KR101309807B1 - Laser annealing apparatus and laser annealing method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A laser annealing apparatus and a laser annealing method are provided to form a high quality silicon layer by controlling the power of a laser beam emitted from a laser generator. CONSTITUTION: A laser generator irradiates a laser beam to a processing object. The laser generator performs an annealing process. A temperature measurement unit (190) measures temperature in real time. A control unit (200) controls the power of the laser beam. A photo diode (181) detects a change in the reflectivity of the processing object. [Reference numerals] (AA) Temperature; (BB) Time; (CC) User-desiring time-temperature graph

Description

레이저 어닐링 장치 및 레이저 어닐링 방법{Laser annealing apparatus and laser annealing method}Laser annealing apparatus and laser annealing method {Laser annealing apparatus and laser annealing method}

본 발명은 레이저 어닐링 장치 및 레이저 어닐링 방법에 관한 것으로, 상세하게는 어닐링 공정시 가공 대상물의 온도를 정확하게 제어하면서 어닐링 공정을 수행할 수 있는 레이저 어닐링 장치 및 레이저 어닐링 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser annealing apparatus and a laser annealing method, and more particularly, to a laser annealing apparatus and a laser annealing method capable of performing the annealing process while accurately controlling the temperature of the object to be processed in the annealing process.

레이저 어닐링 공정은 실리콘 웨이퍼 상에 레이저 빔을 주사함으로써 비정질 실리콘(amorphous silicon)막 결정화시켜 다결정 실리콘(polysilicone)막으로 형성하는 공정을 말한다. 이러한 레이저 어닐링 공정에서는 실리콘 웨이퍼 등과 같은 가공 대상물의 온도를 균일하게 유지하도록 관찰하는 것이 중요하다. 이는 가공 대상물이 고열로 장시간 가열될 경우에는 레이저로 인한 열 균열(heat cracking)이 발생될 수 있으며, 가공 대상물이 용융되어 재응고(resolidification)되는 현상이 발생될 수 있기 때문이다. 기존에는 어닐링 공정시 가공 대상물의 정확한 온도 파악이 힘들었기 때문에 실리콘막 고품질화가 어려웠으며, 웨이퍼의 뒤틀림 등과 같은 불량 문제가 빈번히 발생하게 되어 경제적, 시간적으로 손실이 있었다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 가공 대상물의 온도를 정밀하게 관리하여 이를 조절할 수 있는 피드백 시스템이 필요하다. The laser annealing process refers to a process of crystallizing an amorphous silicon film by scanning a laser beam on a silicon wafer to form a polysilicone film. In such a laser annealing process, it is important to observe the temperature of a processing object such as a silicon wafer to maintain a uniform temperature. This is because heat cracking due to a laser may occur when the object to be heated for a long time at high temperature, and the object may be melted and resolidified. Previously, it was difficult to raise the quality of the silicon film because it was difficult to accurately determine the temperature of the object to be processed during the annealing process, and defects such as warping of the wafer frequently occurred, resulting in economic and time loss. Therefore, in order to solve this problem, a feedback system capable of precisely controlling the temperature of the object to be processed is needed.

본 발명의 실시예는 어닐링 공정시 가공 대상물의 온도를 정확하게 제어하면서 어닐링 공정을 수행할 수 있는 레이저 어닐링 장치 및 레이저 어닐링 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a laser annealing apparatus and a laser annealing method capable of performing the annealing process while accurately controlling the temperature of the object to be processed in the annealing process.

본 발명의 일 측면에 있어서, In one aspect of the present invention,

가공 대상물 상에 레이저광을 조사하여 어닐링 공정을 수행하는 레이저 발진기; A laser oscillator for performing an annealing process by irradiating laser light onto the object to be processed;

어닐링 공정 중 상기 레이저광이 조사되는 상기 가공 대상물의 상변화를 통해 온도를 실시간으로 측정하는 온도 측정 유닛; 및A temperature measuring unit measuring a temperature in real time through a phase change of the object to be irradiated with the laser light during an annealing process; And

상기 온도 측정유닛으로부터 측정된 온도 데이터와 미리 설정된 온도 데이터를 비교하여 상기 레이저 발진기로부터 출사되는 레이저광의 출력을 조절하는 제어부;를 포함하는 레이저 어닐링 장치가 제공된다. And a controller for comparing the temperature data measured by the temperature measuring unit with preset temperature data to adjust the output of the laser light emitted from the laser oscillator.

상기 가공 대상물의 상변화에 따른 반사율의 변화를 검출하는 포토다이오드 및 상기 가공 대상물의 상변화에 따른 전기전도도의 변화를 검출하는 전기전도도 측정장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. At least one of a photodiode for detecting a change in reflectance according to the phase change of the object to be processed and an electrical conductivity measuring device for detecting a change in electrical conductivity according to the phase change of the object to be processed.

상기 포토다이오드 및 상기 전기전도도 측정장치에 의해 측정된 데이터들은 상기 온도 측정 유닛에 입력될 수 있다. 상기 포토다이오드는 프로브 레이저(probe laser)를 이용하여 상변화에 따른 반사율을 측정할 수 있다. Data measured by the photodiode and the electrical conductivity measuring device may be input to the temperature measuring unit. The photodiode may measure a reflectance according to a phase change by using a probe laser.

상기 레이저 어닐링 장치는, 상기 레이저 발진기로부터 출사된 레이저광의 세기를 균일하게 하는 빔 호모지나이저(beam homogenizer)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 레이저 어닐링 장치는, 상기 빔 호모지나이저로부터 출사된 레이저광을 어닐링용 가공빔과 상기 레이저광의 세기 및 형상을 측정하기 위한 측정빔으로 분할하는 빔 분할기; 및 상기 측정빔을 이용하여 상기 레이저광의 세기 및 형상을 측정하는 레이저광 측정유닛;을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 레이저광 측정유닛은 상기 레이저광의 세기를 측정하기 위한 파워 메터(power meter)와, 상기 레이저광의 형상을 측정하기 위한 빔 프로파일러(beam profiler)를 포함할 수 있다. The laser annealing apparatus may further include a beam homogenizer for uniformizing the intensity of the laser light emitted from the laser oscillator. The laser annealing device includes: a beam splitter for dividing the laser light emitted from the beam homogenizer into a processing beam for annealing and a measurement beam for measuring the intensity and shape of the laser light; And a laser light measuring unit measuring the intensity and shape of the laser light using the measuring beam. The laser beam measuring unit may include a power meter for measuring the intensity of the laser beam and a beam profiler for measuring the shape of the laser beam.

상기 레이저 발진기는 펄스형 그린 레이저광을 발진할 수 있다.The laser oscillator may oscillate pulsed green laser light.

본 발명의 다른 측면에 있어서,In another aspect of the present invention,

상기 레이저 발진기로부터 출사된 레이저광을 가공 대상물 상에 조사하는 단계; Irradiating the laser light emitted from the laser oscillator on the object to be processed;

상기 레이저광이 조사되는 상기 가공 대상물의 상변화를 통해 온도를 실시간으로 측정하는 단계; 및Measuring the temperature in real time through a phase change of the object to be irradiated with the laser light; And

상기 측정된 온도 데이터와 미리 설정된 온도 데이터를 비교하여 상기 레이저 발진기로부터 출사되는 레이저광의 출력을 조절하는 단계;를 포함하는 레이저 어닐링 방법이 제공된다. And comparing the measured temperature data with preset temperature data to adjust the output of the laser light emitted from the laser oscillator.

본 발명의 실시예에 의하면, 포토다이오드를 이용하여 레이저 어닐링 공정 중 가공 대상물의 상변화에 따른 반사율 변화를 측정하고, 전기전도도 측정장치를 이용하여 레이저 어닐링 공정 중 가공 대상물의 상변화에 따른 전기전도도 변화를 측정함으로써 어닐링 공정 중의 가공 대상물의 온도를 실시간으로 정확하게 측정 관찰할 수 있다. 그리고, 측정된 온도를 미리 설정된 온도와 비교하여 가공 대상물의 표면 온도가 설정 온도가 될 수 있도록 제어부가 레이저 발진기로부터 출사되는 레이저광의 출력을 조절할 수 있다. 따라서, 어닐링 공정을 통해 고품질의 실리콘막을 형성할 수 있게 되어 공정의 신뢰성을 높일 수 있으며, 생산 시간 또한 줄일 수 있다. 그리고, 웨이퍼의 뒤틀림 등과 같은 불량 문제도 해결될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the photodiode is used to measure the change in reflectance according to the phase change of the object to be processed during the laser annealing process, and the electrical conductivity according to the phase change of the object to be processed during the laser annealing process using an electrical conductivity measuring device. By measuring the change, the temperature of the object to be processed during the annealing process can be accurately measured and observed in real time. In addition, the controller may adjust the output of the laser light emitted from the laser oscillator so that the measured temperature is compared with the preset temperature so that the surface temperature of the object may be the set temperature. Therefore, it is possible to form a high quality silicon film through the annealing process to increase the reliability of the process, it is also possible to reduce the production time. In addition, defect problems such as warping of the wafer can be solved.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 레이저 어닐링 장치를 도시한 것이다.
도 2는 도 1에서 가공 대상물 상에 가공빔이 조사됨으로써 가공 대상물 어닐링 공정이 수행되는 모습을 도시한 것이다. 1 illustrates a laser annealing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 illustrates a state in which a processing object annealing process is performed by irradiating a processing beam onto a processing object in FIG. 1.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size and thickness of each element may be exaggerated for clarity of explanation.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 레이저 어닐링 장치를 도시한 것이다. 본 실시예에 따른 레이저 어닐링 장치는 가공 대상물 상의 비정질 실리콘막 중 적어도 일부에 레이저 빔을 조사하여 다결정 실리콘막으로 결정화시키는 레이저 가공장치이다.1 illustrates a laser annealing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. The laser annealing apparatus according to the present embodiment is a laser processing apparatus that irradiates at least a portion of an amorphous silicon film on a workpiece to crystallize it into a polycrystalline silicon film.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 어닐링 장치는 레이저광(L)을 출사하는 레이저 발진기(110)와, 어닐링 공정 중 가공 대상물(171)의 온도를 실시간으로 측정하는 온도 측정 유닛(190) 및 레이저 발진기(110)로부터 출사되는 레이저광(L)의 출력을 조절하는 제어부(9200)를 포함한다. 상기 레이저 발진기(110)로부터 출사되는 레이저광(L)은 예를 들면, 펄스형 그린 레이저광으로, 대략 400 ~ 600 nm 정도의 파장을 가질 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 상기 레이저광(L)은 다른 다양한 파장을 가질 수 있다. 한편, 도 1에는 도시되어 있지 않으나, 상기 레이저 발진기(110)의 출사단 쪽 광경로 상에는 레이저광(L)을 스위칭하는 셔터가 마련될 수 있으며, 이러한 셔터는 컨트롤러에 의해 그 구동이 제어될 수 있다. 상기 셔터를 통과하는 레이저광(L)은 예를 들면 대략 나노초(ns; nano second) 수준의 펄스폭을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Referring to FIG. 1, the laser annealing apparatus according to the present embodiment includes a laser oscillator 110 that emits a laser light L, and a temperature measuring unit 190 that measures a temperature of a workpiece 171 in real time in an annealing process. And a controller 9200 for adjusting the output of the laser light L emitted from the laser oscillator 110. The laser light L emitted from the laser oscillator 110 is, for example, a pulsed green laser light, and may have a wavelength of about 400 to 600 nm. However, the present invention is not limited thereto, and the laser light L may have various other wavelengths. Meanwhile, although not shown in FIG. 1, a shutter for switching the laser light L may be provided on the light path side of the laser oscillator 110, and the shutter may be controlled by a controller. have. The laser light L passing through the shutter may have a pulse width of about nanoseconds, for example, but is not limited thereto.

상기 레이저광(L)의 광경로 상에는 빔 감쇠기(beam attenuator,120)가 마련될 수 있으며, 이러한 빔 감쇠기(130)는 레이저 발진기(110)로부터 발생된 레이저 광(L)의 세기를 줄여주는 역할을 한다. 상기 빔 감쇠기(120)를 통과한 레이저광(L)은 반사 미러(130)에 의해 반사된 후 빔 호모지나이저(beam homogenizer,140)에 입사될 수 있다. 여기서, 상기 빔 호모지나이저(140)는 레이저광(L)의 세기를 균일하게 하는 역할을 한다. 한편, 상기 빔 호모지나이저(140)를 통과한 레이저광(L)을 소정 형태로 성형하기 위한 빔 성형수단(미도시)이 더 마련될 수 있다. 상기 빔 호모지나이저(140)를 출사한 레이저광(L)은 이미징 렌즈(145)를 통과하여 제1 빔 분할기(150)에 입사된다.A beam attenuator 120 may be provided on the optical path of the laser light L, and the beam attenuator 130 may reduce the intensity of the laser light L generated from the laser oscillator 110. Do it. The laser light L passing through the beam attenuator 120 may be incident by the beam homogenizer 140 after being reflected by the reflection mirror 130. Here, the beam homogenizer 140 serves to make the intensity of the laser light L uniform. Meanwhile, beam shaping means (not shown) may be further provided for shaping the laser light L passing through the beam homogenizer 140 into a predetermined shape. The laser light L emitted from the beam homogenizer 140 passes through the imaging lens 145 and is incident to the first beam splitter 150.

상기 제1 빔 분할기(150)에 입사된 레이저광(L)은 가공빔(L1)과 측정빔(L2)으로 분할된다. 예를 들면, 상기 레이저광(L)의 일부가 제1 빔 분할기(150)에서 반사됨으로써 가공빔(L1)을 형성할 수 있으며, 상기 레이저 빔(L)의 나머지가 제1 빔 분할기(150)를 투과함으로써 측정빔(L2)을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 가공빔(L1)은 제1 빔 분할기(150)에 입사되는 레이저광(L) 출력의 대부분, 예를 들면 99% 이상을 차지할 수 있으며, 상기 측정빔(L2)은 제1 빔 분할기(150)에 입사되는 레이저광(L) 출력의 1% 미만을 차지할 수 있다. 한편, 상기 레이저광(L)의 일부가 제1 빔 분할기(150)를 투과함으로써 가공빔(L1)을 형성하고, 상기 레이저광(L)의 나머지가 제1 빔 분할기(150)에서 반사됨으로써 측정빔(L2)을 형성하는 구성도 가능하다. 상기 가공빔(L1)은 스테이지(172)에 장착된 가공 대상물(171) 상에 조사되어 레이저 어닐링 공정을 수행하게 되고, 상기 측정빔(L2)은 레이저 빔 측정유닛에 입사된다. The laser light L incident on the first beam splitter 150 is divided into a processing beam L1 and a measuring beam L2. For example, a part of the laser light L may be reflected by the first beam splitter 150 to form a processing beam L1, and the rest of the laser beam L may be the first beam splitter 150. By transmitting the light beam, the measurement beam L2 can be formed. Here, the overhead beam L1 may occupy most of the laser light L output incident on the first beam splitter 150, for example, 99% or more, and the measurement beam L2 is the first beam splitter. It may occupy less than 1% of the output of the laser light L incident on 150. Meanwhile, a part of the laser light L passes through the first beam splitter 150 to form a processing beam L1, and the rest of the laser light L is reflected by the first beam splitter 150 to be measured. A configuration for forming the beam L2 is also possible. The processing beam L1 is irradiated onto the processing object 171 mounted on the stage 172 to perform a laser annealing process, and the measurement beam L2 is incident on the laser beam measuring unit.

상기 레이저 빔 측정유닛에 입사된 측정빔(L2)은 레이저광(L)의 형상 및 세기를 측정하는데 사용된다. 상기 레이저 빔 측정유닛은 레이저광(L)의 세기를 측정하기 위한 파워 메터(power meter,163)와 레이저 빔(L)의 형상을 측정하기 위한 빔 프로파일러(beam profiler,162)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 빔 분할기(150)를 투과한 측정빔(L2)은 제2 빔 분할기(161)를 통해 다시 분할된다. 여기서, 상기 제2 빔 분할기(161)를 투과한 측정빔(L2)의 일부는 파워 메터(163)에 입사될 수 있으며, 상기 제2 빔 분할기(161)에서 반사된 측정빔(L2)의 다른 일부는 빔 프로파일러(162)에 입사될 수 있다. 상기 파워 메터(163)는 입사된 측정빔(L2)으로부터 레이저광(L)의 출력을 측정하는 것으로, 예를 들면 포토 다이오드(photo diode)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 빔 프로파일러(162)는 입사된 측정빔(L2)으로부터 레이저광(L)의 형상을 측정하는 것으로, 예를 들면 CCD(Charge Coupled Device)를 포함할 수 있다. 이러한 레이저 빔 측정유닛에 의해 얻어진 신호들에 의해 레이저광(L)의 형상 및 출력을 실시간으로 검출할 수 있으며, 이를 제어함으로써 레이저광(L)의 원하는 형상 및 출력을 얻을 수 있다. The measuring beam L2 incident on the laser beam measuring unit is used to measure the shape and intensity of the laser light L. The laser beam measuring unit may include a power meter (163) for measuring the intensity of the laser light (L) and a beam profiler (162) for measuring the shape of the laser beam (L). have. In detail, the measurement beam L2 transmitted through the first beam splitter 150 is split again through the second beam splitter 161. Here, a part of the measuring beam L2 transmitted through the second beam splitter 161 may be incident on the power meter 163, and the other part of the measuring beam L2 reflected by the second beam splitter 161 may be incident. Some may be incident on beam profiler 162. The power meter 163 measures the output of the laser light L from the incident measurement beam L2, and may include, for example, a photo diode. The beam profiler 162 measures the shape of the laser light L from the incident measurement beam L2 and may include, for example, a charge coupled device (CCD). By the signals obtained by the laser beam measuring unit, the shape and output of the laser light L can be detected in real time, and by controlling this, the desired shape and output of the laser light L can be obtained.

상기 제1 빔 분할기(150)를 통해 분할된 가공빔(L1)은 스테이지(172)에 장착된 가공 대상물(171) 상에 조사되어 레이저 어닐링 공정을 수행하게 된다. 본 실시예에서는 어닐링 공정 중에 가공 대상물(171)의 온도를 실시간으로 측정하는 온도 측정 유닛(190)과, 상기 온도 측정 유닛(190)에 의해 측정된 온도와 미리 설정된 온도를 비교하여 상기 레이저 발진기(110)로부터 출사된 레이저광(L)의 출력을 조절하는 제어부(200)가 마련되어 있다. 여기서, 온도 측정 유닛(190)은 가공 대상물(171)의 상변화에 따른 반사율 변화를 측정하기 위한 포토다이오드(photodiode,181)와 가공 대상물(171)의 상변화에 따른 전기전도도의 변화를 측정하기 위한 전기전도도 측정장치(182)에 연결되어 가공 대상물의 온도를 실시간으로 측정할 수 있다. The processing beam L1 divided by the first beam splitter 150 is irradiated onto the processing object 171 mounted on the stage 172 to perform a laser annealing process. In the present exemplary embodiment, the laser oscillator (eg, the temperature measuring unit 190 for measuring the temperature of the object 171 in real time during the annealing process, and the temperature measured by the temperature measuring unit 190 are compared with the preset temperature). The control part 200 which adjusts the output of the laser beam L radiate | emitted from 110 is provided. Here, the temperature measuring unit 190 measures a change in electrical conductivity according to a phase change of the photodiode 181 and the object to be processed 171 for measuring a change in reflectance according to the phase change of the object to be processed 171. It is connected to the electrical conductivity measuring device 182 for measuring the temperature of the object to be processed in real time.

구체적으로, 도 2는 도 1에서 가공 대상물(171) 상에 가공빔(L1)이 조사됨으로써 가공 대상물(171)에 어닐링 공정이 수행되는 모습을 도시한 것이다. In detail, FIG. 2 illustrates a state in which the annealing process is performed on the object to be processed by irradiating the processing beam L1 onto the object to be processed in FIG. 1.

도 2를 참조하면, 스테이지(172) 상에 장착된 가공 대상물(171)은 SiO2 기판과, 상기 SiO2 기판 상에 형성된 실리콘막으로 구성될 수 있다. 어닐링 가공 전에는 상기 SiO2 기판 상에 형성된 실리콘막은 고체 상태(Solid-Si)를 유지하게 된다. 그리고, 어닐링을 위해 SiO2 기판 상의 실리콘막 표면에 가공빔(L1)을 조사하게 되면 실리콘막 표면은 용융되어 고체상태에서 액체 상태로 순간적으로 변할 수 있다. 이와 같이, 실리콘막이 고체 상태에서 액체 상태로 변화하는 순간에는 가공 대상물(171) 표면에서의 반사율 및 전기전도도가 변하게 된다. 구체적으로, 액체 상태의 실리콘(liquid-Si)은 전기전도도가 대략 75Ω-1cm-1이며, 고체 상태의 실리콘(Solid-Si)은 전기전도도가 대략 0.3Ω-1cm-1이다. 따라서, 액체 상태의 실리콘의 전기전도도는 고체 상태의 실리콘의 전기전도도보다 대략 250배 정도 높다. Referring to FIG. 2, the object to be processed 171 mounted on the stage 172 may include a SiO 2 substrate and a silicon film formed on the SiO 2 substrate. Before the annealing process, the silicon film formed on the SiO 2 substrate maintains a solid state (Solid-Si). When the processing beam L1 is irradiated onto the surface of the silicon film on the SiO 2 substrate for annealing, the surface of the silicon film may be melted and may instantly change from a solid state to a liquid state. As described above, when the silicon film is changed from the solid state to the liquid state, the reflectance and the electrical conductivity on the surface of the object 171 are changed. Specifically, liquid silicon (liquid-Si) has an electrical conductivity of about 75Ω -1 cm -1 , and solid silicon (Solid-Si) has an electrical conductivity of about 0.3Ω -1 cm -1 . Therefore, the electrical conductivity of the silicon in the liquid state is about 250 times higher than that of the solid silicon.

본 실시예에서는, 이와 같이 어닐링 공정 중에 발생되는 가공 대상물(171,구체적으로는 실리콘막)의 상변화에 따라 변화하는 반사율 및 전기전도도를 측정하고 이로부터 온도를 실시간으로 측정하게 된다. 즉, 어닐링 공정 중 가공 대상물(171)의 상변화에 따른 반사율의 변화는 프로브 레이저(probe laser)를 이용하여 포토다이오드(181)를 통해 검출될 수 있다. 구체적으로, 어닐링 공정에 의해 가공 대상물(171)의 표면에 상변화가 발생하게 되면 상기 가공 대상물(117)의 표면에 조사되는 프로브 레이저의 반사율이 변화하게 된다. 그리고, 이렇게 변화되는 반사율은 포토다이오드(181)에 의해 검출될 수 있다. 그리고, 어닐링 공정 중 가공 대상물(117)의 상변화에 따른 전기전도도의 변화는 상기 가공 대상물(171)에 연결된 전기전도도 측정장치(182)에 의해 검출될 수 있다.In the present embodiment, the reflectance and the electrical conductivity that change according to the phase change of the object to be processed 171 (specifically, the silicon film) generated during the annealing process as described above are measured, and the temperature is measured in real time. That is, the change in reflectance according to the phase change of the object 171 during the annealing process may be detected through the photodiode 181 using a probe laser. Specifically, when a phase change occurs on the surface of the object 171 by the annealing process, the reflectance of the probe laser irradiated on the surface of the object 117 is changed. In addition, the changed reflectivity may be detected by the photodiode 181. In addition, the change in the electrical conductivity according to the phase change of the object to be processed 117 during the annealing process may be detected by the electric conductivity measuring device 182 connected to the object to be processed 171.

상기 포토다이오드(181)에 의해 검출된 반사율 및 상기 전기전도도 측정장치(182)에 의해 검출된 전기전도도에 대한 데이터는 온도 측정 유닛(190)에 입력되고, 상기 온도 측정 유닛(190)은 입력된 반사율 및 전기전도도에 대한 데이터를 기초로 어닐링 공정 중 가공 대상물(171) 표면의 측정 온도를 실시간으로 결정할 수 있게 된다. 이와 같이, 온도 측정 유닛(190)에 의해 실시간으로 측정된 온도 데이터는 제어부(200)에 입력된다. 한편, 상기 제어부(200)에는 유저(User)가 어닐링 공정 중에 시간에 따라 가공 대상물(171)에 입력하고자 하는 온도 데이터가 미리 설정되어 있다. 여기서, 상기 제어부(200)는 상기 온도 측정 유닛(190)에 의해 측정된 온도 데이터와 유저에 의해 미리 설정된 온도 데이터를 비교한 다음, 상기 가공 대상물(171)의 표면 온도가 설정 온도가 될 수 있도록 상기 레이저 발진기(110)로부터 출사되는 레이저광의 출력을 조절하게 된다. 한편, 이상에서는 온도를 실시간으로 정확하게 측정하기 위한 수단으로 포토다이오드(181) 및 전기전도도 측정장치(182)를 사용한 경우를 예로 설명하였으나, 이 중에서 어느 하나만 사용하여 온도를 실시간으로 측정하는 것도 가능하다. Data on the reflectance detected by the photodiode 181 and the electrical conductivity detected by the electrical conductivity measuring device 182 are input to the temperature measuring unit 190, and the temperature measuring unit 190 is input. The measurement temperature of the surface of the object 171 during the annealing process may be determined in real time based on data on reflectance and electrical conductivity. As such, the temperature data measured by the temperature measuring unit 190 in real time is input to the controller 200. On the other hand, the control unit 200 is set in advance the temperature data that the user (User) wants to input to the processing object 171 according to the time during the annealing process. Here, the control unit 200 compares the temperature data measured by the temperature measuring unit 190 with the temperature data preset by the user, so that the surface temperature of the object 171 can be a set temperature. The output of the laser light emitted from the laser oscillator 110 is adjusted. On the other hand, in the above described the case where the photodiode 181 and the conductivity measuring device 182 is used as a means for accurately measuring the temperature in real time as an example, it is also possible to measure the temperature in real time using only one of these. .

이상과 같이, 본 실시예에서는 포토다이오드(181)를 이용하여 레이저 어닐링 공정 중 가공 대상물(171)의 상변화에 따른 반사율 변화를 측정하고, 전기전도도 측정장치(182)를 이용하여 레이저 어닐링 공정 중 가공 대상물(171)의 상변화에 따른 전기전도도 변화를 측정함으로써 어닐링 공정 중의 가공 대상물(171)의 온도를 실시간으로 정확하게 측정 관찰할 수 있다. 그리고, 측정된 온도를 미리 설정된 온도와 비교하여 가공 대상물(171)의 표면 온도가 설정 온도가 될 수 있도록 제어부(200)가 레이저 발진기(110)로부터 출사되는 레이저광(L)의 출력을 조절할 수 있다. 따라서, 어닐링 공정을 통해 고품질의 실리콘막을 형성할 수 있게 되어 공정의 신뢰성을 높일 수 있으며, 생산 시간 또한 줄일 수 있다. 그리고, 웨이퍼의 뒤틀림 등과 같은 불량 문제도 해결될 수 있다. As described above, in the present embodiment, the photodiode 181 is used to measure the change in reflectance according to the phase change of the processing target 171 during the laser annealing process, and the electrical conductivity measuring device 182 is used during the laser annealing process. By measuring the electrical conductivity change according to the phase change of the object to be processed 171, it is possible to accurately measure and observe the temperature of the object to be processed 171 during the annealing process in real time. In addition, the controller 200 may adjust the output of the laser light L emitted from the laser oscillator 110 so that the surface temperature of the object to be processed becomes the set temperature by comparing the measured temperature with a preset temperature. have. Therefore, it is possible to form a high quality silicon film through the annealing process to increase the reliability of the process, it is possible to reduce the production time. In addition, defect problems such as warping of the wafer can be solved.

이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.

110... 레이저 발진기 120... 빔 감쇠기
130... 반사 미러 140... 빔 호모지나이저
145... 이미징 렌즈 150... 제1 빔 분할기
161... 제2 빔 분할기 162... 빔 프로파일러
163... 파워 메터 171... 가공 대상물
172... 스테이지 181... 포토다이오드
182... 전기전도도 측정장치 190... 온도 측정 유닛
200... 제어부 L... 레이저광
L1... 가공빔 L2... 측정빔110 ... laser oscillator 120 ... beam attenuator
130 ... reflective mirror 140 ... beam homogenizer
145 ... Imaging Lens 150 ... First Beam Splitter
161 ... second beam splitter 162 ... beam profiler
163 ... power meter 171 ... workpiece
172 ... Stage 181 ... Photodiode
182 ... Conductivity measuring device 190 ... Temperature measuring unit
200 ... control part L ... laser light
L1 ... overhead beam L2 ... measuring beam

Claims (11)

가공 대상물 상에 레이저광을 조사하여 어닐링 공정을 수행하는 레이저 발진기;
어닐링 공정 중 상기 레이저광이 조사되는 상기 가공 대상물의 상변화를 통해 온도를 실시간으로 측정하는 온도 측정 유닛;
상기 온도 측정유닛으로부터 측정된 온도 데이터와 미리 설정된 온도 데이터를 비교하여 상기 레이저 발진기로부터 출사되는 레이저광의 출력을 조절하는 제어부; 및
상기 가공 대상물의 상변화에 따른 반사율의 변화를 검출하는 포토다이오드 및 상기 가공 대상물의 상변화에 따른 전기전도도의 변화를 검출하는 전기전도도 측정장치 중 적어도 하나;를 포함하는 레이저 어닐링 장치. A laser oscillator for performing an annealing process by irradiating laser light onto the object to be processed;
A temperature measuring unit measuring a temperature in real time through a phase change of the object to be irradiated with the laser light during an annealing process;
A controller for comparing the temperature data measured by the temperature measuring unit with preset temperature data to adjust the output of the laser light emitted from the laser oscillator; And
And at least one of a photodiode for detecting a change in reflectance according to a phase change of the object and an electrical conductivity measuring device for detecting a change in electrical conductivity according to a phase change of the object. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 포토다이오드 및 상기 전기전도도 측정장치에 의해 측정된 데이터들은 상기 온도 측정 유닛에 입력되는 레이저 어닐링 장치.The method of claim 1,
And data measured by the photodiode and the electrical conductivity measuring device are input to the temperature measuring unit. 제 1 항에 있어서,
상기 포토다이오드는 프로브 레이저(probe laser)를 이용하여 상변화에 따른 반사율을 측정하는 레이저 어닐링 장치. The method of claim 1,
The photodiode is a laser annealing device for measuring the reflectance according to the phase change using a probe laser (probe laser). 제 1 항 에 있어서,
상기 레이저 발진기로부터 출사된 레이저광의 세기를 균일하게 하는 빔 호모지나이저(beam homogenizer)를 더 포함하는 레이저 어닐링 장치.The method according to claim 1,
And a beam homogenizer for uniformizing the intensity of the laser light emitted from the laser oscillator. 제 5 항에 있어서,
상기 빔 호모지나이저로부터 출사된 레이저광을 어닐링용 가공빔과 상기 레이저광의 세기 및 형상을 측정하기 위한 측정빔으로 분할하는 빔 분할기; 및
상기 측정빔을 이용하여 상기 레이저광의 세기 및 형상을 측정하는 레이저광 측정유닛;을 포함하는 레이저 어닐링 장치.The method of claim 5, wherein
A beam splitter for dividing the laser light emitted from the beam homogenizer into a processing beam for annealing and a measuring beam for measuring the intensity and shape of the laser light; And
And a laser beam measuring unit for measuring the intensity and shape of the laser beam by using the measuring beam. 제 6 항에 있어서,
상기 레이저광 측정유닛은 상기 레이저광의 세기를 측정하기 위한 파워 메터(power meter)와, 상기 레이저광의 형상을 측정하기 위한 빔 프로파일러(beam profiler)를 포함하는 레이저 어닐링 장치. The method according to claim 6,
The laser light measuring unit includes a power meter for measuring the intensity of the laser light and a beam profiler for measuring the shape of the laser light. 제 1 항에 있어서,
상기 레이저 발진기는 펄스형 그린 레이저광을 발진하는 레이저 어닐링 장치.The method of claim 1,
And the laser oscillator oscillates pulsed green laser light. 레이저 발진기로부터 출사된 레이저광을 가공 대상물 상에 조사하는 단계;
상기 레이저광이 조사되는 상기 가공 대상물의 상변화를 통해 온도를 실시간으로 측정하는 단계; 및
상기 측정된 온도 데이터와 미리 설정된 온도 데이터를 비교하여 상기 레이저 발진기로부터 출사되는 레이저광의 출력을 조절하는 단계;를 포함하고,
상기 가공 대상물의 상변화를 통해 온도를 실시간으로 측정하는 단계는, 상기 가공 대상물의 상변화에 따른 반사율 변화 및 전기전도도 변화 중 적어도 하나를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 데이터로부터 온도를 결정하는 단계;를 포함하는 레이저 어닐링 방법. Irradiating the laser light emitted from the laser oscillator on the object to be processed;
Measuring the temperature in real time through a phase change of the object to be irradiated with the laser light; And
And comparing the measured temperature data with preset temperature data to adjust the output of the laser light emitted from the laser oscillator.
The measuring of the temperature in real time through the phase change of the object may include measuring at least one of a change in reflectance and a change in conductivity according to the phase change of the object; And determining a temperature from the measured data. 삭제delete 제 9 항에 있어서,
상기 반사율 변화는 프로브 레이저를 이용한 포토다이오드에 의해 측정되며, 상기 전기전도도 변화는 상기 레이저광이 조사되는 가공 대상물에 연결된 전기전도도 측정장치에 의해 실시간으로 측정되는 레이저 어닐링 방법.The method of claim 9,
The reflectance change is measured by a photodiode using a probe laser, the electrical conductivity change is measured in real time by an electrical conductivity measuring device connected to the object to be irradiated the laser light.
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