JPH10135149A

JPH10135149A - レーザーアニール処理装置

Info

Publication number: JPH10135149A
Application number: JP30706696A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Sawai; 美喜澤井
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1996-11-01
Filing date: 1996-11-01
Publication date: 1998-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】被処理体から発生した蒸散物質によって処
理効率が低下するのを防止する。【解決手段】レーザー導入窓４の下部に吸着バー９を
設け、吸着バー９を正または負電位とすることによっ
て、アニール時に被処理体１０から発生する蒸散物質１
１ａを吸着バー９で吸着し、レーザー導入窓４の汚れを
防止する。【効果】レーザー導入用窓の汚れによる処理効率の
低下を防止でき、処理物の品質及びスループットを向上
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、密閉容器内に置か
れた被処理体に外部からレーザー導入用窓を通してレー
ザー光を照射する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】レーザーアニール処理装置は、多結晶半
導体薄膜の製造等の各種用途に使用されており、例えば
上記製造に際しては、非晶質半導体薄膜にレーザー光を
照射して該薄膜を多結晶化している。従来のレーザーア
ニール処理装置の一例を示すと図３のとおりであり、以
下にその概略を説明する。レーザーアニール処理装置２
００は、アルミニウム製の真空チャンバ１を有してお
り、該真空チャンバ１内底部には、基台２が設置されて
いるとともに、該基台２上に、被処理体１０を載置する
移動載置台３が移動可能に配置されている。また、前記
真空チャンバ１の天井部１ａには、両面または外面に紫
外線反射防止膜（ＡＲコート）を形成した石英ガラス板
製のレーザー導入用窓４と、真空引き用の排気口１ｂと
ガス導入用のガス導入口１ｃとが設けられており、さら
に、真空チャンバ１の側壁には、被処理体１０を導入す
るためのゲートバルブ５ａと、前記真空チャンバ１から
被処理体１０を導出するためのゲートバルブ５ｂとを具
備している。また、真空チャンバ１の外部にはこのレー
ザー導入用窓４を通してチャンバ１内にレーザー光６ａ
を照射するエキシマレーザー照射装置６が配置されてい
る。なお、前記被処理体１０は、絶縁基板１０ａ上に非
晶質半導体薄膜１０ｂを形成したものである。

【０００３】上記装置を用いたレーザーアニール処理
は、例えば次の手順で行う。（１）ゲートバルブ５ａを開けて、未処理の被処理体１
０を移動載置台２の上に載置し、ゲートバルブ５ａを閉
じる。（２）真空チャンバ１の排気口１ｂから真空排気し、真
空チャンバ１内を１０^-2〜１０^-7Ｔｏｒｒの真空とする
（あるいはガス導入口１ｃより窒素ガスを充填する）。
次に、レーザー照射部分１１が被処理体１０の照射スタ
ート点に位置するように移動載置台３を移動させ、エキ
シマレーザー照射装置６からレーザー光６ａを発生させ
る。レーザー光６ａは、レーザー導入用窓４を通って真
空チャンバ１内に導入され、被処理体１０の表面に略垂
直に照射される。この状態で移動載置台３を移動し、小
面積（例えば０．４ｍｍ×１５０ｍｍ）のレーザー照射
部分１１で前記被処理体１０の非晶質半導体薄膜１０ｂ
の全面（例えば３００ｍｍ×３００ｍｍ）を走査する。
これにより、非晶質半導体薄膜１０ｂが結晶化される。（３）ゲートバルブ５ｂを開けて、処理済の被処理体１
０を移動載置台３の上から取り出し、ゲートバルブ５ｂ
を閉じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、レーザー光
６ａを被処理体１０の表面に照射すると、被処理体１０
のレーザー照射部分１１でアブレーション（ａｂｌａｔ
ｉｏｎ）を起こし、蒸散物質が発生する。この蒸散物質
１１ａは、図３に示すように、略垂直上方に上昇する。
このため、上記従来のレーザーアニール処理装置２００
では、蒸散物質１１ａの一部がレーザー導入用窓４のレ
ーザー光通過部分に付着し、レーザー導入用窓４を汚し
てしまう。そして、処理を繰り返すことによりレーザー
導入用窓４の汚れが進むと、レーザー光６ａの透過率が
低下して利用できるエネルギが減少し、処理効率が低下
するという問題点がある。

【０００５】また、被処理体１０で反射された反射レー
ザー光６ａがレーザー導入用窓４の汚れによって再反射
され、被処理体１０に再び照射されて、良好なアニール
処理の妨げになるという問題点もある。そこで、上記問
題点を避けるために、真空チャンバ１を開けてレーザー
導入用窓４を頻繁にクリーニングすることが必要である
が、スループットが悪くなり、生産コストが高くなって
しまうという問題点がある。本発明は、上記事情を背景
としてなされたものであり、被処理体から発生した蒸散
物質によって処理効率が低下するのを防止できるように
したレーザーアニール処理装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、密閉容器（１）内に置かれた被処理体（１
０）に外部からレーザー導入用窓（４）を通してレーザ
ー光を照射するレーザーアニール処理装置において、前
記レーザー導入用窓（４）の近傍に、正または負電位を
発生する吸着部材（９）を設けたことを特徴とする。

【０００７】なお、本発明のレーザーアニール処理装置
の使用分野は特に限定されず、各種分野に利用すること
ができるが、特に多結晶シリコン薄膜の形成に使用する
レーザーアニール処理装置に有用である。これは、この
分野では広い面積の被処理体にレーザー光を走査しつつ
照射するため、レーザー光の照射エネルギ変化が品質の
均一性に大きく影響するためである。また、レーザー光
の照射手段の種別やレーザー光の波長、断面形状につい
ても特に限定されないが、エキシマレーザーを用いたラ
インビーム形状のレーザー照射を行う場合に好適であ
る。これは、エキシマレーザー光が高エネルギレーザー
であり、照射時に蒸散が生じやすいことと、レーザー光
がラインビーム形状であり繰り返し走査されることから
レーザー導入窓の汚染を効率的に防止する必要があるた
めである。

【０００８】さらに、吸着部材の形状は、効率的に蒸散
物質を吸着させるという点から細いバー形状や片状のも
のが望ましく、さらに、レーザービームを取り囲むよう
に、枠状のものが一層望ましい。なお、吸着部材での電
位の発生は、吸着部材に電位発生器を接続することによ
り達成される。また、吸着部材の配置位置はレーザー導
入用窓の近傍であればよいが、レーザービームと干渉せ
ず、かつ導入用窓のできるだけ近い位置であって窓の周
囲に配置するのが望ましい。

【０００９】

【作用】本発明のレーザーアニール処理装置によれば、
被処理体から発生した蒸散物質は、レーザー導入用窓の
近傍に設けた、正または負電位を発生させる吸着部材に
吸着され、これにより蒸散物質がレーザー導入用窓へ付
着することを阻止して導入用窓が蒸散物質で汚れるのを
未然に防止する。従って、レーザー導入用窓から導入さ
れるレーザー光のエネルギが、レーザー導入用窓の汚れ
によって減少することを防止でき、処理効率の低下を防
止できる。また、被処理体で反射した反射レーザー光が
レーザー導入用窓の汚れによって再反射されて被処理体
に再び照射されるということがなくなり、良好にアニー
ル処理を行えるようになる。これらの結果、密閉容器を
開けてレーザー導入用窓のクリーニングを頻繁に行う必
要もなくなり、スループットを向上でき、生産コストを
低減できるようになる。

【００１０】

【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。図１は、本発明の一実施形態
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。なお、このレーザーアニール処理装置１００におい
て、従来のレーザーアニール処理装置２００と同様の構
造については同一の符号を付し、その説明を省略または
簡略化する。レーザーアニール処理装置１００は、従来
のレーザーアニール処理装置２００と同様に、アルミニ
ウム製の真空チャンバ１を有しており、該真空チャンバ
１内に基台２と移動載置台３が配置されている。また、
真空チャンバ１は、レーザー導入用窓４、排気口１ｂ、
ガス供給口１ｃ、ゲートバルブ５ａ、ゲートバルブ５ｂ
を具備している。

【００１１】一方、真空チャンバ１の外部には、前記レ
ーザー導入用窓４を通して真空チャンバ１内にレーザー
光を照射するエキシマレーザー照射装置６と負電位発生
器８が配置されており、負電位発生器８は、前記レーザ
ー導入用窓４の下方に設けられた吸着バー（吸着部材）
９に接続されている。吸着バー９は、図２に示すよう
に、全体がレーザー導入用窓４に沿った細長い四角形状
を有しており、その央部にレーザー光が通過するための
スリット９ａが形成されている。なお、この実施形態で
は、被処理物１０からの蒸散物質は正イオンであるもの
とする。

【００１２】上記レーザーアニール処理の手順は、従来
例と同様であり、詳細は省略するが、アニールに際し、
負電位発生器８を作動させ、吸着バー９に負電位をかけ
て帯電させておく。レーザー光６ａは、レーザー導入用
窓４を透過した後、吸着バー９のスリット９ａを通過し
て被処理物１０に照射される。そして、照射部１１から
は正イオンの蒸散物質１１ａが垂直上方に向けて蒸散す
るものの、レーザー導入窓４に達するまでに負電位をか
けた吸着バー９に吸着され、導入窓４が蒸散物質１１ａ
で汚されるのを防止する。その結果、良好なアニール処
理がくりかえし行える為、処理効率の低下を防止でき
る。また、被処理体１０で反射した反射レーザー光がレ
ーザー導入用窓４の汚れによって再反射されて被処理体
１０に再び照射されることもなく、良好にアニール処理
を行えるようになる。さらに、真空チャンバ１を開けて
レーザー導入用窓４のクリーニングを頻繁に行う必要も
なくなり、スループットを向上でき、生産コストを低減
できる。なお、上記実施形態では、蒸散物質が正イオン
になることを前提として吸着バー（吸着部材）に負電位
をかけたが、蒸散物質のイオン状態によっては、吸着バ
ーにかける電位の正負の種別を変えることができ、ま
た、電位の大きさを変えることもできる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザー
アニール処理装置によれば、レーザー導入用窓（４）の
近傍に、正または負電位を発生する吸着部材（９）を設
けたので、従来のレーザーアニール処理装置において問
題となっていたレーザー導入用窓の汚れを防止すること
が出来る。このため、レーザーエネルギの低下を防止で
きるとともに処理物の不良率を低下できる。また、処理
効率の低下を防止できるとともにメンテナンスの手間お
よび時間を格段に低減でき、生産性を向上することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明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。

【図２】同じく吸着バーを示す一部拡大平面図であ
る。

【図３】従来のレーザーアニール装置の一例を示す要
部断面図である。

【符号の説明】

１００レーザーアニール処理装置２００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１ｃガス導入口３移動載置台４レーザー導入用窓６エキシマレーザー照射装置６ａレーザー光８負電位発生器９吸着バー１０被処理体１１ａ蒸散物質

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】密閉容器（１）内に置かれた被処理体
（１０）に外部からレーザー導入用窓（４）を通してレ
ーザー光を照射するレーザーアニール処理装置におい
て、前記レーザー導入用窓（４）の近傍に、正または負
電位を発生する吸着部材（９）を設けたことを特徴とす
るレーザーアニール処理装置