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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024172283
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】半導体製造装置及び半導体装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/268 20060101AFI20241205BHJP
H01L 21/265 20060101ALI20241205BHJP
【ＦＩ】
H01L21/268 T
H01L21/268 J
H01L21/265 602C
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023089890
(22)【出願日】2023-05-31
(71)【出願人】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088672
【弁理士】
【氏名又は名称】吉竹 英俊
(74)【代理人】
【識別番号】100088845
【弁理士】
【氏名又は名称】有田 貴弘
(72)【発明者】
【氏名】前田 勝
(57)【要約】
【課題】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。
【解決手段】レーザー発振器１はレーザー光Ｌ１を照射し、レーザー発振器２はレーザー光Ｌ２を照射する。スプリッタ３はレーザー光Ｌ１及びＬ２を受け、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はレーザー計測部材４に照射され、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に照射される。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。
【選択図】図１
【解決手段】レーザー発振器１はレーザー光Ｌ１を照射し、レーザー発振器２はレーザー光Ｌ２を照射する。スプリッタ３はレーザー光Ｌ１及びＬ２を受け、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はレーザー計測部材４に照射され、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に照射される。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。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項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。
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。
【請求項2】
請求項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。
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。
【請求項3】
請求項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。
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。
【請求項4】
請求項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。
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。
【請求項5】
請求項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。
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。
【請求項6】
請求項１から請求項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。
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。
【請求項7】
請求項１から請求項５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。
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－１６２９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【課題を解決するための手段】
【0010】
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。
【発明の効果】
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本開示の基本技術となる半導体製造装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図2】２つのレーザー光の時間変化を示すグラフである。
【図3】実施の形態１である半導体製造装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図6】実施の形態２である半導体製造装置の基本構成を模式的に示す説明図である。
【図9】レーザーパワーメータの全体構成を示す説明図（その１）である。
【図10】レーザーパワーメータの全体構成を示す説明図（その２）である。
【図11】実施の形態２の変形例を示す説明図（その１）である。
【図12】実施の形態２の変形例を示す説明図（その２）である。
【図13】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。
【発明を実施するための形態】
【0015】
＜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。
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
＜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。
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。
【0049】
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
＜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。
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。
【0079】
【0080】
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。
【0081】
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。
【0082】
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。
【0083】
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。
【0084】
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。
【0085】
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。
【0086】
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。
【0087】
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。
【0088】
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。
【0089】
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。
【0090】
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。
【0091】
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。
【0092】
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。
【0093】
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。
【0094】
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。
【0095】
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。
【0096】
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。
【0097】
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。
【0098】
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。
【0099】
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。
【0100】
（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。
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。
【0101】
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。
【0102】
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。
【0103】
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。
【0104】
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。
【0105】
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。
【0106】
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。
【0107】
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。
【0108】
＜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。
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。
【0109】
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。
【0110】
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。
【0111】
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。
【0112】
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。
【0113】
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。
【0114】
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。
【0115】
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。
【0116】
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。
【0117】
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。
【0118】
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。
【0119】
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。
【0120】
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。
【0121】
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。
【0122】
＜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。
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。
【0123】
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。
【0124】
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。
【0125】
以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【0126】
（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。
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。
【0127】
（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。
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。
【0128】
（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。
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。
【0129】
（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。
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。
【0130】
（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。
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。
【0131】
（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。
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。
【0132】
（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。
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。
【符号の説明】
【0133】
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。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】