レーザ照射装置、及びレーザ照射方法
【課題】 高品質の加工を行う。
【解決手段】 レーザビームを出射するレーザ出射装置と、レーザ出射装置を出射したレーザビームが入射する加工対象物を保持するステージと、ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度を測定する温度測定装置と、温度測定装置によって測定された加工対象物の温度が、（ｉ）第１の温度範囲にある場合には、ステージに保持された加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させず、（ｉｉ）第１の温度範囲にない場合には、ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度が第１の温度範囲内の温度となるように、レーザ出射装置を制御して、ステージに保持された加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる制御装置とを有するレーザ照射装置を提供する。
【解決手段】 レーザビームを出射するレーザ出射装置と、レーザ出射装置を出射したレーザビームが入射する加工対象物を保持するステージと、ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度を測定する温度測定装置と、温度測定装置によって測定された加工対象物の温度が、（ｉ）第１の温度範囲にある場合には、ステージに保持された加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させず、（ｉｉ）第１の温度範囲にない場合には、ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度が第１の温度範囲内の温度となるように、レーザ出射装置を制御して、ステージに保持された加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる制御装置とを有するレーザ照射装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工対象物にレーザビームを照射して加工、特にレーザアニール加工を行うレーザ照射装置、及びレーザ照射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
不純物が添加されたシリコンウエハにレーザビームを照射して、不純物を活性化させる活性化アニールにおいては、シリコンウエハに照射されるレーザビームのエネルギ（単位時間、単位面積当たりのエネルギ）を均一にすることが必要である。照射ビームのエネルギ均一化は、レーザ発振器の出力エネルギの安定化、レーザ照射装置の光学系による損失の補償、レーザビーム照射面の平坦化、動作ステージの移動速度の安定化などの総合的な組み合わせによって実現が図られている。
【０００３】
シリコンウエハに照射されるレーザビームのエネルギは、照射が行われる前に計測され、計測値が、目標値から一定の幅をもつ所定範囲内にない場合には、所定範囲内におさまるよう補正される。
【０００４】
図６は、シリコンウエハに照射されるレーザビームのエネルギ補正方法を示すフローチャートである。まずステップＳ１０１（ステージ計測位置移動）において、レーザビームの入射位置に、レーザビームのエネルギを計測する計測器、たとえばジュールメータを移動させる。次にステップＳ１０２（レーザ照射）において、レーザビームを照射し、ステップＳ１０３（ジュールメータ計測）において、照射されたレーザビームのエネルギを計測する。
【０００５】
ステップＳ１０４においては、ステップＳ１０３で計測されたレーザビームのエネルギが所定範囲内にあるか否かが判定される。所定範囲内にある場合には、シリコンウエハのレーザアニール処理が実施される。所定範囲内にない場合には、ステップＳ１０５（目標ＶＡ値計算）に進む。ステップＳ１０５においては、エネルギの計測値と目標値の差から、バリアブルアッテネータ（ＶＡ）の目標設定値が計算される。バリアブルアッテネータはその設定に従い、入射するレーザビームの強度を変化させて出射することができる。目標設定値とは、計測器ひいてはシリコンウエハに入射するレーザビームのエネルギ（単位時間、単位面積当たりのエネルギ）を目標値とする、バリアブルアッテネータの設定値をいう。目標設定値の計算後、ステップＳ１０６において、バリアブルアッテネータの設定が、目標設定値とされる。
【０００６】
バリアブルアッテネータの設定変更が行われたら、再びステップＳ１０２に戻り、以後の処理を繰り返す。
【０００７】
また、活性化アニールには、フィードバック機能を備えた高精度ステージが使用される。ステージは、メンテナンスのたびにその動作精度が測定され、問題があった場合、精度補正のための調整が行われる。
【０００８】
レーザビームのエネルギやステージ動作精度の補正は、シリコンウエハのレーザアニール処理の実施前に行われる。このため、たとえばレーザアニール処理中にレーザビームのエネルギに変動が生じた場合などには、活性化アニールが適当に実施されないことがある。活性化アニールの結果の適否は、アニール処理後のシート抵抗測定や、デバイスを実際に作製した後、動作測定するまでは不明である。
【０００９】
アニール対象物のレーザビーム入射位置の温度を計測する発明が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１１６２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、高品質の加工を行うことのできるレーザ照射装置、及びレーザ照射方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一観点によれば、レーザビームを出射するレーザ出射装置と、前記レーザ出射装置を出射したレーザビームが入射する加工対象物を保持するステージと、前記ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度を測定する温度測定装置と、前記温度測定装置によって測定された前記加工対象物の温度が、（ｉ）第１の温度範囲にある場合には、前記ステージに保持された加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させず、（ｉｉ）前記第１の温度範囲にない場合には、前記ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記レーザ出射装置を制御して、前記ステージに保持された加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる制御装置とを有するレーザ照射装置が提供される。
【００１３】
また、本発明の他の観点によれば、（ａ）加工対象物にレーザビームを入射させながら、該レーザビームが入射した位置の該加工対象物の温度を測定する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）で測定された温度が、第１の温度範囲にあるか否かを判定する工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）で、（ｉ）前記第１の温度範囲にあると判定された場合には、前記加工対象物自身に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させず、（ｉｉ）前記第１の温度範囲にないと判定された場合には、前記加工対象物自身について、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記加工対象物自身に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる工程とを有するレーザ照射方法が提供される。
【００１４】
更に、本発明の他の観点によれば、（ａ）加工対象物にレーザビームを入射させながら、該レーザビームが入射した位置の該加工対象物の温度を測定する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）で測定された温度が、第１の温度範囲にあるか否かを判定する工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）で、（ｉ）前記第１の温度範囲にあると判定された場合には、前記加工対象物とは異なる加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させず、（ｉｉ）前記第１の温度範囲にないと判定された場合には、前記加工対象物とは異なる加工対象物について、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記加工対象物とは異なる加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる工程とを有するレーザ照射方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高品質の加工を行うことが可能なレーザ照射装置、及びレーザ照射方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例によるレーザ照射装置を示す概略図である。
【図２】シリコンウエハに照射するレーザビームの強度と、シリコンウエハの表面温度との関係（シミュレーション結果）を示すグラフである。
【図３】第１の実施例によるレーザ照射方法を示すフローチャートである。
【図４】シリコンウエハの測定温度の時間的変化の一例を示す。
【図５】第２の実施例によるレーザ照射方法を示すフローチャートである。
【図６】シリコンウエハに照射されるレーザビームのエネルギ補正方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、実施例によるレーザ照射装置を示す概略図である。実施例によるレーザ照射装置は、レーザ光源１０、ミラー１１、１３、バリアブルアッテネータ１２、レンズ１４、フォトディテクタ１５、温度測定器１６、温度処理装置１７、制御装置１８、及び加工ステージ１９を含んで構成される。制御装置１８は、たとえばメモリである記憶装置１８ａを含み、実施例によるレーザ照射装置の動作の制御を行う。
【００１８】
レーザ光源１０は、たとえばダイオード励起Ｎｄ：ＹＬＦレーザ発振器を含む。レーザ光源１０は、制御装置１８からのトリガ信号に同期して、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの第２高調波であるパルスレーザビーム３０を出射する。
【００１９】
パルスレーザビーム３０は、ミラー１１、１３、バリアブルアッテネータ１２、レンズ１４を経由して、加工ステージ１９上に保持されたワーク２０に入射する。バリアブルアッテネータ２０は、入射するレーザビーム３０の強度を変化させて（減衰率を変化させて）出射することができる。レーザビーム３０の強度変化（減衰率変化）は制御装置１８により制御することができる。
【００２０】
レンズ１４は、パルスレーザビーム３０をワーク２０上に集光する。ワーク２０は、たとえば不純物を添加されたシリコンウエハであり、パルスレーザビーム３０の照射により、不純物の活性化アニールが行われる。
【００２１】
加工ステージ１９は、ステージ１９ａ、駆動系１９ｂ、及びエネルギメータ（ジュールメータ）１９ｃを含む。ステージ１９ａは、加工対象物を保持する保持面を備え、ワーク２０は、ステージ１９ａの保持面に保持されている。駆動系１９ｂは、ステージ１９ａを２次元方向に移動させることができる。エネルギメータ１９ｃは、たとえばステージ１９ａに固定されており、駆動系１９ｂによってステージ１９ａとともに移動させることが可能である。駆動系１９ｂによるステージ１９ａの移動は、制御装置１８により制御することができる。
【００２２】
駆動系１９ｂによってエネルギメータ１９ｃを移動させ、レーザビーム３０をエネルギメータ１９ｃに入射させて、レーザビーム３０のエネルギを計測することができる。計測値は制御装置１８に伝達され、必要に応じて記憶装置１８ａに記憶される。
【００２３】
フォトディテクタ１５は、バリアブルアッテネータ１２通過後のレーザビーム３０を検出する光検出器である。検出されたレーザビーム３０のデータは制御装置１８に伝達される。制御装置１８は伝達されるデータから、バリアブルアッテネータ１２通過後のレーザビーム３０のエネルギ（単位時間、単位面積当たりのエネルギ）を把握することができる。把握されたエネルギは、必要に応じて記憶装置１８ａに格納される。
【００２４】
温度測定器１６は、特許文献１に記載されている温度測定のための要素、たとえばレーザビーム３０が照射されたワーク２０から放射される放射光検出器を含み、ワーク２０のレーザビーム３０入射位置の温度を測定するための情報、たとえば放射光の強度を取得する。取得された情報は、たとえばコンピュータである温度処理装置１７に伝達される。
【００２５】
温度処理装置１７は、温度測定器１６から伝達された情報に基づいて、レーザビーム３０が照射された位置のワーク２０の温度を計算する。
【００２６】
制御装置１８は、温度処理装置１７と専用の回線、たとえばデジタル回線で接続されており、両者の情報はリアルタイムで共有される。前述のように、制御装置１８は加工ステージ１９の動作を制御するため、温度処理装置１７で導出されたワーク２０の温度は、加工ステージ１９の座標に基づく測定位置と関係づけることができる。測定されたワーク２０の温度は、測定位置（レーザビーム３０照射箇所のステージポジション）とともに、記憶装置１８ａに記憶される。
【００２７】
図２は、シリコンウエハに照射するレーザビームの強度と、シリコンウエハの表面温度との関係（シミュレーション結果）を示すグラフである。グラフの横軸は、シリコンウエハに照射するレーザビームの強度を、単位「Ｊ／ｃｍ２」で表し、縦軸は、レーザビームが照射された位置のシリコンウエハの温度を、単位「℃」で表す。照射するレーザビームは、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの第２高調波（パルス幅１３０ｎｓ）とした。また、シリコンウエハは、多結晶シリコン上にアモルファスシリコン層が形成されたシリコンウエハを想定した。グラフより、照射するレーザビームの強度を強くすると、シリコンウエハの表面温度が高くなる関係があることがわかる。すなわち、シリコンウエハの表面温度は、照射するレーザビームの強度を変化させることで変えることができる。
【００２８】
図３は、第１の実施例によるレーザ照射方法を示すフローチャートである。ステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理は、図６に示したレーザビームのエネルギ補正方法と等しい。
【００２９】
まずステップＳ１０１において、パルスレーザビーム３０の入射位置に、エネルギメータ１９ｃを移動させる。次にステップＳ１０２において、レーザ光源１０から、たとえばＮｄ：ＹＬＦレーザの第２高調波であるパルスレーザビーム３０を照射し、ステップＳ１０３において、照射されたパルスレーザビーム３０のエネルギを、エネルギメータ１９ｃを用いて計測する。計測値は、制御装置１８に送信される。
【００３０】
ステップＳ１０４において、ステップＳ１０３で計測されたレーザビーム３０のパルスエネルギが所定範囲内にあるか否かが、制御装置１８により判定される。判定の基準となる範囲（所定範囲）は、制御装置１８の記憶装置１８ａに記憶されている。計測値が所定範囲内にある場合には、シリコンウエハのレーザアニール処理が開始される。所定範囲内にない場合には、ステップＳ１０５に進む。
【００３１】
記憶装置１８ａには、シリコンウエハに照射されるべきレーザビーム３０のパルスエネルギの適正値（目標値）が記憶されている。ステップＳ１０５においては、ステップＳ１０３におけるパルスエネルギの計測値と、記憶装置１８ａに記憶されている目標値との差から、シリコンウエハに照射されるレーザビーム３０のパルスエネルギを目標値とするような、バリアブルアッテネータ１２の目標設定値（減衰率）が計算される。計算は制御装置１８で行われ、制御装置１８は、バリアブルアッテネータ１２がその設定値（減衰率）でレーザビーム３０の強度を減衰するように、バリアブルアッテネータ１２を制御する。
【００３２】
バリアブルアッテネータ１２の設定変更後、シリコンウエハのアニール処理（シリコンウエハへのレーザビーム３０の照射）が開始されるまで、ステップＳ１０２以降の処理を繰り返す。
【００３３】
実施例によるレーザ照射方法は、シリコンウエハへのレーザビーム３０照射後においても、照射エネルギ（単位時間、単位面積当たりのエネルギ）の適正化制御を行う点で、図６に示したレーザビームのエネルギ補正方法と異なる。シリコンウエハの実際の処理状態（シリコンウエハの温度）を観測し、観測値に基づいてフィードバックを行うことで、加工品質の向上を実現することができる。
【００３４】
第１の実施例によるレーザ照射方法においては、アニール処理開始後、ステップＳ２０１において、シリコンウエハにパルスレーザビーム３０を照射しながら、測定可能インターバルで、レーザビーム３０が照射された位置のシリコンウエハの温度を測定し、測定値を、測定位置（レーザビーム３０照射箇所のステージポジション）とともに記録する。温度の測定は、温度測定器１６及び温度処理装置１７を用いて行われ、測定値と測定位置の記録は、制御装置１８によって記憶装置１８ａに格納される。
【００３５】
次に、ステップＳ２０２において、加工ステージ１９上に保持されているシリコンウエハの処理（レーザアニール加工）が完了したか否かが、制御装置１８により判定される。完了したと判定された場合、活性化アニールは終了する。異なるシリコンウエハの処理を行う場合には、ステップＳ１０１またはステップＳ２０１から開始することができる。
【００３６】
ステップＳ２０２において、シリコンウエハの処理が未完了と判定された場合には、ステップＳ２０３に進み、ステップＳ２０１で測定された温度測定値が、幅計測で基準温度から大幅にはずれているか否かが判定される。基準温度、及び基準温度からのずれの許容値は、たとえば記憶装置１８ａに記憶されており、判定は制御装置１８で行われる。温度測定値の基準温度からのずれが許容値を超えている場合、エラー処理がなされる。許容値以内であればステップＳ２０４に進む。
【００３７】
ステップＳ２０４においては、制御装置１８により、ステップＳ２０１で測定された温度測定値が、目標温度の範囲内であるか否かが判定される。判定の基準となる範囲（目標温度範囲）は、記憶装置１８ａに記憶されている。測定値が目標温度の範囲内にある場合には、ステップＳ２０１に戻り、レーザビームの照射エネルギ（単位時間、単位面積当たりのエネルギ）を変化させないで活性化アニールを継続する。測定値が目標温度の範囲内にないと判定された場合には、ステップＳ２０５に進み、照射エネルギ制御が行われる。
【００３８】
記憶装置１８ａには、たとえば単位時間、単位面積当たりのレーザビーム照射エネルギと、そのエネルギでレーザビーム３０を照射したときに実現されるシリコンウエハの表面温度とが、対応づけられて記憶されている。ステップＳ２０５では、その記憶内容を参照して、レーザビーム３０を照射したシリコンウエハが、その照射位置において、目標温度範囲内の温度となるように、単位時間、単位面積当たりのレーザビーム照射エネルギが決定される。そしてそのようなレーザビーム照射エネルギが実現されるように、バリアブルアッテネータ１２の目標設定値（減衰率）が計算される。決定及び計算は制御装置１８で行われる。その後、制御装置１８は、バリアブルアッテネータ１２がその設定値（減衰率）でレーザビーム３０の強度を減衰するように、バリアブルアッテネータ１２を制御する。バリアブルアッテネータ１２を介したレーザビーム照射エネルギの制御後、ステップＳ２０１に戻る。
【００３９】
なお、ステップＳ２０５とステップＳ２０１との間に、フォトディテクタ１５で検出され、制御装置１８で把握されるバリアブルアッテネータ１２通過後のレーザビーム３０のエネルギ（単位時間、単位面積当たりのエネルギ）と、ステップＳ２０５で決定されるレーザビーム照射エネルギとのずれを確認するステップを設けてもよい。ずれが許容範囲内にない場合は、ステップＳ２０５に戻って、再度照射エネルギ制御を行う。
【００４０】
図４を参照して、ステップＳ２０４について詳述する。上述のように、ステップＳ２０４においては、ステップＳ２０１で測定された温度測定値が、目標温度範囲内にあるか否かの判定が行われる。図４に、シリコンウエハの測定温度の時間的変化の一例を示す。
【００４１】
本図に示すような温度の時間的変化が生じた場合、第１の実施例においては、時刻ｔ１で測定温度が目標温度範囲の下限値を下回るため、たとえば時刻ｔ１における温度測定値が、ステップＳ２０４において判定の対象となったときに、ステップＳ２０５に進み、照射エネルギの制御が行われる。
【００４２】
また、本図に示す温度変化例では、時刻ｔ１〜時刻ｔ２において、測定温度が目標温度範囲の下限値を下回っている。たとえばステップＳ２０４において、連続して目標温度範囲を逸脱した時間が一定値（図４においては「Ｔ」）を超えるか否かを判定し、越えない場合はステップＳ２０１に戻り、超える場合にステップＳ２０５に進む処理を行ってもよい。本図に示す温度変化例においてこのような処理を行う場合、たとえば時刻ｔ３における温度測定値が、ステップＳ２０４において判定の対象となったときに、ステップＳ２０５に進み、照射エネルギの制御が行われる。
【００４３】
第１の実施例によるレーザ照射方法は、１枚のシリコンウエハに対する活性化アニールの最中に、レーザ照射位置の温度測定を行い、測定された温度に基づいて、リアルタイムに照射エネルギ（単位時間、単位面積当たりのエネルギ）の適正化制御を行う。このため、活性化の均一性の向上、及び、ウエハ活性化率（代替特性である表面シート抵抗）の安定化が実現される、高品質のレーザアニール加工を行うことができる。
【００４４】
図５は、第２の実施例によるレーザ照射方法を示すフローチャートである。第１の実施例においては、測定されたシリコンウエハの温度に基づいて、当該シリコンウエハに照射するレーザビームのエネルギを制御した。第２の実施例においては、測定されたシリコンウエハの温度に基づき、それとは異なるシリコンウエハ、たとえば温度測定されたシリコンウエハの次に加工するシリコンウエハに照射するレーザビームのエネルギを制御する。
【００４５】
ステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理（活性化アニール開始前の処理）は、第１の実施例と等しい。
【００４６】
第２の実施例によるレーザ照射方法においては、アニール処理開始後、ステップＳ３０１において、シリコンウエハにパルスレーザビーム３０を照射しつつ、測定可能インターバルで、レーザビーム３０が照射された位置のシリコンウエハの温度を測定し、測定値を、測定位置（レーザビーム３０照射箇所のステージポジション）とともに記録しながら、シリコンウエハ１枚分のレーザアニール加工を終了させる。
【００４７】
シリコンウエハの温度測定は、温度測定器１６及び温度処理装置１７を用いて行われ、測定値と測定位置の記録は、制御装置１８によって記憶装置１８ａに格納される。
【００４８】
ステップＳ３０２において、処理（加工）必要枚数分の処理が完了したか否かが、制御装置１８により判定される。完了したと判定された場合、レーザアニール加工は終了する。
【００４９】
ステップＳ３０２において、必要枚数分の処理が未完了と判定された場合には、ステップＳ３０３に進み、ステップＳ３０１で測定され、記録された温度（記録値）が、幅計測で基準温度から大幅にはずれているか否かが判定される。基準温度、及び基準温度からのずれの許容値は、たとえば記憶装置１８ａに記憶されており、判定は制御装置１８で行われる。記録値の基準温度からのずれが、許容値を超えている場合、エラー処理がなされる。許容値以内であれば、ステップＳ３０４に進む。
【００５０】
ステップＳ３０４においては、制御装置１８により、記録値が目標温度の範囲内であるか否かが判定される。判定の基準となる範囲（目標温度範囲）は、記憶装置１８ａに記憶されている。記録値が目標温度の範囲内にある場合には、ステップＳ３０１に戻り、レーザビームの照射エネルギを変化させないで、次のシリコンウエハに対し、活性化アニールを実施する。記録値が目標温度の範囲内にないと判定された場合には、ステップＳ３０５に進み、照射エネルギ制御が行われる。ステップＳ３０５における照射エネルギ制御は、第１の実施例のステップＳ２０５における照射エネルギ制御と同様の制御である。照射エネルギ制御終了後、ステップＳ３０１に戻り、次のシリコンウエハに対し、活性化アニールを実施する。
【００５１】
第２の実施例によるレーザ照射方法によっても、活性化の均一性の向上、及び、ウエハ活性化率（代替特性である表面シート抵抗）の安定化が実現される、高品質のレーザアニール加工を行うことができる。
【００５２】
なお、第１及び第２の実施例において、測定値と測定位置とをあわせて記録することにより、たとえば半導体デバイスの製作後、ウエハごとに特性の違いやばらつきが生じた場合、測定された温度と位置とを突き合わせることにより、ウエハのどの位置で製作されたデバイスが違った特性をもっているかを確認することができる。また、突き合わせ作業により、特性の違いやばらつきがレーザ照射によるものなのか、それともその他の工程やウエハ自身がもつ特性によるものなのかを確認することができる。したがって、製作工程における不具合の是正や、製品の品質改善が容易となる。
【００５３】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。
【００５４】
たとえば、実施例においては、ビーム照射位置のシリコンウエハの温度が、目標温度範囲に含まれるように、バリアブルアッテネータを制御して、レーザビーム照射エネルギの調整を行った。バリアブルアッテネータでなく、レーザ発振器の出力を制御することもできる。また、パルスレーザビームのパルス幅を変化させて、ビーム照射エネルギを制御してもよい。更に、たとえば短パルス幅のレーザパルスを、短い時間間隔をおいて複数パルス出射するマルチパルス（たとえばダブルパルス）を用いて活性化アニールを行う場合は、レーザパルス間の時間間隔を制御することによっても、ビーム照射エネルギを調整することができる。
【００５５】
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
レーザ加工一般、殊にレーザアニール加工に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０ レーザ光源
１１、１３ ミラー
１２ バリアブルアッテネータ
１４ レンズ
１５ フォトディテクタ
１６ 温度測定器
１７ 温度処理装置
１８ 制御装置
１８ａ 記憶装置
１９ 加工ステージ
１９ａ ステージ
１９ｂ 駆動系
１９ｃ エネルギメータ
２０ ワーク
３０ レーザビーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工対象物にレーザビームを照射して加工、特にレーザアニール加工を行うレーザ照射装置、及びレーザ照射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
不純物が添加されたシリコンウエハにレーザビームを照射して、不純物を活性化させる活性化アニールにおいては、シリコンウエハに照射されるレーザビームのエネルギ（単位時間、単位面積当たりのエネルギ）を均一にすることが必要である。照射ビームのエネルギ均一化は、レーザ発振器の出力エネルギの安定化、レーザ照射装置の光学系による損失の補償、レーザビーム照射面の平坦化、動作ステージの移動速度の安定化などの総合的な組み合わせによって実現が図られている。
【０００３】
シリコンウエハに照射されるレーザビームのエネルギは、照射が行われる前に計測され、計測値が、目標値から一定の幅をもつ所定範囲内にない場合には、所定範囲内におさまるよう補正される。
【０００４】
図６は、シリコンウエハに照射されるレーザビームのエネルギ補正方法を示すフローチャートである。まずステップＳ１０１（ステージ計測位置移動）において、レーザビームの入射位置に、レーザビームのエネルギを計測する計測器、たとえばジュールメータを移動させる。次にステップＳ１０２（レーザ照射）において、レーザビームを照射し、ステップＳ１０３（ジュールメータ計測）において、照射されたレーザビームのエネルギを計測する。
【０００５】
ステップＳ１０４においては、ステップＳ１０３で計測されたレーザビームのエネルギが所定範囲内にあるか否かが判定される。所定範囲内にある場合には、シリコンウエハのレーザアニール処理が実施される。所定範囲内にない場合には、ステップＳ１０５（目標ＶＡ値計算）に進む。ステップＳ１０５においては、エネルギの計測値と目標値の差から、バリアブルアッテネータ（ＶＡ）の目標設定値が計算される。バリアブルアッテネータはその設定に従い、入射するレーザビームの強度を変化させて出射することができる。目標設定値とは、計測器ひいてはシリコンウエハに入射するレーザビームのエネルギ（単位時間、単位面積当たりのエネルギ）を目標値とする、バリアブルアッテネータの設定値をいう。目標設定値の計算後、ステップＳ１０６において、バリアブルアッテネータの設定が、目標設定値とされる。
【０００６】
バリアブルアッテネータの設定変更が行われたら、再びステップＳ１０２に戻り、以後の処理を繰り返す。
【０００７】
また、活性化アニールには、フィードバック機能を備えた高精度ステージが使用される。ステージは、メンテナンスのたびにその動作精度が測定され、問題があった場合、精度補正のための調整が行われる。
【０００８】
レーザビームのエネルギやステージ動作精度の補正は、シリコンウエハのレーザアニール処理の実施前に行われる。このため、たとえばレーザアニール処理中にレーザビームのエネルギに変動が生じた場合などには、活性化アニールが適当に実施されないことがある。活性化アニールの結果の適否は、アニール処理後のシート抵抗測定や、デバイスを実際に作製した後、動作測定するまでは不明である。
【０００９】
アニール対象物のレーザビーム入射位置の温度を計測する発明が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１１６２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、高品質の加工を行うことのできるレーザ照射装置、及びレーザ照射方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一観点によれば、レーザビームを出射するレーザ出射装置と、前記レーザ出射装置を出射したレーザビームが入射する加工対象物を保持するステージと、前記ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度を測定する温度測定装置と、前記温度測定装置によって測定された前記加工対象物の温度が、（ｉ）第１の温度範囲にある場合には、前記ステージに保持された加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させず、（ｉｉ）前記第１の温度範囲にない場合には、前記ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記レーザ出射装置を制御して、前記ステージに保持された加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる制御装置とを有するレーザ照射装置が提供される。
【００１３】
また、本発明の他の観点によれば、（ａ）加工対象物にレーザビームを入射させながら、該レーザビームが入射した位置の該加工対象物の温度を測定する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）で測定された温度が、第１の温度範囲にあるか否かを判定する工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）で、（ｉ）前記第１の温度範囲にあると判定された場合には、前記加工対象物自身に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させず、（ｉｉ）前記第１の温度範囲にないと判定された場合には、前記加工対象物自身について、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記加工対象物自身に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる工程とを有するレーザ照射方法が提供される。
【００１４】
更に、本発明の他の観点によれば、（ａ）加工対象物にレーザビームを入射させながら、該レーザビームが入射した位置の該加工対象物の温度を測定する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）で測定された温度が、第１の温度範囲にあるか否かを判定する工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）で、（ｉ）前記第１の温度範囲にあると判定された場合には、前記加工対象物とは異なる加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させず、（ｉｉ）前記第１の温度範囲にないと判定された場合には、前記加工対象物とは異なる加工対象物について、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記加工対象物とは異なる加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる工程とを有するレーザ照射方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高品質の加工を行うことが可能なレーザ照射装置、及びレーザ照射方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例によるレーザ照射装置を示す概略図である。
【図２】シリコンウエハに照射するレーザビームの強度と、シリコンウエハの表面温度との関係（シミュレーション結果）を示すグラフである。
【図３】第１の実施例によるレーザ照射方法を示すフローチャートである。
【図４】シリコンウエハの測定温度の時間的変化の一例を示す。
【図５】第２の実施例によるレーザ照射方法を示すフローチャートである。
【図６】シリコンウエハに照射されるレーザビームのエネルギ補正方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、実施例によるレーザ照射装置を示す概略図である。実施例によるレーザ照射装置は、レーザ光源１０、ミラー１１、１３、バリアブルアッテネータ１２、レンズ１４、フォトディテクタ１５、温度測定器１６、温度処理装置１７、制御装置１８、及び加工ステージ１９を含んで構成される。制御装置１８は、たとえばメモリである記憶装置１８ａを含み、実施例によるレーザ照射装置の動作の制御を行う。
【００１８】
レーザ光源１０は、たとえばダイオード励起Ｎｄ：ＹＬＦレーザ発振器を含む。レーザ光源１０は、制御装置１８からのトリガ信号に同期して、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの第２高調波であるパルスレーザビーム３０を出射する。
【００１９】
パルスレーザビーム３０は、ミラー１１、１３、バリアブルアッテネータ１２、レンズ１４を経由して、加工ステージ１９上に保持されたワーク２０に入射する。バリアブルアッテネータ２０は、入射するレーザビーム３０の強度を変化させて（減衰率を変化させて）出射することができる。レーザビーム３０の強度変化（減衰率変化）は制御装置１８により制御することができる。
【００２０】
レンズ１４は、パルスレーザビーム３０をワーク２０上に集光する。ワーク２０は、たとえば不純物を添加されたシリコンウエハであり、パルスレーザビーム３０の照射により、不純物の活性化アニールが行われる。
【００２１】
加工ステージ１９は、ステージ１９ａ、駆動系１９ｂ、及びエネルギメータ（ジュールメータ）１９ｃを含む。ステージ１９ａは、加工対象物を保持する保持面を備え、ワーク２０は、ステージ１９ａの保持面に保持されている。駆動系１９ｂは、ステージ１９ａを２次元方向に移動させることができる。エネルギメータ１９ｃは、たとえばステージ１９ａに固定されており、駆動系１９ｂによってステージ１９ａとともに移動させることが可能である。駆動系１９ｂによるステージ１９ａの移動は、制御装置１８により制御することができる。
【００２２】
駆動系１９ｂによってエネルギメータ１９ｃを移動させ、レーザビーム３０をエネルギメータ１９ｃに入射させて、レーザビーム３０のエネルギを計測することができる。計測値は制御装置１８に伝達され、必要に応じて記憶装置１８ａに記憶される。
【００２３】
フォトディテクタ１５は、バリアブルアッテネータ１２通過後のレーザビーム３０を検出する光検出器である。検出されたレーザビーム３０のデータは制御装置１８に伝達される。制御装置１８は伝達されるデータから、バリアブルアッテネータ１２通過後のレーザビーム３０のエネルギ（単位時間、単位面積当たりのエネルギ）を把握することができる。把握されたエネルギは、必要に応じて記憶装置１８ａに格納される。
【００２４】
温度測定器１６は、特許文献１に記載されている温度測定のための要素、たとえばレーザビーム３０が照射されたワーク２０から放射される放射光検出器を含み、ワーク２０のレーザビーム３０入射位置の温度を測定するための情報、たとえば放射光の強度を取得する。取得された情報は、たとえばコンピュータである温度処理装置１７に伝達される。
【００２５】
温度処理装置１７は、温度測定器１６から伝達された情報に基づいて、レーザビーム３０が照射された位置のワーク２０の温度を計算する。
【００２６】
制御装置１８は、温度処理装置１７と専用の回線、たとえばデジタル回線で接続されており、両者の情報はリアルタイムで共有される。前述のように、制御装置１８は加工ステージ１９の動作を制御するため、温度処理装置１７で導出されたワーク２０の温度は、加工ステージ１９の座標に基づく測定位置と関係づけることができる。測定されたワーク２０の温度は、測定位置（レーザビーム３０照射箇所のステージポジション）とともに、記憶装置１８ａに記憶される。
【００２７】
図２は、シリコンウエハに照射するレーザビームの強度と、シリコンウエハの表面温度との関係（シミュレーション結果）を示すグラフである。グラフの横軸は、シリコンウエハに照射するレーザビームの強度を、単位「Ｊ／ｃｍ２」で表し、縦軸は、レーザビームが照射された位置のシリコンウエハの温度を、単位「℃」で表す。照射するレーザビームは、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの第２高調波（パルス幅１３０ｎｓ）とした。また、シリコンウエハは、多結晶シリコン上にアモルファスシリコン層が形成されたシリコンウエハを想定した。グラフより、照射するレーザビームの強度を強くすると、シリコンウエハの表面温度が高くなる関係があることがわかる。すなわち、シリコンウエハの表面温度は、照射するレーザビームの強度を変化させることで変えることができる。
【００２８】
図３は、第１の実施例によるレーザ照射方法を示すフローチャートである。ステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理は、図６に示したレーザビームのエネルギ補正方法と等しい。
【００２９】
まずステップＳ１０１において、パルスレーザビーム３０の入射位置に、エネルギメータ１９ｃを移動させる。次にステップＳ１０２において、レーザ光源１０から、たとえばＮｄ：ＹＬＦレーザの第２高調波であるパルスレーザビーム３０を照射し、ステップＳ１０３において、照射されたパルスレーザビーム３０のエネルギを、エネルギメータ１９ｃを用いて計測する。計測値は、制御装置１８に送信される。
【００３０】
ステップＳ１０４において、ステップＳ１０３で計測されたレーザビーム３０のパルスエネルギが所定範囲内にあるか否かが、制御装置１８により判定される。判定の基準となる範囲（所定範囲）は、制御装置１８の記憶装置１８ａに記憶されている。計測値が所定範囲内にある場合には、シリコンウエハのレーザアニール処理が開始される。所定範囲内にない場合には、ステップＳ１０５に進む。
【００３１】
記憶装置１８ａには、シリコンウエハに照射されるべきレーザビーム３０のパルスエネルギの適正値（目標値）が記憶されている。ステップＳ１０５においては、ステップＳ１０３におけるパルスエネルギの計測値と、記憶装置１８ａに記憶されている目標値との差から、シリコンウエハに照射されるレーザビーム３０のパルスエネルギを目標値とするような、バリアブルアッテネータ１２の目標設定値（減衰率）が計算される。計算は制御装置１８で行われ、制御装置１８は、バリアブルアッテネータ１２がその設定値（減衰率）でレーザビーム３０の強度を減衰するように、バリアブルアッテネータ１２を制御する。
【００３２】
バリアブルアッテネータ１２の設定変更後、シリコンウエハのアニール処理（シリコンウエハへのレーザビーム３０の照射）が開始されるまで、ステップＳ１０２以降の処理を繰り返す。
【００３３】
実施例によるレーザ照射方法は、シリコンウエハへのレーザビーム３０照射後においても、照射エネルギ（単位時間、単位面積当たりのエネルギ）の適正化制御を行う点で、図６に示したレーザビームのエネルギ補正方法と異なる。シリコンウエハの実際の処理状態（シリコンウエハの温度）を観測し、観測値に基づいてフィードバックを行うことで、加工品質の向上を実現することができる。
【００３４】
第１の実施例によるレーザ照射方法においては、アニール処理開始後、ステップＳ２０１において、シリコンウエハにパルスレーザビーム３０を照射しながら、測定可能インターバルで、レーザビーム３０が照射された位置のシリコンウエハの温度を測定し、測定値を、測定位置（レーザビーム３０照射箇所のステージポジション）とともに記録する。温度の測定は、温度測定器１６及び温度処理装置１７を用いて行われ、測定値と測定位置の記録は、制御装置１８によって記憶装置１８ａに格納される。
【００３５】
次に、ステップＳ２０２において、加工ステージ１９上に保持されているシリコンウエハの処理（レーザアニール加工）が完了したか否かが、制御装置１８により判定される。完了したと判定された場合、活性化アニールは終了する。異なるシリコンウエハの処理を行う場合には、ステップＳ１０１またはステップＳ２０１から開始することができる。
【００３６】
ステップＳ２０２において、シリコンウエハの処理が未完了と判定された場合には、ステップＳ２０３に進み、ステップＳ２０１で測定された温度測定値が、幅計測で基準温度から大幅にはずれているか否かが判定される。基準温度、及び基準温度からのずれの許容値は、たとえば記憶装置１８ａに記憶されており、判定は制御装置１８で行われる。温度測定値の基準温度からのずれが許容値を超えている場合、エラー処理がなされる。許容値以内であればステップＳ２０４に進む。
【００３７】
ステップＳ２０４においては、制御装置１８により、ステップＳ２０１で測定された温度測定値が、目標温度の範囲内であるか否かが判定される。判定の基準となる範囲（目標温度範囲）は、記憶装置１８ａに記憶されている。測定値が目標温度の範囲内にある場合には、ステップＳ２０１に戻り、レーザビームの照射エネルギ（単位時間、単位面積当たりのエネルギ）を変化させないで活性化アニールを継続する。測定値が目標温度の範囲内にないと判定された場合には、ステップＳ２０５に進み、照射エネルギ制御が行われる。
【００３８】
記憶装置１８ａには、たとえば単位時間、単位面積当たりのレーザビーム照射エネルギと、そのエネルギでレーザビーム３０を照射したときに実現されるシリコンウエハの表面温度とが、対応づけられて記憶されている。ステップＳ２０５では、その記憶内容を参照して、レーザビーム３０を照射したシリコンウエハが、その照射位置において、目標温度範囲内の温度となるように、単位時間、単位面積当たりのレーザビーム照射エネルギが決定される。そしてそのようなレーザビーム照射エネルギが実現されるように、バリアブルアッテネータ１２の目標設定値（減衰率）が計算される。決定及び計算は制御装置１８で行われる。その後、制御装置１８は、バリアブルアッテネータ１２がその設定値（減衰率）でレーザビーム３０の強度を減衰するように、バリアブルアッテネータ１２を制御する。バリアブルアッテネータ１２を介したレーザビーム照射エネルギの制御後、ステップＳ２０１に戻る。
【００３９】
なお、ステップＳ２０５とステップＳ２０１との間に、フォトディテクタ１５で検出され、制御装置１８で把握されるバリアブルアッテネータ１２通過後のレーザビーム３０のエネルギ（単位時間、単位面積当たりのエネルギ）と、ステップＳ２０５で決定されるレーザビーム照射エネルギとのずれを確認するステップを設けてもよい。ずれが許容範囲内にない場合は、ステップＳ２０５に戻って、再度照射エネルギ制御を行う。
【００４０】
図４を参照して、ステップＳ２０４について詳述する。上述のように、ステップＳ２０４においては、ステップＳ２０１で測定された温度測定値が、目標温度範囲内にあるか否かの判定が行われる。図４に、シリコンウエハの測定温度の時間的変化の一例を示す。
【００４１】
本図に示すような温度の時間的変化が生じた場合、第１の実施例においては、時刻ｔ１で測定温度が目標温度範囲の下限値を下回るため、たとえば時刻ｔ１における温度測定値が、ステップＳ２０４において判定の対象となったときに、ステップＳ２０５に進み、照射エネルギの制御が行われる。
【００４２】
また、本図に示す温度変化例では、時刻ｔ１〜時刻ｔ２において、測定温度が目標温度範囲の下限値を下回っている。たとえばステップＳ２０４において、連続して目標温度範囲を逸脱した時間が一定値（図４においては「Ｔ」）を超えるか否かを判定し、越えない場合はステップＳ２０１に戻り、超える場合にステップＳ２０５に進む処理を行ってもよい。本図に示す温度変化例においてこのような処理を行う場合、たとえば時刻ｔ３における温度測定値が、ステップＳ２０４において判定の対象となったときに、ステップＳ２０５に進み、照射エネルギの制御が行われる。
【００４３】
第１の実施例によるレーザ照射方法は、１枚のシリコンウエハに対する活性化アニールの最中に、レーザ照射位置の温度測定を行い、測定された温度に基づいて、リアルタイムに照射エネルギ（単位時間、単位面積当たりのエネルギ）の適正化制御を行う。このため、活性化の均一性の向上、及び、ウエハ活性化率（代替特性である表面シート抵抗）の安定化が実現される、高品質のレーザアニール加工を行うことができる。
【００４４】
図５は、第２の実施例によるレーザ照射方法を示すフローチャートである。第１の実施例においては、測定されたシリコンウエハの温度に基づいて、当該シリコンウエハに照射するレーザビームのエネルギを制御した。第２の実施例においては、測定されたシリコンウエハの温度に基づき、それとは異なるシリコンウエハ、たとえば温度測定されたシリコンウエハの次に加工するシリコンウエハに照射するレーザビームのエネルギを制御する。
【００４５】
ステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理（活性化アニール開始前の処理）は、第１の実施例と等しい。
【００４６】
第２の実施例によるレーザ照射方法においては、アニール処理開始後、ステップＳ３０１において、シリコンウエハにパルスレーザビーム３０を照射しつつ、測定可能インターバルで、レーザビーム３０が照射された位置のシリコンウエハの温度を測定し、測定値を、測定位置（レーザビーム３０照射箇所のステージポジション）とともに記録しながら、シリコンウエハ１枚分のレーザアニール加工を終了させる。
【００４７】
シリコンウエハの温度測定は、温度測定器１６及び温度処理装置１７を用いて行われ、測定値と測定位置の記録は、制御装置１８によって記憶装置１８ａに格納される。
【００４８】
ステップＳ３０２において、処理（加工）必要枚数分の処理が完了したか否かが、制御装置１８により判定される。完了したと判定された場合、レーザアニール加工は終了する。
【００４９】
ステップＳ３０２において、必要枚数分の処理が未完了と判定された場合には、ステップＳ３０３に進み、ステップＳ３０１で測定され、記録された温度（記録値）が、幅計測で基準温度から大幅にはずれているか否かが判定される。基準温度、及び基準温度からのずれの許容値は、たとえば記憶装置１８ａに記憶されており、判定は制御装置１８で行われる。記録値の基準温度からのずれが、許容値を超えている場合、エラー処理がなされる。許容値以内であれば、ステップＳ３０４に進む。
【００５０】
ステップＳ３０４においては、制御装置１８により、記録値が目標温度の範囲内であるか否かが判定される。判定の基準となる範囲（目標温度範囲）は、記憶装置１８ａに記憶されている。記録値が目標温度の範囲内にある場合には、ステップＳ３０１に戻り、レーザビームの照射エネルギを変化させないで、次のシリコンウエハに対し、活性化アニールを実施する。記録値が目標温度の範囲内にないと判定された場合には、ステップＳ３０５に進み、照射エネルギ制御が行われる。ステップＳ３０５における照射エネルギ制御は、第１の実施例のステップＳ２０５における照射エネルギ制御と同様の制御である。照射エネルギ制御終了後、ステップＳ３０１に戻り、次のシリコンウエハに対し、活性化アニールを実施する。
【００５１】
第２の実施例によるレーザ照射方法によっても、活性化の均一性の向上、及び、ウエハ活性化率（代替特性である表面シート抵抗）の安定化が実現される、高品質のレーザアニール加工を行うことができる。
【００５２】
なお、第１及び第２の実施例において、測定値と測定位置とをあわせて記録することにより、たとえば半導体デバイスの製作後、ウエハごとに特性の違いやばらつきが生じた場合、測定された温度と位置とを突き合わせることにより、ウエハのどの位置で製作されたデバイスが違った特性をもっているかを確認することができる。また、突き合わせ作業により、特性の違いやばらつきがレーザ照射によるものなのか、それともその他の工程やウエハ自身がもつ特性によるものなのかを確認することができる。したがって、製作工程における不具合の是正や、製品の品質改善が容易となる。
【００５３】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。
【００５４】
たとえば、実施例においては、ビーム照射位置のシリコンウエハの温度が、目標温度範囲に含まれるように、バリアブルアッテネータを制御して、レーザビーム照射エネルギの調整を行った。バリアブルアッテネータでなく、レーザ発振器の出力を制御することもできる。また、パルスレーザビームのパルス幅を変化させて、ビーム照射エネルギを制御してもよい。更に、たとえば短パルス幅のレーザパルスを、短い時間間隔をおいて複数パルス出射するマルチパルス（たとえばダブルパルス）を用いて活性化アニールを行う場合は、レーザパルス間の時間間隔を制御することによっても、ビーム照射エネルギを調整することができる。
【００５５】
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
レーザ加工一般、殊にレーザアニール加工に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０ レーザ光源
１１、１３ ミラー
１２ バリアブルアッテネータ
１４ レンズ
１５ フォトディテクタ
１６ 温度測定器
１７ 温度処理装置
１８ 制御装置
１８ａ 記憶装置
１９ 加工ステージ
１９ａ ステージ
１９ｂ 駆動系
１９ｃ エネルギメータ
２０ ワーク
３０ レーザビーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを出射するレーザ出射装置と、
前記レーザ出射装置を出射したレーザビームが入射する加工対象物を保持するステージと、
前記ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度を測定する温度測定装置と、
前記温度測定装置によって測定された前記加工対象物の温度が、（ｉ）第１の温度範囲にある場合には、前記ステージに保持された加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させず、（ｉｉ）前記第１の温度範囲にない場合には、前記ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記レーザ出射装置を制御して、前記ステージに保持された加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる制御装置と
を有するレーザ照射装置。
【請求項２】
更に、記憶装置を含み、
前記制御装置は、前記ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度を、該レーザビームの入射位置とともに、前記記憶装置に記憶させる請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記温度測定装置によって測定された前記加工対象物の温度が、前記第１の温度範囲にない場合、前記ステージに保持された加工対象物自身について、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記レーザ出射装置を制御して、前記加工対象物自身に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる請求項１または２に記載のレーザ照射装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記温度測定装置によって測定された前記加工対象物の温度が、前記第１の温度範囲にない場合、前記ステージに保持された加工対象物とは異なる加工対象物について、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記レーザ出射装置を制御して、前記加工対象物とは異なる加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる請求項１または２に記載のレーザ照射装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記温度測定装置によって測定された前記加工対象物の温度が、一定時間継続的に前記第１の温度範囲にない場合に、前記ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記レーザ出射装置を制御して、前記ステージに保持された加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
【請求項６】
前記レーザ出射装置は、入射するレーザビームの強度を変化させて出射するバリアブルアッテネータを含み、
前記制御装置は、前記温度測定装置によって測定された前記加工対象物の温度が、前記第１の温度範囲にない場合、前記ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記バリアブルアッテネータを制御して、前記ステージに保持された加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
【請求項７】
（ａ）加工対象物にレーザビームを入射させながら、該レーザビームが入射した位置の該加工対象物の温度を測定する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）で測定された温度が、第１の温度範囲にあるか否かを判定する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）で、（ｉ）前記第１の温度範囲にあると判定された場合には、前記加工対象物自身に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させず、（ｉｉ）前記第１の温度範囲にないと判定された場合には、前記加工対象物自身について、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記加工対象物自身に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる工程と
を有するレーザ照射方法。
【請求項８】
（ａ）加工対象物にレーザビームを入射させながら、該レーザビームが入射した位置の該加工対象物の温度を測定する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）で測定された温度が、第１の温度範囲にあるか否かを判定する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）で、（ｉ）前記第１の温度範囲にあると判定された場合には、前記加工対象物とは異なる加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させず、（ｉｉ）前記第１の温度範囲にないと判定された場合には、前記加工対象物とは異なる加工対象物について、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記加工対象物とは異なる加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる工程と
を有するレーザ照射方法。
【請求項９】
前記工程（ａ）が、該レーザビームが入射した位置の該加工対象物の温度を、該レーザビームの入射位置とともに記憶する工程を含む請求項７または８に記載のレーザ照射方法。
【請求項１０】
前記工程（ｂ）において、前記工程（ａ）で測定された温度が、一定時間継続的に前記第１の温度範囲にあるか否かを判定し、
前記工程（ｃ）において、一定時間継続的に前記第１の温度範囲にないと判定された場合に、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる請求項７〜９のいずれか１項に記載のレーザ照射方法。
【請求項１】
レーザビームを出射するレーザ出射装置と、
前記レーザ出射装置を出射したレーザビームが入射する加工対象物を保持するステージと、
前記ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度を測定する温度測定装置と、
前記温度測定装置によって測定された前記加工対象物の温度が、（ｉ）第１の温度範囲にある場合には、前記ステージに保持された加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させず、（ｉｉ）前記第１の温度範囲にない場合には、前記ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記レーザ出射装置を制御して、前記ステージに保持された加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる制御装置と
を有するレーザ照射装置。
【請求項２】
更に、記憶装置を含み、
前記制御装置は、前記ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度を、該レーザビームの入射位置とともに、前記記憶装置に記憶させる請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記温度測定装置によって測定された前記加工対象物の温度が、前記第１の温度範囲にない場合、前記ステージに保持された加工対象物自身について、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記レーザ出射装置を制御して、前記加工対象物自身に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる請求項１または２に記載のレーザ照射装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記温度測定装置によって測定された前記加工対象物の温度が、前記第１の温度範囲にない場合、前記ステージに保持された加工対象物とは異なる加工対象物について、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記レーザ出射装置を制御して、前記加工対象物とは異なる加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる請求項１または２に記載のレーザ照射装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記温度測定装置によって測定された前記加工対象物の温度が、一定時間継続的に前記第１の温度範囲にない場合に、前記ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記レーザ出射装置を制御して、前記ステージに保持された加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
【請求項６】
前記レーザ出射装置は、入射するレーザビームの強度を変化させて出射するバリアブルアッテネータを含み、
前記制御装置は、前記温度測定装置によって測定された前記加工対象物の温度が、前記第１の温度範囲にない場合、前記ステージに保持された加工対象物の、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記バリアブルアッテネータを制御して、前記ステージに保持された加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
【請求項７】
（ａ）加工対象物にレーザビームを入射させながら、該レーザビームが入射した位置の該加工対象物の温度を測定する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）で測定された温度が、第１の温度範囲にあるか否かを判定する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）で、（ｉ）前記第１の温度範囲にあると判定された場合には、前記加工対象物自身に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させず、（ｉｉ）前記第１の温度範囲にないと判定された場合には、前記加工対象物自身について、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記加工対象物自身に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる工程と
を有するレーザ照射方法。
【請求項８】
（ａ）加工対象物にレーザビームを入射させながら、該レーザビームが入射した位置の該加工対象物の温度を測定する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）で測定された温度が、第１の温度範囲にあるか否かを判定する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）で、（ｉ）前記第１の温度範囲にあると判定された場合には、前記加工対象物とは異なる加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させず、（ｉｉ）前記第１の温度範囲にないと判定された場合には、前記加工対象物とは異なる加工対象物について、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、前記加工対象物とは異なる加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる工程と
を有するレーザ照射方法。
【請求項９】
前記工程（ａ）が、該レーザビームが入射した位置の該加工対象物の温度を、該レーザビームの入射位置とともに記憶する工程を含む請求項７または８に記載のレーザ照射方法。
【請求項１０】
前記工程（ｂ）において、前記工程（ａ）で測定された温度が、一定時間継続的に前記第１の温度範囲にあるか否かを判定し、
前記工程（ｃ）において、一定時間継続的に前記第１の温度範囲にないと判定された場合に、レーザビームが入射する位置の温度が前記第１の温度範囲内の温度となるように、加工対象物に入射するレーザビームの照射エネルギを変化させる請求項７〜９のいずれか１項に記載のレーザ照射方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−３６３０（Ｐ２０１１−３６３０Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４３９９２（Ｐ２００９−１４３９９２）
【出願日】平成２１年６月１７日（２００９．６．１７）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１７日（２００９．６．１７）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]