JP2007507897A5

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Publication number: JP2007507897A5
Application number: JP2006534012A
Authority: JP
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2024-09-28

Claims

表面を有する基板のレーザー熱アニールを行うための装置であって、
室温で前記基板に実質的に吸収されない波長を有する連続したアニール放射線を生成することができるレーザーと、
前記アニール放射線を受け、前記基板の表面上で走査される第１の像を前記基板の前記表面において形成するアニール放射線ビームを形成するアニール光学系と、
前記基板の少なくとも一部を、前記一部に入射した前記アニール放射線ビームが走査時に前記一部において前記基板の前記表面近傍で実質的に吸収されるように、臨界温度に加熱するための加熱装置と、
を含み
前記加熱装置は、
室温で前記基板に実質的に吸収される波長の予熱放射線を放射する予熱放射線源と、
前記走査された第１の像の前方または前記走査された第１の像と部分的に重なる前記基板の部分を予熱する、リレーシステムと、
を有し、
前記リレーシステムは、前記予熱放射線源から前記予熱放射線を受け、予熱放射線ビームを形成し、
前記予熱放射線ビームは、前記基板上に第２の像を形成し、かつ、走査する装置。
請求項１において、
前記アニール放射線ビームが１μｍよりも長い波長を有する装置。
請求項１において、
前記基板が、前記アニール放射線ビーム、および前記予熱放射線ビームと相対的に前記基板を移動させることによって前記走査を行う可動ステージによって支持される装置。
請求項１において、
前記アニール放射線が１０．６μｍの波長を有する装置。
請求項１において、
前記基板がドープされていないシリコンまたは低濃度ドープされたシリコンである装置。
請求項１において、
前記アニール放射線によって形成される前記第１の像が線像である装置。
請求項１において、
前記加熱装置が、前記基板を支持し、前記基板を前記臨界温度に加熱する加熱チャックを含む装置。
請求項７において、
前記加熱装置が、前記基板から放射された熱を前記基板に対して反射する熱シールドをさらに含む装置。
請求項１において、
前記加熱装置が、前記基板を取り囲み、前記基板を前記臨界温度に加熱する加熱エンクロージャをさらに含む装置。
請求項１において、
前記リレーシステムが、リレーレンズを含む装置。
請求項１０において、
前記第２の像が線像である装置。
請求項１０において、
前記予熱放射線ビームが７８０ｎｍまたは８００ｎｍの波長を有する装置。
請求項１０において、
前記リレーレンズが、前記予熱放射線ビームが法線入射で前記基板に入射するように配置され、
偏光子と、
１／４波長板と、
をさらに含み、
前記偏光子と前記１／４波長板が前記予熱放射線ビーム内に配置され、前記基板によって反射され、前記予熱放射線源に戻る予熱放射線の量を減少させる装置。
請求項１０において、
偏光子とファラデー回転子が前記予熱放射線ビーム内に配置され、予熱放射線ビームが前記予熱放射線源に戻ることを実質的に防ぐ装置。
請求項１０において、
前記予熱放射線源がレーザーダイオードのアレイであり、
前記リレーレンズがアナモルフィックであって、前記基板における前記レーザーダイオードのアレイの線像として前記第２の像を形成する装置。
請求項１０において、
前記リレーレンズが、前記第２の像の焦点を維持するために調節することができる要素を含む装置。
請求項１において、
前記基板を支持するチャックと、
前記チャックを支持する可動ステージと、
前記可動ステージに動作的に接続され、前記ステージを選択的に移動させて前記基板を選択的に移動させることによって、前記走査を行うステージ駆動部と、
をさらに含む装置。
基板をレーザー熱アニールする方法であって、
加熱部分において前記レーザービームが照射された場合、前記加熱部分で前記レーザービームが、前記基板が自己持続アニール条件を満たす程度まで、前記基板の表面近傍で吸収されるように前記基板の少なくとも一部を臨界温度に加熱することと、
前記基板の前記加熱部分上において前記レーザービームを走査することによって前記自己持続アニール条件を開始させることと、
を含み、
前記基板は、室温において、自己持続アニール条件を満たす程度まではレーザービームの放射線波長を吸収しない方法。
請求項１８において、
前記基板は、ドープされていないシリコン基板または低濃度ドープされたシリコン基板である方法。
請求項１８において、
前記加熱することは、前記基板を支持する加熱チャックを介して前記基板に熱を供給することを含む方法。
請求項２０において、
前記基板から放射された熱を前記基板に対して反射することを含む方法。
請求項１８において、
前記加熱することは、前記基板を取り囲む加熱エンクロージャを介して前記基板に熱を供給することを含む方法。
請求項１８において、
前記加熱することは、室温で前記基板に吸収される波長を有する予熱放射線ビームを前記基板の前記一部に照射することを含む方法。
請求項２３において、
前記予熱放射線ビームは、７８０ｎｍまたは８００ｎｍの波長を有する方法。
請求項２３において、
ダイオードレーザーのアレイを使用して前記予熱放射線ビームを発生させることを含む方法。
請求項２３において、
前記レーザービームが前記基板において第１の像を形成し、前記予熱放射線ビームが前記基板において第２の像を形成し、
基板上の前記第１及び第２の像を、前記第１の像の前方または前記第１の像と部分的に重なる位置にある前記第２の像によって走査することを、さらに含む方法。
請求項２６において、
前記第２の像を走査時に前記第１の像の前方または前記第１の像と部分的に重なる位置に維持することをさらに含む方法。
請求項１８において、
前記レーザービームが１μｍよりも長い波長を有する方法。
請求項２８において、
前記レーザービームが１０．６μｍの波長を有する方法。
請求項２３において、
ｉ）自己持続アニール条件を有効にするために前記予熱放射線ビームによって生成される臨界温度及びｉｉ）前記自己持続アニール条件を有効にするために必要な前記予熱放射線ビームにおける最小パワーの少なくとも一方を、１組の試験基板に選択された強度を有する対応する１組のレーザービーム及び１組の予熱放射線ビームを照射することによって経験的に決定することを含む方法。
請求項１８において、
前記臨界温度が３６０℃以上である方法。
請求項２６において、
前記走査を、ラスタパターン、牛耕式パターン、スパイラルパターンを含むパターン群から選択されるパターンで行う方法。
請求項２６において、
前記走査を、前記基板を支持するチャックを支持する可動基板ステージを選択的に移動させることによって行う方法。
請求項２３において、
前記予熱放射線ビームがパワーレベルを有し、
吸収性基板をアニールするために十分なパワーを有する前記レーザービームを用いて前記基板を走査する工程（ａ）と、
前記基板の表面上でアニール温度に達するまで前記工程（ａ）を反復し、前記予熱放射線ビームのパワーレべルを上昇させる工程（ｂ）と、
少なくとも到達した前記アニール温度をもたらすパワーレベルに前記パワーレベルを設定する工程（ｃ）と、によって前記パワーレベルを設定する方法。
基板をレーザー熱アニールする方法であって、
予熱ビーム波長を有する走査予熱放射線ビームを前記基板の一部に照射し、加熱部分において前記レーザービームが照射された場合、前記加熱部分で前記レーザービームが、前記基板が自己持続アニール条件を満たす程度まで、前記基板の表面近傍で吸収されるように前記基板の少なくとも一部を臨界温度に加熱することと、
前記予熱放射線ビームの後方または前記予熱放射線ビームと部分的に重なる位置において前記レーザービームを走査することによって前記自己持続アニール条件を開始させること、
を含み、
前記基板は、室温において、自己持続アニール条件を満たす程度まではレーザービームの放射線波長を吸収しない方法。