アブソーバ層の候補および塗布技術
【課題】増大して安定した熱吸収係数を具備する炭素に基づく材料を用いたアブソーバ層およびそのようなアブソーバ層を生成するための経済的な方法を提供する。
【解決手段】一実施形態は、基板３００の上面にアブソーバ層３１２を堆積し、基板は第１の温度の下で維持されるステップと、加熱処理チャンバにおいて基板をアニーリングし、基板は第２の温度まで加熱され、第２の温度は第１の温度より高いステップと、基板からアブソーバ層を除去するステップとを備える。
【解決手段】一実施形態は、基板３００の上面にアブソーバ層３１２を堆積し、基板は第１の温度の下で維持されるステップと、加熱処理チャンバにおいて基板をアニーリングし、基板は第２の温度まで加熱され、第２の温度は第１の温度より高いステップと、基板からアブソーバ層を除去するステップとを備える。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明の実施形態は一般に、集積回路の作製に関する。さらに詳細には、本発明の実施形態は、基板上に層を堆積するための工程および次に基板をアニーリングするためのプロセスに関する。
【従来技術の説明】
【０００２】
[0002]集積回路作製における多くのプロセスは、シリコンを包含する基板などの半導体基板上の層の堆積または半導体基板の上に既に堆積された層のアニーリングのための急速の高温処理ステップを必要とする。たとえば、ホウ素、リンまたはヒ素などのドーパントイオンが半導体基板に移植される後、基板は通常、ドーピングプロセス中に分裂された基板の結晶構造を修復し、ドーパントを活性化するために、アニーリングが施される。
【０００３】
[0003]アニーリングステップ中、基板への望ましくない拡散および損傷の原因となりうる高温に基板がさらされる時間量を最小限に抑えるために、基板を急速に加熱および冷却することが通常、好ましい。アニーリングステップは、急速加熱処理（ＲＴＰ）、動的面アニーリング（ＤＳＡ：Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）またはバッチ炉における加熱によって行われてもよい。ＲＴＰプロセスは、基板の全体厚さを加熱し、約２００〜４００℃／秒程度の速度で基板温度を上昇させることができる。ＤＳＡ法は、電磁放射線を用いて基板を走査し、基板の上面を加熱してアニーリングするだけである。基板の上層は、１１００℃〜約１４１０℃の温度まで加熱し、１ミリ秒程度の時間で周囲温度付近まで冷却されることができる。バッチ炉によって提供される加熱は通常、約５〜１５℃／分の速度で基板温度を上昇させる。したがって、ＲＴＰおよびＤＳＡは、バッチ炉加熱より望ましい。
【０００４】
[0004]基板の面にわたる一様でない加熱は、基板におけるパターンが原因で、ＲＴＰ、ＤＳＡまたは他の従来の基板加熱プロセスによって直面されることが多い。今日の集積回路は一般に、基板の面にわたって変化する密度で離隔され、異なるサイズ、形状および材料を有する複数のデバイスを含むため、基板面は、基板面の異なる領域にわたってきわめて異なる熱吸収特性を有することができる。たとえば、その上により低い密度のデバイスを有する基板の第１の領域は通常、その上に第１の領域より高い密度のデバイスを有する基板の第２の領域より高速で加熱される。基板面の異なる領域にわたって変化する反射率もまた、基板面の均一な加熱を困難にする可能性がある。
【０００５】
[0005]アブソーバ層は一般に、パターン形成された基板面にわたって、均一な反射率および／または熱吸収係数を提供するために用いられる。最新技術のアブソーバ層は、低温化学気相堆積（ＣＶＤ）によって堆積されるアモルファス炭素層であってもよい。しかし、このアモルファス炭素層には問題がある。たとえば、アモルファス炭素層が低温で形成される場合には、温度が増大されると、アモルファス炭素層の特性は普通、アニーリングプロセス中に変化する。その上、より急速な加熱処理の場合には、アモルファス層の光吸収係数が増大する可能性がある。
【０００６】
[0006]したがって、改良したアブソーバ層およびアニーリングプロセス中に基板の面にわたって均一な加熱を達成するために、改良したアブソーバ層を形成するための方法に対する需要が依然としてある。
【発明の開示】
【０００７】
[0007]本発明は一般に、増大して安定した熱吸収係数を具備する炭素に基づく材料を用いたアブソーバ層およびそのようなアブソーバ層を作製するための経済的な方法を提供する。
【０００８】
[0008]本発明の一実施形態は、基板の上面にアブソーバ層を堆積し、基板は第１の温度の下で維持されるステップと、加熱処理チャンバにおいて基板をアニーリングし、基板は第２の温度まで加熱され、第２の温度は第１の温度より高いステップと、基板からアブソーバ層を除去するステップと、を備える基板を処理するための方法を提供する。
【０００９】
[0009]本発明の別の実施形態は、基板の上に、アニーリング温度より低い低温でアブソーバ層を堆積し、アブソーバ層がアニーリング温度より高い高温に耐える炭素を備えるステップと、基板の少なくとも一部をアニーリング温度まで急速に加熱し、基板からアブソーバ層を除去するステップと、を含む基板にアニーリングを施すための方法を提供する。
【００１０】
[0010]本発明のさらに別の実施形態は、高温炭素を備える基板を処理するためのアブソーバ層を提供する。
【００１１】
[0011]本発明の上記に記載した特徴は詳細に理解されることができるように、上記で簡単に概略を述べた本発明のさらに具体的な説明は、実施形態を参照することによって得られると考えられ、実施形態の一部は添付図面に示されている。しかし、添付図面は、本発明の代表的な実施形態に過ぎず、したがって、本発明は他の等しく有効な実施形態を認めうることから、その範囲を限定するものと考えるべきではないことを留意すべきである。
【詳細な説明】
【００１２】
[0016]本発明は、加熱アニーリングプロセスに用いられる改良したアブソーバ層のための材料候補および改良したアブソーバ層を塗布するための方法を提供する。特に、本発明のアブソーバ層は、アニーリング温度より低い温度で基板に塗布される高温材料を備える。
【００１３】
加熱アニーリングの装置
[0017]図１は、本願明細書に記載された実施形態によれば、ディスク形状の半導体基板１２にアニーリングを施すための処理チャンバ１４を含む例示の急速加熱処理（ＲＴＰ）システム１０を図示する。処理チャンバ１４は、加熱灯アセンブリ１６によって水冷式石英窓１８を介して放射加熱される。基板１２の周縁部は、支持構造２０によって支持され、この支持構造２０は、任意に（図示せず）約２４０ｒｐｍ（毎分回転数）までの速度で回転されることができる。基板１２の下には、ニッケルメッキのアルミニウム反射体板アセンブリ２２があり、この反射体板アセンブリ２２は、基板１２の有効放射率を強化するために、基板１２の後面に面している光学反射性コーティングを有する。反射体板アセンブリ２２は、水冷基部２３に取り付けられる。基板１２の冷却は、水冷基部２３の冷却能力を増大させ、水冷基部２３のより近くに反射体板アセンブリ２２を位置付けることによって強化されてもよい。さらに、光学コーティングは、加熱灯アセンブリ１６が消灯されると、放射されたエネルギを吸収するように強化されてもよい。反射体板アセンブリ２２の上面と基板１２の後面との間には、反射キャビティ１５がある。
【００１４】
[0018]アニーリングプロセス中に、アニーリング用の周囲のガスが、周囲ガス入口３０を通って処理チャンバ１４に導入される。周囲ガスは、基板１２の上面にわたって流れ、加熱された基板１２と反応してもよい。過剰な周囲ガスのほか、任意の反応副生成物は、ポンプシステム３４によって処理チャンバ１４から周囲ガス出口３２を通って回収される。その上、パージガスが、フィルタ８６に接続される入口４６を通って、処理チャンバ１４に導入されてもよい。
【００１５】
[0019]図２は、以下に記載されるＤＳＡプロセスのための例示のレーザ装置２００を概略的に図示する。レーザ装置２００は、連続波電磁放射線モジュール２０１、その上に基板２１４を収容するように構成されたステージ２１６および並進機構２１８を備える。連続波電磁放射線モジュール２０１は、連続波電磁放射線源２０２と、連続波電磁放射線源２０２とステージ２１６との間に配置された集光光学素子２２０と、を備える。
【００１６】
[0020]集光光学素子２２０は好ましくは、１つ以上のコリメータ２０６を備え、連続波電磁放射線源２０２からの放射線２０４を実質的に平行なビーム２０８に平行光線化する。この平行光線化された放射線２０４は次に、少なくとも１つのレンズ２１０によって、一筋の放射線２２２となり、基板２１４の上面２２４に集光される。
【００１７】
[0021]レンズ２１０は、放射線を一筋に集光することができる任意の適切なレンズまたは一連のレンズである。好ましい実施形態において、レンズ２１０は、円筒形レンズである。あるいは、レンズ２１０は、１つ以上の凹レンズ、凸レンズ、平面鏡、凹面鏡、凸面鏡、反射レンズ、拡散レンズ、フレネルレンズ、勾配屈折率レンズなどであってもよい。
【００１８】
[0022]ステージ２１６は、以下に説明するように、並進中、基板２１４を確実に保持することができる任意のプラットホームまたはチャックである。好ましい実施形態において、ステージ２１６は、摩擦システム、重力システム、機械システムまたは電気システムなどの基板を把持するための手段を含む。把持するための適切な手段の例としては、機械的締め付け、静電チャックまたは真空チャックなどが挙げられる。
【００１９】
[0023]レーザ装置２００はまた、ステージ２１６および一筋の放射線２２２を互いに対して並進するように構成される並進機構２１８も備える。並進機構２１８は、ステージ２１６を連続波電磁放射線源２０２および／または集光光学素子２２０に対して移動させるために、ステージ２１６に連結されてもよい。あるいは、並進機構２１８は、連続波電磁放射線源２０２および／または集光光学素子２２０をステージ２１６に対して移動させるために、連続波電磁放射線源２０２および／または集光光学素子２２０に連結されてもよい。並進機構２１８はまた、連続波電磁放射線源２０２および／または集光光学素子２２０と、ステージ２１６との両方を移動させてもよい。コンベヤシステム、ラックアンドピニオンシステムまたは類似のものなどの任意の並進機構が、用いられてもよい。
【００２０】
[0024]並進機構２１８は好ましくは、制御装置２２６に連結され、ステージ２１６および一筋の放射線２２２が互いに対して移動する走査速度を制御する。加えて、ステージ２１６および一筋の放射線２２２の互いに対する並進は好ましくは、一筋の放射線２２２に対して垂直であり、かつ基板２１４の上面２２４に対して平行である経路に沿って行われる。好ましい実施形態において、並進機構２１８は、一定の速度で移動する。好ましくは、この一定の速度は、３５ミクロン幅のラインの場合は、約２ｃｍ／秒である。別の実施形態において、ステージ２１６および一筋の放射線２２２の互いに対する並進は、一筋の放射線２２２に対して垂直な経路に沿っていない。
【００２１】
加熱アニーリングの工程
[0025]図３Ａ〜図３Ｆは、本発明の実施形態による基板処理シーケンスを概略的に図示する。図３Ａに示されるように、シリコンを備える基板３００が、提供される。図３Ｂに示されているように、基板３００にゲートソース領域３０３およびドレインソース領域３０５を形成するために、フィールド酸化物層３０２、ゲート誘電体３０４、ゲート電極３０６が、従来の方法に基づいて、基板３００の上に堆積されてパターン形成される。図３Ｃに示されているように、ゲートソース３０８およびゲートドレイン３１０を形成するために、ドーパントイオンが次に、基板３００に移植される。
【００２２】
[0026]図３Ｄに示されているように、本発明の実施形態によれば、アブソーバ層３１２が、基板３００の上に堆積される。アブソーバ層３１２は、フィールド酸化物層３０２、ゲート電極３０６、ゲートソース３０８およびゲートドレイン３１０の中の差に関係なく、基板３００にわたって均一な熱吸収係数を提供するように構成される。一実施形態において、アブソーバ層３１２は、炭素を備える。アブソーバ層３１２における炭素は、全体的な光吸収係数を増大する。一実施形態において、アブソーバ層３１２は、たとえばカーボンブラックおよび黒鉛化カーボンブラックなどの高温炭素を備える。アブソーバ層３１２における高温炭素の特性は、次に行われることになっているアニーリングプロセス中、依然として安定している。一実施形態において、アブソーバ層３１２を堆積している間、基板３００は、約４５０℃未満などの低温の中に保たれる。スピンオン、煤を生じる火炎、物理気相堆積、電気泳動堆積および静電堆積などの種々の方法が、アブソーバ層３１２を堆積するために用いられてもよい。これらの方法の詳細な説明は、以下の通りである。
【００２３】
[0027]図３Ｅに示されているように、本発明の実施形態によれば、基板３００が次に、アニーリングされる。アニーリングプロセスは、プロセス要件に応じて、ＤＳＡまたはＲＴＰによって行われてもよい。一般に、アブソーバ層３１２は、ＤＳＡプロセスの場合には相対的に薄く、アブソーバ層３１２は、ＲＴＰプロセスの場合には相対的に厚い。
【００２４】
[0028]図３Ｆに示されているように、アブソーバ層３１２は次に、基板３００から除去される。一実施形態において、アブソーバ層３１２は、オゾンまたは遠隔プラズマ源において生成される酸素プラズマなどの酸化剤をアニーリングチャンバに提供することによって、除去されてもよい。一実施形態において、アブソーバ層３１２は、約４５０℃未満の温度などの低温で酸化剤を用いて、除去されてもよい。低温酸化剤は、オゾンおよび低温酸素プラズマを含んでもよい。別の実施形態において、アブソーバ層３１２は、超音波源を用いて除去されてもよい。別の実施形態において、アブソーバ層３１２は、超音波源を用いて、その後過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）などの液体酸化剤を用いて除去されてもよい。
【００２５】
[0029]図３Ａ〜図３Ｆは、基板上に１つのみのゲートデバイスを示しているが、本願明細書に記載される層は通常、異なるサイズ、タイプおよび材料からなり、基板の面にわたって変化する密度で離隔される複数のデバイスを含む基板上に形成される。この層は、基板の面にわたって地形的に変化するデバイスにもかかわらず、基板のアニーリング中に、基板の面にわたって均一な加熱を促進すると考えられる。
【００２６】
アブソーバ層の候補
[0030]一般に、アニーリングなどの加熱処理ステップにおいて、基板が急速かつ一様に加熱されることができるように、図３Ｄにおけるアブソーバ層３１２などのアブソーバ層は、基板、特にパターン形成された基板にわたって増大され、かつ均一な光吸収係数を提供するように構成される。本発明の一実施形態において、アブソーバ層の熱特性は、アブソーバ層の堆積を含む処理ステップと堆積ステップの後の加熱処理ステップ中、依然として安定である。一実施形態において、アブソーバ層は、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、フラーレンまたは改質フラーレンなどの高温材料を備える。カーボンブラックまたは黒鉛化カーボンブラックなどの高温材料は、高温に耐えることができるため、本発明のアブソーバ層は、加熱処理における加熱および冷却される基板として依然として安定である。
【００２７】
アブソーバ層に用いられるカーボンブラック
[0031]アモルファス炭素は、不活性環境において、石油コークス、油およびコールタールピッチなどの炭素化前駆物質を加熱することによって得られてもよい。カーボンブラックは、アモルファス炭素の一形態である。カーボンブラックは、冷却基板を用いて、煤を生じる火炎などの燃料の豊富な火炎から収集されてもよい。カーボンブラックは、サイズにおいて微細である。アブソーバ層において、カーボンブラックを用いることにはいくつかの利点がある。
【００２８】
[0032]第一に、カーボンブラックは、最新技術のアブソーバ層における低温プラズマ化学気相堆積によって堆積されるアモルファス炭素より高い光吸収係数を有する。
【００２９】
[0033]第二に、カーボンブラックは、天然の形態で見つけられてもよく、半導体処理において、約４５０℃より低い加熱処理温度よりはるかに高い温度で生成されてもよい。したがって、熱吸収係数などの特性は、加熱処理中、安定のままである。低温プラズマ化学気相堆積から形成される最新技術のアブソーバ層の熱吸収係数は、処理中に層が加熱されると増大する。それゆえに、カーボンブラックを具備するアブソーバ層は、加熱処理を制御しやすい。
【００３０】
[0034]第三に、カーボンブラックの小さな粒子サイズは、アブソーバ層を高い真空でなくても方法を用いるために十分なほど薄くすることを可能にする。カーボンブラックは一般に、５０ｎｍ未満の粒子サイズを有する。以下に記載するように、カーボンブラックは、アブソーバ層の薄膜を生成するために、スピンオン方法によって基板面上に堆積されてもよい。
【００３１】
アブソーバ層に用いられる黒鉛化カーボンブラック
[0035]黒鉛化カーボンブラックは、本発明のアブソーバ層に関する別の候補である。黒鉛化カーボンブラックは、不活性環境において約２時間、２８００℃以上で一定の炭素化前駆物質を加熱することによって生成されてもよい。黒鉛化カーボンブラックは、個別の層平面にあってもよい黒鉛構造を有する。
【００３２】
[0036]カーボンブラックに比べて、黒鉛化カーボンブラックは、より高温に耐えることから、基板がＤＳＡ中に１１００℃〜約１４１０℃の温度まで加熱されてもよいため、ＤＳＡ処理の場合には望ましい。
【００３３】
アブソーバ層に用いられる粉砕された黒鉛
[0037]微粉砕された黒鉛は、アブソーバ層に関する別の候補である。黒鉛は、六方晶構造に結合される炭素原子からなる層である。炭素原子の異なる層は、ファンデルワールス力によって共に接続される。微粉砕された黒鉛層は、約１０分の１ミクロンの粒子サイズを有してもよい。微粉砕された黒鉛は、アブソーバ層を形成するために、基板上に懸濁剤を懸濁させて、基板上に塗布してもよい。ＡＱＵＡＤＡＧ（登録商標）は、水中で懸濁された市販の微粉砕された黒鉛であり、アブソーバ層を形成するために直接的に用いてもよい。
【００３４】
アブソーバ層に用いられるフラーレン
[0038]本発明の一実施形態において、アブソーバ層は、フラーレンまたは改質フラーレンを備える。フラーレンは、炭素の珍しい結晶構造である。フラーレンは、面上に配置された２０個の六角形および１３個の五角形からなる球状の構造に６０個の炭素原子を包含する代表的構造を有する。高い熱吸収係数および安定した熱特性を具備するアブソーバ層を形成するために、フラーレンの変形例が、溶解または懸濁させて、基板上に塗布されてもよい。
【００３５】
[0039]その上、本発明のアブソーバ層は、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、フラーレン、改質フラーレンの１つおよびそれらの組み合わせを備えてもよい。
【００３６】
アブソーバ層を塗布するための方法
[0040]本発明の実施形態によるアブソーバ層は、種々の方法によって基板に塗布されてもよい。
【００３７】
スピンオン塗布
[0041]本発明の一実施形態において、本発明のアブソーバ層は、半導体基板におけるフォトレジストの塗布と同様に、スピンオン法を通して基板上に塗布されてもよい。スピンオン塗布は、大気圧で行われてもよい。アブソーバ層のＣＶＤ塗布に比べて、スピンオン塗布は、はるかに安価で高速であり、したがって、維持費を増大する。
【００３８】
[0042]本発明の一実施形態において、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、フラーレンまたは改質フラーレンなどのアブソーバ層用の材料は、懸濁を形成するために、最初に、懸濁剤に懸濁される。懸濁剤は、約１００℃〜約１５０℃の温度などの低温で除去可能であってもよい任意の匹敵する薬剤であってもよい。一実施形態において、懸濁剤は、たとえば、ポリビニルアルコールなどのアルコールに基づいている。懸濁は、次に、懸濁の層を形成するために、旋回中の基板上に滴下される。アブソーバ層は、懸濁剤の除去時に形成されてもよい。
【００３９】
[0043]別の実施形態において、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、フラーレンまたは改質フラーレンなどのアブソーバ層用材料のコロイド溶液は、コロイド溶液の被膜を形成するために旋回中の基板上に形成され、分散されてもよい。アブソーバ層は、アニーリング温度より低い温度でコロイド溶液を硬化することによって形成されてもよい。
【００４０】
[0044]図４は、アブソーバ層のスピンオン塗布に適したコータ（coater）４００を概略的に図示する。コータ４００はまた、基板上のフォトレジストの塗布にも用いられてもよい。コータ４００は、上部分４１４および下部分４１６を有するハウジングによって形成される制御可能な加圧プロセスチャンバ４１２を含む。上部分４１４は、たとえば、Ｏリング４１８によって下部分４１６に対して封止される。封止されたプロセスチャンバ４１２は、改良したプロセスの均一性のために制御された環境を提供する。
【００４１】
[0045]プロセスチャンバ４１２において、基板４２０は、チャック４２２のチャッキング面４２４上に支持される。チャック４２２は、基板４２０を回転するために回転モータに連結される。基板４２０は、スピンオンコーティングステップ中に、１０，０００ｒｐｍまで回転されてもよい。ｒｐｍの設定は、プロセスチャンバ４１２における圧力、塗布されることになっているコーティングのタイプなどの種々のプロセス変数に左右される。
【００４２】
[0046]下部分４１６の垂直位置は、１つ以上の空気シリンダ４８４によって制御されてもよい。プロセスチャンバ４１２からの基板４２０の出し入れを行うために、空気シリンダ４８４は、ロボットアーム４８８によってアクセス可能にするために、下部分４１６を下げる。
【００４３】
[0047]シャワーヘッドアセンブリ４３０は、プロセスチャンバ４１２に溶剤の蒸気を導入するために、上部分４１４に形成される。プロセスチャンバ４１２にシャワーヘッドアセンブリ４３０によって導入される溶剤の蒸気は、排気システム４３８によって排気されてもよい。蒸気送出システムおよび排気システムを用いて、溶剤の蒸気の圧力を制御することによって、コーティングにおける溶剤の気化の速度が制御されてもよく、それによって硬化の速度を制御する。
【００４４】
[0048]アブソーバ層材料の懸濁溶液またはコロイド溶液などのコーティングの均一な層は、分散システム４４０によって基板４２０上に噴射される。分散システム４４０は、枢動可能な分散アーム４４２を含む。分散ヘッド４５０は、分散アーム４４２の縁部に位置付けられる。分散ヘッド４５０は、ノズルを装備する。コーティング源４５４は、制御可能な流速および圧力でコーティングを行うポンプに接続されてもよい。
【００４５】
煤が出る火炎の塗布
[0049]本発明の一実施形態において、カーボンブラックを備えるアブソーバ層は、煤が出る火炎を用いて堆積されてもよい。本発明の一実施形態において、アブソーバ層は、リボンバーナを通じてアセチレン（Ｃ２Ｈ２）の豊富な空気を用いて煤が出る火炎をあてることによって、および基板を走査することによって、堆積されてもよい。
【００４６】
炭素のＰＶＤ塗布
[0050]本発明の一実施形態において、アブソーバ層は、物理気相堆積（ＰＶＤ）プロセスによって形成されてもよい。一実施形態において、物理気相堆積工程は、炭素を気化させて、処理されることになっている基板上に炭素蒸気を凝結するために、低圧ＰＶＤシステムにおいて炭素アークをあてるステップを備える。凝結された炭素蒸気は、アブソーバ層を形成する。ＰＶＤによって形成されるアブソーバ層は一般に、アモルファス炭素を備える。
【００４７】
電気泳動堆積塗布
[0051]本発明の一実施形態において、アブソーバ層は、電気泳動堆積を用いて形成されてもよい。電気泳動堆積中、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラックまたはフラーレンなどのアブソーバ層用の候補は、液体媒体中に懸濁される。電界（電気泳動）は、液体媒体に印加される。アブソーバ層用の候補は、導電面が液体媒体と接触しているときには、基板の導電面上に堆積されてもよい。
【００４８】
静電堆積塗布
[0052]本発明の一実施形態において、アブソーバ層は、静電堆積を用いて形成されてもよい。本発明の一実施形態において、アブソーバ層は、粉末コーティングによって堆積されてもよい。粉末コーティング中、カーボンブラックまたは黒鉛化カーボンブラックの粉末が、静電銃を介して、電気的に接地された基板面に向かって噴射される。
【００４９】
[0053]一実施形態において、静電力は、アニールプロセス中、アブソーバ層上で維持されてもよい。静電力は、基板面に対して垂直な方向において急速な面の削り直しの延長による傾きの原因となる急速加熱および冷却の間中、アブソーバ層における粒子が、「消え失せる」ことがないようにしてもよい。一実施形態において、静電力は、静電チャック上に基板を位置付けること、加熱アニーリングプロセス中、基板をチャックされた状態に保つことによって、アブソーバ層に印加されてもよい。静電力は、温度勾配が垂直方向において相対的に大きいＤＳＡにおいて特に利点となる可能性がある。
【００５０】
[0054]本発明のアブソーバ層は、放射線によってパターン形成された基板を均一に加熱しようとする場合には常に、適用可能であることを留意すべきである。アブソーバ層はまた、透明な基板または低い吸収係数を有する基板を放射線によって加熱する場合にも適用可能である。
【００５１】
[0055]前述の内容は本発明の実施形態に指向しているが、本発明の他の実施形態およびさらなる実施形態は、本発明の基本的な範囲を逸脱することなく考案されてもよく、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による例示の急速加熱処理システムを概略的に図示する。
【図２】本発明による例示の動的面アニーリングシステムを概略的に図示する。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による基板処理シーケンスを概略的に図示する。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による基板処理シーケンスを概略的に図示する。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による基板処理シーケンスを概略的に図示する。
【図３Ｄ】本発明の一実施形態による基板処理シーケンスを概略的に図示する。
【図３Ｅ】本発明の一実施形態による基板処理シーケンスを概略的に図示する。
【図３Ｆ】本発明の一実施形態による基板処理シーケンスを概略的に図示する。
【図４】本発明のアブソーバ層の塗布に適した例示のコータを概略的に図示する。
【符号の説明】
【００５３】
１０…急速加熱処理システム、１２…基板、１４…処理チャンバ、１５…反射キャビティ、１６…加熱灯アセンブリ、１８…窓、２０…支持構造、２２…反射体板アセンブリ、２３…水冷基部、３０…ガス入口、３２…ガス出口、３４…ポンプシステム、４６…入口、８６…フィルタ、２００…レーザ装置、２０１…放射線モジュール、２０２…放射線源、２０４…平行光線化するための放射線、２０６…コリメータ、２０８…平行ビーム、２１０…レンズ、２１４…基板、２１６…ステージ、２１８…並進機構、２２０…集光光学素子、２２２…放射線、２２４…上面、２２６…制御装置、３００…基板、３０２…酸化物層、３０３…ゲートソース領域、３０４…ゲート誘電体、３０５…ゲートドレイン領域、３０６…ゲート電極、３０８…ゲートソース、３１０…ゲートドレイン、３１２…アブソーバ層、４００…コータ、４１２…プロセスチャンバ、４１４…上部分、４１６…下部分、４１８…Ｏリング、４２０…基板、４２２…チャック、４２４…チャッキング面、４２６…モータ、４３０…シャワーヘッドアセンブリ、４３８…排気システム、４４０…分散システム、４４２…分散アーム、４４８…ノズル、４５０…分散ヘッド、４５４…コーティング源、４８４…空気シリンダ、４８８…ロボットアーム
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明の実施形態は一般に、集積回路の作製に関する。さらに詳細には、本発明の実施形態は、基板上に層を堆積するための工程および次に基板をアニーリングするためのプロセスに関する。
【従来技術の説明】
【０００２】
[0002]集積回路作製における多くのプロセスは、シリコンを包含する基板などの半導体基板上の層の堆積または半導体基板の上に既に堆積された層のアニーリングのための急速の高温処理ステップを必要とする。たとえば、ホウ素、リンまたはヒ素などのドーパントイオンが半導体基板に移植される後、基板は通常、ドーピングプロセス中に分裂された基板の結晶構造を修復し、ドーパントを活性化するために、アニーリングが施される。
【０００３】
[0003]アニーリングステップ中、基板への望ましくない拡散および損傷の原因となりうる高温に基板がさらされる時間量を最小限に抑えるために、基板を急速に加熱および冷却することが通常、好ましい。アニーリングステップは、急速加熱処理（ＲＴＰ）、動的面アニーリング（ＤＳＡ：Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）またはバッチ炉における加熱によって行われてもよい。ＲＴＰプロセスは、基板の全体厚さを加熱し、約２００〜４００℃／秒程度の速度で基板温度を上昇させることができる。ＤＳＡ法は、電磁放射線を用いて基板を走査し、基板の上面を加熱してアニーリングするだけである。基板の上層は、１１００℃〜約１４１０℃の温度まで加熱し、１ミリ秒程度の時間で周囲温度付近まで冷却されることができる。バッチ炉によって提供される加熱は通常、約５〜１５℃／分の速度で基板温度を上昇させる。したがって、ＲＴＰおよびＤＳＡは、バッチ炉加熱より望ましい。
【０００４】
[0004]基板の面にわたる一様でない加熱は、基板におけるパターンが原因で、ＲＴＰ、ＤＳＡまたは他の従来の基板加熱プロセスによって直面されることが多い。今日の集積回路は一般に、基板の面にわたって変化する密度で離隔され、異なるサイズ、形状および材料を有する複数のデバイスを含むため、基板面は、基板面の異なる領域にわたってきわめて異なる熱吸収特性を有することができる。たとえば、その上により低い密度のデバイスを有する基板の第１の領域は通常、その上に第１の領域より高い密度のデバイスを有する基板の第２の領域より高速で加熱される。基板面の異なる領域にわたって変化する反射率もまた、基板面の均一な加熱を困難にする可能性がある。
【０００５】
[0005]アブソーバ層は一般に、パターン形成された基板面にわたって、均一な反射率および／または熱吸収係数を提供するために用いられる。最新技術のアブソーバ層は、低温化学気相堆積（ＣＶＤ）によって堆積されるアモルファス炭素層であってもよい。しかし、このアモルファス炭素層には問題がある。たとえば、アモルファス炭素層が低温で形成される場合には、温度が増大されると、アモルファス炭素層の特性は普通、アニーリングプロセス中に変化する。その上、より急速な加熱処理の場合には、アモルファス層の光吸収係数が増大する可能性がある。
【０００６】
[0006]したがって、改良したアブソーバ層およびアニーリングプロセス中に基板の面にわたって均一な加熱を達成するために、改良したアブソーバ層を形成するための方法に対する需要が依然としてある。
【発明の開示】
【０００７】
[0007]本発明は一般に、増大して安定した熱吸収係数を具備する炭素に基づく材料を用いたアブソーバ層およびそのようなアブソーバ層を作製するための経済的な方法を提供する。
【０００８】
[0008]本発明の一実施形態は、基板の上面にアブソーバ層を堆積し、基板は第１の温度の下で維持されるステップと、加熱処理チャンバにおいて基板をアニーリングし、基板は第２の温度まで加熱され、第２の温度は第１の温度より高いステップと、基板からアブソーバ層を除去するステップと、を備える基板を処理するための方法を提供する。
【０００９】
[0009]本発明の別の実施形態は、基板の上に、アニーリング温度より低い低温でアブソーバ層を堆積し、アブソーバ層がアニーリング温度より高い高温に耐える炭素を備えるステップと、基板の少なくとも一部をアニーリング温度まで急速に加熱し、基板からアブソーバ層を除去するステップと、を含む基板にアニーリングを施すための方法を提供する。
【００１０】
[0010]本発明のさらに別の実施形態は、高温炭素を備える基板を処理するためのアブソーバ層を提供する。
【００１１】
[0011]本発明の上記に記載した特徴は詳細に理解されることができるように、上記で簡単に概略を述べた本発明のさらに具体的な説明は、実施形態を参照することによって得られると考えられ、実施形態の一部は添付図面に示されている。しかし、添付図面は、本発明の代表的な実施形態に過ぎず、したがって、本発明は他の等しく有効な実施形態を認めうることから、その範囲を限定するものと考えるべきではないことを留意すべきである。
【詳細な説明】
【００１２】
[0016]本発明は、加熱アニーリングプロセスに用いられる改良したアブソーバ層のための材料候補および改良したアブソーバ層を塗布するための方法を提供する。特に、本発明のアブソーバ層は、アニーリング温度より低い温度で基板に塗布される高温材料を備える。
【００１３】
加熱アニーリングの装置
[0017]図１は、本願明細書に記載された実施形態によれば、ディスク形状の半導体基板１２にアニーリングを施すための処理チャンバ１４を含む例示の急速加熱処理（ＲＴＰ）システム１０を図示する。処理チャンバ１４は、加熱灯アセンブリ１６によって水冷式石英窓１８を介して放射加熱される。基板１２の周縁部は、支持構造２０によって支持され、この支持構造２０は、任意に（図示せず）約２４０ｒｐｍ（毎分回転数）までの速度で回転されることができる。基板１２の下には、ニッケルメッキのアルミニウム反射体板アセンブリ２２があり、この反射体板アセンブリ２２は、基板１２の有効放射率を強化するために、基板１２の後面に面している光学反射性コーティングを有する。反射体板アセンブリ２２は、水冷基部２３に取り付けられる。基板１２の冷却は、水冷基部２３の冷却能力を増大させ、水冷基部２３のより近くに反射体板アセンブリ２２を位置付けることによって強化されてもよい。さらに、光学コーティングは、加熱灯アセンブリ１６が消灯されると、放射されたエネルギを吸収するように強化されてもよい。反射体板アセンブリ２２の上面と基板１２の後面との間には、反射キャビティ１５がある。
【００１４】
[0018]アニーリングプロセス中に、アニーリング用の周囲のガスが、周囲ガス入口３０を通って処理チャンバ１４に導入される。周囲ガスは、基板１２の上面にわたって流れ、加熱された基板１２と反応してもよい。過剰な周囲ガスのほか、任意の反応副生成物は、ポンプシステム３４によって処理チャンバ１４から周囲ガス出口３２を通って回収される。その上、パージガスが、フィルタ８６に接続される入口４６を通って、処理チャンバ１４に導入されてもよい。
【００１５】
[0019]図２は、以下に記載されるＤＳＡプロセスのための例示のレーザ装置２００を概略的に図示する。レーザ装置２００は、連続波電磁放射線モジュール２０１、その上に基板２１４を収容するように構成されたステージ２１６および並進機構２１８を備える。連続波電磁放射線モジュール２０１は、連続波電磁放射線源２０２と、連続波電磁放射線源２０２とステージ２１６との間に配置された集光光学素子２２０と、を備える。
【００１６】
[0020]集光光学素子２２０は好ましくは、１つ以上のコリメータ２０６を備え、連続波電磁放射線源２０２からの放射線２０４を実質的に平行なビーム２０８に平行光線化する。この平行光線化された放射線２０４は次に、少なくとも１つのレンズ２１０によって、一筋の放射線２２２となり、基板２１４の上面２２４に集光される。
【００１７】
[0021]レンズ２１０は、放射線を一筋に集光することができる任意の適切なレンズまたは一連のレンズである。好ましい実施形態において、レンズ２１０は、円筒形レンズである。あるいは、レンズ２１０は、１つ以上の凹レンズ、凸レンズ、平面鏡、凹面鏡、凸面鏡、反射レンズ、拡散レンズ、フレネルレンズ、勾配屈折率レンズなどであってもよい。
【００１８】
[0022]ステージ２１６は、以下に説明するように、並進中、基板２１４を確実に保持することができる任意のプラットホームまたはチャックである。好ましい実施形態において、ステージ２１６は、摩擦システム、重力システム、機械システムまたは電気システムなどの基板を把持するための手段を含む。把持するための適切な手段の例としては、機械的締め付け、静電チャックまたは真空チャックなどが挙げられる。
【００１９】
[0023]レーザ装置２００はまた、ステージ２１６および一筋の放射線２２２を互いに対して並進するように構成される並進機構２１８も備える。並進機構２１８は、ステージ２１６を連続波電磁放射線源２０２および／または集光光学素子２２０に対して移動させるために、ステージ２１６に連結されてもよい。あるいは、並進機構２１８は、連続波電磁放射線源２０２および／または集光光学素子２２０をステージ２１６に対して移動させるために、連続波電磁放射線源２０２および／または集光光学素子２２０に連結されてもよい。並進機構２１８はまた、連続波電磁放射線源２０２および／または集光光学素子２２０と、ステージ２１６との両方を移動させてもよい。コンベヤシステム、ラックアンドピニオンシステムまたは類似のものなどの任意の並進機構が、用いられてもよい。
【００２０】
[0024]並進機構２１８は好ましくは、制御装置２２６に連結され、ステージ２１６および一筋の放射線２２２が互いに対して移動する走査速度を制御する。加えて、ステージ２１６および一筋の放射線２２２の互いに対する並進は好ましくは、一筋の放射線２２２に対して垂直であり、かつ基板２１４の上面２２４に対して平行である経路に沿って行われる。好ましい実施形態において、並進機構２１８は、一定の速度で移動する。好ましくは、この一定の速度は、３５ミクロン幅のラインの場合は、約２ｃｍ／秒である。別の実施形態において、ステージ２１６および一筋の放射線２２２の互いに対する並進は、一筋の放射線２２２に対して垂直な経路に沿っていない。
【００２１】
加熱アニーリングの工程
[0025]図３Ａ〜図３Ｆは、本発明の実施形態による基板処理シーケンスを概略的に図示する。図３Ａに示されるように、シリコンを備える基板３００が、提供される。図３Ｂに示されているように、基板３００にゲートソース領域３０３およびドレインソース領域３０５を形成するために、フィールド酸化物層３０２、ゲート誘電体３０４、ゲート電極３０６が、従来の方法に基づいて、基板３００の上に堆積されてパターン形成される。図３Ｃに示されているように、ゲートソース３０８およびゲートドレイン３１０を形成するために、ドーパントイオンが次に、基板３００に移植される。
【００２２】
[0026]図３Ｄに示されているように、本発明の実施形態によれば、アブソーバ層３１２が、基板３００の上に堆積される。アブソーバ層３１２は、フィールド酸化物層３０２、ゲート電極３０６、ゲートソース３０８およびゲートドレイン３１０の中の差に関係なく、基板３００にわたって均一な熱吸収係数を提供するように構成される。一実施形態において、アブソーバ層３１２は、炭素を備える。アブソーバ層３１２における炭素は、全体的な光吸収係数を増大する。一実施形態において、アブソーバ層３１２は、たとえばカーボンブラックおよび黒鉛化カーボンブラックなどの高温炭素を備える。アブソーバ層３１２における高温炭素の特性は、次に行われることになっているアニーリングプロセス中、依然として安定している。一実施形態において、アブソーバ層３１２を堆積している間、基板３００は、約４５０℃未満などの低温の中に保たれる。スピンオン、煤を生じる火炎、物理気相堆積、電気泳動堆積および静電堆積などの種々の方法が、アブソーバ層３１２を堆積するために用いられてもよい。これらの方法の詳細な説明は、以下の通りである。
【００２３】
[0027]図３Ｅに示されているように、本発明の実施形態によれば、基板３００が次に、アニーリングされる。アニーリングプロセスは、プロセス要件に応じて、ＤＳＡまたはＲＴＰによって行われてもよい。一般に、アブソーバ層３１２は、ＤＳＡプロセスの場合には相対的に薄く、アブソーバ層３１２は、ＲＴＰプロセスの場合には相対的に厚い。
【００２４】
[0028]図３Ｆに示されているように、アブソーバ層３１２は次に、基板３００から除去される。一実施形態において、アブソーバ層３１２は、オゾンまたは遠隔プラズマ源において生成される酸素プラズマなどの酸化剤をアニーリングチャンバに提供することによって、除去されてもよい。一実施形態において、アブソーバ層３１２は、約４５０℃未満の温度などの低温で酸化剤を用いて、除去されてもよい。低温酸化剤は、オゾンおよび低温酸素プラズマを含んでもよい。別の実施形態において、アブソーバ層３１２は、超音波源を用いて除去されてもよい。別の実施形態において、アブソーバ層３１２は、超音波源を用いて、その後過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）などの液体酸化剤を用いて除去されてもよい。
【００２５】
[0029]図３Ａ〜図３Ｆは、基板上に１つのみのゲートデバイスを示しているが、本願明細書に記載される層は通常、異なるサイズ、タイプおよび材料からなり、基板の面にわたって変化する密度で離隔される複数のデバイスを含む基板上に形成される。この層は、基板の面にわたって地形的に変化するデバイスにもかかわらず、基板のアニーリング中に、基板の面にわたって均一な加熱を促進すると考えられる。
【００２６】
アブソーバ層の候補
[0030]一般に、アニーリングなどの加熱処理ステップにおいて、基板が急速かつ一様に加熱されることができるように、図３Ｄにおけるアブソーバ層３１２などのアブソーバ層は、基板、特にパターン形成された基板にわたって増大され、かつ均一な光吸収係数を提供するように構成される。本発明の一実施形態において、アブソーバ層の熱特性は、アブソーバ層の堆積を含む処理ステップと堆積ステップの後の加熱処理ステップ中、依然として安定である。一実施形態において、アブソーバ層は、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、フラーレンまたは改質フラーレンなどの高温材料を備える。カーボンブラックまたは黒鉛化カーボンブラックなどの高温材料は、高温に耐えることができるため、本発明のアブソーバ層は、加熱処理における加熱および冷却される基板として依然として安定である。
【００２７】
アブソーバ層に用いられるカーボンブラック
[0031]アモルファス炭素は、不活性環境において、石油コークス、油およびコールタールピッチなどの炭素化前駆物質を加熱することによって得られてもよい。カーボンブラックは、アモルファス炭素の一形態である。カーボンブラックは、冷却基板を用いて、煤を生じる火炎などの燃料の豊富な火炎から収集されてもよい。カーボンブラックは、サイズにおいて微細である。アブソーバ層において、カーボンブラックを用いることにはいくつかの利点がある。
【００２８】
[0032]第一に、カーボンブラックは、最新技術のアブソーバ層における低温プラズマ化学気相堆積によって堆積されるアモルファス炭素より高い光吸収係数を有する。
【００２９】
[0033]第二に、カーボンブラックは、天然の形態で見つけられてもよく、半導体処理において、約４５０℃より低い加熱処理温度よりはるかに高い温度で生成されてもよい。したがって、熱吸収係数などの特性は、加熱処理中、安定のままである。低温プラズマ化学気相堆積から形成される最新技術のアブソーバ層の熱吸収係数は、処理中に層が加熱されると増大する。それゆえに、カーボンブラックを具備するアブソーバ層は、加熱処理を制御しやすい。
【００３０】
[0034]第三に、カーボンブラックの小さな粒子サイズは、アブソーバ層を高い真空でなくても方法を用いるために十分なほど薄くすることを可能にする。カーボンブラックは一般に、５０ｎｍ未満の粒子サイズを有する。以下に記載するように、カーボンブラックは、アブソーバ層の薄膜を生成するために、スピンオン方法によって基板面上に堆積されてもよい。
【００３１】
アブソーバ層に用いられる黒鉛化カーボンブラック
[0035]黒鉛化カーボンブラックは、本発明のアブソーバ層に関する別の候補である。黒鉛化カーボンブラックは、不活性環境において約２時間、２８００℃以上で一定の炭素化前駆物質を加熱することによって生成されてもよい。黒鉛化カーボンブラックは、個別の層平面にあってもよい黒鉛構造を有する。
【００３２】
[0036]カーボンブラックに比べて、黒鉛化カーボンブラックは、より高温に耐えることから、基板がＤＳＡ中に１１００℃〜約１４１０℃の温度まで加熱されてもよいため、ＤＳＡ処理の場合には望ましい。
【００３３】
アブソーバ層に用いられる粉砕された黒鉛
[0037]微粉砕された黒鉛は、アブソーバ層に関する別の候補である。黒鉛は、六方晶構造に結合される炭素原子からなる層である。炭素原子の異なる層は、ファンデルワールス力によって共に接続される。微粉砕された黒鉛層は、約１０分の１ミクロンの粒子サイズを有してもよい。微粉砕された黒鉛は、アブソーバ層を形成するために、基板上に懸濁剤を懸濁させて、基板上に塗布してもよい。ＡＱＵＡＤＡＧ（登録商標）は、水中で懸濁された市販の微粉砕された黒鉛であり、アブソーバ層を形成するために直接的に用いてもよい。
【００３４】
アブソーバ層に用いられるフラーレン
[0038]本発明の一実施形態において、アブソーバ層は、フラーレンまたは改質フラーレンを備える。フラーレンは、炭素の珍しい結晶構造である。フラーレンは、面上に配置された２０個の六角形および１３個の五角形からなる球状の構造に６０個の炭素原子を包含する代表的構造を有する。高い熱吸収係数および安定した熱特性を具備するアブソーバ層を形成するために、フラーレンの変形例が、溶解または懸濁させて、基板上に塗布されてもよい。
【００３５】
[0039]その上、本発明のアブソーバ層は、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、フラーレン、改質フラーレンの１つおよびそれらの組み合わせを備えてもよい。
【００３６】
アブソーバ層を塗布するための方法
[0040]本発明の実施形態によるアブソーバ層は、種々の方法によって基板に塗布されてもよい。
【００３７】
スピンオン塗布
[0041]本発明の一実施形態において、本発明のアブソーバ層は、半導体基板におけるフォトレジストの塗布と同様に、スピンオン法を通して基板上に塗布されてもよい。スピンオン塗布は、大気圧で行われてもよい。アブソーバ層のＣＶＤ塗布に比べて、スピンオン塗布は、はるかに安価で高速であり、したがって、維持費を増大する。
【００３８】
[0042]本発明の一実施形態において、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、フラーレンまたは改質フラーレンなどのアブソーバ層用の材料は、懸濁を形成するために、最初に、懸濁剤に懸濁される。懸濁剤は、約１００℃〜約１５０℃の温度などの低温で除去可能であってもよい任意の匹敵する薬剤であってもよい。一実施形態において、懸濁剤は、たとえば、ポリビニルアルコールなどのアルコールに基づいている。懸濁は、次に、懸濁の層を形成するために、旋回中の基板上に滴下される。アブソーバ層は、懸濁剤の除去時に形成されてもよい。
【００３９】
[0043]別の実施形態において、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、フラーレンまたは改質フラーレンなどのアブソーバ層用材料のコロイド溶液は、コロイド溶液の被膜を形成するために旋回中の基板上に形成され、分散されてもよい。アブソーバ層は、アニーリング温度より低い温度でコロイド溶液を硬化することによって形成されてもよい。
【００４０】
[0044]図４は、アブソーバ層のスピンオン塗布に適したコータ（coater）４００を概略的に図示する。コータ４００はまた、基板上のフォトレジストの塗布にも用いられてもよい。コータ４００は、上部分４１４および下部分４１６を有するハウジングによって形成される制御可能な加圧プロセスチャンバ４１２を含む。上部分４１４は、たとえば、Ｏリング４１８によって下部分４１６に対して封止される。封止されたプロセスチャンバ４１２は、改良したプロセスの均一性のために制御された環境を提供する。
【００４１】
[0045]プロセスチャンバ４１２において、基板４２０は、チャック４２２のチャッキング面４２４上に支持される。チャック４２２は、基板４２０を回転するために回転モータに連結される。基板４２０は、スピンオンコーティングステップ中に、１０，０００ｒｐｍまで回転されてもよい。ｒｐｍの設定は、プロセスチャンバ４１２における圧力、塗布されることになっているコーティングのタイプなどの種々のプロセス変数に左右される。
【００４２】
[0046]下部分４１６の垂直位置は、１つ以上の空気シリンダ４８４によって制御されてもよい。プロセスチャンバ４１２からの基板４２０の出し入れを行うために、空気シリンダ４８４は、ロボットアーム４８８によってアクセス可能にするために、下部分４１６を下げる。
【００４３】
[0047]シャワーヘッドアセンブリ４３０は、プロセスチャンバ４１２に溶剤の蒸気を導入するために、上部分４１４に形成される。プロセスチャンバ４１２にシャワーヘッドアセンブリ４３０によって導入される溶剤の蒸気は、排気システム４３８によって排気されてもよい。蒸気送出システムおよび排気システムを用いて、溶剤の蒸気の圧力を制御することによって、コーティングにおける溶剤の気化の速度が制御されてもよく、それによって硬化の速度を制御する。
【００４４】
[0048]アブソーバ層材料の懸濁溶液またはコロイド溶液などのコーティングの均一な層は、分散システム４４０によって基板４２０上に噴射される。分散システム４４０は、枢動可能な分散アーム４４２を含む。分散ヘッド４５０は、分散アーム４４２の縁部に位置付けられる。分散ヘッド４５０は、ノズルを装備する。コーティング源４５４は、制御可能な流速および圧力でコーティングを行うポンプに接続されてもよい。
【００４５】
煤が出る火炎の塗布
[0049]本発明の一実施形態において、カーボンブラックを備えるアブソーバ層は、煤が出る火炎を用いて堆積されてもよい。本発明の一実施形態において、アブソーバ層は、リボンバーナを通じてアセチレン（Ｃ２Ｈ２）の豊富な空気を用いて煤が出る火炎をあてることによって、および基板を走査することによって、堆積されてもよい。
【００４６】
炭素のＰＶＤ塗布
[0050]本発明の一実施形態において、アブソーバ層は、物理気相堆積（ＰＶＤ）プロセスによって形成されてもよい。一実施形態において、物理気相堆積工程は、炭素を気化させて、処理されることになっている基板上に炭素蒸気を凝結するために、低圧ＰＶＤシステムにおいて炭素アークをあてるステップを備える。凝結された炭素蒸気は、アブソーバ層を形成する。ＰＶＤによって形成されるアブソーバ層は一般に、アモルファス炭素を備える。
【００４７】
電気泳動堆積塗布
[0051]本発明の一実施形態において、アブソーバ層は、電気泳動堆積を用いて形成されてもよい。電気泳動堆積中、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラックまたはフラーレンなどのアブソーバ層用の候補は、液体媒体中に懸濁される。電界（電気泳動）は、液体媒体に印加される。アブソーバ層用の候補は、導電面が液体媒体と接触しているときには、基板の導電面上に堆積されてもよい。
【００４８】
静電堆積塗布
[0052]本発明の一実施形態において、アブソーバ層は、静電堆積を用いて形成されてもよい。本発明の一実施形態において、アブソーバ層は、粉末コーティングによって堆積されてもよい。粉末コーティング中、カーボンブラックまたは黒鉛化カーボンブラックの粉末が、静電銃を介して、電気的に接地された基板面に向かって噴射される。
【００４９】
[0053]一実施形態において、静電力は、アニールプロセス中、アブソーバ層上で維持されてもよい。静電力は、基板面に対して垂直な方向において急速な面の削り直しの延長による傾きの原因となる急速加熱および冷却の間中、アブソーバ層における粒子が、「消え失せる」ことがないようにしてもよい。一実施形態において、静電力は、静電チャック上に基板を位置付けること、加熱アニーリングプロセス中、基板をチャックされた状態に保つことによって、アブソーバ層に印加されてもよい。静電力は、温度勾配が垂直方向において相対的に大きいＤＳＡにおいて特に利点となる可能性がある。
【００５０】
[0054]本発明のアブソーバ層は、放射線によってパターン形成された基板を均一に加熱しようとする場合には常に、適用可能であることを留意すべきである。アブソーバ層はまた、透明な基板または低い吸収係数を有する基板を放射線によって加熱する場合にも適用可能である。
【００５１】
[0055]前述の内容は本発明の実施形態に指向しているが、本発明の他の実施形態およびさらなる実施形態は、本発明の基本的な範囲を逸脱することなく考案されてもよく、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による例示の急速加熱処理システムを概略的に図示する。
【図２】本発明による例示の動的面アニーリングシステムを概略的に図示する。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による基板処理シーケンスを概略的に図示する。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による基板処理シーケンスを概略的に図示する。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による基板処理シーケンスを概略的に図示する。
【図３Ｄ】本発明の一実施形態による基板処理シーケンスを概略的に図示する。
【図３Ｅ】本発明の一実施形態による基板処理シーケンスを概略的に図示する。
【図３Ｆ】本発明の一実施形態による基板処理シーケンスを概略的に図示する。
【図４】本発明のアブソーバ層の塗布に適した例示のコータを概略的に図示する。
【符号の説明】
【００５３】
１０…急速加熱処理システム、１２…基板、１４…処理チャンバ、１５…反射キャビティ、１６…加熱灯アセンブリ、１８…窓、２０…支持構造、２２…反射体板アセンブリ、２３…水冷基部、３０…ガス入口、３２…ガス出口、３４…ポンプシステム、４６…入口、８６…フィルタ、２００…レーザ装置、２０１…放射線モジュール、２０２…放射線源、２０４…平行光線化するための放射線、２０６…コリメータ、２０８…平行ビーム、２１０…レンズ、２１４…基板、２１６…ステージ、２１８…並進機構、２２０…集光光学素子、２２２…放射線、２２４…上面、２２６…制御装置、３００…基板、３０２…酸化物層、３０３…ゲートソース領域、３０４…ゲート誘電体、３０５…ゲートドレイン領域、３０６…ゲート電極、３０８…ゲートソース、３１０…ゲートドレイン、３１２…アブソーバ層、４００…コータ、４１２…プロセスチャンバ、４１４…上部分、４１６…下部分、４１８…Ｏリング、４２０…基板、４２２…チャック、４２４…チャッキング面、４２６…モータ、４３０…シャワーヘッドアセンブリ、４３８…排気システム、４４０…分散システム、４４２…分散アーム、４４８…ノズル、４５０…分散ヘッド、４５４…コーティング源、４８４…空気シリンダ、４８８…ロボットアーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理するための方法であって、
前記基板の上面にアブソーバ層を堆積し、前記基板が第１の温度の下で維持されるステップと、
加熱処理チャンバにおいて前記基板をアニーリングし、前記基板が第２の温度まで加熱され、前記第２の温度が前記第１の温度より高いステップと、
前記基板から前記アブソーバ層を除去するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記アブソーバ層が、アモルファス炭素、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、微粉砕された黒鉛、フラーレン、改質フラーレンまたはその組み合わせを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アブソーバ層を堆積するステップが、
懸濁を形成するために、懸濁剤においてアモルファス炭素、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、微粉砕された黒鉛、フラーレン、改質フラーレンの１つまたはその組み合わせを懸濁する工程と、
前記基板にわたって前記懸濁の被膜を形成するために前記基板を旋回している間、前記基板の上面に前記懸濁を分散する工程と、
前記懸濁の被膜から前記懸濁剤を除去する工程と、
を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記アブソーバ層を堆積するステップが、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、フラーレンまたは改質フラーレンの１つまたはその組み合わせを前記基板の前記上面に電気泳動によって堆積させる工程を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記アブソーバ層を堆積するステップが、物理気相堆積を用いて、前記基板の前記上面にアモルファス炭素を堆積する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記アブソーバ層を除去するステップが、酸化剤を加熱処理チャンバに提供する工程を含み、前記酸化剤が、オゾンまたは遠隔プラズマ源からの酸素プラズマを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記アブソーバ層を除去するステップが、超音波源を用いて前記基板を洗浄する工程と、前記基板に液体酸化剤を塗布する工程と、を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記基板をアニーリングするステップが、急速加熱処理、動的面アニーリングプロセスまたは急速加熱処理および動的面アニーリングプロセスの組み合わせによって、前記基板を加熱する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
基板をアニーリングするための方法であって、
前記基板上に、アニーリング温度より低い低温でアブソーバ層を堆積し、前記アブソーバ層が前記アニーリング温度より高い高温に耐える炭素を備えるステップと、
前記アニーリング温度まで前記基板の少なくとも一部を急速に加熱するステップと、
前記基板から前記アブソーバ層を除去するステップと、を備える方法。
【請求項１０】
前記アブソーバ層が、黒鉛化カーボンブラックを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記アブソーバ層を堆積するステップが、
液体媒体に前記高温炭素を懸濁する工程と、
中に懸濁される前記高温炭素を有する前記液体媒体を用いて、前記基板上に被膜を形成する工程と、
前記基板上の前記被膜から前記液体媒体を除去する工程と、
を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記アブソーバ層を堆積するステップが、物理気相堆積を用いてアモルファス炭素の層を堆積する工程を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記アブソーバ層を堆積するステップが、前記基板上に前記高温炭素の層を電気泳動によって堆積する工程を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記アブソーバ層を堆積するステップが、前記基板上に前記高温炭素の層を静電気によって堆積する工程を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記アニーリング温度まで前記基板の少なくとも一部を急速に加熱する間、前記基板に静電力を印加するステップをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１】
基板を処理するための方法であって、
前記基板の上面にアブソーバ層を堆積し、前記基板が第１の温度の下で維持されるステップと、
加熱処理チャンバにおいて前記基板をアニーリングし、前記基板が第２の温度まで加熱され、前記第２の温度が前記第１の温度より高いステップと、
前記基板から前記アブソーバ層を除去するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記アブソーバ層が、アモルファス炭素、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、微粉砕された黒鉛、フラーレン、改質フラーレンまたはその組み合わせを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アブソーバ層を堆積するステップが、
懸濁を形成するために、懸濁剤においてアモルファス炭素、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、微粉砕された黒鉛、フラーレン、改質フラーレンの１つまたはその組み合わせを懸濁する工程と、
前記基板にわたって前記懸濁の被膜を形成するために前記基板を旋回している間、前記基板の上面に前記懸濁を分散する工程と、
前記懸濁の被膜から前記懸濁剤を除去する工程と、
を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記アブソーバ層を堆積するステップが、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、フラーレンまたは改質フラーレンの１つまたはその組み合わせを前記基板の前記上面に電気泳動によって堆積させる工程を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記アブソーバ層を堆積するステップが、物理気相堆積を用いて、前記基板の前記上面にアモルファス炭素を堆積する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記アブソーバ層を除去するステップが、酸化剤を加熱処理チャンバに提供する工程を含み、前記酸化剤が、オゾンまたは遠隔プラズマ源からの酸素プラズマを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記アブソーバ層を除去するステップが、超音波源を用いて前記基板を洗浄する工程と、前記基板に液体酸化剤を塗布する工程と、を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記基板をアニーリングするステップが、急速加熱処理、動的面アニーリングプロセスまたは急速加熱処理および動的面アニーリングプロセスの組み合わせによって、前記基板を加熱する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
基板をアニーリングするための方法であって、
前記基板上に、アニーリング温度より低い低温でアブソーバ層を堆積し、前記アブソーバ層が前記アニーリング温度より高い高温に耐える炭素を備えるステップと、
前記アニーリング温度まで前記基板の少なくとも一部を急速に加熱するステップと、
前記基板から前記アブソーバ層を除去するステップと、を備える方法。
【請求項１０】
前記アブソーバ層が、黒鉛化カーボンブラックを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記アブソーバ層を堆積するステップが、
液体媒体に前記高温炭素を懸濁する工程と、
中に懸濁される前記高温炭素を有する前記液体媒体を用いて、前記基板上に被膜を形成する工程と、
前記基板上の前記被膜から前記液体媒体を除去する工程と、
を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記アブソーバ層を堆積するステップが、物理気相堆積を用いてアモルファス炭素の層を堆積する工程を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記アブソーバ層を堆積するステップが、前記基板上に前記高温炭素の層を電気泳動によって堆積する工程を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記アブソーバ層を堆積するステップが、前記基板上に前記高温炭素の層を静電気によって堆積する工程を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記アニーリング温度まで前記基板の少なくとも一部を急速に加熱する間、前記基板に静電力を印加するステップをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図４】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２７０７４６（Ｐ２００８−２７０７４６Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００８−５２４１７（Ｐ２００８−５２４１７）
【出願日】平成２０年３月３日（２００８．３．３）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５２４１７（Ｐ２００８−５２４１７）
【出願日】平成２０年３月３日（２００８．３．３）
【出願人】（３９００４０６６０）アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド (1,346)
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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