TWI228778B - Pulsed processing semiconductor heating methods using combinations of heating sources - Google Patents

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1228778 玖、發明說明 (發月說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） 相關文件 本文件聲明來自2002年3月29曰建檔之美國暫行專利 申請案序號第60/368,863號之優先權，該案之整體在此被 5 納為參考。 【發明所屬之技術領域】 發明領域 本文件係有關於以短、高強度之脈衝配合如鎢齒素燈 或狐光燈（但不限於此）之背景加熱源用於半導體晶圓的熱 10處理之方法與系統。

【先前技術]J 發明背景 為製造如微處理器與其他電腦晶片之電氣裝置，如矽 晶圓之半導體晶圓受到離子植入，其產生不純的原子或摻 15雜物進入該晶圓之裝置側的一表面區域。該離子植入處理 毀損該晶圓之表面區域的晶格構造，使得被植入之摻雜原 子留在其為無電氣活性之間的空隙處所。為了將推雜物原 子移到晶格内的替代處所以為其提供電氣活性及修復在離 子植入之際發生的晶格構造之損冑，該晶圓之裝置側的表 20面區域藉由將之加熱至高溫而被退火。 三種半導體晶圓加熱方法之型式為被導向於退火之技 藝中所習知的： 絕熱一其中能量係用一脈衝能量源（如雷射、離子束 、電子束）以胸〇-9至驗10·9秒之非常短的期間被提供。 1228778 玖、發明說明 此高強度、短期間的能量將該半導體之表面融化至1至2之 微米的深度。 熱流一其中能量被提供5x1 〇_6至2x1 〇-2秒。熱流加熱 在該晶圓表面下方創造延伸超過2微米很多之實質溫度梯 5 度’但未造成晶圓整個厚度趨向均勻加熱。 等溫一其中能量被施用1至100秒而造成晶圓整個厚度 在任一特定區域的溫度為實質地均勻的。見美國專利第 4,649,261號第三攔第65行至第四攔第13行。 不幸的疋將半導體晶圓之裝置側退火所需的高溫在使 10用現有技術下會產生不所欲的影響。例如，摻雜原子以高 很多的比率在高溫擴散進入矽晶圓，而以大多數的擴散發 生於趨近啟動該等摻雜物所需之高退火溫度。在對半導體 晶圓之效能要求提高及降低裝置尺寸下，增加生產淺且猝 然界定之接合是有必要的。 15 傳統的快速熱處理（Rtp)系統已以接近等溫方式加熱 半導體晶圓使得整個晶圓被加熱至高溫。在快速熱退火處 理中，所欲的目標為以非常高的速度使晶圓加熱，而以儘 可能短的時間維持該晶圓於所欲的尖峰溫度。此加熱隨後 儘速地加以加速冷卻。此讓必要的退火發生而使如在該塊 20晶圓之超額摻雜物擴散的不所欲之副作用最小化。為了快 速熱退火加熱一般係藉由啟動被配置於該晶圓之裝置側上 方的一陣列鎢鹵素燈。該加熱速度受到該半導體晶圓之熱 質量的限制。因而，必須施用非常大的燈功率以到達所欲 的尖峰加熱溫度。此導致在加熱上升之際大的功率突波。 1228778 玖、發明說明 此外，燈絲之熱質量限制輕射加熱能多快地被切斷，且因 而可能加長該晶圓在該尖峰溫度或接近於此所花費的時間 。典型的鎢鹵素燈的時間常數相當長為0.3秒之程度。所 以在電力被切斷後該燈絲還是熱的且繼續對該晶圓放射。 5 很大多數的摻雜物擴散在退火週期之最高溫度範圍發 生。較低的退火溫度形成顯著較少摻雜物活動與較高的晶 圓片電阻的結果，其超過用於先進處理裝置之電流與/或 可接受的片電阻限度。因而，較低的退火溫度未解決掺雜 物擴散問題。 10 由於裝置生產的技藝狀態已朝向漸進地減低接合深度 進展，其已附帶地查覺到熱處理可使用處理半導體晶圓之 脈衝加熱方法與系統被加強。該低溫背景加熱階段典型上 涉及以例如600°C之中間範圍溫度用鎢鹵素燈將晶圓加熱 ，然後用來自閃光燈以例如400〆s之非常短期間快速提高 15 溫度至1100C。該晶圓被允终用幸S射冷卻。沒有控制該處 理（此僅是在等溫退火結束時打開閃光燈）之可重複性以及 由晶圓至晶圓之可重複性的技術被提供。而且，就有關以 背景加熱之可重複性、簡單、熱靜態控制為準的處理控制 被運用。例如見 1988年之Semicoductor Sci，Tech 3，437 中 20 J. R. Logan等人之“Recrystallisation of amorphous silicon by rapid isothermal，and transient annealing”與 1990 年之 Solid-State Electronics 33,659 中 J· L. Altrip 等人之 “High temperature millisecond annealing of arsenic implanted silicon”。其亦值得注意雖然此二種文獻運用在脈衝曝現之 1228778 玖、發明說明 際背景加熱之簡單、熱靜態控制，Logan之文獻仍進一步 受限於說明此種控制，其中進行處理中之基體溫度僅間接 地被監測。此即，被處理之基體用一支撐基體被支撐。該 支撐基體之溫度被監測而非實際進行處理之基體，不幸的 5是，此配置進一步潛在地藉由導入有關實際被處理之物體 溫度的不確定性而誇大關於熱靜態控制的問題。 美國專利第4,649,261號與第4,698,468號在一替選實施 例中揭示藉由組合等溫加熱與熱流加熱用於加熱一半導體 晶圓之方法（見第11圖）。整個晶圓用如連續波燈經由等溫 10加熱被加熱至一第一中間溫度。然後，該晶圓之前側經由 熱流（脈衝設施，如一高功率脈衝燈陣列）被加熱。該加熱 方法在該晶圓與加熱源被固定於具有反射性内層表面朝向 该晶圓反射及再反射輻射能量之整合光管或萬花筒 (kaleidoscope)内時被實施。該專利未描述多脈衝加熱模式 15 ’且未提供控制用多脈衝或由晶圓至晶圓之加熱的可重複 性之技術。 其被陳述為用習知技藝被實施之脈衝模式加熱雖然其 被感知的優點僅已達成有限的成功，原因在於伴隨其使用 之某些困難如將在下面進一步被描述地被適當面對。 20 美國專利第4,504,323號討論一種退火方法，其中半導 體晶圓在一爐中被預加熱至40(rc，然後就8〇〇//see之脈 衝被曝現於來自一陣列之閃光放電燈的輻射。該預加熱溫 度低於所欲之退火溫度，且摻雜物擴散未發生。該專利未 描述多脈衝加熱模式，且未提供控制用多脈衝或由晶圓至 1228778 玖、發明說明 晶圓之加熱的可重複性之技術。 美國專利第4,615,765號揭示使用雷射或粒子束源之熱 處理。該專利之重點在於選擇性地發送來自雷射之功率至 半導體晶圓之特定區域將該所欲區域加熱而不致加熱其他 5區域之方法。該方法之基礎為修裁二區域之吸收品質以用 預設的能量脈衝、脈衝期間與脈衝間隔致使來自脈衝的不 同溫度上升。此未提供由晶圓至晶圓之加熱的可重複性之 技術。 美國專利5,841，11〇號提供在尺丁!>領域中較近的做法。 10明確地說，一系統參數根據頻譜上被整合的反射性為唯一 基準被調整。此外，此文獻至少就其包括使用脈衝源之直 接教習的理由與本發明多少是有點不相關的。雖然本發明 為有效的且就現存的習知技藝提供重大的改良，但其被陳 述到本發明如將被見到地本發明仍提供進一步的優點。 15 在脈衝加熱之際半導體晶圓表面的溫度可被數個因素 影響，包括：（a)背景溫度分佈；（b)脈衝能量型式，·（匀該 晶圓之光學性質。在雷射處理中，晶圓表面反射性之變異 會致使在不同晶圓上與甚或相@晶圓上不同位置的功率耦 合之變化。雖然燈輻射比雷射輕射具有較寬的頻譜，光學 20性質之變異亦被習知會影響在用嫣齒素燈的快速熱處理之 際到達-晶圓表面之溫度。因此，塗層之變異會致使反射 性之k異、改變在一晶圓之表面的被吸收能量或在二晶圓 的表面上意圖要具有相同的表面特徵。 第2圖為被施用至具有不同矣 另+冋表面特徵的二半導體晶圓 10 1228778 玖、發明說明 之輻射的溫度對時間曲線描點圖。雖然被施用至每一片的 輻射脈衝具有相同的能量，較為輻射反射的晶圓比起較為 輻射吸收的晶圓到達較低的尖峰溫度（約1〇〇〇艺比13⑼。c) 。由於相同的輻射脈衝被施用，較為反射性晶圓之溫度對 5時間曲線12可與較為吸收性晶圓之溫度對時間曲線14比較 。因而在較為吸收性晶圓上被來自一輻射源之相同脈衝或 系列脈衝引發之溫度上升比在較為吸收性晶圓上被引發之 溫度上升低。 除了被不同晶圓反射性造成的加熱溫度變異外，不欲 10有之變異亦為輻射之多脈衝使用造成之結果。第3圖為晶 圓表面溫度與背面溫度之溫度對時間曲線描點圖22與24， 及背景加熱器功率對時間之描點圖26。在此圖中顯示的加 熱方法中，該背景加熱器被啟動以加熱整個晶圓（表面與 责面）至約800 C之一第一溫度。然後該加熱器被切換為備 15女狀態，且來自一脈衝源（如弧光燈或雷射）之二快速脈衝 被施用以加熱該晶圓表面至所欲的退火溫度（即1 3⑼。C )。 該晶圓之背面溫度維持靠近該第一溫度而排除不欲有的摻 雜物擴散。由於來自能量脈衝之熱透過整塊晶圓擴散，晶 圓之背面溫度容易上升。第3圖顯示背面溫度由該第一溫 20度之5〇C至100 C的上升。在第一脈衝後，晶圓之表面溫 度隨著熱被導入該塊晶圓而下降，且晶圓到達幾近等溫狀 況。表面溫度之下降不如溫度因脈衝上升之快速，使得該 晶圓表面在第二脈衝被啟動時仍高於該第一溫度。在此情 形中，該第二脈衝產生比該第一脈衝大的尖峰溫度（高於 1228778 玖、發明說明 1300°C)，導致對處理控制之困難。 本發明解決前面的問題與困難而且仍提供進一步的優 【發明内容3 5 發明概要 本文件關切用於加熱如半導體晶圓或基體之物體的方 法與系統。 在一第一層面中，該方法包含··（a)以一第一加熱源將 该基體加熱至一第一溫度；（b)在施用來自能量脈衝源之第 10 一肖b畺脈衝以使该基體之裝置側表面加熱前或恰於此時解 除啟動或關閉對該第一加熱源的功率；以及（c)用來自一第 二加熱源之一第一能量脈衝快速加熱該基體之第一表面與 裝置側表面至大於該第一溫度之一第二溫度，此處該第二 溫度例如可為用於一摻雜物植入半導體晶圓之退火溫度。 15備選地，该快速加熱步驟（c)可在該解除啟動步驟（b)前。 匕外忒加熱方法可包括進一步的步驟（d)在來自該第二加 熱源之第一脈衝已被施用後重新啟動或再次接通該第一加 熱源之功率。 20 S由在孩脈衝由5亥脈衝源被施用前或恰於此時解除啟 ^第-加熱源並加熱該基體至該第—溫度，該塊基體仍 、：忒第一溫度或其附近，且基本上只有該基體之第一 旦面决速地被加熱至高很多之_第二溫度。由於來自一能 言I:之熱擴散至整塊基體，該基體之平均溫度傾向於提 皆-亥第加熱源之功率維持被啟動的，該基體之背 12 1228778 玖、發明說明 面會如該塊基體般地上升到高於該第一溫度。此基體溫度 之爬升經常導致不欲有之摻雜物擴散，且可能致使後續被 施用的等值能量脈衝加熱該基體之前面高於所欲的被提高 级度或其他不欲有的影響。該第一加熱源之封閉迴路控制 5協助維持該塊基體於該第一溫度或其附近，且相當低於該 第一處理或退火溫度。 為了使一矽半導體晶圓退火，該第一溫度較佳地高於 1000 C或在200 C至1100°c的範圍内，最佳的是在6〇〇°c至 1000 C的範圍内。該第二溫度（或處理或退火溫度）較佳地

10在600 C至1400 C的範圍内，最佳的是在1〇5〇。〇至1400°C 的範圍内。較佳地是，如鎢函素燈、弧光燈或這類燈的陣 列被用於加熱該基體至該第一溫度。在該較佳實施例中， 這些加熱源被定位於靠近該基體之背面。或者一加熱板或 電納器（susceptor)，可被用於加熱該基體至該第一溫度。 15 該脈衝加熱較佳地包含用弧光燈、閃光燈或雷射（如 激光雷射）所產生的輻射照射該基體之第一表面。在該較 佳實施例中，一個或一陣列之脈衝加熱源被定位於靠近該 基體之前側或裝置側。 在一進一步實施例中，一加熱方法包含（a)用一第一加 2〇熱源加熱如一半導體晶圓之基體至一第一溫度；（b)在該基 體之表面恰於到達該第一溫度時施用第二加熱源之一能量 脈衝以快速地加熱該基體之表面至所欲的處理溫度；以及 (c)解除啟動該等第一與第二加熱源。該方法可備選地包括 被脈衝加熱源放射之一系列能量脈衝，而以該第一加熱源 13 1228778 玖、發明說明 恰於該基體之表面到達該第一溫度時被啟動。 在還有的進-步實施例中，單一的加熱源被用以加熱 基體至第一溫度以及用於脈衝加熱二者。在此情形中，該 加熱方法包含（a)以該加熱源加熱如半導體晶圓之基體至該 5第-溫度；（b)以恰如以加熱源恰於該基體之表面到達該第 -溫度時施用額外之能量脈衝以快速地加熱該表面至一所 欲的處理溫度；以及（c)解除啟動該加熱源。 在另一實施例中，脈衝加熱用脈衝加熱源所放射之一 系列脈衝被實施。控制被施用以在施用來自該第二加熱源 10之脈衝前解除啟動該第一加熱源。該基體之背面溫度經由 一光感應器或高溫計與一系列之光感應器與/或高溫計被 測量。使用該第一加熱源之控制，該背面之溫度被維持為 低於處理或退火溫度之第一溫度或其附近。 當一系列脈衝被使用時，一閃光燈或弧光燈之第一脈 15衝具有10微秒至50毫秒之長度，且其第二脈衝具有10微秒 至50亳秒之長度，其中該等第一與第二脈衝以在每一脈衝 間具1毫秒至100秒之間隙成系列地被施用。當來自雷射之 一系列脈衝被使用，該第一脈衝具有由丨微秒至i 0毫秒之 長度，其中該等第一與第二脈衝以在每一脈衝間具丨毫秒 20至100秒之間隙成系列地被施用。任何數目之脈衝可視所 欲的處理結果而被施用。該脈衝加熱源較佳地以lnJ/cm2 至lOOJ/cm2的能量密度放射脈衝至晶圓表面。 在另一貫施例中’脈衝加熱以被脈衝加熱源放射之一 系列脈衝被實施。封閉迴路回饋控制被施用以就被施用以 14 1228778 玖、發明說明 加熱該基體之前方或裝置側的脈衝調整脈衝參數而不施用 將加熱該基體之前側至高於該所欲的處理或退火溫度之一 能量脈衝；或換言之恰到達該所欲的溫度。因而，處理控 制係藉由調整脈衝參數（能量、長度、脈衝間之時間），而 5非解除啟動A重新啟動對該基體背面之加熱源的功率。該 基體之前側的溫度光感應器或高溫計與一系列之光感應器 與/或高溫計被測量。 在還有之另-實施例中，—半導體基體用㉟量脈衝被 加熱，且脈衝之參數在能量之一第一測試脈衝（或預脈衝） 10被施用後藉由估計該基體之吸收性首先被決定。在此方法 中，該基體被處理至低於所欲的處理或退火溫度之一第一 溫度。然後，能量之一第一測試脈衝（或預脈衝）被施用以 加熱該基體至大於該第一溫度之一第二溫度。較佳的是， 此第二溫度亦低於該所欲的處理或退火溫度，雖然其可能 15由能量之一第一處理脈衝後而非由一雷射測試脈衝所獲得 的貝料來執行其校估。在測試脈衝之際，脈衝能量資料用 一個以上的光感應器被收集，替選地或配合地，基體輻射 亦可用一個以上的高溫計被感應。該基體吸收性以數種方 法之一由被感應之資料被估計。在一方法中，一光感應器 20 _由該基體被反射之脈衝能量，且一第二感應器感應透 過該基體被傳輸之脈衝能量。該基體吸收性由此二量度被 估計。在一第二方法中，一高溫計感應由基體之前方表面 被放射之輻射，提供一設施追蹤該前方表面溫度。在此情 形中，在測試脈衝之際的前方表面之溫度上升被用以決定 15 1228778 玖、發明說明 該基體吸收性。在一第三方法中，一高溫計感應由基體之 前方表面或背面被放射之輻射。在施用一測試脈衝後，該 基體溫度在整個厚度均衡。由施用測試脈衝所致之整塊溫 度上升結果用觀察前方或背面之高溫計被測量，且此量度 5 被用以決定該基體吸收性。由用這些方法之一所決定的被 估計之吸收性，後續的能量脈衝之脈衝參數（能量、長度 、脈衝間之時間）被決定，且下一個脈衝被施用以加熱該 前側或第一表面至所欲的處理或退火溫度。較佳的是，若 一測試脈衝被使用，該測試脈衝Wlnj/cm2至1〇J/cm2(這些 10為在基體之能量密度）範圍内的能量密度就1微秒至50毫秒 之長度被放射。藉由根據在原位置之吸收性估計值調整該 4脈衝參數，此做法使得用相同的溫度一時間斷面圖不管 忒4基體之光學（實際上為物理）性質地處理半導體基體為 可能的。 15 在此替選的實施例下，該基體首先可被加熱至低於所 欲的處理溫度之一中間溫度或第一溫度。類似其他實施例 者，加熱该基體至該第一溫度之熱源較佳地包括一嫣鹵素 燈、一弧光燈或一陣列之這種燈。替選的熱源包括加熱板 或電納器。而且，該基體之背面可被維持於該第一溫度或 20其附近，而來自第一加熱源之能量的脈衝被施用至該前側 或第一表面。該背面溫度可被該加熱源之封閉迴路控制維 持，諸如在脈衝加熱源被啟動時控制對該加熱源之功率（ 解除啟動加熱源）。 依據本發明之一種用於加熱一半導體基體之系統，包 16 1228778 玖、發明說明 含（a)—第一加熱源加熱該基體至一第一溫度，其可為一鎢 鹵素燈、一弧光燈或一陣列之這種燈；（b)_脈衝加熱源施 用一第一能量脈衝至該基體之一第一表面以加熱該第一表 面至大於該第一溫度之一第二溫度；（c)備選地，配以該脈 5 衝加熱源之一滤波器過濾被該脈衝加熱源放射之被選擇的 波長輻射，（d)—感應器用於在第一能量脈衝被施用對基體 所反射之輻射抽樣；以及（e)設施用於對被脈衝加熱源施用 之額外的能量脈衝調整脈衝參數。 較佳的是，該脈衝加熱源為一弧光燈或一閃光燈或一 10陣列之這種燈，或一雷射。較佳的是，該濾波器是一水冷 窗或高OH石英窗將該基體與該脈衝加熱源隔離。最佳的 是，該脈衝加熱源為一弧光燈或一閃光燈或一陣列之這種 燈的情形中，該濾波器包含一個以上的封套，其各別地圍 繞每一燈泡。較佳的是，該感應器為一光感應器。最佳的 15是’有額外的光感應器用於對該脈衝加熱源放射的入射脈 衝輻射及被該基體或透過該基體被傳輸的脈衝輻射抽樣。 車父佳的是，高溫度計被提供以測量被（a)該基體之第一表面 放射之輻射能量以監測該基體之第一表面的溫度，及（1))該 基體之背面放射之輻射能量以監測該基體之背面的溫度。 2〇 在本發明之持續層面中，被處理之一物體具有相反的 主要表面，包括第一與第二表面。一系統在背景加熱模式 之際使用一加熱配置以可控制的方式施用熱至該物體，而 選擇性地加熱該物體以至少總體地產生整個物體之溫度上 升。然後該物體之第一表面使用該加熱配置在脈衝加熱模 17 1228778 玫、發明說明 式協同該背景加熱模式藉由使該第一表面受到具有一脈衝 期間之能量的至少_第一脈衝而被加熱。該背景加熱模< 以對該第一脈衝之時間關係有利地被控制。 在本發明還有之另一層面中，一物體具有相反的主要 5表面&括第-與第二相反的表面，4吏用一處理系統藉由 在一背景加熱之際以可控制方式施用熱至該物體而被加熱 ，使用一加熱配置而選擇性地加熱該物體以至少總體性地 產生整個物體之一第一溫《。然後該物體之第一表面使用 忒加熱配置在脈衝加熱模式使該第一表面受到至少一第一 1〇能量脈衝以加熱該物體之第一表面至大於該第一溫度之一 第一値度。该第一表面在施用該第一脈衝之隨後於一冷卻 時段被允許冷卻而讓該物體之第一表面下降到低於該第二 派度且至 >、在有限度上成熱之相等。在該冷卻時段後，一 第二能量脈衝被施用該物體之第一表面而使該第一表面再 15加熱。在脈衝加熱模式之際，包括至少該第一脈衝、該冷 汴寺&與β亥第一脈衝，該物體之第二表面被維持於約該第 一溫度。在一特點中，該物體之該第二表面藉由以與施用 )第脈衝與第二脈衝成時間上之關係地控制該背景 加熱模式而被維持於該第一溫度。 2〇 在本發明之一進一步層面中，一物體在使用一系列的 脈衝之脈衝能量的系統中被處理，每一該等脈衝以一組脈 衝參數為特徵。該物體包括第一與二成相反之主要表面。 該第一表面被曝現於具有一第一組脈衝參數之一第一能量 脈衝以產生該物體之一第一溫度反應。該物體之該第一溫 18 1228778 玖、發明說明 度反應被感應。使用該第一溫度反應與該第一組脈衝參數 之組合，至少一第二組脈衝參數就施用至少一第二能量脈 衝被建立。然後該第一表面至少被曝現於該第二能量脈衝 以至少部分地產生該基體之一目標狀況。 5 在本發明之另一層面中，一半導體基體具有第一與第 二成相反之主要表面，藉由利用曝現該基體至以一組脈衝 參數為特徵之一能量脈衝來引發該半導體基體中之溫度上 升而在一系統中被處理。該半導體基體之溫度上升使用一 感應配置被感應。根據該溫度上升配合該組脈衝參數，該 10半導體基體之吸收性被決定。在一特點中，如所決定之吸 收性被用作為持續該半導體基體之處理而建立一組處理參 數的值。例如，該吸收性可為至少一額外的能量脈衝建立 一組處理參數。在另一特點中，該能量脈衝被組配，其方 式為針對目彳7^狀況產生该半導體基體中之可忽略的變化 15 ，使得該能量脈衝就一量度目的被施用。在還有的另一特 點中，該能量脈衝被施用以至少部分地變換該半導體基體 至該目標狀況。 在本發明之進一步層面中，一物體使用系統中之熱被 處理。因之，一熱源以一第一作業模式加熱該物體至一第 2〇 一溫度而實施背景加熱。該加熱源進一步被組配用於在一 第一脈衝加熱作業模式施用一第一能量脈衝至該物體之 一第一表面以加熱該第一表面至大於該第一溫度之一第二 1度。一感應器被使用以藉由對來自該物體之輻射能量抽 樣而產生一篁度。用於至少一額外能量脈衝之脈衝參數至 19 1228778 玖、發明說明 少部分地根據該量度被調整。在另一組配中，該加熱源為 例如疋弧光燈之多模式光源，被組配用於在如該第一作業 模式之背景加熱模式中與在如該第二作業模式之脈衝加熱 模式中操作。 5 圖式簡單說明 第1圖為依據本發明一層面用於加熱半導體晶圓之一 脈衝處理系統的示意圖； 第2圖為用於二晶圓之多脈衝加熱的習知技藝加熱剖 面之溫度（。〇對時間（秒）的描點圖，其中該等脈衝具有相 1〇同此量，但母一晶圓具有不同的反射性； 第3圖為用於晶圓之表面與背面以背景加熱器將該晶 圓…、及以來自一脈衝加熱源之多脈衝的輻射將其表面加 熱之習知技藝加熱剖面的⑴溫度fC)對時間（秒）的描點圖 /、（11)孩者厅、加熱器的背景加熱器功率（kw)對時間（秒）的描 15 點圖； 第4圖為依據本發明第一實施例之加熱方法的說明圖 ··⑴為一晶圓之表面與背面以背景加熱器將晶圓加熱及以 來自脈衝加熱源之多脈衝的輻射將其表面加熱的加熱剖 面及（11)溫度（C )對時間（秒）的描點圖與該背景加熱器的 2〇背景加熱器功率（kw)對時間（秒）的描點圖； 第5圖為依據本發明第二實施例之加熱方法的說明圖 (1)為曰曰圓之前方表面與背面以背景加熱器將晶圓加熱 及X來自一脈衝加熱源之多脈衝的輻射將其表面加熱的加 熱°彳面’及（11)溫度（°C)對時間（秒）的描點圖與該背景加熱 20 1228778 玖、發明說明 裔的脈衝加熱器功率(kW)對時間(秒)的描點圖； • •第圖為依據本發明第三實施例之加熱方法的說明圖 /⑴為-晶圓之表面與背面以背景加熱器將晶圓加熱及以 來自一脈衝加熱源之多脈衝的輻射將其表面加熱的加熱剖 5 ^及（H)溫度fc)對時間（秒）的描點圖與該背景加熱器的 背景加熱器功率（kw)對時間（秒）的描點圖； •第7圖為依據本發明第四實施例之加熱方法的說明圖 :⑴為-晶圓之表面與背面以背景加熱器將晶圓加熱及以 來自一脈衝加熱源之多脈衝的輕射將其表面加熱的加熱剖 10面，及（11)溫度rc)對時間（秒）的描點圖與該背景加熱器的 背景加熱器功率（kw)對時間（秒）的描點圖； 第8圖為依據本發明第五實施例之加熱方法的說明圖 。其為一能量脈衝以不需保持基體於該第一溫度地被施用 以陕速加熱该基體表面由一第一溫度至所欲的較高溫度之 15加熱剖面的基體表面溫度（。〇對時間（秒）的描點圖； 第9圖為一流程圖說明該前側或第一表面基體溫度之 一系列的封閉迴路回饋控制； 第10圖為一流程圖說明該加熱一基體之一系列的封閉 迴路回饋控制； 2〇 第11圖為一流程圖說明該以在脈衝加熱之際就基體反 射性與傳輸性為準的基體脈衝加熱之一系列的封閉迴路回 饋控制； 弟12圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，在 此被顯示來說明納有預脈衝之一低溫預算做法； 21 1228778 玖、發明說明 第13圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，直 類於第12圖之加熱剖面，例外的是該預脈衝是在被插入加 溫上升時段内之一穩定狀態時段之際被施用； 第14圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，其 5使用-多模式熱源，在此被顯示來說明預脈衝在一穩定狀 態時段之際被施用而曝現一處理物體於該預脈衝與一處理 脈衝； 第15圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，其 共享第12圖之加熱剖面的優點，但其進一步顯示一多速度 1〇 坡道上升之加熱時段； 第16圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，其 類似第12與13圖之加熱剖面，包括一預脈衝及隨後有一處 理脈衝，且其進一步顯示用基體對一處理脈衝之後續曝現 的背景加熱之降低； 15 第17圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，其顯 不在預脈衝隨後有一系列額外脈衝之高度地有利的使用。 第18圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，其 顯不使用一系列處理脈衝之另一施作，其中該預脈衝在坡 道上升加熱時段之際被施用； 2〇 第19圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，其 顯不使用數個預脈衝之另一施作，其中一預脈衝在整個脈 衝系列中是在一處理脈衝之前； 第20圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，其 顯示使用數個預脈衝之另一施作，其中一系列之處理脈衝 22 1228778 玖、發明說明 在接續的預脈衝之間被運用。 I：實施方式3 較佳實施例之詳細說明 裝置 5 #照第1圖，-脈衝處理系統30包括一罩殼32，其内 界疋-處理室34 ’如半導體晶圓之一基體％被配置於其中 之-支撐38上。石英窗40，42將基體％與支樓㈣被配置 於罩殼32内之加熱源44，46隔離，且被置於該基體％上方 與下方。熱源44，46被一電腦/控制配置47控制，其被組 10配用於選擇性地施用一電氣功率位準至每一背景加熱源44 與脈衝加熱源46以完成二熱源之精準控制。其被注意到， 控制配置47備於適應就此整體揭示觀點控制一多模式熱源 ，而由組合背景加熱行為以及脈衝發送之單一熱源生出一 加熱剖面。石英窗40，42亦可藉由提供一條以上的槽溝（ 15未畫出）以讓水沿著該等窗之表面而被水冷。處理室34之 罩殼壁較佳地具有反射性内部表面。 與支撐38部分地接觸之基體36的表面在半導體晶圓的 情形中經常被稱為背面，而該基體之相反表面經常被稱為 刚側或裝置侧。在此揭示之文意與在該等申請專利範圍中 20 ，該前側表面可被稱為第一表面而該背面可被稱為第二表 面。而且，重要的是要了解本發明意圖加熱進行處理之如 一基體的物體之其一或二主要表面。 鎢鹵素燈44以並聯陣列在該基體下方被配置。該等燈 被供電且如顯示地經由電腦被控制。燈44可以至少每秒20 23 1228778 玖、發明說明 t，較佳地以每秒200°C至300°C之速度使基體之溫度坡道 上升。此速度可視為最大的瞬間坡道速度。換言之，該加 熱剖面針對時間之描點圖的導數斜率在對背景加熱反應的 至少一點展現至少每秒20°C之值。該等燈可被氣冷（未畫 5 出）。例如，來自 Ushio America Inc·型號 J208V-2000WB1 之燈為2kW之鎢鹵素燈可被用於背景加熱，且被配置面對 該基體之背面。將被了解的是任何適合型式之燈或加熱裝 置可被使用為與鎢鹵素燈44有等值功能，且有關可被運用 之加熱裝置的實體配置或數目沒有限制。例如，背景加熱 10 可使用熱板與/或電納器被實施。 弧光燈46在基體36之前侧或裝置侧上方以並聯陣列被 提供。燈46能產生能量脈衝以如高於每秒1000°C之速度非 常快速地將基體溫度之前側加熱。燈46可單一或成組地被 啟動以在基體之前側創造所欲的加熱剖面。該等燈可用氣 15 冷或水冷（未畫出）。弧/閃光燈依很少瓦特至數千瓦之範圍 之輻射功率與不同尺寸被製作且為可購得的。例如，來自 PerkinElmer Optoelectronics 的型號10F10 燈可處理達 13 kJ 之能量且可被供以達16kW之平均功率的電力。 燈46被濾波器48封住以選擇性地過濾來自燈46被放射 20 之能量的高溫波長輕射（還將被描述）。或者，一水護套（未 畫出）可被置於燈之石英封套外以選擇性地過濾該高溫波 長。 其將被了解，本發明意圖使用可以脈衝模式被施用之 任何適合的能量。例如，脈衝電子束被意圖使用。 24 1228778 玖、發明說明 一第一感應器50在燈46上方被配以罩殼32以監測由弧 光燈46入射之輻射（以箭頭52表示）。一第二感應器54在燈 46上方被配以罩殼32以監測由基體36被反射之輻射（以箭 頭56表示）。一第三感應器58在燈44下方被配以罩殼58以 5 監測被基體36傳輸之輻射（以箭頭60表示）。 在燈46上方與燈44下方被配以罩殼32之高溫計62，64 分別被用以測量該基體之前側與背面。例如，該晶圓背面 可用來自Luxtron之一 Ripple高溫計被監測，及該晶圓前側 (被閃光燈照射）可用如來自EG&G Judson之型號J12TE4-10 3CN-R02M Indium Gallium Arenside感應器的快速反應感 應器以一高溫計被監測。 脈衝加熱方法 就以多熱源之可重複半導體晶圓脈衝處理而言，被組 合的背景與前側加熱應以類似的熱週期在所有被處理之晶 15 圓的所有點被施用，而不管晶圓型式之變化。晶圓表面之 反射性變異可致使耦合於不同晶圓，甚至是同一晶圓之不 同位置的功率變化。光學性質之變異可影響在快速熱處理 之際該晶圓上到達之溫度。整個加熱週期的背景加熱之控 制就多脈衝加熱方法為所欲的以防止該晶圓之前侧或裝置 20 側或該晶圓之背面的超額加熱。 配合第1圖參照第4圖，依照本發明之一釋例性多脈衝 加熱方法的秘笈圖形地被顯示且使用脈衝處理系統30被施 作。其被注意，被圖示之各種圖式加熱與功率描點圖不以 任何意義可試圖作為限制性的、有關任何軸也非依比例被 25 1228778 玖、發明說明 畫出、且其呈現方式是想加強讀者對本發明之了解。基體 之前側的溫度以曲線66被顯示。基體之背面的溫度以曲線 68被顯示。曲線68除了由熱源施用脈衝之際外係追隨曲線 66之執跡，曲線在該處維持在低於所欲的處理或退火溫度 5之溫度或其附近。依照此釋例性方法之實際加熱施作的特 定設計考量在下面被採用。 在實施第4圖之加熱秘笈中，首先第1圖之背景加熱源 44以約每秒200°C之速度加熱該基體。對燈配置之功率以 曲線70顯示。在提高該功率及提高該溫度後，功率便被降 10低至穩定狀態以維持該基體為低於所欲的最大處理溫度的 800°C之第一溫度。 來自脈衝加熱源46之一第一脈衝被施用以加熱該基體 之前側表面至第4圖所示之大約130(rc的最大或所欲的處 理或退火溫度。背景燈44以與施用脈衝成時間上關係地被 15控制。此脈衝可在例如由脈衝之啟動時間tp起算被測量的 時段71内被施用。在本發明中，恰在該脈衝加熱源被啟動 前或當時，對第一熱源之功率被半導體或被關閉。在脈衝 之際甚或當來自該脈衝之輻射能量被擴散通過該基體時， 背面溫度被維持在800°c或其附近。此固定或幾近固定的 度不管在脈衝後基體前側之冷卻延遲為何均被獲得。對 乂第或者厅、加熱源之加熱配置在恰於脈衝後被切回為接 通以協助維持背面溫度為所欲的8〇〇1。再次地說，功率 係以受控制之方式以與脈衝成時間上關係地再被施用至該 背景加熱源44。在一修改中，背景加熱可用如以“Ns，，表示 26 1228778 玖、發明說明 的負向前進步驟被終止，使得脈衝加熱以與穩定狀態之背 景加熱時段的結尾成時間上關係地被實施。 若一第二脈衝或一系列脈衝被施用以加熱該基體之前 側’該第一加熱源之回饋控制被重複。如第4圖顯示者， 5對該第一加熱源之功率恰在該第二脈衝開始之前或當時被 降低或解除啟動。再次地，該背景加熱可在例如由該第二 脈衝啟動被測里之時段7 1 (如就第一脈衝顯示者）内被控制 ，此就被施用成脈衝加熱模式之部分的任何額外脈衝為真 實的。該第二脈衝加熱該基體之前側至所欲的13〇(rc處理 10溫度，但其背面溫度維持在較低的起始溫度（在此例中為 800°C )或其附近。 其應被了解，使用本發明之時間關係概念的背景加熱 之控制比起在習知技藝所見的僅為熱靜態控制為高度地有 利的，特別是就脈衝模加熱尤然。脈衝模式加熱之定義為 15在非常短的時間增量之際以非常高速度被發送。本發明認 知到熱靜態控制在此環境下一般是無效的。此即，在脈衝 加熱被使用時，熱靜態加熱展示對「事後」反應之顯著的 傾向。例如，在一基體之一主要表面的脈衝模式能量之輸 入會產生在相反主要表面溫度之快速且顯著的提高。在相 20反表面之溫度被監測且被用以控制背景加熱的情形中，由 於在相反表面之反應會延遲該脈衝，故此溫度增加無法被 防止。雖然對背景加熱之功率降低，該溫度會持續上升。 就此而言，要強調的是在相反表面之溫度反應或提高是在 產生該溫度提高之脈衝後發生。此處之脈衝參數，特別是 27 1228778 玖、發明說明 =大恤度限度無法在例如不致造成裝置品質降低或解構地 被逾越，所以使用脈衝模式加熱之熱靜態控制特別有問題 ’現在看來是明白的。 相對之下’如此處所教習的背景加熱之時間關係上的 5控制用來解決此困難，原因在於控制是在脈衝之前可用的 田然，其應被了解到此種高度有利的系統與方法之施作 既非輕易也非顯然的。 在某些情形，施用較早的脈衝以預熱一基體使得後續 的脈衝加熱该基體之前方表面i t匕中間i度為幸交高之溫度 斤人的然後回饋控制可被使用以例如僅在該處理秘复 舄要、准持。亥基體之背面於一固定溫度或非常靠近於此時選 擇性地控制對該第一加熱源之功率。 在其他情形中，來自被施用能量之脈衝的尖峰加熱可 能太大，且無法在實際脈衝時段之際唯獨用該第一熱源之 15功率控制而被補償。在這些情況中，該等脈衝參數（能量 、脈衝長度、脈衝間時間）可配合背景加熱就後續脈衝被 调整。或者，該背景加熱功率可在預期該脈衝所產生之熱 效應以與該脈衝能量之施用成時間上關係地被調整。脈衝 參數可獨立地或同時被調整以達成目標處理溫度。在一施 20作中，一第二脈衝與後續脈衝之脈衝參數可被調整，使得 第一表面到達其目標溫度I，而不致於有重大的目標過高 或播法到達該目標值。有關尖峰溫度之資訊可包含至少一 回饋參數以便在建立後續的脈衝參數中使用。 在第5至7圖中顯示之某些實施例中，一低能量的預脈 28 1228778 玖、發明說明 衝被脈衝能量源放射以加熱基體之前方表面。一反射能量 感應裔將來自基體之被反射光抽樣及一脈衝能量感應器將 來自脈衝源之光抽樣，這些抽樣量測被用以估計該基體表 面反射性。然後後續的脈衝在考慮到該基體表面反射性下 5 被啟動以加熱該基體之前側。 參照第5圖，一預脈衝形成一預脈衝反應p之結果以加 熱該基體之表面至約高於該第一穩定狀態溫度5〇〇c。顯示 脈衝能量72與被反射能量74之相對振幅的曲線亦於第5圖中 被提供。該預脈衝密度可在lnj/cm2至1〇 j/cm2的範圍内。為 10 了退火，該塊半導體晶圓（即第一溫度）較佳地被維持於在 400 C至950 C之範圍内。就其他應用而言，該第一溫度可 在室溫（約25°C)至1400°C的範圍内。如將進一步描述者， 本發明之預脈衝技術至少就一預脈衝（或在另一脈衝前的任 何脈衝）可被用於決定將被後續脈衝的物體之預測反應的理 15 由被視為是高度地有利的。該預測反應係根據使用單一額 外脈衝或使用數個額外脈衝的物體產生的目標狀況，其中 該目標狀況使用連續的額外脈衝逐漸地被趨近。在後者之 施作中，每一額外脈衝之參數用此預測性的方式以欲於在 該處理物體至少部分地產生該目標狀況地被建立。 20 在第6圖顯示之加熱秘笈中，預脈衝P以不須該第一熱 源之回饋迴路處理控制地被施用。因此，對第一熱源之功 率在預脈衝被施用時未被解除啟動，且該基體之背面溫度 上升稍微高於該第一溫度（800°C )而為恰高於該第一温度 之新的略為穩定狀態之溫度。 29 1228778 玖、發明說明 對照之下，在第7圖顯示之加熱秘芨中，一回饋迴路 被啟動以控制對該第-熱源之功率，使得功率在預脈衝p 被施用以加熱該基體之前側或裝置侧前或當時被切斷。因 之’該基體之背面溫度在整個預脈衝與脈衝加熱之其他脈 5衝的整個施用維持在該第—溫度（即綱或其附近。 或者，该基體表面之反射性而非一預脈衝可由在一多 脈衝處理系統用於加熱該基體之前側或裝置側之際被獲得 的感應器資料被估計。 第8圖顯示較適於較緊的熱預算之一加熱剖面，其中 Μ 一穩定狀態的加熱時段非所欲的。-第-熱源加熱如半導 體晶圓之基體至一第一溫度τ!(如咖。0。第8圖之坡道76 代表用β亥第一熱源之一釋例性加熱剖面。如第&圖顯示之 單坡道上升步驟或數個步驟或其他加熱剖面可在此實施 例中被使用。可變的坡道上升速度被使用。恰於該基體到 15達该第一溫度Tl或超過Τι時且就大量時間不須維持該基體 於忒溫度時，一脈衝加熱被啟動以施用能量Ερ之脈衝而加 ”、、基體表面之則側至高於該第一溫度之一第二溫度（如丁2 =1300°C )。尖峰78代表用脈衝加熱源之脈衝加熱。尖峰 78在晶圓之表面溫度到達800°C之點開始。在第8圖中，第 2〇 一熱源與脈衝加熱源在單一脈衝後被解除啟動以讓基體冷 卻’雖然其將被了解，其他系統亦可依此處之教習觀點被 使用。該等第一熱源與脈衝加熱源可包含分離的熱源，但 此種加熱剖面可使用單一熱源被達成。例如，第1圖之燈 46可用如多模式狐光燈之多模式熱源被取代。在此一修改 30 1228778 玫、發明說明 中，一多模式熱源可被組配以用於例如使用活動的鏡配置 (未晝出）來施用背景加熱至該物體的第二或背部表面。在 另一修改中，其應被了解到加熱係在其背景與脈衝加熱模 式中藉由施用熱至緊密地面對該多模式熱源的物體之前方 5 或第一表面而被完成。本發明企畫「多模式」一詞係指一 熱源包容任何模式，其能選擇性地發送熱，以代表較低的 且相當長時間的背景加熱速度與代表較高的且相當短送出 時間的脈衝加熱速度的模式，而模倣二種習知技藝的背景 與脈衝加熱模式。 10 仍然參照第8圖，其應被了解到脈衝78之施用可與到 達時間T〗成時間上之關係地被實施。同時，背景加熱可與 到達時間乃或在時間tp的脈衝78之啟動例如在時段71内成 時間上之關係地被控制。其應被了解到此控制可以相當大 的彈性被施作，包括就預測性的意義而言亦是如此。例如 15 ’貪景加熱可在到達T!前被降低或全然被終止，使得該時 間例如因其時間常數的背景加熱源上升之殘餘所致而持續 上升至T〗。脈衝78之施用便可對到達Tl之反應或就預測性 的意義而例如在降低背景加熱與到達Tl(包括在一延遲後） 間被定義的時段内被實施。然而在另一作法中，於到達& 20之際，背景加熱可被降低且該等擊發可反應性地發生以冷 部至一確定的溫度。值得注意的是，藉由以不須穩定狀態 地施作第8圖之加熱剖面，被處理之物體會受到連續的溫 度變化。 較佳的是被第一熱源發出的功率在該脈衝前i秒至後i 31 1228778 玖、發明說明 秒的時段内之時間其量被降低為0至90%間。較佳的是被 第一熱源發出的功率被降低到50%以下，而以至1〇%以下為 最佳。若單一的熱源被使用，被該單一的熱源發出之背景加 熱功率在該脈衝前1秒至後1秒的時段内之時間其量被降低 5 為〇至90%間。較佳的是被第一熱源發出的功率被降低到 50%以下，而以至10%以下為最佳。 在一實施例中，TiSSOCTC且最大瞬間坡道速度2 10 °C /秒，較佳地為2 20°C /秒。在一第二實施例中，L > 900 °C且最大瞬間坡道速度-20°C/秒，較佳地為-50°C/秒。 10 在一第三實施例中，^> 950^且最大瞬間坡道速度g 50 °C/秒，較佳地為2 l〇〇°C/秒。在一第四實施例中，丁1> l〇〇〇°C且最大瞬間坡道速度g75°C/秒，較佳地為-150°C /秒。 一般而言，就第8圖顯示之實施例以及此處所見到的任 15 何脈衝加熱做法而言，該第二溫度可在800。(：-1450°C之範 圍内。其脈衝能量Ep較佳地被選擇，使得丁2低於基體之熔 點。或者，Ερ可被選擇以創造該基體之前側的表面熔化。 該能量脈衝的脈衝寬度可在一微秒至5〇毫秒的範圍内。 簡要地在脈衝模式加熱的文意内考量溫度限制與範圍 20 ,就例如離子退火之高溫處理而言，該處理溫度通常大於 950 C。在此時間，摻雜物之擴散為快速的，且對溫度之 時間必須最小化。由於擴散之溫度相依性很強（成指數關 係）’時間限制在l〇〇〇°C比在95〇t更遠為重大，故可容忍 時間對時間的「滑動尺度」（此即「熱預算」與其限度隨 32 1228778 玖、發明說明 裝置科技進步而降低）被施用。在此點，坡道加熱速度與 冷卻速度變得非常相關。例如約105(rc之相當高的溫度就 該裝置之技藝狀態而言，例如只要其在105(rc有基本上為 0之彳τ留時間且坡道與冷卻速度大於約75 c π(其在τ > 5 l〇00°C增加約小於1.4秒之總花費時間），則此為可容忍的 。此讓讀者除了第8圖顯示之坡道+脈衝型式之做法與類 似的施作外了解各種狀況。當然就下一代的裝置而言，所 允許的限度將下降且這些限度因而將因之被調整。注意在 貫務上其可能欲於以l〇〇°C /S上升至950°C (而非l〇〇〇°c )、 10擊發4脈衝及然後允终冷卻（例如以大於5〇/S之速度）。 此額外50 C對擴散問題造成非常大的差異，且為相當小的 溫度變化（以創造溫度上升至所欲的處理溫度的脈衝需要 多少額外能量而言）。 這些討論就離子植入退火應用而言為相當直接的，但就 15 此處被提及之其他處理，這些「規則」可為十分不同的。 為了以脈衝模式加熱處理，對某些背景溫度預加熱通 吊就《一理由為所欲的。第一個理由為其降低在脈衝中所需 的能ΐ。第一個理由為用強烈的熱震動（shock)處理半導體 晶圓’若該晶圓溫度低於500°C，便很可能造成裂縫。所 20 以當尖峰處理溫度大於90(TC時，背景溫度很可能至少為 500°C。如上面所描述者，該背景溫度被可允許的熱預算 強烈地影響。就先進的離入植入退火處理而言，若例如於 第5圖顯示之「吸收+脈衝」做法被考慮，背景溫度可能 低於950°C。為了在使用低能量植入以創設先進的裝置構 33 1228778 玖、發明說明 造對擴散效應之「完全」免疫性，其一般欲於為約8〇代 或以下。 在此整體討論之文意中另一有意義的溫度為141〇它， 因其為矽之熔化點。一般而言，矽之熔化並非所欲的，因 5而對大多數之矽用途加以上限。然而，注意此特點，有某 些材料（例如SiC，GaN與鑽石可就某些特殊裝置被用作為 半導體晶圓）需要在非常高之溫度處理。某些這類材料可 使用此處之教習在高溫17〇(rc以上被退火。 第8圖之實施例如將進一步被描述地可就回饋控制之 的用預脈衝（或測試脈衝）被進行。而且，脈衝7 8可包 含被用以定出一個以上的額外脈衝之參數的一處理脈衝。 其亦可在依據此處被納入以及此後被討論之第9至丨丨圖顯 示的處理之任何圖在任一多脈衝模式中被使用。 下面附之流程圖與公式中的值在表1中被定義。 34 1228778 玫、發明說明 表1 第一溫度 第二溫度 晶圓在施用預脈衝前被穩定化或到達的溫度 Τη τβ Τλ T E Ω

FiF2F A w Τ' Ρ Κ (5 a r Ψρ Ψρτ 中間溫度 脈衝功率密度 ，脈衝能量 1¾熱之脈 脈衝抽樣時間 幾何效率 晶圓之表面面 積 時間 晶圓密度 晶圓特定熱 晶圓熱傳導性 晶圓厚度 衝之擴 脈3熱 預度的 於寬上度j 等衝期長I 在脈時散 衝之擴 脈Ω熱間| 預度的時I 於寬上度| 等衝期長| 在脈時散| 對燈輻射之寬 帶晶圓吸收性 晶圓寬帶之傳 輸性 對燈輻射之寬 帶晶圓反射性 脈衝加熱之光 效率性 預脈衝之光效 率性 晶圓使用脈衝加熱將被提高之目標溫度 恰在施用脈衝前的處理之際夏赛性 晶圓溫度_____ 施用預脈衝在晶圓獲得之尖峰溫度 施用脈衝在晶圓之尖峰溫度 施用預脈衝在晶圓之塊溫度上升 1 1 .1 - -- __' 施用脈衝在晶圓之塊溫度上升 每單位晶圓面積之燈功率 在預脈衝之際的燈能量 在脈衝加熱之際的燈能量 其至義依莩源P定。就可變的脈衝寬度電源 3言’其為Ep被施用之時段。就固定的脈‘ 寬度電源而言，其通常被定義為以一半最大 能量（FWHM，或在最大值一半的全寬度）所 播用的脈衝一能量對時間剖面的宽唐 由施用脈衝至晶圓溫度沿著厚度變-成均勻為 止的時間。此可為在該熱擴散時間常數的j 至5倍間〇 用晶圓性質與脈衝寬度被定義之當數 由燈至晶圓的交換因子，就該系統事先被決定 閃光燈脈衝之電氣對光變換的效率 燈事先被決定 此就該 閃光燈預脈衝之電氣對光變換的效率 該燈事先被決定 此就 35 1228778 玖、發明說明 現在參照第9至11圖，處理流程圖顯示依據本發明的 用於脈衝加熱方法之封閉迴路回饋控制。這些方法就晶圓 光學性質之在原位置估計為有用的，其再促成提高晶圓表 面至所欲的處理溫度τ2所需的脈衝能量之精確估計。在第 5 9圖中，相饋係根據針對目標或所欲的處理溫度所比較 的之被測量的基體前侧溫度。在第1〇圖中，該回饋係根據 在能量脈衝已被施用後之確定時段被比較的基體溫度（任 一表面均可被使用)之增量變化。在第11圖中，該回饋係 根據所測量的基體反射性與傳輸性。 10 在每一第9至11圖中被測量之參數透過一模型與燈能 篁ΕΡ有關，且该模型計算為下一個脈衝提供所需的脈衝參 數（ΕΡ與Ω)提供-估計值。該等脈衝參數之脈衝對脈衝操 縱提供在脈衝處理之際晶圓溫度之回饋控制機制。 當使用多脈衝之處理被實施，能量吸收造成基體溫度 15在脈衝間提高。例如，若該基體被加熱至一第一溫度乃， 然後一能量脈衝被施用至該前側表面，該前侧表面之溫度 快速增加至處理溫度T2,而其背面在脈衝之際維持於^附 近。然後該前側表面藉由傳導冷卻至易於整個厚度之基體 溫度等化的下方基體而快速下降。在此處理中，在脈衝加 2〇熱之際被吸收之能量致使該基體到達一中間溫度Tm，其再 用輻射冷卻進一步降低。在施用下一個脈衝前，Tm可被可 測量而提供下一個脈衝所需的能量之改良式估計。 在一替選的配置中，脈衝參數可由預先規劃的查表或 以實證決定的表面配適被估計。在一選擇做法中，一系列 36 1228778 玖、發明說明 的貫驗事先（即熱處理所欲的晶圓基體前）被進行。田 度反應就Tl，τ,，Ω#Ερ的㈣組合被記錄。這些結果被 納入-檢查表及被儲存於電腦内。在特定的處理運轉之際 ’ Τ#Ω在秘芨幢預設仏制量。然後電腦存取純 查表以就所需的Τ2^Ερ。若在該檢查表中沒有確實的^ ’内插在丁2附近的值間被實施。此選擇做法在第9至η圖 中以「選擇做法1」被表示。 回 或者，在「選擇做法i」中，以實證產生的資料可用 表面配適之形式被儲存。在此情形，該配適的形式如下： 1〇 Ep-f(n?Tl9T,?T29Aw? τ75α?Ψρ)⑴ 在上面的公式中，RHS的變數透過該秘笈之預設值或 測量為已知的。因而Ep可由函數關係、被計算。此做法可被 應用至第9至11圖顯示之流程圖中的所有方法。 在勝Jlr之際於頂端表面被測量之基體（晶jip!哼 15 接著參照第9圖，該回饋控制係根據對目標或所欲的 處理溫度被比較之前側溫度。在晶圓被載入（8〇)該處理室 後，輸參數在步驟81就加熱被定出。背面加熱溫度乃與前 侧加熱溫度I為預設值。預脈衝能量Epr與脈衝寬度〇依據 所欲的加熱秘笈亦為預設值，晶圓被預加熱（82)至該第一 20溫度Τι。在到達丁〖之際，預脈衝依據預脈衝能量Epr被施用 (84)。因預脈衝結果之晶圓前侧的尖峰溫度上升τα透過高 溫計量技術被決定（86)，且可被視為該基體之溫度反應。 對預脈衝反應所達成的溫度Τα之了解與該等脈衝參數被用 以決定晶圓吸收性α。脈衝能量為後續的脈衝在步驟87由 37 1228778 玖、發明說明 檢查表或曲線配適被決定（「選擇做法丨」）或在步驟88以丁丨 ，與A之函數被計算（「選擇做法2」）。 若脈衝之際的輻射損失被忽略，該加熱速度用下式與 被供應之功率被配上關係： pCpr·^ = αηψΡ (1) 此處，r為對應於該脈衝寬度的熱擴散厚度。就預脈 衝，r = rpr及就脈衝加熱，r = Τρ。這些由下式求得： 且Ψ為閃光燈之光變換效率。當預脈衝被施用時v = 10 %1*，且就脈衝加熱時Ψ=ψρ。ψρι·與>為閃光燈之特徵，且 事先被決定並被儲存以便在處理之際使用。 晶圓之頂端表面的溫度上升在具有功率密度為〜之預 脈衝（能量Epr)之際被測量。此得到： Τα ω

JpCprprdT=J^Vprpprdt (3) T1 0 15 由上面的公式， 吸收性a(4) 可被決定： 其中

La___

fV^iVtodT

Fi ⑸ Τ|____

Ta 若晶圓吸收性為常數， 就某一溫度上升（Τ2〜

Tm)所需 38 1228778 玖、發明說明 的能量被估計為： ⑹ ⑺ Ερ αηψρ 其中 τ2

/V^C^kVQdT

F2=l 10 15 使用被決定或被計算之值，脈衝能量被排放（90)至閃 光燈以致使該燈放射一脈衝而加熱該晶圓之前側。隨此脈 衝後，晶圓前側之溫度透過高溫計量技術被決定（92)。晶 圓吸收性使用該表面溫度之量測重新被計算。若下一個脈 衝要被施用，該系統以迴圈回到以Τ1，Τα與丁2為函數計算 (88)下一個脈衝之脈衝能量。一旦所欲的加熱處理完成， 晶圓可由該處理室被卸載（96)。基本上，此技術依賴被引 發之溫度上升。在處理下該基體或其他物體的反應被感應 為溫度的升高，然後此被感應之溫度上升成為建立處理參 數之基礎，例如在該物體被處理之後續使用的脈衝參數， 如吸收性之處理物體的特徵在此高度地有利程序中為易於 被決定的。 在脈衝數秒後於頂遄或底部表面被測量之晶圓黑摩 現在參照第10圖，此回饋控制方法依賴脈衝能量吸收 之結果的塊晶圓溫度上升之測量。就此而言，溫度上升可 20 用測量晶圓之特別是頂端表面或底部表面之晶圓溫度而被 決定。就某些程度而言，此方法之步驟與第9圖者相同， 且相同的元件符號已被應用。 39 1228778 玖、發明說明 本例之回饋控制係根據藉由比較在該脈衝前被測量之 溫度與在能量脈衝已被施用後一確定時段被決定之脈衝後 溫度所決定之晶圓溫度增量變化。在晶圓被載入（80)處理 至後’ $亥加熱之處理參數被定出。背面加熱溫度τ丨、目標 5前側溫度丁2、預脈衝能量Epr、預脈衝脈衝寬度ω與抽樣時 間Sp被定義。該晶圓被預加熱（82)至第一溫度乃。預脈衝 在已知的預脈衝能量Epr與脈衝寬度ω下被施用（84)。晶圓 溫度之上升Τλ(在前侧或背面）用高溫計量技術在預脈衝後 某一時段（Sp秒）被測量（100)。晶圓吸收性使用該等預脈衝 10參數與Τ λ被計算。脈衝能量為後續的脈衝在步驟1 〇 1由檢 查表或曲線配適被決定（「選擇做法1」）或在步驟1 以τ 1 ，Τα與丁2之函數被計算（「選擇做法2」）。 若脈衝之際的輻射損失被忽略，來自脈衝被晶圓吸收 之總能量與晶圓加熱成下列關係： ΤΦ Sp 15 Ji〇Cp5-dT= |αηψρΡ(11 (bl) τι 0 上式公式之RHS(右邊）的晶圓吸收性用施用能量Epr被 決定： Τ2

Aw JpCp5-dT 若熱物質性質在脈衝寬度之等級的時間尺度未重大地 20 變化，產生所需的溫度上升所需的脈衝能量為： (b3) Ρρ—ρ(：ρ7ν(Τ2 -Tm)Aw — F3(T2 -Tm)Aw Ρ αηψρ 一 αηψρ 40 1228778 玖、發明說明 其中 F3=A/^CpkQ (b4) 使用被決定或被計算之值，脈衝能量Ep被排放（1〇4) 至閃光燈以致使該燈放射一脈衝而加熱該晶圓之前側。晶 5圓溫度（前側或背面）透過高溫計量技術於脈衝後之時段Sp 被決定（106)且晶圓吸收性重新被計算。若後續的脈衝要被 施用’所需的脈衝能量如第1 〇圖顯示地由查表或曲線配適 (「選擇做法1」）或由模型（「選擇做法2」）重新被計算。 一旦所欲的加熱處理完成，晶圓可由該處理室被卸載（96) 10 。類似有關上面第9圖描述之程序，此技術依賴被引發之 溫度上升。再次地說，在處理下該基體或其他物體的反應 被感應為溫度的升高，然後此被感應之溫度上升成為建立 處理參數之基礎，例如在該物體被處理之後續使用的脈衝 參數’而且包括吸收性之處理物體的特徵在此施作中為易 15 於被決定的。 不管溫度反應何時被感應，重要的是要注意對所引發 的溫度上升的依賴至少就該被引發的溫度上升係對將影響 任何後續脈衝施用之基體的任何數目之物理特徵反應而被 視為高度地有利的。這些物理特徵包括反射性、吸收性、 20特定的熱、熱傳導性、材料密度與結構（如多層結構會有 光與熱之衝擊），但不限於此。因此，一般熟習本技藝者 將了解這類物理特徵不限於僅包含可能的溫度反應影響狀 況之部分集合的光學特徵。而且，這些狀況的任何組合會 產生高度地有利的集合式反應，而不需找出那些物理特徵 41 1228778 玖、發明說明 會產生那些部分的溫度反應。基本上，預脈衝或任何適當 的脈衝被用以為後續的處理產生實證基準。 有_關此點，注意到物理特徵之使用就關於加熱裝置係 以特別益處被意圖是允當的。明確地說，相同的加熱裝置 5可被用以施用該預脈衝作為處理脈衝。在此方式下，例如 加熱配置之燈與一晶圓間之幾何關係就作為該處理脈衝之 特徵性預脈衝而言，若是不相同也是非常類似的。例如， 在估計吸收性時，如晶圓上加熱輻射之入射角的分佈之幾 何因素是重要的。如本發明教習地保持該幾何為固定會藉 10由允許不須引進額外的特徵化與外插步驟地對所需的脈衝 能量有更精準預測而為高度地有利的。 被測量到的及鼾性輿傳給抖 接著參照第11圖，其回饋控制係根據在施用一能量脈 衝之際被測量到的反射性r與傳輸性r在晶圓被載入（8〇) 15該處理室後，輸參數在步驟81就加熱被定出。背面加熱溫 度Τι與刖側加熱溫度I為預設值。預脈衝能量Epr與脈衝寬 度ω亦為預設值，晶圓被預加熱（82)至該第一溫度乃。在 到達T〗之際，預脈衝依據預脈衝能量Epr被施用（84)。該晶 圓反射性r與傳輸性r在預脈衝之際用一感應器被測量 20 (1丨〇)。其被注意到此步驟意圖使用可用作為後續處理之任 何光學測量。一脈衝能量為後續的脈衝由查表或曲線配適 (「選擇做法1」）被決定（111)或以丁〗與丁2之函數（「選擇做 法2」）被計算（112)。 若脈衝之際之輻射損失被忽略，加熱速度與被供應之 42 1228778玖、發明說明 功率的關係如下： dT p ^ = αηψΡ = (1 - r - τ)ηψΡ (cl) 其中等式α = (1 — r — τ )被使用。此處r為對應於脈 衝見度之擴散厚度。就預脈衝，T = 7 pr且就脈衝加熱， 5 r = r p。而 rpr=V5^ 走 ω rp=涵=择(〇2) 且ψ為閃光燈之光變換效率。當預脈衝被施用時…二 ψΡΓ，且就脈衝加熱時^；^%。Vpr與％為閃光燈之特徵，且 事先被決定並被儲存以便在處理之際使用。 具有功率密度PPr(能量Epr)之一預脈衝被施用至晶圓， 且在預脈衝之際，晶圓反射性與傳輸性被測量。這些值被 儲存以便後續使用。當後續之能量脈衝被施用，晶圓上之 能量平衡得到： 丁2 Ω \p CpTpdT = J(1 - r _ r^ypPdt (e3) Tm 0 \ ’ 15 日日圓反射r生與傳輸性為常數，就特定溫度上升d 一 Tm)所需的脈衝能量被估計如下： (c6)

其中 Τ2JVpCpkVQdT F2

(c7) 43 1228778 玖、發明說明 脈衝能量使用被決定或被計算之值被排放（114)至閃光 燈以致該燈放射一脈衝而加熱該晶圓之前側。晶圓前侧之 尖峰溫度τ〃在脈衝之際透過高溫計量技術被決定（116)。 該晶圓反射性與傳輸性再次被測量。若進一步的脈衝要被 5施用，该脈衝能量再次被決定或被計算。一旦該處理完成 ，晶圓可由處理室被卸載。 在多脈衝處理之情形中，於每一脈衝前為第9至11圖 之任何方法實施這些回饋控制中之計算，確保可能在處理 過程產生的晶圓性質之變化就脈衝能量之計算自動地被補 10伯。其應被了解第9-11圖顯示之方法與各別步驟可以任何 適合的方式被重新安排，特別是就使用一系列脈衝的處理 之背景下尤然。在此背景中，其應被了解接續地被施用之 脈衝的脈衝參數可根據處理物體之一個以上的物理特徵被 決疋。例如’在施用該系列之處理脈衝的不同點，不同的 15參數之重要性可能不同。此外，各種參數的重要性的優先 化可能隨著處理進行而改變。進而言之，某些物理特徵之 最終值可能是關鍵的。在此實例中，此一參數可透過額外 脈衝之整體集合被追縱，就算在相關的決定不同物理特徵 之情形亦然。例如，溫度上升可配合監測反射性被運用。 20就此而言，在處理結束欲於一特定的參數具有一目標值的 情形中’在整個處理計晝中相當早地追蹤此值會是所欲的 。該特定參數可與其他參數指標（或不管它地）用作為終止 處理之指標。類似地，不同的物理參數可替代地被依賴， 或者到達就一參數所定一目標值可觸發對一不同參數之監 44 1228778 玖、發明說明 測或依賴。就此而言，其應被了解無所限制範圍之可能的 組配被意謀，所有這些均被視為在本發明之領域内。 雖然前面的討論係針對一般熟習本技藝者能進行及使 用本發明，包括所有其特點被提出，其應被了解這些特點 5可以幾乎沒有數目限制的方式被組合。因而就此而言，數 種替選的加熱剖面將被描述，其說明上面被教習之某也觀 念的使用以提供這些觀念及其可被使用的多方面方式之更 完整的了解。 參照第12圖，依照本發明之一第一替選的加熱剖面整 10 體以元件符號200表示。加熱剖面200為一基體之第一表面 溫度對圖左之垂直溫度刻度的描點圖，其類似上面第8圖 相關被描述之加熱剖面，而某些差異將詳細地被描述。類 似於第8圖之加熱剖面者，加熱剖面2〇〇包括被熱尖峰204 截止之坡道上升部分202。前者為曝現該基體之第一表面 15 至能量脈衝的結果。其應被了解，該加熱剖面（對此處被 描述的所有加熱剖面均成立）可用任何適合的加熱配置被 施用，包括分離的背景與脈衝加熱源或者能用脈衝與背景 型式加熱模式操作的多模式熱源。然而為描述清楚之目的 ’本例考慮使用分離的背景與脈衝加熱源配置。因之，圖 20 右邊一背景加熱描點圖206針對垂直的加熱器功率刻度使 用任意的單位被描繪，其被背景加熱源施用以產生坡道上 升部分202。背景加熱例如在tp之時段71内以與產生尖峰 204之脈衝施用成時間上關係地被控制。在本圖示中，背 景加熱以產生尖峰204之脈衝施用被戴止。然後，該基體 45 1228778 玖、發明說明 被允許冷卻。其應被了解在考慮到脈衝啟動與背景加熱成 時間上關係地下其在整個揭示為相等地可應用的。此即， 到達乃之事件（為背景加熱之直接結果）或其預測可被用以 啟動脈衝加熱，以及降低或終止背景加熱。 5 繼績參照第12圖，加熱剖面200進一步调示在坡道上 升部分202之際用脈衝加熱配置施用一預脈衝至第一表面 以產生一預脈衝尖峰208之結果。在本例中，該預脈衝以 與完成或至少部分完成接收該預脈衝之基體處理相反之測 量目的被施用。以稍微不同的方式說明，該預脈衝被施用 10而在處理結束產生有關該基體之所欲的或目標狀況的可忽 略之結果。然而如將被描述者，此並非一要求。其應被了 解，被預脈衝產生之溫度Tpp現在因預脈衝之位置而不低 於乃。依照本發明，背景加熱與預脈衝施用成時間上之關 係地高度有利地被控制。在本例中，背景功率在開始預脈 15衝加熱在一負尖峰210被降低而大體上類似預脈衝熱尖峰 208之鏡影像，且致使以加熱週期之該坡道上升部分前進 至該預脈衝熱尖峰之結束而補償，就好像該預脈衝熱未曾 發生一樣。而且，重要的是要注意到負尖峰21〇可用包括 將背景加熱完全切斷之任何適合的量降低之，但在例中僅 2〇以約二分之一降低背景加熱便足以達成在加熱剖面200所 見到之所欲的反應。 參照第13圖，依照本發明被實施之一第二替選加熱剖 面整體以7G件符號220被表示。加熱剖面22G再次圖示該基 體之-第-表面溫度針對圖左邊之溫度尺度的描點圖。類 46 1228778 玖、發明說明 似第12圖者，一坡道上升部分2〇2被包括，其被熱尖峰2〇4 截斷。然而在此實例中，一中間穩定化加熱配置222被插 入該坡道上升加熱配置，此際該基體溫度被允許以被選擇 的中間溫度Tint穩定化。在本例中，該中間溫度被選擇為 5約650°C。針對基體溫度之穩定化，在該穩定化加熱配置 之際被選擇之點，一預脈衝被施用而產生預脈衝熱尖峰 208 〇 仍然參照第13圖，一背景加熱剖面226被顯示，針對 圖右邊之任意加熱器功率刻度被描繪，其與該預脈衝與後 1〇續的處理脈衝之施用配合。再次地，背景加熱依照本發明 而高度有利地與預脈衝施用成時間上之關係地被控制。在 此實例中，背景功率在預脈衝加熱開始的負前進尖峰228 被降低而至少整體上類似預脈衝熱尖峰2〇8之鏡影像，並 至少針對該基體之第二表面維持在溫度穩定化加熱配置結 15束時恢復。其應被了解，第12與13圖之預脈衝觀念在沒有 背景加熱功率之此操縱仍維持是有用的。 第14圖顯示依照本發明被實施之一第三替選加熱剖面 且整體以元件符號230表示，其使用單一多模式熱源被實 施並針對圖左邊出現之溫度刻度被描繪。在此情形中，該 2〇處理係藉由調變由熱源被排放之功率而被實施來產生受到 處理之晶圓或物體所需的溫度—時間週期。被熱源發出之 幸田射功率用兀件符號232表示之一入射功率描點圖被顯示 ，且其針對在圖右邊出現之加熱器功率刻度被描繪。其被 注意到此描點圖類似此處所有的熱源描點圖代表入射該晶 47 1228778 玖、發明說明 圓之輻射能量。實際輸入電力功率位準將因之被調整以考 慮使用中之特定熱源反應#徵。其被注意到雖然加熱器功 率被顯示為來自背景與脈衝能量模式之輸入的組合，當分 離的背景與脈衝能量源被使用時，此組合基本上出現為相 5同的。在溫度剖面230之一坡道上升時段234中，如在入射 功率描點圖232所看到的被加熱器發出之時段基本上以等 溫方式被增加至？1而加熱該晶圓至溫度Τι。雖然該晶圓在 一穩定狀態時段236之際被維持於溫度Τι，如卜顯示之降 低的功率位準足以平衡來自晶圓表面之熱損失。在穩定狀 10悲時段236之際，一預脈衝238被多模式熱源施用。在施用 預脈衝238下，該基體以在加熱剖面23〇中之一預脈衝溫度 尖峰240為形式展現一溫度反應，其使第一表面之溫度為 溫度A。由於此額外的熱消散，基體之第一表面再次冷卻 至T!。 15 在該加熱秘复中之預言免時間中，額外能量之處理脈衝 242被供應至加熱器，而以短的時段發動被加熱器排放之 功率至P3。此致使晶圓之快速加熱且提高晶圓表面溫度至 I。隨此脈衝之後，對加熱器之功率被降低至位準匕讓晶 圓冷卻。功率脈衝242之脈衝參數例如根據在預脈衝溫尖 20峰中基體之反應而被決定。重要的是要了解到該多模 式熱源基本上能模擬使用分離的背景與脈衝加熱源可得到 之任何行為。而且，處理可以任何適當的方式持續，就如 在此處之圖所舉例者。 大致參照第12-14圖，其應被了解預脈衝與處理/功率 48 1228778 玖、發明說明 脈衝可用無限制數目之方法被施用，其全部被考慮為在申 請專利範圍全體揭示之領域内，且此後將立刻進一步被描 述。 第15圖顯示一加熱剖面25〇，其與先前第12圖中被描 5述之加熱剖面200共用所有的特點與益處。在加熱剖面25〇 可被看到之進一步優點包括一背景加熱剖面252，其產生 展現多重坡道上升加熱速度之坡道上升時段254，而提供 進一步之處理控制。 類似於第12與15圖之加熱剖面，第16圖之加熱剖面 10 260包括一預脈衝，隨後有處理脈衝，因而提供類似的優 點。然第16圖之施作因背景加熱功率時段262對晶圓到達 乃之反應包括一降低功率步驟264，其啟動一穩定狀態時 段266。一處理脈衝在到達乃之特定加熱配置27〇内被施用 而產生處理尖峰204。 如上面提及者，一預脈衝可就獨自的測量目的被施用 。或者一預脈衝可除了就測量目的被使用外以部分地導致 因處理物體之所欲的處理結果之方式下被施用。就此而言 ，其應被了解一預脈衝之觀念就一系列脈衝將被施用一基 體或其他這種處理物體之文意中是高度地有彈性的。例如 ，一系列處理脈衝之第一個脈衝可就用該第一個脈衝引發 獲得溫度上升之測量的性質被使用作為一脈衝。該系列之 脈衝内的一個以上之後續脈衝的脈衝參數便可就該被引發 之溫度上升的觀點被調整。 現在轉到第17圖，一加熱剖面280被顯示，其用一預 49 1228778 玖、發明說明 脈衝及隨後之一系列額外脈衝被產生。結果所致之處理熱 矣峰以元件符號204a_c被表不。固定斜率之坡道上升加熱 配置202在基體到達乃之時間藉由提高背景加熱功率至如 Pi表示之位準被產生。一預脈衝熱尖峰282在穩定狀態時 5段之際對到達Τι反應而被產生，而致使基體溫度在該系列 額外脈衝前暫時地提高至丁2。然後第一個額外脈衝2〇4a在 該預脈衝隨後以與基體回到溫度^成時間上之關係地被施 用。此後，脈衝204b與204c隨於脈衝204a後以相同的時間 增量被施用，不過此並非必要的。分離這些脈衝之增量至 10少部分地被決定以允許基體回到溫度1^。一背景加熱剖面 284被用以與預脈衝及後續處理脈衝系列之施用成時間上 之關係地控制背景加熱。 背景加熱剖面284包括一負前進脈衝286，其與預脈衝 成時間上之關係地被施用並降低背景加熱功率至以5表示 15之位準。進而言之，一負前進脈衝288在對每一處理脈衝 2〇4a-c反應之背景加熱剖面中被提供。其應被了解每一處 理脈衝204a-c可例如根據該基體之被預測反應依照上面的 教習被施用。而且，該等額外脈衝以很多不同方法被組配 以產生該基體中之一目標狀況。此即，包括該預脈衝之每 脈衝至v可^分地產生相同程度或變化程度之目標狀況 了解額外脈衝之脈衝參數如上述地隨脈衝而變亦是重要 的就任何系列之脈衝而言，測量可在額外脈衝間被實施 /以皿測任何適當的物理特徵，其中不同的參數可在額外脈 衝系列之際於不同的時間被監測。例如於施用脈衝綱禮 50 1228778 玖、發明說明 之脈衝參數可用光學特徵而非基體之溫度反應的測量被決 定。此特點在一系列脈衝最後一個為特別有用的，其中該 系統可根據該光學特徵之某些目標值啟動額外的脈衝。亦 如上面被描述者，光學特徵可與溫度反應監測平行地被監 5測。其被強調，大量的彈性係被揭示的特點提供。 參照第18圖，另一施作被顯示，其中一系列額外的處 理脈衝204a-e形成部分的加熱剖面3〇〇，其共享扣圖之剖 面280的優點。在此例中，第13圖之背景加熱剖面以如上 述地被運用。此處理脈衝系列以適當方式對基體到達乃反 應地被啟動。然而在此例中，为匕景加熱以與使用脈衝腕 啟動一系列額外脈衝成時間上之關係地被終止。隨後，每 一脈衝204a_c於基體回到溫度1之際被施用至其第一表面 再-人地，该系列額外脈衝被組配以協同地變換該基體至 其目標狀況且該基體之特徵可與此處被教習一致地以任何 15適田的方式被監測。進而言之，該等額外脈衝以用來在該 等脈衝系列之際減緩對背景加熱之需求的次數被重複。 加熱剖面之施作至此已說明單預脈衝之使用，但其對 處理每-基體可被運用之預脈衝次數沒有限制。而且如所 描述地，任-脈衝可有二功能：⑴藉由實施該脈衝隨後之 20 /皿度反應測量而作為一預脈衝；⑺作為一處理脈衝。 第19圖顯示一加熱剖面32〇，其在一系列處理脈衝之 每個刖運用一預脈衝。加熱剖面32〇至第一個處理脈衝 204a結果前與第17圖之剖面28〇相同。然而，此後預脈衝 282b與282c分別就測量之目的被插入於處理脈衝2〇仆與 51 1228778 玖、發明說明 204c前。此組配提供對基體之目標狀況的精確追蹤。依照 本發明，背景加熱剖面322以與散佈的預脈衝系列及脈衝 成時間上之關係地被控制，而使負預脈衝尖峰286a-c分別 與預脈衝熱尖峰282a-c相配及負熱尖峰288a-c與處理脈衝 5 熱尖峰204a-c相配。 現在參照第20圖，加熱剖面340運用間歇散佈的預脈 衝被顯示。一背景功率加熱剖面342協同脈衝加熱以產生 剖面340。後者與第19圖之剖面320相同，例外的是一系列 脈衝在連續的預脈衝間出現而背景加熱剖面342類似地與 10第19圖之背景加熱剖面322相同。所以剖面340與342之類 似特點的詳細討論為了簡明的目的將不被重複。關於連續 預脈衝間之使用一系列處理脈衝，其將被注意，此處有關 使用脈衝系列之所有教習在第2〇圖之背景中均同樣地可應 用的。 15 其被注意到脈衝系列已在包括看來相同的脈衝之圖中 被顯示，其應被了解此並非必要的，且各別脈衝之參數可 以任何適合的方式被調整以達成處理目標。 本發明意圖使用掃描能源作為脈衝能量源之替選。此 即，能量之一脈衝可例如使用一雷射束藉由在該基體上掃 2〇描一能量束以循序方式被發送至晶圓上之每一位置。該能 量束不一定要被本身脈衝且在所欲的時可為連續波（cw)之 能源。在此掃描模式中，有效的脈衝期間可被視為與該能 量束之大小除以掃描速度有關。該能量束可例如用掃描線 掃描給予涵蓋整個晶圓的模型在該晶圓上被掃描。在所欲 52 1228778 玖、發明說明 時，數個掃描可被相疊以改進處理之均勻性或延伸任一位 置之處理時間（後者與施用多脈衝等值）。另一個有用的做 法為將能量源設為-列之形狀並以該列形狀掃過該晶圓。 右该列形狀之長度比晶圓直徑短，多次掃掠可被使用以涵 5蓋_晶圓。當然，多次掃掠可在晶圓上被選擇之任何位 置被實施以提高有效的處理時間至所欲的的值。至少符合 曰曰圓直咎之旎置束可為有利的，原因在於該能量束可一次 被掃過整個晶圓而至少潛在地使處理時間最小化。在此掃 描做法之背景中，重要的其應被了解本發明意圖使用任何 10形式或來源之能4，其適應於在掃描模式中使肖。例如， 來自弧光燈之能量可被做為所欲的的列或點形狀。此外， 電子束與微波（例如磁旋管，gyr〇tr〇n)束可作為其他適合的 能量形式。 知描束做法產生的一個好處在於的事實為藉由將該能 15 1束之大小做得略小，非常高的溫度上升在晶圓表面被產 生而不需發出非常大的能量脈衝。雖然處理完整晶圓的處 理時間相較於脈衝能量瞬間被送至整個晶圓有所增加，但 用於送出能量之硬體可為較小且較具成本有效性的。 其被注意到該掃描處理模式與背景加熱結合可為有用 20的。此背景加熱達成甚至進一步降低所需功率的目的，且 亦用作為降低該掃描能量源所引發的熱應力。降低熱應力 再降低晶圓毀損或由額外應力導入瑕疵之可能性。如第8 圖介紹之背景加熱熱尖峰及在其他各圖所見者可例如藉由 在整個晶圓掃過一列能量而在掃描模式中被使用。由於在 53 1228778 玖、發明說明 此情形中處理時間可在較低熱預算與較高晶圓產量下被最 小化，故此施作為特別引人旳。一加熱週期可被設計，其 中該能量掃掠在晶圓到達所選擇之溫度時被實施，且以時 間上之關係控制掃描掃掠與背景加熱之觀念在此處為有用 5的。然而，由於通常比在脈衝加熱模式一般所考慮的毫秒 長度脈衝钯費較長的時間，該晶圓溫度可就例如對應於該 能篁束在晶圓表面被掃過之至少〇·5秒之期間的對應於掃 描長度之期間維持於一固定溫度。 如前面討論所教習的預脈衝之高度地有利的使用進一 10步在掃描模式施作領域中有可應用性。例如，該能量源可 在處理物體之表面上被掃描且其效應用脈衝加熱模式所先 刖被考慮的數種方法之一被監測。該預脈衝可使用與處理 能3應用相同的功率位準、能量束大小與掃描速度被實施 ，或者任何這些參數可就預脈衝被改變以例如確保該預脈 15衝不會處理該晶圓且僅用作為測量之目的。 在一預脈衝掃描模式中，一光學感應器被使用以感應 在虡光束4里擊晶圓表面處被該掃描光束所引發之溫度上升 〇 或者’該掃掠可用在該晶圓上被達成之溫度的後續測 量（即在掃掠結束後）於該表面上被實施。此測量之後者型 式可在刚側或背面被實施。然而在此情形中重要的是要了 解發出該能量所花費的時間可能比該脈衝瞬間被發至整個 晶圓表面的脈衝加熱模式所需者顯著地較長，且以空間上 凋和的方式被發送並非必要的。在任一特定時刻由於光 54 1228778 玖、發明說明 束掃描動作結合其相當小（相對於晶圓尺寸）的尺寸之後果 ’在晶圓表面會有大的橫向溫度梯度。處置此考量之一方 法為提高該預脈衝之際的掃描速度。此有二個有用的目的 。第一，其讓在任一位置被發出之能量為較低的，結果在 5每一位置的溫度上升為較低的。與此一致的是，該預脈衝 不會在晶圓的狀態中產生所欲的變化。其次，提高掃描速 度忍即能量以較短的時間被送至所掃描的區域。因之，在 掃描之際由晶圓表面會損失能量（例如因輻射）的時間較少 ，且結果為在掃描結束的晶圓溫度上升的測量緊密地被連 10結至掃描之際被發送的能量，而允許功率耦合之較精確的 估計且因而對獲得該所欲的結果所需的處理狀況有更可靠 的預測。 在掃描處理模式中使用預脈衝觀念之第三方法為在整 個晶圓表面掃描該能量束並感應在掃描之際被反射與“戈 15被傳輸之輻射。該所測量之被反射與被傳輸的能量可被用 以推論在晶圓中有多少能量被吸收且因之調整處理狀況。 任刖面的做法可被用以調整如該能量束之功率、掃 描速度、能量束大小或形狀之處理參數。該背景加熱亦可 被調整。 20 在處理之掃描模式中更複雜的修正可被實施，其中該 等處理參數針對晶圓上之掃描能量源的位置被調整。此施 作在晶圓被做成模型且晶圓不同部位具有不同物理特徵之 情形中會是有用的。例如’若如紅外線照相機之感應器被 用以在處理之際觀察該晶圓表面，則該觀察可被用以推論 55 1228778 玫、發明說明 在預脈衝掃描之際被加熱光束引發之溫度上升的空間分佈 。藉由形成所引發之溫度上升的地圖，一事先修正可被施 用至該等處理狀況而提供整個晶圓還更均勻的溫度上升之 產生。當然，此一系統可在處理本身之際被使用以對能量 5源提供即時回饋，甚至控制課題可要求緊密的監測以確保 所欲的結果。 對處理狀況之空間控制的類似做法可藉由使用照相機 來觀察由晶圓被反射或被傳輸之光線而被施用。在此情形 中’其意圖所欲的資訊可用在頻譜上類似於處理能量源之 10能量照射該晶圓而被獲得（就算其在字義上並非相同能量 源亦然）。例如，一低功率光源可被用以在處理前照射該 晶圓。然而，感應用模式光束本身被反射或被傳輸之能量 有某些好處。例如，幾何上的照射狀況與處理模式中被使 用者相同，使得其資訊更能代表實際的狀況。再次地，預 15脈衝做法可為有用的，此乃在於其不須使晶圓曝現於過度 的處理而收集所需的資訊。 本發明在有關在時間刻度上夠短的時間使離子植入毀 損退火以消除非所欲的擴散影響，而又允許使用非常高的 皿度以消除影響及啟動摻雜物上被視為高度地有利的。其 20應被了解非常高的加熱速度與冷卻速度結合極端短的高溫 退火期間允許到達離子植入之退火最適化的新境界。就此 而言，本發明之數個釋例性層面為吸引人的： ⑷暫態強化擴散（TED)之消除：一種吸引人的應用在 於植入之退火，其通常在慣用的1111>之際被TED影響，甚 56 1228778 玖、發明說明 至包括最積極之「尖峰退火」。其已被建議超過的加熱速 度可被使用以使TED之影響最小化；且脈衝加熱境界可符 合加熱與冷卻速度的必要需求以及發出所需的極端高之尖 峰溫度以消除TED成因之瑕疵。 5 (b)摻雜物啟動之最大化與摻雜物擴散之最小化：將裝 置之規模調小之主要挑戰在於以足夠高的電氣啟動創造淺 的接合。包括尖峰退火RTP之大多慣常的處理在產生高於 102()/cm3甚多的電氣載體濃度會有困難，甚至雖然被植入 之摻雜物濃度可高非常多。這限制會導致通過M〇s裝置之 10 源極與排極之不所欲的高電阻。此限制被視為與摻雜物在 產生溫度之固體溶解度有關聯。藉由施用脈衝退火方法， 利用會產生比慣常RTP實務需要且摻雜物之固體溶解度顯 著地較大的尖峰溫度之產生來達成較高摻雜物之啟動是可 能的。例如，在高於1150°C之溫度的等溫模式以不致導致 15過度摻雜物擴散、表面毀損與如斷層之應力相關瑕疵地將 晶圓退火是非常困難的，而曝現至這些溫度小於1〇lns不可 能在仍允許摻雜物啟動發生下造成這些所欲的副作用。特 別是在植入能量很低使得TED不為決定擴散的重大因素而 吕，最小的接合深度可使用能達成摻雜物啟動與毀損退火 20之所欲的程度的可能最短加熱週期被達成。此建議該可能 的最高溫度、最短的加熱與冷卻時間、及在尖峰溫度的最 小停留時間之使用。脈衝加熱由於其加熱時間很短而符合 所有這些要求。由於被發送至晶圓表面之非常高的能量密 度，此冷卻非常快，原因在於熱傳導就由晶圓去除熱至該 57 1228778 玖、發明說明 塊晶圓内提供非常快的機制。此外，該停留時間因該等脈 衝燈具有非常快速的動態反應而為短的。 此被意圖本發明在與例如使用下列物種與近似能量結 合時將被發現是特別有效的：具有能量（E)<2keV之B、具 5 有（E)<5keV之 BF2 ;具有（E)<8keV 之 As 與（E)<4keV之 P。

Ge或Si離子用於與B摻雜之預先非定形化的組合也可能很 有效。Ge離子典型上為在2與1〇 keV之範圍内且用量為 〜1015/cm2。該預先非定形化做法以p植入也會是有用的。 被期待為有用的一觀念涉及使用低溫晶圓以將在離子 10植入處理之際被創造之非定形化的薄膜重新晶體化，然後 施用高溫度脈衝。此比起單階段晶圓有一些好處，原因在 於非定形化層之高溫退火會導致非所欲的聚晶形成。一替 選做法為實施將薄膜晶體化之一脈衝退火（以〈〜⑺⑻。。之 相當低的尖峰溫度），隨後為以稍微高的尖峰溫度（>1〇〇〇 15 C)之一第二脈衝處理而完成該退火處理。當一非定形化 層在植入處理之際被形成，其曾被發現薄膜之固態外延 (SPE)晶體化甚至可以不需進一步高溫度退火地形成摻雜 物非常高之電氣啟動的結果。此處理可在低如5〇〇t之溫 度被實施。曾經被觀察到之問題為如被植入之摻雜物本身 2〇的高濃度雜質之出現，此會降低晶體化處理之生長率，且 此生長率之降低與故障結構之形成有關。此現象隨著處理 溫度上升而降低，但在慣常的RTP系統中，受到限制的加 熱速度（<50(TC/S)可能意即大多數的被植入薄膜在晶圓能 達到〜800°C前將晶體化。結果為在高M8〇(rc之溫度實施 58 1228778 玖、發明說明 SPE處理是非常困難的。脈衝加熱做法允許SpE處理在任 何所欲的溫度被進行，包括甚至較高的溫度（如900它），此 處重新生長不會被摻雜效應影響太多。 另一個關切因在該非定形化層外之晶圓部分出現瑕疵 5 而產生。這些瑕疵無法用低溫SPE處理加以退火弄掉，且 其會造成裝置構造之問題，包括導致額外的卩^接合洩漏 。解法為固態晶體化處理可在較高溫度被實施以瞬間地減 少這些瑕疵之影響而仍啟動該等摻雜物。結合相當低溫之 晶體化處理與脈衝退火可能是所欲的，此處該脈衝退火可 10 影響該等瑕疵且SPE處理可啟動該等摻雜物。此好處藉由 在SPE處理之前與之後透過脈衝參數之適當調整實施高溫 脈衝退火而至少潛在地被獲得。 (c)在形成高K介質薄膜後實施源極/排極退火：在裝置 維度正被向下調整規模時，變得很清楚的是用較高介質常 15 數之材料更換慣常的二氧化矽閘將是重要的。此種材料曾 被提出’但一重大問題為其經常不是對熱具有穩定性且無 法適合所需的退火以啟動源極/排極摻雜物。此可導致替 選的製造方法，如「更換閘極」方法，但這種偏離慣常組 配順序為非所欲的。避免此改變之一方法為以允許有效的 20 退火與摻雜物啟動不致於使閘介質降低品質之方式實施源 極/排極退火。本發明之脈衝退火在此處被視為有利的， 原因在於退火之熱處理可在短時間内被實施，介質沒有機 會進行非所欲的作用或晶體變換。此允許閘極材料在源極 /排極植入被實施前形成而簡化處理。該脈衝退火可在晶 59 1228778 玖、發明說明 圓上被實施，此處之閘極或電容器包括的材料如··以而 二氧化物、石夕酸鹽或銘酸鹽、氧化鈦、五氧化起、鑭氧化 物、鏡氧化物、鈦酸鋇鳃或其他高κ材料，但不限於此。 (d)促進由氣態物種之摻雜物發出：藉由分解如1札， 5 PH3或AsH3之氣態化合物在晶圓表面沉積摻雜物物種。此 做法原則上以離子植入之需而實施。在換雜物物種被沉積 於晶圓表面上後，一能量脈衝被使用以熔化該表面或經由 固態擴散驅入該摻雜物。此方法曾用脈衝雷射處理被提出 ，但使用脈衝燈做法實施此種處理亦為可能的。實際上有 1〇某些相關優點。例如，該等化合物之分解需要其曝現於uv 輻射，此可由脈衝燈被獲得。或者一激光燈或雷射可被用 以分解該等物種所需的UV光，且脈衝燈可被用於熱處理。 作為廣泛的類別，本發明在就閘極與電容器之介質薄 膜領域被使用時被考慮來享受可應用性。就此而言，本發 15 明之數個釋例性層面為吸引人的·· (a)氧化物薄膜之逐一脈衝的生長：脈衝加熱提出比起 慣常做法可能高很多的溫度於乾燥氧氣或含有大氣之蒸氣 中生長二氧化矽之機會。由於在高溫形成之氧化物薄膜會 顯示較佳的電氣品質，如氧化物薄膜能進行應力放鬆能力 20之結果，其可能藉由晶圓曝現於脈衝加熱來準備薄的氧化 物介面層為有利的。此可用數種氣體被達成包括氧，NO ’ N2〇與蒸氣，但不限於此。如此處被教習之脈衝方法雖 然有快速作用速度，對薄膜生長提供緊密的處理控制，使 熱預鼻最小化。 60 1228778 玖、發明說明 維持相當冷，如N2Q之氧化之處理可^同方式發生。 ⑷石夕之氮化：•般與N4Nh3的作用非常慢。藉由 使用脈衝加熱，在料面會產生非常高之溫度以允料化 矽或氮氧化矽之直接成形。 )缚氧化物中納人氮：將薄氧化物曝現於含有氮之氣 體（尤其是NH3 ’ N0與N2〇)可允許薄氧化物之氮化其就 MOS裝置已被證明為有利的。使用高溫的能力可不須導入 額外熱預算地改良氮納人之效率。使作用室内之大多數氣 -維持相w冷而又選擇地加熱晶圓表面之能力亦為氣態化 學被考慮到處理提供機會。❹，《加熱晶圓並使氣態 10 (d)高K材料退火··很多材料就介質被提出需要退火以 改♦良其化學計量。然而，這些退火必須以不會導致超額熱 預异、石夕氧化物之過度生長與造成高冗材料之作用或晶體 化的方式被實施。脈衝處理可允許對這些退火為有用的較 15 向溫度之處理。 (e)表面準備：能量之短脈衝可能對例如形成薄介質塗 層刖準備表面為適當的。例如，清理矽表面之一相當習知 的技術為用閃光將之加熱至>12〇(rc。此因長週期（大於！ 秒）高於120(TC可能導致瑕疵、擴散與表面損毀而在正常 ，圓處理為不務貫的。另一方面，依照本發明被實施之脈 衝週期的短期間避免這些有害的影響。類似地，其他的表 面準備可協助由晶圓表面去除有機材料或去除金屬雜質。 就有機材料而言，與氧或臭氧之熱處理組合為有利的。就 金屬雜質而言，與帶有函素化合物的組合為有利的。在這 61 1228778 玖、發明說明 些表面處理做法中，使用來自脈衝燈之光線的全頻譜為有 用’其可包括大量的UV輻射。該UV輻射在產生來自帶氧氣 體之臭氧與氧基與來自帶鹵素物種之鹵素基為有用的。 作為再廣泛的類別，本發明在就石夕酸處理與成形被使 5用時被考慮來享受可應用性。就此而言，本發明之數個釋 例性層面為吸引人的： (a) 矽酸鈦形成：在使用先進裝置結構中之矽酸鈦因材 料之C49相位在變換為所欲的C54在窄列形式時有困難而 有問題。其曾有報告說快的加熱速度對此問題有幫助，且 10 在此背景下於脈衝加熱做法中之非常高的加熱速度與可能 的尖峰溫度可提供有關之問題的辦法。 (b) 矽酸處理課題：一般而言，脈衝處理之好處在形成 欽、始、鎳與鉑矽酸薄膜中被期待。例如，金屬與石夕，甚 或與如Ge或SiGe之其他材料的作用可藉由提高溫度但減少 15處理所花費之時間而被加強。這些做法將影響結晶之成核 與生長而給予處理之彈性提高。脈衝加熱為處理矽酸（且 實際上也對其他金屬或金屬化合物）薄膜呈現數個有趣的 優點： 該脈衝燈頻譜比慣常wii素燈之波長較短，且將更有 20效率地耦合至金屬化表面，此通常是在較長的波長較有反 射性的。 °亥低旁景溫度與對高溫之非常短的曝現會降低對處理 之氧或水蒸氣污染之影響。 本發明所促進之低背景溫度被視為透過為晶圓消除很 62 1228778 玖、發明說明 多坡道上升與冷卻下降時間而有徹底的較佳產量。該冷卻 下降層面特別重要，原因在於在卸載晶圓之際的金屬薄膜 與氧或水蒸氣雜質的作用風險可被最小化。 作為還有之另一廣泛類別，本發明在使用銅薄膜上被 5視為有利的。就此而言，本發明之數個釋例性層面為吸引 人的。 在銅薄膜之退火中，處理要求就溫度控制而言似乎不 疋關鍵的，但有關產量與成本之課題卻是永恆的。脈衝處 理可完全改變RTP之產量限制，傳統上該產量曾被加熱尤 〇 ’、疋冷卻速度強烈地景;^響，其強烈地被晶圓之熱質量影響 。刖面有關矽酸討論所列出的優點亦特別與銅薄膜處理有 關。 使用熱脈衝以協助沉積於晶圓上之銅的再流動是可能 的。此處理可被用以例如用濺射處理被沉積的銅來充填槽 15溝。能量之脈衝可協助銅擴散來充填槽溝，或者其甚至造 成銅薄膜熔化而流入該槽溝内。該脈衝之短期間允許處理 不須導致過度熱曝現地在晶圓表面發生，過度熱曝現可能 毀損其他材料呈現或致使非所欲的摻雜物擴散。 作為另-廣泛的類別，本發明在運用於化學蒸氣沉積 20時被考量以享受可應用性。本發明之脈衝方法與用化學蒸 氣沉積（CVD)方法之薄膜沉積的組合被企畫。此處，脈衝 做法之使用呈現某些動機之可能性。例如，晶圓溫度可被 維持於低很多之溫度，降低如石英體、防滑環或射頭之本 系統其他部位的熱形成。這些元件會保持冷卻且比較不疑 63 1228778 玖、發明說明 似會因寄生CVD沉積而形成污染。使用短的高溫週期可能 亦允許改變薄膜之生長率與微結構的新機會。其亦可例如 藉由保持氣態較冷而變更有關氣態或表面核化之層面，其 可能降低粒子在氣態之成形。處理控制亦有改良的機會。 5例如，在原位置的感應器可偵測在能量脈衝已被施用之際 或之後彳貞測晶圓上之薄膜成長數量，且處理狀況可被變更 ，使得下一個脈衝導致以薄膜成長為準之所欲的效果。此 回饋控制可被用以調整如脈衝長度、形狀能量或時段、或 者景加熱」狀況之因素，甚或如氣體流動、室壓等之其 1〇他困素。CVD内容之另一觀念為使用溫度脈衝以控制摻雜 物或其他雜質納入該長長中之薄膜。對高溫之非常短的曝 現可就產生中斷或成形的摻雜剖面允許新的可能性。 CVD用途可涵蓋廣泛種類的情形，例如包括矽、二氧 化矽、氮化矽以及高與低K材料、金屬與金屬化合物之沉 15積。 其他的退火處理亦可由使用本發明而受益。例如，該 脈衝技術可被施用至整個範圍之處理，包括用於應力或微 構造控制或為了「硬化」目的之沉積薄膜的退火。 在本發明之背景中進一步被了解，背景溫度之調整可 2〇被用以改良來自晶圓至晶圓的可重複性以及晶圓内之均勻 性。調整可根據該脈衝之影響的原位置測量藉由使用感應 器觀察對晶圓之脈衝加熱的影響而被完成，或者調整可藉 由评估晶圓上之處理結果而被完成，並在背景加熱狀況進 行後續調整以改良可重複性與/或均勻性。 64 1228778 玖、發明說明 例如，若其被發現脈衝處理狀況所致的處理溫度結果 太高’該背景加熱溫度可被降低，使得後續脈衝有較低尖 峰溫度之結果而作為變更加熱脈衝狀況之一替選做法。進 而言之，背景加熱狀況可在晶圓間甚至或各別晶圓的處理 5 之際被改變。例如，若一預脈衝被施用且其影響用包括此 處所描述之任一適當的方法被分析，背景加熱溫度可如在 施該處理脈衝前成時間上之關係地被改變。類似的做法可 在任一多脈衝處理秘笈中被使用。 例如在某些情形中，由於不同晶圓上不同表面塗層之 1〇 結果，不同晶圓上之結果會變化。在此實例中，背景加熱 溫度可被調整以補償脈衝效果之差異。溫度之適當變化例 如可藉由評估晶圓在已被處理後之處理結果，或透過來自 觀察晶圓在處理室時對其加熱效果之感應器的原位置測量 而被評定。 15 晶圓内之均勻性亦可使用此型式之做法被調整。例如 ，若其被發現晶圓的某些部分因晶圓整個表面的脈衝加熱 能量的分佈不均勻有太高的結果，其背景加熱狀況可被改 變，使得晶圓這些部分的被引發之背景溫度降低。當該脈 衝然後被施用，該非均勻背景溫度補償非均勻之脈衝加熱 2〇且均勻的處理結果被達成。非均勻背景加熱可以任何適當 方式被達成，例如藉由用一陣列之背景加熱燈加熱晶圓且 調整對陣列内各別燈之功率位準以達成整個晶圓之所欲的 溫度剖面。 其應被了解晶圓上之均勻性亦可藉由對晶圓表面施用 65 1228778 玖、發明說明 非均勻的脈衝加熱而被調整。例如，若脈衝加熱由以脈衝 模式被操作之一排燈被施用，則被發出至每一燈的能量可 被調整以改整個晶圓表面之脈衝能量的空間分佈。調整可 根據晶圓上在處理後被測量之處理結果或透過使用處理系 5統内觀察整個晶圓表面上數個位置之脈衝效果的感應器被 疋成。一成像系統或攝影機亦可被用以提供有關被對晶圓 之脈衝所引發的溫度上升之空間分佈。當然，非均勻背景 加熱可被使用與脈衝能量用途結合，其被設計以審慎地引 發非均勻加熱結果。 1〇 就均勻性最佳化而言，一預脈衝做法被視為有用的， 尤其是若多個感應器或成像系統被用以監測在晶圓上被脈 衝引發的溫度分佈為然。該資訊可被使用以藉由改變背景 加熱分佈或脈衝能量分佈來調整處理均勻性以達成下一個 脈衝之處理均勻性。 15 清楚的是，類似的觀念可被用以在能量用被掃描之能 量源被發出的情形中改良處理均勻性。再次地，被掃描之 能量源的背景加熱或能量束參數可被調整以獲得改良的可 重複性與均勻性。 另一做法可涉及使用一脈衝能量源以循序的方式發出 2〇旎量脈衝至該晶圓之被選擇的區域。此因該能量源沒有必 要如整個晶圓用一脈衝瞬間地被輻射般地發出大量的能量 而提供好處。因之，較小且較低成本之電源可被使用。整 個晶圓之涵蓋可藉由在脈衝間針對該能量源移動該晶圓（ 反之亦然）而被獲得。在此模式中，預脈衝觀念再次地可 66 1228778 玫、發明說明 輪流被施用於晶圓之每一區域。類似地，均勾性可藉由為 被輻射之區域媒配該等處理狀況而被最佳化。此會為有利 的，特別疋若成像或多個感應器不是可取得時為然。例如 ，若脈衝能量僅輻射部分的晶圓，_感應器可觀察在該區 5之熱反應。然後該晶圓可相對於該能源與該感應器被平移 使仔另區被曝現，且該感應器可再次地監測該處理。 在此方式下，整個晶圓可在仍監測處理狀況下但只用一個 感應器被處理。此一組配可在較低成本被出產且可提供因 與多感應器系統或成像系統比較下之其簡單性結果所產生 10 之優點。 若在所欲的時，脈衝能量源未在一次輻射整個晶圓的 系統中，重疊被曝現之區以改進涵蓋之均勾性為所欲的。 此種重叠應以其能導致均勾處理結果被完成且可用例如 評估被處理之晶圓上之處理結果。然後改變在脈衝間晶圓 15 (或能源）之運動量來使脈衝的重疊最佳化的方式被施作。 重要的是要了解前面有關一部分晶圓表面之多脈衝曝 現的所有觀念對使崎描能#源的可應驗均是相等的。 目前有關非半導體應用，本發明就整體揭示而言可備 於在非半導體材料處理中被使用。例如，本發明 20於磁性材料之處理或在快速加熱或驟冷導致所欲的性質與 /或結果之任何情形下被使用。 在已詳細描述前者下，其值得再考慮習知技藝之某些 曰面月確地5兄’習知技藝之脈衝模式加熱施作在了解在 脈衝杈式没置之熱靜態溫度監測的不適當性。如上述者， 67 1228778 玖、發明說明 熱靜態溫度監測在使用作為一脈衝模式加熱系統中之獨一 的控制機制時先天地提供一「事實後」反應、此問題因脈 衝加熱之真實性質而產生，原因在於脈衝參數一般是事先 被決定。然後此一脈衝在非常短的時段發出大量的能量， 5且一旦脈衝已被觸發便沒有機會用一脈衝控制加熱。因之 ，如上之Logan文獻在實務脈衝模式加熱之境界被提出為 不適當的。 本揭示被視為以很多高度地有利的方法解決此問題， 其納入例如成時間上之關係地控制及使用預脈衝或此測試 10脈衝之特點，後續的處理就此係根據「處理時間」或運轉 時間實證結果。這些特點可獨自或成組合地被使用。這些 特點進一步被視為比起習知技藝提供顯著且橫掃的優點， 特別是就處理可重複性為然。此即，不管基體對基體之變 異或因一基體或處理物體至下一個的變化之任何相關物理 15 性質均提供一致的結果。 其應被了解，本揭示針對處理如半導體晶圓之物體集 合享受可應用性。例如，一第一晶圓可被運用為一測試晶 圓，其中一組處理參數可使用此處所揭露之各種特點的任 何適合的組合被發展。所以，後續晶圓之處理可根據此組 20處理參數，其當然可以逐一晶圓之基準進一步被微調。 在此文書之最後檢討所揭示的脈衝處理中，用於加熱 如半導體基體之物體的方法與系統以用於單一基體之多脈 衝處理或具有不同物理性質之不同基體的單一或多脈衝處 理之處理控制為特點。熱在背景加熱模式之際以可控制的 68 1228778 玖、發明說明 方式被施用至該物體，而選擇性地加熱該物體以在背景加 熱之際至少產生整個物體之溫度上升。該物體之第一表面 藉由使其受到該等能量之第一脈衝在脈衝加熱模式被加熱 。背景加熱以與該第一脈衝成時間上之關係地被控制。該 5物體對該第一能量脈衝之一第一溫度反應可被感應及被使 用以就至少一第二能量脈衝建立至少一第二組脈衝參數以 至少部分地產生一目標狀況。 因此這裏所揭示的配置與相關的方法可以各種不同組 配被提供且可以無限制的數種不同方式被修改，其應被了 10解本發明可以許多其他特定的形式被實施而不致偏本發明 之精神或領域。所以，這些目前的例子與方法將被視為說 明性而非限制性的，且本發明將不受限於此處被給予之細 節而疋可在所附之申請專利範圍的領域内被修改。 【圖式簡單說^明】 15 第1圖為依據本發明一層面用於加熱半導體晶圓之一 脈衝處理系統的示意圖； 第2圖為用於二晶圓之多脈衝加熱的習知技藝加熱剖 面之溫度（C)對時間（秒）的描點圖，其中該等脈衝具有相 同能量’但每一晶圓具有不同的反射性； 2〇 第3圖為用於晶圓之表面與背面以背景加熱器將該晶 圓加熱及以來自一脈衝加熱源之多脈衝的輻射將其表面加 熱之習知技藝加熱剖面的⑴溫度fc)對時間（秒）的描點圖 與⑴)該背景加熱器的背景加熱器功率（kw)對時間（秒）的描 點圖； 69 1228778 玖、發明說明 .Π為㈣本發—實施狀加熱方法的說明圖 來自-脈衝力 圓:二面與背面以背景加熱器將晶圓加熱及以 脈衝加熱敎多脈㈣輻射將其表面加熱的加熱剖 此’及⑼溫度α)對時間（秒）的描點圖與該背景加熱器的 5月景加熱器功率（kw)對時間（秒）的描點圖； .第5圖為依據本發明第二實施例之加熱方法的說明圖 .⑴為-晶圓之前方表面與背面以背景加熱器將晶圓加埶 及以來自-脈衝加熱源之多脈衝的輻射將其表面加熱的加 熱剖面，及⑼溫度（。〇對時間（秒）的描點圖與該背景加熱 1〇器的脈衝加熱器功率（kw)對時間（秒）的描點圖； .第6圖為依據本發明第三實施例之加熱方法的說明圖 ··⑴為一晶圓之表面與背面以背景加熱器將晶圓加熱及以 來自-脈衝加熱源之多脈衝的輕射將其表面加熱的加熱剖 面，及（ii)溫度（。〇對時間（秒）的描點圖與該背景加熱器的 15背景加熱器功率（kW)對時間（秒）的描點圖； 第7圖為依據本發明第四實施例之加熱方法的說明圖 .⑴為一晶圓之表面與背面以背景加熱器將晶圓加熱及以 來自一脈衝加熱源之多脈衝的輻射將其表面加熱的加熱剖 面，及（11)溫度（。(〕）對時間（秒）的描點圖與該背景加熱器的 20背景加熱器功率（kW)對時間（秒）的描點圖； 第8圖為依據本發明第五實施例之加熱方法的說明圖 。其為一能量脈衝以不需保持基體於該第一溫度地被施用 以快速加熱該基體表面由一第一溫度至所欲的較高溫度之 加熱剖面的基體表面溫度fC)對時間（秒）的描點圖； 70 1228778 玖、發明說明 第9圖為一流程圖說明該前侧或第一表面基體溫度之 一系列的封閉迴路回饋控制； 第10圖為一流程圖說明該加熱一基體之一系列的封閉 迴路回饋控制； 5 第11圖為一流程圖說明該以在脈衝加熱之際就基體反 射性與傳輸性為準的基體脈衝加熱之一系列的封閉迴路回 饋控制； 第12圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，在 此被顯示來說明納有預脈衝之一低溫預算做法； 10 第13圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，其 類於第12圖之加熱剖面，例外的是該預脈衝是在被插入加 溫上升時段内之一穩定狀態時段之際被施用； 第14圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，其 使用一多模式熱源，在此被顯示來說明預脈衝在一穩定狀 15態時段之際被施用而曝現一處理物體於該預脈衝與一處理 脈衝； 第15圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，其 共享第12圖之加熱剖面的優點，但其進一步顯示一多速度 坡道上升之加熱時段； 20 第16圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，其 類似第12與13圖之加熱剖面，包括一預脈衝及隨後有一處 理脈衝’且其進一步顯示用基體對一處理脈衝之後續曝現 的背景加熱之降低； 第17圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，其顯 71 1228778 玖、發明說明 示在預脈衝隨後有一系列額外脈衝之高度地有利的使用； 第18圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，其 顯示使用一系列處理脈衝之另一施作，其中該預脈衝在坡 道上升加熱時段之際被施用； 5 第19圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，其 顯示使用數個預脈衝之另一施作，其中一預脈衝在整個脈 衝系列中是在一處理脈衝之前； 第20圖為依照本發明被實施之加熱剖面的描點圖，其 顯示使用數個預脈衝之另一施作，其中一系列之處理脈衝 10 在接續的預脈衝之間被運用。 【圖式之主要元件代表符號表】 12、14、22、24···溫度對 52、56、60···箭頭 時間曲線 54…第二感應器 26…功率對時間曲線 58···第三感應器 3 0…脈衝處理系統 62、64…高溫言十 32…罩殼 66、68、70···曲線 34…處理室 71…時段 36…基體 72…脈衝能量 3 8…支撐 74…反射能量 40、42···石英窗 76…坡道 44、46···力口熱源，燈 78…尖峰 47···電月甾/才空^ S己ϊ 80、81、82、84、86、87 48…濾波器 、88 、 90 、 92 、 94 、 96 、 50…第一感應器 98、100、101、102、104 72 1228778 玖、發明說明 、106 、 110 、 111 、 112 、 114、116···步驟 200 > 220 > 260 ^ 280 ' 3 0 0、3 2 0…力口熱剖面 202···坡道上升部分 204 > 204a ^ 204b ' 204c 、204d、204e···熱尖峰 206···背景加熱描點圖 208···預脈衝熱尖峰 210···負尖峰 222···中間穩定化時段 226、252、284、322···背 景加熱剖面 228 、 286 ' 286a 、 286b ' 286c…負前進尖峰 230···溫度剖面 232···入射功率描點圖 234、254、268…坡道上 升時段 236、266…穩定狀態時段 238···預脈衝 240···預脈衝溫度尖峰 242···處理脈衝 262…背景加熱功率時段 264···降低功率時段 270···到達T1之時段 282、282a、282b、282c …脈衝參數熱尖峰 288、288a、288b、288c 、288d···負前進脈衝 340、342···剖面 73

Claims (1)

1228778 拾、申請專利範圍 1· 一種用於處理具有包括第一與第二表面之相反主要表 面的物體之方法，該方法包含之步驟為： 在背景加熱模式之際使用一加熱配置以可控制之 方式施用熱至該物體而選擇性加熱該物體以至少整體 5 地產生整個物體之溫度上升； 在一脈衝加熱模式中協同該背景加熱模式使用該 加熱配置藉由使該第一表面至少受到具有一脈衝長度 之能量的一第一脈衝而加熱該物體之表面；以及 以與該第一脈衝成時間上之關係地控制該背景加 10 熱模式。 2·如申請專利範圍第i項所述之方法，其中該物體為一 半導體基體。 3·如申請專利範圍第！項所述之方法，包括之步驟為使 用一第一加熱源與一第二加熱源作為該加熱配置之部 15 分以分別執行該背景加熱模式與脈衝加熱模式。 (如中請專利範圍第i項所述之方法，其中該第一脈衝在 背景加熱模式之際的時間點被施用，且控制該背景加 熱模式之步驟包括的步驟為在與啟動該第一脈衝成關 係之-特定時段内降低被該背景加熱模式施用之敎。 2。5· ”請專利範圍第4項所述之方法，其中被背景模式 施用之熱在啟動該第一脈衝前被降低。 6·如申請專利範圍第4項所述之方法，其中 式施用之熱被降低的時間被選擇為⑴該第一脈衝之啟 動與（u)隨後於該第一脈衝之啟動的其中之一。 74 1228778 拾、申請專利範圍 7.如申請專利範圍第4項所述之方法’其中熱以該可控 制之方式用選擇性地施用_電力位準至該加熱配置之 一背景加熱段的步驟被施用至該物體。 8·如申請專利範圍第7項所述之方法，其中熱以該可控 制之方式被降低至大約為零以控制該背景加熱段。 9·如申請專利範圍第7項所述之方法，其中熱以該可控 制之方式在背景加熱模式之際用選擇性地施用一電力 位準至该加熱配置之一背景加熱段的步驟被施用至該 物體，且該電力位準在施用能量之該第一脈衝前被降 10 低。 爪如申請專利範圍第9項所述之方法，㈣ 在該第-脈衝啟動前且至少就該第一脈衝之起始部分 被降低至大約為零。 11. ”請專利範圍第i項所述之方法，其中該背景加熱 15 20 模式使用一起始坡道上升時段以將該物體帶至一第一 溫度並在-穩定狀態時段之際維持該物體於大致固定 的溫度，且該第-脈衝在該穩定狀態時段之際至少被 啟動而岔斷該穩定狀態時段。 .如申請專利範圍第i項所述之方法，其中該背景加熱 模式使用一起始坡道上升時段以將該物體帶至一第一 溫度並在具有-時段端點之穩定狀態時段之際將該物 體.准持於大致固疋溫度且該第一脈衝以與該穩定狀態 時段之時段端點成時間上之關係地被啟動。 13.如申請專利範圍第i項所述之方法，其中該背景加熱 75 1228778 拾、申請專利範圍 模式使用在-坡道上升時段將該物體帶至一第一溫度 的步驟，且該第一脈衝以與該物體到達該第-溫度： 時間上之關係地被施用。 5 15 20 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中在該坡道上 升時段之際，該物體之溫度連續地被提高。 15.如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該第-脈衝 在該物體起始㈣達該第-溫度後-㈣被施用。 .如申請專利範圍第13項所述之方法，其中物體在包括 背景加熱模式與脈衝加熱模式之整個處理期間進行溫 度的連續改變。 凰 17.如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該第-溫度 達到 1000°c。 18·如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該第—溫度 為在200°C至lioot：之範圍内。 19·如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該第一溫度 為在600°C至1000°C之範圍内。 2〇·如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該第-脈衝 使該物體上升至在_。0至141代範圍内之一第二溫 度。 21·如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該第-脈衝 使該物體上升至在1G5G°c至14·範圍内之—第二、、田 度。 /皿 a如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該物體在坡 道上升時段之際以至少每秒2代的速度被加熱。 76 1228778 拾、申請專利範圍 23.如申請專利範圍第i項所述之方法，其中該物體在背 景加熱模式之際以最大瞬間坡道速度為至少每秒1(rc 之多重變化速度被加熱。 24·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該脈衝加熱 模式使用以一弧光燈、-閃光燈與-雷射的至少之一 所產生的輻射之第一脈衝照射該物體之第—表面。 μ. Μ請專利範圍第i項所述之方法，其中該背景加熱 模式使用該脈衝加熱源以照射該物體之第二表面來產 生該溫度上升’且該脈衝加熱模式使用該加熱配置以 照射該物體之第-表面用於加熱該第一表面至高於被 該溫度上升所產生之物體溫度的-處理溫度。 26.如申請專利範圍第1項所述之方法，包括的步驟為在 該第-脈衝隨後的脈衝加熱模式之際施用來自加熱配 15 20 置之能量的第二脈衝，並與該第二脈衝成時間上之關 係地控制該背景加熱模式。 A如申請專利範圍第26項所述之方法進一步包含之步 驟為在该能量之第二脈衝被施用之時維持該第二表面 為一第一溫度或其附近。 28. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中該背景加妖 模式藉由在施用能量之第二脈衝前降低在背景加熱模 式中被施用至該物體的能量而被控制。 29. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中熱以該可控 制之方式在背景加熱模式之際用選擇性地施用一電力 位準至該加熱配置之一背景加熱段的步驟被施用至該 77 1228778 拾、申請專利範圍 物體，並在該能量第二脈衝之際降低該電力位準至大 約為零。 如申吻專利範圍第1項所述之方法，進一步包含之步 5 冑為與該第—脈衝啟動成時間上之關係地測量該物體 《與該第-表面成相反的第二表面之溫度。 女申明專利範圍第3〇項所述之方法，進一步包含之步 驟為使用該第二表面之被測量的溫度在該第一脈衝被 «•用之時維持该第二表面為一第一温度或其附近。 ⑺32·如申請專利範圍第31項所述之方法，其中該物體之第 〇 〔表面的第一溫度藉由選擇性施用-電力位準至該加 熱配置之—背景加熱段而被維持，並在該能量第-脈 衝之際降低該電力位準至大約為零。 M·如中請專利_第31項所述之方法，其中該物體之第 ^表面的第一溫度藉由控制進入該脈衝加熱模式前在 15 背景加熱模式内被施用的功率而被維持。 认如申請專利範圍第33項所述之方法，其中—電力位準 被提供至該背景加熱配置之—背景加熱段且該背景 加熱段在對該物體第二表面之被測量溫度反應下用封 閉迴路回饋被控制。 …5·如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中該能量的第 -脈衝之特徵在於一組脈衝參數且該方法包括至少部 分地根據至少光學特徵的原位置決定而決定第一組脈 衝參數的步驟。 36.如申請專利範圍第35項所述之方法，其中光學特徵被 78 1228778 拾、申請專利範圍 選擇為反射性與吸收性的至少之一。 37·如中請專利範圍第i項所述之方法，其中該能量的第 一脈衝之特徵在於一組脈衝參數且該方法包括參照有 關該物體之至少一光學特徵的-組被儲存之實證資料 5 決定該組脈衝參數的步驟。 38. 一種用於處理具有包括第一與第二表面之相反主要表 面的物體之系統，該系統包含之步驟為： 一加熱配置被組配，用於在背景加熱模式之際以 可控制之方式施用熱至該物體而選擇性加熱該物體以 10 1少整體地產生整個物體之溫度上升；及在一脈衝加 熱模式中協同該背景加熱模式使用該加熱配置藉由使 該第一表面至少受到具有一脈衝長度之能量的一第一 脈衝而加熱該物體之表面；以及 -控制配置用於以該第一脈衝成時間上之關係地 15 控制該背景加熱模式。 39.如申請專利範圍第38項所述之系統，其中該物體為一 半導體基體。 後如申請專利範圍第38項所述之系統，包括一第一加熱 源與-第二加熱源作為該加熱配置之部分以分別執行 20 該背景加熱模式與脈衝加熱模式。 仏如f請專利範圍第38項所述之系統，其中該加熱配置 被組配用於使第-脈衝在背景加熱模式之際的時間點 被施用，且用於在與啟動該第一脈衝成關係之一特定 時段内降低被該背景加熱模式施用之熱。 79 1228778 拾、申請專利範圍 42·如申請專利範圍第41項所述之系統，該加熱配置被組 配用於在啟動該第一脈衝前降低被該背景模式施用之 熱。 43. 如申請專利範圍第41項所述之系統，其中該加熱配置 5 被組配用於降低該背景模式施用之熱，其時間被選擇 為⑴該第一脈衝之啟動與（Π)隨後於該第一脈衝之啟動 的其中之一。 44. 如申請專利範圍第41項所述之系統，其中該加熱配置 包括一背景加熱段用於實施背景加熱模式，且該控制 10 配置藉由以該可控制之方式用選擇性地施用一電力位 準至該加熱配置之一背景加熱段被施用熱至該物體。 45·如申請專利範圍第44項所述之系統，其中該控制配置 在控制该背景加熱段中降低該電力位準至大約為零。 46.如申請專利範圍第38項所述之系統，其中該加熱配置包 15 括一背景加熱段且該控制配置被組配用於使熱以該可控 制之方式在背景加熱模式之際用選擇性地施用一電力位 準至該加熱配置之一背景加熱段被施用至該物體，且該 電力位準在施用能量之該第一脈衝前被降低。 47·如申凊專利範圍第46項所述之系統，其中該控制配置 在《亥第一脈衝啟動則至少就該第一脈衝之起始部分降 低該電力位準至大約為零。 女申明專利範圍第3 8項所述之系統，其中該加熱配置 被組配用於使用一起始坡道上升時段以將該物體帶至 第一溫度並在一穩定狀態時段之際維持該物體於大 80 1228778 拾、申請專利範圍 致固定的溫度，且進一步被組配用於使該第一脈衝在 该穩定狀態時段之際至少被啟動而岔斷該穩定狀態時 段。 49·如申請專利範圍第38項所述之系統，其中該加熱配置 5 被組配用於使用一坡道上升時段將該物體帶至一第一 溫度’且進一步被組配使該第一脈衝以與該物體到達 該第一溫度成時間上之關係地被施用。 5〇·如申請專利範圍第49項所述之系統，其中在該坡道上 升時段之際，該物體之溫度連續地被提高。 10 51.如申請專利範圍第49項所述之系統，其中該第一脈衝 在該物體起始地到達該第一溫度後一秒内被施用。 52·如申請專利範圍第49項所述之系統，其中該加熱配置 致使该物體在包括背景加熱模式與脈衝加熱模式之整 個處理期間進行溫度的連續改變。 15 53·如申請專利範圍第49項所述之系統，其中該第一溫度 達到 1000°C。 54.如申請專利範圍第49項所述之系統，其中該第一溫度 為在2〇o°c至liotrc之範圍内。 55 ·如申凊專利範圍第項所述之系統，其中該第一溫度 20 為在600°C至1000°C之範圍内。 56. 如申請專利範圍第49項所述之系統，其中該加熱配置 施用該第一脈衝使該物體上升至在6〇〇°c至141(rc範 圍内之一第二溫度。 57. 如申請專利範圍第49項所述之系統，其中該加熱配置 81 1228778 拾、申請專利範圍 施用w亥第一脈衝使該物體上升至在1〇5〇艽至14⑻。C範 圍内之一第二溫度。 58·如申研專利範圍第49項所述之系統，其中該物體在坡 道上升時段之際以至少每秒2〇它的速度被加熱。 5 59·如申％專利範圍第38項所述之系統，其中該物體在背 景加熱模式之際以最大瞬間坡道速度為至少每秒1〇t •之多重變化速度被加熱。 60·如申靖專利範圍第38項所述之系統，其中該脈衝加熱 模式使用以一弧光燈、一閃光燈與一雷射的至少之一 10 所產生的輻射之第一脈衝照射該物體之第一表面。 61·如申請專利範圍第38項所述之系統，其中該加熱配置被 組配用於使用該脈衝加熱源以照射該物體之第二表面來 產生該溫度上升，且進一步被組配用於使用該加熱配置 以照射該物體之第一表面用於加熱該第一表面至高於被 15 該溫度上升所產生之物體溫度的一處理溫度。 62.如申請專利範圍第38項所述之系統，其中該加熱配置 與該控制配置協同地被組配用於在該第一脈衝隨後的 脈衝加熱模式之際施用來自加熱配置之能量的第二脈 衝’並用於與该第二脈衝成時間上之關係地控制該背 20 景加熱模式。 63·如申請專利範圍第62項所述之系統，其中該控制配置 被組配用於在該能量之第二脈衝被施用之時維持該第 二表面為一第一溫度或其附近。 64·如申請專利範圍第62項所述之系統，其中該控制配置 82 1228778 拾 65. 5 66. 10 67. 15 68. 20 69. '申請專利範圍 藉由在施用能量之第二脈衝前降低在背景加熱模式中 被施用至該物體的能量而控制該背景加熱模式。 如申請專利範圍第62項所述之系統，其中該加熱配置 包括一背景加熱段且熱以該可控制之方式藉由使用該 控制配置選擇性地施用一電力位準至該背景加熱段而 被施用，並在該能量第二脈衝之際降低該電力位準至 大約為零。 如申請專利範圍第3 8項所述之系統，包括一感應配置 用於與該第一脈衝啟動成時間上之關係地測量該物體 的該第二表面之溫度。 如申請專利範圍第66項所述之系統，其中該控制配置 與該加熱配置協同的方式為使用該第二表面之被測量 的溫度在該第一脈衝被施用之時維持該第二表面為一 第一溫度或其附近。 如申請專利範圍第67項所述之系統，其中該加熱配置 包括一背景加熱段且該控制配置使該物體之第二表面 的第一溫度藉由選擇性施用一電力位準至該加熱配置 之一背景加熱段落而被維持，並在該能量第一脈衝之 際降低該電力位準至大約為零。 如申請專利範圍第66項所述之系、統，#中該加熱配置 包括一背景加熱段且該控制配置藉由選擇性地施用一 電力位準至該加熱配置之背景加熱段而維持該物體之 第一表面的一第一溫度，及在進入該脈衝加熱模式前 降低該電力位準。 83 1228778 拾 70. 5 71. 72. 10 73. 15 20 74. 、申請專利範圍 如申請專利範圍第38項所述之系統，其中該能量第一 脈衝之特徵在於一組脈衝參數且該控制配置被組配用 於至少部分地根據至少光學特徵的原位置決定而決定 第一組脈衝參數。 如申請專利範圍第7 0項所述之系統，其中光學特徵被 選擇為反射性與吸收性的至少之一。 如申請專利範圍第38項所述之系統，其中該能量第一 脈衝之特徵在於一組脈衝參數且該控制配置被組配用 於參照有關該物體之至少一光學特徵的一組被儲存之 貫證資料決定該組脈衝參數。 一種用於處理具有包括第一與第二表面之相反主要表 面的物體之方法，該方法包含之步驟為： 在者厅、加熱模式之際使用一加熱配置以可控制之 方式施用熱至該物體而選擇性加熱該物體以至少整體 地產生整個物體之溫度上升； 在一脈衝加熱模式中使用該加熱配置藉由使該物 體之第一表面受到能量之至少一第一脈衝而加熱該物 體之第一表面至大於該第一溫度之一第二溫度； 在施用該第一脈衝隨後的一冷卻時段之際允許該 第一表面冷卻而讓該物體之第一表面降到低於該第二 溫度而至少在一有限程度於熱上相等；以及 在該冷卻時段後施用能量之一第二脈衝至該物體 之第一表面而再加熱該第一表面。 如申明專利範圍第73項所述之方法，進一步包含的步 84 1228778 拾、申請專利範圍 料在該脈衝加熱模式之際包括至少該第一脈衝、該 =與該第二脈衝中維持該物體之第二表面於大 約為该第一溫度。 5 10 15 20 Ή請專利範圍第73項所述之方法，其中該物體為一 +導體基體。 76·如申請專利範圍第73項所述之方法，包括之步驟為組 =該第二脈衝以再加熱該第-表面至大約為該第二溫 度。 如申請專利範圍第73項所述之方法，其中維持該物體 =—表面為該第—溫度的步驟包括之步驟為與至少 7第一脈衝與該第二脈衝的施用成時間上之關係地 控制該背景加熱模式。 78. 如中請專利範圍第73項所述之方法，其中能量之第一 與第二脈衝的特徵在於-組脈衝參數且該等第-與第 二脈衝以相同的一組脈衝參數被施用。 79. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該等脈衝參 數至少部分地根據至少一光學特徵的原位置之決定而 被決定。 8〇.如申請專利範圍第79項所述之方法，其中光學特徵被 選擇為反射性與吸收性的至少之一。 81.如申請專利範圍第78項所述之方法，包括的步驟為參昭 有關該物體之至少-光學特徵的-組被儲存之實證資料 為該等第-與第二脈衝的至少之-決定脈衝參數。 忆如申請專利範圍第73項所述之方法，其中能量之第一 85 ^28778 拾、申請專利範圍 與第二脈衝的特徵在於一組脈衝參數且該等第一與第 二脈衝每一個用該紕脈衝參數中至少一不同的值被施 用0 盯^請專利範圍第82項所述之方法，包括之步驟為變動 能！之第一與第二脈衝的脈衝參數以致使該第一表面對 母W亥等第一與第二脈衝反應而達到該第二溫度。 •如申#專利减第83項所述之方法，其巾該等脈衝參 數至少部分根據至少-光學特徵之原位置決定而被決 定。 10 15 20 85.如申請專利範圍第83項所述之方法，包括之步驟為參 照有關該物體之有關至少—物理特徵被儲存的實證資 料決定該等脈衝參數。 86·如申請專利範圍第73 叮述之方法，包括之步驟為使 用一雷射以產生該第一脈徐 衝及6亥第一脈衝包括一 Ins至 10ms之長度。 87.如申請專利範圍第73項所述之方法，包括之步驟為使 用-雷射以產生該第二脈衝及該第二脈衝包括一 ins至 10ms之長度。 88·如申請專利範圍第73項 ^迷之方法，包括之步驟為使 用一鎢_素燈與一弧光燈的 至夕之一來加熱該物體而 作為部分之該背景加熱模式。 89·如申請專利範圍第73項 貝所述之方法，包括之步驟為使 用一弧光燈、一閃光燈與一 、 雷射的至少之一來加熱該 物體而作為部分之脈衝加熱模式。 86 1228778 拾、申請專利範圍 二溫度而至少在一有限程度於熱上相等，·以及 (iv)在遠冷卻時段後施用能量之一第二脈衝至該 物體之第一表面而再加熱該第一表面。 95. 5 96. 如申請專利範圍第94項所述之系統，其中該控制配置 進步被組配以協同該加熱配置在至少包括該第一脈 衝、該冷卻時段與該第二脈衝的脈衝加熱模式之際維 持該加熱之第二表面於該第溫度。 如申呀專利範圍第94項所述之系統，其中該物體為一 半導體基體。 、 1〇 97·如中請專利範圍第94項所述之系統，其中該控制配置 進一步被組配用於施用該第二脈衝以再加熱該第一表 面至大約為該第二溫度。 98·如申請專利範圍第94項所述之系統，其中該控制配置 藉由與至少一該第一脈衝與該第二脈衝的施用成時間 15 上之關係地控制該背景加熱模式而維持該物體之第二 表面於該第一溫度。 99.如申請專利範圍第94項所述之系統，其中能量之第一 與第二脈衝的特徵在於一組脈衝參數且該等第一與第 二脈衝以相同的一組脈衝參數被施用。 20 100.如申請專利範圍第99項所述之系統，包括一感應配置用 於產生至少一光學特徵之原位置的測量，以讓該控制配 置於決定該等第一與第二脈衝之脈衝參數中使用。 101.如申請專利範圍第99項所述之系統，其中光學特徵被 選擇為反射性與吸收性的至少之一。 88 1228778 拾、申請專利範圍 1〇2·如申請專利範圍第99項所述之系統’其中該控制配置 參照有關該物體之至少一光學特徵的一組被儲存之實 證資料決定該組脈衝參數。 103·如申請專利範圍第94項所述之系統，其中能量之第一 與苐一脈衝的特徵在於一組脈衝參數且該等第一與第 二脈衝每一個用該組脈衝參數中至少一不同的值被施 用。 104·如申請專利範圍第1〇3項所述之系統，其中該控制配 置變動能量之第一與第二脈衝的脈衝參數以致使該第 表面對母一該等第一與第二脈衝反應而達到該第二 溫度。 105.如申請專利範圍第1〇4項所述之系統，包括一感應配 置用於產生至少一光學特徵之原位置的測量，以讓該 控制配置於決定該等第一與第二脈衝之脈衝參數中使 15 用且该控制配置使用該測量為該等第一與第二脈衝至 少之一決定該等脈衝參數。 106·如申請專利範圍第1〇4項所述之系統，其中控制配置 為該等第一與第二脈衝參照有關該物體之有關至少一 物理特徵被儲存的實證資料決定該等脈衝參數。 20 1〇7·如申請專利範圍第94項所述之系統，包括一雷射用於 產生w玄第一脈衝及該第一脈衝包括一 Ins至l〇ms之長 度。 1〇8·如申請專利範圍第94項所述之系統，其中該加熱配置 包括一嫣鹵素燈與一弧光燈的至少之一用於加熱該物 89 1228778 拾、申請專利範圍 體而作為部分之該背景加熱模式。 1〇9·如申請專利範圍第94項所述之系統，其中該加熱配置 包括一弧光燈、一閃光燈與一雷射的至少之一用於加 熱該物體而作為部分之脈衝加熱模式。 5 110·如申請專利範圍第94項所述之系統，其中該加熱配置 包括至少一閃光燈產生該第一脈衝及該第一脈衝包括 由10# s至50ms之長度。 111·如申請專利範圍第94項所述之系統，其中該加熱配置 包括至少一閃光燈產生該第二脈衝及該第二脈衝包括 10 由10" S至50ms之長度。 112·如申請專利範圍第94項所述之系統，其中該控制配置 與該加熱配置協同而在其間以1/zs至1〇〇秒之間隙成系 列地施用該等第一與第二脈衝。 113·如申請專利範圍第94項所述之系統，其中該加熱配置 15 被組配使得第一與第二脈衝以InJ/cm2至l〇〇j/cm2之範 圍内的能量密度入射至該第一表面。 114·一種用於以一系列脈衝之脈衝能量處理一物體之方法 ，其每一脈衝以一組脈衝參數為特徵，該物體包括第 與相反的第一之主要表面，該方法包含之步驟為： 20 曝現該第一表面至具有第一組脈衝參數之一第— 能量脈衝以產生該物體之一第一溫度反應； 感應該物體之第一溫度反應； 使用該第一溫度反應與該第一組脈衝參數組合而 為至少一第二能量脈衝之施用建立至少一第二組脈衝 90 1228778 拾、申請專利範圍 參數；以及 曝現該第一表面至少於該第二能量脈衝以至少部 分地產生該物體之一目標狀況。 ⑴·如申請專利範圍第114項所述之方法，其令該物體包 括至少-物理特徵，其影響該第一溫度反應使得該 第二組脈衝參數對該物理特徵之變化反應而變化。 116·如中請專利範圍第114項所述之方法，其中物體之溫 度反應為該物體之溫度提高。 117. 如申請專利範圍第114項所述之方法，進一步包含之 步驟為與曝現該第-能量脈衝與該第二能量脈衝的步 驟成時間上之關係地加熱該物體至該第一溫戶。 118. 如申請專利範圍第117項所述之方法，其^物體以 一連續的速度被加熱至該第一溫度。 15 20 ⑽如申請專利範圍第117項所述之:法，包括之步驟為 在該物體到達該第-溫度後曝現該物體至該等n 第二脈衝。 ” ⑶.如中請專利範圍請項所述之方法，包括之步驟為 在啟動加熱該物體至該第一溫度之步驟後但在該物體 到達該第-溫度前施用該第一能量脈衝。 此如中請專利範圍第117項所述之方法，包括之步 在對該物體到達該第-溫度之反應下曝現該物體至今 第二能量脈衝。 Μ 以如中請專利範圍第121項所述之方法，包括之 在該物體到達該第一溫度之被選擇的時段内施用該第 91 1228778 拾、申請專利範圍 二能量脈衝至該物體。 123·如申請專利範圍第114項所述之方法，其中該第二能 1脈衝被施用以藉由加熱該物體之至少第一表面以至 少部分地產生該目標狀況而處理該物體。 5 124·如申凊專利範圍第114項所述之方法，其中該物體包 括至少一物理特徵影響該第一溫度反應，且其中該第 二脈衝之第二組脈衝參數被組配使得該第二脈衝無法 完整地產生該物體之該目標狀況，及該方法進一步包 含之步驟為施用一系列之一個以上的額外脈衝，其每 10 一個以額外的一組脈衝參數為特徵。 125.如申請專利範圍第ι24項所述之方法，其中該額外之 一組脈衝參數在該系列額外脈衝對物理特徵變化的反 應之際變化。 126·如申請專利範圍第114項所述之方法，其中該第二脈 15 衝之第二組脈衝參數被組配使得該第二脈衝無法完整 地產生該物體之該目標狀況，及該方法進一步包含之 步驟為施用一系列之一個以上的額外脈衝具有整體之 組脈衝參數’其被決定以協同地及至少近似地產生 該目標狀況。 20 127·如申請專利範圍第126項所述之方法，包括之步驟為 在該系列額外脈衝之際至少間歇地回應於該物體之物 理特徵，其物理特徵在施用該系列額外脈衝之際根據 被該系列額外脈衝所產生的至少一個以上之溫度反應 而變化。 92 1228778 拾、申請專利範圍 128·如申請專利範圍第127項所述之方法，其中該第二組 系列之額外脈衝散置於該第一組額外脈衝間，使得至 少一第二組脈衝隨於每一第一組脈衝後且每一第二 組脈衝至少部分地產生該物體之目標狀況。 5 129·如申請專利範圍第128項所述之方法，其中該第一組 脈衝之每一脈衝被組配之方式為其針對該目標狀況產 生該物體内可忽略的變化，使得該第一組脈衝間之每 一脈衝為測量之目的被施用。 130·如申請專利範圍第126項所述之方法，其中該系列額 1〇 外脈衝之每一脈衝被施用以至少部分地變換該物體為 該目標狀況。 131. 如申請專利範圍第13〇項所述之方法，包括之步驟為 決定一個以上的額外溫度反應，其用該系列額外脈衝 的被選擇之一被產生以便用於建立後續的額外脈衝之 脈衝參數。 132. 如申請專利範圍第13〇項所述之方法，包括的步驟為 在每一額外脈衝被施用至該物體後決定一額外溫度反 應以便用於為下一個額外脈衝決定該組脈衝參數。 133·如申請專利範圍第114項所述之方法，其中該第二能 20 量脈衝被施用以藉由加熱該物體之至少第一表面而至 少部分地產生該目標狀況來處理該物體，且該第二脈 衝之第二組的脈衝參數被組配使得該第二脈衝無法完 全產生該物體之目標狀況，及該方法進一步包含之步 驟為⑴施用一系列一個以上之額外脈衝以便協同地改 93 1228778 拾、申請專利範圍 變該物體而至少近似地產生該目標狀況，（ii)至少在被 選擇的一額外脈衝前產生該物體之一光學測量，及 (iii)至少部分地根據該光學測量為該被選擇之額外脈 衝決定該組脈衝參數。 5 134·如申請專利範圍第133項所述之方法，其中該物體被 曝現於至少二該等額外脈衝且該光學測量週期性地被 重複用於在該系列額外脈衝之際追蹤一光學性質。 U5·如申請專利範圍第114項所述之方法，其中該第一脈 衝之第一組脈衝參數被組配以有限程度地產生該目標 ⑼·如申請專利範圍第114項所述之方法，其中該第一脈 衝之第一組脈衝參數被組配之方式為其針對該目標狀 況產生該物體之可忽略的變化，使得該第一脈衝為測 量之目的被施用。 15 20 取如中請專利範圍第114項所述之方法，包括之步驟為 使用-特別的幾何配置曝現該第一表面至該第—脈衝 ，且其中曝現該第一表面至該第二能量脈衝之步驟使 用該特別的幾何配置。 138.如中請專利範圍第137項所述之方法，包括之步驟為 自-輕射源放射該等第-與第二脈衝，使得該等第_ 與第二能量脈衝以相同的方式至少以角度入射於該物 體0 139.如中請專利範圍第114項所述之方法，其中該等第— 與第二脈衝以lnJ/cmi100W之範圍内的能量密度 94 1228778 拾、申請專利範圍 入射至該第一表面。 140. 如申請專利範圍第114項所述之方法，其中該第一脈 衝比該第二脈衝具有較少之能量。 141. 如申請專利範圍第114項所述之方法，其中該第二脈 5 衝實質上具有與該第一脈衝相同的一組脈衝參數。 142. 如申請專利範圍第114項所述之方法，其中該第一脈 衝來自一雷射且該第一脈衝包括1113至1〇11^之長度。 143·如申請專利範圍第114項所述之方法，其中該第二脈 衝來自⑽射且该第一脈衝包括Ins至l〇ms之長度。 1〇 H4·如申請專利範圍第114項所述之方法，其中該第一脈 衝來自一閃光燈且該第一脈衝包括1〇# 5至5〇脱之長 度。 H5.如中請專利範圍第114項所述之方法，其中該第二脈 衝來自一閃光燈且該第二脈衝包括1〇以8至5〇1^之長 15 度。 146·如中請專利範圍第114項所述之方法，其中該等第一 與第二脈衝在其間以1//s至1〇〇秒之間隙成系列地被施 用。 147.如f請專利範圍第114項所述之方法，進—步包含之 步驟為維持該物體之第二表面於一第一溫度或其附近 ，而能量之該等第-與第二脈衝的至少之-被施用。 20 148.如中料利範圍第147項所述之方法，包括之步驟為 使用-第一加熱源施用該等第一與第二脈衝及使用一 第二加熱源維持該物體之第二表面的被選擇之溫度。 95 1228778 拾、申請專利範圍 149.如申請專利範圍第148項所述之方法，其中該第二加 熱源包括鹤鹵素燈與一孤光燈的至少之一。 150·如中請專利範圍第⑷項所述之方法，其中該物體之 5 帛二表面的溫度藉由控制對該第二加熱源之功率而被 維持。 1 ·種用於以一系列脈衝之脈衝能量處理一物體之系統 ，其每一脈衝以一組脈衝參數為特徵，該物體包括第 一與相反的第二之主要表面，該系統包含： 一加熱配置用於曝現該第一表面至具有第一組脈 衝參數之一第一能量脈衝以產生該物體之一第一溫度 反應； 一感應配置用於感應該物體之第一溫度反應； 一控制配置用於使用該第一溫度反應與該第一組 脈衝參數組合為至少一第二能量脈衝之施用建立之至 5 少一第二組脈衝參數及用於致使該加熱配置曝現該第 一表面於至少該第二能量脈衝以至少部分地產生該物 體之一目標狀況。 152.如申請專利範圍第151項所述之系統，為一組配用於 處理作為該物體之半導體基體。 20 153·如申請專利範圍第151項所述之系統，其中該物體包 括至少一物理特徵，其影響該第一溫度反應，使得該 第二組脈衝參數對該物理特徵之變化反應而變化。 154.如申請專利範圍第ι51項所述之系統，其中物體之溫 度反應為該物體之溫度提高。 96 1228778 拾、申請專利範圍 155.如申請專利範圍第丨51項所述之系統，其中該加熱配 置協同該控制配置被組配以加熱該物體至與曝現該第 一能量脈衝與該第二能量脈衝成時間上之關係地一第 一溫度。 5 156·如申請專利範圍第155項所述之系統，其中該加熱配 置使该物體以一連續的速度被加熱至該第一溫度。 157·如申請專利範圍第155項所述之系統，其中該加熱配 置在5亥物體到達該第一溫度後曝現該物體至該等第一 與第二脈衝。 10 158·如申請專利範圍第155項所述之系統，其中該加熱配 置在啟動加熱該物體至該第一溫度後但在該物體到達 该第一溫度前施用該第一能量脈衝。 159. 如申請專利範圍第155項所述之系統，其中該加熱配 置在對該物體到達該第一溫度之反應下曝現該物體至 15 該第二能量脈衝。 160. 如申請專利範圍第159項所述之系統，其中該加熱配 置在該物體到達該第一溫度之被選擇的時段内施用該 第二能量脈衝至該物體。 161·如申請專利範圍第151項所述之系統，其中該物體包 2〇 括至少一物理特徵影響該第一溫度反應，且其中該第 二脈衝之第二組脈衝參數被組配使得該第二脈衝無法 完整地產生該物體之該目標狀況，及該控制配置施用 一系列之一個以上的額外脈衝，其每一個以額外的一 組脈衝參數為特徵。 97 1228778 拾、申請專利範圍 162.如申請專利範圍第151項所述之系統，其中控制配置 協同该加熱配置藉由在該系列額外脈衝對物理特徵變 化的反應之際改變該額外之一組脈衝參數而處理該物 體。 5 163·如申請專利範圍第162項所述之系統，其中該控制配 置組配該第二脈衝之第二組脈衝參數使得該第二脈衝 無法完整地產生該物體之該目標狀況，及該控制配置 進一步地協同該加熱配置以施用一系列之一個以上的 額外脈衝具有整體之一組脈衝參數，其被決定以協同 10 地及至少近似地產生該目標狀況。 164·如申請專利範圍第163項所述之系統，其中該控制配 置至少間歇地回應於該物體之物理特徵，其物理特徵 在施用該系列額外脈衝之際根據被該系列額外脈衝所 產生的至少一個以上之溫度反應而變化。 15 165.如申請專利範圍第164項所述之系統，其中該控制配 置於該第一組額外脈衝間散置該第二組系列之額外脈 衝使付至少一第二組脈衝隨於每一第一組脈衝後且 每一第二組脈衝至少部分地產生該物體之目標狀況。 166·如申請專利範圍第165項所述之系統，其中該控制配 20 置組配該第一組脈衝之每一脈衝，其方式為針對該目 標狀況產生該物體内可忽略的變化，使得該第一組脈 衝間之每一脈衝為測量之目的被施用。 167·如申請專利範圍第163項所述之系統，其中該系列額 外脈衝之每一脈衝被施用以至少部分地變換該物體為 98 1228778 拾、申請專利範圍 該目標狀況。 168·如申請專利範圍第167項所述之系統，其中該控制配 置使用该感應配置以決定一個以上的額外溫度反應， 其用該系列額外脈衝的被選擇之一被產生以便用於建 5 立後續的額外脈衝之脈衝參數。 169·如申請專利範圍第167項所述之系統，其中該控制配 置使用该感應配置以在每一額外脈衝被施用至該物體 後决疋額外>jnL度反應以便用於為下一個額外脈衝決 定該組脈衝參數。 10 170·如申請專利範圍第丨51項所述之系統，其中該感應配 置包括設施用於產生一光學測量使該物體特徵化，且 其中該控制配置協同該加熱配置以使該第二能量脈衝 被施用以藉由加熱該物體之至少第一表面而至少部分 地產生該目標狀況來處理該物體，且該第二脈衝之第 15 二組的脈衝參數被組配使得該第二脈衝無法完全產生 該物體之目標狀況，及該控制配置進一步被組配以協 同地⑴施用一系列一個以上之額外脈衝以便協同地改 變該物體而至少近似地產生該目標狀況，（ii)至少在被 選擇的一額外脈衝前產生該物體之一光學測量，及 20 (iii)至少部分地根據該光學測量為該被選擇之額外脈 衝決定該組脈衝參數。 171·如申請專利範圍第170項所述之系統，其中該加熱配 置使該物體被曝現於至少二該等額外脈衝且該光學測 量週期性地被重複用於在該系列額外脈衝之際追蹤一 99 I228778 拾、申請專利範圍 光學性質。 172·如申請專利範圍第151項所述之系統，其中該第一脈 衝之第一組脈衝參數被組配以有限程度地產生該目標 狀況。 5 173·如申請專利範圍第15丨項所述之系統，其中該加熱配 置被組配用於使用一特別的幾何配置曝現該第一表面 至該第一脈衝，且其中該加熱配置使用該特別的幾何 配置曝現該第一表面至該第二能量脈衝。 174.如申請專利範圍第173項所述之系統，其中該加熱配 置自一輻射源放射該等第一與第二脈衝，使得該等第 與第一能篁脈衝以相同的方式至少以角度入射於該 物體。 175·如申请專利範圍第151項所述之系統，其中該等第一 與第二脈衝以InJ/cm2至l〇〇J/cm2之範圍内的能量密度 15 入射至該第一表面。 176·如申請專利範圍第151項所述之系統，其中該加熱配 置放射之該第一脈衝比該第二脈衝具有較少之能量。 177·如申請專利範圍第151項所述之系統，其中該第二脈 衝實質上具有與該第一脈衝相同的一組脈衝參數。 20 178·如申請專利範圍第151項所述之系統，包括一雷射用 於產生a亥第一脈衝且该第一脈衝包括1 ns至1 〇ms之長 度。 179·如申請專利範圍第151項所述之系統，包括一雷射用於 產生該第二脈衝且該第二脈衝包括1113至1〇1113之長度。 100 1228778 拾、申請專利範圍 180. 如申請專利範圍第151項所述之系統，包括一閃光燈 用於產生該第一脈衝且該第一脈衝包括1〇"至5〇阳 之長度。 181. 如申請專利範圍第154項所述之系統，包括一閃光燈 5 用於產生該第二脈衝且該第二脈衝包括10/ZS至50ms 之長度。 182. 如申請專利範圍第151項所述之系統，其中該加熱配 置使。亥#第與第一脈衝在其間以1 e s至1 00秒之間隙 成系列地被施用。 Η) 183·如f請專利範圍第151項所述之线，其中該控制配 置進一步被組配以藉由維持該物體之第二表面於一第 一溫度或其附近來協同該加熱配置，而能量之該等第 一與第二脈衝的至少之一被施用。 184·如申睛專利範圍第183項所述之系統，其中該加熱配 15 置包括一第一加熱源用於施用該等第一與第二脈衝及 一第二加熱源用於維持該物體之第二表面的被選擇之 溫度。 185·如申請專利範圍第18〇項所述之系統，其中該第二加 熱源包括一鎢鹵素燈與一弧光燈的至少之一。 2〇 186·如申請專利範圍第184項所述之系統，其中該第二加 熱源需要一輸入電力位準且該物體之第二表面的溫度 藉由使用該加熱配置控制對該第二加熱源之輸入電力 位準而被維持。 187.一種用於處理—半導體基體之方法，該基體包括第- 101 1228778 拾、申請專利範圍 與第二相反的表面，該方法包含之步驟為： 藉由曝現该基體至以一組脈衝參數為特徵之一& 1脈衝而引發该半導體基體中之溫度上升· 感應該半導體基體之溫度上升；以及 根據該溫度上升與該組脈衝參數之組合決定該半 導體基體之吸收性。 x 188.如申請專利範圍第187項所述之方法，進—步包含之 步驟為使用所決定之吸收性作為在為該半導體基體^ 持續處理建立一組處理參數中之值。 10 15 20 激如申請專利範圍第187項所述之方法，進一步包含之 步驟為·· 5 使用該吸收性為至少-額外的能量脈衝建立一組 處理參數；以及 根據該組處理參數曝現該半導體基體至該額外能 量脈衝。 b ⑽.如申請專利範圍第189項所述之方法，包括之步驟為 使用-特別的幾何配置曝現該第一溫度至該能量脈衝 ’且其中曝現該第一溫廑f兮雜从&田 度至5亥額外能量之步驟係使用 該特別的幾何配置。 191 ·如申請專利範圍第189頂所、七 項所边之方法，其中該能量脈 衝包括之電力位準比該額外能量脈衝之處理電力位準 低。 192.如申請專利範圍第191項所述之方法，其中該能量脈 衝被、，且配之方式為其針對一目標狀況在該半導體基體 102 1228778 拾、申請專利範圍 中產生可忽略的變化，使得該能量脈衝為測量之目的 被施用。 193.如中請專利範圍第191項所述之方法，其中該系列額 外脈衝之每一脈衝被施用以至少部分地變換該物體為 5 該目標狀況。 跳如申請專利範圍第19〇項所述之方*，包括之步驟為 自一輻射源放射該等第一與第二脈衝，使得該等第一 與第二能量脈衝以相同的方式至少卩角度入射於該物 體。 1〇 195·如申請專利範圍第187項所述之方法，其中該第一表 面與該第二表面的被選擇之一被曝現於該能量脈衝且 該溫度上升在該第一表面與該第二表面的被選擇之一 被感應。 196·如申請專利範圍第187項所述之方法，其中該第一表 15 面與該第二表面的被選擇之一被曝現於該能量脈衝且 該溫度上升在該第一表面與該被選擇之表面相反之該 第二表面的至少之一被感應。 D7·-種用於處理_半導體基體之系統，該基體包括第一 與第一相反的表面，該系統包含： 20 加熱設施用於藉由曝現該基體至以一組脈衝參數 為特徵之一能量脈衝而引發該半導體基體中之溫度上 升； 感應設施用於感應該半導體基體之溫度上升；以及 處理設施用於根據該溫度上升與該組脈衝參數之 103 1228778 拾、申請專利範圍 組合決定該半導體基體之吸收性。 198·如申請專利範圍第197項所述之系統，其中該處理設 施被組配以便在建立一組處理參數用於完成該半導體 基體之處理中使用該吸收性為一參數。 5 199·如申請專利範圍第197項所述之系統，其中該處理設 施被組配以便使用該吸收性來為至少一額外能量脈衝 建立一組處理參數及用於協同該加熱設施以根據該組 處理參數曝現該半導體基體至該額外能量脈衝。 200·如申請專利範圍第199項所述之系統，其中該加熱設 10 施被組配用於使用一特別的幾何配置曝現該第一溫度 至該能量脈衝，且使用該特別的幾何配置曝現該第一 溫度至該額外能量。 201·如申請專利範圍第199項所述之系統，其中該能量脈 衝包括之電力位準比該額外能量脈衝之處理電力位準 15 低。 202·如申請專利範圍第201項所述之系統，其中該加熱設 施協同該處理設施以放射該能量脈衝’其方式為其針 對一目標狀況在該半導體基體中產生可忽略的變化， 使得該能量脈衝為測量之目的被施用。 20 203·如申請專利範圍第201項所述之系統，其中該系列額 外脈衝之每一脈衝被施用以至少部分地變換該物體為 該目標狀況。 204.如申凊專利範圍第2〇〇項所述之系統，其中該加熱設 施包括一輻射源用於自一輻射源放射該等第一與第二 104 1228778 拾、申請專利範圍 脈衝’使得該等第一與第二能量脈衝以相同的方式至 少以角度入射於該物體。 205.如申請專利範圍第197項所述之系統，其中該加熱設 施被組配使該第一表面與該第二表面的被選擇之一被 曝現於該能量脈衝且該溫度上升在該第一表面與該第 一表面的被選擇之一被感應。 206·如申請專利範圍第197項所述之系統，其中該加熱設 施被組配使該第一表面與該第二表面的被選擇之一被 曝現於該能量脈衝且該溫度上升在該第一表面與該被 選擇之表面相反之該第二表面的至少之一被感應。 207.—種用於使用熱處理一物體之系統，該系統包含： 一脈衝加熱源用於施用一第一能量脈衝至該物體 之一第一表面而加熱該表面，使得該物體產生一輻射 能量； 一感應器用於在該第一能量脈衝被施用後使用來 自該物體之輻射能量產生一測量；以及 設施用於至少部分地根據該測量為至少一額外能 量脈衝調整一組脈衝參數以便被該脈衝加熱源使用。 208.如申清專利範圍第207項所述之系統，其為一組配用 於處理如該物體之半導體基體。 209·如申請專利範圍第2〇7項所述之系統，包括一背景加 熱源具有一鎢鹵素燈與一弧光燈的至少之一用於等溫 地加熱該物體。 210·如申請專利範圍第2〇7項所述之系統，其中脈衝加熱 105 1228778 拾、申請專利箪货圍 源包括一背景加熱源具有一鎢鹵素燈與一弧光燈的至 少之一。 211·如申請專利範圍第207項所述之系統，進一步包含一 渡波器被配以該脈衝加熱源以篩選被該脈衝加熱源放 5 射之一被選擇的輻射範圍。 212.如申請專利範圍第211項所述之系統，其中該濾波器 為一水冷窗將該物體由該脈衝加熱源隔離。 213 ·如申请專利範圍第211項所述之系統，其中該濾波器 為一高0H石英窗。 10 214·如申請專利範圍第207項所述之系統，其中該感應器 為一光學感應器。 215·如申請專利範圍第214項所述之系統，進一步包含一 第一光學感應器用於對被該脈衝加熱源放射且入射於 該物體之第一表面的入射脈衝輻射加以抽樣。 15 216·如申請專利範圍第214項所述之系統，進一步包含一 第二感應器用於感應通過該物體之能量的一部分第一 脈衝。 217·如申睛專利範圍第207項所述之系統，進一步包含一 向溫計用於測量被該物體之第一表面放射的輻射能量 2〇 以監測該物體之第一表面的溫度。 218·如申请專利範圍第207項所述之系統，進一步包含一 咼溫計用於測量被該物體之第二表面放射的一第二表 面輻射能量以監測該物體之第二表面的溫度。 219·如申請專利範圍第207項所述之系統，其中該系統包 106 1228778 拾、申請專利範圍 括一背景加熱源，其被定位而直接輻射能量至該物體 之第一表面。 22〇.一種用於使用熱處理一物體之系統，包含： 一熱源用於以一第一操作模式加熱該物體至一第 一溫度，豸熱源進-步被組配以一第二操作模式施用 至少一第一能量脈衝至該物體之一第一表面，以加熱 該第-表面至大於該第一溫度之一第二溫度，該物體 在回應於该熱源下產生一輕射能量； 一感應器用於藉由對來自該物體之該輻射能量抽 樣而產生一測量；以及 設施用於為至少一額外能量脈衝至少部分地根據 該測量調整脈衝參數以便被該熱源使用。 221·如申請專利範圍第22〇項所述之系統，其中該熱源包 括一弧光燈、一閃光燈與一雷射的至少之一。 15 222·如申請專利範圍第22〇項所述之系統，進一步包含一 遽波器被配以該脈衝加熱源以篩選被該脈衝加熱源放 射之一被選擇的輻射範圍。 223·如申請專利範圍第222項所述之系統，其中該濾波器 為一水冷窗將該物體由該脈衝加熱源隔離。 20 224·如申請專利範圍第222項所述之系統，其中該濾波器 為一南OH石英窗。 225·如申請專利範圍第222項所述之系統，其中該熱源包 括至少一燈泡且該濾波器包括一個以上的封套各別地 圍繞每一燈泡。 107 1228778 拾、申請專利範圍 226·如申請專利範圍第207項所述之系統，其中該感應器 為一光學感應器。 227.如申請專利範圍第226項所述之系統，進一步包含一 第一光學感應器用於對被該脈衝加熱源起始地放射且 5 入射於該物體之第一表面的入射脈衝輻射加以抽樣。 228· —種用於以一系列脈衝之脈衝能量處理一物體之方法 ，每一脈衝以一組脈衝參數為特徵，該方法包含之步 驟為： 曝現該物體至具有一第一組脈衝參數之一第一能 10 量脈衝以產生該物體之一第一溫度反應； 感應該物體之第一溫度反應； 使用该第一溫度反應與該第一組脈衝參數組合， 為曝現該物體於至少一第二能量脈衝至少部分地根據 該物體之一目標狀況決定該物體之被預測的反應。 15 229·如申凊專利範圍第228項戶斤述之方法，其中該物體為 一半導體基體。 230·如申請專利範圍第228項所述之方法，其中該第一能 量脈衝與該第二能量脈衝被組配而能不多於部分地產 生該目標狀況且該方法包括之步驟為施用一組額外脈 20 衝使得曝現該物體至該組額外脈衝致使該物體漸增地 趨近該目標狀況。 231·—種用於以一系列脈衝之脈衝能量處理一物體之系統 ，每一脈衝以一組脈衝參數為特徵，該系統包含·· 一加熱配置用於曝現該物體至具有一第一組脈衝 108 1228778 拾、申請專利範圍 參數之一第一能量脈衝以產生該物體之一第一溫度反 應； 一感應配置用於感應該物體之第一溫度反應； 一控制配置用於使用該第一溫度反應與該第一組 5 脈衝參數組合，為曝現該物體於至少一第二能量脈衝 至少部分地根據該物體之一目標狀況決定該物體之被 預測的反應。 232·如申請專利範圍第231項所述之系統，其中該物體為 一半導體基體。 10 233·如申請專利範圍第231項所述之系統，其中該第一能 量脈衝與該第二能量脈衝被組配而能不多於部分地產 生該目標狀況且該控制配置被組配用於施用一組額外 脈衝使得曝現該物體至該組額外脈衝致使該物體漸增 地趨近該目標狀況。 15 234·一種用於處理具有一第一表面之物體的方法，該方法 包含之步驟為： 總體上地以一背景加熱模式加熱該物體； 藉由使該表面受到至少一第一能量脈衝地以一脈 衝模式加熱該表面；以及 以與該脈衝成關係地控制該背景加熱模式。 20