main scan .
前記パルスレーザビームでアニール対象物の表面を走査する走査機構と、
前記レーザ光源と前記走査機構とを制御して、前記パルスレーザビームのショット間で照射領域をオーバラップさせながら、前記アニール対象物の表面を前記パルスレーザビームで走査する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、
前記アニール対象物の表面の走査において、主走査と副走査とを繰り返してアニールを行い、
主走査ごとに、主走査の始点から遠ざかるにしたがってオーバラップ率を低下させるアニール装置。 A laser light source that outputs a pulsed laser beam and
A scanning mechanism that scans the surface of the object to be annealed with the pulsed laser beam,
It has a control device that controls the laser light source and the scanning mechanism to scan the surface of the annealed object with the pulsed laser beam while overlapping the irradiation regions between shots of the pulsed laser beam.
The control device is
In scanning the surface of the object to be annealed, the main scan and the sub scan are repeated to perform annealing.
An annealing device that reduces the overlap rate for each main scan as it moves away from the start point of the main scan .
The control device sets the average value of the overlap rate when the main scan is performed on a certain region including both ends of the annealed object in the sub-scanning direction from the average value of the overlap rate when the main scan is performed inside the region. The annealing device according to claim 9 .
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