TW201301396A - 退火方法及退火裝置 - Google Patents

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Yusaku Izawa
Jun-Jun Liu
Hongyu Yue
Dorel Toma
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Tokyo Electron Ltd
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Abstract

本發明關於一種對表面形成有薄膜之被處理體照射雷射光來施予退火處理之退火方法，其係以該薄膜能夠獲得相對於該雷射光而經提高後的吸收率般所設定之入射角，來從斜向方向將該雷射光照射在該被處理體表面。

Description

退火方法及退火裝置
本發明關於一種將形成於半導體晶圓等被處理體表面的薄膜予以退火之方法及裝置。
一般來說，在製造半導體元件等時，係對例如矽基板等半導體晶圓重複進行成膜處理、蝕刻處理、氧化處理、退火處理、改質處理等各種處理。這些處理當中的退火處理係為了提高半導體晶圓表面所形成之薄膜的特性，而將半導體晶圓加熱至特定溫度。最近，為了使退火處理迅速化，以及為了使製作於半導體晶圓內部的部分不會過熱，便藉由將雷射光掃描在半導體晶圓表面，來對表面部分迅速地進行退火處理(參照例如WO2010/001727)。
將形成於半導體晶圓W表面之矽氧化膜，以及如介電率低的所謂Low-k膜般之具有Si-O鍵結的氧化矽系薄膜予以退火的情況，係使用碳酸氣體雷射裝置，而藉由為Si-O鍵結的吸收峰之波長9.4μm附近的遠紅外雷射光來進行退火處理。
習知的退火裝置係將作為退火對象的半導體晶圓收容在處理容器內，且透過該處理容器頂部所設置的穿透窗來從晶圓W的略鉛直方向上方略垂直地(入射角為接近0度)照射雷射光，並且將該雷射光遍佈掃描 在晶圓表面的整面，來進行退火處理。
如上所述地照射雷射光後，由於半導體晶圓表面所形成之薄膜的厚度係較遠紅外雷射光的波長要來得薄，會有雷射光無法被薄膜有效率地吸收之情況。又，當雷射光某種程度地穿透薄膜及晶圓時，薄膜表面的反射光與穿透晶圓之光線的晶圓內面的反射光會發生干涉。如此一來，便會因雷射光之照射角度(入射角)的些微變化，或晶圓厚度之容許範圍內的偏差，使得雷射光的吸收率大幅減少，而導致退火處理的再現性降低。
本發明係提供一種可大幅提高雷射光的吸收效率之退火方法及退火裝置。
本發明提供一種退火方法，係對表面形成有薄膜之被處理體照射雷射光來施予退火處理之退火方法；其特徵係以該薄膜能夠獲得相對於該雷射光而經提高後的吸收率般所設定之入射角，來從斜向方向將該雷射光照射在該被處理體表面。
又，本發明提供一種退火裝置，係對表面形成有薄膜之被處理體照射雷射光來施予退火處理之退火裝置；其特徵為具備有：處理容器，係收容該被處理體；雷射光照射窗，係設置於該處理容器；保持台，係設置於該處理容器內來保持被處理體；雷射光照射裝 置，係構成為透過該雷射光照射窗而以該薄膜能夠獲得相對於該雷射光而經提高後的吸收率般所設定之入射角，來從斜向方向將該雷射光照射在該被處理體表面；氣體供應裝置，係將處理氣體供應至該處理容器內；以及排氣裝置，係排出該處理容器內的環境氣體。
依據本發明，藉由使雷射光從斜向方向入射至被處理體表面，便可大幅提高雷射光的吸收效率。又，可減少被處理體厚度偏差的影響，來穩定地進行退火處理。
以下，依據添附圖式來詳加敘述本發明退火方法及退火裝置的實施型態。
<第1實施型態>
圖1係顯示本發明退火裝置的第1實施型態之結構圖。如圖1所示，該退火裝置2係具有將被處理體(例如半導體晶圓W)收容在內部之處理容器4。該處理容器4係由例如鋁、鋁合金、不鏽鋼等而形成為箱狀。
該處理容器4內係設置有用以保持晶圓W之保持台6。保持台6係藉由自處理容器4的底部8直立之支柱10而受到支撐，便可將晶圓W載置於其上面。晶圓W係使用例如直徑300mm的晶圓。保持台6係由例如鋁、鋁合金或陶瓷材料所形成。保持台6的內部係設置有用以加熱晶圓W之加熱器12，可依需要來 加熱晶圓W。亦有未設置加熱器12的情況。保持台6係設置有在搬出入晶圓W時，用以將其抬起或降下的升降銷(未圖示)。
處理容器4的底部8係設置有排氣口14，該排氣口14係連接有排出處理容器4內的環境氣體之排氣系統(排氣裝置)16。排氣系統16係具有連接於排氣口14之排氣通道18。排氣通道18係自其上游側朝向下游側而依序介設有壓力調整閥20、第1幫浦22及第2幫浦24。排氣通道18係設置有連接壓力調整閥20上游側的點與第1及第2幫浦22、24之間的點之分流管23。分流管23係介設有開閉閥(未圖示)，可在真空抽氣開始時將處理容器4內大略抽真空。
第1幫浦22係使用例如渦輪分子幫浦，第2幫浦24係使用例如乾式幫浦，便可使處理容器4內為高真空狀態。處理容器4的側壁形成有晶圓W的搬出入口26，該搬出入口26係安裝有氣密地將其開閉之閘閥28。
處理容器4的頂部30係設置有供應處理氣體之氣體供應部(氣體供應裝置)32。該氣體供應部32係具有貫穿頂部30之氣體噴嘴34，可依需要而從該氣體噴嘴34來供應經流量控制後的處理氣體。處理氣體雖係使用例如O2氣體或N2氣體，但可依所欲施行退火的種類來適當地變更處理氣體的種類。
保持台6的斜上方設置有供雷射光入射至處理容 器4內之雷射光照射窗36。雷射光照射窗36係藉由於處理容器4的側壁與頂部30的一部分相對於鉛直方向而於斜向方向形成有開口，且透過O形環等密封組件38來將ZnSe板40氣密地安裝在該開口所形成。於是，雷射光照射窗36便位在保持台6的斜上方。處理容器4的外側係設置有可對晶圓W表面照射入射角θ為30~85度範圍內的雷射光42之雷射光照射裝置44。此處，雷射光穿透光學材料雖係使用ZnSe，但亦可依所使用之雷射光42的種類來選擇適當的光學材料。
雷射光照射裝置44係具有產生雷射光42之雷射震盪器46、調整雷射光42的光束徑及光束形狀(beam profile)之光束整型器(Beam Shaper)48、將雷射光42掃描在相互直交的2個方向(例如X方向、Y方向)之掃描器50、使雷射光42的光線路徑長度增長之多通道(multi-pass)單元52、以及用以調整雷射光42相對於晶圓W的入射角之入射角調整鏡部54，而沿著雷射光42的光線路徑依序設置有上述構件。
若未設置多通道單元52便可使光線路徑充分地增長，則亦可不設置多通道單元52。又，若從雷射震盪器46所發出之雷射光42的集束性很高的話，則亦可不設置光束整型器48。
雷射震盪器46可使用例如碳酸氣體雷射震盪器。此情況下，雷射震盪器46係產生8~10μm範圍內的波長，例如波長9.4μm的遠紅外雷射光42。雷射震 盪器46係構成為可僅對晶圓輸出成為p偏光的雷射光。藉由使掃描器50動作來將雷射光42縱橫地掃描，便可將雷射光42照射在晶圓W的整面。
雷射光42會在多通道單元52內重複反射，藉以增長光線路徑長度。其結果，則只要在掃描器50中使雷射光42振動些微角度，便可使雷射光42掃描相當於晶圓W的直徑長度之距離量，藉此，在晶圓W整面中，便可以大致相同的入射角來將雷射光42照射在晶圓W。多通道單元52由於為較大型的構造物，因此為了縮小裝置的佔置空間，便配置在處理容器4的上方。
入射角調整鏡部54如前述，係用以調整最終入射至晶圓W表面之雷射光的入射角θ。在此，入射角θ係指垂直於晶圓表面之方向(法線方向)與雷射光的入射方向所構成之角度。入射角調整鏡部54係具有使得從多通道單元52所輸出的雷射光42朝向上述晶圓W反射之反射鏡56，與用以使該反射鏡56移動之鏡致動器58。藉由使鏡致動器58動作，便可使反射鏡56如箭頭60所示般地旋轉而改變反射鏡56的傾斜角度，又，可使反射鏡56如箭頭62所示般地沿著入射至反射鏡56之雷射光42的光軸方向移動。
藉由調整箭頭60、62的兩方向的移動量，便可使雷射光42相對於晶圓W表面的入射角大幅度地變化。具體來說，藉由鏡致動器58的動作，便可使入射 角在例如最大30~85度的範圍內變化。另外，若入射角的變化較少即可的情況，則亦可省略在鏡致動器58中沿著光軸方向之往箭頭62方向的移動機構。
關於保持台6，雷射光照射窗36相反側的處理容器4側壁係設置有反射光穿透窗64。該反射光穿透窗64係藉由透過O形環等密封組件68來將例如ZnSe板66氣密地安裝在形成於容器側壁的開口所形成。反射光穿透窗64的外側係設置有用以檢測在晶圓W表面反射之雷射光的反射光70之反射光檢測器72。該反射光檢測器72係由例如光感測器所形成。又，該反射光檢測器72係安裝在致動器74，而為了正確地接受反射光70，係可如箭頭76所示般地旋轉來改變傾斜角度，且可如箭頭78所示般地移動於上下方向。
反射光檢測器72的檢測值會被輸入至鏡調整部80，則鏡調整部80便可依據該檢測值來將入射角調整鏡部54的反射鏡56調整成最適當的位置及傾斜角度。
處理容器4的頂部係形成有寬廣的開口82，該開口82係透過O形環等密封組件86而氣密地安裝有例如石英玻璃所構成的穿透板84。該穿透板84的外側係設置有具有複數紫外線燈88之紫外線照射裝置90，便可依需要來將紫外線照射在晶圓W而進行改質處理等。另外，該紫外線照射裝置90當不須紫外線照射處理的情況則可省略。
上述方式所構成之退火裝置2的整體動作係藉由 電腦所構成的裝置控制部92而受到控制，進行此動作之電腦的程式係被記憶在記憶媒體94。該記憶媒體94係由例如軟碟、CD(Compact Disc)、硬碟、快閃記憶體或DVD等所構成。具體來說，係依據來自該裝置控制部92的指令而進行雷射光照射的開始或停止、氣體供應的開始或停止、氣體的流量控制、製程溫度或製程壓力的控制等。
裝置控制部92係具有連接於其之使用者介面(未圖示)，該使用者介面係由作業員為了管理裝置而進行指令的輸出入操作等之鍵盤或可視化地顯示裝置的稼動狀況之顯示器等所構成。再者，亦可透過通訊迴線來對裝置控制部92進行以上述各控制為目的之通訊。
<退火方法的說明>
接下來，針對使用上述方式構成的退火裝置2所進行之退火方法加以說明。首先，打開設置於處理容器4側壁的閘閥28，且藉由搬送臂(未圖示)並經由搬出入口26來將被處理體之半導體晶圓W搬入至處理容器4內，再透過升降銷(未圖示)的升降來將該晶圓W載置於保持台6上。該處理容器4內係預先驅動排氣系統16而被維持在真空狀態。該晶圓W表面係形成有欲進行退火的薄膜，例如此處為含有Si-O鍵結之氧化矽系薄膜。該氧化矽系薄膜舉例有例如矽氧化膜(SiO2)、有機矽酸鹽玻璃低介電率膜(OSG low-k膜)等。
將晶圓W載置於保持台6上後，便關閉閘閥28 來將處理容器4內密閉。然後，從氣體供應部32一邊供應一邊分別控制作為處理氣體之例如O2或N2的流量，而將處理容器4內氛圍維持在特定的製程壓力。接下來，使得雷射光的吸收率會成為最大般來決定雷射光的入射角。其係因為雷射光的吸收率會因形成於晶圓W之薄膜的膜厚或薄膜種類而異的緣故。
為此，係驅動雷射光照射裝置44而從雷射震盪器46放射出p偏光的雷射光42，並依序透過光束整型器48、掃描器50、多通道單元52來傳播該雷射光42，再更進一步地使該雷射光42在入射角調整鏡部54的反射鏡56反射而照射在晶圓W表面的特定位置處(例如中心部)。然後，利用反射光檢測器72來檢測在晶圓W表面反射的反射光70。此時，掃描器50並未受到驅動，故未進行雷射光42的掃描。
然後，驅動入射角調整鏡部54的鏡致動器58來使反射鏡56沿著箭頭62移動，而如箭頭60所示般一點一點地旋轉，來使照射在晶圓W表面之雷射光42的入射角θ一點一點地變化。此時，反射光檢測器72會同步於反射鏡56的動作而朝箭頭76的方向旋轉，或朝箭頭78的方向移動，來確實地檢測反射光70。反射光檢測器72的檢測值係被輸入至鏡調整部80。
鏡調整部80係依據反射光檢測器72的檢測值來求得反射光70的光量會成為最低之入射角θ，亦即雷射光42的吸收率會成為最大之入射角θ。然後，控制 鏡致動器58來調節反射鏡56前後方向的位置及旋轉角並固定在該狀態，以便能夠獲得上述入射角θ。
如此般地設定雷射光42的入射角θ來從斜上方對晶圓表面照射雷射光，以便薄膜能夠相對於雷射光42而獲得期望的高吸收率。實際的雷射光掃描時，由於雷射光係以特定的振幅被掃描，故入射角便會以上述入射角θ為中心而朝正及負的方向變化些微角度。
另外，此處若已預先得知薄膜的膜種類或厚度等之情況，由於係已預先得知相對於上述般薄膜之雷射光的吸收率會成為最大之入射角的概略值，故在求得最佳入射角θ時，反射鏡56的移動量或旋轉量的調整便只要非常少量即可。此外，在求得最佳入射角θ時，較佳係如圖1之虛線所示般地對晶圓W中心部照射雷射光42。
如此地，分別設定反射鏡56前後方向的位置及傾斜角度來使雷射光45相對於晶圓W而成為最佳入射角θ後，接下來便移行至退火處理。該退火處理係藉由在固定反射鏡56之狀態下驅動雷射光照射裝置44的掃描器50，來將雷射光42掃描在縱向方向及橫向方向(X方向及Y方向)而將雷射光42遍佈照射在晶圓W表面的整面，以進行迅速且短時間的加熱處理。如前述，由於雷射光42未包含有成為吸收率降低的原因之s偏光，而為僅包含有p偏光之狀態，故可大幅提高雷射光的吸收效率。
如此地，由於係藉由將雷射光42以相對於薄膜會成為最大吸收率之入射角θ為中心而振動些微角度，來往晶圓W的直徑方向掃描，故可遍佈晶圓W整面而提高相對於雷射光42之吸收效率。又，由於係從斜向方向來將雷射光42照射在晶圓W表面，故縱使薄膜的層積構造或晶圓厚度有微小偏差，仍不會因反射光彼此的干涉而使得雷射光的吸收有大的變動，從而可穩定地進行退火處理，且提高退火處理的再現性。例如直徑300mm之晶圓的厚度雖設定為775±25μm，但依據本發明，便不會受到容許範圍內(±25μm)之晶圓厚度變動的影響，從而可提高退火處理的再現性。
又，由於係設置有多通道單元52來增長光線路徑長度，故只要藉由掃描器50來使雷射光微微地振動，便可遍佈晶圓W的直徑來掃描。例如膜厚600nm左右之氧化矽系薄膜的布魯斯特角(Brewster’s angle)雖為約70度，但在從掃描器50至晶圓W的光線路徑長度為500mm的情況，則為了覆蓋直徑300mm之晶圓直徑方向的全部，雷射光42的振幅便必須為3度左右，而能量密度最大會有15%左右的變化。
另一方面，使用上述多通道單元52來使光線路徑長度延伸至6000mm的情況，則雷射光42只要0.3度左右的振角便可覆蓋晶圓W的直徑，且可使能量密度的變化減少為1.5%左右。然後，由於如上所述般地雷射光42掃描時的振角較小即可，故可抑制因照射角度 變化而導致偏光成分旋轉，來實現僅有p偏光的照射。藉此，便可在遍佈晶圓整面而維持雷射光的高吸收率之情況下進行退火處理。
如上所述般地結束退火處理後，接下來，便驅動設置於處理容器4的頂部3之紫外線照射裝置90來從紫外線燈88對晶圓W表面照射紫外線，而進行改質處理。
上述的說明雖係將雷射光42的入射角θ設定為在晶圓之雷射光的吸收率會成為最大，但實際上亦可為縱使吸收率非為最大而仍可獲得某種程度提高後的吸收率之入射角。上述般入射角的範圍為例如30~85度的範圍內，而若是從相對於一般所使用之任何薄膜種類而仍可獲得某種程度的高吸收率之觀點來看，則較佳為56~80度的範圍內。
此處，由於係測量相對於作為具有Si-O鍵結的氧化矽系薄膜之OSG膜的雷射光吸收率，因此以下便針對其結果加以說明。圖2係顯示薄膜的下層具有金屬膜情況下，入射角與p偏光吸收率的關係之圖表，關於OSG膜的膜厚係評估180nm、300nm及500nm 3種膜厚。此處，係在晶圓W表面形成有具有反射機能之Cu膜所構成的金屬膜，再於該金屬膜上形成有OSG膜。p偏光的雷射光的波長係設定為9.4μm。
由圖2所示之圖表即可明瞭，當入射角較小時吸收率亦非常地小，而隨著入射角增加，吸收率亦慢慢 地變大，雖依膜厚而異，當入射角為接近布魯斯特角之72度~80度左右的角度時，會出現吸收率的尖峰，之後，則吸收率會急遽地降低。例如當OSG膜的膜厚為500nm時會在74度左右，當OSG膜的膜厚為300nm時會在78度左右，當OSG膜的膜厚為180nm時會在80度左右出現吸收率的尖峰。於是，整體來說，入射角較佳為30度~85度的範圍。
此處，若入射角小於30度，則吸收率會非常地小而不佳，又，若入射角大於85度，則由於吸收率會急遽地降低至零，故不佳。特別是若欲使吸收率為30%以上，則入射角當膜厚為500nm的情況便必須為39度以上，當膜厚為300nm的情況便必須為51度以上，當膜厚為180nm的情況便必須為64度以上，其上限皆為接近85度左右。
又，可得知特別是若欲使吸收率為50%以上，當膜厚為500nm的情況，較佳係使入射角為56~82度的範圍內，當膜厚為300nm的情況，較佳係使入射角為67~83度的範圍內，當膜厚為180nm的情況的情況，較佳係使入射角為78~85度的範圍內。由上述結果可得知當膜厚為180~500nm範圍內的情況，則藉由將雷射光的入射角設定為60~80度的範圍內，便可某種程度地提高吸收率來進行退火處理。
圖3係顯示薄膜的下層不具有金屬膜情況下，入射角與p偏光吸收率的關係之圖表，OSG膜的膜厚為 400nm。此處，係在晶圓W表面直接形成有OSG膜。p偏光之雷射光的波長為9.4μm。圖3中，曲線A係顯示實測值，曲線B係顯示平均值。
如圖3中的曲線A所示，吸收率的實測值會以約2度的週期振動，曲線B所示之其平均值當入射角為10度左右時吸收率雖為23%，但當入射角增加時吸收率亦會慢慢地增加，而當入射角為約70度時，吸收率會在約42%左右達到尖峰值，之後，吸收率便會急遽地減少。如此地，吸收率的實測值會振動之理由係因為雷射光在晶圓表面的反射光與穿透光在晶圓內面的反射光會互相干涉的緣故。由此情況亦可得知入射角較佳為30~85度的範圍。
上述層構造中，如上所述般，實測值的吸收率雖會以2度左右的週期振動，但如前所述，若使用多通道單元52來將光線路徑長度設定為較長的結果，便可將雷射光以遠小於上述2度之0.3度的振幅來掃描晶圓整面。於是，便可使雷射光非以對應於振動曲線A的波谷部分之入射角來入射至晶圓表面，而是以對應於波峰部分之入射角來入射，從而可在維持高吸收率情況下掃描晶圓整面。
依據本發明，便可藉由以對應於薄膜之相對於雷射光的吸收率之入射角來將雷射光照射在被處理體(例如半導體晶圓W)表面，且使雷射光從斜向方向入射至被處理體表面，來大幅提高雷射光的吸收效率。 又，可無關於被處理體的厚度誤差來使退火處理穩定化，從而提高各個被處理體之退火處理的再現性。
<第2實施型態>
接下來說明退火裝置的第2實施型態。圖4係顯示上述本發明退火裝置的第2實施型態之概略結構圖。圖4中係詳細地記載第2實施型態之退火裝置的主要部分(與第1實施型態之相異部分)，而簡略記載其他部分。又，圖4中，與圖1中所示之結構部分相同的結構部分則賦予相同的參考符號，而省略重複說明。
圖1所示之第1實施型態中，雖係將多通道單元52配置在處理容器4的上方，但如圖4所示，此第2實施例之退火裝置2中，係將上述多通道單元52直立地配置在處理容器4的側邊(側部)。此情況下，入射角調整鏡部54的反射鏡56亦可如箭頭96所示般朝光軸方向移動，且如箭頭98所示般地可調整傾斜角度，又，可使朝晶圓W之雷射光42的入射角θ改變。另外，此處，係在光束整型器48與掃描器50之間設置有能夠改變雷射光42的方向之鏡99。第2實施型態亦可發揮與先前所說明之第1實施型態同樣的作用效果。
又，第1實施型態及第2實施型態雖係將保持台6予以固定設置，但不限於此，而亦可使保持台6為可旋轉。將上述變形例的主要部分顯示於圖5。此處， 與圖1及圖4所示之結構部分相同的結構部分則賦予相同的參考符號。
如圖5所示，用以支撐保持台6之支柱10係設置為貫穿處理容器4的底部8，該支柱10係連結於旋轉致動器100，便可使該支柱10旋轉。又，相對於支柱10的容器底部8之貫穿部係介設有例如磁性流體密封組件102，而在維持處理容器4內的氣密性情況下容許支柱10的旋轉。
上述結構的情況由於載置有晶圓W之保持台6係會旋轉，因此便不須將雷射光42遍佈掃描在晶圓W表面整體，而只要掃描晶圓W的扇狀區域，便可藉由晶圓W的旋轉來將雷射光42照射在晶圓W整面。於是，入射角調整鏡部54之反射鏡56的尺寸相較於先前第1及第2實施型態的情況便只要一半以下的大小即可。
又，亦可使掃描時之雷射光42的振角相較於先前第1及第2實施型態之情況只要為大約一半的角度即可。當雷射光42掃描時，具體來說，係相對於旋轉中的晶圓W會成為接近扇形般地來掃描雷射光42。
亦可取代上述，而如圖1之虛線所概略顯示般地，將使保持台6同步移動之驅動裝置120設置在保持台6。該驅動裝置120可構成為能夠使保持台6往X方向及Y方向的一者或兩者移動。藉由此結構亦可縮小入射角調整鏡部54之反射鏡56的尺寸。
上述實施型態中，雖係在對半導體晶圓W進行退火處理後，再將紫外線照射在薄膜而進行膜質的改質處理，但未限定於此，雖依薄膜種類或處理樣態而異，然亦可一邊進行退火處理一邊將紫外線同時照射在晶圓表面，來同時進行退火處理與紫外線改質處理。
上述實施型態中，雖係使用O2氣體與N2氣體來作為處理氣體，但未限定於此，雖依薄膜種類或處理樣態而異，然亦可使用選自O2、N2、Ar或He等稀有氣體、H2O等所構成的群之1種以上的氣體來作為處理氣體。
上述實施型態中，雷射震盪器96雖係使用碳酸氣體雷射震盪器，但不限於此，可對應於薄膜種類或處理樣態，而使用其他雷射震盪器，例如YAG雷射震盪器、準分子雷射震盪器、鈦-藍寶石雷射震盪器、半導體雷射震盪器等。
上述實施型態中，雖係以半導體晶圓作為被處理體，但該半導體晶圓亦包含有矽基板或GaAs、SiC、GaN等之化合物半導體基板。又，被處理體不限於上述基板，而亦可為使用於液晶顯示裝置之玻璃基板或陶瓷基板等。
θ‧‧‧入射角
W‧‧‧半導體晶圓
2‧‧‧退火裝置
4‧‧‧處理容器
6‧‧‧保持台
8‧‧‧底部
10‧‧‧支柱
12‧‧‧加熱器
14‧‧‧排氣口
16‧‧‧排氣系統
18‧‧‧排氣通道
20‧‧‧壓力調整閥
22‧‧‧第1幫浦
23‧‧‧分流管
24‧‧‧第2幫浦
26‧‧‧搬出入口
28‧‧‧閘閥
30‧‧‧頂部
32‧‧‧氣體供應部
3‧‧‧氣體噴嘴
36‧‧‧雷射光照射窗
38‧‧‧密封組件
40‧‧‧ZnSe板
42‧‧‧雷射光
44‧‧‧雷射光照射裝置
46‧‧‧雷射震盪器
48‧‧‧光束整型器
50‧‧‧掃描器
52‧‧‧多通道單元
54‧‧‧入射角調整鏡部
56‧‧‧反射鏡
58‧‧‧鏡致動器
60、62、76、78‧‧‧箭頭
64‧‧‧反射光穿透窗
66‧‧‧ZnSe板
68‧‧‧密封組件
70‧‧‧反射光
72‧‧‧反射光檢測器
74‧‧‧致動器
80‧‧‧鏡調整部
82‧‧‧開口
84‧‧‧穿透板
86‧‧‧密封組件
88‧‧‧紫外線燈
90‧‧‧紫外線照射裝置
92‧‧‧裝置控制部
94‧‧‧記憶媒體
99‧‧‧鏡
100‧‧‧旋轉致動器
102‧‧‧磁性流體密封組件
120‧‧‧驅動裝置
圖1係顯示本發明退火裝置的第1實施型態之結構圖。
圖2係顯示薄膜的下層具有金屬膜情況下，入射角與p偏光吸收率的關係之圖表。
圖3係顯示薄膜的下層不具有金屬膜情況下，入射角與p偏光吸收率的關係之圖表。
圖4係顯示本發明退火裝置的第2實施型態之概略結構圖。
圖5係顯示使保持台為可旋轉之變形例的結構圖。
θ‧‧‧入射角
W‧‧‧半導體晶圓
4‧‧‧處理容器
6‧‧‧保持台
8‧‧‧底部
10‧‧‧支柱
12‧‧‧加熱器
14‧‧‧排氣口
16‧‧‧排氣系統
18‧‧‧排氣通道
20‧‧‧壓力調整閥
22‧‧‧第1幫浦
23‧‧‧分流管
24‧‧‧第2幫浦
26‧‧‧搬出入口
28‧‧‧閘閥
30‧‧‧頂部
32‧‧‧氣體供應部
34‧‧‧氣體噴嘴
36‧‧‧雷射光照射窗
38‧‧‧密封組件
40‧‧‧ZnSe板
42‧‧‧雷射光
44‧‧‧雷射光照射裝置
46‧‧‧雷射震盪器
48‧‧‧光束整型器
50‧‧‧掃描器
52‧‧‧多通道單元
54‧‧‧入射角調整鏡部
56‧‧‧反射鏡
58‧‧‧鏡致動器
60、62、76、78‧‧‧箭頭
64‧‧‧反射光穿透窗
66‧‧‧ZnSe板
68‧‧‧密封組件
70‧‧‧反射光
72‧‧‧反射光檢測器
74‧‧‧致動器
80‧‧‧鏡調整部
82‧‧‧開口
84‧‧‧穿透板
86‧‧‧密封組件
88‧‧‧紫外線燈
90‧‧‧紫外線照射裝置
92‧‧‧裝置控制部
94‧‧‧記憶媒體
120‧‧‧驅動裝置

Claims (21)

  1. 一種退火方法，係對表面形成有薄膜之被處理體照射雷射光來施予退火處理之退火方法；其特徵係以該薄膜能夠獲得相對於該雷射光而經提高後的吸收率般所設定之入射角，來從斜向方向將該雷射光照射在該被處理體表面。
  2. 如申請專利範圍第1項之退火方法，其中該入射角為30~85度的範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1項之退火方法，其中該雷射光為大致p偏光的雷射光。
  4. 如申請專利範圍第1項之退火方法，其中該雷射光的波長為8~10μm的範圍內。
  5. 如申請專利範圍第1項之退火方法，其中該薄膜為具有Si-O鍵結之氧化矽系薄膜。
  6. 如申請專利範圍第1項之退火方法，其中該退火處理係在處理氣體的氛圍中進行。
  7. 如申請專利範圍第1項之退火方法，其中係在進行該退火處理前，先求得該雷射光的吸收率會成為最大之入射角，並以該所求得的入射角來進行該退火處理。
  8. 如申請專利範圍第1項之退火方法，其中該被處理體會在該退火處理時旋轉。
  9. 如申請專利範圍第1項之退火方法，其中該被處理體會在該退火處理時同步移動。
  10. 一種退火裝置，係對表面形成有薄膜之被處理體照射雷射光來施予退火處理之退火裝置；其特徵為具備有：處理容器，係收容該被處理體；雷射光照射窗，係設置於該處理容器；保持台，係設置於該處理容器內來保持被處理體；雷射光照射裝置，係構成為透過該雷射光照射窗而以該薄膜能夠獲得相對於該雷射光而經提高後的吸收率般所設定之入射角，來從斜向方向將該雷射光照射在該保持台上所保持之被處理體表面；氣體供應裝置，係將處理氣體供應至該處理容器內；以及排氣裝置，係排出該處理容器內的環境氣體。
  11. 如申請專利範圍第10項之退火裝置，其中該入射角為30~85度的範圍內。
  12. 如申請專利範圍第10項之退火裝置，其中該雷射光照射裝置係具有藉由該雷射光來掃描被處理體表面之掃描器。
  13. 如申請專利範圍第12項之退火裝置，其中該雷射光照射裝置係具有設置於該掃描器下游側來使該雷射光的光線路徑長度增長之多通道(multi-pass)單元。
  14. 如申請專利範圍第10項之退火裝置，其另具備有使該保持台旋轉之旋轉驅動裝置。
  15. 如申請專利範圍第10項之退火裝置，其另具備有使該保持台同步移動之驅動裝置。
  16. 如申請專利範圍第10項之退火裝置，其中該雷射光照射裝置係構成為照射大致p偏光的雷射光。
  17. 如申請專利範圍第10項之退火裝置，其中該雷射光照射裝置係構成為照射8~10μm範圍內的雷射光。
  18. 如申請專利範圍第10項之退火裝置，其中該雷射光照射裝置係具有用以調整入射至該被處理體表面之該雷射光的入射角之入射角調整鏡部。
  19. 如申請專利範圍第18項之退火裝置，其另具備有：反射光檢測器，係檢測從該被處理體表面所反射之該雷射光的反射光；以及鏡調整部，係依據該反射光檢測器的檢測值來調整該入射角調整鏡部。
  20. 如申請專利範圍第10項之退火裝置，其中該處理容器係設置有用以對該被處理體照射紫外線之紫外線照射裝置。
  21. 如申請專利範圍第10項之退火裝置，其中該薄膜為具有Si-O鍵結之氧化矽系薄膜。
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