(57)【要約】【課題】    熱処理精度を一定に保つことのできるレーザ熱処理装置、ないしレーザ熱処理装置の制御方法を提供する。【解決手段】    パルスレーザ熱処理装置は、励起源と、ポンピングチャンバと、パルス発振機構と、共振器構造とを有し、パルスレーザ光を発振するパルスレーザ発振器と、パルスレーザ発振器から出射するレーザビームの強度を減衰させるバリアブルアッテネータと、バリアブルアッテネータで強度を調整したレーザビームを熱処理対象物上に照射する光学系と、熱処理対象物を載置するステージと、パルスレーザ光の光強度の時間波形であるパルス波形を計測できる計測器と、計測器が計測したパルス波形のパルス幅に基づき、励起源の励起強度を制御することでパルス幅を調整でき、さらにバリアブルアッテネータの減衰率を制御できる制御装置と、を有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起源と、ポンピングチャンバと、パルス発振機構と、共振器構造とを有し、パルスレーザ光を発振するパルスレーザ発振器と、
前記パルスレーザ発振器から出射するレーザビームの強度を減衰させるバリアブルアッテネータと、
前記バリアブルアッテネータで強度を調整したレーザビームを熱処理対象物上に照射する光学系と、
熱処理対象物を載置するステージと、
前記パルスレーザ光の光強度の時間波形であるパルス波形を計測できる第１の計測器と、
前記第１の計測器が計測したパルス波形のパルス幅に基づき、前記励起源の励起強度を制御することで前記パルス幅を調整でき、さらに前記バリアブルアッテネータの減衰率を制御できる制御装置と、
を有するパルスレーザ熱処理装置。
【請求項２】
前記ステージ上に配置され、照射エネルギ密度を計測する第２の計測器、
をさらに有し、前記制御装置は第２の計測器が計測した照射エネルギ密度に基づき、前記バリアブルアッテネータの減衰率を制御し、照射エネルギ密度を調整する請求項１記載のパルスレーザ熱処理装置。
【請求項３】
前記第１の計測器が、前記ステージ上に配置されている請求項１記載のパルスレーザ熱処理装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記第１の計測器が測定したパルス波形のパルス幅とピーク値の積に基づき、前記バリアブルアッテネータの減衰率を制御し、照射エネルギ密度を調整する請求項３記載のパルスレーザ熱処理装置。
【請求項５】
前記ステージ上に配置され、照射エネルギ密度を計測できる第２の計測器、
をさらに有し、前記制御装置は、前記第１の計測器が測定したパルス波形のパルス幅とピーク値の積、または第２の計測器が計測した照射エネルギ密度に基づき、前記バリアブルアッテネータの減衰率を制御し、照射エネルギ密度を調整する請求項３記載のパルスレーザ熱処理装置。
【請求項６】
前記制御装置が、前記時間波形の幅を規定値に一致させるために必要な前記励起源の駆動電流の変化分を決定する請求項１〜５のいずれか１項記載のパルスレーザ熱処理装置。
【請求項７】
前記制御装置があらかじめ測定した結果に基づくルックアップテーブルを備えている請求項１〜６のいずれか１項記載のパルスレーザ熱処理装置。
【請求項８】
さらに、前記パルスレーザ発振器の出射するレーザビームの出力を測定する第３の計測器を有し、前記ルックアップテーブルが,前記パルスレーザ発振器の出射レーザビーム出力も記録する請求項７記載のパルスレーザ熱処理装置。
【請求項９】
前記制御装置が、前記ルックアップテーブルの出射レーザビーム出力を参照し、前記バリアブルアッテネータの調整可能範囲を判断する請求項８記載のパルスレーザ熱処理装置。
【請求項１０】
前記熱処理対象物が、不純物をイオン注入した半導体ウエハ、半導体層を堆積した基板、または加工対象物である請求項１〜９のいずれか１項記載のパルスレーザ熱処理装置。
【請求項１１】
（ａ）  励起源を備えたパルスレーザ装置の出射するパルスレーザ光の光強度の時間波形であるパルス波形を計測する工程と、
（ｂ）  前記パルス波形のパルス幅を求める工程と、
（ｃ）  前記パルス幅を規定値に一致させるために必要な前記励起源の励起強度の変分を求める工程と、
（ｄ）  前記変分を取り入れて、前記パルスレーザ装置を調整する工程と、
（ｅ）  前記調整したパルスレーザ装置の出射光を被処理対象物を載置するステージ上に照射し、エネルギ密度を計測する工程と、
（ｆ）  前記エネルギ密度を規定値に一致させるようにバリアブルアッテネータを調整する工程と、
を含むパルスレーザ熱処理装置の制御方法。
【請求項１２】
工程（ｅ）は、前記ステージ上でエネルギ密度を計測する請求項１１記載のパルスレーザ熱処理装置の制御方法。
【請求項１３】
工程（ａ）、工程（ｅ）は、前記ステージ上で前記パルス波形を計測し、工程（ｅ）はパルス波形の少なくともピーク値を計測し、エネルギ密度を算出する請求項１１記載のパルスレーザ熱処理装置の制御方法。
【請求項１４】
工程（ｃ）で求めた前記変分が、所定範囲を超えている時は、前記工程（ｄ）の後、前記工程（ａ）に戻り、再度工程（ｂ）、（ｃ）を行い、前記変分が前記所定範囲内になった時、工程（ｄ）から工程（ｅ）に進む請求項１１記載のパルスレーザ熱処理装置の制御方法。
【請求項１５】
（ｇ）  工程（ｆ）の後、イオン注入した半導体ウエハ、半導体層を堆積した基板、または加工対象物を被熱処理対象物として、パルスレーザを照射する工程、をさらに含む請求項１１〜１４のいずれか１項記載のパルスレーザ熱処理装置の制御方法。  
【請求項１６】
工程（ｆ）が実行できない時は、アラームを発生する請求項１１〜１４のいずれか１項記載のパルスレーザ熱処理装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルスレーザ処理装置とその制御方法に関し、特に熱処理を行なうパルスレーザ熱処理装置とその制御方法に関する。なお、熱処理とは、熱による処理であり、半導体における不純物活性化や結晶化などの化学的処理、溶接、穴あけなどの機械的処理を含む。  
【背景技術】
【０００２】
レーザを用いた熱処理、熱加工などが行なわれている。処理精度、加工精度を一定にするため、処理面、加工面上でのエネルギ密度がモニタされ、レーザ光源にフィードバックされている。
【０００３】
パルスレーザ処理においては、パルスエネルギと共に、パルスレーザビームのピーク値が処理精度に影響を与える。特開２００５−１０１３０５号は、無機窒化物部材にマークを作成するマーキング処理において、パルスレーザビームのパルス幅とピーク強度を規定することを教示する。特開２００３−２００２８２号は、レーザ溶接において、レーザ発振器のランプ電流をピーク値が所望の深い溶け込みを与えるレベルとなる脈動とすることを教示する。特開平８−１５３９２４号は、繰り返し周波数可変のＱスイッチパルスレーザにおいて、繰り返し周波数を変更した時、パルスレーザ光のピーク値を検出し、ｎ番目のパルスレーザ光のピーク値と、ｎ−１番目のパルスレーザ光のピーク値とを比較し、結果に基づいてドライバを制御することを提案する。特開２０００−１２６８７９号は、予めパルス幅またはパルスピーク値と、パルス出力との関係を測定しておき、測定したパルス幅またはパルスピーク値を設定値と比較し、レーザ発振器を制御することにより、パルス出力を一定にし、均一な穴加工を行なうことを教示する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１０１３０５号公報
【特許文献２】特開２００３−２００２８２号公報
【特許文献３】特開平８−１５３９２４号公報
【特許文献４】特開２０００−１２６８７９号公報  レーザダイオード（ＬＤ）励起の固体パルスレーザのパルスレーザ出力を波長変換素子を用いて波長変換した高調波パルスレーザを用いて、半導体ウエハに注入した不純物の活性化を行なうことが行なわれている。波長変換素子の温度を一定に保ち、ＬＤの電流値を一定に保った状態で、レーザ発振を行なっている。ウエハ面上の面積当たりエネルギ密度がモニタされ、変化を検知した時は、バリアブルアッテネータないしレーザ光源のＬＤ励起電流にフィードバックされ、エネルギ密度を一定に保つように制御されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、エネルギ密度が一定でも、熱処理精度が変化し得ることが見出された。典型的には、不純物をドープした半導体領域において活性化される不純物の深さが変化する。不純物が活性化される深さが変化すると、製造される半導体装置の性能が変化してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、熱処理精度を一定に保つことのできるパルスレーザ熱処理装置、ないしパルスレーザ熱処理装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１観点によれば、
励起源と、ポンピングチャンバと、パルス発振機構と、共振器構造とを有し、パルスレーザ光を発振するパルスレーザ発振器と、
前記パルスレーザ発振器から出射するレーザビームの強度を減衰させるバリアブルアッテネータと、
前記バリアブルアッテネータで強度を調整したレーザビームを熱処理対象物上に照射する光学系と、
熱処理対象物を載置するステージと、
前記パルスレーザ光の光強度の時間波形であるパルス波形を計測できる第１の計測器と、
前記第１の計測器が計測したパルス波形のパルス幅に基づき、前記励起源の励起強度を制御することで前記パルス幅を調整でき、さらに前記バリアブルアッテネータの減衰率を制御できる制御装置と、
を有するパルスレーザ熱処理装置
が提供される。
【０００８】
本発明の他の観点によれば、
（ａ）  励起源を備えたパルスレーザ装置の出射するパルスレーザ光の光強度の時間波形であるパルス波形を計測する工程と、
（ｂ）  前記パルス波形のパルス幅を求める工程と、
（ｃ）  前記パルス幅を規定値に一致させるために必要な前記励起源の励起強度の変分を求める工程と、
（ｄ）  前記変分を取り入れて、前記パルスレーザ装置を調整する工程と、
（ｅ）  前記調整したパルスレーザ装置の出射光を被処理対象物を載置するステージ上に照射し、エネルギ密度を計測する工程と、
（ｆ）  前記エネルギ密度を規定値に一致させるようにバリアブルアッテネータを調整する工程と、
を含むパルスレーザ熱処理装置の制御方法
が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
面積あたりのパルスエネルギ密度が一定でも、パルス波形が変化すると、処理精度は変化し得る。パルス波形のパルス幅をモニタし、フィードバックしてパルス幅を調整し、さらにバリアブルアッテネータを調整することによりエネルギ密度を調整することで、熱処理精度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１１】
図１Ａは、本発明の第１の実施例によるパルスレーザ熱処理装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【００１２】
高調波固体パルスレーザ１０は、一対のエンドミラーＥＭ１、ＥＭ２の間の光路上に、ポンピングチャンバ１２、Ｑスイッチ１４、波長変換素子１５、シャッタ１６、ダイクロイックミラーＤＭを有する。エンドミラーＥＭ１、ＥＭ２は、石英基板上に形成した誘電体多層膜で構成される。エンドミラーＥＭ１は基本波に対する完全反射鏡であり、エンドミラーＥＭ２は基本波、２次高調波に対する完全反射鏡である。ポンピングチャンバ１２は、励起用光源であるレーザダイオード１３からの出射光を受け、励起状態を発生させる。ポンピングチャンバ１２は、例えば発振波長１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＡＧ結晶、発振波長１０４７ｎｍもしくは１０５３ｎｍのＮｄ：ＹＬＦ結晶、又は発振波長１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＶＯ4結晶で形成される。Ｎｄ：ＹＬＦ結晶の最も吸収係数の高い波長は、条件により、７９２ｎｍ、または７９７ｎｍである。Ｎｄ：ＹＡＧ結晶とＮｄ：ＹＶＯ４結晶の最も吸収係数の高い波長は、８０８ｎｍである。最も吸収係数の高い波長から少しずれた波長でも、十分励起光源として使える。従って、励起用レーザダイオード１３は、発振波長７８０ｎｍ〜８２０ｎｍの半導体レーザダイオードで構成される。
【００１３】
Ｑスイッチ１４は、例えば音響光学結晶で形成され、ピエゾ素子のトランスデューサから発生する音波により、進行波あるいは定在波を生じさせる。屈折率の周期的な配置により、所定波長の入射光を回折する。パルス発振を生じさせるＱスイッチは、音響光学素子の他、ＡＤＰ，ＫＤＰ等の電気光学結晶を用いたポッケルスセルで構成することもできる。任意的構成要素であるシャッタ１６は、例えばステンレス製のメカニカルシャッタで構成され、エンドミラーＥＭ１、ＥＭ２間の所定の光路を遮断する機能を有する。波長変換素子１５は、例えばＬｉＢ３Ｏ５（ＬＢＯ）結晶で形成され、基本波を受け、波長が半分の２次高調波を発生する。
【００１４】
波長変換素子として、ＬＢＯ結晶の他、βＢａＢ２Ｏ４（ＢＢＯ）結晶、ＫＴｉＰＯ４（ＫＴＰ）結晶、ＢｉＢ３Ｏ６（ＢＩＢＯ）結晶、ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ３結晶、ＫＤＰ結晶、ＤＫＤＰ結晶、ＫＤ＊Ｐ結晶、ＬｉＩＯ３結晶、ＬｉＮｂＯ３結晶等を用いることもできる。
【００１５】
図の構成において、シャッタ１６と波長変換素子１５との間に、基本波は完全反射し、２次高調波は透過させるダイクロイックミラーＤＭ１が配置される。ポンピングチャンバから進行した基本波は、ダイクロイックミラーＤＭ１で完全反射して波長変換素子１５に向かう。エンドミラーＥＭ２で反射し、波長変換素子１５を通過した基本波は、再びダイクロイックミラーＤＭ１で完全反射し、ポンピングチャンバ１２に向かう。波長変換素子１５で発生した高調波は、エンドミラーＥＭ２からダイクロイックミラーＤＭ１に向かう向きで、ダイクロイックミラーＤＭ１を透過し、図中下方に取り出される。固体パルスレーザ１０は、Ｑスイッチにより、パルス幅１００ｎｓｅｃ〜３００ｎｓｅｃのパルスレーザ光を発振する。
【００１６】
高調波固体パルスレーザ１０から出射したパルスレーザ光は、減衰率可変のバリアブルアッテネータ２０で所定の減衰を受け、ズームレンズ１７、ホモジナイザ１８、結像光学系１９等の光学系２１を介してＸＹステージＳＴ上の被照射物、例えば半導体ウエハＷＦを照射する。光学系２１は、熱処理の内容に合わせた空間的ビーム形状を形成する。
【００１７】
高調波固体パルスレーザ１０の出射口近傍に、光検出器ＰＤとパワーメータＰＭ１とが配置される。光検出器ＰＤは、例えば、減衰器（減衰率固定のアッテネータ）ＥＸＴを介して切り替えミラーＳＭで反射したレーザパルスを受光する。光検出器ＰＤは、例えばシリコン製ホトダイオードで構成され、パルス光強度の時間変化（パルス波形）を検出し、検出信号Ｓ１を制御装置ＣＴＬに供給することができる。パワーメータＰＭ１は、切り替えミラーＳＭで反射したレーザパルスを受光し、高調波固体パルスレーザ１０が出射するレーザ出力を測定し、検出信号Ｓ３を制御装置ＣＴＬに供給することができる。ステージＳＴ上には、パワーメータＰＷ２が備えられ、ステージ上の面積当たり入射エネルギ密度を検出し、検出信号Ｓ２を制御装置ＣＴＬに供給することができる。
【００１８】
制御装置ＣＴＬは、受光した光強度信号Ｓ１の時間波形、エネルギ密度信号Ｓ２からレーザ熱処理装置の動作状態を判定する。制御装置ＣＴＬは、制御信号ＣＴＬ１，ＣＴＬ２を介して、励起用レーザダイオードＬＤの駆動電流、バリアブルアッテネータ２０の減衰率を制御する。
【００１９】
処理対象物にレーザ光を照射して被照射部の温度を上昇させて処理を行なう熱処理において、被照射部上でのパルスレーザ光のピーク値は被照射部の到達温度と密接な関係を有すると考えられる。パルスレーザ光のエネルギが一定であることは、照射される全エネルギが一定であることしか意味しない。被照射部が熱伝導率の高い材料であれば、レーザ光照射による昇温と放熱による降温とが同時に生じると考えられる。パルスレーザ光の光強度の時間波形であるパルス波形の全面積（エネルギ密度）が同一でも、パルス波形が異なれば、熱処理効果は異なってしまうであろう。本発明者は、パルスレーザ光のパルス波形と照射エネルギの両者を制御することを検討した。
【００２０】
図１Ｂは、パルスレーザ光強度の時間波形を概略的に示す。励起用レーザダイオードＬＤを基準電流で駆動した時の出力パルスレーザ光の強度波形がＷＶ０であるとする。励起用レーザダイオードＬＤの駆動電流を増加すると、即ち励起強度を増加すると、パルス波形ＷＶ１で示すように、ピーク値は増加し、パルス幅は減少する。励起用レーザダイオードＬＤの駆動電流を減少すると、即ち励起強度を低下すると、波形ＷＶ２で示すようにピーク値は減少し、パルス幅は増加する。このように、パルス幅とパルスのピーク値は互いに関連している。なお、パルス幅は、半値幅でもピーク値の１／ｅの強度での幅でも、ピーク値の１／ｅ２の強度での幅でもよい。
【００２１】
レーザ熱処理装置のパルスレーザ光のエネルギが同じであるが、熱処理の内容が変化してしまう状態として、パルス波形の面積は同じであるが、ピークが低く幅が広い場合と、ピークが高く、幅が狭い場合が考えられる。
【００２２】
励起用レーザダイオードの駆動電流の制御のみでは、パルス光のピーク値を増加させると幅は減少するのみであり、パルス光のピーク値を減少させると幅は増加するのみである。ピーク値を一致させると幅が一致せず、幅を一致させるとピーク値が一致しない可能性が高い。他のパラメータとして、バリアブルアッテネータ２０の減衰率がある。被照射面上でのレーザパルス光は、バリアブルアッテネータで強度を調整したものである。パルス幅は変化しないが、パルスのピーク値はバリアブルアッテネータで調整できる。例えば波形ＷＶ１を選択し、バリアブルアッテネータの減衰率を増加させて、ピーク値を波形ＷＶ０と同じにすることができる。バリアブルアッテネータの減衰率がある程度ある場合、波形ＷＶ２を選択し、バリアブルアッテネータの減衰率を低下させて、ピーク値を波形ＷＶ０のピーク値と同じにすることもできる。バリアブルアッテネータ２０は、光強度の減衰率（ピーク値）を変化させるのみであり、パルス幅は保たれる。
【００２３】
従って、まずパルス幅を規定値に一致させ、次にピーク値を規定値に一致させれば、幅とピーク値の両方が規定値に一致することになる。レーザパルスの強度波形は、通常一定の形状に定まっている。パルス幅とピーク値を幅が一致すれば、面積（エネルギ）も一致する、またはパルス幅と面積が一致すれば、ピーク値も一致すると期待できる。即ち、パルス幅と、パルスのピーク値またはエネルギ密度を規定値に一致するように調整すれば、熱処理の精度を向上できるであろう。
【００２４】
以下、図２Ａ，２Ｂを参照して、制御の内容を説明する。目的とする熱処理のために、励起強度をパラメータとして、パルス光のパルス波形のピーク値、パルス幅、レーザ出口での出力パワーＰＷＯを予備実験などに基づいて規定しておく。
【００２５】
図２Ａは、あらかじめ測定しておいた測定値をリストしたルックアップテーブルＬＵＴの例を示す。励起用レーザダイオードの駆動電流ＩＬＤを変化させ、それぞれの値での出射パルス光強度のパルス波形のピーク値Ｅｐ，パルス幅Ｗｄ，レーザ出口での出力パワーＰｗｏをリストしてある。ルックアップテーブルＬＵＴ１は、励起用ダイオード駆動電流ＩＬＤを第１の基準電流を中心に、ある範囲で変化させた時のテーブルである。ルックアップテーブルＬＵＴ２は、励起用ダイオード駆動電流ＩＬＤを第２の基準電流を中心に、ある範囲で変化させた時のテーブルである。制御はいずれか１つのテーブル内で行う。さらに、新たなテーブルを作成することもできる。このようなルックアップテーブルを利用することにより、現在のパルス光のパルス幅を測定し、規定値と異なる時は駆動電流をどのように調整すれば所望のパルス幅が得られるかが判る。なお、ルックアップテーブルの代わりに駆動電流とパルス幅、エネルギ密度との関係等を数式化してもよい。
【００２６】
図２Ｂは、制御のフローチャートを示す。第１のステップ３１で、パルス光強度の時間変化波形を計測する。パルス幅を計測するのが目的なので、計測位置はバリアブルアッテネータの前でも後でもよい。第２のステップ２で、計測したパルス光強度のパルス波形から、パルス幅を算出する。第３のステップ３３で、規定されたパルス光強度のパルス幅に一致させるために必要な、励起用レーザダイオードの駆動電流の変分ΔＩＬＤをルックアップテーブルまたは数式を用いて求める。励起用レーザダイオードの駆動電流をΔＩＬＤ変化させて、固体パルスレーザを駆動する。第４のステップ３４で、ステージＳＴ上のエネルギ密度を計測する。第５のステップ３５で、規定されたエネルギ密度を得るために必要なエネルギ密度の変分ΔＰｗを求める。次にステップ３６で、バリアブルアッテネータ２０の減衰率を調整することによりΔＰｗを実現できるか否かを判断する。レーザ出口での出力パワーＰｗｏ等を参照できる。可能であれば、ステップ３７でバリアブルアッテネータを調整して、規定のエネルギ密度を実現する。不可であれば、ステップ３８に移り、アラームを発する。なお、制御のフローチャートは図２Ｂのものに限らない。
【００２７】
図２Ｃに示すように、第３のステップ３３と第４のステップ３４の間に、ステップ３８を設け、ΔＩＬＤの値によって分岐を作ることもできる。ΔＩＬＤの値が−δ１とδ２の間の許容誤差範囲内であれば、ステップ３４に進み、許容誤差を超えている場合は、駆動電流を調整した状態で，再度ステップ３１に戻る。パルス幅の調整が必要な場合、最初はΔＩＬＤの値が許容誤差を越えるので、ΔＩＬＤを調整した後再びステップ３１に戻る。調整が旨くいけば、パルス幅はほぼ規定値に一致し、ΔＩＬＤの値は許容誤差範囲内となる。そこで、ステップ３８からステップ３４に抜ける。他の点は、図２Ｂのフローと同じである。
【００２８】
図３は、第２の実施例による、パルスレーザ熱処理装置の構成を示すブロック図である。第１の実施例と比べた時、光検出器ＰＤが、パルスレーザ装置出射部近傍から、ステージＳＴ上に移動されている。
【００２９】
光検出器ＰＤを用いてステージＳＴ（照射面）上での、パルスレーザ光のパルス波形を計測する。パルス波形のパルス幅は、バリアブルアッテネータの前後で変化しないので、パルス幅の検出に関しては第１の実施例と変わらない。その他の点は第１の実施例同様である。
【００３０】
なお、光検出器ＰＤが測定するパルス波形のピーク値は、レーザビーム照射面の一部での計測値であるが、照射面上の値なので直接熱処理を支配するパルスレーザ光のピーク値を計測できる。パルス幅とピーク値を乗算すると、パルス波形の面積を表すパラメータとなる（近似できる）。図２Ｂ，２Ｃのフローチャートにおけるエネルギ密度計測の代わりに照射面上のパルスレーザ光のピーク値またはピーク値とパルス幅を計測してもよい。制御する対象はパルス幅とパルスのピーク値、またはパルス幅とパルスの面積を表すパラメータ（パルス幅×ピーク値）とする。
【００３１】
なお、パルスレーザ光強度のパルス波形は、ピーク値を高くするほど幅が狭くなるのは、高調波レーザに限らない。
【００３２】
図４Ａに示すように、完全反射鏡のエンドミラーＥＭ１と部分反射ミラーＰＭとの間にポンピングチャンバ１３、Ｑスイッチ１４を配置し、励起用ＬＤ１２からポンピングチャンバ１３に励起光を照射するパルスレーザ装置を図１Ａ、図３のレーザ１０として用いることもできる。
【００３３】
図４Ｂに示すように、ポンピングチャンバ１３の励起源は、レーザダイオードの代わりにランプ１３ｘを用いるものでもよい。励起強度を増加するとパルス光強度の時間波形は、ピーク値が高く、幅が狭くなることは、レーザダイオード励起の場合と同様である。
【００３４】
図４Ｃに示すように、被処理対象物は、ガラス基板ＧＬ上にアモルファスシリコン等の半導体層ａＳを堆積したもので、熱処理は半導体層の結晶化であってもよい。
【００３５】
図４Ｄに示すように、被処理対象物は、絶縁層ＤＬ，配線金属層ＷＬを積層した多層基板であり、熱処理は金属層、絶縁層に穴あけ加工することでもよい。このように、熱処理は、不純物活性化、結晶化、などの化学的熱処理の他、穴あけ、切断、溶接などの機械加工的熱処理であってもよい。
【００３６】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限らない。図１Ａ、図３のシャッタ１６は、省略してもよい。光検出器ＰＤは、パルスレーザ光強度の時間変化波形を計測できるものであればよい。ビーム形状は目的に合わせて選択し、光学系２１の内容も変更、修正することができる。その他、種々の変更、置換、改良、組合せ等が可能なことは、当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１Ａ，１Ｂは、第１の実施例によるパルスレーザ熱処理装置の構成を概略的に示すブロック図、及びパルスレーザ光の波形変化を示すグラフである。
【図２】図２Ａは、制御に用いるルックアップテーブル、図２Ｂ、２Ｃは２種類の制御のフローチャートである。
【図３】図３は、第２の実施例によるパルスレーザ熱処理装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】図４Ａ，４Ｂは、固体パルスレーザ装置の変形例を示すブロック図、図４Ｃ，４Ｄは、熱処理対象物の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  固体パルスレーザ装置
１２  ポンピングチャンバ
１３  （励起用）レーザダイオード
１３ｘ（励起用）ランプ
１４  Ｑスイッチ
１５  波長変換素子
１６  シャッタ
１７  ズームレンズ
１８  ホモジナイザ
１９  結像光学系
２０  バリアブルアッテネータ
２１  光学系
Ｍ  ミラー
ＥＭ  エンドミラー
ＤＭ  ダイクロイックミラー
ＰＭ  部分ミラー
ＳＴ  （ＸＹ）ステージ
ＰＤ  光検出器
ＰＭ  パワーメータ
ＣＴＬ  制御装置
ＷＶ  波形
ＧＬ  ガラス基板
ａＳ  半導体層
ＤＬ  絶縁層
ＷＬ  配線金属層
【図１】
2008112805.tif 000003
【図２】
2008112805.tif 000004
【図３】
2008112805.tif 000005
【図４】
2008112805.tif 000006