KR100917501B1 - 전자기 에너지의 흡수를 최적화함으로써 반도체 웨이퍼를가열하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

전자기 에너지의 흡수를 최적화함으로써 반도체 웨이퍼를가열하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼(14) 상으로 광 에너지를 방출하기 위한 선형 램프(24)의 조립체를 포함하는 가열 장치(22)를 포함하는, 반도체 웨이퍼(14)를 열 처리하기 위한 장치에 관한 것이다. 선형 램프(24)는 다양한 구성으로 위치될 수 있다. 본 발명에 따르면, 광 에너지원의 전반적인 조사 분포를 조정하도록 사용되는 조정 장치(40)가 가열 장치(22) 내에 포함된다. 조정 장치(40)는 예를 들어 램프 또는 레이저일 수 있다.
웨이퍼, 가열 장치, 램프, 레이저, 편광

Description

전자기 에너지의 흡수를 최적화함으로써 반도체 웨이퍼를 가열하기 위한 시스템 및 방법 {SYSTEM AND PROCESS FOR HEATING SEMICONDUCTOR WAFERS BY OPTIMIZING ABSORPTION OF ELECTROMAGNETIC ENERGY}
본 출원은 2000년 12월 21일자로 출원된 미국 특허 출원 제09/747,522호의 부분 연속 출원이다.
본원에서 사용되는 열 처리 챔버는 반도체 웨이퍼와 같은 물체를 가열하는 장치를 말한다. 그러한 장치는 전형적으로 반도체 웨이퍼를 유지하기 위한 기판 홀더와, 웨이퍼를 가열하기 위한 열 에너지를 방출하는 복수의 램프와 같은 에너지원을 포함한다. 열 처리 중에, 반도체 웨이퍼는 미리 설정된 온도 계획에 따라 제어된 조건하에서 가열된다. 열 처리 중에 반도체 웨이퍼의 온도를 모니터링하기 위해, 열 처리 챔버는 또한 전형적으로 선택된 밴드의 파장에서 반도체 웨이퍼에 의해 방출되는 복사를 감지하는 고온계와 같은 온도 감지 장치를 포함한다. 웨이퍼에 의해 방출되는 열 복사를 감지함으로써, 웨이퍼의 온도는 적당한 정확도로 계산될 수 있다.
다른 실시예에서, 복사 감지 장치를 사용하는 것 대신에 또는 그에 부가하여, 열 처리 챔버는 웨이퍼의 온도를 모니터링하기 위한 열전쌍을 포함할 수도 있 다. 열전쌍은 직접 접촉에 의해 물체의 온도를 측정한다.
많은 반도체 가열 방법은 웨이퍼가 장치 내에서 제조될 때 다양한 화학적, 물리적 반응이 일어날 수 있도록 웨이퍼가 고온으로 가열되는 것을 요구한다. 처리의 한 가지 유형인 빠른 열 처리 중에, 반도체 웨이퍼는 전형적으로 광원의 어레이에 의해 전형적으로 수분 이내의 시간 동안 예를 들어 약 400℃ 내지 약 1,200℃의 온도로 가열된다. 이러한 방법 중에, 한 가지 주요한 목적은 웨이퍼를 가능한 한 균일하게 가열하는 것이다.
그러나, 웨이퍼에 걸쳐 일정한 온도를 유지하며 웨이퍼가 가열되는 속도를 제어할 수 있는 점에서 과거에 문제점을 경험했다. 웨이퍼가 불균일하게 가열되면, 다양한 원치 않는 응력이 웨이퍼 내에 생성될 수 있다. 웨이퍼를 균일하게 가열하지 못하는 것은 또한 웨이퍼 상에 필름을 균일하게 어닐링하기 위해 웨이퍼 상에 필름을 균일하게 침착시키는 능력과, 웨이퍼 상에서 다양한 다른 화학적, 물리적 처리를 수행하는 능력을 제한한다.
과거에 경험했던 문제점의 일부는 반도체 웨이퍼가 자주 표면의 반사율 및 흡수율에 영향을 주는 재료의 필름으로 코팅된다는 사실과 관련된다. 예를 들어, 상이한 웨이퍼들 사이의 변동이 있을 수 있으며, 또한 반도체 장치 제조 시퀀스 중에 웨이퍼 상에 생성된 패턴의 결과로 단일 웨이퍼 내의 변동이 있을 수 있다. 웨이퍼가 전자기 복사에 의해 조사되면, 광학 특성의 이러한 변동은 웨이퍼의 전력을 흡수하는 능력의 변동과 그 결과 도달되는 온도의 변동을 초래한다. 이는 열 처리의 반복성을 열화시킬 수 있으며 임의의 주어진 웨이퍼를 가로지른 균일성을 열화 시킬 수도 있다. 예를 들어, 상이한 재료로 코팅된 상이한 영역들을 갖는 웨이퍼는 그러한 영역 내에서 상이한 전력 흡수 특징을 가질 것이다.
이와 같이, 개선된 열 처리 챔버와 반도체 웨이퍼를 더욱 효율적으로 가열할 수 있으며 반도체 웨이퍼를 균일하게 가열할 수 있는 방법에 대한 요구가 현재 존재한다.
본 발명은 반도체 웨이퍼를 가열하기 위한 다양한 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 웨이퍼에 의한 에너지의 흡수를 최적화하기 위해 웨이퍼 상으로 광 에너지를 방출하는 광원을 구성하는 것에 관한 것이다. 본 발명은 웨이퍼와 접촉하는 광 에너지의 입사각을 변경하고 복수의 파장의 광을 사용하고 특정 편광 상태로 웨이퍼와 접촉하도록 광 에너지를 구성함으로써 수행된다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에서, 방법은 처리 챔버 내에 반도체 웨이퍼를 위치시키는 단계를 포함한다. 광 에너지는 웨이퍼를 가열하기 위해 웨이퍼 상으로 유도된다. 광 에너지는 0°보다 더 큰 입사각으로 웨이퍼와 접촉한다. 특히, 입사각은 10°보다 더 크고, 특히 약 40° 내지 약 50°이다.
방법은 광 에너지가 반도체 웨이퍼와 접촉하기 전에 광 에너지를 편광시키는 단계를 더 포함한다. 특히, 광 에너지는 광 에너지가 p-편광 상태로 반도체 웨이퍼와 접촉하도록 편광된다. 임의의 적합한 편광 장치가 광을 편광시키도록 사용될 수 있다. 예를 들어 일 실시예에서, 제1 p-편광된 광 에너지 비임 및 제2 p-편광된 광 에너지 비임을 생성하는 비임 분할 장치가 사용될 수 있다. 제1 및 제2 p- 편광된 광 에너지 비임은 반도체 웨이퍼 상으로 유도된다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 광 에너지는 와이어 그리드 편광 장치를 사용하여 편광된다.
본 발명에 따라 사용되는 광 에너지는 레이저 또는 엇결성 광원으로부터 방출될 수 있다. 아크 램프 또는 텅스텐 할로겐 램프와 같은 엇결성 광원을 사용할 때, 광은 편광되기 전에 시준될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 방법은 반도체 웨이퍼를 처리 챔버 내에 위치시키는 단계와, 적어도 제1 레이저 및 제2 레이저로부터 반도체 웨이퍼 상으로 레이저 비임을 유도하는 단계를 포함한다. 제1 레이저는 제1 파장 범위로 광을 방출하고 제2 레이저는 제2 파장 범위로 광을 방출한다. 웨이퍼를 더욱 균일하고 효율적으로 가열하기 위해, 제1 파장 범위는 제2 파장 범위와 다르다.
상이한 파장 범위의 레이저 비임들을 사용하는 것 이외에 또는 그에 부가하여, 비임들은 상이한 입사각으로 웨이퍼와 접촉할 수 있다. 특히, 각각의 비임은 10°보다 더 큰 입사각, 특히 약 40° 내지 약 85°의 입사각으로 반도체 웨이퍼와 접촉해야 한다. 반도체 웨이퍼를 가열하기 위해 레이저 비임을 사용할 때, 레이저 비임은 p-편광 상태와 같은 특정 상태로 웨이퍼에 부딪히도록 구성될 수 있다.
이온 주입 어닐 방법을 수행하기에 특히 적합한 본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 본 발명의 방법은 반도체 웨이퍼를 열 처리 챔버 내에 위치시키는 단계를 포함한다. 그 다음 펄스식 레이저 비임이 반도체 웨이퍼 상으로 유도된다. 펄스식 레이저 비임은 적어도 10°의 입사각으로 p-편광 상태와 같은 특정 상태에서 웨이퍼에 부딪히도록 구성된다.
본 발명에 따라 구성된 광 에너지원은 웨이퍼를 가열하기 위해 단독으로 사용될 수 있거나 다른 에너지원과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 광 에너지원은 다른 광 에너지원과 함께 그리고/또는 서셉터 판과 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 태양은 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.
당업자에 대해 맞춰진 최적 모드를 포함하는 본 발명의 완전하고 가능한 개시 내용은 첨부된 도면을 참조하는 명세서의 이하의 부분에서 더욱 구체적으로 설명된다.
도1은 본 발명에 따라 사용될 수 있는 열 처리 챔버의 일 실시예의 단면도이다.
도2는 반도체 장치 위에 위치되어 0°보다 더 큰 웨이퍼와의 입사각을 갖는 복수의 램프를 도시하는, 본 발명에 따른 개략적인 평면도이다.
도3은 본 출원에서 사용되는 몇몇 용어를 설명하기 위해 제공된 정보 다이어그램이다.
도4는 이산화규소의 바닥 코팅과 폴리실리콘의 상부 코팅을 갖는 반도체 웨이퍼의 흡광도를 도시하는 그래프이다. 곡선은 p-편광된 복사 및 s-편광된 복사와 편광되지 않은 복사에 대한 45°의 입사각에 대해 도시되어 있다.
도5는 도4에서와 동일한 구조에 대한 흡광도를 도시하는 그래프이다. 그러나, 본 도면에서 곡선은 상이한 입사각들에서의 p-편광된 복사에 대한 것이다.
도6은 0°보다 더 큰 입사각으로 반도체 웨이퍼 상으로 레이저 비임을 방출하는 레이저를 도시하는 측면도이다.
도7의 (a)는 상이한 입사각으로 반도체 웨이퍼 상으로 레이저 비임을 방출하는 두 개의 다른 레이저의 측면도이다.
도7의 (b)는 두 개의 상이한 입사각으로 반도체 웨이퍼와 접촉하는 두 개의 다른 비임으로 분할되는 레이저 비임의 측면도이다.
도8은 광원으로부터 방출된 광이 시준된 다음 편광되어 0°보다 더 큰 입사각으로 웨이퍼와 접촉하는 엇결성 광원의 측면도이다.
도9는 편광 장치가 광을 두 개의 다른 p-편광된 복사 비임으로 분할시키는, 도8에 도시된 방법의 다른 실시예이다.
본 명세서 및 도면에서의 도면 부호의 반복적인 사용은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징부 또는 요소를 나타내기 위한 것이다.
당업자는 본 설명은 단지 예시적인 실시예의 설명이며 예시적인 구성으로 실시되는 본 발명의 광범위한 태양을 제한하는 것이 아님을 이해해야 한다.
열 처리 챔버는 집적 회로의 제조 방법의 일부로서 반도체 웨이퍼를 가열하기 위해 강력한 광과 같은 열 에너지를 사용한다. 광 에너지에 대한 노출은 반도체 웨이퍼의 온도를 빠르게 증가시키며 처리 시간을 비교적 짧게 만든다. 빠른 열 처리 시스템에서, 웨이퍼를 매우 균일하고 제어된 방식으로 매우 높은 강도의 광으로 조사하는 것이 중요하다. 위에서 언급한 바와 같이, 현재의 장치에서의 곤란함 은 조사되는 광의 강도에 대한 요구와 웨이퍼를 균일하게 가열하는 능력이 달성하기가 매우 어렵다는 것이다.
예를 들어, 반도체 웨이퍼는 자주 표면의 반사율 및 흡수율에 영향을 주는 재료로 코팅된다. 웨이퍼 상에 포함된 이러한 코팅은 웨이퍼를 가열하는 데 있어서의 비효율로 이어질 수 있으며 웨이퍼 내의 온도 변동으로 이어질 수도 있다. 예를 들어, 상이한 재료로 코팅된 영역들을 갖는 웨이퍼는 이러한 영역 내에서 상이한 전력 흡수 특징을 가질 것이다.
통상, 본 발명은 반도체 웨이퍼를 균일하고 효율적으로 가열하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라 처리되는 웨이퍼는 광 에너지에 의해 적어도 부분적으로 가열된다. 본 발명은 웨이퍼의 흡수율을 증가시키고 웨이퍼 표면의 광학 특성의 변동의 효과를 감소시키기 위해 가열 복사의 입사각, 편광 평면, 및 파장의 최적화에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 반도체 웨이퍼와 같은 물체를 가열하기 위해 열 처리 챔버 내에 램프를 위치시키는 것에 관한 것이다. 램프는 램프에 의해 방출되는 광 에너지가 웨이퍼에 의한 흡수를 최적화하는 입사각으로 웨이퍼와 접촉하도록 구성된다. 입사각을 최적화하는 것에 대한 대안으로서 또는 그에 부가하여, 램프에 의해 방출되는 광 에너지는 광 에너지가 흡수를 최적화하는 편광 평면 내에서 웨이퍼와 접촉하도록 구성될 수도 있다. 마지막으로, 본 발명은 또한 적어도 몇몇 파장이 웨이퍼에 의해 효율적으로 흡수되도록 웨이퍼를 복수의 파장의 광과 접촉시키는 것에 관한 것이다.
도3을 참조하면, 본 출원에서 사용되는 몇몇 정의 및 용어를 설명하는 다이어그램이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 입사각(θ)은 웨이퍼 표면에 대한 수직선과 가열 복사의 진행 방향 사이의 각도이다. 입사 평면은 웨이퍼 표면에 대한 수직선과 웨이퍼 표면상으로 입사하는 에너지의 광선을 포함하는 평면이다. p-편광 평면은 입사 광선의 자장 벡터가 입사 평면 내에 놓이는 편광 상태이다. 이러한 상태는 또한 횡자계(TM) 편광으로 알려져 있다. 자장 벡터가 입사 평면에 대해 직교하는 p-편광 상태에 대해 직각인 편광은 s-편광 상태 또는 횡전계(TE) 편광 상태로서 알려져 있다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 램프는 특수한 적용에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 레이저가 사용될 수 있다. 레이저는 매우 좁은 파장 범위에 걸쳐 광을 방출한다. 레이저 이외에, 다양한 엇결성 광원이 본 발명의 시스템 내에서 사용될 수도 있다. 레이저에 반대되는 엇결성 광원은 파장의 넓은 범위에 걸쳐 광을 방출한다. 본 발명에서 사용될 수 있는 엇결성 광원은 아크 램프, 텅스텐 할로겐 램프 등을 포함한다.
본 발명에 따라 구성된 램프는 반도체 웨이퍼를 가열하기 위해 단독으로 사용될 수 있거나, 다른 열 에너지원과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 램프는 전기 저항에 의해 웨이퍼를 가열하는 서셉터 판 또는 열판과 함께 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 본 발명에 따라 구성된 램프는 특수하게 구성되지 않은 다른 램프와 함께 사용될 수 있다.
도1을 참조하면, 본 발명에 따라 이루어진 시스템(10)의 일 실시예가 도시되 어 있다. 이러한 실시예에서, 시스템은 본 발명에 따라 구성된 복수의 램프(40)와, 기술 분야에서 공지된 바와 같이 반도체 웨이퍼(14) 위에 위치된 복수의 다른 램프(24)를 포함한다.
도시된 바와 같이, 시스템(10)은 다양한 방법을 수행하기 위해 웨이퍼(14)와 같은 기판을 수납하도록 되어 있는 처리 챔버(12)를 포함한다. 웨이퍼(14)는 실리콘과 같은 반도체 재료로부터 만들어질 수 있다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼(14)는 석영과 같은 단열 재료로부터 만들어진 기판 홀더(15) 상에 위치된다. 챔버(12)는 매우 빠른 속도로 신중하게 제어되는 조건하에서 웨이퍼(14)를 가열하도록 설계된다. 챔버(12)는 금속 및 세라믹을 포함하는 다양한 재료로부터 만들어질 수 있다. 예를 들어, 챔버(12)는 스테인리스강으로부터 만들어질 수 있거나, 예를 들어 석영으로부터 만들어진 저온 벽 챔버일 수 있다.
챔버(12)가 열 전도성 재료로부터 만들어지면, 양호하게는 챔버는 냉각 시스템을 포함한다. 예를 들어, 도1에 도시된 바와 같이, 챔버(12)는 챔버의 주연부 둘레에 감긴 냉각 도관(16)을 포함한다. 도관(16)은 챔버(12)의 벽을 일정한 온도로 유지하도록 사용되는 물과 같은 냉각 유체를 순환시키도록 되어 있다.
챔버(12)는 챔버 내로 가스를 도입하고 그리고/또는 챔버를 미리 설정된 압력 범위 내에 유지하기 위해 가스 입구(18) 및 가스 출구(20)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 가스는 웨이퍼(14)와의 반응을 위해 가스 입구(18)를 통해 챔버(12) 내로 도입될 수 있다. 가스는 처리되면 가스 출구(20)를 사용하여 챔버로부터 배출될 수 있다.
또는, 불활성 가스가 임의의 원치 않거나 바람직하지 않은 부반응이 챔버 내에서 일어나는 것을 방지하기 위해 가스 입구(18)를 통해 챔버(12) 내로 공급될 수 있다. 다른 실시예에서, 가스 입구(18) 및 가스 출구(20)는 챔버(12)를 가압하도록 사용될 수 있다. 필요하다면 가스 출구(20) 또는 웨이퍼의 레벨 아래에 위치된 추가의 큰 출구를 사용하여 챔버(12) 내에 진공이 생성될 수도 있다.
처리 중에, 기판 홀더(15)는 일 실시예에서 웨이퍼 회전 기구(21)를 사용하여 웨이퍼(14)를 회전시키도록 될 수 있다. 웨이퍼를 회전시키는 것은 웨이퍼의 표면에 걸쳐 더 큰 온도 균일성을 촉진하고 웨이퍼(14)와 챔버 내로 도입된 임의의 가스 사이의 증대된 접촉을 촉진한다. 그러나, 웨이퍼 이외에 챔버(12)는 또한 광학 부품, 필름, 섬유, 리본, 및 임의의 특수한 형상을 갖는 다른 기판을 처리하도록 되어 있다는 것을 이해해야 한다.
열원 또는 가열 장치(22)는 처리 중에 웨이퍼(14)를 가열하기 위해 챔버(12)와 연통하여 포함된다. 가열 장치(22)는 텅스텐 할로겐 램프와 같은 복수의 선형 램프(24)를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "선형 램프"는 그의 에너지의 대부분을 램프의 가장 긴 치수부를 통해 방출하도록 설계된 램프를 말한다. 예를 들어, 대부분의 실시예에서, 선형 램프는 그의 에너지의 대부분을 램프의 측면을 통해 방출한다. 도1에 도시된 바와 같이, 램프(24)는 웨이퍼(14) 위에서 수평으로 정렬되어 있다. 그러나, 램프(24)는 웨이퍼의 아래에만 또는 웨이퍼의 위와 아래와 같은, 임의의 특정 위치에 위치될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 추가의 램프가 필요하다면 시스템(10) 내에 포함될 수 있다.
선형 램프 이외에, 본 발명의 시스템은 수직으로 배향된 램프를 사용할 수도 있다. 이러한 램프는 램프의 단부가 웨이퍼와 대면하도록 위치된다.
도면에 도시된 바와 같이, 램프(24)는 램프 각각에 의해 방출되는 광 에너지를 증가시키거나 감소시키도록 사용될 수 있는 점증식 전력 제어기(25)를 갖추고 있다.
램프(24)에 의해 웨이퍼(14) 상으로 방출되는 광 에너지를 유도하는 것을 보조하기 위해, 램프는 반사기 또는 반사기의 세트와 관련될 수 있다. 예를 들어, 도1에 도시된 바와 같이, 가열 장치(22)는 선형 램프(24) 위에 위치된 반사기 판(36)을 포함한다. 반사기 판(36)은 광 에너지를 반사하기에 적합한 임의의 재료로부터 만들어질 수 있으며 웨이퍼(14)를 향해 광 에너지를 유도하는 것을 보조하는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다.
램프(24)에 부가하여, 도1에 도시된 바와 같이, 시스템은 본 발명에 따른 광원 또는 램프(40)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 램프(40)는 웨이퍼에 의한 광 에너지의 흡수를 최적화하기 위해 웨이퍼(14)에 대해 각도를 이루어 위치된다. 이하에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 입사각을 조정하는 것 이외에, 램프(40)에 의해 방출되는 복사는 p-편광 평면 내에서 또는 근방에서 웨이퍼에 부딪히도록 구성될 수도 있다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 구성된 램프(40)는 램프(28)와 함께 사용될 수 있다. 또는, 도2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(14)는 램프(40)에 의해서만 가열될 수 있다. 특히, 도2에 도시된 바와 같이, 램프(40)는 원하는 각도 로 웨이퍼(14)를 둘러싸도록 위치된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 램프(40)는 웨이퍼에 인접하게 위치된 서셉터와 함께 사용될 수 있다. 서셉터는 웨이퍼를 가열하기 위한 전기 저항 가열기를 포함할 수 있다.
도1을 참조하면, 가열 방법 중에 웨이퍼(14)의 온도를 모니터링하기 위해, 열 처리 챔버(12)는 복수의 복사 감지 장치(27)를 포함한다. 복사 감지 장치(27)는 복수의 대응하는 광 검출기(30)와 연통하는 복수의 광섬유 또는 광 파이프(28)를 포함한다. 광섬유(28)는 웨이퍼(14)에 의해 방출되는 특정 파장의 열 에너지를 수용하도록 구성된다. 감지된 복사량이 광 검출기(30)로 전달되고, 이는 부분적으로 플랭크 법칙에 기초하여 계산될 수 있는 웨이퍼의 온도를 결정하기 위해 사용 가능한 전압 신호를 발생시킨다. 일 실시예에서, 광 검출기(30)와 조합된 각각의 광섬유(28)는 고온계를 포함한다. 다른 실시예에서, 광섬유(28)는 하나의 다중 복사 감지 장치에 연결된다.
통상, 열 처리 챔버(12)는 하나 또는 복수의 복사 감지 장치를 포함할 수 있다. 양호한 실시예에서, 도1에 도시된 바와 같이, 열 처리 챔버(12)는 상이한 위치에서의 웨이퍼의 온도를 측정하는 복수의 복사 감지 장치를 포함한다. 상이한 위치에서의 웨이퍼의 온도를 아는 것은 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이 웨이퍼에 인가되는 열량을 제어하도록 사용될 수 있다. 웨이퍼의 다양한 구역에 인가된 열량은 개방 루프 방식으로 제어될 수도 있다. 이러한 구성에서, 다양한 가열 구역들 사이의 비율은 수동 최적화 후에 미리 결정될 수 있다.
시스템(10)은 챔버로부터 램프(24)를 분리하는 윈도우(32)를 더 포함한다. 윈도우(32)는 램프(24)를 웨이퍼(14)로부터 격리하여 챔버의 오염을 방지한다. 도1에 도시된 윈도우(32)는 챔버(12)와 열원(22) 사이에 위치된 윈도우일 수 있다.
복사 감지 장치를 사용하는 것 이외에, 다른 온도 감지 장치가 본 발명의 시스템 내에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 열전쌍이 하나의 위치 또는 복수의 위치에서 웨이퍼의 온도를 모니터링하기 위해 시스템 내로 통합될 수 있다. 열전쌍은 웨이퍼와 직접 접촉하여 위치되거나 온도가 추정되는 웨이퍼에 인접하여 위치될 수 있다.
시스템(10)은 예를 들어 마이크로 프로세서일 수 있는 시스템 제어기(50)를 더 포함한다. 제어기(50)는 다양한 위치에서 샘플링되는 복사량을 나타내는 광 검출기(30)로부터의 전압 신호를 수신한다. 수신된 신호에 기초하여, 제어기(50)는 상이한 위치에서 웨이퍼(14)의 온도를 계산하도록 구성된다.
도1에 도시된 시스템 제어기(50)는 램프 전력 제어기(25)와 연통할 수도 있다. 이러한 배열에서, 제어기(50)는 웨이퍼(14)의 온도를 결정할 수 있고, 이러한 정보에 기초하여 램프(24) 및/또는 램프(40)에 의해 방출되는 열 에너지의 양을 제어할 수 있다. 이러한 방식으로, 즉각적인 조정은 신중하게 제어되는 한계 내에서 웨이퍼(14)를 처리하기 위한 반응기(12) 내의 조건에 대해 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 제어기(50)는 시스템 내의 다른 요소를 자동으로 제어하도록 사용될 수도 있다. 예를 들어, 제어기(50)는 가스 입구(18)를 통해 챔버(12)로 진입하는 가스의 유량을 제어하도록 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제어기(50) 는 웨이퍼(14)가 챔버 내에서 회전되는 속도를 제어하도록 사용될 수도 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 가열되는 웨이퍼에 의한 광 에너지의 흡수를 최적화하기 위해 열 처리 챔버 내에 다양한 광원을 구성하는 것에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 상이한 특성들을 가지며 그리고/또는 상이한 재료들로 코팅된 웨이퍼를 처리할 때 과거에 경험했던 문제점을 최소화하는 것이다. 통상, 본 발명은 흡수를 최대화하기 위해 광원의 입사각을 변화시키고, 광원에 의해 방출되는 광이 흡수를 최적화하기 위해 p-편광 상태로 또는 대체로 p-편광 상태로 위치되게 하고 광 에너지의 적어도 일부가 웨이퍼에 의해 효율적으로 흡수되는 것을 보장하기 위해 여러 상이한 파장을 사용하게 하는 것에 관한 것이다.
도4 및 도5는 본 발명과 관련된 몇몇 개념을 도시하기 위한 것이다. 도4는 2-층 코팅으로 코팅된 반도체 웨이퍼의 흡광도를 도시한다. 2-층 코팅은 이산화규소의 바닥 코팅과 폴리실리콘의 상부 코팅을 포함한다. 특히, 이산화규소의 바닥 코팅은 0.5 미크론 두께이고, 폴리실리콘의 상부 코팅은 0.2 미크론 두께이다. 도4에 도시된 그래프는 파장에 따라 흡수가 어떻게 변하는 지를 도시한다. 또한, 그래프는 (1) p-편광 상태, (2) s-편광 상태, 및 (3) 비편광 상태에 있는 광 에너지의 세 가지 경우에 대해 45°의 입사각으로 웨이퍼와 접촉하는 광 에너지에 대한 흡수율을 도시하는 세 개의 곡선을 포함한다. 도시된 바와 같이, 비편광 상태는 s-편광 및 p-편광 상태의 평균이 된다.
도4에 도시된 바와 같이, 흡광도의 변동량은 p-편광 상태에서 웨이퍼를 광 에너지와 접촉시킴으로써 감소된다. 또한, 임의의 주어진 파장에서, 흡수율은 p- 편광된 광에 대해 더 크고, 이는 더 양호하고 더 효율적인 전력 결합을 표시한다.
도5는 도4에 도시된 결과를 생성하도록 사용된 동일한 구조물의 흡광도를 도시한다. 그러나, 도5에 도시된 그래프에서, 모든 곡선은 p-편광 상태에서의 광 에너지를 나타낸다. 이러한 그래프에서, 입사각은 수직(0°), 45°, 및 60° 사이에서 변한다.
도시된 바와 같이, 흡광도의 변동은 입사각이 0°로부터 60°로 상승함에 따라 감소된다. 또한, 증가된 흡수율은 입사각에 따른 상이한 파장에서 볼 수 있다.
본 발명에 따르면, 도4 및 도5는 (1) 복수의 파장의 광이 사용되면 (2) 광이 p-편광 상태로 구성되면 (3) 입사각이 0°보다 더 크면, 다양한 이점이 실현될 수 있다는 것을 보여준다. 또한, 도5는 흡수를 더욱 최적화하기 위해 하나 이상의 입사각으로 램프를 배열하는 잠재적인 이점을 또한 도시한다.
도6 내지 도9를 참조하면, 이제 본 발명의 다양한 적용이 상세하게 논의될 것이다. 도6 및 도7은 특히 반도체 웨이퍼를 가열하기 위한 레이저의 사용에 대한 것이고, 도8 및 도9는 본 발명을 엇결성 광원에 적용하는 것에 관한 것이다.
도6을 참조하면, 레이저(40)는 레이저 비임(60)을 입사각(θ)으로 웨이퍼(14) 상에 방출하는 것으로 도시되어 있다. 통상, 레이저는 비교적 좁은 파장 범위에 걸쳐 광을 방출한다. 레이저는 매우 높은 강도로 광을 제공하는 매우 효과적인 가열 장치일 수 있다. 그러나, 레이저 복사의 매우 단색적인 특성 때문에, 실제로 웨이퍼에 의한 전력 흡수의 매우 작은 분광학적 평균이 있고, 이는 레이저 가열을 반도체 웨이퍼에 대한 단일 가열 사이클 중에 그리고 상이한 웨이퍼들 의 처리 중에 전력 흡수 변동에 특히 민감하게 만든다.
도6에 도시된 바와 같이, 흡수 변동은 레이저 비임(60)의 입사각을 변화시킴으로써 최소화될 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 대부분의 표면의 반사율은 입사각의 함수이다. 따라서, 웨이퍼와 접촉하는 레이저광의 입사각을 변화시키는 것은 흡수를 증가시킬 수 있다.
대부분의 적용에 대해, 반도체 웨이퍼를 처리할 때, 흡수의 최적화는 입사각이 약 40° 내지 약 85°, 특히 약 60° 내지 약 85°와 같이 10°보다 더 클 때 발생한다. 특히, 실리콘의 반사율은 임계각, 즉 부루스터각(Brewster angle) 근방에서 매우 작다. 실리콘에 대해 부르스터각은 대략 75°이다.
레이저를 사용할 때의 특별한 장점에는, 복사가 매우 방향성일 뿐만 아니라 많은 유형의 레이저광이 자연적으로 평면 편광되는 것이다. 결과적으로, 입사각을 조정할 때, 레이저 비임은 웨이퍼 표면에 대한 p-편광 평면 내에 위치될 수도 있다. 위에서 도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 웨이퍼에 결합되는 광의 최적화는 광을 p-편광 상태로 둘 때 일어날 수 있다.
그러나, 광을 p-편광 상태로 두는 것 이외에 다른 실시예에서 광을 다른 구성으로 두는 것이 양호할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 다른 실시예에서, 광은 p-편광 상태가 아니라 p-편광 상태에 가까울 수 있다. 다른 실시예에서, 타원형으로 편광된 광이 웨이퍼를 향해 유도될 수 있다. 타원형으로 편광된 광은 공간 내 임의의 지점에서의 전기장 벡터가 전파 방향에 대해 직교하는 평면 내에서 타원형을 이루는 전자기파의 편광을 말한다.
임의의 적용에서 사용되는 특정 광 구성은 다양한 인자에 의존할 것이다. 예를 들어, 가열되는 표면의 지형이 웨이퍼와 접촉하는 광이 어떻게 구성되어야 하는 지를 결정하는 데 있어서 역할을 한다. 예를 들어 표면의 홈, 모서리 및 다른 매끄럽지 않은 특징부가 웨이퍼의 흡수 특성에 대해 영향을 줄 수 있다. 3차원 표면을 갖는 기판을 다룰 때, 일 실시예에서, 표면 불균일부를 가장 잘 고려하는 평평 표면이 정의될 수 있다. 평평 표면이 정의되면, 표면과 접촉하는 광의 편광, 입사각, 및 파장이 선택될 수 있다.
레이저 비임(60)이 p-편광 평면 내에서 또는 어떠한 다른 바람직한 구성으로 웨이퍼(14)에 부딪히는 것을 보장하도록 레이저 장치를 배향시키기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 레이저 비임을 p-편광 평면 내로 조정하기 위해, 레이저는 회전될 수 있거나 또는 레이저 비임은 거울 및/또는 광학 장치를 사용하여 조작될 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어 반파판이 레이저 비임을 p-편광 평면과 같은 정의된 평면 내로 위치시키도록 사용될 수 있다.
입사각을 조정하여 레이저 비임을 p-편광 평면 내에 위치시키는 것에 대한 대안으로서 또는 그에 부가하여, 상이한 파장의 광을 각각 방출하는 여러 상이한 유형의 레이저가 열 처리 챔버 내에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 도7의 (a)에 도시된 바와 같이 제1 레이저(40) 및 제2 레이저(140)가 상이한 파장의 광을 웨이퍼(14) 상으로 방출할 수 있다.
따라서, 특수한 기판이 하나의 레이저가 작동하는 파장에서 매우 반사적이면, 상이한 파장으로 작동하는 제2 레이저가 웨이퍼를 가열하도록 사용될 수 있다. 상이한 레이저들로부터의 복사는 웨이퍼와 접촉하기 전에 광학적으로 조합될 수 있다. 또는, 상이한 레이저들로부터의 여러 광의 비임은 웨이퍼의 선택된 영역을 조사할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 여러 광의 비임은 웨이퍼가 회전되는 동안 동일한 웨이퍼 반경을 조사할 수 있다. 레이저는 웨이퍼의 전방 및/또는 후방을 조사하도록 배열될 수 있다. 또한 일 실시예에서, 웨이퍼의 전방은 특수한 파장 또는 파장 범위로 가열될 수 있고, 웨이퍼의 후방은 상이한 파장 또는 파장 범위의 광에 의해 가열될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 조정 가능한 레이저가 웨이퍼를 가열하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 특수한 가열 사이클 중에 또는 가열 사이클들 사이에 파장을 조정하기 위한 조정 가능한 파장 설정을 갖는 레이저가 사용될 수 있다. 파장을 조정하는 것 이외에, 본 발명에서 사용되는 레이저는 처리 중에 입사각을 조정하기 위해 이동 가능할 수도 있다. 이러한 방식으로, 광원과 웨이퍼 사이의 최적 전력 결합은 가열되는 웨이퍼 표면의 특징 및 특성이 변함에 따라 일어날 수 있다.
상이한 파장으로 작동하는 레이저를 사용하는 것 이외에, 도7의 (a)에 도시된 바와 같이, 각각의 레이저(40, 140)의 입사각들은 레이저들 중 적어도 하나가 가열 방법 중에 높은 흡수 정도를 갖는 것을 보장하도록 상이할 수 있다.
복수의 입사각은 도7의 (a)에 도시된 바와 같이 복수의 레이저를 사용하여 생성될 수 있거나 도7의 (b)에 도시된 바와 같이 단일 레이저를 사용하여 실시될 수 있다. 도7의 (b)에 도시된 바와 같이, 레이저(40)는 비임 분할 장치(70)에 의 해 두 개의 비임(62, 64)으로 나누어지는 레이저 비임(60)을 방출한다. 이러한 실시예에서, 거울(72)은 레이저 비임(64)을 레이저 비임(62)의 입사각과 다른 입사각으로 웨이퍼(14) 상으로 유도하도록 사용된다. 그러나, 거울(72) 이외에, 레이저 비임은 예를 들어 광섬유, 렌즈, 광 파이프 등을 사용하여 웨이퍼 상으로 유도될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
통상, 연속파 레이저 및 펄스식 레이저를 모두를 포함하는 임의의 적합한 유형의 레이저가 본 발명에서 사용될 수 있다. 일 실시예에서 레이저 다이오드가 사용된다. 레이저 다이오드는 전기를 레이저 복사로 효율적으로 변환시키며 고전력 정격(high power rating)에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 10 와트보다 더 큰 연속 전력을 송출하는 고전력 장치는 방출 파장이 400 내지 4000 nm 사이로서 현재 상업적으로 이용할 수 있다. 위에서 설명한 레이저는 방출된 비임을 재형성하는 비임 송출 광학 장치와 조합될 수 있다. 예를 들어, 레이저는 광을 웨이퍼의 특정 위치로 안내하기 위한 광섬유와 결합될 수 있다.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 펄스식 레이저의 사용이 다양한 장점을 제공할 수 있다는 것이 발견되었다. 펄스식 레이저는 고품질의 에너지를 간헐적으로 생성한다. 그러한 레이저는 어닐링 방법, 특히 이온 착상 손상 어닐링 방법에서 사용하기에 특히 적합할 수 있다. 펄스식 레이저가 우수한 품질을 갖는 필름을 제작하기 위한 제어된 손상 어닐링을 제공할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 레이저는 고도로 방향성인 광을 방출한다. 레이저를 사용하여 반도체 웨이퍼의 전체 표면을 가열하기 위해, 다양한 기술이 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 복수의 레이저가 열 처리 챔버 내에서 웨이퍼의 상이한 영역들과 접촉하도록 위치될 수 있다. 필요하다면, 레이저에 의해 방출된 레이저 비임은 비임을 형성하는 것이 본원에서 설명되는 최적화 기술을 방해하지 않는 한, 광학 장치를 사용하여 형성될 수도 있다. 또는, 레이저 비임은 웨이퍼의 전체 표면에 걸쳐 또는 선택된 영역에 걸쳐 주사될 수 있다.
레이저 비임을 구성하는 것 이외에, 본 발명은 텅스텐 할로겐 램프 또는 아크 램프와 같은 엇결성 광원에 의해 방출되는 광선에 대해 적용될 수도 있다. 광원은 연속광 또는 펄스광을 방출할 수 있다. 엇결성 광원은 전형적으로 레이저보다 더 광범위한 스펙트럼에 걸쳐 광 에너지를 방출한다. 결과적으로, 더 큰 범위의 파장 및 더 넓은 범위의 입사각으로 인해 엇결성 광원을 사용할 때 전력 결합의 변동이 덜 일어난다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 엇결성 광원과 가열되는 웨이퍼 사이의 전력 결합을 더욱 개선하도록 사용될 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에서, 엇결성 광원에 의해 방출되는 광은 본 발명에 따라 0°보다 더 큰, 특히 10°보다 더 큰 입사각으로 웨이퍼에 부딪히도록 시준되고 편광되고 구성될 수 있다.
예를 들어, 도8을 참조하면, 엇결성 광원(40)은 광 에너지를 웨이퍼(14) 상으로 방출하는 것으로 도시되어 있다. 엇결성 광원(40)은 예를 들어 아크 램프, 텅스텐 할로겐 램프 등일 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 램프(40)로부터 방출된 광은 대부분의 광이 특정 입사각으로 웨이퍼(14)에 부딪히도록 반사기(80)를 사용하여 시준될 수 있다.
반사기(80)는 광원(40)을 둘러싸며 다양한 형상을 가질 수 있다. 그러나, 통상 도시된 포물선 형상이 시준된 출력 비임을 생성할 것이다.
반사기를 사용하는 것 이외에, 다양한 다른 장치가 램프(40)에 의해 방출된 광을 시준하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예에서, 광학 렌즈가 광을 웨이퍼 상으로 더 잘 유도하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 수렴 렌즈, 원통형 렌즈, 또는 구역판이 광을 시준하기 위해 단독으로 또는 반사기와 조합하여 사용될 수 있다.
램프(40)에 의해 방출되는 광을 시준하는 것 이외에, 도8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시스템은 편광 장치(82)를 더 포함할 수 있다. 편광 장치(82)는 편광 장치를 빠져나가는 광이 p-편광 상태에 있도록 선택된다. 이러한 구성의 결과로서, 램프(40)에 의해 방출되는 광 에너지는 웨이퍼에 의한 흡수를 최적화하기 위해 원하는 입사각으로 p-편광 상태에서 웨이퍼(14)에 부딪힌다.
광을 p-편광 상태로 두는 것 이외에, 편광 장치(82)는 광을 대략적인 p-편광 상태로 두도록 사용될 수 있거나 또는 필요하다면 타원형으로 편광된 광을 생성하도록 사용될 수 있다.
그러나, 도8에 도시된 바와 같은 많은 편광 장치(82)는 웨이퍼에 도달하는 광 에너지의 양을 현저하게 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 몇몇 편광 장치는 램프(40)에 의해 방출된 에너지의 약 50%까지를 제거한다. 램프(40)로부터 방출된 광을 더욱 효율적으로 편광시키기 위해, 다른 실시예에서, 편광 비임 분할 장치(84)가 도9에 도시된 바와 같이 사용될 수 있다. 편광 비임 분할 장치(84)는 램프(40)에 의해 방출되어 시준된 광을 받아서 광을 두 개의 비임(90, 92)으로 분할한다. 편광 비임 분할 장치(84)는 비임(90)이 p-편광 상태에 있도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 비임(90)은 제1 입사각으로 웨이퍼(14)와 접촉한다.
다른 한편으로, 비임(92)은 거울, 광학 장치, 반파판, 또는 다른 적합한 광학 장치(86)를 사용하여 다시 재유도된다. 특히, 광선(92)은 회전, 배향, 또는 조작되어, 광선(94)과 같이 p-편광 상태로 또는 몇몇 다른 원하는 구성에서는 제2 입사각으로 웨이퍼(14) 상으로 재유도된다. 비임(90, 94)의 입사각은 동일하거나 상이할 수 있다.
다양하고 상이한 편광 장치가 본 발명에서 사용될 수 있다. 편광 비임 분할 장치(84)는 예를 들어 와이어 그리드 편광기, 유전성 필름으로 코팅된 장치와 같은 박막으로 코팅된 장치, 입방형 비임 분할기, 또는 임의의 다른 적합한 장치일 수 있다.
다시 도1을 참조하면, 위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 시스템은 제어기(50)를 포함할 수 있다. 제어기(50)는 웨이퍼의 온도를 모니터링하여 웨이퍼 상으로 방출되는 광 에너지의 양을 제어하도록 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제어기(50)는 하나 이상의 센서(98)와 연통하도록 위치될 수 있다. 센서(98)는 웨이퍼로부터 반사되는 복사량을 검출하도록 사용될 수 있다. 특히, 센서는 웨이퍼로 송출되는 입력 전력을 조정하기 위해 반사되는 전력량을 추정하는 것을 도울 수 있다. 센서(98)는 결합의 간단한 추정이 반사되는 광 강도로부터 얻어질 수 있는 레이저 조사를 사용하는 시스템 내에 특히 적용될 수 있을 것이다. 이러한 추정은 저전력 비임을 사용하여 처리 이전에 또는 실제 비임으로부터 처리 중에 얻어질 수 있다.
웨이퍼로 송출되는 전력량을 변화시키는 것 이외에, 센서로부터 수집된 정보가 웨이퍼와 접촉하는 광의 파장을 변화시키고 그리고/또는 웨이퍼와 접촉하는 광의 입사각을 변화시키도록 사용될 수도 있다.
센서(98)는 반사된 광을 검출할 수 있는 임의의 적합한 장치일 수 있다. 예를 들어, 센서(98)는 광 검출기 또는 열 검출기일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 시스템은 열 처리 챔버 내에 위치된 반사기를 포함할 수 있다. 반사기는 웨이퍼로부터 반사된 광 에너지를 다시 웨이퍼 상으로 반사시키도록 사용될 수 있다. 또한, 그러한 반사기는 레이저 비임을 사용하는 시스템 내에서 사용하기에 특히 적합할 것이다. 사용될 수 있는 반사기의 예는 웨이퍼로부터 반사된 광을 동일한 입사각으로 다시 웨이퍼 상으로 보내는 코너 입방형 역반사기이다. 광을 다시 웨이퍼 상으로 반사시킴으로써, 더 많은 광 에너지가 가열 중에 웨이퍼에 의해 흡수될 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 본 발명의 기술 및 장점은 웨이퍼(14)뿐만 아니라 도1에 도시된 바와 같이 슬립이 없는 링(99)을 가열하도록 사용될 수 있다. 슬립이 없는 링은 웨이퍼의 모서리를 완전히 포위하거나 적어도 실질적으로 둘러싸서 처리 중에 웨이퍼의 모서리를 가열하기 위한 더 많은 에너지를 제공하는 장치를 말한다. 슬립이 없는 링은 통상 웨이퍼의 모서리에서 일어나는 열 손실을 보상하도록 사용된다.
본 발명에 따르면, 슬립이 없는 링(99)은 도1에 도시된 바와 같이 열 결합을 최적화하는 방식으로 광 장치(40)에 의해 가열될 수 있다. 예를 들어, 광 장치(40)는 슬립이 없는 링(99)에 의해 흡수되는 열 에너지의 양을 최적화하기 위해 광을 특정 입사각으로 또는 특정 편광 상태로 방출할 수 있다. 슬립이 없는 링을 가열하는 광의 특정 입사각, 광 파장, 및 편광 상태는 슬립이 없는 링이 만들어진 재료에 의존할 것이다. 예를 들어, 슬립이 없는 링은 실리콘, 탄화규소, 그래파이트, 탄화규소로 코팅된 그래파이트, 석영, 및 다양한 다른 재료를 포함하는 다양한 재료로부터 만들어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 슬립이 없는 링(99)은 광 흡수를 최적화하기 위해 다양한 재료로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 슬립이 없는 링은 반사 방지 코팅으로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 실리콘 링은 이산화규소 또는 질화규소로 코팅될 수 있다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 변형 및 변경은 첨부된 청구범위에서 더욱 구체적으로 설명되는 본 발명의 취지 및 범주를 벗어나지 않고서 당업자에 의해 실시될 수 있다. 또한, 다양한 실시예의 태양들은 전체적으로 또는 부분적으로 호환될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 당업자는 이상의 설명이 단지 예시적인 것이며 첨부된 청구범위에서 설명되는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라는 것을 이해할 것이다.

Claims (52)

  1. 반도체 기판을 가열하기 위한 방법이며,
    반도체 기판을 처리 챔버 내에 위치시키는 단계와,
    상기 반도체 기판을 가열하기 위해 상기 반도체 기판 상으로 광 에너지를 유도하는 단계를 포함하고,
    상기 광 에너지는 0°보다 더 큰 입사각으로 상기 반도체 기판과 접촉하고, p-편광 평면 내에서 또는 상기 p-편광 평면 근방에서 상기 반도체 기판과 접촉하는 반도체 기판 가열 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광 에너지는 엇결성 광원에 의해 방출되는 반도체 기판 가열 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광 에너지는 10°보다 더 큰 입사각으로 상기 반도체 기판과 접촉하는 반도체 기판 가열 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광 에너지는 편광되어 제1 p-편광된 광 에너지 비임 및 제2 p-편광된 광 에너지 비임을 생성하고, 상기 제1 및 제2 p-편광된 광 에너지 비임은 상기 반도체 기판 상으로 유도되는 반도체 기판 가열 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광 에너지를 편광시키기 전에 광 에너지를 시준하는 단계를 더 포함하는 반도체 기판 가열 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 광 에너지는 반사 장치를 사용하여 시준되는 반도체 기판 가열 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 광 에너지는 광학 렌즈를 사용하여 시준되는 반도체 기판 가열 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광 에너지는 와이어 그리드 편광 장치를 사용하여 편광되는 반도체 기판 가열 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 반도체 기판은 다른 에너지원과 공동으로 상기 광 에너지에 의해 가열되는 반도체 기판 가열 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 다른 에너지원은 광 에너지원을 포함하는 반도체 기판 가열 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 광 에너지는 아크 램프 또는 텅스텐 할로겐 램프에 의해 방출되는 반도체 기판 가열 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 광 에너지는 40° 내지 85°의 입사각으로 상기 반도체 기판과 접촉하는 반도체 기판 가열 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 반도체 기판에서 반사된 상기 광 에너지의 양을 감지하는 단계와, 이러한 정보를 기초로, 상기 반도체 기판에 의해 흡수되는 광 에너지의 양을 변화시키기 위해 상기 광 에너지의 구성을 변화시키는 단계를 더 포함하는 반도체 기판 가열 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 반도체 기판은 전기 저항 가열기와 공동으로 상기 광 에너지에 의해 가열되는 반도체 기판 가열 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 반도체 기판에서 반사된 상기 광 에너지의 일부를 상기 반도체 기판 상으로 재유도하는 단계를 더 포함하는 반도체 기판 가열 방법.
  16. 반도체 기판을 가열하기 위한 방법이며,
    반도체 기판을 처리 챔버 내에 위치시키는 단계와,
    적어도 제1 레이저 및 제2 레이저로부터 상기 반도체 기판 상으로 레이저 비임들을 유도하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 레이저는 제1 파장 범위에서 광을 방출하고, 상기 제2 레이저는 제2 파장 범위에서 광을 방출하고, 상기 제1 파장 범위는 상기 제2 파장 범위와 다른 반도체 기판 가열 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 파장 범위와 상기 제2 파장 범위는 중첩되지 않는 반도체 기판 가열 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 레이저 비임들은 p-편광 상태에 있는 반도체 기판 가열 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 제1 레이저는 제1 레이저 비임을 방출하고, 상기 제2 레이저는 제2 레이저 비임을 방출하고, 상기 제1 및 제2 레이저 비임은 10°보다 더 큰 입사각으로 상기 반도체 기판과 접촉하는 반도체 기판 가열 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 및 제2 레이저 비임은 40° 내지 85°의 입사각으로 상기 반도체 기판과 접촉하는 반도체 기판 가열 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 제1 레이저 비임은 제1 입사각으로 상기 반도체 기판과 접촉하고, 상기 제2 레이저 비임은 제2 입사각으로 상기 반도체 기판과 접촉하고, 상기 제1 입사각과 상기 제2 입사각은 상이한 반도체 기판 가열 방법.
  22. 제16항에 있어서, 상기 반도체 기판은 상기 레이저 비임 외에도 다른 에너지원에 의해 가열되는 반도체 기판 가열 방법.
  23. 제16항에 있어서, 상기 레이저 비임들 중 적어도 몇몇은 펄스식 레이저 비임인 반도체 기판 가열 방법.
  24. 제16항에 있어서, 상기 반도체 기판은 상기 레이저 비임 외에도 전기 저항 가열기에 의해 가열되는 반도체 기판 가열 방법.
  25. 제16항에 있어서, 상기 반도체 기판에서 반사된 상기 레이저 비임의 일부를 상기 반도체 기판 상으로 다시 재유도하는 단계를 더 포함하는 반도체 기판 가열 방법.
  26. 제16항에 있어서, 반도체 기판에서 반사된 레이저들 중 하나로부터의 광 에너지의 양을 감지하는 단계와, 이러한 정보를 기초로, 반도체 기판에 의해 흡수되는 광 에너지의 양을 변화시키기 위해 레이저들 중 적어도 하나의 구성을 변화시키는 단계를 더 포함하는 반도체 기판 가열 방법.
  27. 반도체 기판을 가열하기 위한 방법이며,
    반도체 기판을 처리 챔버 내에 위치시키는 단계와,
    상기 반도체 기판 상으로 펄스식 레이저 비임을 유도하는 단계와,
    상기 펄스식 레이저 비임을 적어도 10°의 입사각으로 상기 기판에 부딪히도록 구성하는 단계와,
    상기 펄스식 레이저 비임이 p-편광 평면 내에서 상기 기판에 부딪히도록 하기 위해 상기 펄스식 레이저 비임을 상기 기판에 부딪히도록 구성하는 단계를 포함하는 반도체 기판 가열 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 펄스식 레이저 비임은 이온 주입 어닐 방법을 수행하기 위해 상기 반도체 기판에 부딪히는 반도체 기판 가열 방법.
  29. 제27항에 있어서, 상기 펄스식 레이저 비임은 40° 내지 85°의 입사각으로 상기 기판에 부딪히는 반도체 기판 가열 방법.
  30. 제27항에 있어서, 상기 반도체 기판은 상기 펄스식 레이저 비임 외에도 다른 에너지원에 의해 가열되는 반도체 기판 가열 방법.
  31. 제27항에 있어서, 상기 반도체 기판은 상기 펄스식 레이저 비임 외에도 적어도 하나의 다른 레이저 비임에 의해 접촉되고, 상기 다른 레이저 비임은 펄스식 레이저 비임이 상기 반도체 기판과 접촉하는 입사각과 다른 입사각으로 상기 반도체 기판과 접촉하는 반도체 기판 가열 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 다른 레이저 비임도 펄스식 레이저 비임인 반도체 기판 가열 방법.
  33. 제27항에 있어서, 상기 반도체 기판은 상기 펄스식 레이저 비임 외에도 적어도 하나의 다른 레이저 비임에 의해 접촉되고, 상기 다른 레이저 비임은 상기 펄스식 레이저 비임의 파장 범위와 다른 파장 범위를 갖는 반도체 기판 가열 방법.
  34. 제27항에 있어서, 상기 반도체 기판에서 반사된 상기 펄스식 레이저 비임의 일부를 상기 반도체 기판 상으로 재유도하는 단계를 더 포함하는 반도체 기판 가열 방법.
  35. 제27항에 있어서, 상기 반도체 기판은 상기 레이저 비임 외에도 전기 저항 가열기에 의해 가열되는 반도체 기판 가열 방법.
  36. 제27항에 있어서, 반도체 기판에서 반사된 펄스식 레이저 비임의 양을 감지하는 단계와, 이러한 정보를 기초로, 반도체 기판에 의해 흡수되는 광 에너지의 양을 변화시키기 위해 펄스식 레이저 비임의 구성을 변화시키는 단계를 더 포함하는 반도체 기판 가열 방법.
  37. 반도체 기판을 가열하기 위한 방법이며,
    반도체 기판을 처리 챔버 내에 위치시키는 단계와,
    상기 반도체 기판을 가열하기 위해 상기 반도체 기판 상으로 적어도 제1 레이저 비임 및 제2 레이저 비임을 유도하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 레이저 비임은 제1 입사각으로 상기 반도체 기판과 접촉하고, 상기 제2 레이저 비임은 제2 입사각으로 상기 반도체 기판과 접촉하고, 상기 제1 입사각은 상기 제2 입사각과 다르고, 상기 제1 및 제2 레이저 비임 각각은 p-편광된 상태로 상기 반도체 기판과 접촉하는 반도체 기판 가열 방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 제1 레이저 비임 및 상기 제2 레이저 비임은 동일한 레이저로부터 방출되는 반도체 기판 가열 방법.
  39. 제37항에 있어서, 상기 제1 레이저 비임은 제1 레이저로부터 방출되고, 상기 제2 레이저 비임은 제2 레이저로부터 방출되는 반도체 기판 가열 방법.
  40. 제37항에 있어서, 적어도 상기 제1 레이저 비임은 펄스식 레이저 비임을 포함하는 반도체 기판 가열 방법.
  41. 제37항에 있어서, 상기 제1 입사각 및 상기 제2 입사각은 10°보다 더 큰 반도체 기판 가열 방법.
  42. 제37항에 있어서, 상기 제1 입사각 및 상기 제2 입사각은 40° 내지 85°인 반도체 기판 가열 방법.
  43. 제37항에 있어서, 상기 제1 레이저 비임은 제1 파장 범위를 갖고, 상기 제2 레이저 비임은 제2 파장 범위를 갖고, 상기 제1 파장 범위는 상기 제2 파장 범위와 다른 반도체 기판 가열 방법.
  44. 제37항에 있어서, 상기 반도체 기판은 상기 제1 레이저 비임 및 상기 제2 레이저 비임 외에도 다른 에너지원에 의해 가열되는 반도체 기판 가열 방법.
  45. 제37항에 있어서, 상기 반도체 기판에서 반사된 상기 레이저 비임의 양을 감지하는 단계와, 이러한 정보를 기초로, 상기 반도체 기판에 의해 흡수되는 광 에너지의 양을 변화시키기 위해 적어도 하나의 레이저의 구성을 변화시키는 단계를 더 포함하는 반도체 기판 가열 방법.
  46. 제37항에 있어서, 반도체 기판에서 반사된 레이저들 중 하나로부터의 광 에너지의 양을 감지하는 단계와, 이러한 정보를 기초로, 반도체 기판에 의해 흡수되는 광 에너지의 양을 변화시키기 위해 레이저들 중 적어도 하나의 구성을 변화시키는 단계를 더 포함하는 반도체 기판 가열 방법.
  47. 반도체 기판을 가열하기 위한 방법이며,
    슬립이 없는 링에 의해 적어도 실질적으로 둘러싸인 반도체 기판을 처리 챔버 내에 위치시키는 단계와,
    상기 반도체 기판을 가열하기 위해 상기 슬립이 없는 링 상으로 광 에너지를 유도하는 단계를 포함하고,
    상기 광 에너지는 0°보다 더 큰 입사각으로 상기 슬립이 없는 링과 접촉하고, 또한 상기 광 에너지는 p-편광 상태로, 타원형 편광 상태로, 또는 p-편광 상태에 가깝게 상기 슬립이 없는 링과 접촉하는 반도체 기판 가열 방법.
  48. 제47항에 있어서, 상기 반도체 기판은 전기 저항 가열기에 의해서도 가열되는 반도체 기판 가열 방법.
  49. 제47항에 있어서, 상기 슬립이 없는 링은 적어도 하나의 레이저에 의해 가열되는 반도체 기판 가열 방법.
  50. 제47항에 있어서, 상기 광 에너지는 상기 반도체 기판상으로도 유도되어 반도체 기판을 가열하는 반도체 기판 가열 방법.
  51. 제47항에 있어서, 상기 슬립이 없는 링은 반사 방지 코팅으로 코팅되는 반도체 기판 가열 방법.
  52. 반도체 기판을 가열하기 위한 방법이며,
    반도체 기판을 처리 챔버 내에 위치시키는 단계와,
    상기 반도체 기판을 상기 처리 챔버 내에서 회전시키는 단계와,
    상기 반도체 기판을 가열하기 위해 상기 반도체 기판 상으로 광 에너지를 유도하는 단계를 포함하고,
    상기 광 에너지는 0°보다 더 큰 입사각으로 상기 반도체 기판과 접촉하고, 또한 상기 광 에너지는 p-편광 상태로, 타원형 편광 상태로, 또는 p-편광 상태에 가깝게 상기 반도체 기판과 접촉하고, 상기 광 에너지는 상기 반도체 기판의 반경 상의 위치에서 상기 반도체 기판과 접촉하고,
    상기 반도체 기판의 반경의 전체는 웨이퍼의 회전을 통해 가열되는 반도체 기판 가열 방법.
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