JP7819151B2 - Semiconductor manufacturing equipment and semiconductor device manufacturing method - Google Patents
Semiconductor manufacturing equipment and semiconductor device manufacturing methodInfo
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Description
本開示は、複数のレーザー発振器を有する半導体製造装置及び当該半導体製造装置を用いた半導体装置の製造方法に関する技術である。 This disclosure relates to technology related to semiconductor manufacturing equipment having multiple laser oscillators and a method for manufacturing semiconductor devices using the semiconductor manufacturing equipment.
レーザー光照射機能を有する半導体製造装置として例えば特許文献１に開示されたレーザー加工装置が挙げられる。このレーザー加工装置では、レーザー光であるパルスレーザービームのパワーを測定するために、吸光部材に温度センサーを設けている。 An example of semiconductor manufacturing equipment with a laser light irradiation function is the laser processing equipment disclosed in Patent Document 1. In this laser processing equipment, a temperature sensor is provided in the light-absorbing member to measure the power of the pulsed laser beam, which is the laser light.
上述した従来のレーザー加工装置は、パルスレーザービームが半導体ウエハに入射してアニールする加工状態と、アニールさせずに待機して吸光部材にパルスレーザービームを入射させ、ビームのパワーをモニタするモニタ状態とを切り替える必要があった。 The conventional laser processing equipment described above had to switch between a processing state in which a pulsed laser beam is incident on a semiconductor wafer to anneal it, and a monitoring state in which the pulsed laser beam is incident on a light-absorbing material without annealing, and the power of the beam is monitored.
このように、従来のレーザー加工装置では、加工状態とモニタ状態とを同時に行うことができないことから、連続的にアニール処理を実行し、かつビームパワーをモニタすることができないという問題点があった。この問題点を補うべく半導体ウエハへの処理期間にビームパワーをＰＤ(Photo Detector)にて監視する改良構成が考えられる。 As such, conventional laser processing equipment has the problem that it is not possible to perform processing and monitoring simultaneously, making it impossible to perform annealing processes continuously and monitor beam power. To address this issue, an improved configuration is being considered in which the beam power is monitored with a photodetector (PD) during semiconductor wafer processing.
しかしながら、上記改良構成では、ＰＤの物理的な制約から微量のレーザー光しか受光できないため誤検出する第１の不具合と、レーザー発振器を複数使用する場合に検出間隔が短いことに起因して複数のレーザー光のパルス間隔を読み取れない第２の不具合が生じる可能性があった。なお、微量なレーザー光として例えばパワーが１Ｗ未満のレーザー光が考えられる。 However, with the above-mentioned improved configuration, there was a possibility of two problems occurring: the first problem was that only a small amount of laser light could be received due to the physical constraints of the PD, leading to erroneous detection; and the second problem was that when multiple laser oscillators were used, the detection interval was too short to read the pulse intervals between multiple laser beams. Incidentally, an example of a small amount of laser light would be laser light with a power of less than 1 W.
さらに、上述した第１及び第２の不具合が生じると、レーザー加工装置に動作停止が発生してしまうという問題点も有していた。 Furthermore, when the first and second defects described above occur, there is also the problem that the laser processing device may stop operating.
このように、レーザー光照射機能を有する従来の半導体製造装置は、半導体装置の製造に用いるレーザー光を連続的に監視できないという問題点を有しており、上述した改良構成でも解消することができなかった。特に従来の半導体製造装置が複数のレーザー発振器を有する場合は上述した第２の不具合が生じる可能性があり上記問題点は顕著になる。 As such, conventional semiconductor manufacturing equipment with laser light irradiation capabilities has the problem of being unable to continuously monitor the laser light used in manufacturing semiconductor devices, a problem that could not be resolved even with the improved configuration described above. In particular, when conventional semiconductor manufacturing equipment has multiple laser oscillators, the second problem described above may occur, making the above problem more pronounced.
本開示は上記問題点を解決するためになされたもので、複数のレーザー発振器を有し、半導体装置の製造用レーザー光のパワーを常時監視できる半導体製造装置を得ることを目的とする。 This disclosure has been made to solve the above problems, and aims to provide a semiconductor manufacturing device that has multiple laser oscillators and can constantly monitor the power of laser light used to manufacture semiconductor devices.
本開示に係る半導体製造装置は、第１のレーザー光を照射する第１のレーザー発振器と、第２のレーザー光を照射する第２のレーザー発振器とを備え、前記第２のレーザー光は前記第１のレーザー光の照射から遅延時間の経過後に照射され、前記遅延時間は第１及び第２のレーザー光間で互いに影響を受けない長さに設定され、前記第１及び第２のレーザー光を受け、前記第１及び第２のレーザー光間で光軸を重ねた中間レーザー光を生成し、前記中間レーザー光を計測用レーザー光と製造用レーザー光とに分離するスプリッタと、前記計測用レーザー光を受け、前記計測用レーザー光のパワーである計測用レーザーパワーを計測するレーザー計測部材とをさらに備え、前記計測用レーザー光と前記製造用レーザー光とは一定の比率で分離され、前記製造用レーザー光は半導体装置の製造に用いられ、レーザー照射対象物に照射される。 The semiconductor manufacturing apparatus according to the present disclosure comprises a first laser oscillator that irradiates a first laser beam and a second laser oscillator that irradiates a second laser beam, the second laser beam being irradiated after a delay time has elapsed since the irradiation of the first laser beam, the delay time being set to a length that prevents the first and second laser beams from affecting each other, a splitter that receives the first and second laser beams, generates intermediate laser beams in which the optical axes of the first and second laser beams overlap, and splits the intermediate laser beam into measurement laser beams and manufacturing laser beams, and a laser measurement component that receives the measurement laser beam and measures the measurement laser power, which is the power of the measurement laser beam, the measurement laser beam and the manufacturing laser beam being split at a fixed ratio, and the manufacturing laser beam is used in the manufacture of semiconductor devices and is irradiated onto an object to be laser-irradiated.
本開示の半導体製造装置は、第１及び第２のレーザー発振器を有し、計測用レーザー光を受けるレーザー計測部材によって、計測用レーザーパワーを常時計測することができる。 The semiconductor manufacturing apparatus disclosed herein has first and second laser oscillators, and is capable of constantly measuring the measurement laser power using a laser measurement component that receives measurement laser light.
計測用レーザー光と製造用レーザー光とは一定の比率で分離されているため、計測用レーザーパワーに基づき製造用レーザーパワーを求めることができる。 Since the measurement laser light and the manufacturing laser light are separated at a fixed ratio, the manufacturing laser power can be determined based on the measurement laser power.
したがって、本開示の半導体製造装置は第１及び第２のレーザー発振器を有し、第１及び第２のレーザー光に基づく製造用レーザー光による半導体装置の製造期間において、製造用レーザーパワーを常時監視することができる。 The semiconductor manufacturing apparatus disclosed herein therefore has first and second laser oscillators, and can constantly monitor the manufacturing laser power during the manufacturing of semiconductor devices using manufacturing laser light based on the first and second laser light.
＜基本技術＞
図１は本開示の基本技術となる半導体製造装置１００の構成を模式的に示す説明図である。同図に示すように、基本技術となる半導体製造装置１００はレーザー発振器１及び２を有し、レーザーアニール装置として機能する。基本技術では複数のレーザー発振器として２つのレーザー発振器１及び２を示している。
<Basic technology>
1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a semiconductor manufacturing apparatus 100 according to the basic technology of the present disclosure. As shown in the figure, the semiconductor manufacturing apparatus 100 according to the basic technology has laser oscillators 1 and 2 and functions as a laser annealing apparatus. In the basic technology, two laser oscillators 1 and 2 are shown as multiple laser oscillators.
第１のレーザー発振器であるレーザー発振器１は第１のレーザー光となるレーザー光Ｌ１を照射する。第２のレーザー発振器であるレーザー発振器２は第２のレーザー光となるレーザー光Ｌ２を照射する。 Laser oscillator 1, the first laser oscillator, emits laser light L1, which becomes the first laser light. Laser oscillator 2, the second laser oscillator, emits laser light L2, which becomes the second laser light.
図２はレーザー光Ｌ１及びＬ２の時間変化を示すグラフである。同図において、横軸が時間変化、縦軸が強度（パワー）と示している。同図に示すように、後述する中間レーザー光Ｌｂに含まれるレーザー光Ｌ１及びＬ２間には遅延時間ΔＴが存在する。すなわち、第２のレーザー光であるレーザー光Ｌ２は第１のレーザー光であるレーザー光Ｌ１の照射から遅延時間ΔＴ経過後に照射されている。遅延時間ΔＴはレーザー光Ｌ１及びＬ２間で互いに影響を受けない長さに設定されている。 Figure 2 is a graph showing the changes over time of laser beams L1 and L2. In the figure, the horizontal axis represents time change, and the vertical axis represents intensity (power). As shown in the figure, there is a delay time ΔT between laser beams L1 and L2 contained in intermediate laser beam Lb, which will be described later. In other words, laser beam L2, which is the second laser beam, is emitted after delay time ΔT has elapsed since the emission of laser beam L1, which is the first laser beam. The delay time ΔT is set to a length that prevents laser beams L1 and L2 from affecting each other.
レーザー光Ｌ１及びＬ２として、例えば波長３００～６００ｎｍのパルスレーザービームが考えられ、具体的には、Ｎｄ：ＹＬＦレーザーの第２高調波（波長５２７ｎｍ）が考えられる。なお、「Ｎｄ：ＹＬＦレーザー」とは、ＮｄをドープしたＹＬＦレーザーを意味する。 The laser beams L1 and L2 may be, for example, a pulsed laser beam with a wavelength of 300 to 600 nm, specifically the second harmonic of an Nd:YLF laser (wavelength 527 nm). Note that "Nd:YLF laser" refers to a YLF laser doped with Nd.
第１のレーザー発振器であるレーザー発振器１から照射されたレーザー光Ｌ１はミラー１１及びミラー１２で反射された後、スプリッタ３に入射する。第２のレーザー発振器であるレーザー発振器２から照射されたレーザー光Ｌ２はミラー１３及びミラー１４で反射された後、スプリッタ３に入射する。スプリッタ３においてレーザー光Ｌ１の入射面とレーザー光Ｌ２の入射面は異なる面に設定される。なお、ミラー１１～１４は入射光を全て反射する全反射ミラーとして機能している。 Laser light L1 emitted from laser oscillator 1, the first laser oscillator, is reflected by mirrors 11 and 12 before entering splitter 3. Laser light L2 emitted from laser oscillator 2, the second laser oscillator, is reflected by mirrors 13 and 14 before entering splitter 3. In splitter 3, the incident surface for laser light L1 and the incident surface for laser light L2 are set to different surfaces. Mirrors 11 to 14 function as total reflection mirrors that reflect all of the incident light.
スプリッタ３はレーザー光Ｌ１及びＬ２を受け、レーザー光Ｌ１及びＬ２間で光軸を重ねて中間レーザー光Ｌｂを一時的に生成し、中間レーザー光Ｌｂを計測用レーザー光ＬＭと製造用レーザー光ＬＰとに分離する。計測用レーザー光ＬＭと製造用レーザー光ＬＰとは一定の比率で分離される。 Splitter 3 receives laser beams L1 and L2, overlaps the optical axes of laser beams L1 and L2 to temporarily generate intermediate laser beam Lb, and splits intermediate laser beam Lb into measurement laser beam LM and manufacturing laser beam LP. Measurement laser beam LM and manufacturing laser beam LP are split at a fixed ratio.
図２で示したように、中間レーザー光Ｌｂに含まれるレーザー光Ｌ１及びＬ２間に遅延時間ΔＴが設けられることにより、互いに影響を受けないタイミングでレーザー光Ｌ１及びＬ２はそれぞれスプリッタ３に照射される。例えば、レーザー光Ｌ１及びＬ２それぞれのパルス幅ＤＰが基準幅以上になるように遅延時間ΔＴが設定される。 As shown in Figure 2, by providing a delay time ΔT between the laser beams L1 and L2 contained in the intermediate laser beam Lb, the laser beams L1 and L2 are each irradiated onto the splitter 3 at timings that do not affect each other. For example, the delay time ΔT is set so that the pulse width DP of each of the laser beams L1 and L2 is equal to or greater than the reference width.
このため、図２に示すように、レーザー光Ｌ１のパワーが最大となる時刻ｔ１では、レーザー光Ｌ１が中間レーザー光Ｌｂとなり、中間レーザー光Ｌｂが計測用レーザー光ＬＭと製造用レーザー光ＬＰに分離される。 For this reason, as shown in Figure 2, at time t1 when the power of laser light L1 reaches its maximum, laser light L1 becomes intermediate laser light Lb, and intermediate laser light Lb is separated into measurement laser light LM and manufacturing laser light LP.
同様に、図２に示すように、レーザー光Ｌ２のパワーが最大となる時刻ｔ２では、レーザー光Ｌ２が中間レーザー光Ｌｂとなり、中間レーザー光Ｌｂが計測用レーザー光ＬＭと製造用レーザー光ＬＰに分離される。 Similarly, as shown in Figure 2, at time t2 when the power of laser light L2 reaches its maximum, laser light L2 becomes intermediate laser light Lb, and intermediate laser light Lb is split into measurement laser light LM and manufacturing laser light LP.
計測用レーザー光ＬＭはレーザー計測部材４に照射され、製造用レーザー光ＬＰはミラー１５に向けて照射される。製造用レーザー光ＬＰのうち後述する実照射レーザー光ＲＬＰが半導体装置の製造に用いられる。 The measurement laser light LM is irradiated onto the laser measurement member 4, and the manufacturing laser light LP is irradiated toward the mirror 15. Of the manufacturing laser light LP, the actual irradiation laser light RLP, described below, is used in the manufacture of semiconductor devices.
レーザー計測部材４は、計測用レーザー光ＬＭを受け、計測用レーザー光ＬＭのパワーである計測用レーザーパワーを計測する。 The laser measurement member 4 receives the measurement laser light LM and measures the measurement laser power, which is the power of the measurement laser light LM.
光分離部材に含まれるミラー１５は製造用レーザー光ＬＰの大部分を反射し一部を透過する。製造用レーザー光ＬＰがミラー１５を反射することにより得られる実照射レーザー光ＲＬＰがチャンバー５に向けて照射される。 The mirror 15 included in the light separating member reflects most of the manufacturing laser light LP and transmits a portion of it. The actual irradiation laser light RLP obtained by the manufacturing laser light LP reflecting off the mirror 15 is irradiated toward the chamber 5.
対象物保持部材であるチャンバー５は例えば図示しないウエハ載置台上に半導体ウエハ５０を載置している。半導体ウエハ５０は第１及び第２の主面を有し、第１の主面がレーザー受光面となり、第２の主面がウエハ載置台との接触面となる。このように、対象物保持部材であるチャンバー５は内部に半導体ウエハ５０を保持している。 The chamber 5, which is an object holding member, has a semiconductor wafer 50 placed on a wafer placing table (not shown), for example. The semiconductor wafer 50 has first and second main surfaces, with the first main surface being the laser receiving surface and the second main surface being the contact surface with the wafer placing table. In this way, the chamber 5, which is an object holding member, holds the semiconductor wafer 50 inside.
光分離部材に含まれるミラー１５は製造用レーザー光ＬＰの一部を透過させる。製造用レーザー光ＬＰがミラー１５を透過することにより得られる観測用レーザー光Ｌ１５がミラー１６に向けて照射される。 Mirror 15 included in the light separating member transmits a portion of the manufacturing laser light LP. Observation laser light L15, obtained by the manufacturing laser light LP passing through mirror 15, is irradiated toward mirror 16.
このように、ミラー１５によって、製造用レーザー光ＬＰは実照射レーザー光ＲＬＰと観測用レーザー光Ｌ１５とに分離される。観測用レーザー光Ｌ１５と実照射レーザー光ＲＬＰとは一定の比率で分離される。 In this way, mirror 15 separates manufacturing laser light LP into actual irradiation laser light RLP and observation laser light L15. The observation laser light L15 and actual irradiation laser light RLP are separated at a fixed ratio.
実照射レーザー光ＲＬＰはチャンバー５内部の半導体ウエハ５０の第１の主面に向けて照射される。半導体ウエハ５０の第１の主面に実照射レーザー光ＲＬＰを照射する工程がアニール工程となり、半導体装置の製造方法における一工程となる。このように、製造用レーザー光ＬＰに含まれる実照射レーザー光ＲＬＰが半導体装置の製造に用いられ、半導体ウエハ５０の第１の主面に照射される。 The actual irradiation laser light RLP is irradiated toward the first main surface of the semiconductor wafer 50 inside the chamber 5. The process of irradiating the first main surface of the semiconductor wafer 50 with the actual irradiation laser light RLP is the annealing process, which is one step in the method for manufacturing a semiconductor device. In this way, the actual irradiation laser light RLP included in the manufacturing laser light LP is used in the manufacture of a semiconductor device and is irradiated toward the first main surface of the semiconductor wafer 50.
ハーフミラーとして機能し光分離部材に含まれるミラー１６は観測用レーザー光Ｌ１５の一部を反射する。観測用レーザー光Ｌ１５がミラー１６を反射することにより得られる補助計測用レーザー光ＬＳＭがＰＤ(Photo Detector)６に向けて照射される。 Mirror 16, which functions as a half mirror and is included in the light separating member, reflects a portion of the observation laser light L15. The observation laser light L15 is reflected by mirror 16, resulting in auxiliary measurement laser light LSM, which is irradiated toward PD (Photo Detector) 6.
光分離部材に含まれるミラー１６は観測用レーザー光Ｌ１５の一部を透過する。観測用レーザー光Ｌ１５がミラー１６を透過することにより得られるフロファイル用レーザー光ＬＦがプロファイラー７に向けて照射される。 The mirror 16 included in the light separating member transmits a portion of the observation laser light L15. The profile laser light LF obtained when the observation laser light L15 passes through the mirror 16 is irradiated toward the profiler 7.
このように、ミラー１６によって、観測用レーザー光Ｌ１５は補助計測用レーザー光ＬＳＭとフロファイル用レーザー光ＬＦとに分離される。補助計測用レーザー光ＬＳＭとフロファイル用レーザー光ＬＦとは一定の比率で分離される。 In this way, the observation laser light L15 is separated by the mirror 16 into the auxiliary measurement laser light LSM and the profile laser light LF. The auxiliary measurement laser light LSM and the profile laser light LF are separated at a fixed ratio.
前述したように、ミラー１５は製造用レーザー光ＬＰを実照射レーザー光ＲＬＰと観測用レーザー光Ｌ１５とに分離し、観測用レーザー光Ｌ１５と実照射レーザー光ＲＬＰとは一定の比率で分離される。また、ミラー１６は観測用レーザー光Ｌ１５を補助計測用レーザー光ＬＳＭとフロファイル用レーザー光ＬＦとに分離し、補助計測用レーザー光ＬＳＭとフロファイル用レーザー光ＬＦとは一定の比率で分離される。 As described above, mirror 15 separates manufacturing laser light LP into actual irradiation laser light RLP and observation laser light L15, with the observation laser light L15 and actual irradiation laser light RLP being separated at a fixed ratio. Furthermore, mirror 16 separates observation laser light L15 into auxiliary measurement laser light LSM and profile laser light LF, with the auxiliary measurement laser light LSM and profile laser light LF being separated at a fixed ratio.
したがって、ミラー１５及びミラー１６を含む光分離部材によって、製造用レーザー光ＬＰを基準として、補助計測用レーザー光ＬＳＭと実照射レーザー光ＲＬＰとは一定の比率で分離されることになる。 Therefore, the light separating element including mirrors 15 and 16 separates the auxiliary measurement laser light LSM and the actual irradiation laser light RLP at a fixed ratio, with the manufacturing laser light LP as the reference.
補助レーザー計測部材であるＰＤ６は、補助計測用レーザー光ＬＳＭを受け、補助計測用レーザー光ＬＳＭのパワーである補助計測用レーザーパワーを計測し、計測した補助計測用レーザーパワーを電気信号に変換している。ＰＤ６によって、レーザー光Ｌ１及びＬ２それぞれの波形や、遅延時間ΔＴ等を監視することができ、例えば、ＰＤ６は２秒間隔で補助計測用レーザーパワーを計測することができる。 The auxiliary laser measurement element PD6 receives the auxiliary measurement laser light LSM, measures the auxiliary measurement laser power, which is the power of the auxiliary measurement laser light LSM, and converts the measured auxiliary measurement laser power into an electrical signal. PD6 can monitor the waveforms of the laser lights L1 and L2, as well as the delay time ΔT. For example, PD6 can measure the auxiliary measurement laser power at two-second intervals.
プロファイラー７はフロファイル用レーザー光ＬＦから実照射レーザー光ＲＬＰのビーム径や空間的な強度分布を測定する。 The profiler 7 measures the beam diameter and spatial intensity distribution of the actual irradiation laser light RLP from the profile laser light LF.
上述した本開示の基本技術である半導体製造装置１００は、レーザー光Ｌ１及びＬ２を照射する２つのレーザー発振器１及び２を有しており、レーザー光Ｌ１及びＬ２に基づく計測用レーザー光ＬＭを受けるレーザー計測部材４によって、計測用レーザーパワーを常時計測することができる。 The semiconductor manufacturing apparatus 100, which is the basic technology of the present disclosure, described above, has two laser oscillators 1 and 2 that emit laser beams L1 and L2, and can constantly measure the measurement laser power using a laser measurement member 4 that receives measurement laser beam LM based on the laser beams L1 and L2.
計測用レーザー光ＬＭと製造用レーザー光ＬＰとは一定の比率で分離されているため、レーザー計測部材４によって計測した計測用レーザー光ＬＭの計測用レーザーパワーに基づき製造用レーザー光ＬＰの製造用レーザーパワーを求めることができる。 Because the measurement laser light LM and the manufacturing laser light LP are separated at a fixed ratio, the manufacturing laser power of the manufacturing laser light LP can be determined based on the measurement laser power of the measurement laser light LM measured by the laser measurement member 4.
製造用レーザー光ＬＰの大部分が実照射レーザー光ＲＬＰとされているため、製造用レーザーパワーを実照射レーザー光ＲＬＰの実照射レーザーパワーとしても実用上問題ない。また、製造用レーザー光ＬＰに対する実照射レーザー光ＲＬＰの比率も一定であるため、計測用レーザーパワーに基づき実照射レーザー光ＲＬＰの実照射レーザーパワーを求めることもできる。 Because the majority of the manufacturing laser light LP is the actual irradiation laser light RLP, there is no practical problem in using the manufacturing laser power as the actual irradiation laser power of the actual irradiation laser light RLP. Furthermore, because the ratio of actual irradiation laser light RLP to manufacturing laser light LP is also constant, the actual irradiation laser power of the actual irradiation laser light RLP can also be calculated based on the measurement laser power.
したがって、本開示の基本技術である半導体製造装置１００は、レーザー発振器１及び２を有しており、レーザー計測部材４により計測用レーザーパワーを計測することにより、製造用レーザー光ＬＰに含まれる実照射レーザー光ＲＬＰによる半導体装置の製造期間において、製造用レーザーパワー（実照射レーザーパワー）を常時監視することができる。 Therefore, the semiconductor manufacturing apparatus 100, which is the basic technology of the present disclosure, has laser oscillators 1 and 2, and by measuring the measurement laser power using the laser measuring member 4, it is possible to constantly monitor the manufacturing laser power (actual irradiation laser power) during the manufacturing period of a semiconductor device using the actual irradiation laser light RLP contained in the manufacturing laser light LP.
本開示の基本技術である半導体製造装置１００は、補助計測用レーザー光ＬＳＭを受ける補助レーザー計測部材であるＰＤ６によって、補助計測用レーザーパワーを常時計測することができる。 The semiconductor manufacturing apparatus 100, which is the basic technology of this disclosure, can constantly measure the auxiliary measurement laser power using the auxiliary laser measurement element PD6, which receives the auxiliary measurement laser light LSM.
実照射レーザー光ＲＬＰと補助計測用レーザー光ＬＳＭは一定の比率で分離されているため、ＰＤ６によって計測した補助計測用レーザーパワーに基づき製造用レーザーパワー（実照射レーザーパワー）を求めることができる。このように、レーザー計測部材４に加え、ＰＤ６によっても製造用レーザーパワーを常時監視することができる。 Because the actual irradiation laser light RLP and the auxiliary measurement laser light LSM are separated at a fixed ratio, the manufacturing laser power (actual irradiation laser power) can be determined based on the auxiliary measurement laser power measured by PD6. In this way, the manufacturing laser power can be constantly monitored by PD6 in addition to the laser measurement member 4.
その結果、本開示の基本技術である半導体製造装置１００は、実照射レーザー光ＲＬＰによる半導体装置の製造期間において、レーザー計測部材４によって計測用レーザーパワーの計測が行えない場合においても、補助レーザー計測部材であるＰＤ６による補助計測用レーザーパワーの計測によって、製造用レーザーパワーを常時監視することができる。 As a result, the semiconductor manufacturing apparatus 100, which is the basic technology of the present disclosure, can constantly monitor the manufacturing laser power by measuring the auxiliary measurement laser power using the auxiliary laser measuring element PD6, even when the measurement laser power cannot be measured using the laser measuring element 4 during the manufacturing period of a semiconductor device using the actual irradiation laser light RLP.
また、レーザー光Ｌ１及びＬ２間におけるレーザーパルスの重なり状況に応じてレーザー計測部材４でレーザー光Ｌ１及びＬ２間の遅延時間ΔＴを正確に計測できない場合でも、ＰＤ６によって補助計測用レーザーパワーを常時監視することにより、遅延時間ΔＴを正確に計測することができる。 Furthermore, even if the laser measurement member 4 cannot accurately measure the delay time ΔT between the laser beams L1 and L2 due to the overlapping state of the laser pulses between the laser beams L1 and L2, the delay time ΔT can be accurately measured by constantly monitoring the auxiliary measurement laser power using the PD6.
このように、半導体製造装置１００は、レーザー計測部材４に加え、補助レーザー計測部材であるＰＤ６を設けることにより、レーザー計測部材４のみではエラーとなって不要な装置停止が発生する状況でも、ＰＤ６を設けることにより上述した装置停止等のエラー現象を回避し生産性を向上させることができる。例えば、レーザー計測部材４は製造用レーザーパワーの表示用に用い、ＰＤ６をインターロック用に用いる等の使い分けが行える。 In this way, by providing the auxiliary laser measuring element PD6 in addition to the laser measuring element 4, semiconductor manufacturing equipment 100 can avoid errors such as equipment shutdowns and improve productivity, even in situations where using only the laser measuring element 4 would result in an error and unnecessary equipment shutdowns. For example, the laser measuring element 4 can be used to display the manufacturing laser power, while the PD6 can be used for interlocking.
図１で示した半導体製造装置１００を基本技術として、レーザー計測部材４を具体化した装置が、以下で述べる実施の形態１の半導体製造装置１０１及び実施の形態２の半導体製造装置１０２となる。 Using the semiconductor manufacturing apparatus 100 shown in Figure 1 as the basic technology, devices that incorporate the laser measuring member 4 are the semiconductor manufacturing apparatus 101 of embodiment 1 and the semiconductor manufacturing apparatus 102 of embodiment 2 described below.
＜実施の形態１＞
図３は本開示の実施の形態１である半導体製造装置１０１の構成を模式的に示す説明図である。同図に示すように、レーザー計測部材４としてダンパー４０を用いたのが実施の形態１である。ダンパー４０は高出力のレーザー光を安全に一時遮蔽するための「ビームダンパー」と称される器具に相当するレーザー計測部材である。
First Embodiment
3 is an explanatory diagram schematically illustrating the configuration of a semiconductor manufacturing apparatus 101 according to a first embodiment of the present disclosure. As shown in the figure, in the first embodiment, a damper 40 is used as the laser measuring member 4. The damper 40 is a laser measuring member equivalent to a device called a "beam damper" for safely and temporarily blocking high-power laser light.
以下、図１及び図２で示した基本技術と同じ構成要素は同一符号を付して説明を適宜省略し、実施の形態１の半導体製造装置１０１における特徴部分を中心に説明する。 In the following, components that are the same as those in the basic technology shown in Figures 1 and 2 are given the same reference numerals and descriptions thereof are omitted where appropriate, and the description will focus on the distinctive features of the semiconductor manufacturing apparatus 101 of embodiment 1.
図４はダンパー４０の全体構成を示す説明図である。図４にＸＹＺ直交座標系を記している。同図において、カッコ内に示す数値は寸法を示しており、単位はｍｍである。ダンパー４０は本体部４８を有し、本体部４８の上方の中央に開口部４０ａが設けられ、開口部４０ａは計測用レーザー光ＬＭに対向する位置に配置されている。図４において、計測用レーザー光ＬＭは＋Ｙ方向に照射される場合を想定している。 Figure 4 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the damper 40. An XYZ Cartesian coordinate system is shown in Figure 4. In this figure, the numbers in parentheses indicate dimensions, measured in millimeters. The damper 40 has a main body 48, and an opening 40a is provided in the center of the upper part of the main body 48, with the opening 40a positioned opposite the measurement laser light LM. In Figure 4, it is assumed that the measurement laser light LM is irradiated in the +Y direction.
また、本体部４８は底部４８ｂと底部４８ｂ上に配置される主要部４８ａとを有し、底部４８ｂは主要部４８ａより幅広な構造を呈している。底部４８ｂのＸ方向に沿った形成幅は６６ｍｍである。 The main body 48 has a bottom 48b and a main portion 48a disposed on the bottom 48b, with the bottom 48b being wider than the main portion 48a. The width of the bottom 48b in the X direction is 66 mm.
また、本体部４８の－Ｘ方向側の側面に２つのワンタッチ管継手４６が設けられる。２つのワンタッチ管継手４６は図示しない配管チューブを接続することにより、本体部４８内に冷却水を循環させることができる。 Two one-touch pipe fittings 46 are provided on the side of the main body 48 facing the -X direction. By connecting piping tubes (not shown) to the two one-touch pipe fittings 46, cooling water can be circulated within the main body 48.
そして、本体部４８の内部にセラミック受光部４５を配置し、開口部４０ａを介して計測用レーザー光ＬＭをセラミック受光部４５にて受光するようにしている。この際、計測用レーザー光ＬＭはセラミック受光部４５の中心位置Ｃ４５またはその付近に照射される。 The ceramic light receiving unit 45 is placed inside the main body 48, and the measurement laser light LM is received by the ceramic light receiving unit 45 through the opening 40a. At this time, the measurement laser light LM is irradiated onto or near the center position C45 of the ceramic light receiving unit 45.
セラミック受光部４５は複数のセラミック受光部材を含み、複数のセラミック受光部材は平面視して８角形状を呈し、開口部４０ａから＋Ｙ方向に沿った奥行き方向にかけて重ねて配置される。複数のセラミック受光部材それぞれの構成材料となるセラミックスは耐熱性、摩耗性、腐食性の観点から、セラミック受光部４５は高出力の計測用レーザー光ＬＭを安全に一時遮蔽する、レーザー受止機能を有している。 The ceramic light receiving unit 45 includes multiple ceramic light receiving members, each of which has an octagonal shape in a plan view and is stacked from the opening 40a toward the depth along the +Y direction. The ceramics that make up each of the multiple ceramic light receiving members are heat-resistant, wear-resistant, and corrosion-resistant, and the ceramic light receiving unit 45 has a laser receiving function that safely and temporarily blocks the high-power measurement laser light LM.
図４に示すように、底部４８ｂの底面から下方のワンタッチ管継手４６の中心までのＺ方向に沿った高さが６２．５ｍｍであり、２つのワンタッチ管継手４６，４６間の高さ方向における距離が４５ｍｍである。また、底部４８ｂの底面からセラミック受光部４５の中心位置Ｃ４５までの高さが８５ｍｍであり、底部４８ｂの底面から主要部４８ａの上面までの高さが１２０ｍｍとなる。 As shown in Figure 4, the height in the Z direction from the bottom surface of the bottom portion 48b to the center of the lower one-touch fitting 46 is 62.5 mm, and the distance in the height direction between the two one-touch fittings 46, 46 is 45 mm. Furthermore, the height from the bottom surface of the bottom portion 48b to the center position C45 of the ceramic light-receiving portion 45 is 85 mm, and the height from the bottom surface of the bottom portion 48b to the top surface of the main portion 48a is 120 mm.
このように、ダンパー４０におけるセラミック受光部４５は、計測用レーザー光ＬＭを受け、セラミックスを構成材料とした受光部として、レーザー受止機能を有している。 In this way, the ceramic light receiving portion 45 in the damper 40 receives the measurement laser light LM and, as a light receiving portion made of ceramic, has a laser receiving function.
さらに、本体部４８の主要部４８ａにおける底部４８ｂとの付け根領域を巻回する態様で温度センサー４１が設けられる。温度センサー４１の底部４８ｂへの取り付けに例えば耐熱テープが用いられる。 Furthermore, the temperature sensor 41 is provided by wrapping around the base area of the main portion 48a of the body 48 where it meets the bottom portion 48b. Heat-resistant tape, for example, is used to attach the temperature sensor 41 to the bottom portion 48b.
温度センサー４１は開口部４０ａから比較的離れたセンサー配置領域に設けられる。計測用レーザー光ＬＭはセラミック受光部４５の中心位置Ｃ４５またはその周辺に照射されるため、センサー配置領域は計測用レーザー光ＬＭを受光することはない。 The temperature sensor 41 is located in a sensor placement area that is relatively far from the opening 40a. The measurement laser light LM is irradiated onto the center position C45 of the ceramic light receiving portion 45 or its surrounding area, so the sensor placement area does not receive the measurement laser light LM.
図５は温度センサー４１の構成を示す説明図である。同図に示すように、温度センサー４１はアルミブロック４２、リード４３、アルミブロック４４及び３つのアルミブロック４７を主要構成要素として含んでいる。同図において、カッコ内に示す数値は寸法を示しており、単位はｍｍである。 Figure 5 is an explanatory diagram showing the configuration of the temperature sensor 41. As shown in the figure, the temperature sensor 41 includes an aluminum block 42, leads 43, an aluminum block 44, and three aluminum blocks 47 as its main components. In the figure, the numbers in parentheses indicate dimensions, and are expressed in millimeters.
リード４３は太い幹線部分と３つに分岐した支線部分とを有し、幹線部分の一方端にアルミブロック４２が設けられ、幹線部分の他方端にアルミブロック４４が設けられ、また、３つの支線部分の先端にはそれぞれアルミブロック４７が設けられる。なお、３つの支線部分は例えば図示しない表示器や温度調節器等のネジ端子に接続される。 Lead 43 has a thick main line and three branch lines. Aluminum block 42 is attached to one end of the main line, aluminum block 44 is attached to the other end of the main line, and aluminum block 47 is attached to the tip of each of the three branch lines. The three branch lines are connected to screw terminals of a display or temperature regulator (not shown), for example.
アルミブロック４２、アルミブロック４４及び３つのアルミブロック４７はリード４３を保護するために設けられる。リード４３は例えば導電性を有するリード線とリード線を被覆するフッ素樹脂被膜とから構成される。 Aluminum blocks 42, 44, and three aluminum blocks 47 are provided to protect the leads 43. The leads 43 are composed, for example, of conductive lead wires and a fluororesin coating that covers the lead wires.
図５に示すように、アルミブロック４２は長辺が２０ｍｍ、短辺が８ｍｍの平面視して矩形状に構成され、リード４３の一端を保護し、かつリード４３のリード線に電気的に接続される。また、リード４３の全長は３０００ｍｍ程度に設定される。 As shown in Figure 5, the aluminum block 42 is rectangular in plan view, with long sides of 20 mm and short sides of 8 mm, and protects one end of the lead 43 and is electrically connected to the lead wire of the lead 43. The total length of the lead 43 is set to approximately 3000 mm.
ダンパー４０は、本体部４８における主要部４８ａの下方領域にリード４３を巻回させる態様で本体部４８に温度センサー４１を取り付けている。 The damper 40 has a temperature sensor 41 attached to the main body 48 with the lead 43 wound around the lower region of the main portion 48a of the main body 48.
リード４３を構成するリード線が温度抵抗体として機能し、前述したように、温度センサー４１は開口部４０ａから十分離れ、計測用レーザー光ＬＭを受光しないセンサー配置領域に設けられる。以下、説明の都合上、リード４３が温度抵抗体として機能するとして説明する場合がある。 The lead wire that makes up the lead 43 functions as a temperature resistor, and as mentioned above, the temperature sensor 41 is located far enough away from the opening 40a in a sensor placement area that does not receive the measurement laser light LM. Hereinafter, for convenience of explanation, the lead 43 may be described as functioning as a temperature resistor.
一方、セラミック受光部４５の温度変化は本体部４８にも伝達され、本体部４８の主要部４８ａを介して温度センサー４１のリード４３にも伝達される。したがって、測温抵抗体であるリード４３はセラミック受光部４５の温度変化に伴い抵抗値が変化する。アルミブロック４２等に電気的に接続される図示しない温度計測機器によって、リード４３（リード線）の抵抗値が計測され、計測した抵抗値に基づきセラミック受光部４５の温度である受光部温度が求められる。なお、温度計測機器は温度センサー４１に内蔵しても、温度センサー４１外に設けても良い。 Meanwhile, temperature changes in the ceramic light receiving part 45 are also transmitted to the main body 48 and, via the main part 48a of the main body 48, to the lead 43 of the temperature sensor 41. Therefore, the resistance value of the lead 43, which is a resistance temperature sensor, changes with temperature changes in the ceramic light receiving part 45. The resistance value of the lead 43 (lead wire) is measured by a temperature measuring device (not shown) electrically connected to the aluminum block 42, etc., and the light receiving part temperature, which is the temperature of the ceramic light receiving part 45, is determined based on the measured resistance value. The temperature measuring device may be built into the temperature sensor 41 or provided external to the temperature sensor 41.
実施の形態１の半導体製造装置１０１は、基本技術の半導体製造装置１００による効果に加え、以下の効果を奏する。 The semiconductor manufacturing apparatus 101 of embodiment 1 provides the following advantages in addition to the advantages of the semiconductor manufacturing apparatus 100 of the basic technology.
実施の形態１の半導体製造装置１０１のダンパー４０において、セラミックスを構成材料とするセラミック受光部４５はレーザー受止機能を有するため、セラミック受光部４５によって高出力の計測用レーザー光ＬＭを安全に一時遮蔽することができる。 In the damper 40 of the semiconductor manufacturing equipment 101 of embodiment 1, the ceramic light receiving portion 45, which is made of ceramics and has a laser receiving function, can safely temporarily block the high-power measurement laser light LM.
加えて、ダンパー４０が有する温度センサー４１は、セラミック受光部４５の温度変化に伴い抵抗値が変化するリード４３を有しているため、温度抵抗体であるリード４３（リード線）の抵抗値に基づきセラミック受光部４５の温度である受光部温度を精度良く求めることができる。温度センサー４１は、計測用レーザー光ＬＭを受光しないセンサー配置領域に設けられるため、計測用レーザー光ＬＭの照射の影響を受けることはない。 In addition, the temperature sensor 41 of the damper 40 has leads 43 whose resistance value changes with changes in the temperature of the ceramic light receiving section 45. This allows the light receiving section temperature, which is the temperature of the ceramic light receiving section 45, to be accurately determined based on the resistance value of the leads 43 (lead wires), which are temperature resistors. The temperature sensor 41 is located in a sensor placement area that does not receive the measurement laser light LM, and is therefore not affected by irradiation with the measurement laser light LM.
このため、計測用レーザー光ＬＭによって温度センサー４１を焼損させることなく、温度センサー４１を用いて継続的に１Ｗ以上の高出力の計測用レーザー光ＬＭに関連する受光部温度を測定することができる。 As a result, the temperature sensor 41 can be used to continuously measure the light receiving element temperature associated with high-output measurement laser light LM of 1 W or more, without the temperature sensor 41 being burned out by the measurement laser light LM.
したがって、実施の形態１の半導体製造装置１０１、レーザー計測部材４として機能するダンパー４０の温度センサー４１を用いて計測される、セラミック受光部４５の受光部温度に基づき計測用レーザー光ＬＭの計測用レーザーパワーを精度良く計測することができる。 Therefore, the semiconductor manufacturing apparatus 101 of embodiment 1 can accurately measure the measurement laser power of the measurement laser light LM based on the light receiving temperature of the ceramic light receiving unit 45, which is measured using the temperature sensor 41 of the damper 40 that functions as the laser measurement member 4.
また、アニール条件によって製造用レーザー光ＬＰ（実照射レーザー光ＲＬＰ）のパワーを変更した場合でも、製造用レーザーパワーの変化をダンパー４０の受光部温度から精度良く管理することができる。 Furthermore, even if the power of the manufacturing laser light LP (actual irradiation laser light RLP) is changed depending on the annealing conditions, the change in the manufacturing laser power can be accurately managed from the temperature of the light receiving part of the damper 40.
例えば、ビームスプリッタであるスプリッタ３によって計測用レーザー光ＬＭと製造用レーザー光ＬＰとのエネルギー比率を調整することにより、ダンパー４０の受光部温度を変化させることができ、以下のような製造条件１～製造条件３でアニール処理を監視することができる。 For example, by adjusting the energy ratio between the measurement laser light LM and the manufacturing laser light LP using beam splitter 3, the temperature of the light receiving part of damper 40 can be changed, and the annealing process can be monitored under manufacturing conditions 1 to 3 as follows.
製造条件１は、製造用レーザー光ＬＰのエネルギー（パワー）を比較的大きくし、計測用レーザー光ＬＭのエネルギーを比較的小さくする条件である。この製造条件１では、受光部温度の温度変化範囲を比較的低い第１の温度帯に設定することができる。 Manufacturing condition 1 is a condition in which the energy (power) of the manufacturing laser light LP is relatively high and the energy of the measurement laser light LM is relatively low. Under this manufacturing condition 1, the temperature change range of the light receiving unit temperature can be set to a relatively low first temperature zone.
製造条件２は、製造用レーザー光ＬＰのエネルギー（パワー）を比較的小さくし、計測用レーザー光ＬＭのエネルギーを比較的大きくする条件である。この製造条件２では、受光部温度の温度変化範囲を比較的高い第２の温度帯に設定することができる。 Manufacturing condition 2 is a condition in which the energy (power) of the manufacturing laser light LP is relatively low and the energy of the measurement laser light LM is relatively high. Under this manufacturing condition 2, the temperature change range of the light receiving unit temperature can be set to a relatively high second temperature zone.
製造条件３は、製造用レーザー光ＬＰのエネルギー（パワー）と計測用レーザー光ＬＭのエネルギーとを同程度にする条件である。この製造条件３では、受光部温度の温度変化範囲を第１及び第２の温度帯間の中間的な温度帯に設定することができる。 Manufacturing condition 3 is a condition in which the energy (power) of the manufacturing laser light LP and the energy of the measurement laser light LM are approximately the same. Under this manufacturing condition 3, the temperature change range of the light receiving unit temperature can be set to an intermediate temperature zone between the first and second temperature zones.
製造条件１～製造条件３のうち、リード４３の抵抗値の変化が生じ易い温度変化範囲になる条件を選択することができる。例えば、セラミック受光部４５の受光部温度が４０～５０℃で変化するように設定すれば、比較的低温な場合に適した温度抵抗体であるリード４３を有する温度センサー４１を用いて受光部温度を精度良く求めることができる。 Among manufacturing conditions 1 to 3, it is possible to select a condition that results in a temperature change range in which changes in the resistance value of the lead 43 are likely to occur. For example, if the light receiving temperature of the ceramic light receiving element 45 is set to change between 40 and 50°C, the light receiving element temperature can be accurately determined using a temperature sensor 41 having a lead 43 that is a temperature resistor suitable for relatively low temperatures.
なお、上述した製造条件１～製造条件３は、一例でありエネルギー（パワー）の振り分けの組み合わせは製造条件によって適宜調整することができる。 Note that the above-mentioned manufacturing conditions 1 to 3 are only examples, and the combination of energy (power) allocation can be adjusted as appropriate depending on the manufacturing conditions.
＜実施の形態２＞
図６は本開示の実施の形態２である半導体製造装置１０２の基本構成を模式的に示す説明図である。同図に示すように、レーザー計測部材４としてパワーメータ計測部品群８を用いたのが実施の形態２である。
<Second Embodiment>
6 is an explanatory diagram schematically illustrating a basic configuration of a semiconductor manufacturing apparatus 102 according to a second embodiment of the present disclosure. As shown in the drawing, a power meter measurement component group 8 is used as the laser measurement member 4 in the second embodiment.
以下、図１及び図２で示した基本技術と同じ構成要素は同一符号を付して説明を適宜省略し、実施の形態２の半導体製造装置１０２の特徴部分を中心に説明する。 In the following, components that are the same as those in the basic technology shown in Figures 1 and 2 are given the same reference numerals and descriptions thereof are omitted where appropriate, and the description will focus on the distinctive features of the semiconductor manufacturing apparatus 102 of embodiment 2.
図７及び図８はそれぞれパワーメータ計測部品群８の全体構成を示す説明図である。図９及び図１０はそれぞれパワーメータ計測部品群８の主要部品となるレーザーパワーメータ６０の全体構成を示す説明図である。図７～図１０において、カッコ内に示す数値は寸法を示しており、単位はｍｍである。図７～図１０それぞれにＸＹＺ直交座標系を記している。図７～図１０において、計測用レーザー光ＬＭは＋Ｙ方向に照射される場合を想定している。 Figures 7 and 8 are explanatory diagrams showing the overall configuration of the power meter measurement component group 8. Figures 9 and 10 are explanatory diagrams showing the overall configuration of the laser power meter 60, which is the main component of the power meter measurement component group 8. In Figures 7 to 10, the numbers in parentheses indicate dimensions in millimeters. Each of Figures 7 to 10 shows an XYZ Cartesian coordinate system. In Figures 7 to 10, it is assumed that the measurement laser light LM is irradiated in the +Y direction.
図７及び図８に示すように、パワーメータ計測部品群８はレーザーパワーメータ６０、支持用治具６２及びアルミカバー６５を含んで構成される。アルミカバー６５は収容空間Ｓ６５を有しており、レーザーパワーメータ６０及び支持用治具６２を収容空間Ｓ６５内に収容している。 As shown in Figures 7 and 8, the power meter measurement component group 8 includes a laser power meter 60, a support jig 62, and an aluminum cover 65. The aluminum cover 65 has a storage space S65, and the laser power meter 60 and the support jig 62 are stored within the storage space S65.
具体的には、アルミカバー６５は－Ｙ方向側以外の＋Ｙ方向側、＋Ｘ方向側及び－Ｘ方向側それぞれに側面を有し、＋Ｚ方向側に上面を有している。したがって、アルミカバー６５は３つの側面と１つの上面によって形成される収容空間Ｓ６５内にレーザーパワーメータ６０及び支持用治具６２を収容している。 Specifically, the aluminum cover 65 has side surfaces on the +Y, +X, and -X sides other than the -Y side, and a top surface on the +Z side. Therefore, the aluminum cover 65 houses the laser power meter 60 and support jig 62 within the housing space S65 formed by the three side surfaces and one top surface.
このように、アルミカバー６５はアルミニウムを構成材料とした金属製のカバー部材として機能する。また、アルミカバー６５の厚みは２ｍｍ以上に設定される。また、図７に示すように、アルミカバー６５のＸ方向に沿った形成幅は１３０ｍｍ、Ｚ方向に沿った高さは２５０ｍｍに設定され、図８に示すように、アルミカバー６５の＋Ｙ方向の奥行き長さは十分長い１５０ｍｍに設定される。 In this way, the aluminum cover 65 functions as a metal cover member made of aluminum. The thickness of the aluminum cover 65 is set to 2 mm or more. As shown in Figure 7, the width of the aluminum cover 65 in the X direction is set to 130 mm, and the height in the Z direction is set to 250 mm. As shown in Figure 8, the depth of the aluminum cover 65 in the +Y direction is set to a sufficiently long 150 mm.
レーザー計測機器であるレーザーパワーメータ６０は支持用治具６２によって下方から支持されており、支持用治具６２は支持台６２０、本体部６２１、高さ調整つまみ６２２及び接続軸６２３を主要構成要素として含んでいる。 The laser power meter 60, a laser measurement device, is supported from below by a support jig 62, which includes a support base 620, a main body 621, a height adjustment knob 622, and a connecting shaft 623 as its main components.
図９及び図１０に示すように、支持台６２０上に本体部６２１が固定して設けられ、本体部６２１は接続軸６２３を伸縮可能に保持している。接続軸６２３をＺ方向に沿って伸縮させることにより、本体部６２１の上面から突出する接続軸６２３の長さを調整することができる。接続軸６２３の伸縮は高さ調整つまみ６２２を用いて行われる。図９に示すように、支持台６２０のＸ方向における形成幅は１００ｍｍに設定され、図１０に示すように、支持台６２０のＹ方向における形成幅は７５ｍｍに設定される。 As shown in Figures 9 and 10, a main body 621 is fixedly mounted on a support base 620, and the main body 621 holds a connecting shaft 623 in an extendable manner. The length of the connecting shaft 623 protruding from the top surface of the main body 621 can be adjusted by extending or retracting the connecting shaft 623 in the Z direction. The connecting shaft 623 is extended or retracted using a height adjustment knob 622. As shown in Figure 9, the forming width of the support base 620 in the X direction is set to 100 mm, and as shown in Figure 10, the forming width of the support base 620 in the Y direction is set to 75 mm.
レーザー計測機器であるレーザーパワーメータ６０は接続軸６２３の上部に固定されている。したがって、支持用治具６２は、本体部６２１で保持される接続軸６２３をＺ方向に沿って伸縮させることによって、レーザーパワーメータ６０の形成高さを変更する高さ調整機能を有している。図９で示す例では、１１２～１５８ｍｍの範囲でレーザーパワーメータ６０の配置高さＨ６０を調整できる。配置高さＨ６０は支持台６２０の底面から計測部６０ａの中心位置Ｃ６０までのＺ方向に沿った長さである。 The laser power meter 60, a laser measurement device, is fixed to the top of the connection shaft 623. Therefore, the support jig 62 has a height adjustment function that changes the formation height of the laser power meter 60 by extending or retracting the connection shaft 623 held by the main body 621 along the Z direction. In the example shown in Figure 9, the placement height H60 of the laser power meter 60 can be adjusted within the range of 112 to 158 mm. The placement height H60 is the length along the Z direction from the bottom surface of the support base 620 to the center position C60 of the measurement unit 60a.
レーザー計測機器であるレーザーパワーメータ６０はＸＺ平面で平面視して角が丸められた矩形状を呈している。図９で示す例では、一辺が１００ｍｍの正方形状を呈している。レーザーパワーメータ６０のＸＺ平面で平面視して中央に計測部６０ａを有している。計測部６０ａはＸＺ平面で平面視して中心位置Ｃ６０から半径φ５０の円状を呈している。計測部６０ａは計測用レーザー光ＬＭ用の受光面Ｆ６０を有し、受光面Ｆ６０はＸＺ平面に平行な平面構造を呈している。このように、計測部６０ａは計測用レーザー光ＬＭを受ける平面構造の受光面Ｆ６０を有している。 The laser power meter 60, which is a laser measurement device, has a rectangular shape with rounded corners when viewed in a planar view in the XZ plane. In the example shown in Figure 9, it has a square shape with sides of 100 mm. When viewed in a planar view in the XZ plane of the laser power meter 60, it has a measurement unit 60a at the center. When viewed in a planar view in the XZ plane, the measurement unit 60a has a circular shape with a radius of φ50 from a center position C60. The measurement unit 60a has a light-receiving surface F60 for the measurement laser light LM, and the light-receiving surface F60 has a planar structure parallel to the XZ plane. In this way, the measurement unit 60a has a planar light-receiving surface F60 that receives the measurement laser light LM.
接続軸６２３がＺ方向に沿って伸縮する際、レーザーパワーメータ６０の計測部６０ａもＺ方向に沿って移動する。したがって、計測部６０ａがＺ方向に沿って移動しても、受光面Ｆ６０は常にＸＺ平面に平行な平面となる。 When the connection shaft 623 extends and retracts along the Z direction, the measurement unit 60a of the laser power meter 60 also moves along the Z direction. Therefore, even if the measurement unit 60a moves along the Z direction, the light receiving surface F60 always remains parallel to the XZ plane.
複数の筐体部材６０ｃの組合せよって一体的筐体構造を構成している。複数の筐体部材６０ｃ間はねじ穴６０ｂでねじ止めすることによって固定される。ねじ穴６０ｂは複数の計測部６０ａの上方及び下方に設けられる。上記一体的筐体構造によって計測部６０ａを囲んでいる。図１０では複数の筐体部材６０ｃとして７つの筐体部材６０ｃが示されている。 An integrated housing structure is formed by combining multiple housing members 60c. The multiple housing members 60c are fixed together by screwing them into the screw holes 60b. The screw holes 60b are provided above and below the multiple measuring units 60a. The measuring units 60a are surrounded by the integrated housing structure. Figure 10 shows seven housing members 60c as the multiple housing members 60c.
図１０に示すように、７つの筐体部材６０ｃそれぞれの膜厚は２．５ｍｍであり、７つの筐体部材６０ｃのうち隣接する６対の筐体部材６０ｃ，６０ｃ間それぞれの間隔は３．５ｍｍである。したがって、一体的筐体構造のＹ方向に沿った厚みは３８．５ｍｍとなる。また、接続軸６２３の中心から、一体的筐体構造における最も＋Ｙ方向側に位置する筐体部材６０ｃまでの長さは１６ｍｍに設定される。 As shown in Figure 10, the film thickness of each of the seven housing members 60c is 2.5 mm, and the spacing between each of six pairs of adjacent housing members 60c, 60c of the seven housing members 60c is 3.5 mm. Therefore, the thickness of the integrated housing structure along the Y direction is 38.5 mm. In addition, the length from the center of the connection shaft 623 to the housing member 60c located furthest to the +Y direction in the integrated housing structure is set to 16 mm.
計測部６０ａは計測用レーザー光ＬＭに対向する位置に配置されている。レーザーパワーメータ６０は計測部６０ａで受ける計測用レーザー光ＬＭのパワーを電気信号に変換することにより、計測用レーザー光ＬＭの計測用レーザーパワーを直接測定している。前述したように、図７～図１０において計測用レーザー光ＬＭは＋Ｙ方向に向けて照射される場合を示している。 The measurement unit 60a is positioned opposite the measurement laser light LM. The laser power meter 60 converts the power of the measurement laser light LM received by the measurement unit 60a into an electrical signal, thereby directly measuring the measurement laser power of the measurement laser light LM. As mentioned above, Figures 7 to 10 show the case where the measurement laser light LM is irradiated in the +Y direction.
このように、実施の形態２の半導体製造装置１０２は、レーザー計測部材４として、実施の形態１のダンパー４０に替えて、レーザーパワーメータ６０を有するパワーメータ計測部品群８を設けることにより、１Ｗを超える高い計測用レーザーパワーを直接計測することができる。 In this way, the semiconductor manufacturing apparatus 102 of embodiment 2 is able to directly measure high measurement laser powers exceeding 1 W by providing a power meter measurement component group 8 having a laser power meter 60 as the laser measurement member 4 instead of the damper 40 of embodiment 1.
すなわち、レーザーパワーメータ６０の計測部６０ａは計測用レーザー光ＬＭを受け、計測用レーザーパワーを直接計測する。例えば、レーザーパワーメータ６０の計測部６０ａによって、ある時間幅におけるパルスレーザービームとなる計測用レーザー光ＬＭの平均パワーを測定することができる。 That is, the measurement unit 60a of the laser power meter 60 receives the measurement laser light LM and directly measures the measurement laser power. For example, the measurement unit 60a of the laser power meter 60 can measure the average power of the measurement laser light LM, which becomes a pulse laser beam over a certain time width.
アルミカバー６５は、レーザーパワーメータ６０の計測部６０ａによる計測用レーザー光ＬＭの受光を妨げることなく、収容空間Ｓ６５内にアルミカバー６５及び支持用治具６２を収容している。このように、アルミカバー６５は、計測部６０ａによる計測用レーザー光ＬＭの受光を妨げることなく、計測部６０ａを収容する収容空間Ｓ６５を有する金属製のカバー部材として機能する。 The aluminum cover 65 accommodates the aluminum cover 65 and the support jig 62 within the accommodation space S65 without interfering with the reception of the measurement laser light LM by the measurement unit 60a of the laser power meter 60. In this way, the aluminum cover 65 functions as a metal cover member having the accommodation space S65 that accommodates the measurement unit 60a without interfering with the reception of the measurement laser light LM by the measurement unit 60a.
実施の形態２の半導体製造装置１０２は、基本技術の半導体製造装置１００による効果に加え、以下の効果を奏する。 The semiconductor manufacturing apparatus 102 of the second embodiment provides the following advantages in addition to the advantages of the semiconductor manufacturing apparatus 100 of the basic technology.
実施の形態２の半導体製造装置１０２はレーザー計測部材４としてパワーメータ計測部品群８を採用している。パワーメータ計測部品群８は、レーザーパワーメータ６０の配置高さＨ６０を調整する高さ調整機能を有する支持用治具６２を含むため、計測部６０ａによる計測用レーザー光ＬＭの受光高さを適切な高さに設定することができる。 The semiconductor manufacturing apparatus 102 of the second embodiment employs a power meter measurement component group 8 as the laser measurement member 4. The power meter measurement component group 8 includes a support jig 62 with a height adjustment function that adjusts the placement height H60 of the laser power meter 60, allowing the reception height of the measurement laser light LM by the measurement unit 60a to be set to an appropriate height.
その結果、実施の形態２の半導体製造装置１０２は、レーザーパワーメータ６０の計測部６０ａによって計測用レーザー光ＬＭの計測用レーザーパワーを精度良く計測することができる。 As a result, the semiconductor manufacturing apparatus 102 of embodiment 2 can accurately measure the measurement laser power of the measurement laser light LM using the measurement unit 60a of the laser power meter 60.
さらに、実施の形態２の半導体製造装置１０２は、金属製のカバー部材であるアルミカバー６５の収容空間Ｓ６５内にレーザーパワーメータ６０を収容している。このため、アルミカバー６５によって計測部６０ａから計測用レーザー光ＬＭの散乱光がパワーメータ計測部品群８の外に漏れることを抑制することができる。 Furthermore, the semiconductor manufacturing apparatus 102 of embodiment 2 houses the laser power meter 60 in the housing space S65 of the aluminum cover 65, which is a metal cover member. Therefore, the aluminum cover 65 can prevent scattered light of the measurement laser light LM from the measurement unit 60a from leaking outside the power meter measurement component group 8.
その結果、実施の形態２の半導体製造装置１０２において、計測用レーザー光ＬＭの散乱光によって製造用レーザー光ＬＰに影響が生じることはない。 As a result, in the semiconductor manufacturing apparatus 102 of embodiment 2, the manufacturing laser light LP is not affected by scattered light from the measurement laser light LM.
（変形例）
図１１及び図１２は実施の形態２の変形例を示す説明図である。図１１及び図１２それぞれにＸＹＺ直交座標系を記している。図７～図１０で示した基本構成では、水平線ＬＨに対する支持台６２０の底面の角度は“０”であった。なお、水平線ＬＨはＹ方向に平行な基準線である。
(Modification)
11 and 12 are explanatory diagrams showing a modification of the second embodiment. Each of Fig. 11 and Fig. 12 shows an XYZ Cartesian coordinate system. In the basic configuration shown in Figs. 7 to 10, the angle of the bottom surface of the support base 620 with respect to the horizontal line LH is "0". Note that the horizontal line LH is a reference line parallel to the Y direction.
図１１に示すように、変形例では水平線ＬＨに対し支持台６２０に角度αの傾きを持たせている。すなわち、図１１及び図１２で示した変形例は、支持台６２０の底面は水平線ＬＨに対し、＋Ｚ方向に向けて“０”でない有意な角度αの傾きを有している。なお、基本構成と同様、変形例においても計測用レーザー光ＬＭは＋Ｙ方向に沿った方向を照射方向ＤＬとしている。なお、角度αの傾きを安定性良く維持させるため支持台６２０を固定する支持台固定部品を別途設けることが望ましい。 As shown in Figure 11, in this modified example, the support base 620 is inclined at an angle α with respect to the horizontal line LH. That is, in the modified example shown in Figures 11 and 12, the bottom surface of the support base 620 is inclined at a significant angle α, which is not "0", in the +Z direction with respect to the horizontal line LH. As with the basic configuration, in this modified example, the irradiation direction DL of the measurement laser light LM is along the +Y direction. Note that, in order to stably maintain the inclination at angle α, it is desirable to provide a separate support base fixing component for fixing the support base 620.
したがって、図１２に示すように、受光面Ｆ６０の法線方向Ｖ６０は計測用レーザー光ＬＭの照射方向ＤＬに対し下方（－Ｚ方向）に向けて角度αを有することになる。このため、＋Ｙ方向に沿った照射方向ＤＬで照射される計測用レーザー光ＬＭが計測部６０ａの受光面Ｆ６０で反射して得られる計測用レーザー反射光ＬＭ２は下方に向かう。角度αは計測用レーザー反射光ＬＭ２が収容空間Ｓ６５内に収まるように設定される。なお、角度αとして例えば３０度が考えられる。 As shown in Figure 12, the normal direction V60 of the light receiving surface F60 has an angle α directed downward (in the -Z direction) with respect to the irradiation direction DL of the measurement laser light LM. Therefore, the measurement laser light LM, which is irradiated in the irradiation direction DL along the +Y direction, is reflected by the light receiving surface F60 of the measurement unit 60a, and the reflected measurement laser light LM2 is directed downward. The angle α is set so that the reflected measurement laser light LM2 fits within the storage space S65. The angle α can be set to 30 degrees, for example.
すなわち、実施の形態２の変形例は、計測用レーザー光ＬＭの反射光となる計測用レーザー反射光ＬＭ２がアルミカバー６５の収容空間Ｓ６５内に収まるように、計測用レーザー光ＬＭの照射方向ＤＬと受光面Ｆ６０の法線方向Ｖ６０との間に有意な傾きである角度αを設けたことを特徴としている。 That is, the modified example of embodiment 2 is characterized by providing a significant inclination angle α between the irradiation direction DL of the measurement laser light LM and the normal direction V60 of the light-receiving surface F60, so that the reflected measurement laser light LM2, which is the reflected light of the measurement laser light LM, is contained within the storage space S65 of the aluminum cover 65.
このように、実施の形態２の変形例における支持用治具６２は、計測用レーザー反射光ＬＭ２がアルミカバー６５の収容空間Ｓ６５内に収まるように、計測用レーザー光ＬＭの照射方向ＤＬと受光面Ｆ６０の法線方向Ｖ６０との間に有意な角度αを設けてレーザーパワーメータ６０を支持している。 In this way, the support jig 62 in the modified example of embodiment 2 supports the laser power meter 60 with a significant angle α between the irradiation direction DL of the measurement laser light LM and the normal direction V60 of the light-receiving surface F60, so that the reflected measurement laser light LM2 fits within the storage space S65 of the aluminum cover 65.
したがって、実施の形態２の変形例では、計測用レーザー反射光ＬＭ２の方向を強制的に下方に向け、計測用レーザー反射光ＬＭ２がアルミカバー６５の収容空間Ｓ６５外に漏れないようにしている。 Therefore, in a modified example of embodiment 2, the direction of the reflected measurement laser light LM2 is forcibly directed downward to prevent the reflected measurement laser light LM2 from leaking outside the storage space S65 of the aluminum cover 65.
実施の形態２の半導体製造装置１０２の変形例における支持用治具６２は上記特徴を有するため、計測用レーザー光ＬＭの反射光（計測用レーザー反射光ＬＭ２）及び散乱光を、アルミカバー６５の収容空間Ｓ６５に留めることができる。 The support jig 62 in the modified example of the semiconductor manufacturing apparatus 102 of embodiment 2 has the above-described characteristics, so that the reflected light (reflected measurement laser light LM2) and scattered light of the measurement laser light LM can be contained within the storage space S65 of the aluminum cover 65.
その結果、実施の形態２の変形例は、計測用レーザー光ＬＭによる製造用レーザー光ＬＰへの影響をより小さくすることができる。 As a result, the modified example of embodiment 2 can further reduce the effect of measurement laser light LM on manufacturing laser light LP.
＜実施の形態３＞
実施の形態３は半導体製造装置を用いた半導体装置の製造方法である。半導体製造装置として、図１及び図２で示した基本技術の半導体製造装置１００、図３～図５で示した実施の形態１の半導体製造装置１０１、図６～図１２で示した実施の形態２の半導体製造装置１０２のうち、いずれかを用いる。なお、実施の形態２の半導体製造装置１０２は図１１及び図１２で示した変形例を含んでいる。
<Third Embodiment>
The third embodiment is a method for manufacturing a semiconductor device using a semiconductor manufacturing apparatus. The semiconductor manufacturing apparatus is any one of the semiconductor manufacturing apparatus 100 of the basic technology shown in Figures 1 and 2, the semiconductor manufacturing apparatus 101 of the first embodiment shown in Figures 3 to 5, and the semiconductor manufacturing apparatus 102 of the second embodiment shown in Figures 6 to 12. The semiconductor manufacturing apparatus 102 of the second embodiment includes the modified example shown in Figures 11 and 12.
図１３は本開示の実施の形態３である半導体装置の製造方法の処理の流れを示すフローチャートである。以下、半導体製造装置１００を用いた場合を例にして、実施の形態３の半導体装置の製造方法の処理の流れを説明する。 Figure 13 is a flowchart showing the process flow of the semiconductor device manufacturing method according to the third embodiment of the present disclosure. Below, the process flow of the semiconductor device manufacturing method according to the third embodiment will be explained using the semiconductor manufacturing apparatus 100 as an example.
実施の形態３において、レーザー照射対象物は第１及び第２の主面を有する半導体ウエハ５０となり、半導体ウエハ５０は対象物保持部材であるチャンバー５によって保持されている。 In embodiment 3, the object to be irradiated with the laser is a semiconductor wafer 50 having first and second principal surfaces, and the semiconductor wafer 50 is held by a chamber 5, which is an object holding member.
まず、ステップＳＴ１１において、半導体ウエハ５０対し、第１の主面側から不純物イオンを注入する。 First, in step ST11, impurity ions are implanted into the semiconductor wafer 50 from the first main surface side.
ステップＳＴ１１のイオン注入工程によって半導体ウエハ５０に形成される半導体素子として、パワー半導体素子が考えられ、パワー半導体素子として、例えば、ダイオード素子、スイッチング素子等が考えられる。 The semiconductor element formed on the semiconductor wafer 50 by the ion implantation process of step ST11 may be a power semiconductor element, and examples of the power semiconductor element include a diode element, a switching element, etc.
また、半導体ウエハ５０の構成材料は、例えば珪素（シリコン）、炭化珪素、窒化ガリウム系材料、酸化ガリウム系材料、ダイヤモンド等が考えられる。また、シリコンだけではなく、シリコンに比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体を構成材料としても良い。 The semiconductor wafer 50 may be made of, for example, silicon, silicon carbide, gallium nitride-based materials, gallium oxide-based materials, diamond, etc. In addition to silicon, wide bandgap semiconductors with a larger bandgap than silicon may also be used as the material.
ステップＳＴ１１の実行後、ステップＳＴ１２において、半導体製造装置１００を用いて、製造用レーザー光ＬＰに含まれる実照射レーザー光ＲＬＰを半導体ウエハ５０の第１の主面側から照射して、半導体ウエハ５０に注入された不純物イオンを活性化する。その結果、半導体ウエハ５０に注入された不純物が拡散する。 After step ST11 is performed, in step ST12, the semiconductor manufacturing apparatus 100 is used to irradiate the first main surface of the semiconductor wafer 50 with actual irradiation laser light RLP included in the manufacturing laser light LP, thereby activating the impurity ions implanted in the semiconductor wafer 50. As a result, the impurities implanted in the semiconductor wafer 50 diffuse.
このように、ステップＳＴ１２の処理は、ステップＳＴ１１の実行時にイオン注入された不純物を活性化させるための熱処理を伴うアニール工程となる。ステップＳＴ１２のアニール工程時において、製造用レーザー光ＬＰに含まれる実照射レーザー光ＲＬＰが半導体ウエハ５０に照射される。 In this way, the processing of step ST12 is an annealing process that involves heat treatment to activate the impurities ion-implanted during execution of step ST11. During the annealing process of step ST12, the actual irradiation laser light RLP included in the manufacturing laser light LP is irradiated onto the semiconductor wafer 50.
実照射レーザー光ＲＬＰの照射によるアニール工程では不純物イオンを活性化させるべく、例えば１Ｗ以上の高いパワーで行う必要があり、この点において、実照射レーザー光ＲＬＰを照射する半導体製造装置１００は有用な製造装置となる。なぜなら、２つのレーザー光Ｌ１及びＬ２によって生成される熱量は、単一のレーザー光によって生成される熱量より大きくなるからである。 The annealing process using the actual laser light RLP must be performed at a high power, for example, 1 W or more, to activate the impurity ions. In this respect, the semiconductor manufacturing apparatus 100 that irradiates the actual laser light RLP is a useful manufacturing apparatus. This is because the amount of heat generated by the two laser lights L1 and L2 is greater than the amount of heat generated by a single laser light.
特に、半導体ウエハ５０が８インチや１２インチといった大口径ウエハとなる場合、生産性を向上させることができる。また、炭化珪素（ＳｉＣ）などのワイドバンドギャップ半導体を構成材料とした半導体ウエハ５０をアニールする場合、シリコンを構成材料とした半導体ウエハ５０よりも高い温度でアニール工程を行う必要がある。この点においても、比較的高い出力の実照射レーザー光ＲＬＰを照射する半導体製造装置１００は有用な製造装置となる。 In particular, productivity can be improved when the semiconductor wafers 50 are large diameter wafers, such as 8 inches or 12 inches. Furthermore, when annealing a semiconductor wafer 50 made of a wide bandgap semiconductor such as silicon carbide (SiC), the annealing process must be carried out at a higher temperature than for semiconductor wafers 50 made of silicon. In this respect, too, the semiconductor manufacturing apparatus 100, which irradiates actual irradiation laser light RLP with a relatively high output, is a useful manufacturing apparatus.
ステップＳＴ１１の実行後、上述したステップＳＴ１２と並行して実行されるステップＳＴ１３において、半導体製造装置１００を用い、レーザー計測部材４によって計測された計測用レーザー光ＬＭの計測用レーザーパワーをモニタする。 After step ST11 is performed, in step ST13, which is performed in parallel with step ST12 described above, the semiconductor manufacturing apparatus 100 monitors the measurement laser power of the measurement laser light LM measured by the laser measurement member 4.
この際、ＰＤ６によって補助計測用レーザー光ＬＳＭの補助計測用レーザーパワーも併せてモニタされる。 At this time, PD6 also monitors the auxiliary measurement laser power of the auxiliary measurement laser light LSM.
実施の形態３の半導体装置の製造方法は、ステップＳＴ１２及びＳＴ１３の処理を半導体製造装置１００、半導体製造装置１０１及び半導体製造装置１０２のいずれかを用いて行っている。 In the semiconductor device manufacturing method of embodiment 3, the processes of steps ST12 and ST13 are performed using semiconductor manufacturing equipment 100, semiconductor manufacturing equipment 101, or semiconductor manufacturing equipment 102.
このため、実施の形態３の半導体装置の製造方法は、ステップＳＴ１３において計測用レーザーパワーをモニタして製造用レーザーパワー（実照射レーザーパワー）を検証することにより、ステップＳＴ１２のアニール工程が適切に行われているか否かを常時監視することができる。 For this reason, the semiconductor device manufacturing method of embodiment 3 monitors the measurement laser power in step ST13 to verify the manufacturing laser power (actual irradiation laser power), thereby making it possible to constantly monitor whether the annealing process in step ST12 is being performed properly.
＜その他＞
なお、本開示は、その開示の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
<Others>
It should be noted that, within the scope of the present disclosure, it is possible to freely combine the embodiments, and to modify or omit the embodiments as appropriate.
例えば、上述した基本技術、実施の形態では、半導体製造装置１００～１０２が２つのレーザー発振器１及び２で構成される場合を示したが、３以上の複数のレーザー発振器で構成しても良い。この場合、３以上の複数のレーザー発振器から照射させる複数のレーザー光間で光軸を重ねて中間レーザー光を一時的に生成し、中間レーザー光を計測用レーザー光ＬＭと製造用レーザー光ＬＰとに分離する光分離技術を用いることになる。 For example, while the basic technology and embodiments described above show cases in which semiconductor manufacturing equipment 100-102 is configured with two laser oscillators 1 and 2, it may also be configured with three or more laser oscillators. In this case, an optical separation technique is used in which the optical axes of multiple laser beams emitted from three or more laser oscillators are overlapped to temporarily generate intermediate laser beams, and the intermediate laser beams are separated into measurement laser beam LM and manufacturing laser beam LP.
３以上の複数のレーザー光を照射することにより、２つのレーザー光の照射以上の熱量が生成できるため、３以上の複数のレーザー発振器を有する半導体製造装置はアニール効果をより高めることができる。 By irradiating three or more laser beams, more heat can be generated than by irradiating two laser beams, so semiconductor manufacturing equipment with three or more laser oscillators can further enhance the annealing effect.
以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。 The various aspects of this disclosure are summarized below as appendices.
（付記１）
第１のレーザー光を照射する第１のレーザー発振器と、
第２のレーザー光を照射する第２のレーザー発振器とを備え、前記第２のレーザー光は前記第１のレーザー光の照射から遅延時間の経過後に照射され、前記遅延時間は第１及び第２のレーザー光間で互いに影響を受けない長さに設定され、
前記第１及び第２のレーザー光を受け、前記第１及び第２のレーザー光間で光軸を重ねた中間レーザー光を生成し、前記中間レーザー光を計測用レーザー光と製造用レーザー光とに分離するスプリッタと、
前記計測用レーザー光を受け、前記計測用レーザー光のパワーである計測用レーザーパワーを計測するレーザー計測部材とをさらに備え、
前記計測用レーザー光と前記製造用レーザー光とは一定の比率で分離され、
前記製造用レーザー光は半導体装置の製造に用いられ、レーザー照射対象物に照射される、
半導体製造装置。
(Appendix 1)
a first laser oscillator that emits a first laser beam;
a second laser oscillator for irradiating a second laser beam, the second laser beam being irradiated after a delay time has elapsed since the irradiation of the first laser beam, and the delay time being set to a length such that the first and second laser beams are not affected by each other;
a splitter that receives the first and second laser beams, generates an intermediate laser beam by overlapping optical axes of the first and second laser beams, and splits the intermediate laser beam into a measurement laser beam and a manufacturing laser beam;
a laser measuring member that receives the measurement laser light and measures a measurement laser power that is a power of the measurement laser light,
the measurement laser beam and the manufacturing laser beam are separated at a certain ratio,
The manufacturing laser light is used in manufacturing a semiconductor device and is irradiated onto a laser irradiation target.
Semiconductor manufacturing equipment.
（付記２）
付記１記載の半導体製造装置であって、
前記レーザー計測部材は、
前記計測用レーザー光を受け、セラミックスを構成材料とする受光部と、
測温抵抗体を有し、前記計測用レーザー光を受光しないセンサー配置領域に設けられる温度センサーとを含み、
前記測温抵抗体は前記受光部の温度変化に伴い抵抗値が変化する、
半導体製造装置。
(Appendix 2)
2. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1,
The laser measurement member is
a light receiving unit that receives the measurement laser light and is made of ceramics;
a temperature sensor having a resistance temperature detector and provided in a sensor arrangement area that does not receive the measurement laser light,
The resistance temperature detector changes its resistance value in accordance with a change in temperature of the light receiving portion.
Semiconductor manufacturing equipment.
（付記３）
付記１記載の半導体製造装置であって、
前記レーザー計測部材は、
前記計測用レーザー光を受け、前記計測用レーザーパワーを直接計測する計測部を有するレーザー計測機器と、
前記レーザー計測機器を下方から支持する支持用治具とを含み、
前記支持用治具は前記計測部の配置高さを調整する高さ調整機能を有する、
半導体製造装置。
(Appendix 3)
2. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1,
The laser measurement member is
a laser measuring device having a measuring unit that receives the measurement laser light and directly measures the measurement laser power;
a support jig that supports the laser measuring device from below,
The support jig has a height adjustment function for adjusting the placement height of the measurement unit.
Semiconductor manufacturing equipment.
（付記４）
付記３記載の半導体製造装置であって、
前記レーザー計測部材は、
前記計測部による前記計測用レーザー光の受光を妨げることなく、前記レーザー計測機器及び前記支持用治具を収容する収容空間を有する金属製のカバー部材をさらに含む、
半導体製造装置。
(Appendix 4)
4. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 3,
The laser measurement member is
a metal cover member having an accommodation space for accommodating the laser measuring device and the supporting jig without interfering with reception of the measurement laser light by the measuring unit;
Semiconductor manufacturing equipment.
（付記５）
付記４記載の半導体製造装置であって、
前記計測部は前記計測用レーザー光を受ける平面構造の受光面を有し、
前記支持用治具は、
前記計測用レーザー光の反射光が前記カバー部材の前記収容空間内に収まるように、前記計測用レーザー光の照射方向と前記受光面の法線方向との間に有意な傾きを設けて前記レーザー計測機器を支持する、
半導体製造装置。
(Appendix 5)
5. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 4,
the measurement unit has a light receiving surface with a planar structure that receives the measurement laser light,
The supporting jig is
the laser measuring device is supported with a significant inclination between the irradiation direction of the measurement laser light and the normal direction of the light receiving surface so that the reflected light of the measurement laser light is contained within the accommodation space of the cover member.
Semiconductor manufacturing equipment.
（付記６）
付記１から付記５のいずれかに記載の半導体製造装置であって、
前記レーザー照射対象物を保持する対象物保持部材と、
前記製造用レーザー光を実照射レーザー光と補助計測用レーザー光とに分離する光分離部材とをさらに備え、
前記補助計測用レーザー光と前記実照射レーザー光とは一定の比率で分離され、
前記製造用レーザー光に含まれる前記実照射レーザー光が半導体装置の製造に用いられ、
前記レーザー照射対象物は前記実照射レーザー光を受光するように配置され、
前記半導体製造装置は、
前記補助計測用レーザー光を受け、前記補助計測用レーザー光のパワーである補助計測用レーザーパワーを計測する補助レーザー計測部材をさらに備える、
半導体製造装置。
(Appendix 6)
6. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1,
an object holding member that holds the laser irradiation object;
a light separating member that separates the manufacturing laser beam into an actual irradiation laser beam and an auxiliary measurement laser beam,
the auxiliary measurement laser light and the actual irradiation laser light are separated at a certain ratio,
the actual irradiation laser light included in the manufacturing laser light is used for manufacturing a semiconductor device,
the laser irradiation target is positioned to receive the actual irradiation laser light,
The semiconductor manufacturing device includes:
further comprising an auxiliary laser measurement member that receives the auxiliary measurement laser light and measures an auxiliary measurement laser power, which is the power of the auxiliary measurement laser light;
Semiconductor manufacturing equipment.
（付記７）
付記１から付記６のいずれかに記載の半導体製造装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記レーザー照射対象物は半導体ウエハを含み、
(a) 前記半導体ウエハに不純物イオンを注入するステップと、
(b) 前記半導体製造装置を用い、前記半導体ウエハに前記製造用レーザー光を照射して、前記半導体ウエハに注入された不純物イオンを活性化するステップと、
(c) 前記ステップ(b)と並行して実行され、前記半導体製造装置を用い、前記レーザー計測部材によって計測された前記計測用レーザーパワーをモニタするステップとを備える、
半導体装置の製造方法。
(Appendix 7)
A method for manufacturing a semiconductor device using the semiconductor manufacturing apparatus according to any one of Supplementary Note 1 to Supplementary Note 6,
the laser irradiation object includes a semiconductor wafer,
(a) implanting impurity ions into the semiconductor wafer;
(b) irradiating the semiconductor wafer with the manufacturing laser light using the semiconductor manufacturing equipment to activate the impurity ions implanted in the semiconductor wafer;
(c) a step, which is executed in parallel with the step (b), of monitoring the measurement laser power measured by the laser measurement member using the semiconductor manufacturing apparatus.
A method for manufacturing a semiconductor device.
１，２ レーザー発振器、３ スプリッタ、４ レーザー計測部材、５ チャンバー、６ ＰＤ、７ プロファイラー、８ パワーメータ計測部品群、１１～１６ ミラー、４０ ダンパー、４１ 温度センサー、４５ セラミック受光部、５０ 半導体ウエハ、６０ レーザーパワーメータ、６０ａ 計測部、６２ 支持用治具、６５ アルミカバー、６２０ 支持台、６２１ 本体部、６２２ 高さ調整つまみ、６２３ 接続軸、ＬＭ 計測用レーザー光、ＬＭ２ 計測用レーザー反射光、ＬＰ 製造用レーザー光、ＬＳＭ 補助計測用レーザー光、ＲＬＰ 実照射レーザー光。 1, 2 Laser oscillator, 3 Splitter, 4 Laser measurement component, 5 Chamber, 6 PD, 7 Profiler, 8 Power meter measurement components, 11-16 Mirrors, 40 Damper, 41 Temperature sensor, 45 Ceramic light receiving unit, 50 Semiconductor wafer, 60 Laser power meter, 60a Measurement unit, 62 Support jig, 65 Aluminum cover, 620 Support base, 621 Main body, 622 Height adjustment knob, 623 Connection shaft, LM Measurement laser light, LM2 Measurement laser reflected light, LP Manufacturing laser light, LSM Auxiliary measurement laser light, RLP Actual irradiation laser light.
Claims (6)
第１のレーザー光を照射する第１のレーザー発振器と、
第２のレーザー光を照射する第２のレーザー発振器とを備え、前記第２のレーザー光は前記第１のレーザー光の照射から遅延時間の経過後に照射され、前記遅延時間は第１及び第２のレーザー光間で互いに影響を受けない長さに設定され、
前記第１及び第２のレーザー光を受け、前記第１及び第２のレーザー光間で光軸を重ねた中間レーザー光を生成し、前記中間レーザー光を計測用レーザー光と製造用レーザー光とに分離するスプリッタと、
前記計測用レーザー光を受け、前記計測用レーザー光のパワーである計測用レーザーパワーを計測するレーザー計測部材とをさらに備え、
前記計測用レーザー光と前記製造用レーザー光とは一定の比率で分離され、
前記製造用レーザー光は半導体装置の製造に用いられ、レーザー照射対象物に照射され、
半導体製造装置は、
前記レーザー照射対象物を保持する対象物保持部材と、
前記製造用レーザー光を実照射レーザー光と補助計測用レーザー光とに分離する光分離部材とをさらに備え、
前記補助計測用レーザー光と前記実照射レーザー光とは一定の比率で分離され、
前記製造用レーザー光に含まれる前記実照射レーザー光が半導体装置の製造に用いられ、
前記レーザー照射対象物は前記実照射レーザー光を受光するように配置され、
前記半導体製造装置は、
前記補助計測用レーザー光を受け、前記補助計測用レーザー光のパワーである補助計測用レーザーパワーを計測する補助レーザー計測部材をさらに備える、
半導体製造装置。 A semiconductor manufacturing device,
a first laser oscillator that emits a first laser beam;
a second laser oscillator for irradiating a second laser beam, the second laser beam being irradiated after a delay time has elapsed since the irradiation of the first laser beam, and the delay time being set to a length such that the first and second laser beams are not affected by each other;
a splitter that receives the first and second laser beams, generates an intermediate laser beam by overlapping optical axes of the first and second laser beams, and splits the intermediate laser beam into a measurement laser beam and a manufacturing laser beam;
a laser measuring member that receives the measurement laser light and measures a measurement laser power that is a power of the measurement laser light,
the measurement laser beam and the manufacturing laser beam are separated at a certain ratio,
the manufacturing laser beam is used in manufacturing a semiconductor device, and is irradiated onto an object to be irradiated with the laser beam;
Semiconductor manufacturing equipment
an object holding member that holds the laser irradiation object;
a light separating member that separates the manufacturing laser beam into an actual irradiation laser beam and an auxiliary measurement laser beam,
the auxiliary measurement laser light and the actual irradiation laser light are separated at a certain ratio,
the actual irradiation laser light included in the manufacturing laser light is used for manufacturing a semiconductor device,
the laser irradiation target is positioned to receive the actual irradiation laser light,
The semiconductor manufacturing device includes:
further comprising an auxiliary laser measurement member that receives the auxiliary measurement laser light and measures an auxiliary measurement laser power, which is the power of the auxiliary measurement laser light;
Semiconductor manufacturing equipment.
前記レーザー計測部材は、
前記計測用レーザー光を受け、セラミックスを構成材料とする受光部と、
測温抵抗体を有し、前記計測用レーザー光を受光しないセンサー配置領域に設けられる温度センサーとを含み、
前記測温抵抗体は前記受光部の温度変化に伴い抵抗値が変化する、
半導体製造装置。 2. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1,
The laser measurement member is
a light receiving unit that receives the measurement laser light and is made of ceramics;
a temperature sensor having a resistance temperature detector and provided in a sensor arrangement area that does not receive the measurement laser light,
The resistance temperature detector changes its resistance value in accordance with a change in temperature of the light receiving portion.
Semiconductor manufacturing equipment.
前記レーザー計測部材は、
前記計測用レーザー光を受け、前記計測用レーザーパワーを直接計測する計測部を有するレーザー計測機器と、
前記レーザー計測機器を下方から支持する支持用治具とを含み、
前記支持用治具は前記計測部の配置高さを調整する高さ調整機能を有する、
半導体製造装置。 2. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1,
The laser measurement member is
a laser measuring device having a measuring unit that receives the measurement laser light and directly measures the measurement laser power;
a support jig that supports the laser measuring device from below,
The support jig has a height adjustment function for adjusting the placement height of the measurement unit.
Semiconductor manufacturing equipment.
前記レーザー計測部材は、
前記計測部による前記計測用レーザー光の受光を妨げることなく、前記レーザー計測機器及び前記支持用治具を収容する収容空間を有する金属製のカバー部材をさらに含む、
半導体製造装置。 4. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 3,
The laser measurement member is
a metal cover member having an accommodation space for accommodating the laser measuring device and the supporting jig without interfering with reception of the measurement laser light by the measuring unit;
Semiconductor manufacturing equipment.
第２のレーザー光を照射する第２のレーザー発振器とを備え、前記第２のレーザー光は前記第１のレーザー光の照射から遅延時間の経過後に照射され、前記遅延時間は第１及び第２のレーザー光間で互いに影響を受けない長さに設定され、
前記第１及び第２のレーザー光を受け、前記第１及び第２のレーザー光間で光軸を重ねた中間レーザー光を生成し、前記中間レーザー光を計測用レーザー光と製造用レーザー光とに分離するスプリッタと、
前記計測用レーザー光を受け、前記計測用レーザー光のパワーである計測用レーザーパワーを計測するレーザー計測部材とをさらに備え、
前記計測用レーザー光と前記製造用レーザー光とは一定の比率で分離され、
前記製造用レーザー光は半導体装置の製造に用いられ、レーザー照射対象物に照射され、
前記レーザー計測部材は、
前記計測用レーザー光を受け、前記計測用レーザーパワーを直接計測する計測部を有するレーザー計測機器と、
前記レーザー計測機器を下方から支持する支持用治具とを含み、
前記支持用治具は前記計測部の配置高さを調整する高さ調整機能を有し、
前記レーザー計測部材は、
前記計測部による前記計測用レーザー光の受光を妨げることなく、前記レーザー計測機器及び前記支持用治具を収容する収容空間を有する金属製のカバー部材をさらに含み、
前記計測部は前記計測用レーザー光を受ける平面構造の受光面を有し、
前記支持用治具は、
前記計測用レーザー光の反射光が前記カバー部材の前記収容空間内に収まるように、前記計測用レーザー光の照射方向と前記受光面の法線方向との間に有意な傾きを設けて前記レーザー計測機器を支持する、
半導体製造装置。 a first laser oscillator that emits a first laser beam;
a second laser oscillator for irradiating a second laser beam, the second laser beam being irradiated after a delay time has elapsed since the irradiation of the first laser beam, and the delay time being set to a length such that the first and second laser beams are not affected by each other;
a splitter that receives the first and second laser beams, generates an intermediate laser beam by overlapping optical axes of the first and second laser beams, and splits the intermediate laser beam into a measurement laser beam and a manufacturing laser beam;
a laser measuring member that receives the measurement laser light and measures a measurement laser power that is a power of the measurement laser light,
the measurement laser beam and the manufacturing laser beam are separated at a certain ratio,
the manufacturing laser beam is used in manufacturing a semiconductor device, and is irradiated onto an object to be irradiated with the laser beam;
The laser measurement member is
a laser measuring device having a measuring unit that receives the measurement laser light and directly measures the measurement laser power;
a support jig that supports the laser measuring device from below,
the support jig has a height adjustment function for adjusting the placement height of the measurement unit,
The laser measurement member is
a metal cover member having an accommodation space for accommodating the laser measuring device and the supporting jig without interfering with reception of the measurement laser light by the measuring unit,
the measurement unit has a light receiving surface with a planar structure that receives the measurement laser light,
The supporting jig is
the laser measuring device is supported with a significant inclination between the irradiation direction of the measurement laser light and the normal direction of the light receiving surface so that the reflected light of the measurement laser light is contained within the accommodation space of the cover member.
Semiconductor manufacturing equipment.
前記レーザー照射対象物は半導体ウエハを含み、
(a) 前記半導体ウエハに不純物イオンを注入するステップと、
(b) 前記半導体製造装置を用い、前記半導体ウエハに前記製造用レーザー光を照射して、前記半導体ウエハに注入された不純物イオンを活性化するステップと、
(c) 前記ステップ(b)と並行して実行され、前記半導体製造装置を用い、前記レーザー計測部材によって計測された前記計測用レーザーパワーをモニタするステップとを備える、
半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device using the semiconductor manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
the laser irradiation object includes a semiconductor wafer,
(a) implanting impurity ions into the semiconductor wafer;
(b) irradiating the semiconductor wafer with the manufacturing laser light using the semiconductor manufacturing equipment to activate the impurity ions implanted in the semiconductor wafer;
(c) a step, which is executed in parallel with the step (b), of monitoring the measurement laser power measured by the laser measurement member using the semiconductor manufacturing apparatus.
A method for manufacturing a semiconductor device.
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