(57)【要約】  本開示のレーザアニール装置は、被加工物に形成された薄膜に照射されるパルスレーザ光を出射するレーザ光源部と、前記パルスレーザ光のパルス幅を変化させるパルス幅可変部と、前記パルスレーザ光が照射された前記薄膜の溶融状態を検出する溶融状態計測部と、前記溶融状態計測部による検出結果に基づいて前記薄膜の溶融状態持続時間を求め、前記溶融状態持続時間が所定の長さとなるように、前記パルス幅可変部を制御する制御部とを備えてもよい。
2014156818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物に形成された薄膜に照射されるパルスレーザ光を出射するレーザ光源部と、
前記パルスレーザ光のパルス幅を変化させるパルス幅可変部と、
前記パルスレーザ光が照射された前記薄膜の溶融状態を検出する溶融状態計測部と、
前記溶融状態計測部による検出結果に基づいて前記薄膜の溶融状態持続時間を求め、前記溶融状態持続時間が所定の長さとなるように、前記パルス幅可変部を制御する制御部と
を備えたレーザアニール装置。
【請求項２】
前記溶融状態計測部は、前記被加工物に形成された薄膜の反射率、および前記被加工物の透過率のいずれか一方を計測することにより、前記薄膜の溶融状態を検出する
請求項１に記載のレーザアニール装置。
【請求項３】
前記パルス幅可変部は、光学パルスストレッチャである
請求項１に記載のレーザアニール装置。
【請求項４】
前記被加工物の表面に液体を供給する液体供給部をさらに備えた
請求項１に記載のレーザアニール装置。
【請求項５】
前記溶融状態計測部は、
計測用レーザ光を出射する計測用レーザ光源と、
前記計測用レーザ光源から前記薄膜に照射されて反射された光を検出する受光部と
を備えた請求項１に記載のレーザアニール装置。
【請求項６】
前記溶融状態計測部は、
計測用レーザ光を出射する計測用レーザ光源と、
前記計測用レーザ光源から前記薄膜に照射されて前記被加工物を透過した光を検出する受光部と
を備えた請求項１に記載のレーザアニール装置。
【請求項７】
複数の電極を備え、被加工物に形成された薄膜に照射されるパルスレーザ光を出射するレーザ光源部と、
前記複数の電極のうち、第１の１対の電極の放電から第２の１対の電極の放電までの間に遅延を設ける遅延回路と、
前記パルスレーザ光が照射された前記薄膜の溶融状態を検出する溶融状態計測部と、
前記溶融状態計測部による検出結果に基づいて前記薄膜の溶融状態持続時間を求め、前記溶融状態持続時間が所定の長さとなるように、前記遅延回路を制御する制御部と
を備えたレーザアニール装置。
【請求項８】
前記溶融状態計測部は、前記被加工物に形成された薄膜の反射率、および前記被加工物の透過率のいずれか一方を計測することにより、前記薄膜の溶融状態を検出する
請求項７に記載のレーザアニール装置。
【請求項９】
前記被加工物の表面に液体を供給する液体供給部をさらに備えた
請求項７に記載のレーザアニール装置。
【請求項１０】
前記溶融状態計測部は、
計測用レーザ光を出射する計測用レーザ光源と、
前記計測用レーザ光源から前記薄膜に照射されて反射された光を検出する受光部と
を備えた請求項７に記載のレーザアニール装置。
【請求項１１】
前記溶融状態計測部は、
計測用レーザ光を出射する計測用レーザ光源と、
前記計測用レーザ光源から前記薄膜に照射されて前記被加工物を透過した光を検出する受光部と
を備えた請求項７に記載のレーザアニール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザアニール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガラス基板やシリコン基板の上に成膜されたアモルファス膜を結晶化させ多結晶膜にする方法として、レーザアニールがある。このレーザアニールは、例えば、シリコン基板の上に成膜されたアモルファスシリコン膜にレーザ光をパルス照射することにより、多結晶シリコン膜にするものであり、エキシマレーザ等が搭載されているレーザアニール装置が用いられる。このように多結晶シリコン膜が形成されることにより、薄膜トランジスタを形成することができ、このように薄膜トランジスタが形成された基板は、液晶ディスプレイ等に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０９９４３号公報
【特許文献２】米国特許第６５３５５３１号明細書
【特許文献３】米国特許第６９２８０９３号明細書
【特許文献４】米国特許第８２６５１０９号明細書
【概要】
【０００４】
本開示のレーザアニール装置は、被加工物に形成された薄膜に照射されるパルスレーザ光を出射するレーザ光源部と、前記パルスレーザ光のパルス幅を変化させるパルス幅可変部と、前記パルスレーザ光が照射された前記薄膜の溶融状態を検出する溶融状態計測部と、前記溶融状態計測部による検出結果に基づいて前記薄膜の溶融状態持続時間を求め、前記溶融状態持続時間が所定の長さとなるように、前記パルス幅可変部を制御する制御部とを備えてもよい。
【０００５】
本開示の他のレーザアニール装置は、複数の電極を備え、被加工物に形成された薄膜に照射されるパルスレーザ光を出射するレーザ光源部と、前記複数の電極のうち、第１の１対の電極の放電から第２の１対の電極の放電までの間に遅延を設ける遅延回路と、前記パルスレーザ光が照射された前記薄膜の溶融状態を検出する溶融状態計測部と、前記溶融状態計測部による検出結果に基づいて前記薄膜の溶融状態持続時間を求め、前記溶融状態持続時間が所定の長さとなるように、前記遅延回路を制御する制御部とを備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
【図１】本開示のレーザアニール装置の構造図
【図２】本開示のレーザアニール装置におけるレーザ光源部の構造図
【図３】光学パルスストレッチャの構造図
【図４】光学パルスストレッチャにおけるビームスプリッタを含む部分の上面図
【図５】光学パルスストレッチャによるパルス波形の波形図
【図６】ビームスプリッタの反射率とパルス幅ＴＩＳとの相関図
【図７】被加工物に成膜された薄膜の状態と反射率との関係図
【図８】本開示のレーザアニール方法のフローチャート（１）
【図９】本開示のレーザアニール方法のフローチャート（２）
【図１０】本開示の液体供給部を含むレーザアニール装置の構造図
【図１１】光学パルスストレッチャを複数設けたものの構造図
【図１２】複数の光学パルスストレッチャによるパルス波形の波形図
【図１３】１対の電極対が複数設けられているレーザ光源部の構造図
【図１４】１対の電極対が複数設けられているレーザ光源部より出射されるパルス波形の説明図
【図１５】本開示の他のレーザアニール装置の構造図（１）
【図１６】本開示の他のレーザアニール装置の構造図（２）
【図１７】被加工物に成膜された薄膜の状態と透過率との関係図
【図１８】本開示のレーザアニール方法のフローチャート（３）
【図１９】他の液体供給部の構造の説明図
【図２０】ＰＰＭ及び充電器の説明図
【図２１】制御部の説明図
【実施形態】
【０００７】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示の一例を示し、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。尚、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
【０００８】
目次
１．パルス幅制可変レーザ光源部を含むレーザアニール装置
１．１  構成
１．２  動作
１．３  作用
１．４  レーザ光源部
１．４．１  構成
１．４．２  動作
１．５  光学パルスストレッチャ
１．５．１  構成
１．５．２  動作
１．６  溶融計測部における反射率の計測
１．７  レーザアニール方法
１．８  その他
２．液体供給部を含むレーザアニール装置
２．１  構成
２．２  動作
２．３  作用
３．その他のパルス幅可変方法
３．１  複数の光学パルスストレッチャ
３．２  複数の電極対を有するエキシマレーザ光源
３．２．１  構成
３．２．２  動作
３．２．３  作用
４．他の溶融計測部の例示
４．１  反射率の計測
４．１．１  構成
４．１．２  動作
４．１．３  作用
４．２  透過率の計測
４．２．１  構成
４．２．２  動作
４．２．３  作用
４．２．４  溶融計測部における透過率の変化
４．２．５  透過率の変化による溶融時間Ｔｍの計測と凝集の検出
５．他の液体供給部
６．その他
６．１  エキシマレーザ光源の電源回路
６．２  制御部
【０００９】
１．パルス幅制可変レーザ光源部を含むレーザアニール装置
ところで、これまでのレーザアニール装置は、材料の凝集やアブレーション等を抑制しつつ、溶融状態持続時間（以下、溶融時間と称する）や溶融の深さを制御することが困難であった。また、純水雰囲気において行われるレーザアニールの場合においても、材料の凝集や水の蒸発等を制御しつつ、溶融時間や溶融の深さを制御することが困難であった。
【００１０】
１．１  構成
本開示のレーザアニール装置は、図１に示されるように、レーザ光源部１０、光路管２０、フレーム３０、光学系４０、溶融状態計測部（以下、溶融計測部と称する）５０、ＸＹＺステージ６０、テーブル７０、制御部８０等を含んでいてもよい。レーザ光源部１０は、パルス幅を可変することのできるレーザ光源であって、紫外線のパルスレーザ光を出力するエキシマレーザ光源を含むものであってもよい。
【００１１】
光路管２０は、レーザ光源部１０とフレーム３０とを接続してもよい。
【００１２】
光学系４０は、第１の高反射ミラー４１、第２の高反射ミラー４２、第３の高反射ミラー４３、フライアイレンズ４４、コンデンサ光学系４５を含んでもよい。第１の高反射ミラー４１、第２の高反射ミラー４２、第３の高反射ミラー４３、フライアイレンズ４４、コンデンサ光学系４５は、フレーム３０の内部に配置してもよい。第１の高反射ミラー４１、第２の高反射ミラー４２、第３の高反射ミラー４３、フライアイレンズ４４、コンデンサ光学系４５は、レーザ光源部１０より出射されたパルスレーザ光のフルーエンス（１パルス当たりのエネルギ密度）が、被加工物１００の所定の領域において略均一となるように配置してもよい。
【００１３】
フライアイレンズ４４、コンデンサ光学系４５、被加工物１００は、ケーラ照明となるように配置されてもよい。例えば、コンデンサ光学系４５を前側の焦点位置が、フライアイレンズ４４の焦点位置となるように配置し、後ろ側の焦点位置に被加工物１００を配置してもよい。
【００１４】
被加工物１００はテーブル７０の上に設置してもよい。被加工物１００は、ガラス等の基板の表面にアモルファスシリコン等の薄膜が成膜されたものであってもよい。テーブル７０はＸＹＺステージ６０に固定されていてもよい。
【００１５】
溶融計測部５０は、計測用レーザ光源５１と受光部となる光センサ５２とを含んでいてもよい。計測用レーザ光源５１及び光センサ５２は、計測用レーザ光源５１より出射された計測用レーザ光が被加工物１００の表面において反射され、この反射された光が光センサ５２により受光されるように配置してもよい。計測用レーザ光源５１は、波長１μｍ〜６６０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザであってもよい。例えば、波長６６０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザであってもよい。
【００１６】
制御部８０は、レーザ光源部１０より出射されるパルスレーザ光の発振トリガを生成するパルス発振器８１を備えてもよい。
【００１７】
１．２  動作
制御部８０は、被加工物１００がテーブル７０に設置されると、被加工物１００の加工位置がコンデンサ光学系４５の焦点位置となるように、ＸＹＺステージ６０を制御してもよい。
【００１８】
制御部８０は、レーザ光源部１０に目標のパルス幅と、目標のパルスエネルギを送信してもよい。
【００１９】
制御部８０は、発振トリガ信号をレーザ光源部１０に送信してもよい。これにより、レーザ光源部１０からは、目標のパルス幅及び目標のパルスエネルギとなるパルスレーザ光が出射されてもよい。
【００２０】
レーザ光源部１０より出射されたパルスレーザ光は、光路管２０を介し、フレーム３０内に入射してもよい。フレーム３０内に入射したパルスレーザ光は、第１の高反射ミラー４１、第２の高反射ミラー４２、第３の高反射ミラー４３において反射され、フライアイレンズ４４に入射し得る。
【００２１】
フライアイレンズ４４によって、複数の２次光源が生成され、コンデンサ光学系４５によって、コンデンサ光学系４５の後ろ側の焦点面に配置された被加工物１００の表面における所定の領域に、パルスレーザ光のフルーエンスが略均一に照射し得る。
【００２２】
パルスレーザ光が被加工物１００に照射されることにより、被加工物１００に成膜された薄膜、例えば、ガラス基板に成膜されたアモルファスシリコン膜が加熱され、レーザアニールが行われ得る。
【００２３】
また、溶融計測部５０における計測用レーザ光源５１より出射されたレーザ光は、被加工物１００に成膜された薄膜、例えば、アモルファスシリコン膜において反射され、反射された光は光センサ５２に入射してもよい。光センサ５２は、入射する光の光強度を常時検出してもよく、光センサ５２において検出された光強度の信号は、制御部８０に送信されてもよい。これにより、制御部８０は、レーザアニールが行われている状態における被加工物１００に成膜された薄膜からの反射率の経時変化を計測してもよい。
【００２４】
制御部８０において計測された反射率の経時変化から、被加工物１００に成膜された薄膜の溶融時間やアニール後の状態（結晶化状態か凝集しているか）等を判断してもよい。
【００２５】
制御部８０は、目標の溶融時間Ｔｍに近づくように、被加工物１００に成膜された薄膜の溶融時間とアニール後の状態に基づいて、レーザ光源部１０において、目標パルス幅及び目標パルスエネルギとなるように制御してもよい。
【００２６】
１．３  作用
溶融計測部５０において、被加工物１００に成膜された薄膜のアニール後の状態を検出し、制御部８０は、検出されたアニール後の状態と溶融時間に基づいて、目標の溶融時間となるように、パルスレーザ光のパルス幅とパルスエネルギを制御し得る。
【００２７】
また、パルスレーザ光のパルス幅を長くすることによって、被加工物１００に成膜された薄膜における凝集を抑制し、薄膜を結晶化し得る。尚、パルスレーザ光のパルス幅を長くすることにより、パルス幅が短い場合に比べて、より厚い薄膜を結晶化し得る。
【００２８】
１．４  レーザ光源部
１．４．１  構成
次に、図２に基づきレーザ光源部１０について説明する。
【００２９】
レーザ光源部１０は、エキシマレーザ光源１１０、パルス幅可変部となる光学パルスストレッチャ（ＯＰＳ：Optical  Pulse  Stretcher）１３０、アッテネータ１４０、モニタモジュール１５０、シャッタ１６０、レーザ制御部１７０等を含んでいてもよい。
【００３０】
エキシマレーザ光源１１０から出射されたパルスレーザ光の光路上には、光学パルスストレッチャ１３０、アッテネータ１４０、モニタモジュール１５０を配置してもよい。
【００３１】
エキシマレーザ光源１１０は、リアミラー１１１、レーザチャンバ１１２、出力結合ミラー１１３、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）１１４、充電器１１５等を含んでいてもよい。リアミラー１１１と出力結合ミラー１１３により形成される光共振器の光路上に、レーザチャンバ１１２を配置してもよい。
【００３２】
レーザチャンバ１１２は、１対の電極１２１、ファン１２２、モータ１２３、電気絶縁部材１２４、２つのウインドウ１２５、１２６、レーザチャンバ１１２内に封入されたレーザガスを含んでいてもよい。１対の電極１２１は、一方の電極１２１ａと他方の電極１２１ｂを有していてもよい。レーザガスはＡｒまたはＫｒまたはＸｅ等の希ガスと、Ｆ2ガスまたはＣｌ2等のハロゲンガスと、ＨｅまたはＮｅ等のバッファガスを含む混合ガスであってもよい。
【００３３】
ＰＰＭ１１４は、スイッチ１２７、不図示の昇圧トランス及び磁気圧縮回路を含んでいてもよい。ＰＰＭ１１４には充電器１１５が接続されてもよい。レーザ制御部１７０より出力されたＨＶ信号は、充電器１１５に入力されてもよい。制御部８０から出力された発振トリガ信号は、レーザ制御部１７０を介してスイッチ１２７に入力されてもよい。
【００３４】
光学パルスストレッチャ１３０は、反射率分布ビームスプリッタ１３１、ホルダ１３２、１軸ステージ１３３、第１のドライバ１３４、第１の凹面ミラー１３５、第２の凹面ミラー１３６、第３の凹面ミラー１３７、第４の凹面ミラー１３８等を含んでいてもよい。
【００３５】
反射率分布ビームスプリッタ１３１は、矢印Ａに示す方向において、反射率が変化するように形成されていてもよい。反射率分布ビームスプリッタ１３１は、パルスレーザ光の入射角度を維持した状態において、ホルダ１３２を介して、１軸ステージ１３３により、矢印Ａに示す方向に移動するものであってもよい。
【００３６】
レーザ制御部１７０は、第１のドライバ１３４を介して１軸ステージ１３３に接続されていてもよい。
【００３７】
アッテネータ１４０は、第１のミラー１４１、第２のミラー１４２、第１の回転ステージ１４３、第２の回転ステージ１４４、第２のドライバ１４５等を含んでいてもよい。
【００３８】
第１のミラー１４１及び第２のミラー１４２は、パルスレーザ光が入射する角度に応じて、パルスレーザ光の透過率が変化する膜が成膜されていてもよい。
【００３９】
第１のミラー１４１及び第２のミラー１４２は、互いにパルスレーザ光の入射角度と出射角度が一致するように、第１の回転ステージ１４３及び第２の回転ステージ１４４の上に配置してもよい。レーザ制御部１７０から出力された信号は、第２のドライバ１４５に入力され、アッテネータ１４０における第１の回転ステージ１４３及び第２の回転ステージ１４４の回転を制御してもよい。ここで、第一の回転ステージ１４３及び第２の回転ステージ１４４のそれぞれの回転は、第１のミラー１４１及び第２のミラー１４２の入射角度と出射角度を一致させつつ、所望の透過率の入射角度となるように制御してもよい。
【００４０】
モニタモジュール１５０は、ビームスプリッタ１５１とパルスエネルギセンサ１５２を含んでいてもよい。ビームスプリッタ１５１はパルスレーザ光の光路上に配置され、入射する光の一部を反射し、他を透過するものであってもよい。ビームスプリッタ１５１において反射された光は、パルスエネルギセンサ１５２に入射するように配置されてもよい。パルスエネルギセンサ１５２に光が入射すると、パルスエネルギセンサ１５２において、入射したパルスレーザ光のパルスエネルギに応じた信号が出力され、出力された信号は、レーザ制御部１７０に入力されてもよい。
【００４１】
シャッタ１６０は、パルスレーザ光の光路上に配置され、レーザ制御部１７０からの信号に基づき開閉するシャッタであってもよい。ビームスプリッタ１５１を透過した光は、シャッタ１６０が開くことにより、レーザ光源部１０より出射するようにしてもよい。
【００４２】
１．４．２  動作
制御部８０から目標パルス幅ＴＩＳｔと目標パルスエネルギＥｔとがレーザ制御部１７０に入力されてもよい。レーザ制御部１７０では、目標のパルス幅ＴＩＳｔとなるように、光学パルスストレッチャ１３０における反射率分布ビームスプリッタ１３１において反射される光の反射率Ｒを計算してもよい。レーザ制御部１７０は、反射率分布ビームスプリッタ１３１が、レーザ光の光路において、反射率Ｒとなるような位置に、第１のドライバ１３４を介して１軸ステージ１３３を制御してもよい。
【００４３】
レーザ制御部１７０は、エキシマレーザ光源１１０の充電器１１５に、所定の充電電圧となるような信号を送信してもよい。アッテネータ１４０に、所望の透過率となるように第２のドライバ１４５に信号を送信し、第２のドライバ１４５により第１の回転ステージ１４３及び第２の回転ステージ１４４を回転させてもよい。
【００４４】
レーザ制御部１７０は、シャッタ１６０を開閉する信号を送信してもよい。
【００４５】
レーザ制御部１７０は、発信トリガ信号をエキシマレーザ光源１１０におけるＰＰＭ１１４のスイッチ１２７に送信してもよい。
【００４６】
これにより、レーザチャンバ１１２内における１対の電極１２１間に、パルス状の高電圧が印加され、レーザガス中の希ガスとハロゲンガスが励起されて、エキシマ状態となり得る。
【００４７】
エキシマ状態から基底状態（レアガス＋ハロゲンガス）に戻る時に発せられる光は、リアミラー１１１と出力結合ミラー１１３との間でレーザ発振し、出力結合ミラー１１３よりパルスレーザ光が出射し得る。
【００４８】
エキシマレーザ光源１１０より出射されたパルスレーザ光は、反射率分布ビームスプリッタ１３１において、一部が透過し、他の一部は反射されてもよい。この際、反射率分布ビームスプリッタ１３１を透過したパルスレーザ光は、アッテネータ１４０に入射し得る。また、反射率分布ビームスプリッタ１３１において反射されたパルスレーザ光は、第１の凹面ミラー１３５、第２の凹面ミラー１３６、第３の凹面ミラー１３７、第４の凹面ミラー１３８において反射され、再び反射率分布ビームスプリッタ１３１に入射し得る。再び反射率分布ビームスプリッタ１３１に入射したパルスレーザ光は、更に、一部は透過し、他の一部は反射し得る。
【００４９】
この際、反射率分布ビームスプリッタ１３１において反射されたパルスレーザ光は、アッテネータ１４０に入射し得る。また、反射率分布ビームスプリッタ１３１を透過したパルスレーザ光は、第１の凹面ミラー１３５、第２の凹面ミラー１３６、第３の凹面ミラー１３７、第４の凹面ミラー１３８において反射され、再び反射率分布ビームスプリッタ１３１に入射し得る。
【００５０】
ここで、反射率分布ビームスプリッタ１３１において反射されたパルスレーザ光の光路は、最初に反射率分布ビームスプリッタ１３１を透過したパルスレーザ光の光路と同一の光路であってもよい。反射率分布ビームスプリッタ１３１において反射されたパルスレーザ光は、第１の凹面ミラー１３５、第２の凹面ミラー１３６、第３の凹面ミラー１３７、第４の凹面ミラー１３８において反射された光路長差だけ遅延し得る。
【００５１】
光学パルスストレッチャ１３０は、このようにしてパルスレーザ光におけるパルス幅を変化させるものであってもよい。これにより、光学パルスストレッチャ１３０に入射したパルスレーザ光が、目標のパルス幅となり得る。
【００５２】
光学パルスストレッチャ１３０から入射したパルスレーザ光は、アッテネータ１４０に入射し、アッテネータ１４０において所望のパルスエネルギのパルスレーザ光が透過し得る。アッテネータ１４０では、パルスレーザ光が所望のパルスエネルギとなるように、透過率を設定してもよい。
【００５３】
アッテネータ１４０を透過したパルスレーザ光は、モニタモジュール１５０に入射し得る。モニタモジュール１５０に入射したパルスレーザ光は、一部が透過し、他の一部が反射し得る。ビームスプリッタ１５１において反射された光は、パルスエネルギセンサ１５２に入射し、パルスエネルギセンサ１５２において入射したパルスレーザ光のパルスエネルギが検出されてもよい。パルスエネルギセンサ１５２において検出されたパルスレーザ光のパルスエネルギは、信号としてレーザ制御部１７０に送信されてもよい。
【００５４】
ビームスプリッタ１５１を透過した光は、シャッタ１６０によって遮断されてもよい。レーザ制御部１７０は、パルスエネルギセンサ１５２において検出されたパルスレーザ光のパルスエネルギに基づき、エキシマレーザ光源１１０から出射されるパルスレーザ光のパルスエネルギが、目標のパルスエネルギＥｔとなるようにフィードバック制御してもよい。このフィードバック制御は、充電器１１５における充電電圧の制御と、アッテネータ１４０における透過率の制御の少なくとも一つの制御であってもよい。
【００５５】
レーザ制御部１７０は、エキシマレーザ光源１１０から出射されるパルスレーザ光のパルスエネルギＥと目標パルスエネルギＥｔとの差（Ｅ−Ｅｔ）が所定の範囲である場合には、レーザ制御部１７０からの発振トリガ信号の出力を一時的に停止してもよい。また、生産工程中の場合においては、レーザ制御部１７０からの発振トリガ信号の出力を停止することなく、続けて、レーザアニールを行ってもよい。
【００５６】
レーザ制御部１７０は、シャッタ１６０を開く信号をシャッタ１６０に送信してもよい。また、制御部８０にパルス幅とパルスエネルギが目標値となったことを通知し、制御部８０からの発振トリガ信号が、直接ＰＰＭ１１４におけるスイッチ１２７に入力されるようにしてもよい。
【００５７】
１．５  光学パルスストレッチャ
１．５．１  構成
光学パルスストレッチャ１３０の構造について、図３及び図４に基づき説明する。
【００５８】
光学パルスストレッチャ１３０は、反射率分布ビームスプリッタ１３１、ホルダ１３２、１軸ステージ１３３、第１のドライバ１３４、第１の凹面ミラー１３５、第２の凹面ミラー１３６、第３の凹面ミラー１３７、第４の凹面ミラー１３８等を含んでいてもよい。
【００５９】
第１の凹面ミラー１３５、第２の凹面ミラー１３６、第３の凹面ミラー１３７、第４の凹面ミラー１３８における鏡面の曲率半径Ｒは、同じであってもよい。
【００６０】
図４に示されるように、１軸ステージ１３３は、矢印Ａに示す方向に移動する移動テーブル１３３ａを有しており、移動テーブル１３３ａには固定アングル１３３ｂが接続されており、ホルダ１３２は、固定アングル１３３ｂに支持されていてもよい。反射率分布ビームスプリッタ１３１はホルダ１３２に設置されていてもよい。
【００６１】
反射率分布ビームスプリッタ１３１は、エキシマレーザ光源１１０から出射されたパルスレーザ光の光路上に設置されていてもよい。
【００６２】
第１の凹面ミラー１３５および第２の凹面ミラー１３６は、反射率分布ビームスプリッタ１３１において反射されたパルスレーザ光が、第１の凹面ミラー１３５において反射され、第２の凹面ミラー１３６に入射するように配置してもよい。
【００６３】
第３の凹面ミラー１３７および第４の凹面ミラー１３８は、第２の凹面ミラー１３６において反射されたパルスレーザ光が、第３の凹面ミラー１３７において反射され、さらに第４の凹面ミラー１３８において反射され、再び反射率分布ビームスプリッタ１３１に入射するように配置してもよい。
【００６４】
尚、反射率分布ビームスプリッタ１３１と第１の凹面ミラー１３５との間の距離及び第４の凹面ミラー１３８と反射率分布ビームスプリッタ１３１との間の距離は、曲率半径Ｒの約半分、即ち、約Ｒ／２であってもよい。また、第１の凹面ミラー１３５と第２の凹面ミラー１３６との間の距離、第２の凹面ミラー１３６と第３の凹面ミラー１３７との間の距離、 及び第３の凹面ミラー１３７と第４の凹面ミラー１３８との間の距離は、曲率半径Ｒと略同じ、約Ｒであってもよい。
【００６５】
従って、第１の凹面ミラー１３５、第２の凹面ミラー１３６、第３の凹面ミラー１３７及び第４の凹面ミラー１３８において生じる光路長差Ｌは略４Ｒであってもよい。即ち、Ｌ≒４Ｒであってもよい。
【００６６】
反射率分布ビームスプリッタ１３１は、矢印Ａに示す方向おいて、反射率が変化するように形成されていてもよい。反射率分布ビームスプリッタ１３１は、パルスレーザ光の入射角度を維持した状態において、ホルダ１３２を介して、１軸ステージ１３３により、矢印Ａに示す方向に移動するものであってもよい。
【００６７】
レーザ制御部１７０の出力は、第１のドライバ１３４を介して１軸ステージ１３３に接続されていてもよい。
【００６８】
１．５．２  動作
次に、光学パルスストレッチャ１３０の動作について説明する。
【００６９】
エキシマレーザ光源１１０から出力されたパルスレーザ光は、反射率分布ビームスプリッタ１３１に入射し得る。一部のパルスレーザ光は透過して出力され得る。一部のパルスレーザ光は反射され得る。ここで反射したパルスレーザ光は、第１の凹面ミラー１３５と第２の凹面ミラー１３６によって反射され得る。そして、反射率分布ビームスプリッタ１３１でのパルスレーザ光のビームが第１の転写像として結像され得る。そして、第３の凹面ミラー１３７と第４の凹面ミラー１３８によって、第２の転写像が、反射率分布ビームスプリッタ１３１の位置で結像し得る。そして、反射率分布ビームスプリッタ１３１によって、一部は高反射されて出力され得る。この時出力されるパルスレーザ光のタイミングは、光路長差Ｌだけ遅れて出力され得る。そして、反射率分布ビームスプリッタ１３１を透過したパルスレーザ光は再び第１〜４の凹面ミラーで反射して、再び反射率分布ビームスプリッタ１３１に入射し得る。反射率分布ビームスプリッタ１３１で反射した光は出力され得る。この時出力されるパルスレーザ光のタイミングは、さらに、光路長差Ｌだけ遅れて出力され得る。
【００７０】
以上のような動作を繰り返すことによって、入射したパルスレーザ光のパルス幅よりも長くなり得る。
【００７１】
図５には、エキシマレーザ光源１１０より出射されたパルスレーザ光の波形と、光学パルスストレッチャ１３０によりパルスストレッチされた波形とを示す。尚、光学パルスストレッチャ１３０によりパルスストレッチされた波形は、光路長差Ｌ＝１１．５ｍ、反射率分布ビームスプリッタ１３１における反射率が６０％の条件におけるパルス波形である。
【００７２】
図５に示されるように、光学パルスストレッチャ１３０により、エキシマレーザ光源１１０より出射されたパルス幅（ＴＩＳ）が４４ｎｓのパルスレーザ光が、パルス幅（ＴＩＳ）が１００ｎｓのパルスレーザ光にパルスストレッチされ得る。
【００７３】
図６には、反射率分布ビームスプリッタ１３１における反射率と、光学パルスストレッチャ１３０によりパルスストレッチされるパルス幅との関係を示す。反射率分布ビームスプリッタ１３１において、反射率を０％から６０％まで変化させることによって、パルス幅を４４ｎｓから１００ｎｓまで変化させ得る。そのため、反射率分布ビームスプリッタ１３１を移動させて、パルスレーザ光が入射するビームの部分の反射率を変化させることにより、パルス幅を制御してもよい。レーザ制御部１７０は、図６に示されるような反射率分布ビームスプリッタ１３１における反射率とパルス幅ＴＩＳの関係を予め記憶しておき、目標のパルス幅ＴＩＳｔから反射率分布ビームスプリッタ１３１における反射率を算出してもよい。レーザ制御部１７０は、反射率分布ビームスプリッタ１３１における反射率が算出された反射率となるように、１軸ステージ１３３に制御信号を送信してもよい。
【００７４】
本開示のレーザアニール装置においては、パルスレーザ光のパルス幅ＴＩＳは、数１に示される式により定義されるものであってもよい。尚、ｔは時間、Ｉ（ｔ）は時間ｔにおける光の強度である。
【００７５】
【数１】
2014156818.tif 000003
【００７６】
尚、光学パルスストレッチャのパルス幅を変化させる機構として、反射率分布ビームスプリッタ１３１によって、反射率を可変させているが、この実施形態に限定されることなく、例えば、複数個の異なる反射率のビームスプリッタを入れ替えてもよい。また、ビームスプリッタの反射率を変化させるのではなく、光路長差Ｌを可変する機構を設置して、光路長差Ｌを制御することによって、パルス幅を制御してもよい。
【００７７】
１．６  溶融計測部における反射率の計測
前述したように、溶融計測部５０における計測用レーザ光源５１より出射されたレーザ光は、被加工物１００に成膜された薄膜、例えば、アモルファスシリコン膜において反射され、反射された光は光センサ５２に入射してもよい。計測用レーザ光源５１より出射されるレーザ光の波長は６６０ｎｍであってもよい。図７に示されるように、６６０ｎｍの波長の光をアモルファスシリコン膜に照射した場合の反射率は約３５％になり得る。このアモルファスシリコン膜にパルスレーザ光が照射されて溶融する（溶融状態となる）と、反射率が約７０％まで上昇し得る。パルスレーザ光の照射が終了すると、冷却され固化し得る。このように固化した状態においては、アモルファスシリコン膜であったものはポリシリコン膜となり得る。６６０ｎｍの波長の光をポリシリコン膜に照射した場合の反射率は約４５％になり得る。
【００７８】
尚、アモルファスシリコン膜に照射されるパルスレーザ光のフルーエンスが高すぎると、アモルファスシリコン膜を形成していたシリコンが凝集して、計測用レーザ光は散乱されて、反射率はさらに低下し得る。この時の反射率は約１０％になり得る。
【００７９】
従って、図７に示されるように、例えば、第１の反射率基準値Ｒｔｈ１＝５５％とし、測定された反射率が、第１の反射率基準値Ｒｔｈ１よりも高くなっている時間を計測することにより、溶融時間Ｔｍを求めてもよい。パルスレーザ光を照射した後の膜が結晶化状態になっているか凝集しているかの判断は、例えば、第２の反射率基準値Ｒｔｈ２＝３５％とし、パルスレーザ光を照射した後の反射率が、第２の反射率基準値Ｒｔｈ２よりも高いか否かにより判断してもよい。具体的には、パルスレーザ光を照射した後の反射率が、第２の反射率基準値Ｒｔｈ２よりも高い場合には結晶化状態と判断し、高くない場合には、凝集しているものと判断してもよい。
【００８０】
１．７  レーザアニール方法
次に、本開示のレーザアニール装置によるレーザアニール方法について、図８に基づき説明する。
【００８１】
最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、初期設定を行ってもよい。具体的には、パルスレーザ光の目標パルスエネルギＥｔを初期の目標パルスエネルギＥ０に設定し、目標パルス幅ＴＩＳｔを初期の目標パルス幅ＴＩＳ０に設定してもよい。
【００８２】
次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）において、エキシマレーザ光源１１０がレーザ発振する準備ができているか否かの判断をしてもよい。エキシマレーザ光源１１０がレーザ発振する準備ができているものと判断された場合には、ステップ１０６に移行してもよい。エキシマレーザ光源１１０がレーザ発振する準備ができていないものと判断された場合には、ステップ１０４を繰り返してもよい。
【００８３】
次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）において、エキシマレーザ光源１１０を発振させてもよい。具体的には、制御部８０よりレーザ制御部１７０を介し、エキシマレーザ光源１１０に発振トリガを送信し、発振トリガを受信したエキシマレーザ光源１１０を発振させてもよい。発振されたエキシマレーザ光源１１０からは、目標パルスエネルギＥｔ、目標パルス幅ＴＩＳｔとなるようなパルスレーザ光が出射されてもよい。出射されたパルスレーザ光は、光学パルスストレッチャ１３０等を介して、被加工物１００の表面に成膜されている薄膜、例えば、アモルファスシリコン膜に照射されてもよい。被加工物１００の表面に成膜されているアモルファスシリコン膜は、パルスレーザ光が照射されることにより溶融し得る。
【００８４】
次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）において、溶融時間Ｔｍの計測と凝集の検出を行ってもよい。具体的には、後述する溶融時間Ｔｍの計測と凝集の検出のサブルーチンを行ってもよい。尚、溶融時間Ｔｍの計測と凝集の検出のサブルーチンにおいては、被加工物１００の表面に成膜された薄膜が結晶化している場合には、フラグＣには０が立てられてもよい。被加工物１００の表面に成膜された薄膜が凝集している場合には、フラグＣには１が立てられてもよい。被加工物１００の表面に成膜された薄膜が溶融していない場合には、フラグＣには−１が立てられてもよい。
【００８５】
次に、ステップ１１０（Ｓ１１０）において、被加工物１００の表面に成膜されている薄膜が溶融したか否かを判断してもよい。具体的には、後述する溶融時間Ｔｍの計測と凝集の検出のサブルーチンにおいて立てられたフラグＣが−１であるか否かにより判断してもよい。フラグＣが−１である場合には、溶融していないものと判断され、ステップ１１２に移行してもよい。フラグＣが−１ではない場合には、溶融したものと判断されステップ１１６に移行してもよい。
【００８６】
ステップ１１２（Ｓ１１２）において、制御部８０等で、現在の目標パルスエネルギＥｔに所定のエネルギ調整値ΔＥを加算し、新たな目標パルスエネルギＥｔを設定してもよい。
【００８７】
次に、ステップ１１４（Ｓ１１４）において、ステップ１１２において新たに設定された目標パルスエネルギＥｔをレーザ光源部１０に送信してもよい。目標パルスエネルギＥｔをレーザ光源部１０に送信した後は、ステップ１０４に移行してもよい。
【００８８】
ステップ１１６（Ｓ１１６）において、制御部８０等で、ステップ１０８において計測された溶融時間Ｔｍから予め定められている目標溶融時間Ｔｍｔを引いた値が、所定の溶融時間差−ΔＴｍよりも小さいか否かを判断してもよい。即ち、Ｔｍ−Ｔｍｔ＜−ΔＴｍであるか否かを判断してもよい。Ｔｍ−Ｔｍｔ＜−ΔＴｍである場合には、ステップ１１８に移行してもよい。Ｔｍ−Ｔｍｔ＜−ΔＴｍではない場合には、ステップ１２４に移行してもよい。
【００８９】
ステップ１１８（Ｓ１１８）において、制御部８０等で、目標パルス幅ＴＩＳｔと所定のパルス幅調整値ΔＴＩＳとの和を目標パルス幅ＴＩＳｔで除した値を、現在の目標パルスエネルギＥｔに乗じ、これを新たな目標パルスエネルギＥｔとしてもよい。即ち、現在の目標パルスエネルギＥｔに、（ＴＩＳｔ＋ΔＴＩＳ）／ＴＩＳｔを乗じた値を、新たな目標パルスエネルギＥｔとしてもよい。
【００９０】
次に、ステップ１２０（Ｓ１２０）において、現在の目標パルス幅ＴＩＳｔに所定のパルス幅調整値ΔＴＩＳを加えた値を新たな目標パルス幅ＴＩＳｔとしてもよい。
【００９１】
次に、ステップ１２２（Ｓ１２２）において、ステップ１１８において新たに設定された目標パルスエネルギＥｔ及びステップ１２０において新たに設定された目標パルス幅ＴＩＳｔをレーザ光源部１０に送信してもよい。目標パルスエネルギＥｔ及び目標パルス幅ＴＩＳｔをレーザ光源部１０に送信した後は、ステップ１０４に移行してもよい。
【００９２】
ステップ１２４（Ｓ１２４）において、ステップ１０８において計測された溶融時間Ｔｍから予め定められている目標溶融時間Ｔｍｔを引いた値が、所定の溶融時間差ΔＴｍよりも大きいか否か、即ち、Ｔｍ−Ｔｍｔ＞ΔＴｍであるか否かを判断してもよい。Ｔｍ−Ｔｍｔ＞ΔＴｍである場合には、ステップ１２６に移行してもよい。Ｔｍ−Ｔｍｔ＞ΔＴｍではない場合には、ステップ１３２に移行してもよい。
【００９３】
ステップ１２６（Ｓ１２６）において、制御部８０等で、目標パルス幅ＴＩＳｔと所定のパルス幅調整値ΔＴＩＳとの差を目標パルス幅ＴＩＳｔで除した値を、現在の目標パルスエネルギＥｔに乗じ、これを新たな目標パルスエネルギＥｔとしてもよい。即ち、現在の目標パルスエネルギＥｔに、（ＴＩＳｔ−ΔＴＩＳ）／ＴＩＳｔを乗じた値を、新たな目標パルスエネルギＥｔとしてもよい。
【００９４】
次に、ステップ１２８（Ｓ１２８）において、制御部８０等で、現在の目標パルス幅ＴＩＳｔに所定のパルス幅調整値ΔＴＩＳを減じた値を新たな目標パルス幅ＴＩＳｔとしてもよい。
【００９５】
次に、ステップ１３０（Ｓ１３０）において、ステップ１２６において新たに設定された目標パルスエネルギＥｔ及びステップ１２８において新たに設定された目標パルス幅ＴＩＳｔをレーザ光源部１０に送信してもよい。目標パルスエネルギＥｔ及び目標パルス幅ＴＩＳｔをレーザ光源部１０に送信した後は、ステップ１０４に移行してもよい。
【００９６】
ステップ１３２（Ｓ１３２）において、パルスレーザ光が照射された被加工物１００の表面における薄膜が結晶化状態になっているか否かを判断してもよい。具体的には、後述する溶融時間Ｔｍの計測と凝集の検出のサブルーチンにおいて立てられたフラグＣが０であるか否かにより判断してもよい。フラグＣが０である場合には、被加工物１００の表面における薄膜が結晶化状態、即ち、多結晶になっているものと判断され、ステップ１３８に移行してもよい。フラグＣが０ではない場合には、被加工物１００の表面における薄膜が結晶化状態、即ち、多結晶になっていないものと判断され、ステップ１３４に移行してもよい。
【００９７】
ステップ１３４（Ｓ１３４）において、制御部８０等で、現在の目標パルスエネルギＥｔに所定のエネルギ調整値ΔＥを減算し、新たな目標パルスエネルギＥｔを設定してもよい。
【００９８】
次に、ステップ１３６（Ｓ１３６）において、ステップ１３４において新たに設定された目標パルスエネルギＥｔをレーザ光源部１０に送信してもよい。目標パルスエネルギＥｔをレーザ光源部１０に送信した後は、ステップ１０４に移行してもよい。尚、ステップ１０２からステップ１３６は、実際の生産を行う前に、レーザアニールの条件を設定するための工程であってもよい。
【００９９】
ステップ１３８（Ｓ１３８）において、上記において設定された条件で、生産工程における被加工物１００に成膜された薄膜のレーザアニールを行ってもよい。
【０１００】
次に、ステップ１４０（Ｓ１４０）において、生産工程における被加工物１００に成膜された薄膜のレーザアニールを行いながら、溶融時間Ｔｍの計測と凝集の検出を行ってもよい。具体的には、後述する溶融時間Ｔｍの計測と凝集の検出のサブルーチンを行ってもよい。
【０１０１】
次に、ステップ１４２（Ｓ１４２）において、ステップ１４０において計測された溶融時間Ｔｍと予め定められている目標溶融時間Ｔｍｔとの差が、所定の溶融時間差ΔＴｍ以下であるか否か、即ち、｜Ｔｍ−Ｔｍｔ｜≦ΔＴｍであるか否かを判断してもよい。｜Ｔｍ−Ｔｍｔ｜≦ΔＴｍである場合には、ステップ１４４に移行してもよい。｜Ｔｍ−Ｔｍｔ｜≦ΔＴｍではない場合には、ステップ１０４に移行してもよい。
【０１０２】
ステップ１４４（Ｓ１４４）において、レーザアニールを停止するか否かを判断してもよい。レーザアニールを停止する旨の判断がなされた場合には、そのまま終了してもよい。レーザアニールを停止しない旨の判断がなされた場合には、ステップ１３８に移行してもよい。
【０１０３】
次に、図９に基づき、ステップ１０８及びステップ１４０における溶融時間Ｔｍの計測と凝集の検出のサブルーチンについて説明する。
【０１０４】
最初に、ステップ２０２（Ｓ２０２）において、制御部８０等における不図示の第１のタイマにおける時間Ｔ１を０にした後、第１のタイマをスタートさせてもよい。
【０１０５】
次に、ステップ２０４（Ｓ２０４）において、被加工物１００に成膜されている薄膜の反射率Ｒｍを計測してもよい。具体的には、溶融計測部５０における計測用レーザ光源５１より出射されたレーザ光を、被加工物１００に成膜された薄膜に照射し、薄膜において反射されたレーザ光の光量を光センサ５２により測定することにより、反射率Ｒｍを計測してもよい。
【０１０６】
次に、ステップ２０６（Ｓ２０６）において、ステップ２０４で計測された反射率Ｒｍが、第１の反射率基準値Ｒｔｈ１よりも高いか否かを判断してもよい。ステップ２０４で計測された反射率Ｒｍが、第１の反射率基準値Ｒｔｈ１よりも高いものと判断された場合には、ステップ２１２に移行してもよい。ステップ２０４で計測された反射率Ｒｍが、第１の反射率基準値Ｒｔｈ１よりも高くはないものと判断された場合には、ステップ２０８に移行してもよい。
【０１０７】
ステップ２０８（Ｓ２０８）において、時間Ｔ１が所定の時間よりも短いか否かを判断してもよい。所定の時間は、例えば、エキシマレーザ光源１１０より出射されたパルスレーザ光におけるパルス幅と同じ値であってもよい。時間Ｔ１が所定の時間よりも短くはない場合には、ステップ２１０に移行してもよい。時間Ｔ１が所定の時間よりも短い場合には、ステップ２０４に移行してもよい。
【０１０８】
ステップ２１０（Ｓ２１０）において、被加工物１００に成膜されている薄膜は溶融していないものと判断し、制御部８０等におけるフラグＣに−１を立ててもよい。
【０１０９】
ステップ２１２（Ｓ２１２）において、制御部８０等における不図示の第２のタイマにおける時間Ｔ２を０にした後、第２のタイマをスタートさせてもよい。
【０１１０】
次に、ステップ２１４（Ｓ２１４）において、被加工物１００に成膜されている薄膜の反射率Ｒｍを計測してもよい。具体的には、ステップ２０４と同様の方法により、反射率Ｒｍを計測してもよい。
【０１１１】
次に、ステップ２１６（Ｓ２１６）において、ステップ２１４で計測された反射率Ｒｍが、第１の反射率基準値Ｒｔｈ１よりも低いか否かを判断してもよい。ステップ２１４で計測された反射率Ｒｍが、第１の反射率基準値Ｒｔｈ１よりも低いものと判断された場合には、ステップ２１８に移行してもよい。ステップ２１４で計測された反射率Ｒｍが、第１の反射率基準値Ｒｔｈ１よりも低くはないものと判断された場合には、ステップ２１４に移行してもよい。
【０１１２】
ステップ２１８（Ｓ２１８）において、時間Ｔ２の値をＴｍとしてもよい。
【０１１３】
次に、ステップ２２０（Ｓ２２０）において、所定時間経過するのを待ってもよい。この所定時間は、被加工物１００に成膜されている薄膜が結晶化状態にあるか凝集しているかを正確に判断するために必要な時間であってもよい。
【０１１４】
次に、ステップ２２２（Ｓ２２２）において、被加工物１００に成膜されている薄膜の反射率Ｒｍを計測してもよい。具体的には、ステップ２０４と同様の方法により、反射率Ｒｍを計測してもよい。
【０１１５】
次に、ステップ２２４（Ｓ２２４）において、ステップ２２２で計測された反射率Ｒｍが、第２の反射率基準値Ｒｔｈ２よりも低いか否かを判断してもよい。ステップ２２２で計測された反射率Ｒｍが、第２の反射率基準値Ｒｔｈ２よりも低いものと判断された場合には、ステップ２２６に移行してもよい。ステップ２２２で計測された反射率Ｒｍが、第１の反射率基準値Ｒｔｈ１よりも低くはないものと判断された場合には、ステップ２２８に移行してもよい。
【０１１６】
ステップ２２６（Ｓ２２６）において、被加工物１００に成膜されている薄膜は凝集しているものと判断し、制御部８０等におけるフラグＣに１を立ててもよい。
【０１１７】
ステップ２２８（Ｓ２２８）において、被加工物１００に成膜されている薄膜は結晶化状態にあるものと判断し、制御部８０等におけるフラグＣに０を立ててもよい。
【０１１８】
ここで、上記のフローチャートを実施するのに、時間が間に合わない場合は、光センサ５２の計測データを一旦制御部８０等における不図示の記憶部に書き込んでもよい。そして、光センサ５２の計測が終了した後に、制御部８０等における不図示の記憶部に記憶されたデータを読み出して、上記のフローチャートを実施してもよい。
【０１１９】
１．８  その他
上記における説明では、エキシマレーザ光源１１０を用いたレーザアニール装置について説明したが、開示のレーザアニール装置は、エキシマレーザ光源１１０に代えて、例えば、ＹＡＧレーザの高調波光を出射する光源を用いたものであってもよい。具体的には、波長が５３２ｎｍの第２高調波、波長が３５５ｎｍの第３高調波、波長が２６６ｎｍの第４高調波のパルスレーザ光を出力する固体レーザ光源であってもよい。
【０１２０】
また、上記における説明では、アッテネータ１４０及び光学パルスストレッチャ１３０は、レーザ光源部１０の内部に設けられている場合について説明したが、これに限定されるものではない。具体的には、エキシマレーザ光源１１０とフライアイレンズ４４までの光路上であれば、どの位置に設置してもよい。この場合、制御部８０が、アッテネータ１４０及び光学パルスストレッチャ１３０を制御してもよい。
【０１２１】
また、開示のレーザアニール装置においては、フライアイレンズ４４に代えて、同様の機能を有する回折光学素子を用いてもよい。被加工物１００となる基板は、ガラス基板に限定されることはない。例えば、被加工物１００となる基板は、ＰＥＮ（Polyethylene  naphthalate：ポリエチレンナフタレート）基板、ＰＥＴ（Polyethylene  terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）基板、ＰＩ（polyimide：ポリイミド）基板、ＰＣ（polycarbonate：ポリカーボネート）基板等の樹脂基板であってもよい。
【０１２２】
また、被加工物１００に成膜される薄膜は、アモルファスシリコン膜に限定されるものではなく、例えば、Ｇｅ、Ｓｉ、ＳｉＧｅ混合物のアモルファス膜であってもよく、更には、これらにＳｎが含まれるアモルファス膜であってもよい。
また、被加工物１００に成膜される薄膜は、ＩＧＺＯ、ＺｎＯ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、又はＩｎＰなどの化合物半導体薄膜であっても良い。さらに、これら薄膜の上部に例えばＳｉＯ2膜などのレーザー光に対して透明な膜を形成しても良い。
【０１２３】
２．液体供給部を含むレーザアニール装置
２．１  構成
次に、図１０に基づき液体供給部を含むレーザアニール装置について説明する。液体供給部を含むレーザアニール装置は、図１に示されるレーザアニール装置に加え液体供給部を含んでいてもよい。
【０１２４】
液体供給部において供給される液体は、例えば、純水であってもよい。液体供給部は、プレート２１０、プレート固定ホルダ２１１、純水を供給するポンプ２２０、配管２２１、液体捕集容器２２２、ドレイン２２３を含んでいてもよい。
【０１２５】
プレート２１０には、パルスレーザ光を透過する材料により形成されたウインドウ２１２が設けられていてもよい。ウインドウ２１２の下面とプレート２１０の下面は、同じ平面となるように設置され、隙間がほとんどないようにウインドウ２１２がプレート２１０に取り付けられていてもよい。ウインドウ２１２を形成している材料は合成石英であってもよく、プレート２１０を形成している材料はテフロン（登録商標）であってもよい。
【０１２６】
プレート２１０は、プレート固定ホルダ２１１によりフレーム３０に固定されていてもよい。この際、プレート２１０は、パルスレーザ光がウインドウ２１２を透過して、被加工物１００に照射されるように設置され、更には、被加工物１００とウインドウ２１２の下面とが所定の距離となるように設置されてもよい。
【０１２７】
ポンプ２２０は、純水を配管２２１に供給することができるように設置されていてもよい。配管２２１は、ポンプ２２０を介し供給された純水が、ウインドウ２１２と被加工物１００との間を流れるように、所定の角度でプレート２１０に接続されていてもよい。
【０１２８】
液体捕集容器２２２は、ウインドウ２１２と被加工物１００との間を流れた純水が流れ落ちる位置に設置されてもよい。液体捕集容器２２２には、液体捕集容器２２２に溜まった純水を排出するためのドレイン２２３が設けられていてもよい。
【０１２９】
２．２  動作
液体供給部においては、純水をポンプ２２０により配管２２１を介し、プレート２１０と被加工物１００との間に供給してもよい。
【０１３０】
パルスレーザ光は、ウインドウ２１２及び純水を透過して、被加工物１００に成膜されている薄膜に照射されてもよい。被加工物１００に成膜されている薄膜は、照射されたパルスレーザ光のパルス幅とフルーエンスに応じて溶融し得る。
【０１３１】
プレート２１０と被加工物１００との間に供給された純水は、液体捕集容器２２２に集められ、ドレイン２２３を介して排出されてもよい。
【０１３２】
２．３  作用
純水雰囲気において、レーザアニールすることにより、大気雰囲気等でレーザアニールする場合に比べて、より一層高いフルーエンスのパルスレーザ光を照射し得る。これにより、被加工物１００における薄膜の結晶性をより一層高め得る。
【０１３３】
また、被加工物１００に成膜された薄膜の膜厚が厚い場合、例えば、膜厚が、１μｍ等の場合においても、被加工物１００における薄膜を結晶化状態とし得る。
【０１３４】
３．その他のパルス幅可変方法
３．１  複数の光学パルスストレッチャ
パルス幅を可変するため、図１１に示されるように、光学パルスストレッチャを複数設けてもよい。具体的には、第１の光学パルスストレッチャ３３０と、第２の光学パルスストレッチャ３４０を配置してもよい。第２の光学パルスストレッチャ３４０は、第１の光学パルスストレッチャ３３０から出射されたパルスレーザ光が入射する位置に配置してもよい。
【０１３５】
第１の光学パルスストレッチャ３３０は、反射率分布ビームスプリッタ３３１、ホルダ３３２、１軸ステージ３３３、ドライバ３３４、第１の凹面ミラー３３５、第２の凹面ミラー３３６、第３の凹面ミラー３３７、第４の凹面ミラー３３８等を含んでいてもよい。
【０１３６】
第２の光学パルスストレッチャ３４０は、反射率分布ビームスプリッタ３４１、ホルダ３４２、１軸ステージ３４３、ドライバ３４４、第１の凹面ミラー３４５、第２の凹面ミラー３４６、第３の凹面ミラー３４７、第４の凹面ミラー３４８等を含んでいてもよい。
【０１３７】
第１の光学パルスストレッチャ３３０及び第２の光学パルスストレッチャ３４０は、図３等に示される光学パルスストレッチャ１３０と同様の動作をする光学パルスストレッチャであってもよい。
【０１３８】
第１の光学パルスストレッチャ３３０は、光路長差が１１．５ｍとなるように設置されており、第２の光学パルスストレッチャ３４０は、光路長差が２０ｍとなるように設置されていてもよい。また、反射率分布ビームスプリッタ３３１にパルスレーザ光が入射する位置は、反射率が６０％となる位置とし、反射率分布ビームスプリッタ３４１にパルスレーザ光が入射する位置は、反射率が６０％となる位置としてもよい。
【０１３９】
これにより、図１２に示されるように、パルス幅（ＴＩＳ）が４４ｎｓのパルスレーザ光が、パルス幅（ＴＩＳ）が２００ｎｓのパルスレーザ光にパルスストレッチされ得る。このように、図１１に示される場合においては、１軸ステージ３３３及び３４３を制御することにより、パルスレーザ光におけるパルス幅を４４ｎｓ〜２００ｎｓまで可変し得る。
【０１４０】
３．２  複数の電極対を有するエキシマレーザ光源
３．２．１  構成
パルス幅を可変するため、図１３に示されるように、エキシマレーザ光源において１対の電極を複数設けてもよい。この場合、複数設けられている１対の電極がパルス幅可変部に相当するものであってもよい。
【０１４１】
図１３に示されるように、エキシマレーザ光源３５０のレーザチャンバ１１２内には、第１の１対の電極３５１と第２の１対の電極３５２が設けられていてもよい。第１の１対の電極３５１には、第１のＰＰＭ３５３が接続されており、第２の１対の電極３５２には第２のＰＰＭ３５４が接続されていてもよい。第１の１対の電極３５１は一方の電極３５１ａと他方の電極３５１ｂとを有していてもよい。第２の１対の電極３５２は一方の電極３５２ａと他方の電極３５２ｂとを有していてもよい。
【０１４２】
第１のＰＰＭ３５３は、スイッチ３５５、不図示の昇圧トランス及び磁気圧縮回路を含んでいてもよい。第２のＰＰＭ３５４は、スイッチ３５６、不図示の昇圧トランス及び磁気圧縮回路を含んでいてもよい。第１のＰＰＭ３５３及び第２のＰＰＭ３５４には、充電器１１５が接続されてもよい。レーザ制御部１７０より出力されたＨＶ信号は、充電器１１５に入力してもよい。制御部８０から出力された、発振トリガ信号は、レーザ制御部１７０及び遅延回路３５７を介しスイッチ３５５、３５６に入力してもよい。
【０１４３】
また、光学パルスストレッチャは設けられていなくともよい。
【０１４４】
３．２．２  動作
レーザ制御部１７０は、制御部８０から、目標のパルス幅ＴＩＳｔと目標のパルスエネルギＥｔを受信してもよい。レーザ制御部１７０は、目標のパルス幅ＴＩＳｔと目標のパルスエネルギＥｔを受信すると、遅延回路３５７に目標のパルス幅ＴＩＳｔとなるように遅延時間を設定してもよい。また、レーザ制御部１７０は、目標のパルスエネルギＥｔとなるように、充電器１１５の充電電圧及びアッテネータ１４０の透過率の設定をしてもよい。レーザ制御部１７０は、予め遅延時間とパルス幅の関係を計測したデータを記憶しておいて、このデータから遅延時間を算出してもよい。
【０１４５】
レーザ制御部１７０は、発振トリガ信号を遅延回路３５７に送信してもよい。遅延回路３５７は設定された遅延時間で、スイッチ３５５とスイッチ３５６に信号を送信してもよい。この際、スイッチ３５６には、スイッチ３５５に信号を送信した後、設定された遅延時間経過した後に信号を送信してもよい。
【０１４６】
これにより、第１の１対の電極３５１に、パルス状の高電圧が印加され、放電し得る。この後、所定の時間遅延して、第２の１対の電極３５２に高電圧が印加され、放電し得る。
【０１４７】
レーザチャンバ１１２内における放電により発光が生じ、発光した光が出力結合ミラー１１３とリアミラー１１１との間でレーザ発振し、出力結合ミラー１１３より、図１４に示されるようなパルス幅の長いパルスレーザ光が出射し得る。
【０１４８】
エキシマレーザ光源３５０より出射されたパルスレーザ光は、アッテネータ１４０に入射し、アッテネータ１４０において所望のパルスエネルギのパルスレーザ光が透過してもよい。アッテネータ１４０では、パルスレーザ光が所望のパルスエネルギとなるように、透過率が設定されていてもよい。
【０１４９】
アッテネータ１４０を透過したパルスレーザ光は、モニタモジュール１５０に入射してもよい。モニタモジュール１５０に入射したパルスレーザ光は、一部が透過し、他の一部が反射し得る。ビームスプリッタ１５１において反射された光は、パルスエネルギセンサ１５２に入射し、パルスエネルギセンサ１５２において入射したパルスレーザ光のパルスエネルギが検出されてもよい。パルスエネルギセンサ１５２において検出されたパルスレーザ光のパルスエネルギは、信号としてレーザ制御部１７０に送信されてもよい。
【０１５０】
ビームスプリッタ１５１を透過した光は、シャッタ１６０によって遮断されてもよい。レーザ制御部１７０は、パルスエネルギセンサ１５２において検出されたパルスレーザ光のパルスエネルギに基づき、エキシマレーザ光源１１０から出射されるパルスレーザ光のパルスエネルギが、目標のパルスエネルギＥｔとなるようにフィードバック制御してもよい。このフィードバック制御は、充電器１１５における充電電圧の制御と、アッテネータ１４０における透過率の制御の少なくとも１つの制御であってもよい。
【０１５１】
レーザ制御部１７０は、エキシマレーザ光源１１０から出射されるパルスレーザ光のパルスエネルギＥと目標パルスエネルギＥｔとの差（Ｅ−Ｅｔ）が所定の範囲である場合には、レーザ制御部１７０からの発振トリガ信号の出力を停止してもよい。また、レーザ制御部１７０からの発振トリガ信号の出力を停止することなく、続けて、レーザアニールを行ってもよい。
【０１５２】
レーザ制御部１７０は、シャッタ１６０を開く信号をシャッタ１６０に送信してもよい。また、制御部８０にパルス幅とパルスエネルギが目標値となったことを通知し、制御部８０からの発振トリガ信号を直接、遅延回路３５７に入力するようにしてもよい。
【０１５３】
３．２．３  作用
図１３に示されるレーザ光源部においては、２つの１対の電極、即ち、第１の１対の電極３５１と第２の１対の電極３５２における放電のタイミングをずらすことによって、パルス幅を長くし得る。
【０１５４】
上記においては、２つの１対の電極を用いて、放電のタイミングをずらした場合について説明したが、１対の電極は２つに限定されるものではなく、１対の電極を３つ以上設け、放電のタイミングをずらしたものであってもよい。これにより、更にパルスレーザ光におけるパルス幅を長くし得る。
【０１５５】
また、レーザ光源部がＱスイッチを含むＹＡＧレーザの高調波光を出射するレーザ光源を含むものである場合には、Ｑスイッチの動作時間によってパルス幅を制御してもよい。
【０１５６】
４．他の溶融計測部の例示
４．１  反射率の計測
４．１．１  構成
開示のレーザアニール装置における溶融計測部は、図１５に示される構造の反射率を計測する溶融計測部を用いてもよい。
【０１５７】
具体的には、図１等に示されるレーザアニール装置における第３の高反射ミラー４３に代えて、ビームスプリッタ４２０を配置してもよい。
【０１５８】
ビームスプリッタ４２０は、エキシマレーザ光は高反射し、波長が６６０ｎｍの計測用レーザ光は高透過する膜が成膜されていてもよい。
【０１５９】
フライアイレンズ４４は、第２の高反射ミラー４２とビームスプリッタ４２０との間における光路上に配置してもよい。フライアイレンズ４４は、図１に示される場合のものよりも、ビームの広がり角度が小さく、コンデンサ光学系４５にすべての光が入射するような広がり角度となるように形成されていてもよい。
【０１６０】
溶融計測部４５０は、計測用レーザ光源４５１、受光部となる光センサ４５２、ビームスプリッタ４５３、ビーム広がり調整用光学系４５４を含んでいてもよい。
【０１６１】
溶融計測部４５０は、溶融計測部４５０より出射された計測用レーザ光が、ビームスプリッタ４２０、コンデンサ光学系４５を介し、被加工物１００における薄膜に照射されるような位置に設置されてもよい。即ち、溶融計測部４５０とコンデンサ光学系４５との間にビームスプリッタ４２０が位置するように設置されていてもよい。
【０１６２】
計測用レーザ光源４５１より出射された計測用レーザ光の光路上には、ビーム広がり調整用光学系４５４と、ビームスプリッタ４５３とを配置してもよい。ビーム広がり調節光学系は、凹レンズと凸レンズを含み、凹レンズと凸レンズの距離を調節することによってビーム広がりを調節してもよい。
【０１６３】
ビームスプリッタ４２０を透過した計測用レーザ光の光路は、アニール用のパルスレーザ光の光路と略同一となるように、計測用レーザ光源４５１を配置してもよい。
【０１６４】
計測用レーザ光は、被加工物１００に照射されるパルスレーザ光の照射領域と略同じ領域が照射されるように、ビーム広がり調整用光学系４５４を調節してもよい。
【０１６５】
計測用レーザ光源４５１より出射された計測用レーザ光は、ビーム広がり調整用光学系４５４を介し、ビームスプリッタ４５３及びビームスプリッタ４２０を透過した後、コンデンサ光学系４５により集光され、被加工物１００における薄膜に照射されてもよい。
【０１６６】
光センサ４５２は、被加工物１００において反射され、コンデンサ光学系４５を介し、ビームスプリッタ４２０を透過し、ビームスプリッタ４５３において反射された計測用レーザ光が入射する位置に設置されていてもよい。
【０１６７】
ビームスプリッタ４５３には、計測用レーザ光を５０％反射し、５０％透過する膜が成膜されていてもよい。
【０１６８】
４．１．２  動作
計測用レーザ光源４５１より出射された計測用レーザ光は、ビーム広がり調整用光学系４５４により、所定の広がり角となり得る。
【０１６９】
所定の広がり角となった計測用レーザ光は、ビームスプリッタ４５３及び４２０を透過して、コンデンサ光学系４５に入射し得る。
【０１７０】
コンデンサ光学系４５に入射した計測用レーザ光は、集光され、被加工物１００における薄膜において、パルスレーザ光の照射領域に照射され得る。
【０１７１】
被加工物１００の薄膜に照射され、反射された計測用レーザ光は、コンデンサ光学系４５を介し、ビームスプリッタ４２０を透過して、ビームスプリッタ４５３に入射し得る。ビームスプリッタ４５３では、入射した光の一部が透過し、他の一部が反射し得る。ビームスプリッタ４５３において反射された光は、光センサ４５２に入射し得る。光センサ４５２では、入射した光の光強度が検出され、検出された光強度の信号が制御部８０に送信されてもよい。制御部８０では、送信された光強度の信号に基づき、被加工物１００における薄膜の反射率を算出してもよい。
【０１７２】
４．１．３  作用
計測用レーザ光源４５１より出射された計測用レーザ光は、ビーム広がり調整用光学系４５４により調節することにより、被加工物１００における薄膜において、レーザアニールされる領域に照射することができる。即ち、被加工物１００における薄膜において、レーザアニールされる領域と、反射率が計測される領域とを一致させることができる。
【０１７３】
計測用レーザ光源４５１より出射された計測用レーザ光は、被加工物１００における薄膜の表面に対し、略垂直に入射させることができるため、偏光の影響を受けることなく反射率を計測することができる。
【０１７４】
４．２  透過率の計測
４．２．１  構成
開示のレーザアニール装置における溶融計測部は、図１６に示される構造の透過率を計測する溶融計測部を用いてもよい。
【０１７５】
具体的には、図１等に示されるレーザアニール装置における第３の高反射ミラー４３に代えて、ビームスプリッタ４２０を配置してもよい。
【０１７６】
ビームスプリッタ４２０には、エキシマレーザ光は高反射し、波長が６６０ｎｍの計測用レーザ光は高透過する膜が成膜されていてもよい。
【０１７７】
フライアイレンズ４４は、第２の高反射ミラー４２とビームスプリッタ４２０との間における光路上に配置してもよい。フライアイレンズ４４は、図１に示される場合のものよりも、ビームの広がり角度が小さく、コンデンサ光学系４５にすべての光が入射するような広がり角度となるように形成されていてもよい。
【０１７８】
溶融計測部は、計測用レーザ光源４６１、受光部となる光センサ４６２、ビーム広がり調整用光学系４６３を含んでいてもよい。計測用レーザ光源４６１より出射された計測用レーザ光の光路上には、ビーム広がり調整用光学系４６３を配置してもよい。計測用レーザ光源４６１は、計測用レーザ光源４６１より出射された計測用レーザ光が、ビーム広がり調整用光学系４６３、ビームスプリッタ４２０、コンデンサ光学系４５を介し、被加工物１００における薄膜に照射されるような位置に設置されてもよい。また、光センサ４６２は、被加工物１００を透過した計測用レーザ光が入射する位置に設置してもよい。
【０１７９】
ビームスプリッタ４２０を透過した計測用レーザ光の光路は、アニール用のパルスレーザ光の光路と略同一となるように、計測用レーザ光源４６１を配置してもよい。
【０１８０】
計測用レーザ光は、被加工物１００に照射されるパルスレーザ光の照射領域と略同じ領域が照射されるように、ビーム広がり調整用光学系４６３を調節してもよい。
【０１８１】
計測用レーザ光源４６１より出射された計測用レーザ光は、ビーム広がり調整用光学系４６３を介し、ビームスプリッタ４２０を透過した後、コンデンサ光学系４５により集光され、被加工物１００における薄膜に照射されてもよい。
【０１８２】
４．２．２  動作
計測用レーザ光源４６１より出射された計測用レーザ光は、ビーム広がり調整用光学系４６３により、所定の広がり角となり得る。所定の広がり角となった計測用レーザ光は、ビームスプリッタ４２０を透過して、コンデンサ光学系４５に入射し得る。コンデンサ光学系４５に入射した計測用レーザ光は、集光され、被加工物１００における薄膜において、パルスレーザ光の照射領域に照射され得る。
【０１８３】
被加工物１００の薄膜に照射され、透過された計測用レーザ光は、光センサ４６２に入射し得る。光センサ４６２では、入射した光強度が検出され、検出された光の強度の信号が制御部８０に送信されてもよい。制御部８０では、送信された光の強度の信号に基づき、被加工物１００における薄膜の透過率を算出してもよい。
【０１８４】
４．２．３  作用
計測用レーザ光源４６１より出射された計測用レーザ光は、ビーム広がり調整用光学系４６３により調節することにより、被加工物１００における薄膜において、レーザアニールされる領域に照射することができる。即ち、被加工物１００における薄膜において、レーザアニールされる領域と、透過率が計測される領域とを一致させることができる。
【０１８５】
４．２．４  溶融計測部における透過率の変化
前述したように、計測用レーザ光源４６１より出射されたレーザ光は、被加工物１００に成膜された薄膜、例えば、アモルファスシリコン膜を透過し、光センサ４６２に入射し得る。計測用レーザ光源４６１より出射されるレーザ光の波長は６６０ｎｍであってもよい。図１７に示されるように、６６０ｎｍの波長の光をアモルファスシリコン膜に照射した場合の透過率は約３０％となり得る。このアモルファスシリコン膜にパルスレーザ光が照射されて溶融すると、透過率が約５％まで減少し得る。パルスレーザ光の照射が終了すると、冷却され固化する。このように固化した状態においては、アモルファスシリコン膜はポリシリコン膜となり得る。６６０ｎｍの波長の光をポリシリコン膜に照射した場合の反射率は約５０％となり得る。
【０１８６】
尚、アモルファスシリコン膜に照射されるパルスレーザ光のフルーエンスＦ（ｍＪ／ｃｍ2）が高すぎると、アモルファスシリコン膜を形成していたシリコンが凝集して、計測用レーザ光は散乱されて、透過率はさらに上昇し、例えば、約７０％になり得る。
【０１８７】
従って、図１７に示されるように、例えば、透過率基準値Ｔｔｈ１＝１７．５％とし、測定された透過率が、第１の透過率基準値Ｔｔｈ１よりも低くなっている時間を計測することにより、溶融時間Ｔｍを求めてもよい。パルスレーザ光を照射した後の膜が結晶化状態になっているか凝集しているかの判断は、パルスレーザ光を照射した後の透過率が、透過率基準値Ｔｔｈ２＝６０％よりも高いか否かにより判断してもよい。具体的には、パルスレーザ光を照射した後の透過率が、透過率基準値Ｔｔｈ２よりも低い場合には結晶化状態と判断し、高い場合には、凝集しているものと判断してもよい。
【０１８８】
４．２．５  透過率の変化による溶融時間Ｔｍの計測と凝集の検出
次に、図１８に基づき、透過率の変化による溶融時間Ｔｍの計測と凝集の検出方法について説明する。図１８には、透過率の変化による溶融時間Ｔｍの計測と凝集の検出のサブルーチンを示す。このサブルーチンは、図８におけるステップ１０８における溶融時間Ｔｍの計測と凝集の検出のサブルーチンに相当するものであって、図８におけるステップ１０８において、図１８に示すサブルーチンを行ってもよい。
【０１８９】
最初に、ステップ３０２（Ｓ３０２）において、制御部８０等における第１のタイマにおける時間Ｔ１を０にした後、第１のタイマをスタートさせてもよい。
【０１９０】
次に、ステップ３０４（Ｓ３０４）において、被加工物１００に成膜されている薄膜の透過率Ｔｒを計測してもよい。具体的には、溶融計測部５０における計測用レーザ光源４６１より出射されたレーザ光を、被加工物１００に成膜された薄膜に照射し、被加工物１００を透過したレーザ光の光量を光センサ４６２により測定することにより、透過率Ｔｒを計測してもよい。
【０１９１】
次に、ステップ３０６（Ｓ３０６）において、ステップ３０４で計測された透過率Ｔｒが、透過率基準値Ｔｔｈ１よりも低いか否かを判断してもよい。ステップ３０４で計測された透過率Ｔｒが、透過率基準値Ｔｔｈ１よりも低いものと判断された場合には、ステップ３１２に移行してもよい。ステップ３０４で計測された透過率Ｔｒが、透過率基準値Ｔｔｈ１よりも低くはないものと判断された場合には、ステップ３０８に移行してもよい。
【０１９２】
ステップ３０８（Ｓ３０８）において、時間Ｔ１が所定の時間よりも短いか否かを判断してもよい。所定の時間は、例えば、エキシマレーザ光源１１０より出射されたパルスレーザ光におけるパルス幅と同じ値であってもよい。時間Ｔ１が所定の時間よりも短くはない場合には、ステップ３１０に移行してもよい。時間Ｔ１が所定の時間よりも短い場合には、ステップ３０４に移行してもよい。
【０１９３】
ステップ３１０（Ｓ３１０）において、被加工物１００に成膜されている薄膜は溶融していないものと判断し、制御部８０等におけるフラグＣに−１を立ててもよい。
【０１９４】
ステップ３１２（Ｓ３１２）において、制御部８０等における第２のタイマにおける時間Ｔ２を０にした後、第２のタイマをスタートさせてもよい。
【０１９５】
次に、ステップ３１４（Ｓ３１４）において、被加工物１００に成膜されている薄膜の透過率Ｔｒを計測してもよい。具体的には、ステップ３０４と同様の方法により、透過率Ｔｒを計測してもよい。
【０１９６】
次に、ステップ３１６（Ｓ３１６）において、ステップ３１４で計測された透過率Ｔｒが、透過率基準値Ｔｔｈ１よりも高いか否かを判断してもよい。ステップ３１４で計測された透過率Ｔｒが、透過率基準値Ｔｔｈ１よりも高いものと判断された場合には、ステップ３１８に移行してもよい。ステップ３１４で計測された透過率Ｔｒが、透過率基準値Ｔｔｈ１よりも高くはないものと判断された場合には、ステップ３１４に移行してもよい。
【０１９７】
ステップ３１８（Ｓ３１８）において、時間Ｔ２の値をＴｍとしてもよい。
【０１９８】
次に、ステップ３２０（Ｓ３２０）において、所定時間経過するのを待ってもよい。この所定時間は、被加工物１００に成膜されている薄膜が結晶化状態にあるか凝集しているかを正確に判断するために必要な時間であってもよい。
【０１９９】
次に、ステップ３２２（Ｓ３２２）において、被加工物１００に成膜されている薄膜の透過率Ｔｒを計測してもよい。具体的には、ステップ３０４と同様の方法により、透過率Ｔｒを計測してもよい。
【０２００】
次に、ステップ３２４（Ｓ３２４）において、ステップ３２２で計測された透過率Ｔｒが、透過率基準値Ｔｔｈ２よりも高いか否かを判断してもよい。透過率基準値Ｔｔｈ２よりも高いものと判断された場合には、ステップ３２６に移行してもよい。透過率基準値Ｔｔｈ２よりも高くはないものと判断された場合には、ステップ３２８に移行してもよい。
【０２０１】
ステップ３２６（Ｓ３２６）において、被加工物１００に成膜されている薄膜は凝集しているものと判断し、制御部８０等におけるフラグＣに１を立ててもよい。
【０２０２】
ステップ３２８（Ｓ３２８）において、被加工物１００に成膜されている薄膜は結晶化状態にあるものと判断し、制御部８０等におけるフラグＣに０を立ててもよい。
【０２０３】
ここで、上記のフローチャートを実施するのに、時間が間に合わない場合は、光センサ４６２の計測データを一旦制御部８０等における不図示の記憶部に書き込んでもよい。そして、光センサ４６２の計測が終了した後に、制御部８０等における不図示の記憶部に記憶されたデータを読み出して、上記のフローチャートを実施してもよい。
【０２０４】
５．他の液体供給部
液体供給部におけるプレート及び配管の構造は、図１０に示される構造のもの以外のものであってもよい。例えば、図１９に示されるように、プレート５１０に第１の配管５２１、第２の配管５２２、第３の配管５２３が接続されている構造のものであってもよい。尚、図１９（ａ）はプレート５１０を含む部分の上面図であり、図１９（ｂ）はプレート５１０を含む部分の側面図である。
【０２０５】
第１の配管５２１はプレート５１０に所定の角度で設置されていてもよい。第２の配管５２２及び第３の配管５２３は、プレート５１０に対して垂直であって、かつ、第１の配管５２１の両側に設置してもよい。第１の配管５２１、第２の配管５２２、第３の配管５２３は、図１９には不図示のポンプと接続されていてもよい。
【０２０６】
第１の配管５２１、第２の配管５２２、第３の配管５２３に、所定の流量で純水を流すことにより、パルスレーザ光が照射される領域において流れる純水の速度の均一性を改善し得る。
【０２０７】
６．その他
６．１  エキシマレーザ光源の電源回路
次に、図２０に基づき、エキシマレーザ光源１１０におけるＰＰＭ１１４及び充電器１１５について説明する。図２０は、ＰＰＭ１１４及び充電器１１５等の電気回路を示す。尚、エキシマレーザ光源１１０のレーザチャンバ１１２内には、熱交換器１２８が設けられていてもよく、１対の電極１２１は電極１２１ａと電極１２１ｂを含んでもよい。１対の電極１２１の一方の電極１２１ａとＰＰＭ１１４とを接続する電流導入端子１２９が設けられ、他方の電極１２１ｂは接地されていてもよい。
【０２０８】
ＰＰＭ１１４は、スイッチ１２７である半導体スイッチと、磁気スイッチＭＳ1、ＭＳ2、ＭＳ3と、コンデンサＣ0と、コンデンサＣ1、Ｃ2、Ｃ3と、トランスＴＣ1を含んでいてもよい。磁気スイッチに印加される電圧の時間積分値がしきい値に達すると、その磁気スイッチに電流が流れ易くなる。以下の説明では、磁気スイッチに電流が流れ易くなっている状態を、磁気スイッチが閉じていると記載する。しきい値は磁気スイッチ毎に異なる値であってもよい。
【０２０９】
また、スイッチ１２７はコンデンサＣ0とトランスＴＣ1との間に設けられていてもよい。磁気スイッチＭＳ1はトランスＴＣ1とコンデンサＣ1との間に設けられていてもよい。磁気スイッチＭＳ2はコンデンサＣ1とコンデンサＣ2との間に設けられていてもよい。磁気スイッチＭＳ3はコンデンサＣ2とコンデンサＣ3との間に設けられていてもよい。
【０２１０】
レーザ制御部１７０は、コンデンサＣ0に電荷を充電するときの電圧Ｖｈｖの指令値を充電器１１５に設定してもよい。この指令値に基づき充電器１１５はコンデンサＣ0に印加される電圧がＶｈｖとなるようにコンデンサＣ0に電荷を充電し得る。
【０２１１】
次に、レーザ制御部１７０から、スイッチ１２７に信号が送信されると、スイッチ１２７が閉じ、コンデンサＣ0からトランスＴＣ1へ電流が流れ得る。
【０２１２】
次に、磁気スイッチＭＳ1が閉じ、トランスＴＣ1からコンデンサＣ1へ電流が流れ、コンデンサＣ1に電荷が充電され得る。この際、電流のパルス幅が短くなってコンデンサＣ1に電荷が充電され得る。
【０２１３】
次に、磁気スイッチＭＳ2が閉じ、コンデンサＣ1からコンデンサＣ2へ電流が流れ、コンデンサＣ2に電荷が充電され得る。この際、電流のパルス幅が短くなってコンデンサＣ2に電荷が充電され得る。
【０２１４】
次に、磁気スイッチＭＳ3が閉じ、コンデンサＣ2からコンデンサＣ3へ電流が流れ、コンデンサＣ3に電荷が充電され得る。この際、電流のパルス幅が短くなってコンデンサＣ3に電荷が充電され得る。
【０２１５】
このように、トランスＴＣ1からコンデンサＣ1、コンデンサＣ1からコンデンサＣ2、コンデンサＣ2からコンデンサＣ3へと電流が順次流れることにより、パルス幅が短くなり、コンデンサＣ3に電荷が充電され得る。
【０２１６】
この後、コンデンサＣ3からレーザチャンバ１１２内に設けられた電極１２１ａと電極１２１ｂとの間に電圧が印加され、電極１２１ａと電極１２１ｂとの間におけるレーザガス中において放電が生じ得る。
【０２１７】
６．２  制御部
次に、図２１に基づき制御部８０、レーザ制御部等の各制御部について説明する。
【０２１８】
制御部８０等の各制御部は、コンピュータやプログラマブルコントローラ等汎用の制御機器によって構成されてもよい。例えば、以下のように構成されてもよい。
【０２１９】
制御部は、処理部６００、処理部６００に接続されるストレージメモリ６０５、ユーザインターフェイス６１０、パラレルＩ／Ｏコントローラ６２０、シリアルＩ／Ｏコントローラ６３０、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ６４０を含んでいてもよい。処理部６００は、ＣＰＵ６０１、ＣＰＵ６０１に接続されたメモリ６０２、タイマ６０３、ＧＰＵ６０４を含んでいてもよい。
【０２２０】
処理部６００は、ストレージメモリ６０５に記憶されたプログラムを読み出してもよい。また、処理部６００は、読み出したプログラムを実行したり、プログラムの実行に従ってストレージメモリ６０５からデータを読み出したり、ストレージメモリ６０５にデータを記憶させたりしてもよい。
【０２２１】
パラレルＩ／Ｏコントローラ６２０は、パラレルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器に接続されてもよい。パラレルＩ／Ｏコントローラ６２０は、処理部６００がプログラムを実行する過程で行うパラレルＩ／Ｏポートを介した、デジタル信号による通信を制御してもよい。
【０２２２】
シリアルＩ／Ｏコントローラ６３０は、シリアルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器に接続されてもよい。シリアルＩ／Ｏコントローラ６３０は、処理部６００がプログラムを実行する過程で行うシリアルＩ／Ｏポートを介した、デジタル信号による通信を制御してもよい。
【０２２３】
Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ６４０は、アナログポートを介して通信可能な機器に接続されてもよい。Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ６４０は、処理部６００がプログラムを実行する過程で行うアナログポートを介した、アナログ信号による通信を制御してもよい。
【０２２４】
ユーザインターフェイス６１０は、オペレータが処理部６００によるプログラムの実行過程を表示したり、オペレータによるプログラム実行の中止や割り込み処理を処理部６００に行わせるよう構成されてもよい。
【０２２５】
処理部６００のＣＰＵ６０１はプログラムの演算処理を行ってもよい。メモリ６０２は、ＣＰＵ６０１がプログラムを実行する過程で、プログラムの一時記憶や、演算過程でのデータの一時記憶を行ってもよい。タイマ６０３は、時刻や経過時間を計測し、プログラムの実行に従ってＣＰＵ６０１に時刻や経過時間を出力してもよい。ＧＰＵ６０４は、処理部６００に画像データが入力された際、プログラムの実行に従って画像データを処理し、その結果をＣＰＵ６０１に出力してもよい。
【０２２６】
パラレルＩ／Ｏコントローラ６２０に接続されるパラレルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器は、充電器１１５、ドライバ１３４及び１４５や、他の制御部等であってもよい。
【０２２７】
シリアルＩ／Ｏコントローラ６３０に接続されるシリアルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器は、他の制御部等であってもよい。
【０２２８】
Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ６４０接続される、アナログポートを介して通信可能な機器は、パルスエネルギセンサ１５２、光センサ５２等の各種センサであってもよい。
【０２２９】
本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書、及び添付の特許請求の範囲に記載される修飾句「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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