JPH09102468A - レーザーアニール処理装置 - Google Patents
レーザーアニール処理装置Info
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- JPH09102468A JPH09102468A JP25885395A JP25885395A JPH09102468A JP H09102468 A JPH09102468 A JP H09102468A JP 25885395 A JP25885395 A JP 25885395A JP 25885395 A JP25885395 A JP 25885395A JP H09102468 A JPH09102468 A JP H09102468A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 真空チャンバ（１）から被処理体（Ｍ）を取
り出すことなく、また、被処理体（Ｍ）に膜厚や性質の
ばらつきがあっても、常に適切なアニールを行えるよう
にする。 【解決手段】 レーザー光（Ｒ）を被処理体（Ｍ）に斜
めに照射すると共に、被処理体（Ｍ）で反射された反射
レーザー光（Ｌ）の強度を光強度測定手段（９）により
測定し、その測定した反射レーザー光（Ｌ）の強度に基
づいてアニールの進行状況を判別する。そして、制御手
段（１０）により、レーザ照射手段（６）および移動載
置台（２）を制御する。 【効果】 品質およびスループットを向上できる。
り出すことなく、また、被処理体（Ｍ）に膜厚や性質の
ばらつきがあっても、常に適切なアニールを行えるよう
にする。 【解決手段】 レーザー光（Ｒ）を被処理体（Ｍ）に斜
めに照射すると共に、被処理体（Ｍ）で反射された反射
レーザー光（Ｌ）の強度を光強度測定手段（９）により
測定し、その測定した反射レーザー光（Ｌ）の強度に基
づいてアニールの進行状況を判別する。そして、制御手
段（１０）により、レーザ照射手段（６）および移動載
置台（２）を制御する。 【効果】 品質およびスループットを向上できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザーアニール
処理装置に関し、更に詳しくは、被処理体にばらつきが
あっても，常に過不足のない適切なアニールを行うこと
ができるレーザーアニール処理装置に関するものであ
る。本発明のレーザーアニール処理装置は、特に大面積
大粒径多結晶シリコン薄膜の形成に有用である。
処理装置に関し、更に詳しくは、被処理体にばらつきが
あっても，常に過不足のない適切なアニールを行うこと
ができるレーザーアニール処理装置に関するものであ
る。本発明のレーザーアニール処理装置は、特に大面積
大粒径多結晶シリコン薄膜の形成に有用である。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来のレーザーアニール処理装
置の一例の要部縦断面図である。このレーザーアニール
処理装置５００は、アルミニウム製の真空チャンバ１
と、この真空チャンバ１内に設置された基台Ｂ上を移動
すると共にその上面に被処理体Ｍが載置される移動載置
台２と、この移動載置台２の上面に埋設され前記被処理
体Ｍを予熱する抵抗線３と、前記真空チャンバ１の天井
部１ａに設けられ且つ石英ガラス板の両面に紫外線反射
防止膜（ＡＲコート）を形成したレーザー導入用窓５
と、このレーザー導入用窓５を通して略垂直下方へレー
ザー光Ｒを照射するエキシマレーザー照射装置６と、前
記真空チャンバ１に被処理体Ｍを導入するためのゲート
バルブＳ２と、前記真空チャンバ１から被処理体Ｍを導
出するためのゲートバルブＳ３とを具備している。１ｂ
は、真空引き用の排気口である。前記被処理体Ｍは、絶
縁基板Ｍ２上に非晶質半導体薄膜Ｍ１を形成したもので
ある。
置の一例の要部縦断面図である。このレーザーアニール
処理装置５００は、アルミニウム製の真空チャンバ１
と、この真空チャンバ１内に設置された基台Ｂ上を移動
すると共にその上面に被処理体Ｍが載置される移動載置
台２と、この移動載置台２の上面に埋設され前記被処理
体Ｍを予熱する抵抗線３と、前記真空チャンバ１の天井
部１ａに設けられ且つ石英ガラス板の両面に紫外線反射
防止膜（ＡＲコート）を形成したレーザー導入用窓５
と、このレーザー導入用窓５を通して略垂直下方へレー
ザー光Ｒを照射するエキシマレーザー照射装置６と、前
記真空チャンバ１に被処理体Ｍを導入するためのゲート
バルブＳ２と、前記真空チャンバ１から被処理体Ｍを導
出するためのゲートバルブＳ３とを具備している。１ｂ
は、真空引き用の排気口である。前記被処理体Ｍは、絶
縁基板Ｍ２上に非晶質半導体薄膜Ｍ１を形成したもので
ある。
【０００３】レーザーアニール処理は次の手順で行う。 ゲートバルブＳ２を開けて、未処理の被処理体Ｍを移
動載置台２の上に載置し、ゲートバルブＳ２を閉じる。 真空チャンバ１の排気口１ｂから排気し、真空チャン
バ１内を１０-2〜１０-6Ｔｏｒｒの高真空とする（ある
いは窒素ガスを充填する）。次に、前記抵抗線３に通電
し、被処理体Ｍを４００℃程度に予熱する。また、レー
ザー照射部分Ｐが被処理体Ｍの照射スタート点に位置す
るように移動載置台２を移動させる。そして、エキシマ
レーザー照射装置６からレーザー光Ｒを発生させる。レ
ーザー光Ｒは、レーザー導入用窓５を通って真空チャン
バ１内に導入され、被処理体Ｍの表面に略垂直に照射さ
れる。この状態で移動載置台２を移動し、小面積（例え
ば０．４ｍｍ×１５０ｍｍ）のレーザー照射部分Ｐで前
記被処理体Ｍの非晶質半導体薄膜Ｍ１の全面（例えば３
００ｍｍ×３００ｍｍ）を走査する。これにより、非晶
質半導体薄膜Ｍ１の結晶化を行うことが出来る。 ゲートバルブＳ３を開けて、処理済の被処理体Ｍを移
動載置台２の上から取り出し、ゲートバルブＳ３を閉じ
る。
動載置台２の上に載置し、ゲートバルブＳ２を閉じる。 真空チャンバ１の排気口１ｂから排気し、真空チャン
バ１内を１０-2〜１０-6Ｔｏｒｒの高真空とする（ある
いは窒素ガスを充填する）。次に、前記抵抗線３に通電
し、被処理体Ｍを４００℃程度に予熱する。また、レー
ザー照射部分Ｐが被処理体Ｍの照射スタート点に位置す
るように移動載置台２を移動させる。そして、エキシマ
レーザー照射装置６からレーザー光Ｒを発生させる。レ
ーザー光Ｒは、レーザー導入用窓５を通って真空チャン
バ１内に導入され、被処理体Ｍの表面に略垂直に照射さ
れる。この状態で移動載置台２を移動し、小面積（例え
ば０．４ｍｍ×１５０ｍｍ）のレーザー照射部分Ｐで前
記被処理体Ｍの非晶質半導体薄膜Ｍ１の全面（例えば３
００ｍｍ×３００ｍｍ）を走査する。これにより、非晶
質半導体薄膜Ｍ１の結晶化を行うことが出来る。 ゲートバルブＳ３を開けて、処理済の被処理体Ｍを移
動載置台２の上から取り出し、ゲートバルブＳ３を閉じ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のレーザーア
ニール処理装置５００では、被処理体Ｍを真空チャンバ
１から取り出して分析しなければ、アニールが適切か否
かが判らないという問題点がある。また、非晶質半導体
薄膜Ｍ１の膜厚や性質には、ばらつきがある。このた
め、上記従来のレーザーアニール処理装置５００におい
て、レーザー光Ｒの照射強度，照射タイミングや、移動
載置台２の移動速度，移動タイミングを一定にしておく
と、被処理体Ｍによっては、アニールに過不足を生じて
しまうという問題点がある。そこで、本発明の第１の目
的は、アニールが適切か否かをアニール中に知ることが
できるレーザーアニール処理装置を提供することにあ
る。また、本発明の第２の目的は、被処理体にばらつき
があっても常に過不足のない適切なアニールを行うこと
ができるレーザーアニール処理装置を提供することにあ
る。
ニール処理装置５００では、被処理体Ｍを真空チャンバ
１から取り出して分析しなければ、アニールが適切か否
かが判らないという問題点がある。また、非晶質半導体
薄膜Ｍ１の膜厚や性質には、ばらつきがある。このた
め、上記従来のレーザーアニール処理装置５００におい
て、レーザー光Ｒの照射強度，照射タイミングや、移動
載置台２の移動速度，移動タイミングを一定にしておく
と、被処理体Ｍによっては、アニールに過不足を生じて
しまうという問題点がある。そこで、本発明の第１の目
的は、アニールが適切か否かをアニール中に知ることが
できるレーザーアニール処理装置を提供することにあ
る。また、本発明の第２の目的は、被処理体にばらつき
があっても常に過不足のない適切なアニールを行うこと
ができるレーザーアニール処理装置を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の観点では、本発明
は、密閉容器（１）内に置かれた被処理体（Ｍ）に外部
からレーザー導入用窓（５）を通してレーザー光（Ｒ）
を照射するレーザー照射手段（６）と、小面積のレーザ
ー照射部分（Ｐ）で前記被処理体（Ｍ）の大面積の領域
を走査するように前記被処理体（Ｍ）を乗せて移動する
移動載置台（２）とを備えたレーザーアニール処理装置
において、前記レーザー光（Ｒ）を被処理体（Ｍ）に斜
めに照射すると共に、被処理体（Ｍ）で反射された反射
レーザー光（Ｌ）の強度を光強度測定手段（９）により
測定し、その測定した反射レーザー光（Ｌ）の強度に基
づいてアニールの進行状況を判別することを特徴とする
レーザーアニール処理装置（１００）を提供する。上記
第１の観点によるレーザーアニール処理装置（１００）
では、被処理体（Ｍ）に斜め方向からレーザー光（Ｒ）
を照射し、逆斜め方向に反射された反射レーザー光
（Ｌ）の強度を光強度測定手段（９）により測定する。
ここで、被処理体（Ｍ）の反射率はアニールの進行状況
により変化するので、光強度測定手段（９）により測定
した反射レーザー光（Ｌ）の強度によりアニールの進行
状況が判る。例えば、非晶質半導体薄膜（Ｍ１）の反射
率は比較的小さいが、結晶化すると反射率が比較的大き
くなるので、光強度測定手段（９）により測定した反射
レーザー光（Ｌ）の強度は結晶化の進行に伴って大きく
なり、結晶化が終了すると変化しなくなる。従って、測
定した反射レーザー光（Ｌ）の強度に基づいてアニール
の進行状況を判別することにより、アニールが適切か否
かをアニール中に知ることができる。そして、被処理体
（Ｍ）を密閉容器（１）から取り出さずに適切なアニー
ルを完了することが可能となり、高スループットが得ら
れる。なお、斜め方向からレーザー光（Ｒ）を被処理体
（Ｍ）に照射するため、密閉容器（１）の天井部（１
ａ）であって且つレーザー照射部分（Ｐ）の垂直上方か
ら外れた位置にレーザー導入用窓（８）を設ける。この
ため、アニール時に被処理体（Ｍ）から蒸散物質が発生
し、これが密閉容器（１）の天井部（１ａ）であって且
つレーザー照射部分（Ｐ）の垂直上方の壁面に付着して
も、レーザー導入用窓（８）は汚れない。従って、レー
ザー導入用窓（８）から導入されるレーザー光（Ｒ）の
エネルギーが被処理体（Ｍ）からの蒸散物質によって減
衰することを防止できる。また、斜め方向からレーザー
光（Ｒ）を被処理体（Ｍ）に照射するため、被処理体
（Ｍ）で反射した反射レーザー光（Ｌ）が密閉容器
（１）の天井部（１ａ）で反射されて再び被処理体
（Ｍ）に入射し、アニールに悪影響を与えることも防止
できる。
は、密閉容器（１）内に置かれた被処理体（Ｍ）に外部
からレーザー導入用窓（５）を通してレーザー光（Ｒ）
を照射するレーザー照射手段（６）と、小面積のレーザ
ー照射部分（Ｐ）で前記被処理体（Ｍ）の大面積の領域
を走査するように前記被処理体（Ｍ）を乗せて移動する
移動載置台（２）とを備えたレーザーアニール処理装置
において、前記レーザー光（Ｒ）を被処理体（Ｍ）に斜
めに照射すると共に、被処理体（Ｍ）で反射された反射
レーザー光（Ｌ）の強度を光強度測定手段（９）により
測定し、その測定した反射レーザー光（Ｌ）の強度に基
づいてアニールの進行状況を判別することを特徴とする
レーザーアニール処理装置（１００）を提供する。上記
第１の観点によるレーザーアニール処理装置（１００）
では、被処理体（Ｍ）に斜め方向からレーザー光（Ｒ）
を照射し、逆斜め方向に反射された反射レーザー光
（Ｌ）の強度を光強度測定手段（９）により測定する。
ここで、被処理体（Ｍ）の反射率はアニールの進行状況
により変化するので、光強度測定手段（９）により測定
した反射レーザー光（Ｌ）の強度によりアニールの進行
状況が判る。例えば、非晶質半導体薄膜（Ｍ１）の反射
率は比較的小さいが、結晶化すると反射率が比較的大き
くなるので、光強度測定手段（９）により測定した反射
レーザー光（Ｌ）の強度は結晶化の進行に伴って大きく
なり、結晶化が終了すると変化しなくなる。従って、測
定した反射レーザー光（Ｌ）の強度に基づいてアニール
の進行状況を判別することにより、アニールが適切か否
かをアニール中に知ることができる。そして、被処理体
（Ｍ）を密閉容器（１）から取り出さずに適切なアニー
ルを完了することが可能となり、高スループットが得ら
れる。なお、斜め方向からレーザー光（Ｒ）を被処理体
（Ｍ）に照射するため、密閉容器（１）の天井部（１
ａ）であって且つレーザー照射部分（Ｐ）の垂直上方か
ら外れた位置にレーザー導入用窓（８）を設ける。この
ため、アニール時に被処理体（Ｍ）から蒸散物質が発生
し、これが密閉容器（１）の天井部（１ａ）であって且
つレーザー照射部分（Ｐ）の垂直上方の壁面に付着して
も、レーザー導入用窓（８）は汚れない。従って、レー
ザー導入用窓（８）から導入されるレーザー光（Ｒ）の
エネルギーが被処理体（Ｍ）からの蒸散物質によって減
衰することを防止できる。また、斜め方向からレーザー
光（Ｒ）を被処理体（Ｍ）に照射するため、被処理体
（Ｍ）で反射した反射レーザー光（Ｌ）が密閉容器
（１）の天井部（１ａ）で反射されて再び被処理体
（Ｍ）に入射し、アニールに悪影響を与えることも防止
できる。
【０００６】第２の観点では、本発明は、被処理体
（Ｍ）にレーザー光（Ｒ）を照射するレーザー照射手段
（６）と、小面積のレーザー照射部分（Ｐ）で前記被処
理体（Ｍ）の大面積の領域を走査するように前記被処理
体（Ｍ）を乗せて移動する移動載置台（２）とを備えた
レーザーアニール処理装置において、被処理体（Ｍ）で
反射された反射レーザー光（Ｌ）の強度または被処理体
（Ｍ）を透過した透過レーザー光の強度を測定する光強
度測定手段（９）と、その光強度測定手段（９）により
測定した反射レーザー光（Ｌ）の強度または透過レーザ
ー光の強度に基づいて前記レーザー照射手段（６）また
は前記移動載置台（２）の少なくとも一方の制御を行う
制御手段（１０）とを具備したことを特徴とするレーザ
ーアニール処理装置（１００）を提供する。上記第２の
観点によるレーザーアニール処理装置（１００）では、
被処理体（Ｍ）にレーザー光（Ｒ）を照射し、反射され
た反射レーザー光（Ｌ）の強度を光強度測定手段（９）
により測定する。ここで、被処理体（Ｍ）の反射率はア
ニールの進行状況により変化するので、光強度測定手段
（９）により測定した反射レーザー光（Ｌ）の強度によ
りアニールの進行状況が判る。例えば、非晶質半導体薄
膜（Ｍ１）の反射率は比較的小さいが、結晶化すると反
射率が比較的大きくなるので、光強度測定手段（９）に
より測定した反射レーザー光（Ｌ）の強度は結晶化の進
行に伴って大きくなり、結晶化が終了すると変化しなく
なる。従って、測定した反射レーザー光（Ｌ）の強度に
基づいてレーザー照射手段（６）または移動載置台
（２）の少なくとも一方を制御すると、被処理体（Ｍ）
にばらつきがあっても、常に過不足のない適切なアニー
ルを行うことができる。
（Ｍ）にレーザー光（Ｒ）を照射するレーザー照射手段
（６）と、小面積のレーザー照射部分（Ｐ）で前記被処
理体（Ｍ）の大面積の領域を走査するように前記被処理
体（Ｍ）を乗せて移動する移動載置台（２）とを備えた
レーザーアニール処理装置において、被処理体（Ｍ）で
反射された反射レーザー光（Ｌ）の強度または被処理体
（Ｍ）を透過した透過レーザー光の強度を測定する光強
度測定手段（９）と、その光強度測定手段（９）により
測定した反射レーザー光（Ｌ）の強度または透過レーザ
ー光の強度に基づいて前記レーザー照射手段（６）また
は前記移動載置台（２）の少なくとも一方の制御を行う
制御手段（１０）とを具備したことを特徴とするレーザ
ーアニール処理装置（１００）を提供する。上記第２の
観点によるレーザーアニール処理装置（１００）では、
被処理体（Ｍ）にレーザー光（Ｒ）を照射し、反射され
た反射レーザー光（Ｌ）の強度を光強度測定手段（９）
により測定する。ここで、被処理体（Ｍ）の反射率はア
ニールの進行状況により変化するので、光強度測定手段
（９）により測定した反射レーザー光（Ｌ）の強度によ
りアニールの進行状況が判る。例えば、非晶質半導体薄
膜（Ｍ１）の反射率は比較的小さいが、結晶化すると反
射率が比較的大きくなるので、光強度測定手段（９）に
より測定した反射レーザー光（Ｌ）の強度は結晶化の進
行に伴って大きくなり、結晶化が終了すると変化しなく
なる。従って、測定した反射レーザー光（Ｌ）の強度に
基づいてレーザー照射手段（６）または移動載置台
（２）の少なくとも一方を制御すると、被処理体（Ｍ）
にばらつきがあっても、常に過不足のない適切なアニー
ルを行うことができる。
【０００７】第３の観点では、本発明は、被処理体
（Ｍ）にレーザー光（Ｒ）を照射し、前記被処理体
（Ｍ）をアニールするレーザーアニール処理装置におい
て、被処理体（Ｍ）で反射された反射レーザー光（Ｌ）
の強度または被処理体（Ｍ）を透過した透過レーザー光
の強度を測定する光強度測定手段（９）を具備し、その
光強度測定手段（９）により測定した反射レーザー光
（Ｌ）の強度または透過レーザー光の強度に基づいてア
ニールの進行状況を判別することを特徴とするレーザー
アニール処理装置（１００）を提供する。上記第３の観
点によるレーザーアニール処理装置（１００）では、被
処理体（Ｍ）にレーザー光（Ｒ）を照射し、反射された
反射レーザー光（Ｌ）の強度または被処理体（Ｍ）を透
過した透過レーザー光の強度を光強度測定手段（９）に
より測定する。ここで、被処理体（Ｍ）の反射率または
透過率はアニールの進行状況により変化するので、光強
度測定手段（９）により測定した反射レーザー光（Ｌ）
の強度または透過レーザー光の強度によりアニールの進
行状況が判る。例えば、非晶質半導体薄膜（Ｍ１）の反
射率は比較的小さいが、結晶化すると反射率が比較的大
きくなるので、光強度測定手段（９）により測定した反
射レーザー光（Ｌ）の強度は結晶化の進行に伴って大き
くなり、結晶化が終了すると変化しなくなる。また、非
晶質半導体薄膜（Ｍ１）の透過率は比較的大きいが、結
晶化すると透過率が比較的小さくなるので、光強度測定
手段（９）により測定した透過レーザー光の強度は結晶
化の進行に伴って小さくなり、結晶化が終了すると変化
しなくなる。従って、測定した反射レーザー光（Ｌ）の
強度または透過レーザー光の強度に基づいてアニールの
進行状況を判別することにより、アニールが適切か否か
をアニール中に知ることができる。
（Ｍ）にレーザー光（Ｒ）を照射し、前記被処理体
（Ｍ）をアニールするレーザーアニール処理装置におい
て、被処理体（Ｍ）で反射された反射レーザー光（Ｌ）
の強度または被処理体（Ｍ）を透過した透過レーザー光
の強度を測定する光強度測定手段（９）を具備し、その
光強度測定手段（９）により測定した反射レーザー光
（Ｌ）の強度または透過レーザー光の強度に基づいてア
ニールの進行状況を判別することを特徴とするレーザー
アニール処理装置（１００）を提供する。上記第３の観
点によるレーザーアニール処理装置（１００）では、被
処理体（Ｍ）にレーザー光（Ｒ）を照射し、反射された
反射レーザー光（Ｌ）の強度または被処理体（Ｍ）を透
過した透過レーザー光の強度を光強度測定手段（９）に
より測定する。ここで、被処理体（Ｍ）の反射率または
透過率はアニールの進行状況により変化するので、光強
度測定手段（９）により測定した反射レーザー光（Ｌ）
の強度または透過レーザー光の強度によりアニールの進
行状況が判る。例えば、非晶質半導体薄膜（Ｍ１）の反
射率は比較的小さいが、結晶化すると反射率が比較的大
きくなるので、光強度測定手段（９）により測定した反
射レーザー光（Ｌ）の強度は結晶化の進行に伴って大き
くなり、結晶化が終了すると変化しなくなる。また、非
晶質半導体薄膜（Ｍ１）の透過率は比較的大きいが、結
晶化すると透過率が比較的小さくなるので、光強度測定
手段（９）により測定した透過レーザー光の強度は結晶
化の進行に伴って小さくなり、結晶化が終了すると変化
しなくなる。従って、測定した反射レーザー光（Ｌ）の
強度または透過レーザー光の強度に基づいてアニールの
進行状況を判別することにより、アニールが適切か否か
をアニール中に知ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態について説明する。なお、これによりこの発明が
限定されるものではない。
の形態について説明する。なお、これによりこの発明が
限定されるものではない。
【０００９】−第１の実施形態− 図１は、本発明の第１の実施形態にかかるレーザーアニ
ール処理装置の要部断面図である。このレーザーアニー
ル処理装置１００は、アルミニウム製の真空チャンバ１
と、この真空チャンバ１内に設置された基台Ｂ上を移動
すると共にその上面に被処理体Ｍが載置される移動載置
台２と、この移動載置台２の上面に埋設され前記被処理
体Ｍを予熱する抵抗線３と、前記真空チャンバ１の天井
部１ａに傾斜して設けられ且つ石英ガラス板の両面に紫
外線反射防止膜（ＡＲコート）を形成したレーザー導入
用窓５と、このレーザー導入用窓５を通して斜め下方向
にレーザー光Ｒを照射するエキシマレーザー照射装置６
と、前記真空チャンバ１に被処理体Ｍを導入するための
ゲートバルブＳ２と、前記真空チャンバ１から被処理体
Ｍを導出するためのゲートバルブＳ３と、被処理体Ｍで
正反射した反射レーザー光Ｌの強度を測定する光強度測
定装置９と、その光強度測定装置９により測定した反射
レーザー光Ｌの強度に基づいて前記レーザー照射手段６
または前記移動載置台２の制御を行う制御装置１０とを
具備している。１ｂは、真空引き用の排気口である。前
記被処理体Ｍは、絶縁基板Ｍ２上に非晶質半導体薄膜Ｍ
１を形成したものである。
ール処理装置の要部断面図である。このレーザーアニー
ル処理装置１００は、アルミニウム製の真空チャンバ１
と、この真空チャンバ１内に設置された基台Ｂ上を移動
すると共にその上面に被処理体Ｍが載置される移動載置
台２と、この移動載置台２の上面に埋設され前記被処理
体Ｍを予熱する抵抗線３と、前記真空チャンバ１の天井
部１ａに傾斜して設けられ且つ石英ガラス板の両面に紫
外線反射防止膜（ＡＲコート）を形成したレーザー導入
用窓５と、このレーザー導入用窓５を通して斜め下方向
にレーザー光Ｒを照射するエキシマレーザー照射装置６
と、前記真空チャンバ１に被処理体Ｍを導入するための
ゲートバルブＳ２と、前記真空チャンバ１から被処理体
Ｍを導出するためのゲートバルブＳ３と、被処理体Ｍで
正反射した反射レーザー光Ｌの強度を測定する光強度測
定装置９と、その光強度測定装置９により測定した反射
レーザー光Ｌの強度に基づいて前記レーザー照射手段６
または前記移動載置台２の制御を行う制御装置１０とを
具備している。１ｂは、真空引き用の排気口である。前
記被処理体Ｍは、絶縁基板Ｍ２上に非晶質半導体薄膜Ｍ
１を形成したものである。
【００１０】レーザーアニール処理は次の手順で行う。 ゲートバルブＳ２を開けて、未処理の被処理体Ｍを移
動載置台２の上に載置し、ゲートバルブＳ２を閉じる。 真空チャンバ１の排気口１ｂから排気し、真空チャン
バ１内を１０-2〜１０-6Ｔｏｒｒの高真空とする（ある
いは窒素ガスを充填する）。次に、前記抵抗線３に通電
し、被処理体Ｍを４００℃程度に予熱する。また、レー
ザー照射部分Ｐが被処理体Ｍの照射スタート点に位置す
るように移動載置台２を移動させる。そして、エキシマ
レーザー照射装置６からレーザー光Ｒを発生させる。レ
ーザー光Ｒは、レーザー導入用窓５を通って真空チャン
バ１内に導入され、被処理体Ｍの表面に斜め方向から照
射される。この状態で移動載置台２を移動し、小面積
（例えば０．４ｍｍ×１５０ｍｍ）のレーザー照射部分
Ｐで前記被処理体Ｍの非晶質半導体薄膜Ｍ１の全面（例
えば３００ｍｍ×３００ｍｍ）を走査する。このとき、
反射レーザー光Ｌの強度に基づき、エキシマレーザー照
射装置６を制御してレーザー光Ｒの照射強度，照射タイ
ミングを調整すると共に、移動載置台２を制御して移動
速度，移動タイミングを調整する。これにより、非晶質
半導体薄膜Ｍ１の膜厚や性質にばらつきがあっても、非
晶質半導体薄膜Ｍ１の結晶化を適切に行うことが出来
る。 ゲートバルブＳ３を開けて、処理済の被処理体Ｍを移
動載置台２の上から取り出し、ゲートバルブＳ３を閉じ
る。
動載置台２の上に載置し、ゲートバルブＳ２を閉じる。 真空チャンバ１の排気口１ｂから排気し、真空チャン
バ１内を１０-2〜１０-6Ｔｏｒｒの高真空とする（ある
いは窒素ガスを充填する）。次に、前記抵抗線３に通電
し、被処理体Ｍを４００℃程度に予熱する。また、レー
ザー照射部分Ｐが被処理体Ｍの照射スタート点に位置す
るように移動載置台２を移動させる。そして、エキシマ
レーザー照射装置６からレーザー光Ｒを発生させる。レ
ーザー光Ｒは、レーザー導入用窓５を通って真空チャン
バ１内に導入され、被処理体Ｍの表面に斜め方向から照
射される。この状態で移動載置台２を移動し、小面積
（例えば０．４ｍｍ×１５０ｍｍ）のレーザー照射部分
Ｐで前記被処理体Ｍの非晶質半導体薄膜Ｍ１の全面（例
えば３００ｍｍ×３００ｍｍ）を走査する。このとき、
反射レーザー光Ｌの強度に基づき、エキシマレーザー照
射装置６を制御してレーザー光Ｒの照射強度，照射タイ
ミングを調整すると共に、移動載置台２を制御して移動
速度，移動タイミングを調整する。これにより、非晶質
半導体薄膜Ｍ１の膜厚や性質にばらつきがあっても、非
晶質半導体薄膜Ｍ１の結晶化を適切に行うことが出来
る。 ゲートバルブＳ３を開けて、処理済の被処理体Ｍを移
動載置台２の上から取り出し、ゲートバルブＳ３を閉じ
る。
【００１１】図２は、非晶質シリコンａ−Ｓｉと結晶シ
リコンＣ−Ｓｉの反射率の特性図である。非晶質シリコ
ンａ−Ｓｉの反射率は、どのような波長でも結晶シリコ
ンＣ−Ｓｉの反射率より小さくなっている。従って、光
強度測定装置９により測定した反射レーザー光Ｌの強度
は、非晶質シリコンａ−Ｓｉでは小さく、結晶化が進む
につれて大きくなり、結晶化が終了すると大きい値で変
化しなくなる。そこで、エキシマレーザー照射装置６お
よび移動載置台２の制御は、光強度測定装置９により測
定した反射レーザー光Ｌの強度が小さい間はレーザー光
Ｒの照射強度を強めたり，照射時間を長くするように
し、光強度測定装置９により測定した反射レーザー光Ｌ
の強度が大きくなったらレーザー光Ｒの照射強度を弱め
たり，照射時間を短くするようにすればよい。
リコンＣ−Ｓｉの反射率の特性図である。非晶質シリコ
ンａ−Ｓｉの反射率は、どのような波長でも結晶シリコ
ンＣ−Ｓｉの反射率より小さくなっている。従って、光
強度測定装置９により測定した反射レーザー光Ｌの強度
は、非晶質シリコンａ−Ｓｉでは小さく、結晶化が進む
につれて大きくなり、結晶化が終了すると大きい値で変
化しなくなる。そこで、エキシマレーザー照射装置６お
よび移動載置台２の制御は、光強度測定装置９により測
定した反射レーザー光Ｌの強度が小さい間はレーザー光
Ｒの照射強度を強めたり，照射時間を長くするように
し、光強度測定装置９により測定した反射レーザー光Ｌ
の強度が大きくなったらレーザー光Ｒの照射強度を弱め
たり，照射時間を短くするようにすればよい。
【００１２】図３は、レーザー光Ｒの照射強度を一定と
し、移動載置台２の移動速度を制御したときの移動速度
の収束特性図である。移動載置台２の移動速度は、照射
スタート点において“０”から徐々に速くなり、過不足
なくアニールできる最適速度に収束することになる。
し、移動載置台２の移動速度を制御したときの移動速度
の収束特性図である。移動載置台２の移動速度は、照射
スタート点において“０”から徐々に速くなり、過不足
なくアニールできる最適速度に収束することになる。
【００１３】以上のレーザーアニール処理装置１００に
よれば、真空チャンバ１から被処理体Ｍを取り出すこと
なく、また、被処理体Ｍにばらつきがあっても、常に過
不足のない適切なアニールを行うことが可能となり、品
質およびスループットを向上できる。また、レーザー照
射部分Ｐの垂直上方から外れた位置にレーザー導入用窓
８があるから、被処理体Ｍからの蒸散物質によってレー
ザー導入用窓８が汚れることが少なく、レーザー光Ｒの
エネルギーがレーザー導入用窓８で減衰することを防止
できる。また、被処理体Ｍで反射した反射レーザー光Ｌ
が真空チャンバ１の天井部１ａで反射されて再び被処理
体Ｍに入射することがないから、反射レーザー光Ｌがア
ニールに悪影響を与えることも防止できる。
よれば、真空チャンバ１から被処理体Ｍを取り出すこと
なく、また、被処理体Ｍにばらつきがあっても、常に過
不足のない適切なアニールを行うことが可能となり、品
質およびスループットを向上できる。また、レーザー照
射部分Ｐの垂直上方から外れた位置にレーザー導入用窓
８があるから、被処理体Ｍからの蒸散物質によってレー
ザー導入用窓８が汚れることが少なく、レーザー光Ｒの
エネルギーがレーザー導入用窓８で減衰することを防止
できる。また、被処理体Ｍで反射した反射レーザー光Ｌ
が真空チャンバ１の天井部１ａで反射されて再び被処理
体Ｍに入射することがないから、反射レーザー光Ｌがア
ニールに悪影響を与えることも防止できる。
【００１４】−第２の実施形態− 図４は、本発明の第２の実施形態にかかるレーザーアニ
ール処理装置の要部断面図である。このレーザーアニー
ル処理装置２００は、アルミニウム製の真空チャンバ１
と、この真空チャンバ１内に設置された基台Ｂ上を移動
すると共にその上面に被処理体Ｍが載置される移動載置
台２と、この移動載置台２の上面に埋設され前記被処理
体Ｍを予熱する抵抗線３と、前記真空チャンバ１の天井
部１ａに設けられ且つ石英ガラス板の両面に紫外線反射
防止膜（ＡＲコート）を形成したレーザー導入用窓５
と、このレーザー導入用窓５を通して略垂直下方にレー
ザー光Ｒを照射するエキシマレーザー照射装置６と、前
記真空チャンバ１に被処理体Ｍを導入するためのゲート
バルブＳ２と、前記真空チャンバ１から被処理体Ｍを導
出するためのゲートバルブＳ３と、被処理体Ｍを透過し
た透過レーザー光の強度を測定する光強度測定装置９
と、その光強度測定装置９により測定した透過レーザー
光の強度に基づいて前記レーザー照射装置６または前記
移動載置台２の制御を行う制御装置１０とを具備してい
る。１ｂは、真空引き用の排気口である。前記被処理体
Ｍは、絶縁基板Ｍ２上に非晶質半導体薄膜Ｍ１を形成し
たものである。
ール処理装置の要部断面図である。このレーザーアニー
ル処理装置２００は、アルミニウム製の真空チャンバ１
と、この真空チャンバ１内に設置された基台Ｂ上を移動
すると共にその上面に被処理体Ｍが載置される移動載置
台２と、この移動載置台２の上面に埋設され前記被処理
体Ｍを予熱する抵抗線３と、前記真空チャンバ１の天井
部１ａに設けられ且つ石英ガラス板の両面に紫外線反射
防止膜（ＡＲコート）を形成したレーザー導入用窓５
と、このレーザー導入用窓５を通して略垂直下方にレー
ザー光Ｒを照射するエキシマレーザー照射装置６と、前
記真空チャンバ１に被処理体Ｍを導入するためのゲート
バルブＳ２と、前記真空チャンバ１から被処理体Ｍを導
出するためのゲートバルブＳ３と、被処理体Ｍを透過し
た透過レーザー光の強度を測定する光強度測定装置９
と、その光強度測定装置９により測定した透過レーザー
光の強度に基づいて前記レーザー照射装置６または前記
移動載置台２の制御を行う制御装置１０とを具備してい
る。１ｂは、真空引き用の排気口である。前記被処理体
Ｍは、絶縁基板Ｍ２上に非晶質半導体薄膜Ｍ１を形成し
たものである。
【００１５】レーザーアニール処理は次の手順で行う。 ゲートバルブＳ２を開けて、未処理の被処理体Ｍを移
動載置台２の上に載置し、ゲートバルブＳ２を閉じる。 真空チャンバ１の排気口１ｂから排気し、真空チャン
バ１内を１０-2〜１０-6Ｔｏｒｒの高真空とする（ある
いは窒素ガスを充填する）。次に、前記抵抗線３に通電
し、被処理体Ｍを４００℃程度に予熱する。また、レー
ザー照射部分Ｐが被処理体Ｍの照射スタート点に位置す
るように移動載置台２を移動させる。そして、エキシマ
レーザー照射装置６からレーザー光Ｒを発生させる。レ
ーザー光Ｒは、レーザー導入用窓５を通って真空チャン
バ１内に導入され、被処理体Ｍの表面に略垂直に照射さ
れる。この状態で移動載置台２を移動し、小面積（例え
ば０．４ｍｍ×１５０ｍｍ）のレーザー照射部分Ｐで前
記被処理体Ｍの非晶質半導体薄膜Ｍ１の全面（例えば３
００ｍｍ×３００ｍｍ）を走査する。このとき、透過レ
ーザー光の強度に基づき、エキシマレーザー照射装置６
を制御してレーザー光Ｒの照射強度，照射タイミングを
調整すると共に、移動載置台２を制御して移動速度，移
動タイミングを調整する。これにより、非晶質半導体薄
膜Ｍ１の膜厚や性質にばらつきがあっても、非晶質半導
体薄膜Ｍ１の結晶化を適切に行うことが出来る。 ゲートバルブＳ３を開けて、処理済の被処理体Ｍを移
動載置台２の上から取り出し、ゲートバルブＳ３を閉じ
る。
動載置台２の上に載置し、ゲートバルブＳ２を閉じる。 真空チャンバ１の排気口１ｂから排気し、真空チャン
バ１内を１０-2〜１０-6Ｔｏｒｒの高真空とする（ある
いは窒素ガスを充填する）。次に、前記抵抗線３に通電
し、被処理体Ｍを４００℃程度に予熱する。また、レー
ザー照射部分Ｐが被処理体Ｍの照射スタート点に位置す
るように移動載置台２を移動させる。そして、エキシマ
レーザー照射装置６からレーザー光Ｒを発生させる。レ
ーザー光Ｒは、レーザー導入用窓５を通って真空チャン
バ１内に導入され、被処理体Ｍの表面に略垂直に照射さ
れる。この状態で移動載置台２を移動し、小面積（例え
ば０．４ｍｍ×１５０ｍｍ）のレーザー照射部分Ｐで前
記被処理体Ｍの非晶質半導体薄膜Ｍ１の全面（例えば３
００ｍｍ×３００ｍｍ）を走査する。このとき、透過レ
ーザー光の強度に基づき、エキシマレーザー照射装置６
を制御してレーザー光Ｒの照射強度，照射タイミングを
調整すると共に、移動載置台２を制御して移動速度，移
動タイミングを調整する。これにより、非晶質半導体薄
膜Ｍ１の膜厚や性質にばらつきがあっても、非晶質半導
体薄膜Ｍ１の結晶化を適切に行うことが出来る。 ゲートバルブＳ３を開けて、処理済の被処理体Ｍを移
動載置台２の上から取り出し、ゲートバルブＳ３を閉じ
る。
【００１６】以上のレーザーアニール処理装置２００に
よれば、真空チャンバ１から被処理体Ｍを取り出すこと
なく、また、被処理体Ｍにばらつきがあっても、常に過
不足のない適切なアニールを行うことが可能となり、品
質およびスループットを向上できる。
よれば、真空チャンバ１から被処理体Ｍを取り出すこと
なく、また、被処理体Ｍにばらつきがあっても、常に過
不足のない適切なアニールを行うことが可能となり、品
質およびスループットを向上できる。
【００１７】
【発明の効果】この発明のレーザーアニール処理装置に
よれば、密閉容器から被処理体を取り出すことなく、ま
た、被処理体にばらつきがあっても、常に過不足のない
適切なアニールを行うことが可能となり、品質およびス
ループットを向上できる。
よれば、密閉容器から被処理体を取り出すことなく、ま
た、被処理体にばらつきがあっても、常に過不足のない
適切なアニールを行うことが可能となり、品質およびス
ループットを向上できる。
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるレーザーアニ
ール処理装置の要部断面図である。
ール処理装置の要部断面図である。
【図２】非晶質シリコンａ−Ｓｉと結晶シリコンＣ−Ｓ
ｉの反射率の特性図である。
ｉの反射率の特性図である。
【図３】レーザー光の照射強度を一定とし、移動載置台
の移動速度を制御したときの移動速度の収束特性図であ
る。
の移動速度を制御したときの移動速度の収束特性図であ
る。
【図４】本発明の第２の実施形態にかかるレーザーアニ
ール処理装置の要部断面図である。
ール処理装置の要部断面図である。
【図５】従来のレーザーアニール処理装置の一例の要部
断面図である。
断面図である。
１００，２００，５００ レーザーアニール処理装
置 １ 真空チャンバ １ａ 天井部 １ｂ 排気口 ２ 移動載置台 ３ 抵抗線 ５ エキシマレーザー導入用
窓 ６ エキシマレーザー照射装
置 ９ 光強度測定装置 １０ 制御装置 Ｂ 基台 Ｐ レーザー照射部分 Ｍ 被処理体 Ｍ１ 非晶質半導体薄膜 Ｍ２ 絶縁基板
置 １ 真空チャンバ １ａ 天井部 １ｂ 排気口 ２ 移動載置台 ３ 抵抗線 ５ エキシマレーザー導入用
窓 ６ エキシマレーザー照射装
置 ９ 光強度測定装置 １０ 制御装置 Ｂ 基台 Ｐ レーザー照射部分 Ｍ 被処理体 Ｍ１ 非晶質半導体薄膜 Ｍ２ 絶縁基板
Claims (3)
- 【請求項１】 密閉容器（１）内に置かれた被処理体
（Ｍ）に外部からレーザー導入用窓（５）を通してレー
ザー光（Ｒ）を照射するレーザー照射手段（６）と、小
面積のレーザー照射部分（Ｐ）で前記被処理体（Ｍ）の
大面積の領域を走査するように前記被処理体（Ｍ）を乗
せて移動する移動載置台（２）とを備えたレーザーアニ
ール処理装置において、 前記レーザー光（Ｒ）を被処理体（Ｍ）に斜めに照射す
ると共に、被処理体（Ｍ）で反射された反射レーザー光
（Ｌ）の強度を光強度測定手段（９）により測定し、そ
の測定した反射レーザー光（Ｌ）の強度に基づいてアニ
ールの進行状況を判別することを特徴とするレーザーア
ニール処理装置（１００）。 - 【請求項２】 被処理体（Ｍ）にレーザー光（Ｒ）を照
射するレーザー照射手段（６）と、小面積のレーザー照
射部分（Ｐ）で前記被処理体（Ｍ）の大面積の領域を走
査するように前記被処理体（Ｍ）を乗せて移動する移動
載置台（２）とを備えたレーザーアニール処理装置にお
いて、 被処理体（Ｍ）で反射された反射レーザー光（Ｌ）の強
度または被処理体（Ｍ）を透過した透過レーザー光の強
度を測定する光強度測定手段（９）と、その光強度測定
手段（９）により測定した反射レーザー光（Ｌ）の強度
または透過レーザー光の強度に基づいて前記レーザー照
射手段（６）または前記移動載置台（２）の少なくとも
一方の制御を行う制御手段（１０）とを具備したことを
特徴とするレーザーアニール処理装置（１００）。 - 【請求項３】 被処理体（Ｍ）にレーザー光（Ｒ）を照
射し、前記被処理体（Ｍ）をアニールするレーザーアニ
ール処理装置において、 被処理体（Ｍ）で反射された反射レーザー光（Ｌ）の強
度または被処理体（Ｍ）を透過した透過レーザー光の強
度を測定する光強度測定手段（９）を具備し、その光強
度測定手段（９）により測定した反射レーザー光（Ｌ）
の強度または透過レーザー光の強度に基づいてアニール
の進行状況を判別することを特徴とするレーザーアニー
ル処理装置（１００）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25885395A JP3650943B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | レーザーアニール処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25885395A JP3650943B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | レーザーアニール処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09102468A true JPH09102468A (ja) | 1997-04-15 |
| JP3650943B2 JP3650943B2 (ja) | 2005-05-25 |
Family
ID=17325951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25885395A Expired - Lifetime JP3650943B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | レーザーアニール処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3650943B2 (ja) |
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| US7113527B2 (en) | 2001-12-21 | 2006-09-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method and apparatus for laser irradiation and manufacturing method of semiconductor device |
| US7138306B2 (en) | 2001-09-25 | 2006-11-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation method and laser irradiation device and method of manufacturing semiconductor device |
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| US20220052082A1 (en) * | 2020-08-14 | 2022-02-17 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device manufacturing apparatus and method |
-
1995
- 1995-10-05 JP JP25885395A patent/JP3650943B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US8686315B2 (en) | 2001-09-25 | 2014-04-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation method and laser irradiation device and method of manufacturing semiconductor device |
| US7943885B2 (en) | 2001-09-25 | 2011-05-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation method and method of manufacturing semiconductor device |
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Also Published As
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|---|---|
| JP3650943B2 (ja) | 2005-05-25 |
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