JP5431313B2 - アモルファス炭素光吸収層に適合したレーザアニールシステムのための高温計 - Google Patents
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Description
[0034]高温計60は、この高温計の温度測定機能を歪ませる高レベルの偽の背景信号を受けることがある。これは、ソースコントローラ65の閉じたフィードバック制御ループに厳しい問題を課する。何故ならば、偽の背景信号は、レーザ電力及びウエハ表面反射率の非均一性につれて変化するからである。本発明者等は、このような背景信号が図5に例示したビームスプリッタ52、レンズ62、64、66及び他の構成部分のような光構成部分の蛍光により生ぜしめられることを発見した。この蛍光の背景信号は、それらの光構成部分が溶融石英材料で形成されているときに、特に激しい。このような材料の1つの実施例は、Heraeus Quarzglas G.M.B.H.が所有する登録商標Infrasilの下で販売されている光学用ガラス材料である。この材料は、Heraeus Quartz America, L.L.C.により販売されている。このInfrasil(登録商標)材料よりも高価である他の関連材料は、幾分、より低い蛍光性を有しているかもしれないが、それでも、温度測定に障害となる蛍光を放出するものである。このInfrasil(登録商標)材料の蛍光は、高温計波長の在来の選択である950ナノメートルに近いピーク振幅を有し、これは、950ナノメートルの高温計波長でのウエハからの黒体放射線の振幅に等しいか又はそれを超えている。このようなInfrasil(登録商標)蛍光は、高温計波長(950ナノメートル)で最大又はピークを有しているので、この蛍光は、高温計光学部品を通過してしまい、高温計による温度測定値を歪ませてしまうような強い偽背景信号となってしまう。
Claims (15)
- 光吸収層で被われた基板を熱処理するための処理システムにおいて、
805ナノメートルと815ナノメートルとの間のレーザ波長で放出するレーザ放射線源と、
反射表面を有するビームスプリッタであって、前記レーザ放射線源が前記反射表面の第1の側に置かれるようなビームスプリッタと、
基板支持体と、
前記反射表面の前記第1の側と前記基板支持体との間に配設され、前記基板の一領域を結像するための投射光学部品であって、前記反射表面及び前記投射光学部品のうちの少なくとも1つは、前記レーザ波長より上で855ナノメートル又は860ナノメートルにある蛍光開始波長帯域を有する材料を含む、前記投射光学部品と、
上記第1の側とは反対側の前記反射表面の第2の側に置かれ、(a)上記レーザ放射線波長と、(b)上記蛍光波長帯域との間にある帯域における高温計波長に感応する高温計と、
ある遮断波長エッジ移行を有し、前記エッジ移行より下にある波長を阻止し且つ前記エッジ移行より上の波長を通過させるように調整されたレザーエッジフィルタであって、上記エッジ移行は、10ナノメートル幅より小さく、前記レーザ波長より上で、上記高温計波長より下である、前記レザーエッジフィルタと、
前記蛍光波長より下にある通過帯域を有する高温計フィルタと、
を備える処理システム。 - 前記光吸収層は、アモルファス炭素層であり、前記高温計フィルタの前記通過帯域は、前記アモルファス炭素層が前記基板と少なくとも同程度の吸収係数を有する波長範囲にある、請求項1に記載のシステム。
- 前記高温計フィルタの前記通過帯域は、前記アモルファス炭素層が前記基板の吸収係数より大きな吸収係数を有する波長範囲にある、請求項2に記載のシステム。
- 前記エッジ移行は、5ナノメートル幅と8ナノメートル幅との間にあり、前記レザーエッジフィルタは、前記遮断波長より上の波長で100%透過性であり、前記遮断波長より下で10 −6 の減衰を有する、請求項2又は3に記載のシステム。
- 前記レーザ波長及び前記遮断波長エッジ移行は、5ナノメートルの分離内にある、請求項4に記載のシステム。
- 前記レーザ波長は、810ナノメートルであり、前記蛍光放射は、860ナノメートルからの波長範囲にあり且つ950ナノメートルにピークを有しており、前記高温計フィルタの前記通過帯域は、820ナノメートルと860ナノメートルとの間にあり、前記レザーエッジフィルタの前記遮断波長エッジ移行は、815ナノメートルの近くにある、請求項4又は5に記載のシステム。
- 上記高温計は、光検出器と、前記高温計波長を通過させ、前記レーザ波長を通過させないノッチフィルタとを含む、請求項1ないし6のいずれかに記載のシステム。
- 前記投射光学部品は、前記基板上に前記レーザ波長の放射線のラインビームを投射し、前記システムは、更に、前記ラインビームを横切る高速軸を有するラインビーム走査装置を備える、請求項1ないし7のいずれかに記載のシステム。
- 前記高温計通過帯域フィルタの通過帯域内の波長を阻止するレーザフィルタを更に備え、前記レーザフィルタは、上記通過帯域内のレーザ放射線の成分が前記高温計に達しないように阻止するように、前記レーザ放射線源及び前記投射光学部品を含む光路に置かれる、請求項1ないし8のいずれかに記載のシステム。
- 前記反射表面及び前記投射光学部品のうちの少なくとも1つは、溶融光学石英材料で形成される、請求項1ないし9のいずれかに記載のシステム。
- 基板をレーザアニールする方法において、
光吸収層で基板を被覆するステップと、
805ナノメートルと815ナノメートルとの間のレーザ波長でレーザ放射線を放出するステップと、
ビームスプリッタ及び投射光学部品を通して前方方向において前記レーザ放射線を上記基板へと通過させるステップであって、上記ビームスプリッタ及び上記投射光学部品のうちの少なくとも1つは、前記レーザ波長より上で855ナノメートル又は860ナノメートルにある蛍光開始波長帯域を有する材料を含む、前記ステップと、
上記レーザ放射線により照射された上記基板の領域を、高温計光路を通して高温計上に結像させ、上記レーザ波長より上で、上記蛍光波長帯域より下の高温計応答帯域にある上記高温計光路へと放射線を通すようにするステップと、
遮断波長エッジ移行より下の上記高温計光路における放射線波長を阻止し、前記波長エッジ移行より上の放射線波長を通過させるようにするステップであって、前記波長エッジ移行は、10ナノメートルより小さな幅を有し、前記レーザ波長より上で、前記高温計応答帯域より下にある、前記ステップと、
上記蛍光波長帯域内とそれより上の帯域とにある上記高温計光路における放射線波長を阻止するステップと、
を含む方法。 - 前記光吸収層は、アモルファス炭素層であり、前記高温計応答帯域は、前記アモルファス炭素層が前記基板と少なくとも同程度の吸収係数を有する波長範囲にある、前記ステップを更に含む、請求項11に記載の方法。
- 前記高温計応答帯域は、前記アモルファス炭素層が前記基板の吸収係数よりも大きな吸収係数を有する波長範囲にある、請求項12に記載の方法。
- 前記エッジ移行は、5ナノメートル幅と8ナノメートル幅との間にあり、前記エッジ移行より下の波長を阻止するステップは、前記エッジ移行より下の波長を10−6程度の率で減衰させる段階を含む、請求項12又は13に記載の方法。
- 前記レーザ波長及び前記遮断波長エッジ移行は、5ナノメートルだけ分離される、請求項14に記載の方法。
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