JP2018535545A - 処理のためのウエハ加熱用ダイオードレーザー - Google Patents

Abstract

本開示の実施形態は、一般的には、半導体処理の装置及び方法に関し、より具体的には熱処理チャンバに関する。熱処理チャンバは、基板支持体、基板支持体の上に配設された第１の複数の加熱素子、並びに、第１の複数の加熱素子の上に配設された一又は複数の高エネルギー放射源アセンブリを含みうる。一又は複数の高エネルギー放射源アセンブリは、処理中に基板支持体の上に配設された基板の低温領域を局所的に加熱するために利用される。基板の局所的な加熱は、温度プロファイルを改善し、その結果、堆積の均一性を改善する。
【選択図】図１

Description

［０００１］ 本開示の実施形態は、一般的には、半導体処理の装置及び方法に関し、より具体的には熱処理チャンバに関する。

関連技術の説明
［０００２］ 半導体基板は、集積回路用デバイスやマイクロデバイスの製造等を含めて、多様な用途に応じて処理される。処理中、基板は処理チャンバ内のサセプタ上に配置される。サセプタは中心軸の周りに回転可能な支持体シャフトによって支持される。基板の上下に配設された複数の加熱ランプなどの熱源を正確に制御することによって、極めて厳密な許容誤差の範囲内で基板を加熱することができる。基板の温度は、基板の上に堆積する材料の均一性に影響を及ぼしうる。

［０００３］ 基板の加熱を正確に制御しても、基板上の一部の場所には谷（堆積の低下）が形成されることが観測された。そのため、半導体処理では熱処理チャンバの改良が必要になっている。

［０００４］ 本開示の実施形態は、一般的には、半導体処理の装置及び方法に関し、より具体的には熱処理チャンバに関する。一実施形態では、処理チャンバは、第１のドームと、第２のドームと、第１のドームと第２のドームとの間に配設される基板支持体と、第１のドームの上に配設される第１の複数の加熱素子であって、第１のドームが第１の複数の加熱素子と基板支持体との間に配設される第１の複数の加熱素子と、第１の複数の加熱素子の上に配設される高エネルギー放射源アセンブリであって、少なくとも１００Ｗの総出力を有する高エネルギー放射源を備える高エネルギー放射源アセンブリと、を含む。

［０００５］ 別の実施形態では、処理チャンバは、第１のドームと、第２のドームと、第１のドームと第２のドームとの間に配設される基板支持体と、第１のドームの上に配設される第１の複数の加熱素子であって、第１のドームが第１の複数の加熱素子と基板支持体との間に配設される第１の複数の加熱素子と、第１の複数の加熱素子の上に配設される支持部材であって、第１の複数の加熱素子が第１のドームと支持部材との間に配設される支持部材と、支持部材の上に配設された第１の高エネルギー放射源アセンブリであって、高エネルギー放射源及び高エネルギー放射源アセンブリを支持部材に結合するためのブラケットを備える高エネルギー放射源アセンブリと、を含む。

［０００６］ 別の実施形態では、処理チャンバは、第１のドームと、第２のドームと、第１のドームと第２のドームとの間に配設される基板支持体と、第１のドームの上に配設される複数の加熱素子であって、第１のドームが複数の加熱素子と基板支持体との間に配設される複数の加熱素子と、第１の複数の加熱素子の上に配設される支持部材であって、第１の複数の加熱素子が第１のドームと支持部材との間に配設される支持部材と、支持部材の上に形成された軌道の上に移動可能に配設される高エネルギー放射源アセンブリであって、高エネルギー放射源を備える高エネルギー放射源アセンブリと、を含む。

［０００７］ 上述の本開示の特徴を詳細に理解しうるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明が、実施形態を参照することによって得られ、一部の実施形態は、付随する図面に例示されている。しかしながら、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、付随する図面はこの開示の典型的な実施形態のみを例示しており、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではないことに、留意されたい。

一実施形態による処理チャンバの概略的な側面断面図である。 別の実施形態による処理チャンバの概略的な側面断面図である。 別の実施形態による処理チャンバの概略的な側面断面図である。 本書に記載の実施形態による高エネルギー放射源の概略的な斜視図である。 一実施形態による図４の高エネルギー放射源アセンブリの概略的な側面断面図である。 一実施形態による高エネルギー放射源アセンブリの概略的な斜視図である。 一実施形態による図６の高エネルギー放射源アセンブリの概略的な側面断面図である。 一実施形態による図１の処理チャンバの概略的な上面図である。 別の実施形態による図１の処理チャンバの概略断面図である。 本書に記載の実施形態による、基板を処理する方法の工程を示す。 基板の原点からの距離対基板の抵抗力の試験結果を示すデータプロットである。

［００１９］ 理解を容易にするために、可能な場合には、図に共通する同一要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。一実施形態で開示される要素は、具体的な記述がなくとも、他の実施形態で有益に利用できることが企図されている。

［００２０］ 本開示の実施形態は、一般的には、半導体処理の装置及び方法に関し、より具体的には熱処理チャンバに関する。熱処理チャンバは、基板支持体、基板支持体の上に配設された第１の複数の加熱素子、並びに、第１の複数の加熱素子の上に配設された一又は複数の高エネルギー放射源アセンブリを含みうる。一又は複数の高エネルギー放射源アセンブリは、処理中に基板支持体の上に配置された基板の低温領域を局所的に加熱するために利用される。基板の局所的な加熱は、温度プロファイルを改善し、その結果、堆積の均一性を改善する。

［００２１］ 本書に記載のように、「基板」又は「基板表面」は一般的に処理が行われる任意の基板表面を表わす。例えば、基板表面は、用途次第で、ケイ素、酸化ケイ素、ドープされたケイ素、シリコンゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガラス、サファイア、並びに金属、窒化金属、金属合金、及び他の導電性又は半導性の材料などの他の任意の材料を含みうる。基板又は基板表面はまた、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、有機ケイ酸塩、及び炭素がドープされた酸化ケイ素又は窒化物材料含みうる。基板自体は特定の大きさ又は形状に限定されない。本書に記載の実施形態は、一般的に２００ｍｍ又は３００ｍｍの円形の基板を参照しているが、本書に記載の実施形態による多角形、正方形、長方形、曲面状の、或いはその他の非円形の加工物が利用されてもよい。

［００２２］ 図１は、一実施形態による処理チャンバ１００の概略的な側面断面図である。処理チャンバ１００は、エピタキシャルプロセスなどの任意の熱処理を実行する処理チャンバであってもよい。エピタキシャルプロセスの処理チャンバが示され、説明されているが、本開示の考え方は、加熱素子が処理チャンバの上部、底部、又はその両方に提供されるかどうかにかかわらず、例えば、熱アニール、熱洗浄、熱化学気相堆積、熱酸化及び熱窒化などの処理のために基板を加熱する熱サイクルを制御することができる他の処理チャンバにも適用可能であることが企図されている。

［００２３］ 処理チャンバ１００は、基板１１０の堆積面１２２上での材料の堆積を含む、一又は複数の基板の処理に使用されてもよい。処理チャンバ１００は、第１のドーム１１２、第２のドーム１１４、並びに、第１のドーム１１２と第２のドーム１１４との間に配設される基板支持体１０２を含みうる。基板支持体１０２は、基板１１０を支持するためのサセプタ１２４、及びサセプタ１２４を支持するためのサセプタ支持体１２６を含みうる。第１のドーム１１２及び第２のドーム１１４は、石英などの光学的に透明な材料から作られうる。基板１１０はローディングポート１２８を経由して処理チャンバ１００に運び込まれ、サセプタ１２４上に配置される。サセプタ１２４はＳｉＣをコーティングしたグラファイトから作られうる。サセプタ支持体１２６はモーター（図示せず）によって回転されてもよく、その結果として、サセプタ１２４と基板１１０を回転する。

［００２４］ 処理チャンバ１００は更に、基板１１０の下から基板１１０を加熱するように第２のドーム１１４の下に配設される放射加熱ランプなど、第１の複数の加熱素子１０６を含みうる。処理チャンバ１００はまた、基板１１０の上から基板１１０を加熱するように第１のドーム１１２の上に配設される放射加熱ランプなど、第２の複数の加熱素子１０４を含みうる。一実施形態では、第１の複数の加熱素子１０４及び第２の複数の加熱素子１０６は、それぞれ第１のドーム１１２及び第２のドーム１１４を介して、基板に赤外線放射熱を提供する。第１のドーム１１２及び第２のドーム１１４は、赤外線放射の少なくとも９５％を透過すると規定されているように、赤外線放射に対して透明である。

［００２５］ 実施形態では、処理チャンバ１００はまた、処理チャンバ１００内及び基板１１０の表面１２２の温度を測定する光学式高温計など、一又は複数の温度センサ１３０を含みうる。一又は複数の温度センサ１３０は、リッド１１６の上に配設される支持部材１３２の上に配設されうる。リフレクタ１１８は、基板１１０及び第１のドーム１１２から放射される赤外線を基板１１０に戻すように反射するため、第１のドームの外側に配置されうる。高エネルギー放射源アセンブリ、例えば、レーザー源アセンブリのような一又は複数の高エネルギー放射源アセンブリ１０８は、支持部材１３２の上に配設されうる。一又は複数の高エネルギー放射源アセンブリ１０８は、焦点が絞られた高エネルギー放射ビーム、例えば、レーザービームのような一又は複数の高エネルギー放射ビーム１３４を生成し、基板１１０の局所的な加熱を行うため、基板１１０の表面１２２上にビームスポットを形成しうる。一又は複数の高エネルギー放射ビーム１３４は、リフレクタ１１８の環状部分１３６に形成された開口部１２０を通過することができ、また、第１のドーム１１２は高エネルギー放射ビームに対して透明になりうる（高エネルギー放射ビーム１３４の放射の少なくとも９５％を透過する）。一実施形態では、一又は複数のビーム１３４のうちの１つの高エネルギー放射ビーム１３４がレンズ（図３）から基板１１０の表面１２２まで移動する距離Ｄ１は約４００ｍｍで、一又は複数のビーム１３４のうちの１つの高エネルギー放射ビーム１３４が第１のドーム１１２から基板１１０の表面１２２まで移動する距離は約７６ｍｍである。

［００２６］ エピタキシャル堆積などの工程中、基板１１０は所定の温度、例えば摂氏約７５０度未満まで加熱されうる。基板１１０の加熱を正確に制御しているにもかかわらず、基板１１０上の一又は複数の領域は、基板１１０の残りの部分よりも摂氏２〜５度低くなるなど、温度が不均一になることがある。温度が均一でないと膜厚は不均一になり、基板上に堆積する膜では、一又は複数の領域で膜厚の不均一は１％以上になりうる。温度の均一性を改善し、その結果として膜厚の不均一を改善するため、一又は複数の高エネルギー放射源アセンブリ１０８が使用され、基板１１０上の一又は複数の領域が局所的に加熱される。工程中、基板１１０は回転しているため、一又は複数の高エネルギー放射源アセンブリ１０８は、基板１１０のある半径の環状領域の上に存在しうる。一実施形態では、環状領域は半径約５０ｍｍとなる。幾つかの実施形態では、一又は複数の高エネルギー放射源アセンブリ１０８は、支持部材１３２上に移動可能に配設されてよく、例えば、支持部材１３２の半径方向に沿って配設された軌道（図８）上に移動可能に配設されてよく、また操作中、一又は複数の高エネルギー放射源アセンブリ１０８は、基板１１０上の任意の低温領域を局所的に加熱するため、軌道に沿って移動可能であってよい。幾つかの実施形態では、基板１１０上の複数の低温領域を同時に加熱するため、複数の高エネルギー放射源アセンブリ１０８（図８及び図９）が利用される。

［００２７］ 図２及び図３は、別の実施形態による処理チャンバ２００の概略断面図である。処理チャンバ２００は、エピタキシャル堆積チャンバ、急速熱処理チャンバ、又は他の熱処理チャンバとして使用されうる。処理チャンバ２００は、基板２０２の上面２０２での材料の堆積、基板２０２の加熱、基板２０２のエッチング、或いはこれらの組み合わせを含む一又は複数の基板の処理に使用されてもよい。処理チャンバ２００は、チャンバ壁１０３、放射加熱ランプ２０４のアレイ、その他の構成要素として、処理チャンバ２００内に配置される基板支持体２０６の背面１０４を含んでもよい。図２及び図３に示したように、放射加熱ランプ２０４のアレイはサセプタ２０６の下に配設されうる。図３に示したように、放射加熱ランプ２０４のアレイは、サセプタ２０６の上、及び／又は下に配設されうる。放射加熱ランプ２０４は、約１０ＫＷから約６０ＫＷの範囲内の総ランプ出力を提供しうる。放射加熱ランプ２０４は、基板２０２を摂氏約５００度から摂氏約９００度の範囲内の温度まで加熱しうる。サセプタ２０６は図示したように円板状の基板支持体であってよく、或いは、基板の端面から基板を支持し、基板２０２の背面を放射加熱ランプ２０４からの熱に曝露する、リング状の基板支持体（図示せず）を含みうる。サセプタ２０６は、ランプ２０４からの放射エネルギーを吸収し、放射エネルギーを基板２０２に伝導し、それによって基板２０２を加熱するため、シリコンカーバイド又はシリコンカーバイドをコーティングしたグラファイトから形成されてもよい。

［００２８］ サセプタ２０６は、ドームになりうる第１の透過性部材２０８とドームになりうる第２の透過性部材２１０との間の処理チャンバ２００の内部に配置される。第１の透過性部材２０８及び第２の透過性部材２１０は、第１の透過性部材２０８と第２の透過性部材２１０との間に配設されるベースリング２１２に沿って、一般的に処理チャンバ２００の内部領域２１１を画定する。第１の透過性部材２０８及び／又は第２の透過性部材２１０の各々は、凸状及び／又は凹状になりうる。幾つかの実施形態では、第１の透過性部材２０８及び／又は第２の透過性部材２１０は透明になりうる。第１の透過性部材２０８は、チャンバ壁１０３とサセプタ２０６との間に配設される。幾つかの実施形態では、放射加熱ランプ２０４のアレイは、処理チャンバ２００の内部領域２１１の外側、及び／又は第１の透過性部材２０８の上方、例えば、第１の透過性部材２０８とリフレクタ２５４（以下に述べる）との間に画定される領域１４９に配設されうる。基板２０２は、ベースリング２１２内に形成されるローディングポート（図示せず）を介して、処理チャンバ２００内に持ち込まれ、サセプタ２０６上に位置決めされてもよい。処理ガス吸気口２１４及びガス排気口２１６は、ベースリング２１２内に配設されうる。

［００２９］ サセプタ２０６は、モーションアセンブリ２２０に連結されるシャフト又はステム２１８を含む。モーションアセンブリ２２０は、内部領域２１１内でステム２１８及び／又はサセプタ２０６の移動及び／又は調整を行う、一又は複数のアクチュエータ及び／又は調整デバイスを含む。例えば、モーションアセンブリ２２０は、サセプタ２０６を処理チャンバ２００の縦軸の周りに回転するロータリアクチュエータ２２２を含みうる。縦軸Ａは、処理チャンバ２００のＸ−Ｙ平面の中心を含みうる。モーションアセンブリ２２０は、サセプタ２０６をＺ方向に昇降する垂直アクチュエータ２２４を含みうる。モーションアセンブリ２２０は、内部領域２１１内でサセプタ２０６の面配向を調整するために使用される、傾斜調整デバイス２２６を含みうる。モーションアセンブリ２２０はまた、内部領域２１１内で隣り合うステム２１８及び／又はサセプタ２０６の位置決めを調整するために利用される、横方向調整デバイス２２８を含みうる。横方向調整デバイス２２８と傾斜調整デバイス２２６を含む実施形態では、横方向調整デバイス２２８は、ステム２１８及び／又はサセプタ２０６のＸ及び／又はＹ方向での位置決めを調整するために利用され、一方、傾斜調整デバイス２２６は、ステム２１８及び／又はサセプタ２０６の角配向（α）を調整する。一実施形態では、モーションアセンブリ２２０は、ピボット機構２３０を含む。第２の透過性部材２１０はベースリング２１２によって処理チャンバ２００に取り付けられているため、ピボット機構２３０は、モーションアセンブリ２２０がステム２１８及び／又はサセプタ２０６を少なくとも第２の透過性部材２１０上での応力を低減する角配向（α）で動かすことができるように利用される。

［００３０］ サセプタ２０６は上昇した処理位置で示されているが、上述のようにモーションアセンブリ２２０によって垂直に昇降されうる。リフトピン２３２が第２の透過性部材２１０に接触するように、サセプタ２０６は移送位置（処理位置の下方）まで下降させることができる。リフトピン２３２は孔２０７を通ってサセプタ２０６内へ延在し、サセプタ２０６が下降すると、リフトピン２３２はサセプタ２０６から基板２０２を持ち上げる。ロボット（図示せず）は次いで、処理チャンバ２００に入って基板１４０に係合し、ローディングポートを介して処理チャンバから基板を取り出しうる。新しい基板２０２はロボットによってリフトピン２３２の上に装填され、サセプタ２０６は次いで、基板２０２を配置するため、基板のデバイス面２５０を上に向けたまま、処理位置まで作動されうる。リフトピン２３２は、処理位置にあるサセプタ２０６によってリフトピン２３２が開口部内に一時停止されうるように、拡大されたヘッドを含む。一実施形態では、第２の透過性部材２１０に連結されたスタンドオフ２３４は、リフトピン２３２が接触する平らな面を提供するために利用される。スタンドオフは、処理チャンバ２００のＸ−Ｙ平面に平行な一又は複数の表面を提供し、その端部が第２の透過性部材２１０の湾曲面に接触することが可能な場合に起こりうるリフトピン２３２の結合を防止するために使用されうる。スタンドオフ２３４は、ランプ２０４からのエネルギーが通過することができるように、石英などの光学的に透明な材料で作られうる。

［００３１］ サセプタ２０６は、処理位置に配置されている間に、処理チャンバ２００の内部空間を、基板支持体２０６上方の処理ガス領域２３６と基板支持体２０６下方のパージガス領域２３８とに分割する。サセプタ２０６は、処理中に、処理チャンバ２００内の熱及び処理ガス流の空間的な偏りの影響を最小限に抑えるため、回転式アクチュエータ２２２によって回転され、これにより基板２０２の一様な処理を促進する。サセプタ２０６は、約５ＲＰＭから約１００ＲＰＭの間、例えば、約１０ＲＰＭから約５０ＲＰＭの間で回転しうる。サセプタ２０６は、一般的にサセプタ２０６の中央に位置し、基板の移送中、及び場合によっては基板２０２の処理中に、サセプタ２０６、基板２０２の垂直方向（Ｚ方向）の運動を促進するステムによって支持される。

［００３２］ 一般的に、第１の透明な部材２０８の中央部分及び第２の透明な部材２１０の底部は、石英などの光学的に透明な材料から形成される。第１の透過性部材２０８の厚み及び湾曲の程度は、処理チャンバ内に一様な流れに対して、より平坦な幾何形状をもたらすように選択されうる。

［００３３］ 放射加熱ランプ２０４のアレイなど、一又は複数のランプは、第２の透過性部材２１０に隣接して下方に、ステム２１８の周囲に特定の方法で配設されうる。処理ガスが通過する際に、基板２０２のさまざまな領域の温度を制御するため、放射加熱ランプ２０４はゾーン内で独立に制御されてもよく、これによって、基板２０２の上面への材料の堆積を促進する。ここでは詳細に説明されていないが、堆積した材料は、ケイ素、ドープされたケイ素、ゲルマニウム、ドープされたゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、ドープされたシリコンゲルマニウム、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、又は窒化アルミニウム・ガリウムを含みうる。

［００３４］ 放射加熱ランプ２０４は、基板２０２を摂氏約２００度から摂氏約１，６００度の範囲内の温度まで加熱するように構成されたランプバルブ２４１として表現される放射熱源を含むこともある。各ランプバルブ２４１は、プリント基板（ＰＣＢ）２５２などの配電盤に連結可能で、電力は配電盤を経由して各ランプバルブ２４１に供給される。所望であれば、ランプの配置を変えるため、スタンドオフはランプバルブ２４１を配電盤に連結するために使用されうる。一実施形態では、放射加熱ランプ２０４はランプヘッド２４５内に位置決めされ、例えば、放射加熱ランプ２０４間に位置するチャネル２４９内に導入される冷却用流体によって処理中又は処理後に冷却されてもよい。

［００３５］ 円形シールド２４６はオプションにより、サセプタ２０６の周囲に配設されてもよく、チャンバ本体２４８の側壁に連結されてもよい。シールド２４６は、ランプ２０４から基板２０２のデバイス側２５０への熱／光ノイズの漏れを防止するか、又は最小限に抑制すると同時に、処理ガスの予備加熱ゾーンを提供する。シールド２４６は、ＣＶＤ ＳｉＣ、ＳｉＣでコーティングされた焼結グラファイト、成長ＳｉＣ、不透明石英、コーティングされた石英、又は、処理ガス及びパージングガスによる化学分解に対して耐性のある、同様に好適な任意の材料から作製されうる。幾つかの実施形態では、シールド２４６はベースリング２１２の上に配設されるライナー２６３に連結されている。

［００３６］ 基板温度は、サセプタ２０６の底部の温度を測定するように構成されたセンサによって測定される。センサは、ランプヘッド２４５内に形成されたポートに配設される高温計（図示せず）であってもよい。追加的に、又は代替的に、高温計などの一又は複数のセンサ２５３は、基板２０２のデバイス面２５０の温度を測定するように配向されてもよい。リフレクタ２５４は、基板２０２から放射される赤外線を反射し、エネルギーの向きを変えて基板２０２に戻すため、第１の透過性部材２０８の外側に配置されてもよい。リフレクタ２５４は、固定リング２５６を使用して第１の透過性部材２０８に固定されてもよい。リフレクタ２５４は、チャンバ壁１０３に隣接して配設されうる。幾つかの実施形態では、リフレクタは、チャンバ壁１０３に連結されてもよい。リフレクタ２５４は、アルミニウムまたはステンレス鋼といった金属でできていてもよい。基板２０２のデバイス面２５０からの放射を受容するため、センサ２５３はリフレクタ２５４を通って配設されうる。

［００３７］ 処理ガス供給源２５１から供給される処理ガスは、ベースリング２１２の側壁に形成された処理ガス注入口２１４を通じて、処理ガス領域２３６内に導入される。処理ガス注入口２１４は、処理ガスを、概して半径方向内向きに方向付けるよう構成される。そのため、幾つかの実施形態では、処理ガス注入口２１４はクロスフローガスインジェクタであってもよい。クロスフローガスインジェクタは、処理ガスがサセプタ２０６及び／又は基板２０２の面に交差する向きになるように位置決めされる。フィルム形成プロセス中、サセプタ２０６は、処理ガス注入口２１４に隣接し、かつ、処理ガス注入口２１４とほぼ同じ高さにある処理位置に配置されてよく、これにより、処理ガスはサセプタ２０６及び／又は基板２０２の上面を横切って、流路２７３にほぼ沿って流れることができる。処理ガスは、処理ガス領域２３６から（流路２７５に沿って）、処理チャンバ２００の、処理ガス注入口２１４とは反対側に位置するガス排出口２１６を通って排出される。ガス排出口２１６を通る処理ガスの除去は、そこに連結された真空ポンプ２５７によって促進されうる。

［００３８］ パージガス源２６２から供給されるパージガスは、ベースリング２１２の側壁に形成されたパージガス注入口ポート２６４を通ってパージガス領域２３８に導入される。パージガス注入口２６４は、処理ガス注入口２１４よりも下方の高さに配置される。円形シールド２４６が使用される場合、円形シールド２４６は処理ガス注入口２１４とパージガス注入口２６４との間に配置されてもよい。いずれの場合においても、パージガス注入口２６４は、パージガスを概して半径方向内向きに方向付けるよう構成される。パージガス注入口２６４は、パージガスを上方に向けるように構成されてもよい。膜生成プロセス中、サセプタ２０６は、パージガスがサセプタ２０６の背面を横切って、流路２６５にほぼ沿って流れるような位置に配置される。パージガスは、処理チャンバ２００のパージガス注入口２６４とは反対側に配置されるガス排出口２１６を通って（流路２６６に沿って）パージガス領域２３８を出て処理チャンバの外へと排出される。

［００３９］ 処理チャンバ２００は更に、焦点が絞られた高エネルギー放射源アセンブリ、例えば、レーザーシステムアセンブリなど、高エネルギー放射源アセンブリ２７０を含む。高エネルギー放射源アセンブリ２７０は、処理チャンバ２００に結合されうる。幾つかの実施形態では、処理チャンバ２００は、複数の高エネルギー放射源アセンブリ２７０、例えば、処理チャンバ２００に連結された２つ以上のアセンブリ２７０を含みうる。

［００４０］ 図４は、図２及び図３の高エネルギー放射源アセンブリ２７０の斜視図を概略的に示している。高エネルギー放射源アセンブリ２７０は、放射源ヘッド２７２、放射源２７４、及びファイバケーブル２７６を含む。放射源２７４は、ファイバケーブル２７６を介して、放射源ヘッド２７２に動作可能に結合されうる。幾つかの実施形態では、高エネルギー放射源アセンブリ２７０は、ダイオードレーザーシステムアセンブリなどのレーザーシステムアセンブリであってよい。ファイバケーブル２７６は、少なくとも１つのダイオードを含みうる。幾つかの実施形態では、ファイバケーブル２７６は複数のダイオードを含んでもよい。更には、幾つかの実施形態では、高エネルギー放射源アセンブリ２７０は、放射源２７４に動作可能に結合された複数の放射源ヘッド２７２を含みうる。複数の放射源ヘッド２７２は、一又は複数のファイバケーブル２７６を介して、放射源２７４に動作可能に結合されうる。幾つかの実施形態では、放射源ヘッド２７２は、図２に示したように、上方ランプモジュールに隣接した、及び／又はリフトピン２３２に隣接した処理チャンバ２００に連結されてもよい。放射源ヘッド２７２は、レーザービームなどの高エネルギー放射ビームの位置が制御されるように、ファイバケーブル２７６の端部を固定位置に固定されうる。

［００４１］ 高エネルギー放射源アセンブリ２７０は更に、取り付けブラケット２７８を含みうる。取り付けブラケット２７８は、処理チャンバ２７８に連結されうる。放射源ヘッド２７２は、取り付けブラケット２７８に連結されうる。高エネルギー放射源アセンブリ２７０は更に、カバープレート２８０、リフレクタ２５４、及びリフレクタ部材２８４を含みうる。

［００４２］ リフレクタ２５４は、チャンバ壁１０３及び／又は取り付けブラケット２７８に連結されうる。幾つかの実施形態では、リフレクタ２５４は円板であってもよいが、リフレクタ２５４は任意の適切な形状になりうることが企図されている。リフレクタ部材２８４は円形であってもよい。リフレクタ部材２８４は、外壁２９４、第１の端面２９５、及び第２の端面２９６を有しうる。外壁２９４、第１の端面２９５、及び／又は第２の端面２９６は、円形状、リング形状、或いは他の適切な形状であってよい。第１の端面２９５はリフレクタ部材２８４の第１端部２９７に配設されてよく、また、第２の端面２９６はリフレクタ部材２８４の第２端部２９８に配設されてよく、第１の端面は第２の端面２９６に対向している。第１の端面２９５と第２の端面２９６は、外壁２９４に対してほぼ垂直になりうる。第２の端面２９６は、光がリフレクタ部材２８４を通過できるように開けられた、少なくとも１つの孔１９９を含みうる。放射源ヘッド２７２は、放射源ヘッド２７２からの光が孔１９９を通過して、基板２０２及び／又はサセプタ２０６に向かうように位置決めされうる。リフレクタ部材２８４は、リフレクタ２５４に連結されうる。幾つかの実施形態では、リフレクタ部材２８４は、リフレクタ部材の第１の端面２９５に連結されうる。幾つかの実施形態では、リフレクタ部材２８４は、ねじ結合、ボルト結合及び／又は他の任意の適切な結合手段によって、リフレクタ部材２８４に連結されうる。

［００４３］ カバープレート２８０は、円形のカバープレート２８０又は円板状のカバープレート２８０であってもよいが、カバープレート２８０は任意の適切な形状になりうることが企図されている。カバープレート２８０は、リフレクタ２５４の直径より小さな直径を有しうる。カバープレート２８０は、取り付けブラケット２７８とリフレクタ２５４との間に配置されうる。カバープレート２８０は、リフレクタ２５４に連結されてもよい。幾つかの実施形態では、カバープレート２８０は、ボルト結合、ねじ結合及び／又は他の任意の適切な結合手段によって、リフレクタ部材２８４に連結されうる。

［００４４］ 高エネルギー放射源アセンブリ２７０は、サセプタ２０６の中心領域Ｃから約９０ｍｍから約１３０ｍｍの間、例えば、約１００ｍｍから約１２０ｍｍの間のサセプタ２０６の領域に、高エネルギー放射ビームを配向するように位置決めされる。

［００４５］ 図５は、図４の高エネルギー放射源アセンブリ２７０の拡大図を概略的に示している。示されるように、取り付けブラケット２７８は、カバープレート２８０に連結されうる。幾つかの実施形態では、取り付けブラケット２７８は、ボルト機構によってカバープレート２８０に連結されうる。図５に示したように、取り付けブラケット２７８は、ボルトを含みうる締結機構５０４によって、取り付けブラケット２７８の底面からカバープレート２８０まで連結される。幾つかの実施形態では、取り付けブラケット２７８は、Ｃ字形取り付けブラケット２７８又はＬ字形取り付けブラケット２７８であってもよいが、取り付けブラケット２７８は任意の適切な形状になりうることが企図されている。取り付けブラケット２７８は、カバープレート２８０の表面と平行に延在する第１のアーム２８６、及び／又はカバープレート２８０の表面と垂直に延在する第２のアーム２８８を含みうる。放射源ヘッド２７２は、取り付けブラケット２７８に連結されうる。幾つかの実施形態では、放射源ヘッド２７２がカバープレート２８０に対して持ち上げられるように、放射源ヘッド２７２は取り付けブラケット２７８の第１のアーム２８６に連結されうる。

［００４６］ 取り付けブラケット２７８の第１のアーム２８６が放射源ヘッド２７２に連結される実施形態では、取り付けブラケット２７８の第１のアーム２８６と取り付けブラケットの第２のアーム２８８とが垂直にならないように、第１のアームは傾斜されうる。取り付けブラケット２７８の第１のアーム２８６は、カバープレート２８０の表面２８２に対して、約−４度から約４度の角度で傾斜されうる。例えば、幾つかの実施形態では、放射源ヘッド２７２は、カバープレート２８０の表面２８２及び／又はサセプタ２０６の表面に対して、２度傾斜されうる。カバープレート２８０の表面２８２は、サセプタ２０６の水平軸Ｄに平行であってよい。幾つかの実施形態では、取り付けブラケット２７８の第１のアーム２８６は第１の中心軸Ａを有し、取り付けブラケット２７８の第２のアーム２８８は第２の中心軸Ｂを有する。第１の中心軸Ａは、第２の中心軸Ｂに直交していない。更には、幾つかの実施形態では、サセプタ２０６は水平軸Ｄを有する。取り付けブラケット２７８の第１のアーム２８６の第１の中心軸Ａは、サセプタ２０６の水平軸Ｄに対して平行ではない。

［００４７］ 幾つかの実施形態では、取り付けブラケット２７８は第３のアーム１８９を含みうる。取り付けブラケット２７８の第３のアーム１８９は、中心軸Ｅを有しうる。第３のアーム１８９の中心軸Ｅは、カバープレート２８０の表面に対して平行になりうる。第３のアーム１８９は、カバープレート２８０に連結されうる。幾つかの実施形態では、第３のアーム１８９は、ボルト機構及び／又は他の任意の適切な結合機構によって、カバープレート２８０に連結されうる。取り付けブラケット２７８の第２のアーム２８８は、第２のアーム２８８が第３のアーム１８９の中心軸Ｅに対して垂直にならないように、傾斜されうる。幾つかの実施形態では、第２のアーム２８８の中心軸Ｂは、第３のアーム１８９の中心軸Ｅに垂直な軸から約−４度から約４度の間で傾斜されうる。第１のアーム２８６の中心軸Ａは、第２のアームの中心軸Ｂに垂直になりうる。

［００４８］ 取り付けブラケット２７８の第１のアーム２８６及び放射源ヘッド２７２の傾斜は、レーザーヘッド２７２への光のバックショットを低減及び／又は防止しうる。更には、放射源ヘッド２７２の傾斜は、サセプタ２０６の中心領域Ｃから約９０ｍｍから約１３０ｍｍの間、例えば、約１００ｍｍから約１２０ｍｍの間のサセプタ２０６の領域に光を配向するため、高エネルギー放射源アセンブリ２７０を位置決めしうる。高エネルギー放射源アセンブリ２７０を位置決めすること、並びに、サセプタ２０６の中心軸Ｃから約９０ｍｍから約１３０ｍｍの間のサセプタ２０６の領域に光を配向することにより、 少なくとも１つのリフトピン２３２に連結されるサセプタ２０６及び／又は基板２０２の領域の上に光を配向しうる。

［００４９］ 高エネルギー放射源アセンブリ２７０は更に、レンズホルダ２９０を含みうる。レンズホルダ２９０は取り付けブラケット２７８に連結されうる。幾つかの実施形態では、レンズホルダ２９０は取り付けブラケット２７８の第２のアーム２８８に連結されうる。レンズホルダ２９０は、ボルト結合、ねじ結合及び／又は他の任意の適切な結合機構によって、取り付けブラケット２７８に連結されうる。例えば、図５に示したように、レンズホルダ２９０は、ねじ５０２によって取り付けブラケット２７８に連結される。レンズホルダ２９０は、レンズホルダ２９０が放射源ヘッド２７２とカバープレート２８０との間に配設されるように、取り付けブラケット２７８から外に向かって延在しうる。レンズホルダ２９０は、放射源ヘッド２７２の傾斜角と同じ角度で、或いはほぼ同じ角度で傾斜されうる。これにより、レンズホルダ２９０の中心軸Ｆは、放射源ヘッド２７２の中心軸Ｇにほぼ平行になりうる。

［００５０］ レンズホルダ２９０は、レンズ２９２を含みうる。レンズ２９２は、テレセントリックレンズであってもよい。テレセントリックレンズ２９２では、レーザーヘッド２７２からの光がビームとして焦点を結ばないことがある。幾つかの実施形態では、テレセントリックレンズ２９２は光をコリメートしうる。幾つかの実施形態では、光がテレセントリックレンズ２９２に入射するときに焦点を有していても、テレセントリックレンズ２９２から離れるときには、焦点を結ばない、すなわち焦点が無限遠になることがある。幾つかの実施形態では、レンズ２９２は、放射源ヘッド２７２からの光の焦点を絞って、約２ｍｍから約１０ｍｍ、例えば、約４ｍｍから約８ｍｍの間の直径を有するビームにすることができる。幾つかの実施形態では、レンズホルダ２９０は、一又は複数の光学素子を含みうる。

［００５１］ 放射源２７４はオフサイトにあっても、オンサイトにあってもよい。放射源はエネルギー、例えば光を生成しうる。幾つかの実施形態では、放射源２７４はダイオードレーザー源になりうる。ダイオードは電気的に励起されうる。印加された電流によって生成された電子と正孔との再結合は、光学的ゲインを導入しうる。結晶の端部からの反射は、光共振器を形成しうるが、共振器は外部に存在しうる。幾つかの実施形態では、放射源２７４は、ファイバレーザー源であってもよい。ファイバレーザー源は、光がシングルモード光ファイバ内の全反射によってガイドされる固体レーザー又はレーザー増幅器であってもよい。光のガイドは長い利得領域を可能にしうる。更には、ファイバレーザーの導波特性は光ビームの熱変形を低減する。エルビウム及び／又はイットリビウムイオンはファイバレーザー内で活性種になりうる。放射源２７４は、約２０ワットから約２００ワットの間のレーザー出力を提供しうる。

［００５２］ 幾つかの実施形態では、放射源２７４はレーザーの光源になりうる。そのため、ある種の実施形態では、ファイバケーブル２７６は、レーザー光を処理チャンバ２００内へ伝送する光パイプになりうる。加えて、幾つかの実施形態では、ファイバケーブル２７６はシングルパス増幅器になりうる。

［００５３］ 幾つかの実施形態では、放射源２７４はシードフォトンになりうる。そのため、ある種の実施形態では、ファイバケーブル２７６は少なくとも１つのダイオードを含むレーザー媒質（ｌａｓｉｎｇ ｍｅｄｉｕｍ）である。幾つかの実施形態では、ダイオードはファイバケーブル２７６の内部にあってもよい。ファイバケーブル２７６はオシレータになりうる。このように、放射源２７４は、ファイバケーブル２７６又は他のレーザー媒質内で、フォトンの誘導放出を開始するように構成されたシードフォトン源である。放射源２７４とファイバケーブル２７６は共にレーザーを含みうる。

［００５４］ 上述のように、処理チャンバ２００内での新しい基板２０２の処理中、基板２０２はロボットによってリフトピン２３２上に装填され、次に、サセプタ２０６は、デバイス面２５０が上を向いた状態で基板２０２を配置するため、処理位置まで駆動されうる。リフトピン２３２は、処理位置にあるサセプタ２０６によってリフトピン２３２が開口部内に一時停止されうるように、拡大されたヘッドを含む。高エネルギー放射源アセンブリ２７０は、リフトピン２３２による低温スポットを取り除くため、局所的に加熱しうる。このように、高エネルギー放射源アセンブリ２７０は、約２ｍｍから約２０ｍｍの間、例えば、約１０ｍｍの光ビームの焦点を結ぶことができる。幾つかの実施形態では、高エネルギー放射源アセンブリ２７０は、基板２０２が処理チャンバ２００内で回転している間に、光ビームの焦点を結ぶことができる。温度上昇は抵抗を低減するため、レーザービームによる加熱は、注入基板２０２がアニールされるとき、抵抗（Ｒ）プロファイルの低下を引き起こしうる。

［００５５］ 基板の特定の領域、例えば、リフトピン２３２に連結された領域、及び／又はリフトピン２３２の近傍領域を局所的に加熱及び／又は調整するため、高エネルギー放射源アセンブリ２７０は、適切な場所に配向され、特定のタイミングで操作されうる。ある種の実施形態では、一例として、リフトピン２３２は約３２ＲＰＭで動作し、約３８０ｍｍ／ｓの速度で動作する。１ｍｍ未満の精度を実現するため、タイミング制御は約２．５ｍｓ未満になるように計算される。幾つかの実施形態では、光の焦点調節は特定の時間間隔で実行されうる。他の実施形態では、必要に応じて、サセプタ２０６の速度と同等の速度のシャッターが利用されうる。幾つかの実施形態では、立ち上がり時間が６マイクロ秒のレーザーが利用されうる。

［００５６］ 幾つかの実施形態では、リフトピン２３２が基板２０２に接触する前に、高エネルギー放射源アセンブリ２７０がオンになり、０．５ｍｓ間機能するように、高エネルギー放射源アセンブリ２７０はパルス光ビームを提供しうる。他の時間間隔が利用されることも想定されている。幾つかの実施形態では、高エネルギー放射源アセンブリ２７０は、基板が高エネルギー放射源アセンブリ２７０の光を通過した後、０．５ｍｓ間オフにされてもよい。

［００５７］ 更に、複数の高エネルギー放射源アセンブリ２７０が処理チャンバ２００内で利用されうることが企図されている。更には、幾つかの実施形態では、移動可能な軌道上の放射源ヘッド２７２は、基板２０２の適切な調整を確保するために使用されうる。移動可能な軌道により、放射源ヘッド２７２は基板２０２を横切って通過することが可能になり、所定のパターンで全体的な調整が可能になりうる。このような実施形態では、放射源ヘッド２７２は外周から半径方向内側に向かって移動しうるが、他の実施形態では原点から半径方向外側に向かって移動しうる。

［００５８］ 高エネルギー放射源アセンブリ２７０を適切な時点で（すなわち、基板２０２が許容しうる場所を通過するときに）起動するため、高エネルギー放射源アセンブリ２７０は、リフトピン２３２が焦点位置にほぼ一致する、及び／又は焦点位置にある、オンの位置で起動される。このように、リフトピン２３２の運動は高エネルギー放射源アセンブリ２７０に同期している。

［００５９］ 一実施形態では、リフトピン２３２の位置を示すため、サセプタ２０６上にフラグが立てられてもよい。フラグは、約０．１度から約１．０度までの幅を有することができる。フラグは機械加工されてもよく、及び／又はサセプタ２０６に装着或いは連結されてもよい。ある種の実施形態では、装着又は連結の許容誤差を緩和するため、フラグ信号の遅延が導入されうる。遅延は、高エネルギー放射源アセンブリ２７０の精度を改善するため調整され、その結果、リフトピン２３２の位置に関する光の精度を改善しうる。

［００６０］ 幾つかの実施形態では、フラグは帰還フラグ（ｈｏｍｉｎｇ ｆｌａｇ）及び／又は光学センサになりうる。フラグは基板２０２の帰還位置（ｈｏｍｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ）に関する光学スイッチを起動しうる。ある種の実施形態では、フラグは機械加工されて、サセプタなどの回転アセンブリになるか、回転アセンブリに連結されうる。

［００６１］ 別の実施形態では、高エネルギー放射源アセンブリ２７０に同期するため、回転エンコーダが利用されうる。幾つかの実施形態では、エンコーダはレンジベースエンコーダであってもよい。以下で述べるように、エンコーダはコントローラ２５０によって制御されうる。エンコーダは、１ｍｍ未満の精度を実現するため、約０．０３度又はそれ以上の分解能を有し、幾つかの実施形態では、例えば、２．５ｍｓ未満だけ引き寄せられうる。他の実施形態では、エンコーダは１ｍｓの割合で引き寄せられうる。

［００６２］ 別の実施形態では、サセプタ２０６上の特徴を検出し、高エネルギー放射源アセンブリ２７０をいつ照射するかを予測するため、画像処理が使用されうる。画像処理は、２．５ｍｓ未満の応答時間で完了されうる。このように、高エネルギー放射源アセンブリ２７０をいつ照射するかを予測及び／又は決定するため、コントローラ２５０によってアルゴリズムが決定及び制御されうる。

［００６３］ 上述の処理チャンバ２００は、図２及び図３に示したように、コントローラ２５０などのプロセッサベースのシステムコントローラによって制御可能である。例えば、コントローラ２５０は、基板処理シーケンスの種々の工程中に、様々な前駆体、処理ガス及びガス源からのパージガスの流れを制御するように構成されうる。更なる実施例として、コントローラ２５０は、高エネルギー放射源アセンブリ２７０の照射を制御し、高エネルギー放射源アセンブリ２７０の発射のためのアルゴリズムを予測し、フラグ及び／又はフラグ信号の操作を制御し、及び／又は、コントローラの他の操作中に高エネルギー放射源アセンブリ２７０をエンコード又は同期するように構成されうる。コントローラ２５０は、基板処理の制御を容易にするように処理チャンバ２００の様々なコンポーネントに連結された、電源、クロック、キャッシュ、入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路等の、メモリ２５５及び大容量記憶デバイス、入力制御ユニット、並びにディスプレイユニット（図示せず）と共に動作可能なプログラマブル中央処理装置（ＣＰＵ）２５２を含む。コントローラ２５０は、前駆体、処理ガス、及びパージガス流をモニターするセンサを含む、処理チャンバ２００内のセンサを通して基板処理をモニターするハードウェアを更に含む。基板温度、チャンバ内気圧などのシステムパラメータを測定する他のセンサもコントローラ２５０に情報を提供しうる。

［００６４］ 上述の処理チャンバ２００の制御を容易にするため、ＣＰＵ２５２は、様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御するように、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）などの産業用設定で使用できる任意の形態の汎用コンピュータプロセッサの１つであってもよい。メモリ２５５はＣＰＵ２５２に接続されている。メモリ２５５は、非一時的であり、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスクドライブ、ハードディスク、又は任意の他の形態のローカル若しくは遠隔のデジタルストレージなど、容易に利用可能なメモリのうちの一又は複数であってもよい。支持回路２５８は、従来の方式でプロセッサを支持するためにＣＰＵ２５２に連結される。荷電種の生成、加熱、及びその他の処理は、典型的にソフトウェアルーチンとしてメモリ２５５内に記憶される。ソフトウェアルーチンは更に、ＣＰＵ２５２によって制御されているハードウェアから遠隔に位置する第２のＣＰＵ（図示せず）によって記憶及び／又は実行されうる。

［００６５］ メモリ２５５は、命令を含むコンピュータ可読記憶媒体の形態をとっており、ＣＰＵ２５２によって実行された際に処理チャンバ２００の操作を促進させる。メモリ２５５内の命令は、本開示の方法を実装するプログラムなどのプログラム製品の形態をとっている。プログラムコードは、数々の異なるプログラミング言語のうちの任意の１つに適合しうる。一実施例では、本開示は、コンピュータシステムにおいて使用するためのコンピュータ可読記憶媒体上に記憶されたプログラム製品として実装されうる。プログラム製品の一又は複数のプログラムは、実施形態の機能（本書に記載された方法を含む）を規定する。例示的なコンピュータ可読記憶媒体は、限定するものではないが、（ｉ）情報が永続的に記憶される書込み不能な記憶媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、フラッシュメモリ、ＲＯＭチップ、又は任意の種類の固体不揮発性半導体メモリによって読み出し可能なＣＤ−ＲＯＭディスクなどのコンピュータ内の読出し専用メモリデバイス）、及び（ｉｉ）変更可能な情報が記憶される書き込み可能な記憶媒体（例えば、ディスケットドライブ又はハードディスクドライブ内のフロッピーディスク或いは任意の種類の固体ランダムアクセス半導体メモリ）を含む。本書に記載の方法の機能を指示するコンピュータ可読命令を伝える際には、このようなコンピュータ可読記憶媒体が本開示の実施形態となる。

［００６６］ 図６は、一実施形態による高エネルギー放射源アセンブリ１０８（図１）の斜視図である。図６に示したように、一又は複数のアセンブリ１０８のうちの１つの高エネルギー放射源アセンブリ１０８は、高エネルギー放射源６０２及び高エネルギー放射源アセンブリ１０８の構成要素を支持するためのブラケット６１０を含みうる。高エネルギー放射源アセンブリ１０８は更に、ファイバコネクタ６０６を固定するため、ブラケット６１０の上に配設されたケージプレート６０８を含む。一実施形態では、高エネルギー放射源６０２はファイバ６０４を介してファイバコネクタ６０６に結合されている。高エネルギー放射源６０２は、エピタキシャル堆積などの堆積処理中に、基板１１０（図１）の温度を摂氏２〜５度上げることができる出力で焦点が絞られた放射エネルギーのように、放射エネルギーを生成する任意の高エネルギー放射源であってよい。焦点が絞られた高エネルギーは、可視光範囲の波長を有しうる。一実施形態では、高エネルギー放射源６０２は、総出力電力が少なくとも１００Ｗとなるように、各々が少なくとも５０Ｗの出力電力と約８１０ｎｍの波長を有する２つのレーザーダイオードを含むレーザー源である。一実施形態では、高エネルギー放射源６０２は、２６４Ｗの総出力電力を有する３３個の並列チップ（各チップは８Ｗの出力電力を有する）を含む垂直キャビティ面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）である。ファイバ６０４の長さは約１５ｍになりうる。一実施形態では、高エネルギー放射ビームがファイバ６０４に連結されるのではなく、高エネルギー放射源６０２がブラケット６１０に配設される。

［００６７］ 高エネルギー放射源アセンブリ１０８は更に、非球面レンズなど、一又は複数のレンズを保持するための光学ホルダ６１２を含む（図７）。高エネルギー放射源アセンブリ１０８は、支持部材１３２にボルト固定される支持体ブロック６１４の上に配設されうる。代替的に、高エネルギー放射源アセンブリ１０８は、基板１１０の半径方向に沿って、軌道上に配設されうる（図８）。

［００６８］ 図７は、一実施形態による高エネルギー放射源アセンブリ１０８の拡大した概略的な側面断面図である。図７に示したように、ケージプレート６０８は、ファイバコネクタ６０６を固定するための２つの保持リング７０８、７１０を含みうる。光学ホルダ６１２は、非球面レンズなどのレンズ７１４を固定するため、保持リング７１２を含みうる。ブラケット６１０は、支持体ブロック６１４に連結された第１の部分７０２、第１の部分７０２に対して角Ａで連結された第２の部分７０４、並びに、第２の部分７０４に対して角Ｂで連結された第３の部分を含みうる。光学ホルダ６１２は第２の部分７０４に連結され、ケージプレート６０８は第３の部分７０６に連結されうる。一実施形態では、角Ｂは約９０度で、また、第２の部分７０４が基板１１０の表面１２２に実質的に垂直ではないように、角度Ａは９０度でない鋭角又は鈍角になる。一実施形態では、高エネルギー放射源６０２を損傷しうるファイバ６０４への後方反射を防止するため、レンズ７１４は第３の部分７０６に対して２度の傾斜を有するように、角Ａは約９２度で、角Ｂは約９０度になっている。代替的に、角Ａは約９０度で、角Ｂは９０度ではない鋭角又は鈍角になる。鋭角又は鈍角であるＡ又はＢは、基板１１０上での一又は複数の高エネルギー放射ビーム１３４のビームスポットの位置を決定するために使用することができる。一実施形態では、第１の部分７０２、第２の部分７０４、及び第３の部分７０６は一体成形の材料で、角Ａ、角Ｂは設定されていて調整可能ではない。別の実施形態では、第１の部分７０２、第２の部分７０４、及び第３の部分７０６は異なる材料片から作られていて、角Ａ、角Ｂは調整可能である。

［００６９］ 一実施形態では、基板１１０上のビームスポットが約１０ｍｍの直径を有するように、高エネルギー放射ビーム、例えば、ファイバ６０４から出るレーザービームのような焦点が絞られた高エネルギー放射ビームは、レンズ７１４によって１７倍に拡大されて基板１１０の上に再結像される約８００マイクロメートルの直径を有する。一実施形態では、ファイバから出るレーザービームのダイバージェンスは０．１７ＮＡである。一又は複数のビーム１３４のうちの１つの焦点が絞られた高エネルギー放射ビーム１３４がファイバコネクタ６０６からレンズ７１４まで移動する距離Ｄ３は、約１８ｍｍである。第１のドーム１１２（図１）の透明な材料は、基板上にビームスポットのわずかなシフトを引き起こしうるが、これは角Ａ又は角Ｂを調整することによって補償可能である。高エネルギー放射ビームのごく一部は、第１のドーム１１２によって反射されうる。一実施形態では、約７Ｗの電力が第１のドームによって反射され、高エネルギー放射ビーム１３４の総出力電力は約９０Ｗである。

［００７０］ 図８は、一実施形態による図１の処理チャンバ１００の概略上面図である。図８に示したように、処理チャンバ１００は、支持部材１３２によって支持される一又は複数の温度センサ１３０を含む。軌道８０２は支持部材１３２上で半径方向に形成されてもよく、一又は複数の高エネルギー放射源アセンブリ１０８は軌道８０２上に移動可能に配設される。一又は複数の高エネルギー放射源アセンブリ１０８は、基板１１０の様々な領域を局所加熱するため、処理中又は処理間に移動されてもよい。図８に示したように、基板１１０の低温領域を同時に加熱するため、軌道８０２上には２つの高エネルギー放射源アセンブリ１０８が配設されている。幾つかの実施形態では、１つの高エネルギー放射源アセンブリ１０８が軌道８０２上に配設されている。幾つかの実施形態では、２つ以上の高エネルギー放射源アセンブリ１０８が軌道８０２上に配設されている。

［００７１］ 図９は、一実施形態による図１の処理チャンバ１００の概略上面図である。図９に示したように、１つの高エネルギー放射源アセンブリ１０８が支持体ブロック６１４の上に配設され、第２の高エネルギー放射源アセンブリ１０８が支持体ブロック９０２の上に配設されている。支持体６１４、９０２は、基板１１０の半径方向の異なる領域を同時に加熱するため、支持部材１３２の半径方向の異なる位置に配設されうる。また、幾つかの実施形態では、１つの高エネルギー放射源アセンブリ１０８が利用され、幾つかの実施形態では、２つ以上の高エネルギー放射源アセンブリ１０８が利用される。

［００７２］ 図１０は、基板を処理するための方法１０００の工程を示している。幾つかの実施形態では、方法１０００は、エピタキシャル堆積チャンバ内で基板を局所加熱しうる。

［００７３］ 工程１０１０では、基板は処理チャンバのサセプタ上に配設される。幾つかの実施形態では、処理チャンバはエピタキシ堆積チャンバであってよい。処理チャンバは処理チャンバ１００又は処理チャンバ２００であってよい。工程１０２０では、基板は回転される。

［００７４］ 工程１０３０では、基板の回転位置が検出される。基板の回転位置は、コントローラ及び／又はセンサによって受信されうるが、これらはカメラ又は均等物、或いは熱センサであってもよい。回転位置は、処理チャンバ内での基板の配置及び／又は位置決め、且つ／或いは、サセプタの配置及び／又は位置決めを示しうる。回転位置はまた、処理チャンバ内での基板及び／又はサセプタの速度及び／又はタイミングを示しうる。

［００７５］ 工程１０４０では、基板の回転位置が第１のターゲット位置に到達すると、レーザー源などの高エネルギー源の照射が開始される。レーザー源はダイオードレーザー源であってよい。高エネルギー源は、基板の中心領域から約１００ｍｍから約１２０ｍｍの間の第１の場所で、処理チャンバに連結される。レーザー照射はダイオードレーザー源から開始されうる。レーザー照射は任意の長さの時間続きうるが、ある種の実施形態では、一定の照射及び／又はパルス照射になりうる。上述のように、レーザーの照射は基板のエリア、部分、又は特定の領域を加熱しうる。更には、ダイオードレーザー源からチャンバの第１の領域までの光を方向転換しうるダイオードレーザー源の照射によって、レーザー源からの光は第１の領域を調整及び／又は加熱することができる。幾つかの実施形態では、チャンバの第１の領域は、チャンバのリフトピンに連結された基板の領域を含みうる。このように、基板上の低温スポットを減らすため、光はリフトピンに連結された基板の領域を調整及び／又は加熱しうる。更に、他の種類のレーザー又はレーザー源、その中でも例えばファイバレーザーが利用されうることが企図されている。

［００７６］ 工程１０５０では、基板の回転位置が第２のターゲット位置に到達すると、高エネルギー源の照射は停止される。第２のターゲット位置は、サセプタの回転位置及び／又は基板の回転位置に基づいて受信されうる。第２のターゲット位置は、コントローラ及び／又はセンサによって受信されうる。第２のターゲット位置は、処理チャンバ内における、基板の配置及び／又は位置決め、これに加えて／或いは、サセプタの配置及び／又は位置決めを示しうる。第２のターゲット位置はまた、処理チャンバ内における、基板及び／又はサセプタの速度及び／又はタイミングを示しうる。方法１０００は、基板及び／又はサセプタが処理チャンバ内で更に回転される際に反復されうる。

［００７７］ 試験が実行され、処理チャンバ内の基板の中心から約１０５ｍｍから約１２０ｍｍまでの位置において本書に記載の装置及び方法を利用することにより、基板は最適な状態で回転されるため、図１１に示したように抵抗の下降は減少し、基板上の低温スポットは適切に補償される、という結果が示された。このように、基板に移行する大量のエネルギーを制御するため、高エネルギー放射源アセンブリを介して、スポット及び領域の局所的な加熱が行われる。基板のある特定の領域は、処理チャンバ内で基板が回転するにつれて調整され、高エネルギー放射源アセンブリによって、狭い出力帯域が局所加熱を実行するため、その結果、基板プロファイルの谷及び基板プロファイルの隆起は軽減される。

［００７８］ 本開示の利点として、基板に関連する低温スポットの数が減少することが挙げられる。基板内の温度の不均一を減らすことで更に、より均一な表面を有する基板が作り出される。基板の品質が向上するという点で、コスト削減も実現される。温度の均一性を極微調整するため、基板の正確な局所加熱も更なる利点として挙げられる。

［００７９］ 要約すると、本書に記載の実施形態は、処理中に基板を局所加熱するための高エネルギー放射源アセンブリを含むエピタキシャル堆積チャンバを提供する。リフトピンに隣接する場所など、基板の特定の場所を特定の時間間隔で局所加熱するため、エネルギーは、チャンバ内での基板の回転中に、約１０ｍｍの領域に集中されうる。高エネルギービームからのエネルギーは、注入基板のアニール時の抵抗プロファイルの下降をもたらしうる。高エネルギー放射源アセンブリは、サセプタの中心領域から約１００ｍｍから約１２０ｍｍの範囲内のサセプタの領域にエネルギーを配向するように位置決めされたダイオードレーザーシステムであってもよい。

［００８０］ 以上の記述は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱せずに本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (15)

1. 第１のドームと、
   第２のドームと、
   前記第１のドームと前記第２のドームとの間に配設された基板支持体と、
   前記第１のドームの上に配設された第１の複数の加熱素子であって、前記第１のドームが前記第１の複数の加熱素子と前記基板支持体との間に配設される第１の複数の加熱素子と、
   前記第１のドームの上に配設されたスポット加熱源アセンブリであって、前記基板支持体に向けられた放射スポット加熱源を備えるスポット加熱源アセンブリと
   を備える処理チャンバ。
2. 前記第２のドームの下方に配設された第２の複数の加熱素子を更に備え、前記第２のドームは前記基板支持体と前記第２の複数の加熱素子との間に配設される、請求項１に記載の処理チャンバ。
3. 前記スポット加熱源アセンブリはビームスポット加熱源アセンブリであり、前記放射スポット加熱源はビームスポット加熱源である、請求項１に記載の処理チャンバ。
4. 前記ビームスポット加熱源は２つのレーザーダイオードを備える、請求項３に記載の処理チャンバ。
5. 前記ビームスポット加熱源は、垂直キャビティ面発光レーザーを含む、請求項３に記載の処理チャンバ。
6. 第１のドームと、
   第２のドームと、
   前記第１のドームと前記第２のドームとの間に配設された基板支持体と、
   前記第１のドームの上に配設された第１の複数の加熱素子であって、前記第１のドームが前記第１の複数の加熱素子と前記基板支持体との間に配設される第１の複数の加熱素子と、
   前記第１の複数の加熱素子の上に配設された支持部材であって、前記第１の複数の加熱素子が前記第１のドームと前記支持部材との間に配設される支持部材と、
   前記支持部材の上に配設された第１の高エネルギー放射スポット加熱源アセンブリであって、
   高エネルギー放射スポット加熱源、及び
   前記高エネルギー放射スポット加熱源アセンブリを前記支持部材に連結するためのブラケット
   を備える第１の高エネルギー放射スポット加熱源アセンブリと
   を備える処理チャンバ。
7. 前記第１の高エネルギー放射スポット加熱源アセンブリは更に、レンズ及び前記レンズを保持する光学ホルダを備え、前記光学ホルダは前記ブラケットに連結されている、請求項６に記載の処理チャンバ。
8. 前記レンズは非球面レンズである、請求項７に記載の処理チャンバ。
9. 前記ブラケットは、前記支持部材に連結された第１の部分、第２の部分及び第３の部分を備え、前記第１の部分と前記第２の部分は第１の角を形成し、前記第２の部分と前記第３の部分は第２の角を形成する、請求項６に記載の処理チャンバ。
10. 前記第１の角は鋭角又は鈍角であり、前記第２の角は約９０度である、請求項９に記載の処理チャンバ。
11. 前記第１の角は約９２度である、請求項１０に記載の処理チャンバ。
12. 前記第１の高エネルギー放射スポット加熱源アセンブリは更に、前記ブラケット上に配設されたケージプレート、前記ケージプレートによって固定されたファイバコネクタ、及び前記ファイバコネクタに連結されたファイバを備え、前記ファイバは前記高エネルギー放射スポット加熱源に連結される、請求項６に記載の処理チャンバ。
13. 前記支持部材の上に配設された第２の高エネルギー放射スポット加熱源を更に備える、請求項６に記載の処理チャンバ。
14. 第１のドームと、
    第２のドームと、
    前記第１のドームと前記第２のドームとの間に配設された基板支持体と、
    前記第１のドームの上に配設された複数の加熱素子であって、前記第１のドームが複数の加熱素子と前記基板支持体との間に配設される複数の加熱素子と、
    前記複数の加熱素子の上に配設された支持部材であって、前記複数の加熱素子が前記第１のドームと前記支持部材との間に配設される支持部材と、
    前記支持部材の上に形成された軌道上に移動可能に配設される高エネルギー放射スポット加熱源アセンブリであって、高エネルギー放射スポット加熱源を有する高エネルギー放射スポット加熱源アセンブリと
    を備える処理チャンバ。
15. 前記高エネルギー放射スポット加熱源アセンブリは更に、レンズ、前記レンズを保持する光学ホルダ、及びブラケットを備え、前記光学ホルダは前記プラケットに連結されており、前記ブラケットは前記支持部材に連結されている、請求項１４に記載の処理チャンバ。

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