JPH03232223A

JPH03232223A - 光アニール装置

Info

Publication number: JPH03232223A
Application number: JP33267090A
Authority: JP
Inventors: Yukito Sato; 幸人佐藤; Koichi Otaka; 剛一大高; Takeshi Hino; 威日野; Mitsugi Irinoda; 貢入野田; Katsufumi Kumano; 勝文熊野
Original assignee: Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd; Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Research Institute of General Electronics Co Ltd; Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-12-07
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1991-10-16
Anticipated expiration: 2015-03-06
Also published as: JP3017277B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は各種の半導体材料のアニールに使用する光アニ
ール装置に関するものである。

従来の技術現在、良質な半導体材料を得るための方法の一つとして
アニールが存する。これは、加熱や冷却で結晶中の格子
欠陥を除去するなどして半導体材料を改質するもので、
基板上に形成した多結晶や非晶質等のシリコン薄膜を再
結晶化させるＳ○■（Ｓ　１ｌｉｃｏｎ　ｏｎ　　Ｉ　
ｎ５ｕｌａｔｉｏｎ）技術などに利用されている。

だが、このＳ○■技術はシリコンウェハーを用いた三次
元Ｌ　Ｓ　Ｉ　（Ｌａｒｇｅ　　５ｃａｌｅ　　Ｉ　ｎ
ｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）の開発を主眼として
いるため、ガラス基板上に単結晶シリコン薄膜を形成す
る方法については研究例が少ない。その−例としては第
１４図に例示するように、石英ガラス基板１上に多結晶
シリコン薄膜２と保護膜である酸化シリコン膜３とを積
層形成し、第１５図に例示するように、これを帯状に順
次加熱して多結晶シリコン薄膜２を溶融させた後に再結
晶化させることで単結晶シリコン薄膜４を作成する方法
が報告されている。

このような方法は、ＺＭＲ（Ｚｏｎｅ　　Ｍｅｌｔｉｎ
ｇＲｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）と称されてお
り、利用される加熱方式としてはストリップヒータ加熱
、カーボンサセプタによる高周波加熱、電子ビーム加熱
、ハロゲンランプ加熱、レーザビーム加熱等が提案され
ている。そして、この中でも光アニールの一つであるレ
ーザビーム加熱方式は他の加熱方式に比して、 ■エネルギ密度が高い ■出力制御が容易である ■光学部品でビーム経路を任意に形成できる■大気中で
使用可能 ■材料に最適な波長のビームを選択できる等の利点を有
している。だが、レーザビームは加熱領域がスポット状
で強度分布もビーム断面中で一定でないため、これらを
補正して幅広い帯状の領域を均一な強度でビーム照射で
きる機構を形成する必要がある。

そこで、このような課題を解決するものとしては、例え
ば、特開昭５９−５２８３１号公報に開示されている提
案があり、これは等間隔に線形配置した複数のレーザ光
源の出射光が線形方向でビーム径の半ピッチでオーバラ
ップする位置に反射面が放物線状に湾曲したミラーを設
け、このミラーの反射光軸上に配置される基板に強度分
布が均一で幅広のビームを照射するようになっている。

また、特開昭５９−１２１８２２号公報に開示されてい
る方法では、−個のレーザ光源の出射光をプリズムで複
数の平行光に分割することでビーム径の半ピッチでオー
バラップする幅広のビームを形成するようになっている
。だが、これらの方法では完全に強度が均一で線形のビ
ームを形成することは困難である。

また、第１６図に例示する光アニール装置５は、ビーム
の強度分布がガウス型のレーザ光源６．〜６、を基板７
に対して連続的に対向配置することで、第１７図（ａ）
、（ｂ）に例示するように、基板７上に線形配置された
ビームスポット８．〜８．を半ピッチでオーバラップさ
せることができるようになっている。

なお、ここで云う基板７とは前述の石英ガラス基板ｌと
多結晶シリコン薄膜２及び酸化シリコン膜３等から形成
されている。

発明が解決しようとする課題上述の光アニール装置５では、連続的に配置されたレー
ザ光源６．〜６．のビームスポット８〜８、を半ピッチ
毎にオーバラップさせることはできる。だが、レーザ光
源６、〜６．の横幅はビーム径に比して必然的に大きい
ので、第１６図に例示するように、そのビームスポット
８、〜８１をオーバラップさせるためにはレーザ光源６
．〜６、は基板７に対して放射状に配置する必要があり
、端部近傍のレーザ光源６は基板７に対する照射角が直
角からずれてビームスポット８が楕円形となり、その強
度分布がガウス型でなくなるので、得られた線形のビー
ムは均一強度にならない。また、このように基板７に対
して傾斜した入射光が存すると、この基板７の内部で入
射光が過剰にオーバラップするなどして発熱が不均一と
なることが考えられる。

課題を解決するための手段請求項１記載の発明は、ビーム径と略同一ピッチの線形
配置でガウス型強度分布のビームを出射すると共に互い
に偏光面が直交する第一の光出射装置と第二の光出射装
置とを設け、入射光を偏光面方向に従って反射及び透過
するビームコンバイナーを設け、第一・第二の光出射装
置から出射されてビームコンバイナーを経た反射光と透
過光とが線形方向でビーム径の半ピッチでオーバラップ
する位置に第一・第二の光出射装置とビームコンバイナ
ーとを配置した。

請求項２記載の発明は、ビームコンバイナーの出射光軸
上にビームを偏向走査する光偏向素子を配置した。

請求項３記載の発明は、ビーム径と略同一ピッチの線形
配置でガウス型強度分布のビームを出射すると共に互い
に偏光面が直交する第一の光出射装置と第二の光出射装
置とを設け、入射光を偏光面方向に従って反射及び透過
するビームコンバイナーを設け、第一・第二の光出射装
置から出射されてビームコンバイナーを経た反射光と透
過光とが線形方向でビーム径の半ピッチでオーバラップ
する位置に第一・第二の光出射装置とビームコンバイナ
ーとを配置した光アニールユニットを設け、その出射光
が被照射面上でオーバラップする位置に複数個の光アニ
ールユニットを配置した。

作用請求項１記載の発明は、第一・第二の光出射装置から出
射されてビームコンバイナーを経た透過光と反射光とが
線形方向でビーム径の半ピッチでオーバラップすること
で、強度分布がガウス型のビームを簡易にビーム径の半
ピッチでオーバラップさせることができ、しかも、ビー
ムコンバイナーを経たビームの照射方向を平行として基
板への入射角を各々直角とすることができるので、各ビ
ームスポットの形状が維持されて光強度が均一で線形の
ビーム照射を行なうことができ、さらに、基板に対する
各ビームの入射角が直角なので基板の深さ方向でも入射
光のオーバラップが均一で基板内部での発熱が均一であ
る。

請求項２記載の発明は、ビームコンバイナーの出射光軸
上に配置された光偏向素子がビームを偏向走査すること
で、ビームの光強度差が分散されて加熱される対象物の
温度分布が均一になる。

請求項３記載の発明は、複数個の光アニールユニットの
出射光が被照射面上でオーバラップすることで、ある光
アニールユニットのビームで対象物を予熱しておいて他
の光アニールユニットのビームで光アニールを実行する
ようなことができ、対象物の全体をヒータなどで予熱し
ておく必要がなく、さらに、波長が異なる複数のビーム
で光アニールを行なうことができるので、対象物の構造
に対応した加熱を行なうことができる。

実施例請求項１記載の発明の第一の実施例を第１図ないし第３
図に基づいて説明する。まず、本実施例の光アニール装
置９では、ビーム径と略同一ピッチの線形配置でガウス
型強度分布のビームを出射する第一・第二の光出射装置
１０．１１が、基板１２の表面に対して４５度に傾斜し
たビームコンバイナーである半透過ミラー１３に対して
、後述するように出射光が反射及び透過される位置に配
置されている。ここで、前記第一・第二の光出射装置１
０．、　１１は、両端部に外部ミラー１４を備えたＣＯ
２ガスレーザ管１５等からなるレーザ光源１６、〜１６
．，１．７．〜１７４を線形に連続配置して金蒸着シリ
コンミラー１８〜２０を所定配置した光学系２１．２２
に組合わせた構造となっており、ここではレーザ光源１
６．１７間でガスレーザ’１１５のブリュースター窓２
３の方向を規定することで偏光面方向が互いに直交した
Ｓ偏光・Ｐ偏光のビーム２４，２５を出射するようにな
っている。

ここで、上述のようにして第一・第二の光出射装置１０
．１１から出射される各々四本のＳ偏光・Ｐ偏光のビー
ム２４１〜２４．．２５．〜２５．は、前記金蒸着シリ
コンミラー１８〜２０の配置により各ビームがビーム径
と同一ピッチで連続するようになっている。そして、こ
れらＳ偏光・Ｐ偏光のビーム２４．〜２４．，２５．〜
２５４が、各々前記半透過ミラー１３で反射及び透過さ
れて前記基板１２上に投射されたビームスポット２６〜
２６４．２７．〜２７４は、第２図に例示するように、
線形方向でビーム径の半ピッチでオーバラップするよう
になっている。

なお、前記レーザ光源１６．１７としては出力２０Ｗで
ビーム径が１６（ｍｍ）のＣＯ８ガスレーザを想定した
が、これは出射光がガウス型の強度分布を示すものであ
れば可視光レーザの他に紫外線レーザや赤外線レーザな
とでも良く、例えば、エキシマレーザ、Ａｒレーザ、Ｈ
ｅ−Ｃｄレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、ルビーレーザ、ア
レキサンドライトレーザ、ＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ　Ａ
ｌｕｍｉｎｕｍ　Ｇａｒｎｅｔ）レーザ、半導体レーザ
、炭酸ガスレーザ、酸化炭素レーザなどが利用可能であ
る。また、上述のようなレーザ光源１６．１７等の出射
光をＳ偏光・Ｐ偏光とする方法は４５度折り返しミラー
の取付方向を光軸に対して９０度に変位させることでも
可能である。

さらに、ここで云う半透過ミラー１３とは、Ｓ偏光のビ
ーム２４を反射すると共にＰ偏光のビーム２５は透過す
る光学材料であり、本実施例で例示した平板状の部材の
他にも各種のものが実施可能である。

このような構成において、第３図に例示するように、こ
こでは厚さ１．０（ｎｕｎ）の石英ガラス基板１上にＣ
ＶＤ法で厚さ３０００　（人）の多結晶シリコン薄膜２
と厚さ１．５（μｍ）の酸化シリコン膜３とを順次積層
形成した基板１２を光アニールする。

この先アニール装置９では、第一・第二の光出射装置１
０．１１のレーザ光源１６．〜１６４，１７、〜１７．
から出射された各々ビーム径１６（ｍｍ）で四本が線形
に連続配置されたＳ偏光・Ｐ偏光のビーム２４．〜２４
４，２５．〜２５４は、各光学系２１．２２で反射され
ることでピッチが１６（ｍｍ）となり、半透過ミラー１
３で反射及び透過されることで各ビーム２４．２５が８
．０（ｍｍ）のピッチで連続した状態で基板１２上に入
射する。

そして、第２図に例示するように、強度分布がガウス型
で直径１６（ｍｍ）の八つのビームスポット２６、〜２
６４，２７．〜２７４が基板１２上で半ピッチでオーバ
ラップすることで、１６ｘ（８−１）〜５６（ｍｍ）となり、約５６（ｍｍ）の線形に光強度が均一なビーム
が形成されて基板１２に照射される。そこで、このよう
な線形のビームを１　、０　（ｍｍ　／　５ｅｃ）で基
板１２を相対的に走査したところ、多結晶シリコン薄膜
２から幅５６ｍｍの単結晶シリコン薄膜４が形成された
。

つまり、この光アニール装置９は、各々強度分布がガウ
ス型でビーム径の半ピッチでオーバラップした線形のビ
ームを得るため、ビーム径と同一ピッチで線形に連続配
置したビームの偏光面方向を直交させ、これらのビーム
を偏光面方向に従って入射光を反射及び透過する半透過
ミラー１３に入射させた。この光アニール装置９では、
ビーム２４．２５を平行として基板１２への入射角を各
々直角とすることができ、強度分布がガウス型のビーム
スポット２６．２７が正確に半ピッチでオ−バラツブす
ることになって線形方向の光強度が均一である。

また、このように基板１２に対する各ビーム２４．２５
の入射角が直角なので、この基板１２の深さ方向でも入
射光のオーバラップは均一で発熱が均一である。

つぎに、請求項１記載の発明の第二の実施例を第４図に
基づいて説明する。この先アニール装置２８は、第一・
第二の光出射装置２９．３０のレーザ光源３１．〜３１
゜３２．〜３２４が各々Ａｒレーザ３３からなり、特に
前記第一の光出射装置２９のレーザ光源３１はＡｒレー
ザ３３の光出射面に１／２λ板３４を取付けることで得
られている。

また、前記第一・第二の光出射装置２９．３０の光軸上
に配置されたビームコンバイナーはビームスプリッタ３
５で形成されている。

このような構成において、この先アニール装置２８は、
各Ａｒレーザ３３から出射されたＰ偏光のビームが第一
の光出射装置２９では１／２λ板３４によりＳ偏光とさ
れ、以下は前述の光アニール装置９と同様に機能する。

この駆動回路３６は、八つのビームスポット２６、〜２
６４，２７．〜２７．の中心点温度を各々計測する放射
温度計や熱電対等からなる温度センサ３７、〜３７．の
出力端が、一番目のものは直結で以下順次オペアンプ３
８．〜３８．で合成されてレーザ光源１６，１７の駆動
電源３９１〜３９．にフィードバック接続されている。

このような構成において、この駆動回路３６は、基板１
２上に照射されたビームスポット２６〜２６４．２７．
〜２７．の各中心点温度が温度センサ３７．〜３７．に
より計測され、まず、一番目の温度センサ３７．の温度
情報が対応する駆動電源３９、にフィードバックされて
レーザ光源１６　の出力が一定になるよう制御される。

つぎに、二番目の温度センサ３７．の温度情報は一番目
の温度センサ３７、の温度情報とオペアンプ３８　で比
較されて二番目の駆動電源３９１にフィードバックされ
、二番目のレーザ光源１６つは出力が一番目のレーザ光
源１６．と同一になるよう制御される。

以下同様にして八番口のレーザ光源１７４まで順次制御
され、この駆動回路３６により光アニール装置９は八個
のレーザ光源１６．〜１６．，１７゜〜１７．の光出力
が均一化されることになる。

つぎに、上述のような駆動回路の第二の実施例を第６図
に基づいて説明する。なお、本実施例の駆動回路４０で
は、九個のレーザ光源４１．〜４１、を制御する場合に
ついて説明する。まず、各レーザ光源４１．〜４１．は
、レーザ管４２の光軸上に入射光の１％を反射して９９
％を透過する部分反射ミラー４３が配置され、この部分
反射ミラー４３の反射光軸上に配置された光センサ４４
の出力端が後述する外部人力４５と共にオペアンプ４６
を介して駆動電源４７に入力されている。

一方、前記レーザ光源４１の出射光が光学系４８を経て
線形に連続配置された九つのビームスポット４９．〜４
９．のうち、中央のビームスポット４９、の中心点温度
を計測する温度センサ５０．の出力端は定電圧電源５１
と共にマスタオペアンプ５２に入力され、スレイブオペ
アンプ５３〜５３、を介して各レーザ光源４１．〜４１
．の外部入力４５に入力されている。

また、九つのビームスポット４９．〜４９．のうち、両
端のビームスポット４９．．４９．の中心点温度を計測
する温度センサ５０．．５０．の出力端は合成されて平
均化され、前記温度センサ５０゜の出力端と共にオペア
ンプ５４を介して前記スレイブオペアンプ５３、〜５３
．の他の入力端に接続されている。

このような構成において、この駆動回路４０では、まず
、温度センサ５０．により計測された中央のビームスポ
ット４９．の温度情報が、マスクオペアンプ５２で定電
圧電源５１の基準電圧と比較されて各スレイブオペアン
プ５３１〜５３．に入力される。また、温度センサ５０
．　５０．により計測された両端のビームスポット４９
．．４９．の温度情報は平均化されてオペアンプ５４で
中央のビームスポット４９．の温度情報と比較され、こ
れも各スレイブオペアンプ５３．〜５３．に入力される
。そこで、これらスレイブオペアンプ５３〜５３．は、
両端のビームスポット４９．．４９゜の中心点温度が中
央のビームスポット４９．と同一になるよう各レーザ光
源４１、〜４１．を制御することになる。

また、各レーザ光源４１．〜４１．内では、部分反射ミ
ラー４３によりレーザ管４２の出射ビームの１％が光セ
ンサ４４でモニタされており、この光センサ４４のモニ
タ情報がオペアンプ４６を介して駆動電源４７にフィー
ドバックされることで、各レーザ光源４１．〜４１．毎
に光出力の変動が防止されている。

つぎに、請求項２及び３記載の発明の実施例を第７図な
いし第１３図に基づいて説明する。この光アニール装置
５５では、第７図に例示するように、前述した光アニー
ル装置９と略同様な構造の第一・第二の光アニールユニ
ット５６．５７が対向配置されており、これらの出射光
軸上に配置された光偏向素子である第一・第二の光走査
ユニット５８．５９で偏向走査されたビーム６０．〜６
０、．６１．〜６１．の各ビームスポット６２．〜６２
４．６３．〜６３６が基板１２上でオーバラップするよ
うになっている。ここで、前記第一の光アニールユニッ
ト５６は、出力が５０Ｗでビーム径がＩＱ（ｎｕｎ）の
ＣＯ，レーザ（図示せず）を四個内蔵した光源部６４と
光学系６５とで形成されており、前記第二の光アニール
ユニット５７は、出力が５Ｗでビーム径が５（Ｍ）のＡ
ｒレーザ（図示せず）を五個内蔵した光源部６６と光学
系６７とで形成されている。そして、前記第一の光走査
ユニット５８は、第９図及び第１０図に例示するように
、制御回路６８が接続された駆動モータ６９で細長い走
査ミラー７０を長平方向と直交する面内で回動自在に軸
支した構造となっており、前記第二の光走査ユニット５
９は、第１１図及び第１２図に例示するように、制御回
路７１が接続された駆動モータ７２で細長い走査ミラー
７３を長平方向と平行な面内で回動自在に軸支してシリ
ンドリカルレンズ７４に対向配置した構造となっている
。

このような構成において、この光アニール装置５５では
、第一・第二の光アニールユニット５６゜５７は前述の
光アニール装置９と同様に線形に連続して半ピッチでオ
ーバラップするビーム６０〜６０４，６１．〜６１６を
出射するようになっており、前述したように二種類のビ
ームスポット６２、〜６２４，６３．〜６３．が基板１
２上でオーバラップするようになっている。

そして、この先アニール装置５５では、第一・第二の光
走査ユニット５８．５９の偏向走査により、第一の光ア
ニールユニット５６のビームスポット６２〜６２４が連
続方向と直角に周波数３００（ＫＨｚ）で振幅５（ｍｍ
）に振動し、第二の光アニールユニット５７のビームス
ポット６３．〜６３゜が連続方向に周波数３００（ＫＨ
ｚ）で振幅５（Ｍ）に振動するようになっている。この
ようにすることで、ビームスポット６２１〜６２４，６
３．〜６３．の光強度差が分散されるので、基板１２は
極めて均一に光アニールされることになる。

さらに、この先アニール装置５５では、第一光走査ユニ
ット５８のビームスポット６２．〜６２４とシリンドリ
カルレンズ７４で収束したビームスポット６３〜６３Ｓ
とを基板１２上で重複させることで、第１３図に例示す
るように、広範囲に照射されるビームスポット６２〜６
２４で予熱された基板１２か細いビームスポット６３．
〜６３．で光アニールされることになる。従って、この
先アニール装置５５では、基板１２の全体をヒータなど
で予熱しておく必要がないので、長時間の加熱により変
質や変形などが基板１２に生じることがない。しかも、
この先アニール装置５５では、第一・第二の光アニール
ユニット５６．５７のビーム６０．〜６０４．６１．〜
６１ｓの波長が異なるので、基板１２の構造に対応した
加熱が行なわれるようになっている。

そこで、このような光アニール装置５５で、前述した光
アニール装置９と同様に、厚さ１．０（ｍｍ）の石英ガ
ラス基板ｌ上にＣＶＤ法で厚さ３０００（Ａ）の多結晶
シリコン薄膜２と厚さ１．５（μｍ）の酸化シリコン膜
３とを順次積層形成した基板１２を光アニールし、各々
約１５（ｎｕｎ）の線形に形成されて重複した二種類の
ビームスポット６２．〜６２４，６３、〜６３．を１．
Ｏ（ｍｍ　／　５ｅｅ）で走査移動する基板１２に照射
したところ、多結晶シリコン薄膜２から幅１５刷の単結
晶シリコン薄膜４が形成された。

そして、この光アニール装置５５では、以下のテーブル
に例示するように、第一・第二の光アニールユニット５
６．５７のビームスポット６２〜６２４，６３．〜６３
．の振動の有無を組合わせることで各々異なる結果が得
られた。

テーブルなお、ここで云う結晶性とは、結晶粒界や亜粒界の密度
を評価対象としており、その検出はエツチングで行なっ
た。

上述のテーブルから自明であるように、この先アニール
装置５５では、第一の光アニールユニット５６（７）Ｃ
○３レーザのビーム６０１〜６ｏ４を振動させることで
、結晶性が良好な単結晶シリコン薄膜４を得ることがで
き、第二の光アニールユニット５７のＡｒレーザのビー
ム６１．〜６１．を振動させることで、均一性が良好な
単結晶シリコン薄膜４を得ることができるので、各ビー
ムスポット６２、〜６２．，６３．〜６３．を共に振動
させることで、結晶性も均一性も良好な光アニールを行
なうことができる。

なお、上述した実施例では、光アニール装置９゜２８．
５５の作業対象として石英ガラス基板１上に多結晶シリ
コン薄膜２と酸化シリコン膜３とを形成した基板１２を
例示したが、これは単体や化合物の半導体や半導体以外
の金属の光アニール等の他、誘電体材料の単結晶薄膜や
有機結晶薄膜などの形成にも利用可能である。

また、上述した光アニール装置５５では、第一・第二の
光アニールユニット５６．５７で種類が異なるレーザ光
源を採用したが、これは同一のレーザ光源も利用可能で
あり、そのビームスポット６２、〜６２４，６３．〜６
３．の振動方向や周波数及び振幅なども各種の組合わせ
が考えられる。なお、この振幅としてはビームスポット
６２．〜６２４゜６３〜６３６の直径のＩ／１００〜１
／２とすることで良好な結果が得られると考えられ、例
えば、ビーム列の長さが５０（ｍｍ）で幅が１．０（ｍ
ｍ）ならば、その振幅を列方向と直角な方向ではｌＯ〜
５００（μｍ）として列方向では０．５〜２５（ｍｍ）
とする。また、その周波数は高いほど良好な結果が得ら
れるが、実際的には数（比）〜数（ＫＨｚ）とすること
が可能である。

さらに、上述のようなビームスポット６２．〜６２、．
６３．〜６３゜の振動を実現する光偏向素子としても、
走査ミラー７０．７３を回動させる光走査ユニット５・
８，５９の他、走査ミラー７０゜７３を平行移動させる
ものや、プリズムを回動や平行移動等させるものや、音
響光学型光変調器や電気光学型光変調器などが利用可能
である。

さらに、光アニール装置９でビーム２４．’２５の合成
に利用した半透過ミラー１３を利用して、光アニール装
置５５の複数の光アニールユニット５６．５７のビーム
６０．〜６０４，６１．〜６１゜を重複させることも可
能である。

発明の効果請求項１記載の発明は、ビーム径と略同一ピッチの線形
配置でガウス型強度分布のビームを出射すると共に互い
に偏光面が直交する第一・第二の光出射装置を設け、入
射光を偏光面方向に従って反射及び透過するビームコン
バイナーを設け、第一・第二の光出射装置から出射され
てビームコンバイナーを経た透過光と反射光とが線形方
向でビーム径の半ピッチでオーバラップする位置に第一
・第二の光出射装置とビームコンバイナーとを配置した
ことにより、強度分布がガウス型のビームを簡易にビー
ム径の半ピッチでオーバラップさせることができ、しか
も、ビームコンバイナーを経たビームの照射方向を平行
として基板への入射角を各々直角とすることができるの
で、各ビームスポットの形状が維持されて光強度が均一
で線形のビーム照射を行なうことができ、簡易な構造で
良好な光アニールを実行することができ、さらに、基板
に対する各ビームの入射角が直角なので基板の深さ方向
でも入射光のオーバラップが均一で基板内部での発熱が
均一なので、より良好な光アニルを実行することができ
る尋の効果を有するものである。

請求項２記載の発明は、ビームコンバイナーの出射光軸
上にビームを偏向走査する光偏向素子を配置したことに
より、ビームの光強度差が分散されて加熱される対象物
の温度分布が均一になるので、極めて良好な光アニール
を実行することができる等の効果を有するものである。

請求項３記載の発明は、ビーム径と略同一ピッチの線形
配置でガウス型強度分布のビームを出射すると共に互い
に偏光面が直交する第一の光出射装置と第二の光出射装
置とを設け、入射光を偏光面方向に従って反射及び透過
するビームコンバイナーを設け、第一・第二の光出射装
置から出射されてビームコンバイナーを経た反射光と透
過光とが線形方向でビーム径の半ピッチでオーバラップ
する位置に第一・第二の光出射装置とビームコンバイナ
ーとを配置した光アニールユニットを設け、その出射光
が被照射面上でオーバラップする位置に複数個の光アニ
ールユニットを配置したことにより、ある光アニールユ
ニットのビームで対象物を予熱しておいて他の光アニー
ルユニットのビームで光アニールを実行するようなこと
ができ、対象物の全体をヒータなどで予熱しておく必要
がないので、長時間の加熱による対象物の変質や変形な
どを防止することができ、さらに、波長が異なる複数の
ビームで光アニールを行なうことができるので、対象物
の構造に対応した加熱を行なうことができ、各種の対象
物を良好に光アニールすることができる等の効果を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１記載の発明の第一の実施例を示す平面
図、第２図は要部を拡大した平面図、第３図は基板を示
す縦断側面図、第４図は第二の実施例を示す平面図、第
５図及び第６図は駆動回路の実施例を示すブロック図、
第７図は請求項２及び３記載の発明の実施例を示す側面
図、第８図は斜視図、第９図は要部の平面図、第１０図
は側面図、第１１図は要部の平面図、第１２図は斜視図
、第１３図は特性図、第１４図は従来例を示す基板の縦
断側面図、第１５図はＺＭＲ法の説明図、第１６図は従
来例を示す平面図、第１７図はビームスポットの説明図
である。

Claims

【特許請求の範囲】１、ビーム径と略同一ピッチの線形配置でガウス型強度
分布のビームを出射すると共に互いに偏光面が、直交す
る第一の光出射装置と第二の光出射装置とを設け、入射
光を偏光面方向に従って反射及び透過するビームコンバ
イナーを設け、前記第一・第二の光出射装置から出射さ
れて前記ビームコンバイナーを経た反射光と透過光とが
線形方向でビーム径の半ピッチでオーバラップする位置
に前記第一・第二の光出射装置と前記ビームコンバイナ
ーとを配置したことを特徴とする光アニール装置。２、ビームコンバイナーの出射光軸上にビームを偏向走
査する光偏向素子を配置したことを特徴とする請求項１
記載の光アニール装置。３、ビーム径と略同一ピッチの線形配置でガウス型強度
分布のビームを出射すると共に互いに偏光面が直交する
第一の光出射装置と第二の光出射装置とを設け、入射光
を偏光面方向に従って反射及び透過するビームコンバイ
ナーを設け、前記第一・第二の光出射装置から出射され
て前記ビームコンバイナーを経た反射光と透過光とが線
形方向でビーム径の半ピッチでオーバラップする位置に
前記第一・第二の光出射装置と前記ビームコンバイナー
とを配置した光アニールユニットを設け、その出射光が
被照射面上でオーバラップする位置に複数個の前記光ア
ニールユニットを配置したことを特徴とする光アニール
装置。