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公開番号2025036988
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-17
出願番号2023143678
出願日2023-09-05
発明の名称レーザアニール装置
出願人住友重機械工業株式会社
代理人個人
主分類H01L 21/268 20060101AFI20250310BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体ウエハ等のアニール対象物の温度上昇幅の面内均一性を高めることが可能なレーザアニール装置を提供する。
【解決手段】チャックプレートが、アニール対象物を支持して吸着する支持面を有する。チャックプレートに、支持面から反対側の下面まで達するピン収納孔が設けられている。チャックプレートに対して昇降可能なリフトピンが、ピン収納孔に配置されている。昇降機構が、リフトピンをチャックプレートに対して昇降させる。レーザ光学系が、支持面に支持されたアニール対象物にレーザビームを入射させる。制御装置が、チャックプレートの吸着動作、昇降機構の昇降動作、及びレーザ光学系からのレーザ出力を制御する。制御装置は、アニール対象物をチャックプレートに吸着させ、リフトピンの上端がアニール対象物に接触した状態で、レーザ光学系からアニール対象物にレーザビームを入射させる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
アニール対象物を支持して吸着する支持面を有し、前記支持面から反対側の下面まで達するピン収納孔が設けられているチャックプレートと、
前記ピン収納孔に配置され、前記チャックプレートに対して昇降可能なリフトピンと、
前記リフトピンを前記チャックプレートに対して昇降させる昇降機構と、
前記支持面に支持された前記アニール対象物にレーザビームを入射させるレーザ光学系と、
前記チャックプレートの吸着動作、前記昇降機構の昇降動作、及び前記レーザ光学系からのレーザ出力を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記アニール対象物を前記チャックプレートに吸着させ、前記リフトピンの上端が前記アニール対象物に接触した状態で、前記レーザ光学系から前記アニール対象物にレーザビームを入射させるレーザアニール装置。
続きを表示（約 640 文字）【請求項２】
前記昇降機構と前記リフトピンとの間に取り付けられた弾性部材を、さらに備え、
前記昇降機構から前記弾性部材を介して前記リフトピンに昇降方向の力が印加される請求項１に記載のレーザアニール装置。
【請求項３】
前記昇降機構と前記リフトピンとの間に取り付けられたダンパを、さらに備え、
前記昇降機構から前記ダンパを介して前記リフトピンに昇降方向の力が印加される請求項２に記載のレーザアニール装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記リフトピンの上端が前記支持面より高い位置で前記リフトピンに前記アニール対象物を支持した状態から、前記リフトピンの上端が前記支持面より低い位置まで前記リフトピンを下降させ、
その後、前記アニール対象物を前記チャックプレートに吸着させ、
その後、前記リフトピンを前記アニール対象物に接触するまで上昇させる請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザアニール装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記リフトピンの上端が前記支持面より高い位置で前記リフトピンに前記アニール対象物を支持した状態から、前記アニール対象物と前記支持面との間に微小な間隙が確保される状態まで、前記リフトピンを下降させ、
前記チャックプレートで吸着力を発生させ、前記弾性部材を弾性変形させて前記アニール対象物を吸着させる請求項２または３に記載のレーザアニール装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザアニール装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハに注入したドーパントを活性化するためにレーザアニールが用いられる（特許文献１）。特許文献１に開示されたレーザアニール装置においては、ロボットアームに保持された半導体ウエハをチャックプレートに引き渡してチャックプレートに半導体ウエハを吸着し、半導体ウエハにレーザビームを照射する。ロボットアームからチャックプレートに半導体ウエハを引き渡す際には、ロボットアームに保持された半導体ウエハをチャックプレートの上方まで移送し、チャックプレートからリフトピンを突出させることにより、リフトピンで半導体ウエハを支持する。その後、リフトピンの上端をチャックプレートの上面より低い位置まで下降させ、半導体ウエハをチャックプレートに吸着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－３４６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願の発明者による評価実験によると、従来のレーザアニール装置で半導体ウエハの活性化アニールを行うと、活性化率が面内で不均一になる場合があることが判明した。これは、レーザアニール時における半導体ウエハの温度上昇幅が面内で不均一になることに起因する。本発明の目的は、半導体ウエハ等のアニール対象物の温度上昇幅の面内均一性を高めることが可能なレーザアニール装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一観点によると、
アニール対象物を支持して吸着する支持面を有し、前記支持面から反対側の下面まで達するピン収納孔が設けられているチャックプレートと、
前記ピン収納孔に配置され、前記チャックプレートに対して昇降可能なリフトピンと、
前記リフトピンを前記チャックプレートに対して昇降させる昇降機構と、
前記支持面に支持された前記アニール対象物にレーザビームを入射させるレーザ光学系と、
前記チャックプレートの吸着動作、前記昇降機構の昇降動作、及び前記レーザ光学系からのレーザ出力を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記アニール対象物を前記チャックプレートに吸着させ、前記リフトピンの上端が前記アニール対象物に接触した状態で、前記レーザ光学系から前記アニール対象物にレーザビームを入射させるレーザアニール装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
アニール対象物のうち、ピン収納孔と重ならずチャックプレートに接触している領域で発生した熱は、チャックプレートに伝導する。リフトピンがアニール対象物に接してない状態でアニールを行うと、アニール対象物のうち、ピン収納孔と重なる領域で発生した熱は、他の部材にほとんど伝導しない。このため、ピン収納孔と重なる領域が相対的に高温になりやすい。
【０００７】
アニール対象物のうち、ピン収納孔と重なる領域にリフトピンを接触させると、この領域で発生した熱がリフトピンに伝導する。このため、アニール時において、ピン収納孔に重なる領域と、チャックプレートに接触している領域との最高到達温度の差が小さくなる。これにより、アニール対象物の最高到達温度の面内均一性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施例によるレーザアニール装置に用いられるチャックプレートの概略平面図である。
図２Ａ及び図２Ｂは、図１の一点鎖線２－２における概略断面図である。
図３は、第１実施例によるレーザアニール装置の概略平面図である。
図４は、第１実施例によるレーザアニール装置を用いたアニールの手順を示すフローチャートである。
図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ比較例及び第１実施例によるレーザアニール装置のチャックプレートの一部分及びリフトピンの上端部分の概略断面図である。
図６は、第２実施例によるレーザアニール装置の概略断面図である。
図７は、第３実施例によるレーザアニール装置の概略断面図である。
図８は、第４実施例によるレーザアニール装置を用いたアニールの手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１～図５Ｂを参照して、第１実施例によるレーザアニール装置について説明する。
図１は、第１実施例によるレーザアニール装置に用いられるチャックプレート２０の概略平面図である。チャックプレート２０の上方を向く面（以下、支持面２０Ａという。）に、アニール対象物である半導体ウエハ５０が支持される。図１では、半導体ウエハ５０を破線で表している。半導体ウエハ５０にノッチ５１が形成されている。チャックプレート２０は、例えばセラミックで形成されており、半導体ウエハ５０は、例えばシリコンウエハである。
【００１０】
チャックプレート２０に、支持面２０Ａから反対側の下面まで貫通する複数のピン収納孔２１が設けられている。ピン収納孔２１の各々は円柱状の形状を有し、その中心軸は支持面２０Ａに対して垂直である。複数のピン収納孔２１は、例えば、平面視においてチャックプレート２０と同心の円周に沿って周方向に等間隔に配置されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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