説明

動的表面アニール処理のための吸収層

【課題】複数のデバイスを含む基板に対し、電磁放射線によるアニール中に基板の表面全体に一様な加熱を実施する方法を提供する。
【解決手段】基板300上にアモルファス炭素を含む層312を堆積させるステップと、その後、該層312を少なくとも約300℃の温度に加熱するのに十分な条件下で該基板300を約600nm〜約1000nmの波長を1つ以上もつ電磁放射線にさらすステップと、を含む前記方法が提供される。任意に、前記アモルファス炭素を含む層312は、窒素、ホウ素、リン、フッ素、及びそれらの組合わせからなる群より選ばれたドーパントを更に含んでいる。一態様においては、前記アモルファス炭素を含む層312は、反射防止コーティングと、電磁放射線を吸収し且つ基板300の最上面をアニールする吸収層である。一態様においては、基板300はレーザアニールプロセスにおいて電磁放射線にさらされる。

【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、一般的には、集積回路の製造に関する。更に詳細には、本発明の実施形態は、基板上に層を堆積させ、その後、基板をアニールする方法に関する。
【0002】
関連技術の説明
[0002]集積回路の製造における多くの処理には、シリコン含有基板のような半導体基板上に層を堆積させるか又は半導体基板上にあらかじめ堆積させた層をアニールするための急速な高温処理ステップが必要である。例えば、ホウ素、リン、ヒ素のようなドーパントイオンが半導体基板の中に注入された後、基板は、典型的には、ドーププロセスの間に破壊した基板の結晶構造を修復するとともにドーパントを活性化するためにアニールされる。
【0003】
[0003]典型的には、基板が、望まれていない拡散を引き起こし得る高温にさらされる時間を最小限にするために基板を急速に加熱・冷却することが好ましい。約200〜400℃/秒程度の割合で基板温度を上げることができる急速熱処理(RTP)チャンバと方法が開発された。RTPプロセスは、典型的には約5-15℃/分の割合で基板温度を上げるバッチ炉によって得られる加熱に比べ、改良された急速加熱法を提供する。
【0004】
[0004]RTPプロセスは基板を急速に加熱・冷却することができるが、RTPプロセスはしばしば基板の厚さ全体を加熱する。半導体基板上でアニールを必要とするデバイスは典型的には数ミクロンの基板のような最上表面層を通して伸びているだけなので、半導体基板の厚さ全体全層を加熱することは、しばしば不必要で望ましくない。その上、基板の厚さ全体を加熱すると、基板を冷却させるのに必要な時間が増え、基板を処理する時間が増え、ひいては、半導体処理システムにおける基板の処理能力が低下する。基板を冷却するのに必要な時間を増加させることは、基板が活性化に必要な高温にさらされ得る時間も制限する。拡散を制限し且つデバイス収縮を最小限にすることから、より短い加熱・冷却時間が望ましい。
【0005】
[0005]RTP又は他の従来の基板加熱プロセスがしばしば経験するもう一つの問題は、基板の表面全体の不均一な加熱である。今日の集積回路は、一般的には、基板の表面全体に異なる密度で隔置され且つ大きさ、形、材料が異なる複数のデバイスを含んでいるので、基板表面は、基板表面の異なる領域全体で全く異なる熱吸収特性をもち得る。例えば、より密度の低いデバイスをその上にもつ基板の第一領域は、典型的には、第一領域よりも密度の高いデバイスをもつ基板の第二領域よりも速く加熱される。基板表面の異なる領域全体の種々の反射率が、基板表面の均一な加熱を挑戦させ得る。
【0006】
[0006]それ故、アニールプロセスの間、半導体基板を基板の表面全体に均一に熱する方法が依然として求められている。
【発明の概要】
【0007】
[0007]本発明の実施形態は、基板上に層を堆積させ、その後、少なくとも約300℃の温度に層を加熱するのに十分な条件下で約600nm〜約1000nmの波長を1つ以上もつ電磁放射線に基板をさらすことを含む基板を処理する方法を提供する。一態様においては、層はアモルファス炭素を含んでいる。他の態様においては、層は更に、窒素、ホウ素、リン、フッ素、又はそれらの組合わせを含んでいる。一実施形態においては、基板を電磁放射線にさらすことは、基板をレーザアニールすることを含んでいる。
【0008】
[0008]他の態様においては、基板を処理する方法であって、波長が約600nm〜約1000nmの電磁放射線の約0.84以上の放射率を層に与えるのに十分な条件下で約200オングストローム〜2.5μmの厚さを有する層を堆積させ、その後、基板をレーザアニールすることを含む、前記方法が提供される。
【0009】
[0009]基板上にアモルファス炭素を含む層を堆積させ、その後、層を少なくとも約300℃の温度に加熱するのに十分な条件下で基板を約600nm〜約1000nmの波長を1つ以上もつ電磁放射線にさらすことを含む方法によって処理された、基板。
【0010】
[0010]本発明の上記特徴を詳細に理解することができるように、上で簡単に纏めた本発明のより詳しい説明は、実施形態によって参照することができ、その一部が添付の図面に示される。しかしながら、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態だけを示し、それ故、本発明の範囲を制限するとみなすべきでなく、本発明は、他の等しく有効な実施形態を許容することができることは留意すべきである。
【好適実施形態の詳細な説明】
【0011】
[0015]本発明の実施形態は、基板を処理する方法であって、基板上に層を堆積させて、アニールの間、基板の表面全体に均一な加熱を促進させることを含む前記方法を提供する。一実施形態においては、波長が約600nm〜約1000nmの電磁放射線の約0.84以上の放射率を層に与えるのに十分な条件下で約200オングストローム〜約2.5μmの厚さに層を堆積させ、その後、レーザアニールする。
【0012】
[0016]一実施形態においては、層はアモルファス炭素と水素を含んでいる。一態様においては、層は、主にsp3結合をもち、炭素原子と水素原子を含むアモルファス炭素層である。他の実施形態においては、層はアモルファス炭素と、水素と、窒素、ホウ素、リン、フッ素、又はそれらの組合わせからなる群より選ばれたドーパントとを含んでいる。一態様においては、層は、炭素原子と、水素原子と、窒素、ホウ素、リン、フッ素、及びそれらの組合わせからなる群より選ばれたドーパント原子を含むドープされたアモルファス炭素層である。一実施形態においては、層は、主にsp2結合をもつ窒素ドープされたアモルファスグラファイト層である。すべての実施形態においては、好ましくは、層は金属を全く含まないか又はほとんど含まない。層は、炭素源を含むガス混合物のプラズマ増強型化学気相成長(PECVD)によって堆積させることができる。好ましくは、炭素源は、直鎖炭化水素のようなガス状炭化水素である。例えば、炭素源はプロピレン(C)でもよい。ガス混合物は、液体前駆物質又はガス状前駆物質である炭素源から形成することができる。一実施形態においては、液体前駆物質は、デバイスの側壁やコーナーカバレッジ又は基板上にあってもよい特徴部を改善するために用いられる。ガス混合物は、更に、ヘリウム(He)のようなキャリヤガスを含むことができる。炭素源の例と層を堆積させる処理条件は、更に共同譲渡された米国特許第6,573,030号に示され、この開示内容は本明細書に援用されている。層は、約100オングストローム〜約20,000オングストロームの厚さに堆積させることができる。好ましくは、層は、約800オングストローム〜1500オングストロームの厚さ、例えば、約1200オングストロームの厚さに堆積される。層は、PECVDを実施できるあらゆるチャンバで堆積させることができる。一実施形態においては、層は、デバイス間の層又は基板上の特徴部のギャップ充填能力を強化するために高密プラズマ条件で堆積される。用いることができるチャンバの例は、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から入手できるDSMAPMチャンバである。
【0013】
[0017]図1は、平行平板型CVD処理チャンバ10を示す垂直断面図の一例である。チャンバ10は高真空領域15と、そこを通ってプロセスガスを基板(図示せず)に分散するための貫通された穴とを含む。基板は、基板支持プレート又はサセプタ12の上に載せられる。サセプタ12は、サセプタ12をリフトモータ14に接続する支持ステム13上に取付けられる。リフトモータ14は、サセプタ12(とサセプタ12の上面に支持された基板)を下部ローディング/オフローディング位置とマニホールド11に密接に隣接した上部処理位置との間で制御可能に移動させることができるように、処理位置と下部の基板ローディング位置との間でサセプタ12を上下させる。インシュレータ17はサセプタ12と上部処理位置にあるときの基板を囲んでいる。
【0014】
[0018]マニホールド11に導入されるガスは、基板の表面全体に放射状に一様に配分される。スロットルバルブをもつ真空ポンプ32は、チャンバ10からマニホールド24を通ってガスの排出割合を制御する。必要に応じて、堆積物とキャリヤガスがガスライン18を通って混合システム19に入り、その後マニホールド11に流れる。一般的には、各プロセスガス供給ライン18は(i)プロセスガスのチャンバへの流れを自動的に又は手動で遮断するために用い得る安全遮断弁(図示せず)と(ii)ガス供給ライン18を通るガスフローを測定するマスフローコントローラ(図示せず)を含んでいる。プロセスに毒性ガスが使われる場合、複数の安全遮断弁が慣用的な配置でそれぞれのガス供給ライン18に配置される。
【0015】
[0019]制御されたプラズマは、典型的には、RF電源25を用いてガス分配マニホールド11に適用されるRFエネルギーによって基板に隣接して形成される。或いは、RF電力がサセプタ12に供給され得る。堆積チャンバへのRF電力は循環又はパルスさせることができる。プラズマの出力密度は約0.0016W/cm2〜約155W/cm2であり、それは300mmの基板に対して、約1.1Wから約100kWまでのRF電力レベルに相当する。
【0016】
[0020]RF電源25は、約0.01MHz〜300MHz、例えば、約13.56MHzの単一周波数RF電力を供給し得る。或いは、RF電力は、高真空領域15に導入される反応化学種の分解を強化するために混合した同時周波数を用いて分配されてもよい。一態様においては、混合した周波数は約12kHzのより低い周波数と約13.56mHzのより高い周波数である。他の態様においては、より低い周波数は約300Hz〜約1,000kHzの範囲にあってもよく、より高い周波数は約5mHz〜約50mHzの範囲にあってもよい。
【0017】
[0021]典型的には、チャンバライニング、分配マニホールド11、サセプタ12、さまざまな他のリアクタハードウエアのいずれか又は全部が、アルミニウム又は陽極酸化アルミニウムのような材料から作られる。このようなCVDリアクタの一例は、“熱CVD/PECVDリアクタ及び二酸化シリコンの熱化学気相堆積のための使用及びインサイチュマルチステップ平坦化プロセス”と称する米国特許第5,000,113号に記載され、この開示内容は本明細書に援用されている。
【0018】
[0022]システムコントローラ34は、モータ14、ガス混合システム19、制御ライン36によってそれと接続されているRF電源25を制御する。システムコントローラ34は、CVDリアクタの活動を制御し、典型的には、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、カードラックを含んでいる。カードラックは、シングルボードコンピュータ(SBC)、アナログとデジタルの入力/出力ボード、インタフェースボード、ステッパモータコントローラボードを含有する。システムコントローラ34は、ボード、カードケージ、コネクタの寸法と種類を規定するバーサモジュールヨーロピアンズ(VME)規格に適合している。VME規格は、16ビットデータバスと24ビットアドレスバスをもつバス構造も規定している。
【0019】
[0023]約30sccm〜約3000sccmの割合で混合システム19に炭素源を導入することができ、約100sccm〜約5000sccmの割合でチャンバにキャリヤガスを導入することができる。堆積中に、基板は、約200℃〜1500℃の温度、例えば、約300℃〜約700℃の温度に維持される。好ましくは、基板は約350℃〜約550℃の温度に維持することができる。例えば、基板は約550℃の温度に維持することができる。堆積圧は、典型的には約5トール〜約50トール、例えば、約7トールである。約500W〜約1500WのRF電力は、約13.56MHzの周波数でチャンバに印加することができる。
【0020】
[0024]一実施形態においては、次の処理条件が用いられる。基板は約350℃〜約550℃の温度に維持される。圧力は、約6トール〜約8トールである。RF電力は約2W/cm〜約3W/cmに印加される。Cは約3sccm/cm〜約5sccm/cmで混合システムに導入され、ヘリウムは約2sccm/cm〜約3sccm/cmで混合システムに導入され、チャンバシャワーヘッドと基板支持体の間の間隔は、約250ミル〜約300ミルである。
【0021】
[0025]他の実施形態においては、層はアモルファス炭素と窒素を含んでいる。層は炭素源と、窒素源、ホウ素源、リン源、フッ素源、及びそれらの組合わせからなる群より選ばれたドーパント源を含むガス混合物のPECVDによって堆積させることができる。好ましくは、窒素源は窒素(N)である。ガス混合物は、更に、ヘリウム(H)のようなキャリヤガスを含むことができる。炭素源は約30sccm〜約3000sccmの割合で混合システム19に導入することができ、ドーパント源は約30sccm〜約5000sccmの割合で混合システム19に導入することができ、キャリヤガスは約160sccm〜約5000sccmの割合で混合システム19に導入することができる。層は、約800オングストローム〜約1500オングストロームの厚さ、例えば、約1150オングストロームの厚さに堆積させることができる。堆積の間、基板は約200℃〜約1500℃の温度に維持される。好ましくは、基板は約250℃〜約450℃の温度に維持される。例えば、基板は約400℃の温度に維持することができる。堆積圧は、典型的には約5トール〜約50トール、例えば、約7トールである。
【0022】
[0026]一実施形態においては、次の処理条件が用いられる。基板は約250℃〜約450℃の温度に維持され、圧力は約6トール〜約8トールであり、RF電力は約3W/cm〜約5W/cmに印加され、Cは約0.8sccm/cm〜約1.5sccm/cmで混合システムに導入され、Nは約8sccm/cm〜約12sccm/cmで混合システムに導入され、チャンバシャワーヘッドと基板支持の間の間隔は、約300ミル〜約400ミルである。
【0023】
[0027]アモルファス炭素と任意に窒素を含む層は、耐久性があり且つ基板から簡単に除去可能である。層は、典型的には1200℃を超える処理温度に耐えることができ、酸素アッシングプロセスで基板から除去することができる。
【0024】
[0028]層が基板上に堆積した後、基板は、層を少なくとも約300℃の温度に加熱するのに十分な条件下で約600nm〜約1000nmの波長を1つ以上もつ電磁放射線にさらされる。好ましくは、基板はレーザから放出された連続波電磁放射線でレーザアニールされる。本明細書に定義される“連続波電磁放射線”は連続的に、即ち、バースト又はパルスではなく放出される放射線である。或いは、基板は、電磁放射線のパルスでレーザアニールされてもよい。他の実施形態においては、電磁放射線は、ランプのような広範囲電磁放射線源、例えば、キセノンアークランプで供給される。
【0025】
[0029]一実施形態においては、電磁放射線は約600nm〜約1000nmの波長を有する。好適実施形態においては、電磁放射線は約808nm〜約810nmの波長を有する。好ましくは、約808nm〜約810nmの波長における層の吸光係数は、約0.01〜約2.0である。典型的には、レーザによって放出される電磁放射線の出力密度は約10kW/cm〜約200kW/cm、例えば、約90kW/cmである。
【0026】
[0030]レーザアニールの間、基板はレーザによって放出される放射線のラインで走査される。電磁放射線のラインは、約3μm〜約500μm、例えば、約35μm幅とすることができる。
【0027】
[0031]レーザ又は広範囲電磁放射線源によって放出される電磁放射線は、実質的に層で吸収される。レーザ又は広範囲電磁放射線源で放出されたとしても、層は、ほとんど反射しない。従って、層は、吸収層と反射防止コーティング層の双方として記載することができる。その後、層は層が堆積された基板に吸収された電磁放射線によって生成した熱エネルギーを転移し、基板が加熱され、アニールされる。好ましくは、基板の最上面、例えば、レーザに面する基板表面の最上部15μmだけが加熱され、アニールされる。従って、一実施形態においては、アニールプロセスは動的表面アニール(DSA)プロセスである。一実施形態においては、基板の最上表面層は、約1100℃〜約1410℃の温度に加熱され、1ミリ秒程度の時間、周囲温度近くまで冷却される。
【0028】
[0032]本明細書に記載される実施形態において用いることができるレーザ装置200の一例を図2に示す。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を受容するように構成されたステージ216、変換メカニズム218を備えている。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の間に配置されたフォーカシングオプチックス220を備えている。
【0029】
[0033]好適実施形態においては、連続波電磁放射線源202は少なくとも15秒間連続して放射線を放出することができる。また、好ましい実施形態においては、連続波電磁放射線源202は複数のレーザダイオードを備え、それぞれが同じ波長で一様で空間的なコヒーレント光を生成する。更に他の好ましい実施形態においては、1つ又は複数のレーザダイオードの出力は0.5kW〜50kWの範囲にあるが、好ましくは約2kWである。適切なレーザダイオードは、カリフォルニア州サンタクララのコヒーレント社、カリフォルニア州スペクトラフィジックス、ミズーリ州セントチャールズのカッティングエッジオプトロニクス社から製造されている。好ましいレーザダイオードは、カッティングエッジオプトロニクスから製造されているが、他の適切なレーザダイオードは、スペクトラフィジックスのMONSOON(登録商標)のマルチバーモジュール(MBM)であり、レーザモジュールに対して40−480ワットの連続波出力を与える。
【0030】
[0034]フォーカシングオプチックス220は、好ましくは、連続波電磁放射線源202からの放射線204をほぼ平行なビーム208にする、1つ以上のコリメータ206を備えている。その後、この平行にした放射線208は少なくとも1つのレンズ210によって基板214の上面224における放射線のライン222に焦点が合わせられる。
【0031】
[0035]レンズ210は、放射線の焦点をライに合わせることができるあらゆ適切なレンズ、又は一連のレンズである。好適実施形態においては、レンズ210は円筒型レンズである。或いは、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、屈折レンズ、回折レンズ、フレスネルレンズ、屈折率分布型レンズ等でもよい。
【0032】
[0036]ステージ216は、以下で説明されるように、変換の間、基板214を固定して保持することができるあらゆるプラットフォーム又はチャックである。好適実施形態においては、ステージ216は、摩擦、重力、機械、電気のシステムのような基板をつかむ手段を含んでいる。つかむのに適した手段の例としては、機械的クランプ、静電チャック又は真空チャック等が挙げられる。
【0033】
[0037]装置200は、また、相互に関連したステージ216と放射線ライン222を変換させるように構成された変換メカニズム218を備えている。一実施形態においては、変換メカニズム218は、連続波電磁放射線源202及び/又はフォーカシングオプチックス220に関連したステージ216を移動させるためにステージ216に結合される。他の実施形態においては、変換メカニズム218は、ステージ216に関連した連続波電磁放射線源202及び/又はフォーカシングオプチックス220を移動させるために連続波電磁放射線源202及び/又はフォーカシングオプチックス220に結合される。更に他の実施形態においては、変換メカニズム218は、連続波電磁放射線源202及び/又はフォーカシングオプチックス220と、ステージ216の双方を移動させる。コンベヤシステム、ラック、ピニオンシステム等のあらゆる適切な変換メカニズムを用いることができる。
【0034】
[0038]変換メカニズム218は、好ましくは、ステージ216と放射線ライン222が相互に関連して移動する走査速度を制御するためにコントローラ226に結合される。更に、ステージ216と相互に関連した放射線ライン222の変換は、好ましくは、放射線222に垂直で基板214の上面224に平行な経路に沿っている。好適実施形態においては、変換メカニズム218は一定速度で移動させる。好ましくは、この一定速度は、35ミクロン幅のラインに対して約2cm/sである。他の実施形態においては、ステージ216と相互に関連した放射線ライン222の変換は、放射線ライン222に垂直な経路に沿っていない。
【0035】
[0039]図2について図示され説明されたレーザと本明細書に記載された実施形態において用いることができるレーザの他の実施形態は、更に、“走査によるサーマルフラックスプロセス”と称する2002年4月18日出願の共同譲渡された米国特許出願第10/126,419号に記載され、この開示内容は本明細書に援用されている。
【0036】
[0040]基板がアニールされた後、層は基板から除去され得る。層がアモルファス炭素もしくは、アモルファス炭素と窒素、ホウ素、リン、フッ素、又はそれらの組合わせからなる群より選ばれたドーパントを含む実施形態においては、層は基板から酸素アッシングプロセスで除去することができる。酸素アッシングプロセスは、フォトレジストアッシングチャンバ内で実施することができる。好ましくは、酸素アッシングプロセス後、基板は、ウェットクリーン、例えば、希釈したHFクリーン又はSC1+DI/Oクリーンで処理されて、アッシング処理の残渣を除去する。
【0037】
[0041]本発明の実施形態に準じた例示的な基板処理シーケンスが図3A‐図3Fについて以下に記載される。図3Aに示されるように、シリコンを含む基板300が準備される。フィールド酸化物層302、ゲート誘電体304、ゲート電極306は、図3Bに示されるように、ゲートソース領域303とドレインソース領域305を基板300に形成する従来の方法に従って基板300上に堆積させ、パターン形成される。その後、ドーパントイオンは、ゲートソース308とゲートドレイン310を形成するため、図3Cに示されるように、基板300の中に注入される。その後、アモルファス炭素と任意にドーパントを含む層312が、図3Dに示されるように、基板300の上に本発明の実施形態に従って堆積される。その後、基板300は、図3Eに示されるように、本発明の実施形態に従ってレーザアニールされる。その後、層312は、例えば、酸素アッシングプロセスによって、図3Fに示されるように基板から除去される。
【0038】
[0042]図3A‐図3Fには基板上に1つのゲートデバイスだけが示されているが、本明細書に記載される層は、典型的には、異なる大きさ、種類、材料の複数のデバイスを含む基板上に形成され、基板の表面全体に種々の密度で隔置される。層は、基板の表面全体にデバイストポグラフィーが異なっているにもかかわらず、基板のアニール中に基板の表面全体に一様な加熱を促進させると考えられる。特に、基板が約808nm〜約810nmの波長をもつ電磁放射線にさらされるレーザアニールプロセスの間、基板の表面全体に一様な加熱を促進させる約808nm〜約810nmの波長をもつ電磁放射線に対して、層は高い放射率をもつと考えられる。
【0039】
[0043]実施例
[0044]実施例1‐9
[0045]以下の処理条件: 550℃、7トール、13.56MHzの周波数の700ワットRF電力、1200sccmのC、650sccmのHe、チャンバシャワーヘッドと基板支持体の間の270ミルの間隔によってPECVDチャンバ内で9枚のシリコン基板上にアモルファス炭素を含む層を堆積させた。実施例1‐7においては、チャンバシャドーリングを除外して層を堆積させた。実施例8と実施例9においては、チャンバシャドーリングが存在して層を堆積させた。その後、基板を本明細書に示された実施形態に従ってレーザアニールした。堆積した層の厚さ、堆積時間、810nmの電磁放射線に対する層の放射率を表1に示す。
【0040】
【表1】

【0041】
[0046]実施例10‐17
[0047]以下の処理条件: 400℃、7トール、13.56MHzの周波数の1200ワットRF電力、350sccmのC、3400sccmのN、チャンバシャワーヘッドと基板支持体の間の270ミルの間隔によってPECVDチャンバ内で8枚のシリコン基板上にアモルファス炭素と窒素を含む層を堆積させた。実施例10‐15においては、チャンバシャドーリングを除外して層を堆積させた。実施例16と実施例17においては、チャンバシャドーリングが存在して層を堆積させた。その後、基板を本明細書に示された実施形態に従ってレーザアニールした。堆積した層の厚さ、堆積時間、810nmの電磁放射線に対する層の放射率を表2に示す。
【0042】
【表2】

【0043】
[0048]表1と表2に示されるように、アモルファス炭素と、アモルファス炭素と窒素を含み、約800オングストローム〜約1500オングストロームの厚さを有する層は、約600nm〜約1000nm、例えば、約808nm〜約810nm、例えば810nmの波長をもつ電磁放射線に対して0.84以上の放射率をもっている。予想外に、アモルファス炭素と窒素を含む層が、アモルファス炭素を含むが窒素を含まない同程度の厚さの層よりも放射率が高いことがわかった。窒素を含むアモルファス炭素層のバンドギャップが、典型的には約0.6eVであるが、PECVDにより堆積したアモルファス炭素に対するバンドギャップは、典型的には約1.4eVであるので、窒素がアモルファス炭素層の熱導電性を増大させると考えられる。
【0044】
[0049]図4は、異なる光吸収係数kをもち、アモルファス炭素又はアモルファス炭素と窒素を含む層の810nmの波長をもつ放射線の吸収率を示すグラフである。図4は、アモルファス炭素と窒素を含む層が、炭素を含み窒素を含まない同程度の厚さの層よりも810nmの波長をもつ電磁放射線を多量に吸収したことを示している。アモルファス炭素層に窒素を加えると、約600nm〜約1000nm、例えば、約808nm〜約810nmの波長をもつ電磁放射線の層の吸収が増加することが考えられる。
【0045】
[0500]アモルファス炭素と窒素を含む層の他の利点も認められる。例えば、アモルファス炭素を含むが窒素を含まない層は、典型的には約808nm〜約810nmの波長をもつ電磁放射線の良好な吸収を達成するために、約1200オングストロームのような厚さに、約550℃のようなより高い温度で堆積されなければならないが、アモルファス炭素と窒素を含む層は、約700nm〜約1mmの波長をもつ電磁放射線の良好な吸収を達成するために、約1150オングストロームのような厚さに、約400℃のようなより低い温度で堆積され得る。基板中のシリコンの望ましくない再結晶の原因となり得る温度に基板をさらすのを最小限にするので、より低い堆積温度が好ましい。
【0046】
[0051]上記は本発明の実施形態に関するが、本発明の更に多くの実施形態が本発明の基本的範囲から逸脱しないで構成されてもよく、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】
【0047】
【図1】図1は、本明細書に記載された実施形態に従って用いられるように構成された例示的な化学気相堆積のリアクタの断面図である。
【図2】図2は、本明細書に記載された実施形態に従って用いられるレーザアニール装置の側面図である。
【図3A】図3Aは、基板処理シーケンスの実施形態を示す断面図である。
【図3B】図3Bは、基板処理シーケンスの実施形態を示す断面図である。
【図3C】図3Cは、基板処理シーケンスの実施形態を示す断面図である。
【図3D】図3Dは、基板処理シーケンスの実施形態を示す断面図である。
【図3E】図3Eは、基板処理シーケンスの実施形態を示す断面図である。
【図3F】図3Fは、基板処理シーケンスの実施形態を示す断面図である。
【図4】図4は、本明細書に記載された実施形態に従って堆積された層による放射線吸収%を示すグラフである。
【符号の説明】
【0048】
10…平行平板型CVD処理チャンバ、11…ガス分配マニホールド、12…サセプタ、14…リフトモータ、15…高真空領域、17…インシュレータ、18…ガスライン、19…混合システム、25…RF電源、32…真空ポンプ、34…システムコントローラ、200…レーザ装置、201…連続波電磁放射線モジュール、202…連続波電磁放射線源、206…コリメータ、208…ビーム、210…レンズ、214…基板、216…ステージ、218…変換メカニズム、220…フォーカシングオプチックス、222…放射ライン、224…上面、300…基板、302…フィールド酸化物層、303…ゲートソース領域、304…ゲート誘電体、306…ゲート電極、308…ゲートソース、310…ゲートドレイン、312…層。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を処理する方法であって、
該基板上にアモルファス炭素を含む層を堆積させるステップと、
その後、該層を少なくとも約300℃の温度に加熱するのに十分な条件下で該基板を約600nm〜約1000nmの波長を1つ以上もつ電磁放射線にさらすステップと、
を含む、前記方法。
【請求項2】
該基板を電磁放射線にさらすステップが、該基板をレーザアニールするステップを含んでいる、請求項1記載の方法。
【請求項3】
該レーザアニールするステップが、該基板の表面全体に伸びているラインに連続波電磁放射線の焦点を合わせるステップを含んでいる、請求項2記載の方法。
【請求項4】
該電磁放射線がランプで供給される、請求項1記載の方法。
【請求項5】
アモルファス炭素を含む該層が、プラズマ増強型化学気相堆積によって堆積される、請求項1記載の方法。
【請求項6】
該基板を電磁放射線にさらすステップの後に該基板から該層を除去するステップを更に含む、請求項1記載の方法。
【請求項7】
アモルファス炭素を含む層を堆積させるステップの前に該基板にドーパントイオンを注入するステップを更に含む、請求項1記載の方法。
【請求項8】
該基板が、注入した該ドーパントイオンを活性化するのに十分な時間、該電磁放射線にさらされる、請求項7記載の方法。
【請求項9】
基板を処理する方法であって、
アモルファス炭素と、窒素、ホウ素、リン、フッ素、及びそれらの組合せからなる群より選ばれたドーパントを含む層を該基板上に堆積させるステップと、
該層を少なくとも約300℃の温度に加熱するのに十分な条件下で該基板を約600nm〜約1000nmの波長を1つ以上もつ電磁放射線にさらすステップと、
を含む、前記方法。
【請求項10】
該基板を電磁放射線にさらすステップが、該基板をレーザアニールするステップを含んでいる、請求項9記載の方法。
【請求項11】
該レーザアニールするステップが、該基板の表面全体に伸びているラインに連続波電磁放射線の焦点を合わせるステップを含んでいる、請求項10記載の方法。
【請求項12】
該電磁放射線がランプで供給される、請求項9記載の方法。
【請求項13】
該ドーパントが窒素である、請求項9記載の方法。
【請求項14】
該層を約250℃〜約450℃の温度で堆積させる、請求項9記載の方法。
【請求項15】
該層をプラズマ増強型化学気相堆積によって堆積させる、請求項9記載の方法。
【請求項16】
該基板を電磁放射線にさらすステップの後に該基板から該層を除去するステップを更に含む、請求項9記載の方法。
【請求項17】
アモルファス炭素を含む層を堆積させるステップの前に該基板にドーパントイオンを注入するステップを更に含む、請求項9記載の方法。
【請求項18】
該基板が、注入した該ドーパントイオンを活性化するのに十分な時間、該電磁放射線にさらされる、請求項17記載の方法。
【請求項19】
シリコンを含む基板を処理する方法であって、該方法が、
約200オングストローム〜約2.5μmの厚さを有する層を約600nm〜約1000nmの波長をもつ電磁放射線の約0.84以上の放射率を該層に与えるのに十分な条件下で堆積させるステップと、
その後、該基板をレーザアニールするステップと、
を含む前記方法。
【請求項20】
該層がアモルファス炭素を含んでいる、請求項19記載の方法。
【請求項21】
該層が、窒素、ホウ素、リン、フッ素、及びそれらの組合わせからなる群より選ばれたドーパントを更に含んでいる、請求項20記載の方法。
【請求項22】
該層が窒素を更に含んでいる、請求項20記載の方法。
【請求項23】
該層の厚さが約800オングストローム〜約1500オングストロームであり、該層が約808nm〜約810nmの波長をもつ電磁放射線の約0.84以上の放射率を該層に与えるのに十分な条件下で堆積させる、請求項19記載の方法。
【請求項24】
該レーザアニールするステップが、該基板の表面全体に伸びているラインに連続波電磁放射線の焦点を合わせるステップを含んでいる、請求項19記載の方法。
【請求項25】
アモルファス炭素を含む層を堆積させるステップの前に該基板にドーパントイオンを注入するステップを更に含む、請求項19記載の方法。
【請求項26】
該注入するステップの前に該基板においてゲートソース領域とゲートドレイン領域を形成するステップを更に含む、請求項25記載の方法。
【請求項27】
該基板が、注入した該ドーパントイオンを活性化するのに十分な時間、レーザアニールされる、請求項26記載の方法。
【請求項28】
基板上にアモルファス炭素を含む層を堆積させるステップと、
その後、該層を少なくとも約300℃の温度に加熱するのに十分な条件下で該基板を約600nm〜約1000nmの波長を1つ以上もつ電磁放射線にさらすステップと、
を含む、方法によって処理された基板。
【請求項29】
該基板を電磁放射線にさらすステップが、該基板をレーザアニールするステップを含んでいる、請求項28記載の方法。
【請求項30】
該レーザアニールするステップが、該基板の表面全体に伸びているラインに連続波電磁放射線の焦点を合わせるステップを含んでいる、請求項29記載の基板。
【請求項31】
該電磁放射線がランプで供給される、請求項28記載の方法。
【請求項32】
該層が、窒素、ホウ素、リン、フッ素、及びそれらの組合わせからなる群より選ばれたドーパントを更に含んでいる、請求項28記載の基板。
【請求項33】
該層が窒素を更に含んでいる、請求項28記載の基板。
【請求項34】
該層の放射率が、約808nm〜約810nmの波長をもつ電磁放射線に対して約0.84以上である、請求項33記載の基板。
【請求項35】
該方法が、層を堆積させるステップがアモルファス炭素を含む前に該基板にドーパントイオンを注入するステップを更に含んでいる、請求項28記載の基板。
【請求項36】
該基板が、注入した該ドーパントイオンを活性化するのに十分な時間該電磁放射線にさらされている、請求項35記載の基板。

【図1】
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【図2】
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【図3A】
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【図3B】
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【図3C】
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【図3D】
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【図3E】
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【図3F】
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【図4】
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【公開番号】特開2009−33150(P2009−33150A)
【公開日】平成21年2月12日(2009.2.12)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2008−173831(P2008−173831)
【出願日】平成20年7月2日(2008.7.2)
【分割の表示】特願2006−534096(P2006−534096)の分割
【原出願日】平成16年10月1日(2004.10.1)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.フロッピー
【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)】