JPH0940499A - エキシマレーザーアニール処理装置 - Google Patents

エキシマレーザーアニール処理装置

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JPH0940499A
JPH0940499A JP19317695A JP19317695A JPH0940499A JP H0940499 A JPH0940499 A JP H0940499A JP 19317695 A JP19317695 A JP 19317695A JP 19317695 A JP19317695 A JP 19317695A JP H0940499 A JPH0940499 A JP H0940499A
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JP
Japan
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excimer laser
vacuum chamber
processed
film
laser annealing
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JP19317695A
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English (en)
Inventor
Kazuyuki Kawahara
和之 川原
Yoshiki Sawai
美喜 澤井
Osamu Kato
修 加藤
Yuji Maruki
祐治 丸木
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Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エキシマレーザー導入用窓(5)の直下の被
処理体(M)の部分で温度が低下することを防止する。 【解決手段】 真空チャンバ(1)に設けたエキシマレ
ーザー導入用窓(5)に、紫外線および可視光線を透過
し且つ赤外線を反射する赤外線反射膜(52)を設け
る。 【効果】 被処理体(M)の予熱を良好に行うことが出
来るので、被処理体(M)のアニール処理を好適に行う
ことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エキシマレーザー
アニール処理装置に関し、さらに詳しくは、被処理体を
好適に予熱しうるエキシマレーザーアニール処理装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来のエキシマレーザーアニー
ル処理装置の一例を示す構成断面図である。このエキシ
マ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内に配置され
その上面に被処理体Mを載置し得る基板載置台2と、こ
の基板載置台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、前記基板載置台2を移動するためのレ
ール4と、前記真空チャンバ1の天井部1aに設けたエ
キシマレーザー導入用窓250と、このエキシマレーザ
ー導入用窓250の上方に設けられエキシマレーザービ
ームRを発生するエキシマレーザー発生装置6とから構
成される。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】図5は、エキシマレーザー導入用窓250
の断面図である。このエキシマレーザー導入用窓250
は、石英ガラス板51の両面に紫外線反射防止膜(AR
コート)53,53を形成した構成である。
【0004】エキシマレーザーアニール処理は次の手順
で行う。基板載置台2に被処理体Mを載置する。真空チ
ャンバ1の排気口1bから排気し、当該真空チャンバ1
内を10-2〜10-6Torrの高真空とする。前記抵抗
線3に通電し、被処理体Mを400℃程度に予熱する。
被処理体Mがエキシマレーザー導入用窓250の直下に
位置するように基板載置台2を移動させる。エキシマレ
ーザー発生装置6からエキシマレーザービームRを発生
させる。エキシマレーザービームRは、エキシマレーザ
ー導入用窓250を通って真空チャンバ1内に導入さ
れ、被処理体Mの表面に照射される。この状態で基板載
置台2を移動し、被処理体Mの非晶質半導体薄膜M1の
全面にエキシマレーザービームRを照射する。これによ
り、非晶質半導体薄膜M1の結晶化を行うことができ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のエキシマレーザ
ーアニール処理装置200では、図6に示すように、非
晶質半導体薄膜M1が均一に予熱されず、エキシマレー
ザー導入用窓250の直下の部分の温度が低くなってし
まう。この理由は、真空チャンバ1内を10-2〜10-6
Torrの高真空とするため、対流が起こらず、熱放射
が非晶質半導体薄膜M1の温度を低下させる主たる原因
となるが、エキシマレーザー導入用窓250の直下の非
晶質半導体薄膜M1の部分からはエキシマレーザー導入
用窓250を通して外部へ熱が放射されて大きく温度が
下がるのに対して、エキシマレーザー導入用窓250の
直下以外の非晶質半導体薄膜M1の部分ではアルミニウ
ム製の真空チャンバ1の天井部1aで反射されて戻り実
質的な熱の放射が少なく温度があまり下がらないためで
ある。
【0006】しかし、エキシマレーザー導入用窓250
の直下の部分は、エキシマレーザビームRを照射する部
分であるため、その部分の温度が低くなってしまうと、
アニール処理に悪影響を及ぼすという問題点がある。そ
こで、本発明の目的は、エキシマレーザー導入用窓の直
下の部分での温度の低下を防止し、被処理体を好適に予
熱できるようにしたエキシマレーザーアニール処理装置
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のエキシマレーザ
ーアニール処理装置(100)は、被処理体(M)を収
容する真空チャンバ(1)と、この真空チャンバ(1)
内に設けられ且つ前記被処理体(M)を予熱する予熱手
段(3)と、前記真空チャンバ(1)外に設けられ且つ
エキシマレーザービーム(R)を発生するエキシマレー
ザー発生手段(6)と、前記真空チャンバ(1)の壁面
(1a)に設られ且つ前記被処理体(M)に照射するた
めに前記エキシマレーザービーム(R)を前記真空チャ
ンバ(1)の外部から内部に導入するためのエキシマレ
ーザー導入用窓(5)とを具備するエキシマレーザーア
ニール処理装置において、前記エキシマレーザー導入用
窓(5)が、紫外線および可視光線を透過し且つ赤外線
を反射することを特徴とするエキシマレーザーアニール
処理装置(100)を提供する。なお、上記構成におい
て、紫外線および可視光線は波長760nm未満とし、
赤外線は波長760nm以上とする。エキシマレーザー
ビーム(R)の波長は紫外線の領域であるため、エキシ
マレーザービーム(R)の導入については何ら支障を生
じない。一方、熱の放射は赤外線の領域であるため、エ
キシマレーザー導入用窓(5)の直下の被処理体(M)
の部分からの熱の放射は、エキシマレーザー導入用窓
(5)で反射されて被処理体(M)に戻る。従って、実
質的な熱の放射が少なくなり、温度があまり下がらなく
なる。よって、好適に被処理体(M)を予熱できるよう
になる。なお、可視光線を透過するものとすれば、真空
チャンバ(1)の内部を外部から光学的に観察すること
が可能となる。
【0008】上記構成のエキシマレーザーアニール処理
装置(100)において、前記エキシマレーザー導入用
窓(5)が、石英ガラス板(51)と、その石英ガラス
板(51)の真空チャンバ(1)内部側の表面に形成さ
れた赤外線反射膜(52)と、その赤外線反射膜(5
2)の真空チャンバ(1)内部側の表面および前記石英
ガラス板(51)の真空チャンバ(1)外部側の表面に
形成された紫外線反射防止膜(53,53)とから構成
されることが好ましい。赤外線反射膜(52)および紫
外線反射防止膜(53,53)を多層膜で形成すると
き、紫外線反射防止膜(53,53)の方が層数を少な
くできる。このため、硬くて丈夫な膜を造りやすい。そ
こで、赤外線反射膜(52)より紫外線反射防止膜(5
3,53)を外側にすると、傷つきにくくなり、好まし
い。
【0009】また、上記構成のエキシマレーザーアニー
ル処理装置(100)において、前記赤外線反射膜(5
2)が、金属蒸着膜または化合物蒸着膜で構成されるこ
とが好ましい。前記赤外線反射膜(52)として金,
銀,銅などの金属蒸着膜または金属酸化物(SiO2
ど)や金属フッ化物(PbF2,CeF3,LaF3,B
aF2,CaF2,MgF2,LiF,Na3AlF6,N
aFなど)の化合物蒸着膜を用いると、紫外線および可
視光線の透過性が良く、且つ、赤外線の反射性が良いた
め、好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図に示す実施形態により本
発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明
が限定されるものではない。図1は、本発明の一実施形
態のエキシマレーザーアニール処理装置を示す構成断面
図である。このエキシマレーザーアニール処理装置10
0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内に配置されその上面に被処理体Mを載置し得
る基板載置台2と、この基板載置台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、前記基板載置台
2を移動するためのレール4と、前記真空チャンバ1の
天井部1aに設けたエキシマレーザー導入用窓5と、こ
のエキシマレーザー導入用窓5の上方に設けられエキシ
マレーザービームRを発生するエキシマレーザー発生装
置6とから構成される。前記被処理体Mは、絶縁基板M
2上に非晶質半導体薄膜M1を形成したものである。具
体的には、例えば300mm×300mm以上の大型の
ガラス基板上にアモルファスシリコン薄膜を形成したも
のである。
【0011】図2は、エキシマレーザー導入用窓5の断
面図である。このエキシマレーザー導入用窓5は、石英
ガラス板51の真空チャンバ1内部側の表面に赤外線反
射膜52を形成し、その赤外線反射膜52の真空チャン
バ1内部側の表面および前記石英ガラス板51の真空チ
ャンバ1外部側の表面に紫外線反射防止膜53,53を
形成した構成である。サイズは例えば5mm×150m
m〜150mm×500mm程度である。前記赤外線反
射膜52は、例えば金蒸着膜であり、波長500nm以
下を良く透過し、波長550nm以上を良く反射する。
従って、エキシマレーザービームR(波長193nm〜
351nm)および可視光線の一部を良く透過し、赤外
線(波長750nm〜1mm)を良く反射する。
【0012】エキシマレーザーアニール処理は次の手順
で行う。基板載置台2に被処理体Mを載置する。真空チ
ャンバ1の排気口1bから排気し、当該真空チャンバ1
内を10-2〜10-6Torrの高真空とする。前記抵抗
線3に通電して、前記被処理体Mを100℃〜500℃
程度に予熱する。被処理体Mがエキシマレーザー導入用
窓5の直下に位置するように基板載置台2を移動させ
る。エキシマレーザー発生装置6からエキシマレーザー
ビームRを発生させる。エキシマレーザービームRは、
エキシマレーザー導入用窓5を通って真空チャンバ1内
に導入され、被処理体Mの表面に照射される。この状態
で基板載置台2を移動し、被処理体Mの非晶質半導体薄
膜M1の全面にエキシマレーザービームRを照射する。
これにより、非晶質半導体薄膜M1の結晶化を行うこと
ができる。
【0013】図3に示すように、上記エキシマレーザー
アニール処理装置100では、非晶質半導体薄膜M1が
均一に予熱され、エキシマレーザー導入用窓5の直下の
部分の温度が低くなってしまうことがない。すなわち、
エキシマレーザー導入用窓5の直下の非晶質半導体薄膜
M1の部分から熱が放射されても、エキシマレーザー導
入用窓5の赤外線反射膜52で反射されて戻るため、実
質的な熱の放射が少なくなり、温度が下がらない。従っ
て、被処理体Mの非晶質半導体薄膜M1の結晶化を好適
に行うことが出来る。
【0014】
【発明の効果】本発明のエキシマレーザーアニール処理
装置によれば、エキシマレーザー導入用窓(5)の直下
の被処理体(M)の部分で温度が低下することを防止す
ることが出来る。すなわち、被処理体(M)の予熱を良
好に行うことが出来る。この結果、被処理体(M)のア
ニール処理を好適に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のエキシマレーザーアニー
ル処理装置を示す構成断面図である。
【図2】図1のエキシマレーザーアニール処理装置にお
けるエキシマレーザー導入用窓を示す構成断面図であ
る。
【図3】図1のエキシマレーザーアニール処理装置にお
ける赤外線の反射状態を示す説明図(a)および被処理
体の表面温度分布を示すグラフ図(b)である。
【図4】従来のエキシマレーザーアニール処理装置の一
例を示す構成断面図である。
【図5】図4のエキシマレーザーアニール処理装置にお
けるエキシマレーザー導入用窓を示す構成断面図であ
る。
【図6】図5のエキシマレーザーアニール処理装置にお
ける赤外線の反射状態を示す説明図(a)および被処理
体の表面温度分布を示すグラフ図(b)である。
【符号の説明】
100 エキシマ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 基板載置台 3 抵抗線 4 レール 5 エキシマレーザー導入用窓 51 石英ガラス板 52 赤外線反射膜 53 紫外線反射防止膜 6 エキシマレーザー発生装置 M 被処理体 M1 非晶質半導体薄膜 M2 絶縁基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸木 祐治 千葉県四街道市鷹の台一丁目3番 株式会 社日本製鋼所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理体(M)を収容する真空チャンバ
    (1)と、この真空チャンバ(1)内に設けられ且つ前
    記被処理体(M)を予熱する予熱手段(3)と、前記真
    空チャンバ(1)外に設けられ且つエキシマレーザービ
    ーム(R)を発生するエキシマレーザー発生手段(6)
    と、前記真空チャンバ(1)の壁面(1a)に設られ且
    つ前記被処理体(M)に照射するために前記エキシマレ
    ーザービーム(R)を前記真空チャンバ(1)の外部か
    ら内部に導入するためのエキシマレーザー導入用窓
    (5)とを具備するエキシマレーザーアニール処理装置
    において、 前記エキシマレーザー導入用窓(5)が、紫外線および
    可視光線を透過し且つ赤外線を反射することを特徴とす
    るエキシマレーザーアニール処理装置(100)。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のエキシマレーザーアニ
    ール処理装置(100)において、前記エキシマレーザ
    ー導入用窓(5)が、石英ガラス板(51)と、その石
    英ガラス板(51)の真空チャンバ(1)内部側の表面
    に形成された赤外線反射膜(52)と、その赤外線反射
    膜(52)の真空チャンバ(1)内部側の表面および前
    記石英ガラス板(51)の真空チャンバ(1)外部側の
    表面に形成された紫外線反射防止膜(53,53)とか
    らなることを特徴とするエキシマレーザーアニール処理
    装置(100)。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のエキシマレーザーアニ
    ール処理装置(100)において、前記赤外線反射膜
    (52)が、金属蒸着膜または化合物蒸着膜であること
    を特徴とするエキシマレーザーアニール処理装置(10
    0)。
JP19317695A 1995-07-28 1995-07-28 エキシマレーザーアニール処理装置 Pending JPH0940499A (ja)

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