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JP6976658B2 - Chuck plate and annealing equipment - Google Patents
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JP6976658B2 - Chuck plate and annealing equipment - Google Patents

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Description

本発明は、チャックプレート及びアニール装置に関する。
The present invention relates to a chuck plate and the annealing equipment.

フラッシュランプアニール法で半導体ウエハを高速加熱する際に、半導体の表面の温度を測定する技術が知られている(特許文献1)。例えば、半導体ウエハ表面からの熱放射光を検出することにより、半導体表面の温度を測定することができる。 A technique for measuring the temperature of the surface of a semiconductor when a semiconductor wafer is heated at high speed by a flash lamp annealing method is known (Patent Document 1). For example, the temperature of the semiconductor surface can be measured by detecting the thermal radiation light from the surface of the semiconductor wafer.

特開2008−235858号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-235858

半導体ウエハからの熱放射光を検出することにより、半導体ウエハの表面温度を測定する場合、種々の要因により正確な温度を測定することが困難な状況が生じ得る。例えば、保持テーブルの上にチャックプレートを介して半導体ウエハを保持して加熱する場合、半導体ウエハの下のチャックプレートや保持テーブルの形状等に起因して測定精度が低下する現象が生じることが判明した。本発明の目的は、熱放射光を検出することによる温度測定の精度を高めることが可能なチャックプレート及びアニール装置を提供することである。
When measuring the surface temperature of a semiconductor wafer by detecting the thermal radiation light from the semiconductor wafer, it may be difficult to accurately measure the temperature due to various factors. For example, when a semiconductor wafer is held on a holding table via a chuck plate and heated, it has been found that the measurement accuracy is lowered due to the shape of the chuck plate and the holding table under the semiconductor wafer. did. An object of the present invention is to provide a chuck plate and annealing equipment capable of enhancing the accuracy of the temperature measurement by detecting thermal radiation light.

本発明の一観点によると、
アニール対象物と保持テーブルとの間に配置されて使用され、前記アニール対象物から放射されて前記保持テーブルに向かう熱放射光を減衰させる機能を持つチャックプレートであって、
前記アニール対象物が保持される上面は、前記アニール対象物が保持された状態で前記アニール対象物に接触する一様な領域と、前記アニール対象物と重なるが前記アニール対象物に接触しない非接触領域とを含み、
前記アニール対象物が保持される上面の前記非接触領域、及び前記保持テーブルの方を向く下面の少なくとも一方に、前記アニール対象物から放射されて前記保持テーブルに向かう熱放射光を吸収する色素を含む吸収膜が設けられているチャックプレートが提供される
According to one aspect of the invention
A chuck plate that is placed between the object to be annealed and the holding table and has a function of attenuating the thermal radiation emitted from the object to be annealed and directed toward the holding table.
The upper surface on which the annealing target is held has a uniform region that comes into contact with the annealing target while the annealing target is held, and a non-contact surface that overlaps the annealing target but does not contact the annealing target. Including areas
A dye that absorbs thermal radiation emitted from the annealing target and directed toward the holding table is applied to at least one of the non-contact region on the upper surface where the annealing target is held and the lower surface facing the holding table. A chuck plate provided with an absorbent film containing the mixture is provided .

本発明の他の観点によると、
アニール対象物を保持する保持テーブルと、
前記保持テーブルと前記アニール対象物との間に配置されるチャックプレートと、
前記保持テーブルに保持された前記アニール対象物を加熱する加熱機構と、
前記保持テーブルに保持され、前記加熱機構によって加熱された前記アニール対象物からの熱放射光を検出する熱放射光検出器と
を有し、
前記チャックプレートの、前記アニール対象物が保持される上面は、前記アニール対象物が保持された状態で前記アニール対象物に接触する一様な領域と、前記アニール対象物と重なるが前記アニール対象物に接触しない非接触領域とを含み、
前記アニール対象物が保持される上面の前記非接触領域、及び前記保持テーブルの方を向く下面の少なくとも一方に、前記アニール対象物から放射されて前記保持テーブルに向かう熱放射光を吸収する色素が塗布されているアニール装置が提供される。
According to another aspect of the invention
A holding table that holds the object to be annealed,
A chuck plate arranged between the holding table and the annealing target,
A heating mechanism for heating the annealed object held on the holding table,
It has a thermal radiation photodetector that is held on the holding table and detects thermal radiation from the annealed object that is heated by the heating mechanism.
The upper surface of the chuck plate on which the annealing target is held has a uniform region in contact with the annealing target while the annealing target is held, and the annealing target overlaps with the annealing target. Including non-contact areas that do not come into contact with
At least one of the non-contact region on the upper surface where the annealing target is held and the lower surface facing the holding table is a dye that absorbs thermal radiation emitted from the annealing target and directed toward the holding table. An annealing device that has been applied is provided.

アニール対象物から下方に向かい、保持テーブルで反射され、チャックプレート及びアニール対象物を透過して上方に向かう熱放射光を減衰させることができる。その結果、熱放射光の強度を測定する際に、チャックプレートや保持テーブルの影響を受けにくくなる。 It is possible to attenuate the heat radiation that goes downward from the object to be annealed, is reflected by the holding table, passes through the chuck plate and the object to be annealed, and is directed upward. As a result, when measuring the intensity of heat radiant light, it is less affected by the chuck plate and the holding table.

図1は、実施例によるレーザアニール装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of a laser annealing device according to an embodiment. 図2Aは、保持テーブルの一部分の平面図であり、図2Bは、チャックプレートの一部分の平面図である。FIG. 2A is a plan view of a part of the holding table, and FIG. 2B is a plan view of a part of the chuck plate. 図3は、比較例によるレーザアニール装置を用いてアニール対象物をアニールした時に取得された熱放射光の強度の検出結果の分布の一部分を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a part of the distribution of the detection result of the intensity of the thermal radiation obtained when the object to be annealed is annealed using the laser annealing device according to the comparative example. 図4Aは、比較例によるレーザアニール装置の、貫通孔が設けられていない箇所のチャックプレート、保持テーブル、及びアニール対象物の断面図であり、図4Bは、貫通孔が設けられている箇所のチャックプレート、保持テーブル、及びアニール対象物の断面図である。FIG. 4A is a cross-sectional view of a chuck plate, a holding table, and an object to be annealed in a portion of the laser annealing device according to a comparative example in which a through hole is not provided, and FIG. 4B is a cross-sectional view of a portion in which a through hole is provided. It is sectional drawing of the chuck plate, the holding table, and the object to be annealed. 図5Aは、実施例によるレーザアニール装置の、貫通孔が設けられていない箇所のチャックプレート、保持テーブル、及びアニール対象物の断面図であり、図5Bは、貫通孔が設けられている箇所のチャックプレート、保持テーブル、及びアニール対象物の断面図である。FIG. 5A is a cross-sectional view of a chuck plate, a holding table, and an object to be annealed in a portion of the laser annealing apparatus according to the embodiment in which a through hole is not provided, and FIG. 5B is a cross-sectional view of a portion in which a through hole is provided. It is sectional drawing of the chuck plate, the holding table, and the object to be annealed. 図6は、実施例によるレーザアニール装置でアニールを行う際に取得された熱放射光の強度の検出結果の分布を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the distribution of the detection results of the intensity of the thermal radiant light acquired when annealing is performed by the laser annealing apparatus according to the embodiment. 図7は、比較例によるレーザアニール装置を用いてアニールを行ったときの温度の測定結果と、実施例によるレーザアニール装置を用いてアニールを行ったときの温度の測定結果とを比較して示すグラフである。FIG. 7 shows a comparison between the temperature measurement result when annealing is performed using the laser annealing device according to the comparative example and the temperature measurement result when annealing is performed using the laser annealing device according to the embodiment. It is a graph.

図1、図2A、及び図2Bを参照して、実施例によるレーザアニール装置について説明する。 A laser annealing apparatus according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2A, and 2B.

図1は、実施例によるレーザアニール装置の概略図である。チャンバ10内に移動機構12によって保持テーブル13が支持されている。移動機構12は、保持テーブル13を水平面内で移動させることができる。保持テーブル13の上に、チャックプレート14を介してアニール対象物30が保持される。保持テーブル13は、真空チャック機構を含み、チャックプレート14は、保持テーブル13の真空チャック機構の作用をアニール対象物30まで及ぼすための複数の貫通孔を有する。アニール対象物30は、例えば、ドーパントが注入されたシリコンウエハ等の半導体ウエハである。実施例によるレーザアニール装置は、例えばドーパントの活性化アニールを行う。 FIG. 1 is a schematic view of a laser annealing device according to an embodiment. The holding table 13 is supported by the moving mechanism 12 in the chamber 10. The moving mechanism 12 can move the holding table 13 in a horizontal plane. The object to be annealed 30 is held on the holding table 13 via the chuck plate 14. The holding table 13 includes a vacuum chuck mechanism, and the chuck plate 14 has a plurality of through holes for exerting the action of the vacuum chuck mechanism of the holding table 13 up to the annealing target 30. The annealing target 30 is, for example, a semiconductor wafer such as a silicon wafer into which a dopant is injected. The laser annealing apparatus according to the embodiment performs, for example, activation annealing of a dopant.

保持テーブル13は、例えばアルミニウム等の金属で形成される。チャックプレート14には、保持テーブル13の材料よりも硬い材料、例えばセラミック等が用いられる。チャックプレート14は、例えば高い面精度を得る目的で、保持テーブル13とアニール対象物30との間に配置されて使用される。 The holding table 13 is made of a metal such as aluminum. For the chuck plate 14, a material harder than the material of the holding table 13, for example, ceramic or the like is used. The chuck plate 14 is arranged and used between the holding table 13 and the object to be annealed 30, for example, for the purpose of obtaining high surface accuracy.

レーザ光源20が、アニール用のレーザビームを出力する。レーザ光源20として、例えば発振波長約800nmのレーザダイオードが用いられる。レーザ光源20から出力されたレーザビームが伝送光学系21、ダイクロイックミラー22、及びレンズ23を経由し、チャンバ10の天板に設けられたレーザ透過窓11を透過して、アニール対象物30に入射する。ダイクロイックミラー22は、アニール用のレーザビームを透過させる。伝送光学系21は、例えばビームホモジナイザ、レンズ、ミラー等を含む。ビームホモジナイザとレンズ23とにより、アニール対象物30の表面におけるビームスポットが整形され、ビームプロファイルが均一化される。 The laser light source 20 outputs a laser beam for annealing. As the laser light source 20, for example, a laser diode having an oscillation wavelength of about 800 nm is used. The laser beam output from the laser light source 20 passes through the transmission optical system 21, the dichroic mirror 22, and the lens 23, passes through the laser transmission window 11 provided on the top plate of the chamber 10, and enters the annealing object 30. do. The dichroic mirror 22 transmits a laser beam for annealing. The transmission optical system 21 includes, for example, a beam homogenizer, a lens, a mirror, and the like. The beam homogenizer and the lens 23 shape the beam spot on the surface of the object to be annealed 30 and make the beam profile uniform.

アニール対象物30から放射された熱放射光が、レーザ透過窓11を透過し、レンズ23を経由し、ダイクロイックミラー22で反射され、さらにレンズ24を経由して熱放射光検出器25に入射する。ダイクロイックミラー22は、波長1μm以上の波長域の熱放射光を反射する。熱放射光検出器25は、特定の波長域の熱放射光の強度を測定する。熱放射光検出器25による熱放射光の測定結果が電圧値として制御装置40に入力される。 The thermal radiation emitted from the object to be annealed 30 passes through the laser transmission window 11, is reflected by the dichroic mirror 22 via the lens 23, and is further incident on the thermal radiation detector 25 via the lens 24. .. The dichroic mirror 22 reflects thermal radiation in a wavelength range of 1 μm or more. The thermal radiant photodetector 25 measures the intensity of thermal radiant light in a specific wavelength range. The measurement result of the thermal radiation light by the thermal radiation photodetector 25 is input to the control device 40 as a voltage value.

レンズ23及びレンズ24は、アニール対象物30の表面を、熱放射光検出器25の受光面に結像させる。これにより、熱放射光検出器25の受光面に対して共役な関係を持つアニール対象物30の表面の領域から放射される熱放射光の強度が測定される。測定対象となる表面領域は、例えばレーザビームのビームスポットの内部に含まれるように設定される。 The lens 23 and the lens 24 form an image on the surface of the object to be annealed 30 on the light receiving surface of the thermal radiation photodetector 25. Thereby, the intensity of the thermal radiant light emitted from the region of the surface of the annealed object 30 having a conjugate relationship with the light receiving surface of the thermal radiant photodetector 25 is measured. The surface area to be measured is set so as to be included inside the beam spot of the laser beam, for example.

制御装置40は、移動機構12を制御して、保持テーブル13に保持されているアニール対象物30を水平面内の二次元方向に移動させるとともに、レーザ光源20を制御してレーザ光源20からパルスレーザビームを出力させる。さらに、制御装置40は、レーザ光源20から出力されるパルスレーザビームの各ショットに同期して、熱放射光検出器25の検出結果を取得する。取得された検出結果は、アニール対象物30の面内の位置と関連付けて、記憶装置41に記憶される。 The control device 40 controls the moving mechanism 12 to move the annealed object 30 held in the holding table 13 in the two-dimensional direction in the horizontal plane, and controls the laser light source 20 to make a pulse laser from the laser light source 20. Output the beam. Further, the control device 40 acquires the detection result of the thermal radiation photodetector 25 in synchronization with each shot of the pulsed laser beam output from the laser light source 20. The acquired detection result is stored in the storage device 41 in association with the position in the plane of the annealing target 30.

一例として、パルスレーザビームの1ショットごとに、熱放射光の強度の時間変化が得られる。記憶装置41に記憶される検出結果は、例えば、パルスレーザビームの1ショットごとの熱放射光の強度のピーク値、または積分値である。制御装置40は、アニール対象物30の表面内における熱放射光の強度分布の情報を、画像、グラフ、または数値として出力装置42に出力する As an example, a time change in the intensity of thermal radiation can be obtained for each shot of the pulsed laser beam. The detection result stored in the storage device 41 is, for example, the peak value or the integrated value of the intensity of the thermal radiation light for each shot of the pulsed laser beam. The control device 40 outputs information on the intensity distribution of thermal radiation light in the surface of the annealed object 30 to the output device 42 as an image, a graph, or a numerical value.

図2Aは、保持テーブル13の一部分の平面図である。保持テーブル13の上面に穴15及び溝16が設けられている。穴15及び溝16は、例えばアニール対象物30を保持するための保持機構の一部を構成する。 FIG. 2A is a plan view of a part of the holding table 13. A hole 15 and a groove 16 are provided on the upper surface of the holding table 13. The holes 15 and the grooves 16 form, for example, a part of a holding mechanism for holding the object to be annealed 30.

図2Bは、チャックプレート14の一部分の平面図である。チャックプレート14を保持テーブル13に位置合わせして載せた状態で、保持テーブル13の穴15に対応する位置に貫通孔18が設けられている。さらに、保持テーブル13の溝16に沿って、複数の貫通孔19が分布している。貫通孔18、19が配置されていない領域は一様な平坦な表面とされている。チャックプレート14の上面にアニール対象物30を保持させると、一様な平坦な表面にアニール対象物30が接触し、貫通孔18、19が配置された領域においては、アニール対象物30がチャックプレート14に接触しない。このように、チャックプレート14の上面は、アニール対象物30が保持された状態でアニール対象物30に接触する一様な領域と、アニール対象物30と重なるがアニール対象物30に接触しない非接触領域とを含む。 FIG. 2B is a plan view of a part of the chuck plate 14. A through hole 18 is provided at a position corresponding to the hole 15 of the holding table 13 in a state where the chuck plate 14 is aligned and placed on the holding table 13. Further, a plurality of through holes 19 are distributed along the groove 16 of the holding table 13. The region where the through holes 18 and 19 are not arranged has a uniform flat surface. When the annealing target 30 is held on the upper surface of the chuck plate 14, the annealing target 30 comes into contact with the uniform flat surface, and in the region where the through holes 18 and 19 are arranged, the annealing target 30 is a chuck plate. Do not touch 14. As described above, the upper surface of the chuck plate 14 has a uniform region that contacts the annealing target 30 while the annealing target 30 is held, and a non-contact that overlaps the annealing target 30 but does not contact the annealing target 30. Includes areas.

次に、図3、図4A、図4Bを参照して比較例によるレーザアニール装置を用いて評価実験を行った結果について説明する。比較例によるレーザアニール装置では、図1に示したチャックプレート14(図1、図2B)としてセラミック製のものが用いられる。アニール対象物30としてシリコンウエハを用いた。 Next, the results of an evaluation experiment using a laser annealing device according to a comparative example will be described with reference to FIGS. 3, 4A, and 4B. In the laser annealing apparatus according to the comparative example, the chuck plate 14 (FIGS. 1 and 2B) shown in FIG. 1 is made of ceramic. A silicon wafer was used as the object to be annealed 30.

図3は、アニール対象物30のアニール時に取得された熱放射光の強度の検出結果の分布の一部分を示す図である。濃いグレーの領域が淡いグレーの領域より温度が低いことを表している。図3において縦方向の縞模様が現れているのは、レーザビームでシリコンウエハを縦方向に走査したためである。 FIG. 3 is a diagram showing a part of the distribution of the detection result of the intensity of the thermal radiant light acquired at the time of annealing the annealing object 30. It indicates that the dark gray area is cooler than the light gray area. The vertical striped pattern appears in FIG. 3 because the silicon wafer was scanned in the vertical direction by the laser beam.

貫通孔18(図2B)の直上の箇所では、シリコンウエハで発生した熱がチャックプレート14(図2B)を介して外部に伝達されないため、チャックプレート14に接している箇所より高温になり易いと考えられる。ところが、図3に示した測定結果では、貫通孔18(図2B)に対応する位置32の温度の測定値が周囲の温度の測定値より低くなる結果が得られている。また、溝16(図2A)が設けられている領域に対応して、温度の測定値が低くなっていることがわかる。 At the location directly above the through hole 18 (FIG. 2B), the heat generated by the silicon wafer is not transferred to the outside via the chuck plate 14 (FIG. 2B), so that the temperature tends to be higher than the location in contact with the chuck plate 14. Conceivable. However, in the measurement result shown in FIG. 3, the measured value of the temperature at the position 32 corresponding to the through hole 18 (FIG. 2B) is lower than the measured value of the ambient temperature. Further, it can be seen that the measured value of the temperature is low corresponding to the region where the groove 16 (FIG. 2A) is provided.

図4A及び図4Bを参照して、貫通孔18(図2B)に対応する位置の温度の測定値が周囲の温度の測定値より低くなった理由について説明する。 With reference to FIGS. 4A and 4B, the reason why the measured value of the temperature at the position corresponding to the through hole 18 (FIG. 2B) is lower than the measured value of the ambient temperature will be described.

図4Aは、貫通孔18が設けられていない箇所のアニール対象物30、チャックプレート14、及び保持テーブル13の断面図である。アニール対象物30にレーザビームが入射して加熱されると、高温になった箇所31から熱放射光が放出される。上方に向かう熱放射光は、そのまま熱放射光検出器25(図1)に入射する。本明細書において、高温になった箇所31から上方に向かい熱放射光検出器25に入射する熱放射光を「直接光」ということとする。 FIG. 4A is a cross-sectional view of the annealing target 30, the chuck plate 14, and the holding table 13 at a location where the through hole 18 is not provided. When the laser beam is incident on the object to be annealed 30 and heated, thermal radiation is emitted from the high temperature portion 31. The upward thermal radiation is directly incident on the thermal radiation detector 25 (FIG. 1). In the present specification, the thermal radiant light incident on the thermal radiant photodetector 25 from the hot spot 31 upward is referred to as "direct light".

高温になった箇所31から下方に向かう熱放射光は、チャックプレート14を厚さ方向に伝搬し、保持テーブル13の表面で反射した後、チャックプレート14及びアニール対象物30を透過して、熱放射光検出器25に入射する。本明細書において、高温になった箇所31から下方に向かい、保持テーブル13の上面で反射した後、熱放射光検出器25に入射する熱放射光を「間接光」ということとする。このように、貫通孔18が設けられていない領域では、直接光と間接光との合計の強度が測定される。 The heat radiant light heading downward from the high temperature portion 31 propagates in the thickness direction of the chuck plate 14, is reflected on the surface of the holding table 13, and then passes through the chuck plate 14 and the annealing target 30 to generate heat. It is incident on the radiation detector 25. In the present specification, the heat radiant light incident on the heat radiant photodetector 25 after being reflected downward on the upper surface of the holding table 13 from the hot spot 31 is referred to as “indirect light”. As described above, in the region where the through hole 18 is not provided, the total intensity of the direct light and the indirect light is measured.

図4Bは、貫通孔18が設けられている箇所のアニール対象物30、チャックプレート14、及び保持テーブル13の断面図である。高温になった箇所31から放射されて下方に向かう熱放射光は、チャックプレート14の裏面から貫通孔18及び穴15の内部の空洞に放射される。このため、下方に向かう熱放射光は保持テーブル13の上面で反射されることがなく、熱放射光検出器25に入射しない。 FIG. 4B is a cross-sectional view of the annealing target 30, the chuck plate 14, and the holding table 13 at the location where the through hole 18 is provided. The heat radiated light radiated downward from the high temperature portion 31 is radiated from the back surface of the chuck plate 14 to the cavity inside the through hole 18 and the hole 15. Therefore, the downward heat radiation is not reflected by the upper surface of the holding table 13 and does not enter the heat radiation detector 25.

貫通孔18が配置されている領域においては、直接光のみの強度が測定され、間接光の強度は測定値に加算されない。その結果、貫通孔18が設けられている箇所の温度の測定値が、その周囲の温度の測定値より低くなる。 In the region where the through hole 18 is arranged, the intensity of only the direct light is measured, and the intensity of the indirect light is not added to the measured value. As a result, the measured value of the temperature at the place where the through hole 18 is provided becomes lower than the measured value of the temperature around the portion.

溝16(図2A)が設けられている領域においても、同様の理由により温度の測定結果が低くなっている。 In the region where the groove 16 (FIG. 2A) is provided, the temperature measurement result is low for the same reason.

このように貫通孔18が設けられている箇所と、設けられていない箇所とで、測定環境が異なるため、正確な温度測定を行うことができない。以下に説明する実施例では、正確な温度測定を行うことが可能になる。 Since the measurement environment differs between the location where the through hole 18 is provided and the location where the through hole 18 is not provided, accurate temperature measurement cannot be performed. In the examples described below, accurate temperature measurement can be performed.

図5A及び図5Bは、実施例によるレーザアニール装置のチャックプレート14、保持テーブル13、及びチャックプレート14の上に保持したアニール対象物30の断面図である。図5Aは、貫通孔18が設けられていない箇所の断面図であり、図5Bは、貫通孔18が設けられている箇所の断面図である。 5A and 5B are cross-sectional views of the chuck plate 14, the holding table 13, and the annealing target 30 held on the chuck plate 14 of the laser annealing apparatus according to the embodiment. FIG. 5A is a cross-sectional view of a portion where the through hole 18 is not provided, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the portion where the through hole 18 is provided.

実施例によるレーザアニール装置で用いられるチャックプレート14は、本体14Aと、その上面に塗布された吸収膜14Bとを含む。本体14Aとして、例えばセラミックからなるプレートが用いられる。吸収膜14Bは、熱放射光の波長域(例えば、波長1μm〜3μm)の光を吸収または減衰させる。吸収膜14Bとして、例えば黒色の色素を含む膜が用いられる。 The chuck plate 14 used in the laser annealing apparatus according to the embodiment includes a main body 14A and an absorption film 14B coated on the upper surface thereof. As the main body 14A, for example, a plate made of ceramic is used. The absorption film 14B absorbs or attenuates light in the wavelength range of thermal radiation (for example, a wavelength of 1 μm to 3 μm). As the absorbent film 14B, for example, a film containing a black dye is used.

図5Aに示すように、貫通孔18が設けられていない箇所31から放射されて下方に向かう熱放射光は、吸収膜14Bで吸収または減衰される。さらに、保持テーブル13で反射して上方に向かう熱放射光も、吸収膜14Bで吸収または減衰される。このため、熱放射光検出器25(図1)に入射する間接光の強度は、直接光の強度に比べて十分低い。 As shown in FIG. 5A, the heat radiated light emitted downward from the portion 31 in which the through hole 18 is not provided is absorbed or attenuated by the absorption film 14B. Further, the heat radiant light reflected by the holding table 13 and directed upward is also absorbed or attenuated by the absorption film 14B. Therefore, the intensity of the indirect light incident on the thermal radiant photodetector 25 (FIG. 1) is sufficiently lower than the intensity of the direct light.

図5Bに示すように、貫通孔18が設けられている箇所においても、図4Bに示した例と同様に、間接光が熱放射光検出器25(図1)に入射することは無い。 As shown in FIG. 5B, indirect light does not enter the thermal radiation photodetector 25 (FIG. 1) even in the place where the through hole 18 is provided, as in the example shown in FIG. 4B.

上述のように、実施例においては、貫通孔18が設けられている箇所と、設けられていない箇所との両方で、高温になった箇所31から上方に向かう直接光のみの強度を測定することができる。このため、貫通孔18が設けられている箇所と、貫通孔18が設けられていない箇所とで、温度の測定条件は実質的に同等であるといえる。このため、温度分布の測定精度を高めることができる。 As described above, in the embodiment, the intensity of only the direct light going upward from the high temperature portion 31 is measured at both the portion where the through hole 18 is provided and the portion where the through hole 18 is not provided. Can be done. Therefore, it can be said that the temperature measurement conditions are substantially the same between the portion where the through hole 18 is provided and the location where the through hole 18 is not provided. Therefore, the measurement accuracy of the temperature distribution can be improved.

図6は、実施例によるレーザアニール装置でアニールを行う際に取得された熱放射光の強度の検出結果の分布の一部分を示す図である。濃いグレーの領域が淡いグレーの領域より温度が低いことを表している。貫通孔18が設けられている位置32の温度の測定値が、周囲の温度の測定値より高くなっている。この測定結果は、貫通孔18が設けられている位置の温度が周囲の温度より高くなるという予測と一致する。 FIG. 6 is a diagram showing a part of the distribution of the detection result of the intensity of the thermal radiant light acquired when annealing is performed by the laser annealing apparatus according to the embodiment. It indicates that the dark gray area is cooler than the light gray area. The measured value of the temperature at the position 32 where the through hole 18 is provided is higher than the measured value of the ambient temperature. This measurement result is consistent with the prediction that the temperature at the position where the through hole 18 is provided will be higher than the ambient temperature.

図7は、比較例によるレーザアニール装置を用いてアニールを行ったときの温度の測定結果と、実施例によるレーザアニール装置を用いてアニールを行ったときの温度の測定結果とを比較して示すグラフである。図7では、アニール対象物30の走査方向(図3、図6において縦方向)に平行な直線に沿う測定結果を示している。横軸はアニール対象物30の表面内の位置を表し、縦軸は、熱放射光検出器25(図1)で検出された電圧を単位「mV」で表す。検出された電圧は、熱放射光の強度に対応する。熱放射光の強度は、アニール対象物30の温度に対応する。図7のグラフ中の太い実線は、実施例によるチャックプレート14を用いた場合(図6)、細い実線は、吸収膜が設けられていない比較例によるチャックプレート14を用いた場合(図3)における測定結果を示す。 FIG. 7 shows a comparison between the temperature measurement result when annealing is performed using the laser annealing device according to the comparative example and the temperature measurement result when annealing is performed using the laser annealing device according to the embodiment. It is a graph. FIG. 7 shows the measurement results along a straight line parallel to the scanning direction (vertical direction in FIGS. 3 and 6) of the annealing target 30. The horizontal axis represents the position of the object to be annealed 30 on the surface, and the vertical axis represents the voltage detected by the thermal radiation photodetector 25 (FIG. 1) in the unit "mV". The detected voltage corresponds to the intensity of the thermal radiation. The intensity of the thermal radiation corresponds to the temperature of the object to be annealed 30. The thick solid line in the graph of FIG. 7 is the case where the chuck plate 14 according to the embodiment is used (FIG. 6), and the thin solid line is the case where the chuck plate 14 according to the comparative example without the absorption film is used (FIG. 3). The measurement result in is shown.

貫通孔18が設けられている領域Aでは、2つの測定結果がほぼ一致している。これは、図4B及び図5Bに示したように、両者で測定環境が実質的に同一であるためである。貫通孔18が設けられていない領域では、実施例によるレーザアニール装置を用いた場合の測定結果(図5A、図6)の方が、比較例によるレーザアニール装置を用いた場合の測定結果(図3、図4A)より低い。このような測定結果が得られたのは、比較例では、間接光も熱放射光検出器25(図1)に入射するのに対し、実施例では、間接光が熱放射光検出器25(図1)に実質的に入射しないためである。 In the region A where the through hole 18 is provided, the two measurement results are almost the same. This is because, as shown in FIGS. 4B and 5B, the measurement environment is substantially the same for both. In the region where the through hole 18 is not provided, the measurement result (FIGS. 5A and 6) when the laser annealing device according to the embodiment is used is the measurement result when the laser annealing device according to the comparative example is used (FIG. 6). 3. Lower than FIG. 4A). Such a measurement result was obtained in the comparative example in which the indirect light also incidents on the thermal radiation photodetector 25 (FIG. 1), whereas in the embodiment, the indirect light is incident on the thermal radiation photodetector 25 (FIG. 1). This is because it is substantially not incident on FIG. 1).

貫通孔18が設けられていない領域における太い実線と細い実線との差が、間接光の強度に相当する。図7に示したグラフの比較結果から、間接光の強度は直接光の強度の約10%であることがわかる。 The difference between the thick solid line and the thin solid line in the region where the through hole 18 is not provided corresponds to the intensity of the indirect light. From the comparison results of the graphs shown in FIG. 7, it can be seen that the intensity of the indirect light is about 10% of the intensity of the direct light.

十分な精度で温度分布を測定するためには、間接光の強度を直接光の強度の1/100以下にすることが好ましい。この条件を満たすために、アニール対象物30の高温になった箇所31から下方に向かい、保持テーブル13の上面で反射した後、アニール対象物30を透過して上方に向かうまでの経路を伝搬する間に、熱放射光の強度を90%以上減衰させるようにすることが好ましい。 In order to measure the temperature distribution with sufficient accuracy, it is preferable that the intensity of the indirect light is 1/100 or less of the intensity of the direct light. In order to satisfy this condition, the object to be annealed 30 travels downward from the high temperature portion 31, reflects on the upper surface of the holding table 13, and then propagates through the object 30 to be annealed and travels upward. In the meantime, it is preferable to attenuate the intensity of the thermal radiation by 90% or more.

上記実施例では、チャックプレート14に貫通孔18が設けられている場合でも、正確な温度分布の測定を行うことができることを示した。チャックプレート14に貫通孔18が設けられていない場合であっても、上記実施例によるレーザアニール装置を用いることにより、保持テーブル13の上面の反射特性の面内のばらつきの影響を受けることなく、正確な温度分布を測定することができるという効果が得られる。 In the above embodiment, it was shown that accurate temperature distribution can be measured even when the chuck plate 14 is provided with the through hole 18. Even when the chuck plate 14 is not provided with the through hole 18, by using the laser annealing device according to the above embodiment, the reflection characteristics of the upper surface of the holding table 13 are not affected by the in-plane variation. The effect of being able to measure an accurate temperature distribution can be obtained.

次に、上記実施例の変形例について説明する。
上記実施例では、吸収膜14B(図5A、図5B)として、黒色の色素を含む膜を用いたが、熱放射光検出器25(図1)で検出する対象となっている波長域の光を吸収または減衰させる材料を含む膜を用いてもよい。また、吸収膜14Bは、チャックプレート14の本体14Aの上面に設ける代わりに、下面に設けてもよいし、上面と下面との両方に設けてもよい。その他に、チャックプレート14を、熱放射光を減衰させる機能を持つ材料で形成してもよい。
Next, a modification of the above embodiment will be described.
In the above embodiment, a film containing a black dye was used as the absorption film 14B (FIGS. 5A and 5B), but the light in the wavelength range to be detected by the thermal radiation photodetector 25 (FIG. 1). A film containing a material that absorbs or attenuates the light may be used. Further, the absorption film 14B may be provided on the lower surface instead of being provided on the upper surface of the main body 14A of the chuck plate 14, or may be provided on both the upper surface and the lower surface. In addition, the chuck plate 14 may be formed of a material having a function of attenuating thermal radiation.

吸収膜14Bは、チャックプレート14に設ける代わりに、保持テーブル13の上面に設けてもよい。 The absorption film 14B may be provided on the upper surface of the holding table 13 instead of being provided on the chuck plate 14.

上記実施例では、レーザビームによってアニール対象物30を加熱したが、その他の加熱機構で加熱してもよい。例えば、フラッシュランプ等によって加熱してもよい。 In the above embodiment, the object 30 to be annealed is heated by the laser beam, but it may be heated by another heating mechanism. For example, it may be heated by a flash lamp or the like.

上記実施例は例示であり、実施例及び変形例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。実施例及び変形例の同様の構成による同様の作用効果については実施例及び変形例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例及び変形例に制限されるものではない。例えば、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。 It goes without saying that the above embodiment is an example, and partial replacement or combination of the configurations shown in the examples and modifications is possible. Similar effects and effects due to the same configuration of Examples and Modifications will not be mentioned sequentially for each Example and Modification. Furthermore, the present invention is not limited to the above-mentioned examples and modifications. For example, it will be obvious to those skilled in the art that various changes, improvements, combinations, etc. are possible.

10 チャンバ
11 レーザ透過窓
12 移動機構
13 保持テーブル
14 チャックプレート
14A チャックプレートの本体
14B 吸収膜
15 リフトピン用の穴
16 溝
17 リフトピン
18 リフトピン用貫通孔
19 吸着用貫通孔
20 レーザ光源
21 伝送光学系
22 ダイクロイックミラー
23、24 レンズ
25 熱放射光検出器
30 アニール対象物
31 高温になった箇所
32 貫通孔に対応する位置
40 制御装置
41 記憶装置
42 出力装置
10 Chamber 11 Laser transmission window 12 Moving mechanism 13 Holding table 14 Chuck plate 14A Chuck plate body 14B Absorption film 15 Lift pin hole 16 Groove 17 Lift pin 18 Lift pin through hole 19 Suction through hole 20 Laser light source 21 Transmission optical system 22 Dichroic mirror 23, 24 Lens 25 Thermal radiation detector 30 Annealed object 31 High temperature point 32 Position corresponding to through hole 40 Control device 41 Storage device 42 Output device

Claims (3)

アニール対象物と保持テーブルとの間に配置されて使用され、前記アニール対象物から放射されて前記保持テーブルに向かう熱放射光を減衰させる機能を持つチャックプレートであって、
前記アニール対象物が保持される上面は、前記アニール対象物が保持された状態で前記アニール対象物に接触する一様な領域と、前記アニール対象物と重なるが前記アニール対象物に接触しない非接触領域とを含み、
前記アニール対象物が保持される上面の前記非接触領域、及び前記保持テーブルの方を向く下面の少なくとも一方に、前記アニール対象物から放射されて前記保持テーブルに向かう熱放射光を吸収する色素を含む吸収膜が設けられているチャックプレート
A chuck plate that is placed between the object to be annealed and the holding table and has a function of attenuating the thermal radiation emitted from the object to be annealed and directed toward the holding table.
The upper surface on which the annealing target is held has a uniform region that comes into contact with the annealing target while the annealing target is held, and a non-contact surface that overlaps the annealing target but does not contact the annealing target. Including areas
A dye that absorbs thermal radiation emitted from the annealing target and directed toward the holding table is applied to at least one of the non-contact region on the upper surface where the annealing target is held and the lower surface facing the holding table. A chuck plate provided with an absorbent film containing it .
アニール対象物を保持する保持テーブルと、
前記保持テーブルと前記アニール対象物との間に配置されるチャックプレートと、
前記保持テーブルに保持された前記アニール対象物を加熱する加熱機構と、
前記保持テーブルに保持され、前記加熱機構によって加熱された前記アニール対象物からの熱放射光を検出する熱放射光検出器と
を有し、
前記チャックプレートの、前記アニール対象物が保持される上面は、前記アニール対象物が保持された状態で前記アニール対象物に接触する一様な領域と、前記アニール対象物と重なるが前記アニール対象物に接触しない非接触領域とを含み、
前記チャックプレートの、前記アニール対象物が保持される上面の前記非接触領域、及び前記保持テーブルの方を向く下面の少なくとも一方に、前記アニール対象物から放射されて前記保持テーブルに向かう熱放射光を吸収する色素が塗布されているアニール装置。
A holding table that holds the object to be annealed,
A chuck plate arranged between the holding table and the annealing target,
A heating mechanism for heating the annealed object held on the holding table,
It has a thermal radiation photodetector that is held on the holding table and detects thermal radiation from the annealed object that is heated by the heating mechanism.
The upper surface of the chuck plate on which the annealing target is held has a uniform region in contact with the annealing target while the annealing target is held, and the annealing target overlaps with the annealing target. Including non-contact areas that do not come into contact with
Thermal radiant light emitted from the annealed object toward the holding table on at least one of the non-contact region of the upper surface of the chuck plate on which the annealed object is held and the lower surface facing the holding table. Annealing device coated with a dye that absorbs.
前記チャックプレートは、前記熱放射光検出器によって検出される波長域の熱放射光を減衰させる請求項に記載のアニール装置。
The annealing device according to claim 2 , wherein the chuck plate attenuates thermal radiation in a wavelength range detected by the thermal radiation detector.
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