JP6791880B2 - Parallel plate electric field application device using microwaves - Google Patents

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Description

関連出願
仮出願でない本特許出願は、全く共通な主題に関して、2015年1月29日に出願された、「マイクロ波を用いた平行板電場の印加装置」という名称の先行出願済みの米国特許仮出願第62/109,355号の優先権の利益を主張し、その全内容は、この参照によって本出願に組み込まれる。
Related Application This patent application, which is not a provisional application, is a prior application of a US patent provisional application entitled "Device for Applying Parallel Plate Electric Field Using Microwaves" filed on January 29, 2015 on a completely common subject. Claim the priority interests of application 62 / 109,355, the entire contents of which are incorporated herein by this reference.

背景
半導体デバイスの小型化の進歩は、多くの電子デバイスに対する性能向上及び記憶容量増加をもたらした。半導体デバイスの製造には、多くのプロセス工程が含まれる。1つの工程は、ソース/ドレイン接合を形成する半導体基板のドーピングである。イオン注入法は、半導体ウェハの表面への特定のドーパント不純物の注入によって、半導体基板の電気特性を改良するのに使用される。一般的に使用されるドーパントは、ホウ素、砒素、及びリンである。イオン注入法を使用する場合には、活性化プロセスを終了し、注入された領域に対するあらゆる関連した損傷を修復するために、ポストアニーリング処理が求められる。1回の注入量(表面に注入される原子の量)及び注入エネルギ(表面への原子の深さ)に応じて、様々なアニーリング技術を使用することができる。例えば、アニーリング技術は、炉内処理、急速熱処理(RTP)、ミリ秒アニール(MSA)、及びレーザアニーリングを含む他の様々なバージョンを含むことができる。しかしながら、その全内容が本明細書に参照されて組み込まれた米国特許第7,928,021号に記載されるように、これらの技術のそれぞれに関連した不利なことがある。
Background Advances in miniaturization of semiconductor devices have resulted in improved performance and increased storage capacity for many electronic devices. Manufacturing of semiconductor devices involves many process steps. One step is doping the semiconductor substrate that forms the source / drain junction. The ion implantation method is used to improve the electrical properties of a semiconductor substrate by implanting certain dopant impurities onto the surface of a semiconductor wafer. Commonly used dopants are boron, arsenic, and phosphorus. When using the ion implantation method, a post-annealing process is required to complete the activation process and repair any associated damage to the implanted area. Various annealing techniques can be used, depending on the amount of injection (the amount of atoms injected into the surface) and the injection energy (the depth of atoms into the surface). For example, the annealing technique can include various other versions including in-furnace treatment, rapid heat treatment (RTP), millisecond annealing (MSA), and laser annealing. However, there are disadvantages associated with each of these techniques, as described in US Pat. No. 7,928,021, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

ソリッドステートデバイス業界の内部では、このアニーリングプロセスのためにマイクロ波加熱を使用する実験が実行されたが、マイクロ波加熱の使用は、多くの不利なことに苦しんだ。マイクロ波加熱では、使用されるマイクロ波の波長よりも相対的に大きいターゲット基板を加熱/処理するために、マルチモード反応チャンバが使用される。マルチモードチャンバの内部では、マイクロ波エネルギは、電場とも呼ばれるローカルなマイクロ波場を制御するために、モード励起によって結合する。電場は、また、マルチモードチャンバの中で加熱されるターゲット基板の誘電特性によって影響されるかもしれない。ターゲット基板が適切な誘電体を備えた材料で作製される場合には、マイクロ波は、より高濃度でターゲット基板に流れる。マルチモードチャンバの内部のマイクロ波の電磁気特性及びターゲット基板の表皮効果に基づいて、ターゲット基板は、その伝導性に基づいてそれを貫通する又はその表面の電流の流れを形成することができる。 Within the solid-state device industry, experiments have been performed using microwave heating for this annealing process, but the use of microwave heating has suffered many disadvantages. In microwave heating, a multimode reaction chamber is used to heat / process a target substrate that is relatively larger than the wavelength of the microwave used. Inside a multimode chamber, microwave energies are coupled by modal excitation to control a local microwave field, also known as an electric field. The electric field may also be affected by the dielectric properties of the target substrate heated in the multimode chamber. If the target substrate is made of a material with a suitable dielectric, microwaves will flow to the target substrate at a higher concentration. Based on the electromagnetic properties of the microwaves inside the multimode chamber and the skin effect of the target substrate, the target substrate can penetrate it or form a current flow on its surface based on its conductivity.

残念ながら、電場濃度は、監視及び制御するのが難しいかもしれない。例えば、電場の濃度が十分に強い場合には、マイクロ波誘電体反応と無関係な望ましくない熱暴走及びアークを引き起こし、マルチモード反応チャンバの内部のターゲット基板に不均一な加熱及び潜在的な損傷を引き起こすかもしれない。電場をより均一にすることを試みるために、撹拌機及び回転板が使用され、加熱されるターゲット基板に対してローカルに場エネルギを変化させるために、金属箔層も使用された。しかしながら、これらの方法のそれぞれは、従来渦電流によって引き起こされた不均一な加熱を避けるために、渦電流の形成を管理、最小化、又は解消しようとする課題に直面した。 Unfortunately, electric field concentrations can be difficult to monitor and control. For example, if the electric field concentration is strong enough, it will cause unwanted thermal runaway and arc unrelated to the microwave dielectric reaction, causing non-uniform heating and potential damage to the target substrate inside the multimode reaction chamber. May cause. A stirrer and rotating plate were used to attempt to make the electric field more uniform, and a metal foil layer was also used to change the field energy locally to the target substrate to be heated. However, each of these methods has faced the challenge of controlling, minimizing, or eliminating the formation of eddy currents in order to avoid the non-uniform heating caused by conventional eddy currents.

ターゲット基板を加熱する別の方法は、主として高い側の周波数での技術的限界のために、無線周波数(RF)で最も一般的に使用された平行板式のリアクタである。従って、独立した平行板式のリアクタは、一般にRF帯域の周波数に制限され、使用される波長のために、ターゲット基板の中で制限された反応を創出する。先行技術のRF加熱は、赤外線などのような他の従来の加熱方法に比べて、加熱に本当の違いがない状態で、バルクヒータとしてソリッドステート市場に導入されただけであった。 Another method of heating the target substrate is the most commonly used parallel plate reactor at radio frequency (RF), mainly due to technical limitations at higher frequencies. Therefore, independent parallel plate reactors are generally limited to frequencies in the RF band, creating a limited reaction within the target substrate due to the wavelength used. Prior art RF heating was only introduced to the solid state market as a bulk heater with no real difference in heating compared to other conventional heating methods such as infrared.

発明の要旨
本発明の実施形態は、上記問題を解決し、半導体材料をアニールする技術に明確な進歩をもたらす。具体的には、本発明の実施形態は、産業用のマイクロ波加熱及び平行板反応を使用して半導体のようなターゲット基板をアニールするアニーリングシステム及び方法を提供することができる。
Abstract of the Invention The embodiments of the present invention solve the above problems and bring about a clear advance in the technique of annealing a semiconductor material. Specifically, embodiments of the present invention can provide annealing systems and methods for annealing target substrates such as semiconductors using industrial microwave heating and parallel plate reactions.

本発明のいくつかの実施形態では、アニーリングシステムは、均一マイクロ波場発生器と、互いに近接した位置及び/又は平行に保持された2枚の板と、均一なマイクロ波場の内部の2枚の板及びターゲット基板に結合されたターンテーブル装置と、を含むことができる。均一マイクロ波場発生器は、均一なマイクロ波場を発生させることができ、2枚の板は、均一マイクロ波場発生器の内部で互いに離間した距離に保持することができる。具体的には、板は、均一なマイクロ波場の内部の板の間に静電容量効果を形成するのに互いに十分近くに間隔を開けて配置することができる。ターンテーブルは、均一なマイクロ波場の内部で板及びターゲット基板を回転させ、均一なマイクロ波場からターゲット基板に印加されるマイクロ波の極性の周期的変化を創出し、それによって、渦電流を板及びターゲット基板に対して直角に流れさせることができる。 In some embodiments of the invention, the annealing system comprises a uniform microwave field generator, two plates held in close proximity to each other and / or parallel to each other, and two inside a uniform microwave field. The plate and turntable device coupled to the target substrate can be included. The uniform microwave field generator can generate a uniform microwave field, and the two plates can be held inside the uniform microwave field generator at a distance apart from each other. Specifically, the plates can be spaced close enough to each other to form a capacitive effect between the plates inside a uniform microwave field. The turntable rotates the plate and target substrate inside a uniform microwave field, creating a periodic change in the polarity of the microwave applied from the uniform microwave field to the target substrate, thereby producing eddy currents. It can flow at right angles to the plate and the target substrate.

本発明の他の一実施形態は、半導体材料をアニールする方法を含み、均一なマイクロ波場の内部の2枚の板の間に半導体材料で作製されたターゲット基板を置くことと、均一なマイクロ波場からターゲット基板に印加されるマイクロ波の極性の周期的変化を創出することと、を含む。周期的変化は、ターゲット基板及び板に対して直角の渦電流の流れをもたらす。 Another embodiment of the present invention includes a method of annealing a semiconductor material, in which a target substrate made of the semiconductor material is placed between two plates inside a uniform microwave field, and a uniform microwave field. Includes creating a periodic change in the polarity of the microwave applied to the target substrate from. The periodic change results in a flow of eddy currents perpendicular to the target substrate and plate.

本発明のさらに他の一実施形態では、半導体材料をアニールする方法は、平行板をドーピングする工程と、次に、均一なマイクロ波場の内部の平行板の間に半導体材料で作製されたターゲット基板を置く工程と、を含む。ドーピングは、平行板を均一なマイクロ波場に反応させるのに十分であっても良く、また、平行板は、均一なマイクロ波場の内部の平行板の間に静電容量効果を形成するのに互いに十分近くに間隔を開けて配置することができる。ターゲット基板は、不純物でドーピングされた半導体材料を含むことができる。均一なマイクロ波場は、900MHzから26GHzまでの範囲の周波数を含むことができる。次に、その方法は、均一なマイクロ波場の内部で平行板及びターゲット基板を回転させ、それによって、均一なマイクロ波場からターゲット基板に印加されるマイクロ波の極性の周期的変化を創出する工程を含むことができる。周期的変化は、ターゲット基板及び平行板に対して直角の渦電流の流れをもたらすことができるので、ターゲット基板の均一な加熱をもたらし、ターゲット基板の中の欠陥を選択的に加熱する。 In yet another embodiment of the invention, the method of annealing a semiconductor material involves doping a parallel plate and then placing a target substrate made of the semiconductor material between the parallel plates inside a uniform microwave field. Including the step of placing. Doping may be sufficient to cause the parallel plates to react to a uniform microwave field, and the parallel plates may form a capacitive effect between the parallel plates inside the uniform microwave field. Can be placed close enough apart. The target substrate can include semiconductor materials doped with impurities. The uniform microwave field can include frequencies in the range 900 MHz to 26 GHz. The method then rotates the parallel plate and the target substrate inside a uniform microwave field, thereby creating a periodic change in the polarity of the microwave applied from the uniform microwave field to the target substrate. Can include steps. The periodic change can result in a flow of eddy currents perpendicular to the target substrate and parallel plates, thus resulting in uniform heating of the target substrate and selective heating of defects in the target substrate.

本要旨は、以下の詳細な説明においてさらに説明する選択された概念を簡素化した形態で紹介するために提供されている。この要旨は、クレームされる主題の主な特徴又は必要不可欠な特徴を特定するように意図されたものではなく、クレームされる主題の範囲を限定するために使用されるように意図されたものでもない。本発明のその他の形態や有利な点は、以下の実施形態の詳細な説明及び添付図面から明らかになるであろう。 This abstract is provided to introduce in a simplified form the selected concepts further described in the detailed description below. This gist is not intended to identify the main or essential features of the claimed subject matter, but may also be intended to be used to limit the scope of the claimed subject matter. Absent. Other embodiments and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description and accompanying drawings of the following embodiments.

図面の簡単な説明
本発明の実施形態を、添付した図面を参照して以下に詳細に説明する。
Brief Description of Drawings Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の様々な実施形態に従って構成されたアニーリングシステムの模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an annealing system configured according to various embodiments of the present invention. 図2は、図1のアニーリングシステムで加熱される一例のターゲット基板の斜視模式図である。FIG. 2 is a schematic perspective view of an example target substrate heated by the annealing system of FIG. 図3は、図1のアニーリングシステムで加熱される他の一例のターゲット基板の斜視模式図である。FIG. 3 is a schematic perspective view of another example target substrate heated by the annealing system of FIG. 図4は、本発明の様々な実施形態に従ってアニールする方法のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of a method of annealing according to various embodiments of the present invention. 図5は、ターゲット基板の種々の半導体材料に対するバンドギャップ対バルク可動性のグラフである。FIG. 5 is a graph of bandgap vs. bulk mobility of the target substrate for various semiconductor materials. 図6は、先行技術の従来のマイクロ波加熱を受けるターゲット基板の模式図であり、その時の渦電流は、ターゲット基板の両端に集中し、ターゲット基板の表面に対して実質的に平行に流れる。FIG. 6 is a schematic view of a target substrate that receives conventional microwave heating of the prior art, in which eddy currents are concentrated at both ends of the target substrate and flow substantially parallel to the surface of the target substrate. 図7は、図4の方法を使用した可動性アニーリングを受ける2枚の板の間のターゲット基板の模式図であり、その時の渦電流は、ターゲット基板に対して直角に流れる。FIG. 7 is a schematic view of a target substrate between two plates undergoing mobile annealing using the method of FIG. 4, where eddy currents flow at right angles to the target substrate. 図8は、中に欠陥があるシリコン結晶格子を持つターゲット基板の模式図である。FIG. 8 is a schematic view of a target substrate having a silicon crystal lattice having a defect inside. 図9は、先行技術の従来のマイクロ波加熱を受ける図8のターゲット基板の模式図であり、その時の渦電流は、ターゲット基板の表面をターゲット基板に対して平行に流れる。FIG. 9 is a schematic view of the target substrate of FIG. 8 that receives the conventional microwave heating of the prior art, and the eddy current at that time flows on the surface of the target substrate in parallel with the target substrate. 図10は、図4の方法を使用した可動性アニーリングを受ける図8のターゲット基板の模式図であり、その時の渦電流は、ターゲット基板の中にターゲット基板に対して直角に流れ込む。FIG. 10 is a schematic view of the target substrate of FIG. 8 undergoing mobile annealing using the method of FIG. 4, and the eddy current at that time flows into the target substrate at a right angle to the target substrate.

これらの図面は、本明細書に開示され説明される特定の実施形態に本発明を限定するものではない。これらの図面は、必ずしも寸法通りではないが、その代わりに本発明の原理を明確に示すことに重点が置かれている。 These drawings are not intended to limit the invention to the particular embodiments disclosed and described herein. These drawings are not necessarily in size, but instead the emphasis is on articulating the principles of the invention.

実施形態の詳細な説明
以下の本発明の詳細な説明は、本発明を実施することができる特定の実施形態を示す添付図面を参照する。本実施形態は、当業者が本発明を実施することができるように本発明の形態を十分に詳細に説明するように意図されている。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、変更を行うことができる。従って、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではない。本発明の範囲は、添付された請求項によってのみ定義され、そのような請求項が権利を有する均等物の全範囲を含む。
Detailed Description of Embodiments The following detailed description of the present invention will refer to the accompanying drawings showing specific embodiments in which the present invention can be carried out. The embodiments are intended to explain embodiments of the invention in sufficient detail so that those skilled in the art can practice the invention. Other embodiments can be utilized and modified without departing from the scope of the invention. Therefore, the following detailed description should not be construed in a limited sense. The scope of the present invention is defined only by the appended claims and includes the entire scope of the equivalents to which such claims are entitled.

本説明において、「1つの実施形態(one embodiment)」、「一実施形態(an embodiment)」、又は「実施形態(embodiments)」に言及することは、言及した1つ又は複数の特徴が本技術の少なくとも1つの実施形態の中に含まれることを意味する。本説明において、「1つの実施形態(one embodiment)」、「一実施形態(an embodiment)」、又は「実施形態(embodiments)」に個別に言及することは、必ずしも同じ実施形態に言及しているわけではなく、また、そのように明記しない限り、及び/又は本説明から当業者にとって直ぐに明らかになるものを除き、互いに排他的なものでもない。例えば、1つの実施形態において説明される特徴、構造、動作などは、他の実施形態の中に含まれても良いが、必ずしも含まれる必要はない。従って、本技術は、本明細書に記載された実施形態の様々な組み合わせ及び/又は統合を含むことができる。 In the present description, the reference to "one embodiment", "an embodiment", or "embodiments" is characterized by one or more of the features of the present invention. Means included in at least one embodiment of. In this description, individual references to "one embodiment," "an embodiment," or "embodiments" necessarily refer to the same embodiment. It is not, nor is it mutually exclusive, unless otherwise stated and / or what is immediately apparent to those skilled in the art from this description. For example, features, structures, operations, and the like described in one embodiment may be included in other embodiments, but are not necessarily included. Accordingly, the art can include various combinations and / or integrations of embodiments described herein.

本発明の実施形態は、アニーリングシステムに関する。本発明の具体的な実施形態は、均一なマイクロ波場及び平行板を使用してターゲット基板20に対する渦電流の働きを制御する産業用のマイクロ波加熱に関する。 Embodiments of the present invention relate to annealing systems. Specific embodiments of the present invention relate to industrial microwave heating in which a uniform microwave field and parallel plates are used to control the action of eddy currents on the target substrate 20.

図1に示すように、本発明のアニーリングシステム10は、均一マイクロ波場発生器12と、支持要素14と、互いに間隔を開けて配置された関連に保持された2枚の板16と、均一マイクロ波場発生器12の中の均一なマイクロ波場の内部で2枚の板16及びターゲット基板20を回転させるように構成されたターンテーブル装置18と、を有することができる。本明細書には、1セットの平行板16を記載するが、留意すべきことは、バッチ反応を形成する(即ち、複数のターゲット基板を1回で動かす)ために多くの追加の板を垂直に積み重ねることができることである。 As shown in FIG. 1, the annealing system 10 of the present invention is uniform with a uniform microwave field generator 12, a support element 14, and two relatedly held plates 16 arranged at intervals from each other. It can have two plates 16 and a turntable device 18 configured to rotate the target substrate 20 inside a uniform microwave field in the microwave field generator 12. A set of parallel plates 16 is described herein, but it should be noted that many additional plates are vertical to form a batch reaction (ie, move multiple target substrates at one time). It is possible to stack in.

ターゲット基板20は、半導体デバイス、イオン注入されたウェハ及び/又はシリコンウェハのような技術的に既知のあらゆる形状の基板材料であっても良く、また、平板又はウェハ形状を持っても良い。例えば、ターゲット基板20は、ソース/ドレイン接合を形成する特定のドーパント不純物(例えば、ホウ素、砒素、リン)でドーピングされた半導体基板であっても良い。本発明のいくつかの実施形態では、ターゲット基板20は、図2及び図3に模式的に示すように、トランジスタであっても良い。さらに又は代わりに、ターゲット基板20は、本明細書に記載した板16の間に位置する複数のイオン注入されたウェハのような複数のターゲット基板を含むことができる。ターゲット基板20のアニーリング処理は、以下に詳細に記載するように、ターゲット基板20の活性化を終了し、かつ注入された領域に対するあらゆる関連した損傷を修復するのに使用しても良い。 The target substrate 20 may be a substrate material of any technically known shape such as a semiconductor device, an ion-implanted wafer and / or a silicon wafer, or may have a flat plate or wafer shape. For example, the target substrate 20 may be a semiconductor substrate doped with specific dopant impurities (eg, boron, arsenic, phosphorus) that form a source / drain junction. In some embodiments of the present invention, the target substrate 20 may be a transistor, as schematically shown in FIGS. 2 and 3. Further or instead, the target substrate 20 can include a plurality of target substrates such as a plurality of ion-implanted wafers located between the plates 16 described herein. The annealing process of the target substrate 20 may be used to terminate the activation of the target substrate 20 and repair any associated damage to the injected region, as described in detail below.

均一マイクロ波場発生器12は、シングルモード又はマルチモードチャンバであっても良く、又は、代わりに、以下に記載した板16のまわり及び/又は間にマイクロ波場を形成するように構成された波ガイドポートを含むことができる。本発明のいくつかの実施形態では、均一マイクロ波場発生器12によって発生したマイクロ波周波数の範囲は、約900MHzから26GHzまでの範囲であっても良い。例えば、マイクロ波場発生器12によって発生した周波数は、約915MHz、約2.45GHz、又は約5.8GHz又は24GHzであっても良い。しかしながら、本発明の範囲を逸脱することなく、あらゆる所望のマイクロ波周波数を発生させるように均一マイクロ波場発生器12を構成することができる。本発明のいくつかの実施形態では、均一マイクロ波場発生器12によって発生した熱は、約400℃から800℃までの範囲にあっても良い。しかしながら、本発明の範囲を逸脱することなく、他の温度を使用することができる。 The uniform microwave field generator 12 may be a single-mode or multi-mode chamber, or instead, is configured to form a microwave field around and / or between the plates 16 described below. Can include a wave guide port. In some embodiments of the present invention, the range of microwave frequencies generated by the uniform microwave field generator 12 may be in the range of about 900 MHz to 26 GHz. For example, the frequency generated by the microwave field generator 12 may be about 915 MHz, about 2.45 GHz, or about 5.8 GHz or 24 GHz. However, the uniform microwave field generator 12 can be configured to generate any desired microwave frequency without departing from the scope of the present invention. In some embodiments of the invention, the heat generated by the uniform microwave field generator 12 may be in the range of about 400 ° C to 800 ° C. However, other temperatures can be used without departing from the scope of the invention.

支持要素14は、水晶のような絶縁体材料で作製することができ、板16及びターゲット基板20を保持及び/又は支持するように構成することができる。例えば、支持要素14は、ターンテーブル装置18の回転要素に固定することができる。代わりに、支持要素14は、均一マイクロ波場発生器12の内側の壁又は他の部分に取り付けることができる。さらに、支持要素14は、スロット、クランプ、又は板16及びターゲット基板20を互いに予め定義された距離で固定する他の構成を有することができる。本発明のいくつかの実施形態では、種々の形状及び/又は種々の材料の種々の板16及び/又は種々のターゲット基板20に対して異なる間隔を使用することができるように、支持要素14は、選択的に調整可能であっても良い。 The support element 14 can be made of an insulating material such as quartz and can be configured to hold and / or support the plate 16 and the target substrate 20. For example, the support element 14 can be fixed to the rotating element of the turntable device 18. Alternatively, the support element 14 can be attached to the inner wall or other portion of the uniform microwave field generator 12. In addition, the support element 14 may have a slot, clamp, or other configuration that secures the plate 16 and the target substrate 20 to each other at a predefined distance. In some embodiments of the invention, the support element 14 is provided so that different spacing can be used for different plates 16 and / or different target substrates 20 of different shapes and / or different materials. , May be selectively adjustable.

板16は、互いに実質的に平行であっても良く、また、それぞれが半導体層22及びサセプタ層24を含むことができる。サセプタ層24は、ターゲット基板20の最も近くに配置することができ、その時の半導体層22のそれぞれは、2つの面したサセプタ層24の外側にある。しかしながら、本発明のいくつかの実施形態では、サセプタ層24は、省略することができる。 The plates 16 may be substantially parallel to each other and may each include a semiconductor layer 22 and a susceptor layer 24. The susceptor layer 24 can be arranged closest to the target substrate 20, and each of the semiconductor layers 22 at that time is outside the two facing susceptor layers 24. However, in some embodiments of the invention, the susceptor layer 24 can be omitted.

半導体層22は、低い側の温度では誘電体として、かつ高い側の温度では金属として作用するように構成することができる。従って、半導体層22は、温度上昇に伴って伝導性が増加し、2つの半導体層22の間に静電容量式の電場平面を創出するように静電容量式の場を創出する。従って、板16は、協同して平行板コンデンサとして作用する。しかしながら、本発明のいくつかの実施形態では、金属又は温度が上昇した時に伝導性を有するようになる他のそのような伝導性材料が、本明細書に記載したように加熱された時に、表面電流を流すことが可能な伝導性の範囲内にある限り、半導体層22は、代わりに、そのような金属及び他の材料で作製された導体層に置き換えることができる。 The semiconductor layer 22 can be configured to act as a dielectric at a lower temperature and as a metal at a higher temperature. Therefore, the semiconductor layer 22 has an increased conductivity as the temperature rises, and creates a capacitance type field so as to create a capacitance type electric field plane between the two semiconductor layers 22. Therefore, the plates 16 cooperate to act as parallel plate capacitors. However, in some embodiments of the invention, the surface of a metal or other such conductive material that becomes conductive when the temperature rises, when heated as described herein. The semiconductor layer 22 can instead be replaced with a conductor layer made of such a metal and other materials, as long as it is within the conductive range in which current can flow.

サセプタ層24は、サセプタ層24の間に位置するターゲット基板20を予熱するために使用することができる。具体的には、サセプタ層24は、マイクロ波を吸収するように構成された材料で作製することができるので、協同してサセプタ層24の間に均一なマイクロ波場を創出する。しかしながら、本発明のいくつかの代替実施形態では、均一なマイクロ波場が他の方法で2つの半導体層22の間及び/又はまわりに創出される場合には、サセプタ層24は、省略することができる。 The susceptor layer 24 can be used to preheat the target substrate 20 located between the susceptor layers 24. Specifically, since the susceptor layer 24 can be made of a material configured to absorb microwaves, it cooperates to create a uniform microwave field between the susceptor layers 24. However, in some alternative embodiments of the invention, the susceptor layer 24 is omitted if a uniform microwave field is otherwise created between and / or around the two semiconductor layers 22. Can be done.

板16は、技術的に既知のあらゆる寸法及び形状を持つことができる。本発明のいくつかの実施形態では、板16は、ディスク状、正方形、又は長方形であっても良い。さらに、板16は、ソリッドステート業界での板又はディスクに一般に関連した厚さを持つ薄い平らなディスクであっても良い。板16は、互いに約0.5mmから約5mmまでの間隔を持つことができる。板16は、好ましくは、支持要素14の上に設置された時及び/又は均一マイクロ波場発生器12の内部で加熱される間に板16の構造的完全性を犠牲にするほど薄くすることなく、できる限り薄くすることができる。本発明のいくつかの実施形態では、板16は、約1mmから10mmまでの間隔を開けて配置することができる。しかしながら、本発明の範囲を逸脱することなく、他の間隔の距離を使用することができる。具体的には、板16は、静電容量効果を形成するのに互いに十分近くに間隔を開けて配置しなければならないので、本明細書に記載するように、表面電流(即ち、渦電流)が反応するのに十分近い。 The plate 16 can have any technically known size and shape. In some embodiments of the invention, the plate 16 may be disc-shaped, square, or rectangular. In addition, the plate 16 may be a thin flat disc with a thickness generally associated with plates or discs in the solid state industry. The plates 16 can have a distance of about 0.5 mm to about 5 mm from each other. The plate 16 is preferably thin enough to sacrifice structural integrity of the plate 16 when placed on the support element 14 and / or while being heated inside the uniform microwave field generator 12. It can be made as thin as possible. In some embodiments of the invention, the plates 16 can be spaced from about 1 mm to 10 mm. However, other spacing distances can be used without departing from the scope of the invention. Specifically, the plates 16 must be spaced close enough to each other to form a capacitive effect, so surface currents (ie, eddy currents), as described herein. Is close enough to react.

本発明のいくつかの実施形態では、板16は、均一なマイクロ波場の内部で水平、垂直、又は他のようなあらゆる方向に向けて配置することができる。板16は、通常、互いに対して平行な方向に向けて配置することができる。しかしながら、本発明のいくつかの代替実施形態では、板16は、板16が本明細書に記載した静電容量効果を形成するのに十分近接している限り、互い及び/又はターゲット基板20に対して非平行な関係に配置することができる。 In some embodiments of the invention, the plate 16 can be positioned horizontally, vertically, or in any other direction within a uniform microwave field. The plates 16 can usually be arranged in a direction parallel to each other. However, in some alternative embodiments of the invention, the plates 16 will be relative to each other and / or to the target substrate 20 as long as the plates 16 are close enough to form the capacitive effects described herein. On the other hand, they can be arranged in a non-parallel relationship.

ターンテーブル装置18は、ターンテーブル装置18に取り付けられた部材の回転を創出する、技術的に既知のあらゆる機構であっても良い。例えば、ターンテーブル装置18は、均一マイクロ波場発生器の外側に位置する回転モータを含むことができる。さらに、上述の支持要素14の内の一方は、回転モータの回転軸に取り付けることができ、板16及び/又はターゲット基板20を所望の位置及び互いに所望の間隔に回転可能に支持するために、均一マイクロ波場発生器12の中まで伸びることができる。均一なマイクロ波場の内部では、2枚の板16及びターゲット基板20の回転は、先行技術の方法のRF切り換えをまねて、2枚の板16及びターゲット基板20に印加されるマイクロ波の極性を変更することができる。例えば、アニーリングシステム10は、ターゲット基板20の回転がターゲット基板20に印加されるマイクロ波の極性を15°毎に変更できるように構成することができる。代わりに、本発明の範囲を逸脱することなく、マイクロ波の極性を切り換える他の方法を使用することができる。 The turntable device 18 may be any technically known mechanism that creates rotation of the members attached to the turntable device 18. For example, the turntable device 18 can include a rotary motor located outside the uniform microwave field generator. Further, one of the above-mentioned support elements 14 can be attached to the rotating shaft of the rotary motor to rotatably support the plate 16 and / or the target substrate 20 at a desired position and at a desired distance from each other. It can extend into the uniform microwave field generator 12. Inside a uniform microwave field, the rotation of the two plates 16 and the target substrate 20 mimics the RF switching of the prior art method, and the polarity of the microwave applied to the two plates 16 and the target substrate 20. Can be changed. For example, the annealing system 10 can be configured so that the rotation of the target substrate 20 can change the polarity of the microwave applied to the target substrate 20 in 15 ° increments. Alternatively, other methods of switching the polarity of the microwave can be used without departing from the scope of the invention.

ターンテーブル装置18は、板16及び/又はターゲット基板20の分離を引き起こさないあらゆるスピードで構成することができる。本発明のいくつかの実施形態では、ターンテーブル装置18は、板16及び/又はターゲット基板20を1分あたり1回転(rpm)の最小スピード、及び10rpmの最大スピードで回転させることができる。例えば、ターンテーブル装置18は、板16及び/又はターゲット基板20を約2rpmのスピードで回転させることができる。しかしながら、本発明の範囲を逸脱することなく、他のスピードを使用することができる。 The turntable device 18 can be configured at any speed that does not cause separation of the plate 16 and / or the target substrate 20. In some embodiments of the invention, the turntable device 18 can rotate the plate 16 and / or the target substrate 20 at a minimum speed of 1 revolution (rpm) per minute and a maximum speed of 10 rpm. For example, the turntable device 18 can rotate the plate 16 and / or the target substrate 20 at a speed of about 2 rpm. However, other speeds can be used without departing from the scope of the invention.

使用時には、ターゲット基板20は、均一マイクロ波場発生器12の内部の板16の間に置き、均一なマイクロ波場の内部でターンテーブル装置18によって回転させることができるので、ターゲット基板20に印加されるマイクロ波の極性の周期的変化を創出する。ターゲット基板20は、主にそれ自身の誘電特性に基づいて加熱され、マイクロ波を熱に変換し、及び/又は、ターゲット基板20の表面に渦電流を創出する。渦電流は、以下に記載するように、板16に対して直角に流れることによって反応し、ターゲット基板20を均一に加熱する。本発明のいくつかの実施形態では、板16は、均一なマイクロ波場に反応するようにドーピングすることが不可欠であっても良い。 At the time of use, the target substrate 20 is placed between the plates 16 inside the uniform microwave field generator 12 and can be rotated by the turntable device 18 inside the uniform microwave field, so that the target substrate 20 is applied to the target substrate 20. Creates a periodic change in the polarity of the microwave. The target substrate 20 is heated primarily on the basis of its own dielectric properties, converting microwaves into heat and / or creating eddy currents on the surface of the target substrate 20. The eddy current reacts by flowing at right angles to the plate 16 as described below, uniformly heating the target substrate 20. In some embodiments of the invention, it may be essential that the plate 16 be doped to react to a uniform microwave field.

図4は、本発明の様々な実施形態に従って、均一なマイクロ波場及び平行板反応を使用して半導体材料をアニールする方法200のステップを示す。方法200のステップは、図4に示すような順序で実行することができる、又は、異なる順序で実行することができる。さらに、いくつかのステップは、逐次とは対照的に同時に実行することができる。さらに、いくつかのステップは、実行することができない。ステップの内のいくつかは、コンピュータプログラムのコードセグメント又は実行可能な手順、又は上述の用途に対応することができる。 FIG. 4 shows the steps of method 200 for annealing a semiconductor material using a uniform microwave field and parallel plate reaction according to various embodiments of the present invention. The steps of method 200 can be performed in the order shown in FIG. 4 or in a different order. In addition, several steps can be performed simultaneously as opposed to sequential. In addition, some steps cannot be performed. Some of the steps can correspond to a code segment or executable procedure of a computer program, or the application described above.

本発明のいくつかの実施形態では、方法200は、ブロック202に示すように、均一なマイクロ波場に反応するように板16をドーピングするステップを含むことができる。例えば、室温の真性シリコンは、主にマイクロ波透過性であっても良く、マイクロ波電場に反応するようにドーピングすることができる。シリコン材料のドーピングは、室温の伝導性を変化させることができるので、マイクロ波が室温のシリコーン平行板を加熱/に反応することを可能にする。この実施例では、いったんシリコーン板が加熱されると、シリコーン板の伝導性は、非真性シリコン材料のバンドギャップに基づいて減少しても良い。図5には、様々な材料のバンドギャップ及びそれらのバルク可動性を示すグラフが提供される。伝導性のこの減少は、マイクロ波反応/透過を達成することができ、温度又は伝導性が範囲内の時には、マイクロ波場の内部に平行板電場を創出する。本明細書に記載した平行板電場の内部では、マイクロ波反応で創出された渦電流は、(図10に示すように)ターゲット基板20に対して垂直方向又は直角に流れ、(図9に示すように)従来のマイクロ波金属反応のように表面に対して平行に流れないであろう。 In some embodiments of the invention, the method 200 can include the step of doping the plate 16 to react to a uniform microwave field, as shown in block 202. For example, room temperature intrinsic silicon may be predominantly microwave transmissive and can be doped to react with a microwave electric field. Doping of the silicone material can change the conductivity at room temperature, allowing microwaves to react to heating / reacting the silicone parallel plate at room temperature. In this embodiment, once the silicone plate is heated, the conductivity of the silicone plate may be reduced based on the bandgap of the non-intrinsic silicon material. FIG. 5 provides graphs showing the bandgap of various materials and their bulk mobility. This reduction in conductivity can achieve microwave reaction / transmission and creates a parallel plate electric field inside the microwave field when the temperature or conductivity is within range. Inside the parallel plate electric field described herein, the eddy currents created by the microwave reaction flow perpendicular or perpendicular to the target substrate 20 (as shown in FIG. 10) and (shown in FIG. 9). As), it will not flow parallel to the surface as in conventional microwave metal reactions.

本発明のいくつかの実施形態では、方法200は、ブロック204に示すように、板の内の少なくとも一方及びターゲット基板のために使用された形状及び材料に基づいて、板16の間の距離を調整するステップを取捨選択可能に含むことができる。例えば、上述のように、種々の形状及び/又は種々の材料の種々の板16及び/又は種々のターゲット基板20に対して異なる間隔を使用することができるように、支持要素14は、選択的に調整可能であっても良い。 In some embodiments of the invention, the method 200 determines the distance between the plates 16 based on at least one of the plates and the shape and material used for the target substrate, as shown in block 204. The steps to be adjusted can be selectively included. For example, as mentioned above, the support element 14 is selective so that different spacing can be used for different plates 16 and / or different target substrates 20 of different shapes and / or different materials. It may be adjustable to.

方法200は、さらに、ブロック206に示すように、均一なマイクロ波場(例えば、マルチモードチャンバ)の内部の板16の間にターゲット基板20を置く工程を含むことができる。上述のように、板16の間隔は、互いに約0.5mmから約5mm又は10mmまでであっても良い。ターゲット基板20及び板16は、上述のように、水晶のような絶縁体材料で作製された支持要素14によって宙に浮かせて支持することができる。 Method 200 can further include placing the target substrate 20 between the plates 16 inside a uniform microwave field (eg, a multimode chamber), as shown in block 206. As described above, the spacing between the plates 16 may be from about 0.5 mm to about 5 mm or 10 mm from each other. As described above, the target substrate 20 and the plate 16 can be floated and supported in the air by a support element 14 made of an insulating material such as quartz.

次に、方法200は、ブロック208に示すように、ターンテーブル装置18を使用して、均一なマイクロ波場の内部で板16及び/又はターゲット基板20を回転させる工程を含むことができるので、ターゲット基板20に印加されるマイクロ波の極性の周期的変化を創出する。ターゲット基板20は、主にそれ自身の誘電特性に基づいて加熱され、マイクロ波を熱に変換し、及び/又は、ターゲット基板20の表面に渦電流を創出する。従来、表面電流又は渦電流26は、図6に示すように、マイクロ波場の内部の平板及び/又はターゲット基板20のエッジ又は境界に形成される。しかしながら、本明細書に開示した回転板構成は、図7に示すように、ターゲット基板20に対して直角の渦電流26の流れをもたらし、図10に示すように、ターゲット基板20の均一な加熱を創出し、ターゲット基板20のシリコン結晶格子の中の欠陥を選択的に加熱する。逆に言えば、図9に示す単純なマイクロ波加熱のような従来の加熱方法は、シリコン結晶格子の内部の欠陥を選択的に加熱しない。 The method 200 can then include the step of rotating the plate 16 and / or the target substrate 20 inside a uniform microwave field using the turntable device 18, as shown in block 208. It creates a periodic change in the polarity of the microwave applied to the target substrate 20. The target substrate 20 is heated primarily on the basis of its own dielectric properties, converting microwaves into heat and / or creating eddy currents on the surface of the target substrate 20. Conventionally, the surface current or eddy current 26 is formed at the edge or boundary of the flat plate and / or the target substrate 20 inside the microwave field, as shown in FIG. However, the rotating plate configuration disclosed herein results in a flow of eddy currents 26 perpendicular to the target substrate 20 as shown in FIG. 7, and uniform heating of the target substrate 20 as shown in FIG. And selectively heat the defects in the silicon crystal lattice of the target substrate 20. Conversely, conventional heating methods such as the simple microwave heating shown in FIG. 9 do not selectively heat defects inside the silicon crystal lattice.

具体的には、図8は、可動性減少のエリアとしても既知の欠陥30を持つシリコン結晶格子28を備えたターゲット基板20を模式的に示す。図9は、同じシリコン結晶格子28が単独でマイクロ波32によって加熱されていることを示し、その時の結果として生じる渦電流26は、ターゲット基板20に対して平行に流れる。図9は、マイクロ波32によってシリコン結晶格子28の中に発生した内部熱34も示す。 Specifically, FIG. 8 schematically shows a target substrate 20 provided with a silicon crystal lattice 28 having a defect 30, which is also known as an area of reduced mobility. FIG. 9 shows that the same silicon crystal lattice 28 is independently heated by the microwave 32, and the resulting eddy current 26 flows parallel to the target substrate 20. FIG. 9 also shows the internal heat 34 generated in the silicon crystal lattice 28 by the microwave 32.

図10は、シリコン結晶格子28が上述の、図4に示す方法200によって加熱されていることを示し、その時の結果として生じる内部熱34は、さらに、ターゲット基板20の中に直角に流れ込む渦電流26によって、シリコン結晶格子28の中の欠陥30を容積測定のターゲットにする。渦電流26の方向変化は、ターゲット基板20の中の、渦電流26が抑制される選択点(例えば、粒子欠陥、不純物、及び他の欠陥30)で界面分極が生じることを可能にする。欠陥30の分極は、自身の中の実質的な反応を引き起こさないかもしれないが、今分極した欠陥30もまた、既存のマイクロ波場(例えば、マイクロ波32)にさらされ、欠陥30が「選択的に」加熱されることを可能にする。これは、欠陥30の温度が、本明細書でバルク材料とも呼ばれる、ターゲット基板20の他の部分に比べてずっと高いことを意味する。このバルク材料は、ヒートシンクとして作用することができ、ターゲット基板20のバルク材料の内部の熱を放散する。 FIG. 10 shows that the silicon crystal lattice 28 is heated by the method 200 shown in FIG. 4 described above, and the resulting internal heat 34 is further eddy current flowing at right angles into the target substrate 20. By 26, the defect 30 in the silicon crystal lattice 28 is targeted for volumetric measurement. The directional change of the eddy current 26 allows interfacial polarization to occur at a selection point in the target substrate 20 where the eddy current 26 is suppressed (eg, particle defects, impurities, and other defects 30). The polarization of the defect 30 may not cause a substantial reaction within itself, but the now polarized defect 30 is also exposed to the existing microwave field (eg microwave 32) and the defect 30 is "" Allows heating "selectively". This means that the temperature of the defect 30 is much higher than the rest of the target substrate 20, also referred to herein as bulk material. This bulk material can act as a heat sink and dissipate heat inside the bulk material of the target substrate 20.

従って、本明細書に記載した加熱法200は、活性化プロセスを終了し、先行技術のマイクロ波アニーリングの方法の望ましくない熱暴走及びアークを発生させることなく、ターゲット基板20の注入又はドーピングされた領域に対するあらゆる関連した損傷を修復する。有利なこととしては、先行技術のマイクロ波の方法のように、渦電流の形成を管理、最小化、又は解消しようとする代わりに、本発明は、結果として生じる渦電流が流れる方向を変化させ、それによって、不均一な加熱を避け、ターゲット基板20の中の欠陥を効果的に修復する。 Thus, the heating method 200 described herein completed the activation process and injected or doped the target substrate 20 without causing the unwanted thermal runaway and arc of the prior art microwave annealing method. Repair any associated damage to the area. Advantageously, instead of attempting to control, minimize, or eliminate the formation of eddy currents, as in the prior art microwave method, the present invention alters the direction in which the resulting eddy currents flow. , Thereby avoiding non-uniform heating and effectively repairing defects in the target substrate 20.

本発明は、添付した図面に示す実施形態を参照して説明したが、請求項に記載した本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書において均等物を採用することができ、置換を行うことができることに留意されたい。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, equivalents can be employed herein and substituted without departing from the scope of the invention described in the claims. Note that you can.

このように、本発明の様々な実施形態について説明したが、新たなものとして特許請求の範囲に記載され、特許証によって保護されることが望まれるものは、以下を含む。 As described above, various embodiments of the present invention have been described, but new ones described in the claims and desired to be protected by a patent certificate include the following.

Claims (19)

ターゲット基板をアニールするアニーリングシステムであって、
均一なマイクロ波場を発生させるように構成された均一マイクロ波場発生器と、
前記均一マイクロ波場発生器の内部に間隔を開けて配置され、前記均一なマイクロ波場の内部の自身の間に静電容量効果を形成する方向に向けて配置された2枚の板と、
前記均一なマイクロ波場の内部で前記2枚の板及び前記2枚の板の間に配置される前記ターゲット基板を回転させ、それによって、前記均一なマイクロ波場から前記ターゲット基板に印加されるマイクロ波の極性の周期的変化を創出するように構成されたターンテーブル装置と、を有し、
複数セットの前記2枚の板が、前記ターンテーブル装置の回転軸の軸方向に積み重ねられている、アニーリングシステム。
An annealing system that anneals the target substrate
A uniform microwave field generator configured to generate a uniform microwave field,
Two plates spaced apart from each other inside the uniform microwave field generator and arranged in a direction to form a capacitance effect between themselves inside the uniform microwave field.
Inside the uniform microwave field, the two plates and the target substrate arranged between the two plates are rotated, thereby applying microwaves from the uniform microwave field to the target substrate. With a turntable device, which is configured to create a periodic change in polarity of the
An annealing system in which a plurality of sets of the two plates are stacked in the axial direction of the rotation axis of the turntable device .
前記2枚の板は、前記均一マイクロ波場発生器によって発生した前記均一なマイクロ波場に反応するようにドーピングされる請求項1に記載のアニーリングシステム。 The annealing system according to claim 1, wherein the two plates are doped so as to react with the uniform microwave field generated by the uniform microwave field generator. さらに、絶縁体材料を含む支持要素を有し、前記支持要素は、前記2枚の板に前記ターンテーブル装置を付け、前記2枚の板を互いに平行に保持する請求項1又は2に記載のアニーリングシステム。 The support element according to claim 1 or 2, further comprising a support element including an insulating material, wherein the turntable device is attached to the two plates and the two plates are held in parallel with each other. Annealing system. 前記支持要素の内の少なくとも1つは、前記2枚の板の間に前記2枚の板に対して平行に前記ターゲット基板を固定するように構成される請求項3に記載のアニーリングシステム。 The annealing system according to claim 3, wherein at least one of the support elements is configured to fix the target substrate between the two plates in parallel with the two plates. 前記支持要素は、前記2枚の板の間の距離が調整可能になるように選択的に調整可能である請求項3又は4に記載のアニーリングシステム。 The annealing system according to claim 3 or 4, wherein the support element is selectively adjustable so that the distance between the two plates can be adjusted. 前記2枚の板は、0.5mmから10mmまでの間隔を開けて配置される請求項1〜5のいずれか1項に記載のアニーリングシステム。 The annealing system according to any one of claims 1 to 5, wherein the two plates are arranged at intervals of 0.5 mm to 10 mm. 前記均一なマイクロ波場の中の渦電流は、前記2枚の板に対して直角に流れることによって前記極性の周期的変化に反応し、前記ターゲット基板の均一な加熱をもたらす請求項1〜6のいずれか1項に記載のアニーリングシステム。 Claims 1 to 6 that the eddy current in the uniform microwave field reacts to the periodic change of the polarity by flowing at right angles to the two plates, resulting in uniform heating of the target substrate. The annealing system according to any one of the above. 前記2枚の板は、前記均一なマイクロ波場の中に電場を形成するのに十分高い伝導性、及び摂氏400度から800度までの耐熱性を持つ請求項1〜7のいずれか1項に記載のアニーリングシステム。 Any one of claims 1 to 7, wherein the two plates have sufficiently high conductivity to form an electric field in the uniform microwave field and heat resistance from 400 degrees Celsius to 800 degrees Celsius. Annealing system described in. 前記均一マイクロ波場発生器は、シングルモード又はマルチモードのチャンバ、又は前記2枚の板のまわりに前記均一なマイクロ波場を形成するように構成された波ガイドポートである請求項1〜8のいずれか1項に記載のアニーリングシステム。 The uniform microwave field generator is a single-mode or multi-mode chamber, or a wave guide port configured to form the uniform microwave field around the two plates. The annealing system according to any one of the above. 前記均一マイクロ波場発生器は、900MHzから26GHzまでの範囲の周波数を発生させる請求項1〜9のいずれか1項に記載のアニーリングシステム。 The annealing system according to any one of claims 1 to 9, wherein the uniform microwave field generator generates a frequency in the range of 900 MHz to 26 GHz. 前記2枚の板は、それぞれ、半導体層とサセプタ層とを含み、前記2枚の板は、前記サセプタ層が互いに面するような方向に向けて配置される請求項1〜10のいずれか1項に記載のアニーリングシステム。 Each of the two plates includes a semiconductor layer and a susceptor layer, and the two plates are arranged so that the susceptor layers face each other. Any one of claims 1 to 10. Annealing system described in section. 前記2枚の板は、それぞれ、温度上昇に伴って伝導性が増加するように構成された半導体材料又は導体材料を含む請求項1〜11のいずれか1項に記載のアニーリングシステム。 The annealing system according to any one of claims 1 to 11, wherein each of the two plates includes a semiconductor material or a conductor material configured so that the conductivity increases with increasing temperature. 半導体材料をアニールする方法であって、
均一なマイクロ波場の内部の2枚の板の間に、前記半導体材料を含むターゲット基板を置き、
前記均一なマイクロ波場から前記ターゲット基板に印加されるマイクロ波の極性の周期的変化を創出することを含み、
前記周期的変化は、前記ターゲット基板及び前記2枚の板に対して直角の渦電流の流れをもたらし、
前記周期的変化を創出する工程は、前記均一なマイクロ波場の内部で前記2枚の板及び前記ターゲット基板を回転させ、その結果として、前記ターゲット基板に印加される前記マイクロ波の極性の周期的変化が生じることを含み、
複数セットの前記2枚の板が、前記複数セットの2枚の板及び前記ターゲット基板を回転させる回転軸の軸方向に積み重ねられている、方法。
A method of annealing semiconductor materials
A target substrate containing the semiconductor material is placed between two plates inside a uniform microwave field.
Including creating a periodic change in the polarity of the microwave applied to the target substrate from the uniform microwave field.
The periodic change results in a flow of eddy currents perpendicular to the target substrate and the two plates .
The step of creating the periodic change is to rotate the two plates and the target substrate inside the uniform microwave field, and as a result, the period of polarity of the microwave applied to the target substrate. Including the occurrence of changes
A method in which a plurality of sets of the two plates are stacked in the axial direction of a rotation axis that rotates the plurality of sets of the two plates and the target substrate .
さらに、前記2枚の板の間に前記ターゲット基板を置く前に前記2枚の板をドーピングすることを含み、前記ドーピングは、前記2枚の板を前記均一なマイクロ波場に反応させるのに十分である請求項13に記載の方法。 Further, the doping comprises doping the two plates before placing the target substrate between the two plates, the doping being sufficient to cause the two plates to react to the uniform microwave field. The method according to claim 13 . 前記ターゲット基板は、不純物でドーピングされた前記半導体材料を含む請求項13又は14に記載の方法。 The method of claim 13 or 14 , wherein the target substrate comprises the semiconductor material doped with impurities. さらに、前記2枚の板の内の少なくとも一方及び前記ターゲット基板のために使用される形状及び材料に基づいて、前記2枚の板の間の距離を調整することを含む請求項13〜15のいずれか1項に記載の方法。 Furthermore, based on the shape and materials used for at least one and said target substrate of said two plates, one of claims 13 to 15 comprising adjusting the distance of said two plates The method according to item 1. 前記均一なマイクロ波場は、900MHzから26GHzまでの範囲の周波数を含む請求項13〜16のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 13 to 16 , wherein the uniform microwave field includes frequencies in the range of 900 MHz to 26 GHz. 半導体材料をアニールする方法であって、
平行板をドーピングし、前記ドーピングは、前記平行板を均一なマイクロ波場に反応させるのに十分であり、
前記均一なマイクロ波場の内部の前記平行板の間にターゲット基板を置き、
前記均一なマイクロ波場の内部で前記平行板及び前記ターゲット基板を回転させ、それによって、前記均一なマイクロ波場から前記ターゲット基板に印加されるマイクロ波の極性の周期的変化を創出することを含み、
前記ターゲット基板は、不純物でドーピングされた前記半導体材料を含み、
前記均一なマイクロ波場は、900MHzから26GHzまでの範囲の周波数を含み、
前記平行板は、前記均一なマイクロ波場の内部の前記平行板の間に静電容量効果を形成するのに互いに十分近くに間隔を開けて配置され、
前記周期的変化は、前記ターゲット基板及び前記平行板に対して直角の渦電流の流れをもたらし、前記ターゲット基板の均一な加熱をもたらし、前記ターゲット基板の中の欠陥を選択的に加熱し、
複数セットの前記平行板が、前記複数セットの平行板及び前記ターゲット基板を回転させる回転軸の軸方向に積み重ねられている、方法。
A method of annealing semiconductor materials
Doping the parallel plates, said doping is sufficient to cause the parallel plates to react to a uniform microwave field.
A target substrate is placed between the parallel plates inside the uniform microwave field.
Rotating the parallel plate and the target substrate inside the uniform microwave field, thereby creating a periodic change in the polarity of the microwave applied to the target substrate from the uniform microwave field. Including
The target substrate contains the semiconductor material doped with impurities.
The uniform microwave field includes frequencies in the range 900 MHz to 26 GHz.
The parallel plates are spaced close enough to each other to form a capacitive effect between the parallel plates inside the uniform microwave field.
The periodic change results in a flow of eddy currents perpendicular to the target substrate and the parallel plate, resulting in uniform heating of the target substrate and selectively heating defects in the target substrate .
A method in which a plurality of sets of the parallel plates are stacked in the axial direction of a rotation axis for rotating the plurality of sets of parallel plates and the target substrate .
前記回転は、1分あたり1回転から1分あたり10回転までの範囲のスピードで実行される請求項18に記載の方法。 18. The method of claim 18 , wherein the rotation is performed at a speed in the range of 1 revolution per minute to 10 revolutions per minute.
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