JP2012516041A - レーザーエネルギーによって半導体材料の表面を照射するための方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
半導体材料層の表面領域をレーザー照射パラメータを有する第1のレーザーで、領域の少なくとも一部を融解するように照射するステップと;
照射パラメータを構成することによって照射プロセスを制御するステップと;
を具え、本方法は更に、融解した領域部分の深度を定量するステップを具える点で特徴づけられている。
半導体層の表面領域を、領域の少なくとも一部を融解するように照射するための第1のレーザーであって、当該レーザーがレーザー照射パラメータを有する第1のレーザーと;
レーザー照射パラメータを構成することによって照射プロセスを制御するためのコントローラと;
を具え、本装置は更に、融解した領域部分の深度を定量する手段を具える点で特徴づけられている。
半導体材料層の表面領域をレーザー照射パラメータを有する第1のレーザーで、領域の少なくとも一部を融解するように照射するステップと;
照射パラメータを構成することによって照射プロセスを制御するステップと;
を具え、本方法は更に、融解した領域部分の深度を定量するステップを具える点で特徴づけられている。
半導体層の表面領域を、領域の少なくとも一部を融解するように照射するための第1のレーザーであって、当該レーザーがレーザー照射パラメータを有する第1のレーザーと;
レーザー照射パラメータを構成することによって照射プロセスを制御するためのコントローラと;
を具え、本装置は更に、融解した領域部分の深度を定量する手段を具える点で特徴づけられている。
アモルファス半導体材料の再結晶化;
埋込等によって生じる結晶の損傷又は欠陥の修復;
ドーパントの活性化:実施例1参照;
制御した二重埋込の活性化:実施例2参照;
適合しない半導体材料の検出:同一の照射パラメータを維持する間の融解時間又は融解深度のシフトが、半導体層の材料又は材料の品質のシフトを示しうる;
レーザーアニーリングステップの前の適合しないプロセスの検出:融解時間のシフト又は融解深度のシフトがレーザーアニーリングの前のプロセスの品質を制御するのを補助しうる、レーザー照射中の受動的なモニタリングとして用いられうる;
に応用できる。例えば、酸化層又は別の層が融解すべき表面の上面にあり、融解深度を同一に維持する間に融解時間がシフトする傾向にある場合、前記層の均一性を制御でき、所望の場合に警告が得られうる。
処理レーザーは高エネルギーの塩化キセノンエキシマーレーザーであり、308nmで放射する。照射した領域は面積が2ないし4cm2の矩形であり、照射した領域のエネルギー密度は2ないし6J/cm2である。それらのパラメータはウェハ上の照射した領域の融解を得るために選択される。
最初のステップはユーザが要求する処理性能に対応する融解深度を確立することである。これは、埋込型の試験ウェハを照射する一方で、レーザーエネルギー密度を変化させ、融解時間をモニタリングすることによってなされうる。結果として、融解時間は、図6に例示するようにエネルギー密度の関数としてプロットできる。
レーザ設備の長時間の動作中に、処理レーザーの出力エネルギーは、ガス放電に送達される電圧を調節することによって標的のエネルギーに等しく維持される。融解時間は制御システムによって記録され、複数の発射にわたってモニタリング及び平均化されて、その変動を最小化する。測定した融解深度とプロセスの最適化中に確立される標的の数値との間の差異が所定の閾値(例えば±5%)よりも大きい場合、制御システムはプロセスの再最適化を始動できる警告を生成する。
Claims (14)
- 半導体材料を照射するための方法であって:
半導体材料層の表面領域をレーザー照射パラメータを有する第1のレーザーで、該領域の少なくとも一部を融解するように照射するステップと;
該照射パラメータを構成することによって照射プロセスを制御するステップと;
を具え、前記方法が該融解した領域部分の深度を定量するステップを更に具えることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の半導体材料を照射するための方法において、前記照射プロセスが、定量した前記融解した領域部分の深度を標的の深度と比較することにより、前記照射パラメータを構成することによって制御されることを特徴とする方法。
- 請求項1又は2に記載の半導体材料を照射するための方法において、前記融解した領域部分の深度を定量するステップが、照射中の前記融解した領域部分の融解時間を測定するステップを具えることを特徴とする方法。
- 請求項3に記載の半導体材料を照射するための方法において、前記融解した領域部分の融解時間を測定するステップが、照射中の該照射した表面の屈折率の変化を測定するステップを具えることを特徴とする方法。
- 請求項4に記載の半導体材料を照射するための方法において、前記融解した領域部分の融解時間を測定するステップが、照射中の前記照射した表面の反射率を測定するステップを具えることを特徴とする方法。
- 請求項5に記載の半導体材料を照射するための方法において、前記反射率を測定するステップが、前記照射した表面での前記第1のレーザーから反射を検出するステップを具えることを特徴とする方法。
- 請求項5に記載の半導体材料を照射するための方法において、前記反射率を測定するステップが、前記照射した表面での第2のレーザーから反射を検出するステップを具えることを特徴とする方法。
- 半導体材料を照射するための装置であって:
半導体層の表面領域を、該領域の少なくとも一部を融解するように照射するための第1のレーザーであって、当該レーザーがレーザー照射パラメータを有する第1のレーザーと;
前記レーザー照射パラメータを構成することによって照射プロセスを制御するためのコントローラと;
を具え、前記装置が該融解した領域部分の深度を定量する手段を更に具えることを特徴とする装置。 - 請求項8に記載の半導体材料を照射するための装置において、前記コントローラが、定量した前記融解した領域部分の深度を標的の深度と比較することにより、前記照射パラメータを構成することによって前記照射プロセスを制御するように構成されることを特徴とする装置。
- 請求項8又は9に記載の半導体材料を照射するための装置において、前記融解した領域部分の深度を定量する手段が、照射中の前記融解した領域部分の融解時間を測定する手段を具えることを特徴とする装置。
- 請求項10に記載の半導体材料を照射するための装置において、前記融解した領域部分の融解時間を測定する手段が、照射中の該照射した表面の屈折率の変化を測定する手段を具えることを特徴とする装置。
- 請求項11に記載の半導体材料を照射するための装置において、前記融解した領域部分の融解時間を測定する手段が、照射中の前記照射した表面の反射率を測定する手段を具えることを特徴とする装置。
- 請求項12に記載の半導体材料を照射するための装置において、前記照射した表面の反射率を測定する手段が、第2のレーザーを具えることを特徴とする装置。
- 半導体材料を生成するための請求項8ないし13に記載の装置の使用。
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