量子ドット形成方法及びこれを実施するためのプログラムを記憶する記憶媒体並びに基板処理装置
【課題】基板表面の構造に拘わらず，所望の位置に高精度で量子ドットを形成する。
【解決手段】定在波を有するレーザ光のレーザ光源Ｌを基板Ｗの側方に配置し，そのレーザ光を基板Ｗの側方からその基板の表面に沿うように照射させることによって，基板表面をそのレーザ光の定在波の半波長間隔で励起させる。その基板に対してその表面を構成する下地膜と格子定数の異なる膜を成長させることによって，上記レーザ光の照射により励起した部位Ｅｘに量子ドットが形成される。
【解決手段】定在波を有するレーザ光のレーザ光源Ｌを基板Ｗの側方に配置し，そのレーザ光を基板Ｗの側方からその基板の表面に沿うように照射させることによって，基板表面をそのレーザ光の定在波の半波長間隔で励起させる。その基板に対してその表面を構成する下地膜と格子定数の異なる膜を成長させることによって，上記レーザ光の照射により励起した部位Ｅｘに量子ドットが形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，半導体ウエハ，液晶基板，太陽電池用基板などの基板上に量子ドットを形成するための方法及びこれを実施するためのプログラムを記憶する記憶媒体並びに基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，量子ドットの光電子デバイスへの適用が注目されている。この量子ドットは特定のエネルギ状態に電子を集中させることができるので，発光素材としても，また太陽電池の素材としても利用価値が高い。この量子ドットの形成方法としては従来からＳＫ（Ｓｔｒａｎｓｋｉ Ｋｒａｓｔａｎｏｖ）モードを利用する方法が用いられている（特許文献１〜３参照）。ＳＫモードは，下地結晶材料と堆積結晶材料の格子定数の違いによる結晶の歪エネルギを利用して結晶成長中の自己組織化現象を利用して量子ドットを形成するものである。
【０００３】
具体的には，基板表面に結晶材料を堆積させるとき，基板表面を構成する下地結晶材料とは格子定数の異なる結晶材料を堆積させると，堆積した材料は下地結晶材料の格子定数に一致するように成長しようとする。ところが，実際には格子定数が下地結晶材料とは異なるため，成長させるに従って圧縮歪を受けることになる。更に成長が進むと，基板上に堆積した材料は，この歪エネルギを緩和しようとして，ある臨界膜厚を超えたところでＳＫモードが起こり，成長膜が島状構造に変化し，その部分が量子ドットとなって成長していく。
【０００４】
ところが，このようなＳＫモードによって量子ドットを生成する場合には，結晶成長中の自己組織化現象を利用するので，量子ドットが生成される位置を制御することは非常に難しいという問題があった。
【０００５】
このため，量子ドットの位置を制御する方法として様々な方法が開発されている。例えば特許文献１，２では基板表面において量子ドットを形成しようとする所定の位置に予め段差や微細穴を形成しておき，その段差や微細穴に量子ドットを形成する技術が開示されている。また，特許文献３では基板に表面波（弾性波）を立てることで，その弾性波の波長に応じた部位に量子ドットを形成させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２８１９５４号公報
【特許文献２】特開平１１−１１１６１８号公報
【特許文献３】特開２０００−２１９６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら，基板表面に段差や微細穴などを形成してからそこに量子ドットを形成させるものでは，基板表面に段差や微細穴などの別の構造を加えなければならないという不利がある。また，基板に表面波（弾性波）を立てるものでは，基板表面の構造によってその伝わり方も異なるので，実際に形成した量子ドットが所望の位置からずれてしまう虞もある。
【０００８】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，レーザ光照射によって，基板表面の構造に拘わらず，所望の位置に高精度で量子ドットを形成することができる量子ドット形成方法等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，基板の表面に量子ドットを形成する方法であって，定在波を有するレーザ光を前記基板の側方からその基板の表面に沿うように照射させることによって，前記基板表面を前記定在波の半波長間隔で励起させる基板表面励起ステップと，前記基板に対してその表面を構成する下地膜と格子定数の異なる膜を成長させて前記励起部位に量子ドットを形成する量子ドット形成ステップと，
を有することを特徴とする量子ドット形成方法が提供される。
【００１０】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板の表面に量子ドットを形成する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶するコンピュータ読取可能な記憶媒体であって，前記量子ドット形成方法は，定在波を有するレーザ光を前記基板の側方からその基板の表面に沿うように照射させることによって，前記基板表面を前記定在波の半波長間隔で励起させる基板表面励起ステップと，前記基板に対してその表面を構成する下地膜と格子定数の異なる膜を成長させて前記励起部位に量子ドットを形成する量子ドット形成ステップとを有することを特徴とする記憶媒体が提供される。
【００１１】
本発明によれば，定在波を有するレーザ光を基板の側方から表面上に沿って照射することによって，基板表面の所望の部位を所望の間隔で励起することができ，その励起部位に量子ドットを形成することができる。これによれば，基板の表面に弾性波が発生することもないので，基板表面の構造に拘わらず所望の位置に量子ドットを形成させることができる。
【００１２】
また，上記基板表面励起ステップは，前記レーザ光のレーザ光源をレーザ光照射方向に垂直な方向に駆動して前記基板表面を走査させながら，前記レーザ光を所定間隔で間欠照射させるようにしてもよい。この場合，上記レーザ光の波長を変えることによって，前記基板表面を励起する部位のレーザ光照射方向の間隔を調整してもよく，上記レーザ光を間欠照射する所定間隔を変えることによって，前記基板表面を励起する部位のレーザ光照射方向に垂直な方向の間隔を調整してもよい。このようにレーザ光の波長を変えたり，照射間隔を変えたりするという簡単な操作で，レーザ光照射方向やその垂直方向の所望の位置に量子ドットを形成できる。
【００１３】
また，上記基板表面励起ステップは，複数のレーザ光源からそれぞれレーザ光を同時に又は別々のタイミングで照射することによって前記基板表面を励起するようにしてもよい。この場合，上記各レーザ光源から異なる波長のレーザ光を照射して前記基板表面を励起するようにしてもよい。このように複数のレーザ光源から同時にレーザ光を照射することで，基板表面励起処理の処理速度を向上させることができ，処理時間を短縮できる。
【００１４】
さらに，上記基板表面励起ステップは，前記基板の表面の一部を覆うように誘電体を載置した状態で前記レーザ光を照射することによって，前記誘電体で覆われた領域とそれ以外の領域における励起部位の間隔を変えるようにしてもよい。これによれば，基板表面に部分的に異なる間隔で量子ドットを形成することができる。
【００１５】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板の表面に量子ドットを形成する処理を行う基板処理装置であって，前記量子ドットを形成する前の基板の表面のうち，前記量子ドットを形成したい部位を励起させる処理を行う基板表面励起処理部と，基板表面励起処理を施した基板に対して，その表面を構成する下地膜と格子定数の異なる膜を成長させて前記励起部位に量子ドットを形成する処理を行う量子ドット形成処理部と，を備え，前記基板表面励起処理部は，基板を載置する載置台と，定在波を有するレーザ光を前記載置台に載置された基板の側方からその基板の表面に沿うように照射するレーザ光源と，レーザ光源を少なくともレーザ照射方向に垂直な方向に駆動させる駆動機構と，を備えることを特徴とする基板処理装置が提供される。
【００１６】
この場合，前記基板表面励起処理部と量子ドット形成処理部は，異なる処理室に別々に設けてもよく，また同一の処理室に設けてもよい。これによれば，異なる処理室に別々に設けた場合は，基板表面励起処理部を備えた処理室にて基板表面励起処理を行った後に，量子ドット形成処理部を備えた処理室にて量子ドット形成処理を行う。また，同一の処理室に設けた場合は，基板表面励起処理と量子ドット形成処理を別々に行うこともでき，また同時に行うこともできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば，定在波を有するレーザ光を基板の側方から表面上に沿って照射することによって，基板表面の構造に拘わらず，所望の位置に高精度で量子ドットを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態における基板表面励起処理の原理を説明するための観念図であり，レーザ光によって基板表面の所望の部位を励起した場合である。
【図２】図１の基板にＳＫモードを利用した成膜処理を施すことによって量子ドットＱを形成する過程を説明するための観念図である。
【図３】本実施形態にかかる基板表面励起ユニット（基板表面励起処理部）の構成の概略を示す斜視図である。
【図４】図３に示す基板表面励起ユニットの断面図である。
【図５】本実施形態における制御部が行う基板表面励起処理の具体例を示すフローチャートである。
【図６Ａ】基板表面励起処理の作用説明図であり，レーザ光源が待機位置ｔ０にある場合である。
【図６Ｂ】基板表面励起処理の作用説明図であり，レーザ光源が励起開始位置ｔ１にある場合である。
【図６Ｃ】基板表面励起処理の作用説明図であり，レーザ光源が次の位置ｔ２にある場合である。
【図６Ｄ】基板表面励起処理の作用説明図であり，レーザ光源が励起終了位置ｔｎにある場合である。
【図７】レーザ光をオンする所定間隔を変えたときの作用説明図である。
【図８】レーザ光の波長を変えたときの作用説明図である。
【図９】本実施形態における他の基板表面励起処理の原理を説明するための観念図である。
【図１０Ａ】図９に示す他の基板表面励起処理の作用説明図であり，特定領域Ａを含むラインを励起する場合である。
【図１０Ｂ】図９に示す他の基板表面励起処理の作用説明図であり，特定領域Ｂを含むラインを励起する場合である。
【図１０Ｃ】図９に示す他の基板表面励起処理の作用説明図であり，特定領域Ｃを含むラインを励起する場合である。
【図１１】本実施形態における基板表面励起ユニットの変形例を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す基板表面励起ユニットによる基板表面励起処理の作用説明図であり，同じ波長の２つのレーザ光を照射する場合である。
【図１３】図１１に示す基板表面励起ユニットによる基板表面励起処理の作用説明図であり，異なる波長の２つのレーザ光を照射する場合である。
【図１４】図１１に示す基板表面励起ユニットによる基板表面励起処理の作用説明図であり，２つのレーザ光源のＹ方向の配置位置を変えた場合である。
【図１５】本実施形態における基板表面励起ユニットを適用可能な基板処理装置の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
（基板表面励起処理の原理）
先ず，本発明にかかる量子ドット形成方法において利用する基板表面励起処理の原理について図面を参照しながら説明する。図１は基板上に各量子ドットを成長させる位置を特定するときの作用を説明するための図であり，図２は特定された位置に成長した量子ドットを示す図である。
【００２１】
本実施形態では，結晶の歪エネルギを利用して結晶成長中の自己組織化現象を用いたＳＫ（Ｓｔｒａｎｓｋｉ Ｋｒａｓｔａｎｏｖ）モードを利用して，基板上に量子ドットを成長させる。ここでのＳＫモードとは，結晶成長において２次元膜構造が３次元的島状構造に変化することである。
【００２２】
例えば基板上に形成された下地膜（例えばＧａＡｓ膜）にその結晶とは異なる格子定数の膜（例えばＩｎＡｓ膜）を成長させたときに，その格子不整合度が１．７％以上のときには成長層は歪みを持ち，系全体のエネルギが大きくなる。成長膜圧を増やすほど系の持つ歪みエネルギが増大し，ある臨界膜厚を超えたところでＳＫモードが起こり，成長膜が島状構造に変化し，その部分が量子ドットとなって成長していく。このような膜成長には，例えば分子線エピタキシー法（ＭＢＥ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）や有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＭＯＶＰＥ：Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）を用いることができる。
【００２３】
このようなＳＫモードによって量子ドットを生成する場合には，結晶成長中の自己組織化現象を利用するので，量子ドットが生成される位置を制御することは非常に難しいという問題があった。
【００２４】
このため，量子ドットの位置を制御する方法として様々な方法が開発されているものの，ナノオーダー間隔で所望の位置に正確に量子ドットを形成する技術は未だ確立されていない。例えば基板に表面波（弾性波）を立ててその弾性波の波長に応じた部位に量子ドットを形成させて位置を制御するものもあるが，これでは基板表面の構造によってその伝わり方も異なるので，実際に形成した量子ドットが所望の位置からずれてしまうなど量子ドットの形成位置にばらつきが生じる虞もある。
【００２５】
この点，レーザ光の定在波では，エネルギが最も大きくなる腹部と最も小さくなる節部の位置は揺らぐことがない。そこで，本発明では，このような特性を有するレーザ光を基板の側方からその表面に沿って照射させることで，レーザ光の定在波の腹部を利用して基板表面をナノオーダー間隔で部分的に励起させる。これによれば，その励起部位のみに量子ドットを成長させることができるので，量子ドットの位置を高精度に制御できる。
【００２６】
しかも，本発明では，レーザ光を直接基板に当てるのではなく，側方から基板表面すれすれに照射するので，基板自体には弾性的な波動を起こさせずに基板表面を励起させることができる。このように本発明ではレーザ光の特性を効果的に利用することで，基板表面の構造によらずに，所望の位置に量子ドットを形成させることができる。
【００２７】
例えば図１に示すように，量子ドット生成前にレーザ光源Ｌからのレーザ光を基板Ｗの側方からその表面に沿って照射させると，基板表面のうちレーザ光の定在波の腹部に最も近い部位のみを励起させることができる。レーザ光の定在波の腹部は，その定在波の半波長λ／２の間隔になるため，それと同間隔で基板表面を励起させることができる。以下，このようにレーザ光により基板の表面を励起させる処理を基板表面励起処理と称する。
【００２８】
その後に図２に示すように，ＳＫモードによる成膜処理を行って基板表面を構成する下
地膜とは異なる格子定数の膜を成長させるとその励起部位のみに３次元的島状構造が形成されて量子ドットＱが成長する。こうして，レーザ光の定在波の腹部の間隔，すなわちレーザ光の定在波の半波長λ／２のナノオーダー間隔で量子ドットＱが形成される。
【００２９】
このような基板表面励起処理では，レーザ光を基板の側方から基板表面上を平行に照射することで，レーザ光の定在波のエネルギが最も大きくなる腹部が基板表面に接触すればそのエネルギによってその部位だけを部分的に直接励起させることができ，また基板表面に接触しなくてもレーザ光の定在波の腹部の輻射熱によって基板表面を部分的に励起させることができるものと考えられる。
【００３０】
（基板表面励起ユニットの構成例）
以下，このようなレーザ光による基板表面励起ステップを実行する基板表面励起ユニット（基板表面励起処理部）について図面を参照しながら説明する。図３は基板表面励起ユニット１００の構成例を示す斜視図であり，図４はその断面図である。本実施形態では，半導体ウエハである基板Ｗ上の下地膜に対してレーザ光による基板表面励起ステップを施す場合について説明する。
【００３１】
図３，図４に示すように，基板表面励起ユニット１００は，基板Ｗを載置する回転自在な載置台１１２を備える載置台ユニット１１０の近傍に，レーザユニット１３０を配設して構成される。載置台１１２は，例えば図３に示すように円板状に形成されており，基板Ｗは載置台１１２の上側の載置面に載置される。載置台１１２は，支持軸１１４によって例えば処理室内の底面にボルトなどの締結部材で取り付けられている。
【００３２】
載置台１１２には，支持軸１１４の内部にモータ（例えばステッピングモータ）が設けられ，このモータを駆動させることによって載置台１１２を回転させる。また，載置台１１２には，その載置面上の基板Ｗを保持する例えばバキュームチャックなどの保持機構を備える。この保持機構によって，載置面上に基板Ｗを保持させることにより，載置台１１２が回転したときに，基板Ｗが載置面からずれることを防止できる。なお，保持機構としては，上記バキュームチャックに限られず，クランプ機構や静電チャックなど，基板Ｗを保持することができるものであればよい。
【００３３】
レーザユニット１３０は，図３，図４に示すようにレーザ光源Ｌを上下方向のみならず，水平方向にも駆動可能なレーザ駆動機構１３８を備える。レーザ光源Ｌはナノサイズの定在波を有するレーザ光を照射することができる例えば半導体レーザなどで構成される。レーザ光源Ｌは基台１３４を介してレーザ駆動機構１３８に取り付けられている。レーザ駆動機構１３８は，基台１３４を上下方向（Ｚ方向）に駆動させる上下方向駆動部と，水平方向に駆動させる水平方向駆動部とを備える。具体的には上下方向駆動部はＺ方向駆動部１３８Ｚにより構成され，水平方向駆動部は，基台１３４をＸ方向に駆動させるＸ方向駆動部１３８ＸとＹ方向に駆動させるＹ方向駆動部１３８Ｙにより構成される。
【００３４】
これによれば，レーザ駆動機構１３８のＸ方向駆動部１３８Ｘによってレーザ光源Ｌを駆動させることで，基板Ｗの表面全体に渡ってレーザ光を走査させることができる。なお，Ｚ方向駆動部１３８Ｚによってレーザ光源Ｌを駆動させることで，基板Ｗの表面の高さに併せるようにレーザ光の高さ位置を調整できる。さらに，Ｙ方向駆動部１３８Ｙによってレーザ光源Ｌを駆動させることで，基板Ｗの径に併せてレーザ光の水平位置を調整できる。
【００３５】
載置台ユニット１１０は，図４に示すように制御部２００に接続されており，この制御部２００からの制御信号に基づいて載置台１１２の回転やレーザ駆動機構１３８の動作が制御されるようになっている。
【００３６】
（基板表面励起処理の具体例）
次に，このような構成の基板表面励起ユニット１００を用いた基板表面励起処理について図面を参照しながら説明する。制御部２００は，所定のプログラムに基づいて基板表面励起ユニット１００の動作を制御することによって，基板表面励起処理を実行するようになっている。図５は本実施形態にかかる基板表面励起処理の具体例を示すフローチャートである。
【００３７】
図６Ａ〜図６Ｄは，基板表面励起処理を行う場合におけるレーザ光による作用を説明するための図である。図６Ａ〜図６Ｄはそれぞれ，レーザ光源が位置ｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔｎにある場合を示している。なお，図６Ａ〜図６Ｄは図３に示す基板表面励起ユニット１００を上から見た図であり，レーザユニット１３０については基台１３４とレーザ光源Ｌ以外の構成は省略している。
【００３８】
ここでの基板表面励起処理は，基板表面の下地膜にＳＫモードによって量子ドットＱを形成させる前に，基板表面励起ユニット１００によって量子ドットＱを形成させたい部位を励起させる場合を例に挙げる。
【００３９】
先ず，下地膜が形成された基板Ｗが図示しない搬送アームなどで載置台ユニット１１０の載置台１１２に載置されると，図５に示すフローチャートによる基板表面励起処理が実行される。基板表面励起処理では，先ずステップＳ１１０にてレーザ光源Ｌの高さ（Ｚ方向の位置）を調整する。具体的には例えば図６Ａに示すようにレーザ光源Ｌが基板Ｗの外縁部から離間したＸ方向の待機位置ｔ０にある状態で，レーザ光をオンしてＺ方向駆動部１３８Ｚを駆動させる。これにより，レーザ光が基板Ｗ上をその表面に沿って照射されるようにレーザ光源Ｌの高さを調整する。
【００４０】
次にステップＳ１２０にてレーザ光をオフにした状態で，レーザ光源ＬをＸ方向に一定の速度で走査を開始させる。そしてステップＳ１３０にてレーザ光源Ｌが基板Ｗ上の励起開始位置ｔ１に到達したときから所定間隔Ｔ１でレーザ光をオンさせる。具体的には図６Ｂに示すように先ずレーザ光源Ｌが励起開始位置ｔ０に到達すると，所定の照射時間だけレーザ光がオンされる。これにより，基板表面のＸ方向の励起開始位置ｔ０においてレーザ光の定常波の腹部に対向する部位Ｅｘだけが励起される。このため，励起された部位ＥｘのＹ方向（レーザ光の照射方向）の間隔は，レーザ光の定常波の半波長λ１／２に等しくなる。
【００４１】
続いてレーザ光がオフのままＸ方向に走査され，図６Ｃに示すようにレーザ光源Ｌが次の位置ｔ２まで到達したときにレーザ光が上記照射時間だけオンされる。これにより，基板表面のＸ方向の次の位置ｔ２においてレーザ光の定常波の腹部に対向する部位だけが励起される。ここでの励起された部位ＥｘのＹ方向（レーザ光の照射方向）の間隔も，レーザ光の定常波の半波長λ１／２に等しくなる。その後は，レーザ光源ＬをＸ方向に走査しながら，所定間隔Ｔ１ごとにレーザ光を上記照射時間だけオンする。
【００４２】
そして，ステップＳ１４０にて基板表面全体の処理が完了したか否かを判断する。具体的には基板Ｗ上の励起終了位置ｔｎまで基板表面励起が完了したか否かを判断する。ステップＳ１４０にて基板表面全体の処理が完了したと判断した場合は，ステップＳ１５０にて図６Ｄに示すようにレーザ光をオフにしてレーザ光源ＬをＸ方向の待機位置ｔ０まで戻して，一連の基板表面励起処理を終了する。
【００４３】
こうして，励起開始位置ｔ１から励起終了位置ｔｎまで基板Ｗの表面を励起させることができ，その後のＳＫモードによる膜成長によってこの励起部位Ｅｘにだけ量子ドットＱが形成される。
【００４４】
励起された部位ＥｘのＸ方向の間隔はレーザ光を照射させる所定間隔Ｔ１となり，Ｙ方向（レーザ光の照射方向）の間隔は半波長λ１／２となる。従って，その後に形成される量子ドットＱのＸ方向，Ｙ方向の間隔を容易に制御することができる。
【００４５】
すなわち，励起部位ＥｘのＸ方向の間隔は，レーザ光をオンするタイミングである所定間隔Ｔ１を変えるだけで簡単に制御できるので，その後に形成される量子ドットＱのＸ方向の間隔を制御できる。このようにレーザ光をオンするタイミングによって量子ドットＱをＸ方向の間隔をナノオーダーで制御できる。
【００４６】
具体的にはレーザ光をオンする所定間隔を短くするほど，励起部位ＥｘのＸ方向の間隔を狭くすることができるので，Ｘ方向の間隔が狭い量子ドットＱを形成できる。逆にレーザ光をオンする所定間隔を長くするほど，励起部位ＥｘのＸ方向の間隔を長くすることができるので，Ｘ方向の間隔が長い量子ドットＱを形成できる。例えば図７は，レーザ光をオンする所定間隔をＴ１よりも長いＴ２にして基板表面励起処理を実行した場合である。
【００４７】
このように，励起部位のＸ方向の間隔は上記のようにレーザ光を所定の間隔で間欠照射することで調整できる。レーザを間欠照射する方法としては，上記のようなレーザ光自体のオン／オフに限られず，例えばレーザ光を遮蔽可能なシャッタを設け，このシャッタによってレーザ光の遮蔽と非遮蔽を繰り返すようにしてもよい。
【００４８】
また，励起部位ＥｘのＹ方向（レーザ光の照射方向）の間隔は，レーザ光の定常波の波長λ１を変えるだけで簡単に制御できるので，その後に形成される量子ドットＱのＹ方向の間隔λ１／２を制御できる。このようにレーザ光の波長を変えることによって量子ドットＱのＹ方向の間隔をナノオーダーで制御できる。
【００４９】
具体的にはレーザ光の波長を短くするほど，励起部位ＥｘのＹ方向の間隔を狭くすることができるので，Ｙ方向の間隔が狭い量子ドットＱを形成できる。逆にレーザ光の波長を長くするほど，励起部位ＥｘのＹ方向の間隔を長くすることができるので，Ｙ方向の間隔が長い量子ドットＱを形成できる。例えば図８は，レーザ光の波長をλ１より短いλ２にして基板表面励起処理を実行した場合である。この場合の量子ドットＱの間隔は，レーザ光の半波長λ２／２となる。
【００５０】
また，上記実施形態では，レーザ光源ＬをＸ方向に走査させながらレーザ光をオンオフするので，レーザ光をオンしたときの照射時間を変えることで，励起部位ＥｘのＹ方向の長さを調整できる。これにより，その励起部位に形成される量子ドットＱのサイズを制御することができる。
【００５１】
なお，基板表面の励起方法としては，上記実施形態のようにレーザ光源ＬをＸ方向に走査させ続けながら所定間隔でレーザ光をオンオフする場合に限られるものではなく，所定間隔ごとにレーザ光源Ｌを停止させるようにしてもよい。具体的にはレーザ光源Ｌを待機位置ｔ０からＸ方向に走査させると，先ず励起開始位置ｔ０で停止させてレーザ光を所定の照射時間だけオンする。その後は励起終了位置ｔｎまで所定間隔ごとにレーザ光源Ｌを停止させてその停止位置ごとにレーザ光を所定の照射時間だけオンする。この場合は，レーザ光を照射している間はレーザ光源Ｌが停止しているので，その照射時間を変えることで同じ励起部位に与えるエネルギ量を調整できる。
【００５２】
また，一度基板表面励起処理を実行して例えば図６Ｄに示すような励起部位Ｅｘを形成した後に，載置台１１２を回転して基板Ｗを例えば９０度回転させて，レーザ光の波長や照射タイミングを変えて再度基板表面励起処理を実行することで，一回目の基板表面励起処理で形成された励起部位Ｅｘの隙間にさらに励起部位Ｅｘを形成することもできる。これによれば，より密に励起部位Ｅｘを形成することができる。なお，基板Ｗの回転角度は９０度に限られるものではなく，載置台１１２を回転させて自由に基板Ｗの角度を変えることで所望の位置に励起部位Ｅｘを形成することができる。これにより，基板上の所望の位置に量子ドットＱを形成することができる。
【００５３】
また，基板Ｗ上に誘電体を載置することで，レーザ光の波長を部分的に変えることができる。具体的には図９に示すようにレーザ光が透過するように基板Ｗ上に誘電体Ｄを載置すると，誘電体Ｄ内ではレーザ光の波長が変わるため，誘電体Ｄが載置された部位では，励起部位のＸ方向の間隔が変わることになる。これを利用することで，所望の領域だけ別の間隔で量子ドットＱを形成させることもできるようになる。
【００５４】
ここで，誘電体Ｄを用いることによって特定領域だけＸ方向の間隔が異なる量子ドットＱを形成させるための基板表面励起処理について図面を参照しながら説明する。図１０Ａ，図１０Ｂ，図１０Ｃは誘電体Ｄの作用を説明するための図である。ここでは，基板上の特定領域Ａ，Ｂ，Ｃに他の領域より密の量子ドットＱを形成する場合を例に挙げて説明する。
【００５５】
先ず，特定領域Ａの上に誘電体Ｄを載置した状態で，レーザ光源ＬをＸ方向に走査を開始する。そして，図１０Ａに示すようにｔ１，ｔ２のタイミングでレーザ光をオンすることによって，レーザ光は誘電体Ｄを透過する。このとき，レーザ光の波長は誘電体Ｄの外部よりも内部の方が短くなるため，Ｙ方向（レーザ光の照射方向）では特定領域Ａではそれ以外の領域よりも密な励起部位Ｅｘが形成される。
【００５６】
次いで，特定領域Ｂの上に誘電体Ｄを載置した状態で，レーザ光源ＬをさらにＸ方向に走査する。そして，図１０Ｂに示すようにｔ３，ｔ４のタイミングでレーザ光をオンすることによって，図１０Ａの場合と同様にＹ方向（レーザ光の照射方向）では特定領域Ｂではそれ以外の領域よりも密な励起部位Ｅｘが形成される。
【００５７】
次に，特定領域Ｃの上に誘電体Ｄを載置した状態で，レーザ光源ＬをさらにＸ方向に走査する。そして，図１０Ｃに示すようにｔ５，ｔ６のタイミングでレーザ光をオンすることによって，図１０Ａの場合と同様にＹ方向（レーザ光の照射方向）では特定領域Ｃではそれ以外の領域よりも密な励起部位Ｅｘが形成される。
【００５８】
このように，レーザ光をＸ方向に走査させる際に，所定のタイミングで誘電体ＤをＹ方向にずらしながら基板Ｗ上に載置することで，特定領域だけＸ方向の間隔が異なる量子ドットＱを形成させることができる。このような誘電体Ｄ内のレーザ光の波長は，誘電体Ｄの誘電率を変えることで調整できる。従って，誘電体Ｄを誘電率の異なる材料に変えることによって，誘電体Ｄ内の量子ドットのＹ方向（レーザ光の照射方向）の間隔を調整できる。
【００５９】
なお，上記実施形態では単一のレーザ光で基板表面を走査することによって所望の部位を励起する場合について説明したが，これに限られるものではなく，複数のレーザ光で基板表面を走査することによって所望の部位を励起するようにしてもよい。
【００６０】
（基板表面励起ユニットの変形例）
ここで，二つのレーザ光を基板表面上にて走査させることができる基板表面励起ユニット１００の変形例について図面を参照しながら説明する。図１１は基板表面励起ユニット１００の変形例を示す斜視図である。図１１に示す基板表面励起ユニット１００は，二つのレーザ光源Ｌ１，Ｌ２を基台１３４に取り付けることによって，二つのレーザ光を照射できるレーザユニット１３０を備える。その他の構成は図３に示すものと同様であるため，その詳細な説明は省略する。
【００６１】
レーザ光源Ｌ１，Ｌ２からのレーザ光は同一の波長であってもよく，又は異なる波長であってもよい。同一波長のレーザ光を照射する場合は，図１２に示すように同時に照射することで同時にＹ方向の２ラインずつ励起することができるので，基板表面励起処理の速度を高めることができる。また，異なる波長のレーザ光を照射する場合は，図１３に示すようにＹ方向の奇数ラインと偶数ラインでＸ方向の間隔の異なる量子ドットＱを形成できる。
【００６２】
また，図１４に示すようにレーザ光源Ｌ１，Ｌ２をずらして基台１３４に取り付けるようにしてもよい。これにより，Ｙ方向の奇数ラインと偶数ラインでＸ方向に所定間隔でずれた量子ドットＱを形成することができる。
【００６３】
このように複数のレーザ光を基板表面上に走査させることで，処理速度を向上させることができるだけではなく，量子ドットＱの形成される位置をより細かく制御することができる。なお，図１４では２つのレーザ光を照射させて基板表面励起処理を行う場合を例に挙げたが，これに限定されるものではなく，３つ以上のレーザ光を照射させて基板表面励起処理を行うようにしてもよい。また，複数のレーザ光は同時に照射する場合に限られるものではなく，別々のタイミングで照射するようにしてもよい。例えば異なる波長のレーザ光を用いる場合は，必要に応じていずれかの波長のレーザ光をオンすることで，所望の間隔で基板表面を励起させることができる。
【００６４】
以上，詳述した基板表面励起処理が施された基板Ｗに対して，ＳＫモードによって膜を成長させると，例えば図６Ｄに示す励起部位Ｅｘ上だけに３次元的島状構造が形成され，量子ドットＱが形成される。従って，本実施形態によればレーザ光を基板表面上にて走査させながらレーザ光オンオフするという極めて簡単な制御で量子ドットＱが形成される位置を制御できる。しかも，基板表面には振動が発生しないため，表面構造が異なる基板であっても常に所望の位置に量子ドットＱを形成させることができる。
【００６５】
（基板表面励起ユニットを適用可能な基板処理装置）
次に，上記基板表面励起ユニット１００を適用可能な基板処理装置の一例を図面を参照しながら説明する。図１５は基板処理装置の概略構成を示す断面図である。基板処理装置３００は，基板Ｗに対して量子ドットＱを形成するためのＳＫモードを利用した膜成長を行う複数の処理室を備えるプロセス処理ユニット３１０と，このプロセス処理ユニット３１０に対して基板Ｗを搬出入させる搬送室３３０を設けた搬送ユニット３２０とを備える。
【００６６】
まず，搬送ユニット３２０の構成について説明する。カセット容器３３２に収容された複数枚（例えば２５枚）の基板Ｗを基板処理装置３００に出し入れするための搬送室３３０を備える。搬送室３３０には例えば３つのカセット台３３１Ａ〜３３１Ｃがそれぞれゲートバルブ３３３Ａ〜３３３Ｃを介して設けられており，これらの各カセット台３３１Ａ〜３３１Ｃにはそれぞれカセット容器３３２Ａ〜３３２Ｃがセットできるようになっている。
【００６７】
搬送室３３０には，上述した基板表面励起処理を行う基板表面励起処理室４００が設けられている。基板表面励起処理室４００はその内部に基板表面励起ユニット（基板表面励起処理部）１００を備える。基板表面励起ユニット１００の構成は図３に示すものと同様のため，その詳細な説明を省略する。
【００６８】
搬送室３３０には，基板Ｗの位置合せを行うプリアライメント処理室（オリエンタ）３３６が設けられている。プリアライメント処理室３３６は，例えばその処理室内に回転可能に配設された載置台３３８と載置台３３８上の基板Ｗの周縁部を光学的に検出する光学センサ３３９を備え，載置台３３８で基板Ｗを回転させて，基板Ｗの周縁部に形成されるオリエンテーションフラットやノッチなどを光学センサ３３９で検出して基板Ｗの位置合せを行う。
【００６９】
搬送室３３０内には，その長手方向（図１１に示す矢印方向）に沿ってスライド自在に構成された搬送ロボット３７０が設けられている。搬送ロボット３７０には，例えば基板Ｗを載せて搬送するための搬送アーム３７３Ａ，３７３Ｂが設けられている。搬送アーム３７３Ａ，３７３Ｂは，屈伸・昇降・旋回可能に構成されており，上記カセット容器３３２Ａ〜３３２Ｃ，プリアライメント処理室３３６，基板表面励起処理室４００，後述するロードロック室３６０Ｍ，３６０Ｎに対して基板Ｗの出し入れを行うようになっている。なお，搬送ロボット３７０は２つの搬送アーム３７３Ａ，３７３Ｂを備えるので，これらを利用して例えばロードロック室３６０Ｍ，３６０Ｎ，プリアライメント処理室３３６，基板表面励起処理室４００などに対して，処理済みの基板Ｗと処理前の基板Ｗとを交換するように，基板Ｗの出し入れをすることができる。
【００７０】
次に，プロセス処理ユニット３１０の構成について説明する。プロセス処理ユニット３１０は例えば図１５に示すようなクラスタツール型に構成される。すなわち，プロセス処理ユニット３１０は，多角形（例えば六角形）に形成された共通搬送室３５０を備え，この共通搬送室３５０の周囲には，基板Ｗに対して所定のプロセス処理を施す複数（例えば６つ）のプロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆがそれぞれゲートバルブ３４４Ａ〜３４４Ｆを介して接続される。
【００７１】
各プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆは，基板Ｗを載置するための載置台３４２（３４２Ａ〜３４２Ｆ）がそれぞれ設けられ，予め制御部５００の記憶媒体などに記憶されたプロセス・レシピなどに基づいて，載置台３４２上の基板Ｗに対して例えば量子ドットＱを形成するためのＳＫモードを利用した成膜処理を施す量子ドット形成処理部を備える。各プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆは，量子ドット形成処理部によって，上述した基板表面励起処理を施した基板に対して，その表面を構成する下地膜と格子定数の異なる膜を成長させて励起部位Ｅｘに量子ドットＱを形成する処理を行うようになっている。
【００７２】
量子ドット形成処理部は，例えば分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）を用いて成膜処理を行う場合は，プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆの内部を所定の真空圧力に減圧する真空ポンプなどの排気部，基板を加熱する加熱機構，薄膜原料を基板表面に供給する原料供給源，基板表面に向けて分子線を照射する原料蒸発源としての分子線源（例えば分子線セル，電子銃など），などにより構成する。
【００７３】
これにより，各プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆを高真空中で薄膜原料を加熱して基板表面に蒸着し，基板表面に量子ドットＱを成長させるＭＢＥ処理室として構成することができる。このようなＭＢＥ処理室の構成は，公知のＭＢＥ装置のものを適用できる。
【００７４】
なお，量子ドットＱを形成する成膜処理を実行する処理室は，ＭＢＥ処理室として構成する場合に限られるものでない。例えば有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を用いて成膜処理を行う場合，量子ドット形成処理部は，プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆの内部を所定の真空圧力に減圧する真空ポンプなどの排気部，基板を加熱する加熱機構，薄膜原料を気化させて基板表面に供給する原料供給源などにより構成する。この場合，プラズマを用いて成膜を行う場合は，さらにプラズマ発生用の高周波電力を印加する電極を設けてもよい。
【００７５】
これにより，各プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆを基板表面に薄膜原料を高温中で反応させてＣＶＤプロセスにより成膜することにより量子ドットＱを成長させるＭＯＣＶＤ処理室として構成することができる。このようなＭＯＣＶＤ処理室の構成は，公知のＭＯＣＶＤ装置のものを適用できる。
【００７６】
上述したような量子ドットＱを形成する成膜処理を行う処理室として構成するのは，プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆのうち少なくとも１つであればよく，その他の処理室は例えばエッチング，熱処理など他のプロセスを行う処理室として構成してもよい。また，プロセス処理室３４０の数は，図１５に示す場合に限られるものではない。
【００７７】
また，共通搬送室３５０の周囲には，上記搬送室３３０との間で基板Ｗをやり取りするロードロック室３６０Ｍ，３６０Ｎが設けられている。第１，第２ロードロック室３６０Ｍ，３６０Ｎは，その内部に配設された受渡台３６４Ｍ，３６４Ｎを介して基板Ｗを一時的に保持し，圧力調整後に真空圧側の共通搬送室３５０と大気圧側の搬送室３３０との間で基板Ｗをパスさせるものである。従って，気密保持のため，ロードロック室３６０Ｍ，３６０Ｎは，共通搬送室３５０とはゲートバルブ３５４Ｍ，３５４Ｎを介して接続され，搬送室３３０とはゲートバルブ３６２Ｍ，３６２Ｎを介して接続される。
【００７８】
共通搬送室３５０内には，その長手方向に沿って設けられた案内レール３８４に沿ってスライド自在に構成された搬送ロボット３８０が設けられている。搬送ロボット３８０には，例えば基板Ｗを載せて搬送するための搬送アーム３８３Ａ，３８３Ｂが設けられている。搬送アーム３８３Ａ，３８３Ｂは，屈伸・昇降・旋回可能に構成されており，各プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆ，ロードロック室３６０Ｍ，３６０Ｎに対して基板Ｗの出し入れを行うようになっている。
【００７９】
例えば搬送ロボット３８０を共通搬送室３５０の基端側寄りにスライドさせて，各ロードロック室３６０Ｍ，３６０Ｎとプロセス処理室３４０Ａ，３４０Ｆに対して基板Ｗの出し入れを行い，また共通搬送室３５０の先端側寄りにスライドさせて，４つのプロセス処理室３４０Ｂ〜３４０Ｅに対して基板Ｗの出し入れを行う。なお，搬送ロボット３８０は，２つの搬送アーム３８３Ａ，３８３Ｂを備えるので，これらを利用して例えばプロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆ，ロードロック室３６０Ｍ，３６０Ｎに対して処理済みの基板Ｗと処理前の基板Ｗとを交換するように，基板Ｗの出し入れをすることができる。
【００８０】
基板処理装置３００には，搬送ロボット３７０，３８０，各ゲートバルブ３３３，３４４，３５４，３６２，プリアライメント処理室３３６，基板表面励起処理室４００などの制御を含め，基板処理装置全体の動作を制御する制御部５００が設けられている。制御部５００は，例えば制御部本体を構成するＣＰＵ，このＣＰＵが処理を行うために必要なデータを記憶するＲＯＭ，ＣＰＵが行う各種データ処理のために使用されるメモリエリアなどを設けたＲＡＭ，ＣＰＵが各部を制御するためのプログラムや各種データを記憶するハードディスク（ＨＤＤ）又はメモリ等の記憶手段の他，操作画面や選択画面などを表示する液晶ディスプレイ，オペレータによるプロセス・レシピの入力や編集など種々のデータの入力および所定の記憶媒体へのプロセス・レシピやプロセス・ログの出力など各種データの出力などを行うことができる入出力手段，基板処理装置３００の各部を制御するための各種コントローラなどを備える。
【００８１】
（基板処理装置の動作）
次に，基板処理装置３００の動作について説明する。基板処理装置３００は制御部５００により所定のプログラムに基づいて稼働する。例えば搬送ロボット３７０によりカセット容器３３２Ａ〜３３２Ｃのいずれかから搬出された基板Ｗは，搬送室３３０内を通ってプリアライメント処理室３３６に搬入されて位置決め処理がなされる。
【００８２】
位置決め処理された基板Ｗは，プリアライメント処理室３３６から搬出されて基板表面励起処理室４００に搬入され，上述したレーザ光による基板表面励起処理が施される（基板表面励起ステップ）。これにより，基板表面（下地膜）の所望の位置に励起部位Ｅｘが形成される。
【００８３】
基板表面励起処理が施された基板Ｗは，基板表面励起処理室４００から搬出されてロードロック室３６０Ｍまたは３６０Ｎ内へ搬入される。このとき，必要なすべてのプロセス処理が完了した基板Ｗがロードロック室３６０Ｍまたは３６０Ｎにあれば，その基板Ｗを搬出して未処理の基板Ｗを搬入する。
【００８４】
ロードロック室３６０Ｍまたは３６０Ｎへ搬入された基板Ｗは，搬送ロボット３８０によりロードロック室３６０Ｍまたは３６０Ｎから搬出され，プロセス処理室３４０Ａ〜３４０ＦのうちのＭＢＥ処理室として構成された処理室へ搬入されて量子ドットＱを形成するためのＳＫモードを利用した成膜処理が実行される。これにより，基板表面（下地膜）の励起部位Ｅｘに量子ドットＱが形成される（量子ドット形成ステップ）。そして，処理が完了した基板Ｗは，ロードロック室３６０Ｍまたは３６０Ｎ，搬送室３３０を介してカセット容器３３２Ａ〜３３２Ｃに戻される。
【００８５】
このように，本実施形態にかかる基板処理装置３００によれば，基板表面励起処理室において基板Ｗに対して所望の位置を励起させる基板表面励起処理を施した上で，ＭＢＥ処理室として構成された処理室にてＳＫモードを利用した成膜処理を行うことによって，その励起部位Ｅｘにのみに量子ドットＱを形成できる。
【００８６】
なお，図１５に示す基板処理装置３００では，基板表面励起ユニット１００を備えた基板表面励起処理室４００を大気圧雰囲気の搬送室３３０に設けた場合について説明したが，これに限定されるものではなく，例えば真空圧雰囲気の共通搬送室３５０に設けるようにしてもよい。この場合，プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆのうちの１つを基板表面励起処理室４００として構成してもよい。また，基板表面励起ユニット１００は必ずしも基板表面励起処理室４００として他の処理室と独立して設ける場合に限定されるものではなく，プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆのいずれかの内部に設けるようにしてもよく，またプリアライメント処理室（オリエンタ）３３６やロードロック室３６０Ｎ，３６０Ｍの内部に設けるようにしてもよい。この場合，プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆ，プリアライメント処理室（オリエンタ）３３６，ロードロック室３６０Ｎ，３６０Ｍには載置台３４２Ａ〜３４２Ｆや受渡台３６４Ｎ，３６４Ｍは既に設けられているため，レーザユニット１３０だけを追加で設けるようにしてもよい。
【００８７】
これにより，プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆ，プリアライメント処理室（オリエンタ）３３６，ロードロック室３６０Ｎ，３６０Ｍでも上述した基板表面励起処理を実行することができる。特にプロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆ処理室のうち，量子ドットを形成する成膜処理を行うＭＢＥ処理室又はＭＯＣＶＤ処理室として構成した処理室の内部にレーザユニット１３０を設ければ，レーザ光によって基板表面を励起させながら，ＳＫモードを利用した成膜処理を同時に実行できる。
【００８８】
なお，上記実施形態により詳述した本発明については，複数の機器から構成されるシステムに適用しても，１つの機器からなる装置に適用してもよい。上述した実施形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムを記憶した記憶媒体等の媒体をシステムあるいは装置に供給し，そのシステムあるいは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体等の媒体に記憶されたプログラムを読み出して実行することによっても，本発明が達成され得る。
【００８９】
この場合，記憶媒体等の媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施形態の機能を実現することになり，そのプログラムを記憶した記憶媒体等の媒体は本発明を構成することになる。プログラムを供給するための記憶媒体等の媒体としては，例えば，フロッピー（登録商標）ディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどが挙げられる。また，媒体に対してプログラムを，ネットワークを介してダウンロードして提供することも可能である。
【００９０】
なお，コンピュータが読み出したプログラムを実行することにより，上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく，そのプログラムの指示に基づき，コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部又は全部を行い，その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合も，本発明に含まれる。
【００９１】
さらに，記憶媒体等の媒体から読み出されたプログラムが，コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後，そのプログラムの指示に基づき，その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い，その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合も，本発明に含まれる。
【００９２】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は，基板上に量子ドットを形成するための方法及びこれを実施するためのプログラムを記憶する記憶媒体並びに基板処理装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１００ 基板表面励起ユニット
１１０ 載置台ユニット
１１２ 載置台
１１４ 支持軸
１３０ レーザユニット
１３４ 基台
１３８ レーザ駆動機構
１３８Ｘ Ｘ方向駆動部
１３８Ｙ Ｙ方向駆動部
１３８Ｚ Ｚ方向駆動部
２００ 制御部
３００ 基板処理装置
３１０ プロセス処理ユニット
３２０ 搬送ユニット
３３０ 搬送室
３３１Ａ〜３３１Ｃ カセット台
３３２Ａ〜３３２Ｃ カセット容器
３３３Ａ〜３３３Ｃ ゲートバルブ
３３６ プリアライメント処理室
３３８ 載置台
３３９ 光学センサ
３４０Ａ〜３４０Ｆ プロセス処理室
３４２Ａ〜３４２Ｆ 載置台
３４４Ａ〜３４４Ｆ ゲートバルブ
３５０ 共通搬送室
３５４Ｍ，３５４Ｎ ゲートバルブ
３６０Ｍ，３６０Ｎ ロードロック室
３６２Ｍ，３６２Ｎ ゲートバルブ
３６４Ｍ，３６４Ｎ 受渡台
３７０，３８０ 搬送ロボット
３７３Ａ，３７３Ｂ 搬送アーム
３８３Ａ，３８３Ｂ 搬送アーム
３８４ 案内レール
４００ 基板表面励起処理室
５００ 制御部
Ａ，Ｂ，Ｃ 特定領域
Ｄ 誘電体
Ｅｘ 励起部位
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２ レーザ光源
Ｑ 量子ドット
Ｗ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は，半導体ウエハ，液晶基板，太陽電池用基板などの基板上に量子ドットを形成するための方法及びこれを実施するためのプログラムを記憶する記憶媒体並びに基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，量子ドットの光電子デバイスへの適用が注目されている。この量子ドットは特定のエネルギ状態に電子を集中させることができるので，発光素材としても，また太陽電池の素材としても利用価値が高い。この量子ドットの形成方法としては従来からＳＫ（Ｓｔｒａｎｓｋｉ Ｋｒａｓｔａｎｏｖ）モードを利用する方法が用いられている（特許文献１〜３参照）。ＳＫモードは，下地結晶材料と堆積結晶材料の格子定数の違いによる結晶の歪エネルギを利用して結晶成長中の自己組織化現象を利用して量子ドットを形成するものである。
【０００３】
具体的には，基板表面に結晶材料を堆積させるとき，基板表面を構成する下地結晶材料とは格子定数の異なる結晶材料を堆積させると，堆積した材料は下地結晶材料の格子定数に一致するように成長しようとする。ところが，実際には格子定数が下地結晶材料とは異なるため，成長させるに従って圧縮歪を受けることになる。更に成長が進むと，基板上に堆積した材料は，この歪エネルギを緩和しようとして，ある臨界膜厚を超えたところでＳＫモードが起こり，成長膜が島状構造に変化し，その部分が量子ドットとなって成長していく。
【０００４】
ところが，このようなＳＫモードによって量子ドットを生成する場合には，結晶成長中の自己組織化現象を利用するので，量子ドットが生成される位置を制御することは非常に難しいという問題があった。
【０００５】
このため，量子ドットの位置を制御する方法として様々な方法が開発されている。例えば特許文献１，２では基板表面において量子ドットを形成しようとする所定の位置に予め段差や微細穴を形成しておき，その段差や微細穴に量子ドットを形成する技術が開示されている。また，特許文献３では基板に表面波（弾性波）を立てることで，その弾性波の波長に応じた部位に量子ドットを形成させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２８１９５４号公報
【特許文献２】特開平１１−１１１６１８号公報
【特許文献３】特開２０００−２１９６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら，基板表面に段差や微細穴などを形成してからそこに量子ドットを形成させるものでは，基板表面に段差や微細穴などの別の構造を加えなければならないという不利がある。また，基板に表面波（弾性波）を立てるものでは，基板表面の構造によってその伝わり方も異なるので，実際に形成した量子ドットが所望の位置からずれてしまう虞もある。
【０００８】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，レーザ光照射によって，基板表面の構造に拘わらず，所望の位置に高精度で量子ドットを形成することができる量子ドット形成方法等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，基板の表面に量子ドットを形成する方法であって，定在波を有するレーザ光を前記基板の側方からその基板の表面に沿うように照射させることによって，前記基板表面を前記定在波の半波長間隔で励起させる基板表面励起ステップと，前記基板に対してその表面を構成する下地膜と格子定数の異なる膜を成長させて前記励起部位に量子ドットを形成する量子ドット形成ステップと，
を有することを特徴とする量子ドット形成方法が提供される。
【００１０】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板の表面に量子ドットを形成する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶するコンピュータ読取可能な記憶媒体であって，前記量子ドット形成方法は，定在波を有するレーザ光を前記基板の側方からその基板の表面に沿うように照射させることによって，前記基板表面を前記定在波の半波長間隔で励起させる基板表面励起ステップと，前記基板に対してその表面を構成する下地膜と格子定数の異なる膜を成長させて前記励起部位に量子ドットを形成する量子ドット形成ステップとを有することを特徴とする記憶媒体が提供される。
【００１１】
本発明によれば，定在波を有するレーザ光を基板の側方から表面上に沿って照射することによって，基板表面の所望の部位を所望の間隔で励起することができ，その励起部位に量子ドットを形成することができる。これによれば，基板の表面に弾性波が発生することもないので，基板表面の構造に拘わらず所望の位置に量子ドットを形成させることができる。
【００１２】
また，上記基板表面励起ステップは，前記レーザ光のレーザ光源をレーザ光照射方向に垂直な方向に駆動して前記基板表面を走査させながら，前記レーザ光を所定間隔で間欠照射させるようにしてもよい。この場合，上記レーザ光の波長を変えることによって，前記基板表面を励起する部位のレーザ光照射方向の間隔を調整してもよく，上記レーザ光を間欠照射する所定間隔を変えることによって，前記基板表面を励起する部位のレーザ光照射方向に垂直な方向の間隔を調整してもよい。このようにレーザ光の波長を変えたり，照射間隔を変えたりするという簡単な操作で，レーザ光照射方向やその垂直方向の所望の位置に量子ドットを形成できる。
【００１３】
また，上記基板表面励起ステップは，複数のレーザ光源からそれぞれレーザ光を同時に又は別々のタイミングで照射することによって前記基板表面を励起するようにしてもよい。この場合，上記各レーザ光源から異なる波長のレーザ光を照射して前記基板表面を励起するようにしてもよい。このように複数のレーザ光源から同時にレーザ光を照射することで，基板表面励起処理の処理速度を向上させることができ，処理時間を短縮できる。
【００１４】
さらに，上記基板表面励起ステップは，前記基板の表面の一部を覆うように誘電体を載置した状態で前記レーザ光を照射することによって，前記誘電体で覆われた領域とそれ以外の領域における励起部位の間隔を変えるようにしてもよい。これによれば，基板表面に部分的に異なる間隔で量子ドットを形成することができる。
【００１５】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，基板の表面に量子ドットを形成する処理を行う基板処理装置であって，前記量子ドットを形成する前の基板の表面のうち，前記量子ドットを形成したい部位を励起させる処理を行う基板表面励起処理部と，基板表面励起処理を施した基板に対して，その表面を構成する下地膜と格子定数の異なる膜を成長させて前記励起部位に量子ドットを形成する処理を行う量子ドット形成処理部と，を備え，前記基板表面励起処理部は，基板を載置する載置台と，定在波を有するレーザ光を前記載置台に載置された基板の側方からその基板の表面に沿うように照射するレーザ光源と，レーザ光源を少なくともレーザ照射方向に垂直な方向に駆動させる駆動機構と，を備えることを特徴とする基板処理装置が提供される。
【００１６】
この場合，前記基板表面励起処理部と量子ドット形成処理部は，異なる処理室に別々に設けてもよく，また同一の処理室に設けてもよい。これによれば，異なる処理室に別々に設けた場合は，基板表面励起処理部を備えた処理室にて基板表面励起処理を行った後に，量子ドット形成処理部を備えた処理室にて量子ドット形成処理を行う。また，同一の処理室に設けた場合は，基板表面励起処理と量子ドット形成処理を別々に行うこともでき，また同時に行うこともできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば，定在波を有するレーザ光を基板の側方から表面上に沿って照射することによって，基板表面の構造に拘わらず，所望の位置に高精度で量子ドットを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態における基板表面励起処理の原理を説明するための観念図であり，レーザ光によって基板表面の所望の部位を励起した場合である。
【図２】図１の基板にＳＫモードを利用した成膜処理を施すことによって量子ドットＱを形成する過程を説明するための観念図である。
【図３】本実施形態にかかる基板表面励起ユニット（基板表面励起処理部）の構成の概略を示す斜視図である。
【図４】図３に示す基板表面励起ユニットの断面図である。
【図５】本実施形態における制御部が行う基板表面励起処理の具体例を示すフローチャートである。
【図６Ａ】基板表面励起処理の作用説明図であり，レーザ光源が待機位置ｔ０にある場合である。
【図６Ｂ】基板表面励起処理の作用説明図であり，レーザ光源が励起開始位置ｔ１にある場合である。
【図６Ｃ】基板表面励起処理の作用説明図であり，レーザ光源が次の位置ｔ２にある場合である。
【図６Ｄ】基板表面励起処理の作用説明図であり，レーザ光源が励起終了位置ｔｎにある場合である。
【図７】レーザ光をオンする所定間隔を変えたときの作用説明図である。
【図８】レーザ光の波長を変えたときの作用説明図である。
【図９】本実施形態における他の基板表面励起処理の原理を説明するための観念図である。
【図１０Ａ】図９に示す他の基板表面励起処理の作用説明図であり，特定領域Ａを含むラインを励起する場合である。
【図１０Ｂ】図９に示す他の基板表面励起処理の作用説明図であり，特定領域Ｂを含むラインを励起する場合である。
【図１０Ｃ】図９に示す他の基板表面励起処理の作用説明図であり，特定領域Ｃを含むラインを励起する場合である。
【図１１】本実施形態における基板表面励起ユニットの変形例を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す基板表面励起ユニットによる基板表面励起処理の作用説明図であり，同じ波長の２つのレーザ光を照射する場合である。
【図１３】図１１に示す基板表面励起ユニットによる基板表面励起処理の作用説明図であり，異なる波長の２つのレーザ光を照射する場合である。
【図１４】図１１に示す基板表面励起ユニットによる基板表面励起処理の作用説明図であり，２つのレーザ光源のＹ方向の配置位置を変えた場合である。
【図１５】本実施形態における基板表面励起ユニットを適用可能な基板処理装置の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
（基板表面励起処理の原理）
先ず，本発明にかかる量子ドット形成方法において利用する基板表面励起処理の原理について図面を参照しながら説明する。図１は基板上に各量子ドットを成長させる位置を特定するときの作用を説明するための図であり，図２は特定された位置に成長した量子ドットを示す図である。
【００２１】
本実施形態では，結晶の歪エネルギを利用して結晶成長中の自己組織化現象を用いたＳＫ（Ｓｔｒａｎｓｋｉ Ｋｒａｓｔａｎｏｖ）モードを利用して，基板上に量子ドットを成長させる。ここでのＳＫモードとは，結晶成長において２次元膜構造が３次元的島状構造に変化することである。
【００２２】
例えば基板上に形成された下地膜（例えばＧａＡｓ膜）にその結晶とは異なる格子定数の膜（例えばＩｎＡｓ膜）を成長させたときに，その格子不整合度が１．７％以上のときには成長層は歪みを持ち，系全体のエネルギが大きくなる。成長膜圧を増やすほど系の持つ歪みエネルギが増大し，ある臨界膜厚を超えたところでＳＫモードが起こり，成長膜が島状構造に変化し，その部分が量子ドットとなって成長していく。このような膜成長には，例えば分子線エピタキシー法（ＭＢＥ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）や有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＭＯＶＰＥ：Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）を用いることができる。
【００２３】
このようなＳＫモードによって量子ドットを生成する場合には，結晶成長中の自己組織化現象を利用するので，量子ドットが生成される位置を制御することは非常に難しいという問題があった。
【００２４】
このため，量子ドットの位置を制御する方法として様々な方法が開発されているものの，ナノオーダー間隔で所望の位置に正確に量子ドットを形成する技術は未だ確立されていない。例えば基板に表面波（弾性波）を立ててその弾性波の波長に応じた部位に量子ドットを形成させて位置を制御するものもあるが，これでは基板表面の構造によってその伝わり方も異なるので，実際に形成した量子ドットが所望の位置からずれてしまうなど量子ドットの形成位置にばらつきが生じる虞もある。
【００２５】
この点，レーザ光の定在波では，エネルギが最も大きくなる腹部と最も小さくなる節部の位置は揺らぐことがない。そこで，本発明では，このような特性を有するレーザ光を基板の側方からその表面に沿って照射させることで，レーザ光の定在波の腹部を利用して基板表面をナノオーダー間隔で部分的に励起させる。これによれば，その励起部位のみに量子ドットを成長させることができるので，量子ドットの位置を高精度に制御できる。
【００２６】
しかも，本発明では，レーザ光を直接基板に当てるのではなく，側方から基板表面すれすれに照射するので，基板自体には弾性的な波動を起こさせずに基板表面を励起させることができる。このように本発明ではレーザ光の特性を効果的に利用することで，基板表面の構造によらずに，所望の位置に量子ドットを形成させることができる。
【００２７】
例えば図１に示すように，量子ドット生成前にレーザ光源Ｌからのレーザ光を基板Ｗの側方からその表面に沿って照射させると，基板表面のうちレーザ光の定在波の腹部に最も近い部位のみを励起させることができる。レーザ光の定在波の腹部は，その定在波の半波長λ／２の間隔になるため，それと同間隔で基板表面を励起させることができる。以下，このようにレーザ光により基板の表面を励起させる処理を基板表面励起処理と称する。
【００２８】
その後に図２に示すように，ＳＫモードによる成膜処理を行って基板表面を構成する下
地膜とは異なる格子定数の膜を成長させるとその励起部位のみに３次元的島状構造が形成されて量子ドットＱが成長する。こうして，レーザ光の定在波の腹部の間隔，すなわちレーザ光の定在波の半波長λ／２のナノオーダー間隔で量子ドットＱが形成される。
【００２９】
このような基板表面励起処理では，レーザ光を基板の側方から基板表面上を平行に照射することで，レーザ光の定在波のエネルギが最も大きくなる腹部が基板表面に接触すればそのエネルギによってその部位だけを部分的に直接励起させることができ，また基板表面に接触しなくてもレーザ光の定在波の腹部の輻射熱によって基板表面を部分的に励起させることができるものと考えられる。
【００３０】
（基板表面励起ユニットの構成例）
以下，このようなレーザ光による基板表面励起ステップを実行する基板表面励起ユニット（基板表面励起処理部）について図面を参照しながら説明する。図３は基板表面励起ユニット１００の構成例を示す斜視図であり，図４はその断面図である。本実施形態では，半導体ウエハである基板Ｗ上の下地膜に対してレーザ光による基板表面励起ステップを施す場合について説明する。
【００３１】
図３，図４に示すように，基板表面励起ユニット１００は，基板Ｗを載置する回転自在な載置台１１２を備える載置台ユニット１１０の近傍に，レーザユニット１３０を配設して構成される。載置台１１２は，例えば図３に示すように円板状に形成されており，基板Ｗは載置台１１２の上側の載置面に載置される。載置台１１２は，支持軸１１４によって例えば処理室内の底面にボルトなどの締結部材で取り付けられている。
【００３２】
載置台１１２には，支持軸１１４の内部にモータ（例えばステッピングモータ）が設けられ，このモータを駆動させることによって載置台１１２を回転させる。また，載置台１１２には，その載置面上の基板Ｗを保持する例えばバキュームチャックなどの保持機構を備える。この保持機構によって，載置面上に基板Ｗを保持させることにより，載置台１１２が回転したときに，基板Ｗが載置面からずれることを防止できる。なお，保持機構としては，上記バキュームチャックに限られず，クランプ機構や静電チャックなど，基板Ｗを保持することができるものであればよい。
【００３３】
レーザユニット１３０は，図３，図４に示すようにレーザ光源Ｌを上下方向のみならず，水平方向にも駆動可能なレーザ駆動機構１３８を備える。レーザ光源Ｌはナノサイズの定在波を有するレーザ光を照射することができる例えば半導体レーザなどで構成される。レーザ光源Ｌは基台１３４を介してレーザ駆動機構１３８に取り付けられている。レーザ駆動機構１３８は，基台１３４を上下方向（Ｚ方向）に駆動させる上下方向駆動部と，水平方向に駆動させる水平方向駆動部とを備える。具体的には上下方向駆動部はＺ方向駆動部１３８Ｚにより構成され，水平方向駆動部は，基台１３４をＸ方向に駆動させるＸ方向駆動部１３８ＸとＹ方向に駆動させるＹ方向駆動部１３８Ｙにより構成される。
【００３４】
これによれば，レーザ駆動機構１３８のＸ方向駆動部１３８Ｘによってレーザ光源Ｌを駆動させることで，基板Ｗの表面全体に渡ってレーザ光を走査させることができる。なお，Ｚ方向駆動部１３８Ｚによってレーザ光源Ｌを駆動させることで，基板Ｗの表面の高さに併せるようにレーザ光の高さ位置を調整できる。さらに，Ｙ方向駆動部１３８Ｙによってレーザ光源Ｌを駆動させることで，基板Ｗの径に併せてレーザ光の水平位置を調整できる。
【００３５】
載置台ユニット１１０は，図４に示すように制御部２００に接続されており，この制御部２００からの制御信号に基づいて載置台１１２の回転やレーザ駆動機構１３８の動作が制御されるようになっている。
【００３６】
（基板表面励起処理の具体例）
次に，このような構成の基板表面励起ユニット１００を用いた基板表面励起処理について図面を参照しながら説明する。制御部２００は，所定のプログラムに基づいて基板表面励起ユニット１００の動作を制御することによって，基板表面励起処理を実行するようになっている。図５は本実施形態にかかる基板表面励起処理の具体例を示すフローチャートである。
【００３７】
図６Ａ〜図６Ｄは，基板表面励起処理を行う場合におけるレーザ光による作用を説明するための図である。図６Ａ〜図６Ｄはそれぞれ，レーザ光源が位置ｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔｎにある場合を示している。なお，図６Ａ〜図６Ｄは図３に示す基板表面励起ユニット１００を上から見た図であり，レーザユニット１３０については基台１３４とレーザ光源Ｌ以外の構成は省略している。
【００３８】
ここでの基板表面励起処理は，基板表面の下地膜にＳＫモードによって量子ドットＱを形成させる前に，基板表面励起ユニット１００によって量子ドットＱを形成させたい部位を励起させる場合を例に挙げる。
【００３９】
先ず，下地膜が形成された基板Ｗが図示しない搬送アームなどで載置台ユニット１１０の載置台１１２に載置されると，図５に示すフローチャートによる基板表面励起処理が実行される。基板表面励起処理では，先ずステップＳ１１０にてレーザ光源Ｌの高さ（Ｚ方向の位置）を調整する。具体的には例えば図６Ａに示すようにレーザ光源Ｌが基板Ｗの外縁部から離間したＸ方向の待機位置ｔ０にある状態で，レーザ光をオンしてＺ方向駆動部１３８Ｚを駆動させる。これにより，レーザ光が基板Ｗ上をその表面に沿って照射されるようにレーザ光源Ｌの高さを調整する。
【００４０】
次にステップＳ１２０にてレーザ光をオフにした状態で，レーザ光源ＬをＸ方向に一定の速度で走査を開始させる。そしてステップＳ１３０にてレーザ光源Ｌが基板Ｗ上の励起開始位置ｔ１に到達したときから所定間隔Ｔ１でレーザ光をオンさせる。具体的には図６Ｂに示すように先ずレーザ光源Ｌが励起開始位置ｔ０に到達すると，所定の照射時間だけレーザ光がオンされる。これにより，基板表面のＸ方向の励起開始位置ｔ０においてレーザ光の定常波の腹部に対向する部位Ｅｘだけが励起される。このため，励起された部位ＥｘのＹ方向（レーザ光の照射方向）の間隔は，レーザ光の定常波の半波長λ１／２に等しくなる。
【００４１】
続いてレーザ光がオフのままＸ方向に走査され，図６Ｃに示すようにレーザ光源Ｌが次の位置ｔ２まで到達したときにレーザ光が上記照射時間だけオンされる。これにより，基板表面のＸ方向の次の位置ｔ２においてレーザ光の定常波の腹部に対向する部位だけが励起される。ここでの励起された部位ＥｘのＹ方向（レーザ光の照射方向）の間隔も，レーザ光の定常波の半波長λ１／２に等しくなる。その後は，レーザ光源ＬをＸ方向に走査しながら，所定間隔Ｔ１ごとにレーザ光を上記照射時間だけオンする。
【００４２】
そして，ステップＳ１４０にて基板表面全体の処理が完了したか否かを判断する。具体的には基板Ｗ上の励起終了位置ｔｎまで基板表面励起が完了したか否かを判断する。ステップＳ１４０にて基板表面全体の処理が完了したと判断した場合は，ステップＳ１５０にて図６Ｄに示すようにレーザ光をオフにしてレーザ光源ＬをＸ方向の待機位置ｔ０まで戻して，一連の基板表面励起処理を終了する。
【００４３】
こうして，励起開始位置ｔ１から励起終了位置ｔｎまで基板Ｗの表面を励起させることができ，その後のＳＫモードによる膜成長によってこの励起部位Ｅｘにだけ量子ドットＱが形成される。
【００４４】
励起された部位ＥｘのＸ方向の間隔はレーザ光を照射させる所定間隔Ｔ１となり，Ｙ方向（レーザ光の照射方向）の間隔は半波長λ１／２となる。従って，その後に形成される量子ドットＱのＸ方向，Ｙ方向の間隔を容易に制御することができる。
【００４５】
すなわち，励起部位ＥｘのＸ方向の間隔は，レーザ光をオンするタイミングである所定間隔Ｔ１を変えるだけで簡単に制御できるので，その後に形成される量子ドットＱのＸ方向の間隔を制御できる。このようにレーザ光をオンするタイミングによって量子ドットＱをＸ方向の間隔をナノオーダーで制御できる。
【００４６】
具体的にはレーザ光をオンする所定間隔を短くするほど，励起部位ＥｘのＸ方向の間隔を狭くすることができるので，Ｘ方向の間隔が狭い量子ドットＱを形成できる。逆にレーザ光をオンする所定間隔を長くするほど，励起部位ＥｘのＸ方向の間隔を長くすることができるので，Ｘ方向の間隔が長い量子ドットＱを形成できる。例えば図７は，レーザ光をオンする所定間隔をＴ１よりも長いＴ２にして基板表面励起処理を実行した場合である。
【００４７】
このように，励起部位のＸ方向の間隔は上記のようにレーザ光を所定の間隔で間欠照射することで調整できる。レーザを間欠照射する方法としては，上記のようなレーザ光自体のオン／オフに限られず，例えばレーザ光を遮蔽可能なシャッタを設け，このシャッタによってレーザ光の遮蔽と非遮蔽を繰り返すようにしてもよい。
【００４８】
また，励起部位ＥｘのＹ方向（レーザ光の照射方向）の間隔は，レーザ光の定常波の波長λ１を変えるだけで簡単に制御できるので，その後に形成される量子ドットＱのＹ方向の間隔λ１／２を制御できる。このようにレーザ光の波長を変えることによって量子ドットＱのＹ方向の間隔をナノオーダーで制御できる。
【００４９】
具体的にはレーザ光の波長を短くするほど，励起部位ＥｘのＹ方向の間隔を狭くすることができるので，Ｙ方向の間隔が狭い量子ドットＱを形成できる。逆にレーザ光の波長を長くするほど，励起部位ＥｘのＹ方向の間隔を長くすることができるので，Ｙ方向の間隔が長い量子ドットＱを形成できる。例えば図８は，レーザ光の波長をλ１より短いλ２にして基板表面励起処理を実行した場合である。この場合の量子ドットＱの間隔は，レーザ光の半波長λ２／２となる。
【００５０】
また，上記実施形態では，レーザ光源ＬをＸ方向に走査させながらレーザ光をオンオフするので，レーザ光をオンしたときの照射時間を変えることで，励起部位ＥｘのＹ方向の長さを調整できる。これにより，その励起部位に形成される量子ドットＱのサイズを制御することができる。
【００５１】
なお，基板表面の励起方法としては，上記実施形態のようにレーザ光源ＬをＸ方向に走査させ続けながら所定間隔でレーザ光をオンオフする場合に限られるものではなく，所定間隔ごとにレーザ光源Ｌを停止させるようにしてもよい。具体的にはレーザ光源Ｌを待機位置ｔ０からＸ方向に走査させると，先ず励起開始位置ｔ０で停止させてレーザ光を所定の照射時間だけオンする。その後は励起終了位置ｔｎまで所定間隔ごとにレーザ光源Ｌを停止させてその停止位置ごとにレーザ光を所定の照射時間だけオンする。この場合は，レーザ光を照射している間はレーザ光源Ｌが停止しているので，その照射時間を変えることで同じ励起部位に与えるエネルギ量を調整できる。
【００５２】
また，一度基板表面励起処理を実行して例えば図６Ｄに示すような励起部位Ｅｘを形成した後に，載置台１１２を回転して基板Ｗを例えば９０度回転させて，レーザ光の波長や照射タイミングを変えて再度基板表面励起処理を実行することで，一回目の基板表面励起処理で形成された励起部位Ｅｘの隙間にさらに励起部位Ｅｘを形成することもできる。これによれば，より密に励起部位Ｅｘを形成することができる。なお，基板Ｗの回転角度は９０度に限られるものではなく，載置台１１２を回転させて自由に基板Ｗの角度を変えることで所望の位置に励起部位Ｅｘを形成することができる。これにより，基板上の所望の位置に量子ドットＱを形成することができる。
【００５３】
また，基板Ｗ上に誘電体を載置することで，レーザ光の波長を部分的に変えることができる。具体的には図９に示すようにレーザ光が透過するように基板Ｗ上に誘電体Ｄを載置すると，誘電体Ｄ内ではレーザ光の波長が変わるため，誘電体Ｄが載置された部位では，励起部位のＸ方向の間隔が変わることになる。これを利用することで，所望の領域だけ別の間隔で量子ドットＱを形成させることもできるようになる。
【００５４】
ここで，誘電体Ｄを用いることによって特定領域だけＸ方向の間隔が異なる量子ドットＱを形成させるための基板表面励起処理について図面を参照しながら説明する。図１０Ａ，図１０Ｂ，図１０Ｃは誘電体Ｄの作用を説明するための図である。ここでは，基板上の特定領域Ａ，Ｂ，Ｃに他の領域より密の量子ドットＱを形成する場合を例に挙げて説明する。
【００５５】
先ず，特定領域Ａの上に誘電体Ｄを載置した状態で，レーザ光源ＬをＸ方向に走査を開始する。そして，図１０Ａに示すようにｔ１，ｔ２のタイミングでレーザ光をオンすることによって，レーザ光は誘電体Ｄを透過する。このとき，レーザ光の波長は誘電体Ｄの外部よりも内部の方が短くなるため，Ｙ方向（レーザ光の照射方向）では特定領域Ａではそれ以外の領域よりも密な励起部位Ｅｘが形成される。
【００５６】
次いで，特定領域Ｂの上に誘電体Ｄを載置した状態で，レーザ光源ＬをさらにＸ方向に走査する。そして，図１０Ｂに示すようにｔ３，ｔ４のタイミングでレーザ光をオンすることによって，図１０Ａの場合と同様にＹ方向（レーザ光の照射方向）では特定領域Ｂではそれ以外の領域よりも密な励起部位Ｅｘが形成される。
【００５７】
次に，特定領域Ｃの上に誘電体Ｄを載置した状態で，レーザ光源ＬをさらにＸ方向に走査する。そして，図１０Ｃに示すようにｔ５，ｔ６のタイミングでレーザ光をオンすることによって，図１０Ａの場合と同様にＹ方向（レーザ光の照射方向）では特定領域Ｃではそれ以外の領域よりも密な励起部位Ｅｘが形成される。
【００５８】
このように，レーザ光をＸ方向に走査させる際に，所定のタイミングで誘電体ＤをＹ方向にずらしながら基板Ｗ上に載置することで，特定領域だけＸ方向の間隔が異なる量子ドットＱを形成させることができる。このような誘電体Ｄ内のレーザ光の波長は，誘電体Ｄの誘電率を変えることで調整できる。従って，誘電体Ｄを誘電率の異なる材料に変えることによって，誘電体Ｄ内の量子ドットのＹ方向（レーザ光の照射方向）の間隔を調整できる。
【００５９】
なお，上記実施形態では単一のレーザ光で基板表面を走査することによって所望の部位を励起する場合について説明したが，これに限られるものではなく，複数のレーザ光で基板表面を走査することによって所望の部位を励起するようにしてもよい。
【００６０】
（基板表面励起ユニットの変形例）
ここで，二つのレーザ光を基板表面上にて走査させることができる基板表面励起ユニット１００の変形例について図面を参照しながら説明する。図１１は基板表面励起ユニット１００の変形例を示す斜視図である。図１１に示す基板表面励起ユニット１００は，二つのレーザ光源Ｌ１，Ｌ２を基台１３４に取り付けることによって，二つのレーザ光を照射できるレーザユニット１３０を備える。その他の構成は図３に示すものと同様であるため，その詳細な説明は省略する。
【００６１】
レーザ光源Ｌ１，Ｌ２からのレーザ光は同一の波長であってもよく，又は異なる波長であってもよい。同一波長のレーザ光を照射する場合は，図１２に示すように同時に照射することで同時にＹ方向の２ラインずつ励起することができるので，基板表面励起処理の速度を高めることができる。また，異なる波長のレーザ光を照射する場合は，図１３に示すようにＹ方向の奇数ラインと偶数ラインでＸ方向の間隔の異なる量子ドットＱを形成できる。
【００６２】
また，図１４に示すようにレーザ光源Ｌ１，Ｌ２をずらして基台１３４に取り付けるようにしてもよい。これにより，Ｙ方向の奇数ラインと偶数ラインでＸ方向に所定間隔でずれた量子ドットＱを形成することができる。
【００６３】
このように複数のレーザ光を基板表面上に走査させることで，処理速度を向上させることができるだけではなく，量子ドットＱの形成される位置をより細かく制御することができる。なお，図１４では２つのレーザ光を照射させて基板表面励起処理を行う場合を例に挙げたが，これに限定されるものではなく，３つ以上のレーザ光を照射させて基板表面励起処理を行うようにしてもよい。また，複数のレーザ光は同時に照射する場合に限られるものではなく，別々のタイミングで照射するようにしてもよい。例えば異なる波長のレーザ光を用いる場合は，必要に応じていずれかの波長のレーザ光をオンすることで，所望の間隔で基板表面を励起させることができる。
【００６４】
以上，詳述した基板表面励起処理が施された基板Ｗに対して，ＳＫモードによって膜を成長させると，例えば図６Ｄに示す励起部位Ｅｘ上だけに３次元的島状構造が形成され，量子ドットＱが形成される。従って，本実施形態によればレーザ光を基板表面上にて走査させながらレーザ光オンオフするという極めて簡単な制御で量子ドットＱが形成される位置を制御できる。しかも，基板表面には振動が発生しないため，表面構造が異なる基板であっても常に所望の位置に量子ドットＱを形成させることができる。
【００６５】
（基板表面励起ユニットを適用可能な基板処理装置）
次に，上記基板表面励起ユニット１００を適用可能な基板処理装置の一例を図面を参照しながら説明する。図１５は基板処理装置の概略構成を示す断面図である。基板処理装置３００は，基板Ｗに対して量子ドットＱを形成するためのＳＫモードを利用した膜成長を行う複数の処理室を備えるプロセス処理ユニット３１０と，このプロセス処理ユニット３１０に対して基板Ｗを搬出入させる搬送室３３０を設けた搬送ユニット３２０とを備える。
【００６６】
まず，搬送ユニット３２０の構成について説明する。カセット容器３３２に収容された複数枚（例えば２５枚）の基板Ｗを基板処理装置３００に出し入れするための搬送室３３０を備える。搬送室３３０には例えば３つのカセット台３３１Ａ〜３３１Ｃがそれぞれゲートバルブ３３３Ａ〜３３３Ｃを介して設けられており，これらの各カセット台３３１Ａ〜３３１Ｃにはそれぞれカセット容器３３２Ａ〜３３２Ｃがセットできるようになっている。
【００６７】
搬送室３３０には，上述した基板表面励起処理を行う基板表面励起処理室４００が設けられている。基板表面励起処理室４００はその内部に基板表面励起ユニット（基板表面励起処理部）１００を備える。基板表面励起ユニット１００の構成は図３に示すものと同様のため，その詳細な説明を省略する。
【００６８】
搬送室３３０には，基板Ｗの位置合せを行うプリアライメント処理室（オリエンタ）３３６が設けられている。プリアライメント処理室３３６は，例えばその処理室内に回転可能に配設された載置台３３８と載置台３３８上の基板Ｗの周縁部を光学的に検出する光学センサ３３９を備え，載置台３３８で基板Ｗを回転させて，基板Ｗの周縁部に形成されるオリエンテーションフラットやノッチなどを光学センサ３３９で検出して基板Ｗの位置合せを行う。
【００６９】
搬送室３３０内には，その長手方向（図１１に示す矢印方向）に沿ってスライド自在に構成された搬送ロボット３７０が設けられている。搬送ロボット３７０には，例えば基板Ｗを載せて搬送するための搬送アーム３７３Ａ，３７３Ｂが設けられている。搬送アーム３７３Ａ，３７３Ｂは，屈伸・昇降・旋回可能に構成されており，上記カセット容器３３２Ａ〜３３２Ｃ，プリアライメント処理室３３６，基板表面励起処理室４００，後述するロードロック室３６０Ｍ，３６０Ｎに対して基板Ｗの出し入れを行うようになっている。なお，搬送ロボット３７０は２つの搬送アーム３７３Ａ，３７３Ｂを備えるので，これらを利用して例えばロードロック室３６０Ｍ，３６０Ｎ，プリアライメント処理室３３６，基板表面励起処理室４００などに対して，処理済みの基板Ｗと処理前の基板Ｗとを交換するように，基板Ｗの出し入れをすることができる。
【００７０】
次に，プロセス処理ユニット３１０の構成について説明する。プロセス処理ユニット３１０は例えば図１５に示すようなクラスタツール型に構成される。すなわち，プロセス処理ユニット３１０は，多角形（例えば六角形）に形成された共通搬送室３５０を備え，この共通搬送室３５０の周囲には，基板Ｗに対して所定のプロセス処理を施す複数（例えば６つ）のプロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆがそれぞれゲートバルブ３４４Ａ〜３４４Ｆを介して接続される。
【００７１】
各プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆは，基板Ｗを載置するための載置台３４２（３４２Ａ〜３４２Ｆ）がそれぞれ設けられ，予め制御部５００の記憶媒体などに記憶されたプロセス・レシピなどに基づいて，載置台３４２上の基板Ｗに対して例えば量子ドットＱを形成するためのＳＫモードを利用した成膜処理を施す量子ドット形成処理部を備える。各プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆは，量子ドット形成処理部によって，上述した基板表面励起処理を施した基板に対して，その表面を構成する下地膜と格子定数の異なる膜を成長させて励起部位Ｅｘに量子ドットＱを形成する処理を行うようになっている。
【００７２】
量子ドット形成処理部は，例えば分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）を用いて成膜処理を行う場合は，プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆの内部を所定の真空圧力に減圧する真空ポンプなどの排気部，基板を加熱する加熱機構，薄膜原料を基板表面に供給する原料供給源，基板表面に向けて分子線を照射する原料蒸発源としての分子線源（例えば分子線セル，電子銃など），などにより構成する。
【００７３】
これにより，各プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆを高真空中で薄膜原料を加熱して基板表面に蒸着し，基板表面に量子ドットＱを成長させるＭＢＥ処理室として構成することができる。このようなＭＢＥ処理室の構成は，公知のＭＢＥ装置のものを適用できる。
【００７４】
なお，量子ドットＱを形成する成膜処理を実行する処理室は，ＭＢＥ処理室として構成する場合に限られるものでない。例えば有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を用いて成膜処理を行う場合，量子ドット形成処理部は，プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆの内部を所定の真空圧力に減圧する真空ポンプなどの排気部，基板を加熱する加熱機構，薄膜原料を気化させて基板表面に供給する原料供給源などにより構成する。この場合，プラズマを用いて成膜を行う場合は，さらにプラズマ発生用の高周波電力を印加する電極を設けてもよい。
【００７５】
これにより，各プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆを基板表面に薄膜原料を高温中で反応させてＣＶＤプロセスにより成膜することにより量子ドットＱを成長させるＭＯＣＶＤ処理室として構成することができる。このようなＭＯＣＶＤ処理室の構成は，公知のＭＯＣＶＤ装置のものを適用できる。
【００７６】
上述したような量子ドットＱを形成する成膜処理を行う処理室として構成するのは，プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆのうち少なくとも１つであればよく，その他の処理室は例えばエッチング，熱処理など他のプロセスを行う処理室として構成してもよい。また，プロセス処理室３４０の数は，図１５に示す場合に限られるものではない。
【００７７】
また，共通搬送室３５０の周囲には，上記搬送室３３０との間で基板Ｗをやり取りするロードロック室３６０Ｍ，３６０Ｎが設けられている。第１，第２ロードロック室３６０Ｍ，３６０Ｎは，その内部に配設された受渡台３６４Ｍ，３６４Ｎを介して基板Ｗを一時的に保持し，圧力調整後に真空圧側の共通搬送室３５０と大気圧側の搬送室３３０との間で基板Ｗをパスさせるものである。従って，気密保持のため，ロードロック室３６０Ｍ，３６０Ｎは，共通搬送室３５０とはゲートバルブ３５４Ｍ，３５４Ｎを介して接続され，搬送室３３０とはゲートバルブ３６２Ｍ，３６２Ｎを介して接続される。
【００７８】
共通搬送室３５０内には，その長手方向に沿って設けられた案内レール３８４に沿ってスライド自在に構成された搬送ロボット３８０が設けられている。搬送ロボット３８０には，例えば基板Ｗを載せて搬送するための搬送アーム３８３Ａ，３８３Ｂが設けられている。搬送アーム３８３Ａ，３８３Ｂは，屈伸・昇降・旋回可能に構成されており，各プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆ，ロードロック室３６０Ｍ，３６０Ｎに対して基板Ｗの出し入れを行うようになっている。
【００７９】
例えば搬送ロボット３８０を共通搬送室３５０の基端側寄りにスライドさせて，各ロードロック室３６０Ｍ，３６０Ｎとプロセス処理室３４０Ａ，３４０Ｆに対して基板Ｗの出し入れを行い，また共通搬送室３５０の先端側寄りにスライドさせて，４つのプロセス処理室３４０Ｂ〜３４０Ｅに対して基板Ｗの出し入れを行う。なお，搬送ロボット３８０は，２つの搬送アーム３８３Ａ，３８３Ｂを備えるので，これらを利用して例えばプロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆ，ロードロック室３６０Ｍ，３６０Ｎに対して処理済みの基板Ｗと処理前の基板Ｗとを交換するように，基板Ｗの出し入れをすることができる。
【００８０】
基板処理装置３００には，搬送ロボット３７０，３８０，各ゲートバルブ３３３，３４４，３５４，３６２，プリアライメント処理室３３６，基板表面励起処理室４００などの制御を含め，基板処理装置全体の動作を制御する制御部５００が設けられている。制御部５００は，例えば制御部本体を構成するＣＰＵ，このＣＰＵが処理を行うために必要なデータを記憶するＲＯＭ，ＣＰＵが行う各種データ処理のために使用されるメモリエリアなどを設けたＲＡＭ，ＣＰＵが各部を制御するためのプログラムや各種データを記憶するハードディスク（ＨＤＤ）又はメモリ等の記憶手段の他，操作画面や選択画面などを表示する液晶ディスプレイ，オペレータによるプロセス・レシピの入力や編集など種々のデータの入力および所定の記憶媒体へのプロセス・レシピやプロセス・ログの出力など各種データの出力などを行うことができる入出力手段，基板処理装置３００の各部を制御するための各種コントローラなどを備える。
【００８１】
（基板処理装置の動作）
次に，基板処理装置３００の動作について説明する。基板処理装置３００は制御部５００により所定のプログラムに基づいて稼働する。例えば搬送ロボット３７０によりカセット容器３３２Ａ〜３３２Ｃのいずれかから搬出された基板Ｗは，搬送室３３０内を通ってプリアライメント処理室３３６に搬入されて位置決め処理がなされる。
【００８２】
位置決め処理された基板Ｗは，プリアライメント処理室３３６から搬出されて基板表面励起処理室４００に搬入され，上述したレーザ光による基板表面励起処理が施される（基板表面励起ステップ）。これにより，基板表面（下地膜）の所望の位置に励起部位Ｅｘが形成される。
【００８３】
基板表面励起処理が施された基板Ｗは，基板表面励起処理室４００から搬出されてロードロック室３６０Ｍまたは３６０Ｎ内へ搬入される。このとき，必要なすべてのプロセス処理が完了した基板Ｗがロードロック室３６０Ｍまたは３６０Ｎにあれば，その基板Ｗを搬出して未処理の基板Ｗを搬入する。
【００８４】
ロードロック室３６０Ｍまたは３６０Ｎへ搬入された基板Ｗは，搬送ロボット３８０によりロードロック室３６０Ｍまたは３６０Ｎから搬出され，プロセス処理室３４０Ａ〜３４０ＦのうちのＭＢＥ処理室として構成された処理室へ搬入されて量子ドットＱを形成するためのＳＫモードを利用した成膜処理が実行される。これにより，基板表面（下地膜）の励起部位Ｅｘに量子ドットＱが形成される（量子ドット形成ステップ）。そして，処理が完了した基板Ｗは，ロードロック室３６０Ｍまたは３６０Ｎ，搬送室３３０を介してカセット容器３３２Ａ〜３３２Ｃに戻される。
【００８５】
このように，本実施形態にかかる基板処理装置３００によれば，基板表面励起処理室において基板Ｗに対して所望の位置を励起させる基板表面励起処理を施した上で，ＭＢＥ処理室として構成された処理室にてＳＫモードを利用した成膜処理を行うことによって，その励起部位Ｅｘにのみに量子ドットＱを形成できる。
【００８６】
なお，図１５に示す基板処理装置３００では，基板表面励起ユニット１００を備えた基板表面励起処理室４００を大気圧雰囲気の搬送室３３０に設けた場合について説明したが，これに限定されるものではなく，例えば真空圧雰囲気の共通搬送室３５０に設けるようにしてもよい。この場合，プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆのうちの１つを基板表面励起処理室４００として構成してもよい。また，基板表面励起ユニット１００は必ずしも基板表面励起処理室４００として他の処理室と独立して設ける場合に限定されるものではなく，プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆのいずれかの内部に設けるようにしてもよく，またプリアライメント処理室（オリエンタ）３３６やロードロック室３６０Ｎ，３６０Ｍの内部に設けるようにしてもよい。この場合，プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆ，プリアライメント処理室（オリエンタ）３３６，ロードロック室３６０Ｎ，３６０Ｍには載置台３４２Ａ〜３４２Ｆや受渡台３６４Ｎ，３６４Ｍは既に設けられているため，レーザユニット１３０だけを追加で設けるようにしてもよい。
【００８７】
これにより，プロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆ，プリアライメント処理室（オリエンタ）３３６，ロードロック室３６０Ｎ，３６０Ｍでも上述した基板表面励起処理を実行することができる。特にプロセス処理室３４０Ａ〜３４０Ｆ処理室のうち，量子ドットを形成する成膜処理を行うＭＢＥ処理室又はＭＯＣＶＤ処理室として構成した処理室の内部にレーザユニット１３０を設ければ，レーザ光によって基板表面を励起させながら，ＳＫモードを利用した成膜処理を同時に実行できる。
【００８８】
なお，上記実施形態により詳述した本発明については，複数の機器から構成されるシステムに適用しても，１つの機器からなる装置に適用してもよい。上述した実施形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムを記憶した記憶媒体等の媒体をシステムあるいは装置に供給し，そのシステムあるいは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体等の媒体に記憶されたプログラムを読み出して実行することによっても，本発明が達成され得る。
【００８９】
この場合，記憶媒体等の媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施形態の機能を実現することになり，そのプログラムを記憶した記憶媒体等の媒体は本発明を構成することになる。プログラムを供給するための記憶媒体等の媒体としては，例えば，フロッピー（登録商標）ディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどが挙げられる。また，媒体に対してプログラムを，ネットワークを介してダウンロードして提供することも可能である。
【００９０】
なお，コンピュータが読み出したプログラムを実行することにより，上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく，そのプログラムの指示に基づき，コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部又は全部を行い，その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合も，本発明に含まれる。
【００９１】
さらに，記憶媒体等の媒体から読み出されたプログラムが，コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後，そのプログラムの指示に基づき，その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い，その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合も，本発明に含まれる。
【００９２】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は，基板上に量子ドットを形成するための方法及びこれを実施するためのプログラムを記憶する記憶媒体並びに基板処理装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１００ 基板表面励起ユニット
１１０ 載置台ユニット
１１２ 載置台
１１４ 支持軸
１３０ レーザユニット
１３４ 基台
１３８ レーザ駆動機構
１３８Ｘ Ｘ方向駆動部
１３８Ｙ Ｙ方向駆動部
１３８Ｚ Ｚ方向駆動部
２００ 制御部
３００ 基板処理装置
３１０ プロセス処理ユニット
３２０ 搬送ユニット
３３０ 搬送室
３３１Ａ〜３３１Ｃ カセット台
３３２Ａ〜３３２Ｃ カセット容器
３３３Ａ〜３３３Ｃ ゲートバルブ
３３６ プリアライメント処理室
３３８ 載置台
３３９ 光学センサ
３４０Ａ〜３４０Ｆ プロセス処理室
３４２Ａ〜３４２Ｆ 載置台
３４４Ａ〜３４４Ｆ ゲートバルブ
３５０ 共通搬送室
３５４Ｍ，３５４Ｎ ゲートバルブ
３６０Ｍ，３６０Ｎ ロードロック室
３６２Ｍ，３６２Ｎ ゲートバルブ
３６４Ｍ，３６４Ｎ 受渡台
３７０，３８０ 搬送ロボット
３７３Ａ，３７３Ｂ 搬送アーム
３８３Ａ，３８３Ｂ 搬送アーム
３８４ 案内レール
４００ 基板表面励起処理室
５００ 制御部
Ａ，Ｂ，Ｃ 特定領域
Ｄ 誘電体
Ｅｘ 励起部位
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２ レーザ光源
Ｑ 量子ドット
Ｗ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に量子ドットを形成する方法であって，
定在波を有するレーザ光を前記基板の側方からその基板の表面に沿うように照射させることによって，前記基板表面を前記定在波の半波長間隔で励起させる基板表面励起ステップと，
前記基板に対してその表面を構成する下地膜と格子定数の異なる膜を成長させて前記励起部位に量子ドットを形成する量子ドット形成ステップと，
を有することを特徴とする量子ドット形成方法。
【請求項２】
前記基板表面励起ステップは，前記レーザ光のレーザ光源をレーザ光照射方向に垂直な方向に駆動して前記基板表面を走査させながら，前記レーザ光を所定間隔で間欠照射させることを特徴とする請求項１に記載の量子ドット形成方法。
【請求項３】
前記基板表面励起ステップは，前記レーザ光の波長を変えることによって，前記基板表面を励起する部位のレーザ光照射方向の間隔を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の量子ドット形成方法。
【請求項４】
前記基板表面励起ステップは，前記レーザ光を間欠照射する所定間隔を変えることによって，前記基板表面を励起する部位のレーザ光照射方向に垂直な方向の間隔を調整することを特徴とする請求項２又は３に記載の量子ドット形成方法。
【請求項５】
前記基板表面励起ステップは，複数のレーザ光源からそれぞれレーザ光を同時に又は別々のタイミングで照射することによって前記基板表面を励起することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の量子ドット形成方法。
【請求項６】
前記基板表面励起ステップは，前記各レーザ光源から異なる波長のレーザ光を照射して前記基板表面を励起することを特徴とする請求項５に記載の量子ドット形成方法。
【請求項７】
前記基板表面励起ステップは，前記基板の表面の一部を覆うように誘電体を載置した状態で前記レーザ光を照射することによって，前記誘電体で覆われた領域とそれ以外の領域における励起部位の間隔を変えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の量子ドット形成方法。
【請求項８】
基板の表面に量子ドットを形成する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶するコンピュータ読取可能な記憶媒体であって，
前記量子ドット形成方法は，
定在波を有するレーザ光を前記基板の側方からその基板の表面に沿うように照射させることによって，前記基板表面を前記定在波の半波長間隔で励起させる基板表面励起ステップと，
前記基板に対してその表面を構成する下地膜と格子定数の異なる膜を成長させて前記励起部位に量子ドットを形成する量子ドット形成ステップと，
を有することを特徴とする記憶媒体。
【請求項９】
基板の表面に量子ドットを形成する処理を行う基板処理装置であって，
前記量子ドットを形成する前の基板の表面のうち，前記量子ドットを形成したい部位を励起させる処理を行う基板表面励起処理部と，
基板表面励起処理を施した基板に対して，その表面を構成する下地膜と格子定数の異なる膜を成長させて前記励起部位に量子ドットを形成する処理を行う量子ドット形成処理部と，を備え，
前記基板表面励起処理部は，
基板を載置する載置台と，
定在波を有するレーザ光を前記載置台に載置された基板の側方からその基板の表面に沿うように照射させる照射するレーザ光源と，
レーザ光源を少なくともレーザ照射方向に垂直な方向に駆動させる駆動機構と，
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
前記基板表面励起処理部と前記量子ドット形成処理部は，異なる処理室に別々に設けたことを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記基板表面励起処理部と前記量子ドット形成処理部は，同一の処理室に設けたことを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１】
基板の表面に量子ドットを形成する方法であって，
定在波を有するレーザ光を前記基板の側方からその基板の表面に沿うように照射させることによって，前記基板表面を前記定在波の半波長間隔で励起させる基板表面励起ステップと，
前記基板に対してその表面を構成する下地膜と格子定数の異なる膜を成長させて前記励起部位に量子ドットを形成する量子ドット形成ステップと，
を有することを特徴とする量子ドット形成方法。
【請求項２】
前記基板表面励起ステップは，前記レーザ光のレーザ光源をレーザ光照射方向に垂直な方向に駆動して前記基板表面を走査させながら，前記レーザ光を所定間隔で間欠照射させることを特徴とする請求項１に記載の量子ドット形成方法。
【請求項３】
前記基板表面励起ステップは，前記レーザ光の波長を変えることによって，前記基板表面を励起する部位のレーザ光照射方向の間隔を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の量子ドット形成方法。
【請求項４】
前記基板表面励起ステップは，前記レーザ光を間欠照射する所定間隔を変えることによって，前記基板表面を励起する部位のレーザ光照射方向に垂直な方向の間隔を調整することを特徴とする請求項２又は３に記載の量子ドット形成方法。
【請求項５】
前記基板表面励起ステップは，複数のレーザ光源からそれぞれレーザ光を同時に又は別々のタイミングで照射することによって前記基板表面を励起することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の量子ドット形成方法。
【請求項６】
前記基板表面励起ステップは，前記各レーザ光源から異なる波長のレーザ光を照射して前記基板表面を励起することを特徴とする請求項５に記載の量子ドット形成方法。
【請求項７】
前記基板表面励起ステップは，前記基板の表面の一部を覆うように誘電体を載置した状態で前記レーザ光を照射することによって，前記誘電体で覆われた領域とそれ以外の領域における励起部位の間隔を変えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の量子ドット形成方法。
【請求項８】
基板の表面に量子ドットを形成する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶するコンピュータ読取可能な記憶媒体であって，
前記量子ドット形成方法は，
定在波を有するレーザ光を前記基板の側方からその基板の表面に沿うように照射させることによって，前記基板表面を前記定在波の半波長間隔で励起させる基板表面励起ステップと，
前記基板に対してその表面を構成する下地膜と格子定数の異なる膜を成長させて前記励起部位に量子ドットを形成する量子ドット形成ステップと，
を有することを特徴とする記憶媒体。
【請求項９】
基板の表面に量子ドットを形成する処理を行う基板処理装置であって，
前記量子ドットを形成する前の基板の表面のうち，前記量子ドットを形成したい部位を励起させる処理を行う基板表面励起処理部と，
基板表面励起処理を施した基板に対して，その表面を構成する下地膜と格子定数の異なる膜を成長させて前記励起部位に量子ドットを形成する処理を行う量子ドット形成処理部と，を備え，
前記基板表面励起処理部は，
基板を載置する載置台と，
定在波を有するレーザ光を前記載置台に載置された基板の側方からその基板の表面に沿うように照射させる照射するレーザ光源と，
レーザ光源を少なくともレーザ照射方向に垂直な方向に駆動させる駆動機構と，
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
前記基板表面励起処理部と前記量子ドット形成処理部は，異なる処理室に別々に設けたことを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記基板表面励起処理部と前記量子ドット形成処理部は，同一の処理室に設けたことを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−４９１８６（Ｐ２０１２−４９１８６Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８７３１８（Ｐ２０１０−１８７３１８）
【出願日】平成２２年８月２４日（２０１０．８．２４）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２４日（２０１０．８．２４）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]