(57)【要約】【課題】放射エネルギーを用いて基板を処理するのに好適な装置を提供すること。【解決手段】本発明の装置は、レーザダイオードアレイのような放射エネルギーの少なくとも１つの線光源（１２）を含む。この装置はまた、線光源から放射エネルギーを受け取り、かつ、基板上に比較的均一な線像を形成するようにこのようなエネルギーを指向させるように位置付けられたアナモルフィック光学リレー（２２）を含む。この装置はまた、アナモルフィック光学リレーの焦点面に位置付けられた少なくとも１つのデリミッタアパーチャと、その後にある結像リレーとを含み、これにより、基板は、回路間のスクライブ線に位置付けられた隣接するストリップ間の境界によって、ストリップ状に露光され得る。コントローラおよび他の素子を用いて、光源出力と、線像に対する基板の位置および速度とを制御し、これにより、所望量の均一なドーズが基板上で達成され得る。【選択図】図１
2010123994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本明細書に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
（１．発明の分野）
本発明は、基板および／または集積デバイスあるいはそこに形成された回路の処理に使用するための放射エネルギーを生成する装置および方法に関する。例えば、この装置および方法を用いて、放射エネルギーを供給し、集積デバイスまたは回路のソース、ドレインまたはゲート領域のドーパントをアニールおよび／または活性化し、集積デバイスまたは回路にケイ化物（シリサイド）領域を形成し、それに結合された金属配線の接触抵抗を低下させ、または化学反応を誘発し、基板への物質の形成または基板からの物質の除去のいずれかを行い得る。本発明の装置および方法はまた、放射エネルギーを生成し、パターン化し、そしてその選択的処理のために基板に向けるために使用され得る。
【背景技術】
【０００２】
（２．関連技術の説明）
半導体基板のレーザ処理のための種々のデバイスが公知であり、集積回路製造産業で使用されている。レーザアニーリングは、好ましくは１回のサイクルでなされる。このサイクルは、１サイクル中でアニールすべき材料の温度をアニール温度まで上げ、そして元に戻すように行われる。パルス化レーザが使用される場合、チップ全体または回路全体をアニーリング温度まで上げるためにパルス当たりの十分なエネルギーが必要である。必要な領域のサイズは４平方センチメートル（４ｃｍ２）を超え、必要な線量は１ジュール／ｃｍ２を超え得るので、比較的大きな高価なレーザが必要となる。１つのパルスで比較的大きな領域にわたって良好な線量の均一性を達成することもまた難しい。なぜなら、狭いスペクトル範囲の大部分のレーザは、干渉の影響のために斑点のあるパターンを生成するからである。
【０００３】
代替のアプローチとして、連続発振レーザ（この連続発振レーザは、基板上のチップまたはチップ群の幅をまたぐ比較的狭いラインを照射する）を使用すること、および基板上の照射された線像を連続的に走査することがある。このアプローチを使用するレーザ装置の相対的な複雑さおよび価格は、シングルパルスレーザシステムに対して大いに低減されるが、画像強度および画像品質の向上のための、ならびにこのようなライン走査装置の複雑さおよび価格を低減するためのかなりの余地がまだ存在する。半導体基板上に形成された集積デバイスを処理するための比較的高強度の線像を生成するライン走査装置を提供することが望ましい。以前のデバイスよりも非常に単純で、安価で、かつ以前のデバイスおよび技術に比較して線像の長さに沿って優れた均一性の放射エネルギーを提供する構成を有する装置を提供することがさらに有利である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（発明の要旨）
本発明の目的は、基板を処理するための比較的強い放射エネルギーを生成する装置を提供することである。
【０００５】
本発明の目的は、基板にわたって比較的大きな矩形領域またはストリップを露光するために使用され得る装置を提供することである。
【０００６】
本発明の目的は、基板を均一に照射し、放射エネルギーで基板を処理し得る装置を提供することである。
【０００７】
本発明の目的は、構成が比較的簡単で、容易に製造される、放射エネルギーで基板を処理するための装置を提供することである。
【０００８】
本発明の装置は、上記した欠点を克服し、上記した目的および利点を達成する。本発明の装置は、１つ以上のレーザダイオードを有する少なくとも１つの線源を含む。レーザダイオードは、１つ以上のレーザダイオードアレイバーの構成要素であり得る。各レーザダイオードアレイは、アレイの線形放射面に沿った間隔で配置された複数のレーザダイオードを含む。ソースは、基板上の比較的狭いラインまたはストリップ像を照射するために使用され得る。基板は、例えば半導体ウエハであり得る。各レーザダイオードアレイは、アレイの線形放射面に沿った間隔で配置された複数のレーザダイオードを含む。この装置はまた、アナモルフィックリレーを含む。アナモルフィックリレーは、線源から放射エネルギーを受け、それを基板に向けて、基板上に線像を形成する。アナモルフィックリレーは、このようなリレーによって生成されたイメージの長さに沿った各ポイントが、この装置の１つ以上および必要に応じて多くのまたはすべてのレーザダイオードからの放射エネルギーによって照射されるように構成され得る。従って、その各ポイントでの線像の強度は、各レーザダイオードが生成した放射エネルギーが変化し得るとしても比較的均一である。その理由は、イメージにおけるこのような各ポイントの強度は、１つ以上のレーザダイオードが生成する放射エネルギーの平均であるからである。それゆえ、線像は、任意のあるレーザダイオードが生成した放射エネルギーにおけるばらつきに対して比較的不変である。
【０００９】
この装置は、コントローラ、電源、ステージ、ステージコントローラ、入力ユニット、ディスプレイユニット、および放射エネルギー検出器をさらに含み得る。ユーザは、入力ユニットを操作して、放射エネルギー、放射エネルギー強度、走査速度、および／または基板を処理する走査数の線量を含む所定の処理パラメータを示す１つ以上の信号を生成する。入力ユニットは、パラメータ信号をコントローラに供給するように接続される。コントローラは、入力ユニットのユーザの操作で生成した開始信号を受信するように接続され得る。あるいは、開始信号および操作モードは、例えば、生産ライン（この装置が一部となる）用のマシンアセンブリのマスターコントローラによって、この装置から外に向けて生成され得る。装置の操作モードを開始する開始信号に応答して、コントローラは強度制御信号を生成し、それを電源に供給する。電源はその信号に基づいた制御電流を生成する。線源は電流を受け取り、このような電流に基づいて放射エネルギーを生成する．線源から、放射エネルギーはアナモルフィックリレーを経て基板へと移動し、基板上に線像を形成する。さらに、開始信号に応答して、コントローラは、所定の線量および走査速度、さらには必要に応じて基板を処理するために行われるべき走査の数を示すパラメータ信号に基づいた走査制御信号を生成する。制御器は、走査制御信号をステージコントローラに供給するように接続される。走査制御信号に基づいて、ステージコントローラは走査信号を生成する。ステージコントローラは、走査信号をステージに供給するように接続される。このステージでは、基板が据え付けられており、この基板をアナモルフィックリレーおよび線源に対して位置決めする。検出器は装置の準備モードで使用される。検出器はステージ上で位置決めされ、そして線源が生成した放射エネルギーを受け取る。検出器は、基板が受け取った放射エネルギーを示す検出器信号を生成する。検出器はコントローラに接続される。このこのントローラは検出器信号を統合し、検出器が受け取った放射エネルギー量を示す信号を生成する。一般に、検出器は装置の較正モードで使用されて、線像強度および／または走査速度を調節し、所定量の放射エネルギーを基板に送達する。
【００１０】
本発明に従う方法は、複数のレーザダイオードで放射エネルギーを生成する工程と、基板に放射エネルギーをアナモルフィックに合わせて基板を処理するための線像を形成する工程とを包含する。本発明の方法は、本発明の装置に関して先に記載したことと同様の利点を達成する。
【００１１】
他の特徴および利点（これらは、後で明らかとなる）とともに、これらの利点は、本明細書の以後により詳しく記載される本発明の装置および方法の詳細に記載される。参照符号は図面に記載され、図面を通して同じ参照符号は同じ部位を示し、本明細書の一部を形成する。
（項目１）  放射エネルギーを用いて基板を処理する装置であって、該装置は、
放射エネルギーを生成する、複数のレーザダイオードを含む少なくとも１つの線光源と、
放射エネルギーの該線光源から該放射エネルギーを受け取るように位置付けられたアナモルフィック光学リレーであって、該アナモルフィック光学リレーは、該線光源の線像を該基板上に形成するように該放射エネルギーを指向させ、該線像に沿って各点が、１より多くのレーザダイオードから放射エネルギーを受け取るように構成されている、アナモルフィック光学リレーと
を含む、装置。
（項目２）  前記線光源は、少なくとも１つのレーザダイオードアレイバーを含む、項目１に記載の装置。
（項目３）  ２つ以上の線光源は、該線光源の前記線像が重なるように、前記アナモルフィック光学リレーによって前記基板上に結像される、項目１に記載の装置。
（項目４）  前記アナモルフィック光学リレーは、前記線光源と前記線像との中心で焦点が合う、楕円形の断面の収束ミラーを含み、該収束ミラーは、該断面に垂直な方向に広がっている、項目１に記載の装置。
（項目５）  前記アナモルフィック光学リレーは、前記線光源と前記線像との間の中間に曲率の中心が位置する、円形の断面の収束ミラーを含み、該収束ミラーは、該断面に垂直な方向に広がっている、項目１に記載の装置。
（項目６）  前記装置は、第１の線光源および第２の線光源を含み、前記アナモルフィック光学リレーは、
第１の収束ミラーおよび第２の収束ミラーと、
該第１の収束ミラーおよび該第２の収束ミラーの反対側に位置し、かつ、前記線光源の長軸に垂直である第１の平面側壁ミラーおよび第２の平面側壁ミラーと
を含み、該第１の収束ミラー、該第２の収束ミラー、該第１の平面側壁ミラーおよび該第２の平面側壁ミラーは、該第１の線光源および該第２の線光源から放射エネルギーを受け取り、互いに近接した状態で前記基板上に前記線像を形成するように該放射エネルギーを指向する、項目１に記載の装置。
（項目７）  前記線像は重なる、項目６に記載の装置。
（項目８）  前記線像は、並行して位置し、かつ、５ミリメートル未満だけ離れている、項目６に記載の装置。
（項目９）  前記アナモルフィック光学リレーは、前記第１の線光源と前記第２の線光源とが前記基板から比較的離れた位置のそれぞれに位置付けられる第１の折りたたみ式ミラーおよび第２の折りたたみ式ミラーをさらに含む、項目６に記載の装置。
（項目１０）  前記アナモルフィック光学リレーから放射エネルギーを受け取るように位置付けられたマスクと、
該マスクと前記基板との間に位置付けられ、該基板に該マスクを結像する結像リレーと
をさらに含む、項目１に記載の装置。
（項目１１）  前記装置は、第１の線光源および第２の線光源を含み、該装置は、
該第１の線光源および該第２の線光源から放射エネルギーを受け取るように位置付けられた第１のミラープリズムであって、該第１のミラープリズムは、該第１の線光源からの放射エネルギーを受け取りかつ反射する第１の反射面、および、該第２の線光源からの放射エネルギーを受け取りかつ反射する第２の反射面を有する、第１のミラープリズムと、
該第１のミラープリズムの該第１の反射面および該第２の反射面で反射した放射エネルギーを受け取り、かつ、該基板上に線像を形成するように該放射エネルギーを指向する、第２の収束ミラーと、
該第１のミラープリズムおよび該第２の収束ミラーの反対側、かつ、該線光源の長軸に垂直に位置する第３の平面側壁ミラーおよび第４の平面側壁ミラーであって、該第３の平面側壁ミラーと該第４の平面側壁ミラーとの間に規定された空間内に放射エネルギーを閉じ込める、第３の平面側壁ミラーおよび第４の平面側壁ミラーと
をさらに備える、項目１に記載の装置。
（項目１２）  前記装置は、レーザダイオードアレイによって生成される光の所定の強度を示す第１のパラメータ信号と、前記基板上のアナモルフィック像を走査するために用いられる走査速度を示す第２のパラメータ信号と、該基板に所定ドーズの放射エネルギーを達するために該装置が行う走査回数を示す第３のパラメータ信号と、開始信号とを受け取るように結合されており、該装置は、
該第１、第２および第３のパラメータ信号と該開始信号とを受け取るように結合されたコントローラであって、該コントローラは、該第１のパラメータ信号に基づいて強度制御信号を生成し、該第２および第３のパラメータ信号に基づいて走査制御信号を生成し、該開始信号に応答して該強度制御信号および該走査制御信号を生成する、コントローラと、
該コントローラから該強度制御信号を受け取るように結合された電源であって、該電源は、該強度制御信号に基づいて、前記線光源に供給される電流を生成し、該線光源は該電流に基づいて放射エネルギーを生成する、電源と、
該走査制御信号を受け取るように結合されたステージコントローラであって、該ステージコントローラは、該走査制御信号および該ステージコントローラに予め格納された所定の走査パターンデータに基づいて走査信号を生成する、ステージコントローラと、
該基板を支持し、該走査信号を受け取るように結合されたステージであって、該ステージは、該走査信号に基づいて、該線光源および前記アナモルフィック光学リレーに対して該基板を移動させる、ステージと
をさらに含む、項目１に記載の装置。
（項目１３）  前記ステージ上に位置し、前記線像を横切って走査した場合に検出信号を生成する放射エネルギー検出器と、
該検出信号を受け取るように結合されたコントローラであって、該コントローラは、該検出信号を積分し、スケーリングして、該放射エネルギー検出器において受け取られる前記放射エネルギーのドーズを示す信号を生成し、該放射エネルギー検出器において受け取られた該放射エネルギーのドーズを示す該信号のレベルと、該コントローラに予め格納されている所定の放射エネルギーのドーズとを比較して、前記基板における該放射エネルギーのドーズが、該基板に付与されるべき該所定の放射エネルギーのドーズと同じであるか否かを判定する、コントローラと
をさらに備える、項目９に記載の装置。
（項目１４）  前記装置は、レーザダイオードアレイによって生成される光の所定の強度を示す第１のパラメータ信号と、前記基板上の前記線像を走査するために用いられる走査速度を示す第２のパラメータ信号と、該基板に所定ドーズの放射エネルギーを達成するために該装置が行う走査回数を示す第３のパラメータ信号と、開始信号とを受け取るように結合されており、該装置は、
該第１、第２および第３のパラメータ信号と該開始信号とを受け取るように結合されたコントローラであって、該コントローラは、該第１のパラメータ信号に基づいて強度制御信号を生成し、該第２および第３のパラメータ信号に基づいて走査制御信号を生成し、該開始信号に応答して該強度制御信号および該走査制御信号を生成する、コントローラと、
該コントローラから該強度制御信号を受け取るように結合された電源であって、該電源は、該強度制御信号に基づいて電流を生成し、該電流を前記線光源に供給するように結合されており、該線光源は、該線光源は該電流に基づいて放射エネルギーを生成する、電源と、
該走査制御信号を受け取るように結合されたステージコントローラであって、該ステージコントローラは、該走査制御信号および該ステージコントローラに予め格納された所定の走査パターンデータに基づいて、該基板上の該線像の該走査速度を示す走査信号を生成する、ステージコントローラと、
所定の固定位置に該基板を支持するステージと、
該線光源と前記アナモルフィック光学リレーとを固定の位置関係に支持するキャリッジと、
該走査制御信号を受け取るように結合されたポジショナであって、該ポジショナは、該走査制御信号および該ポジショナに予め格納された所定の走査パターンデータに基づいて、該基板に対して該キャリッジを移動させるように結合される、ポジショナと
をさらに備える、項目１に記載の装置。
（項目１５）  前記ステージ上に位置し、前記線像を横切って走査した場合に検出信号を生成する放射エネルギー検出器と、
該検出信号を受け取るように結合されたコントローラであって、該コントローラは、該検出信号を積分し、スケーリングして、該放射エネルギー検出器において受け取られる前記放射エネルギーのドーズを示す信号を生成し、該放射エネルギー検出器において受け取られた該放射エネルギーのドーズを示す該信号のレベルと、該コントローラに予め格納されている所定の放射エネルギーのドーズとを比較して、前記基板における該放射エネルギーのドーズが、該基板に付与されるべき該所定の放射エネルギーのドーズと同じであるか否かを判定する、コントローラと
をさらに備える、項目１４に記載の装置。
（項目１６）  前記装置は、レーザダイオードアレイによって生成される光の所定の強度を示す第１のパラメータ信号と、前記基板上のアナモルフィック像を走査するために用いられる走査速度を示す第２のパラメータ信号と、該基板に所定ドーズの放射エネルギーを達するために該装置が行う走査回数を示す第３のパラメータ信号と、開始信号とを受け取るように結合されており、該装置は、
該第１、第２および第３のパラメータ信号と該開始信号とを受け取るように結合されたコントローラであって、該コントローラは、該第１のパラメータ信号に基づいて強度制御信号を生成し、該第２および第３のパラメータ信号に基づいて走査制御信号を生成し、該開始信号に応答して該強度制御信号および該走査制御信号を生成する、コントローラと、
該コントローラから該強度制御信号を受け取るように結合された電源であって、該電源は、該強度制御信号に基づいて電流を生成し、該電流を前記線光源に供給するように結合されており、該線光源は該電流に基づいて放射エネルギーを生成する、電源と、
該走査制御信号を受け取るように結合されたステージコントローラであって、該ステージコントローラは、該走査制御信号および該ステージコントローラに予め格納された所定の走査パターンデータに基づいて走査信号を生成する、ステージコントローラと、
該基板を支持し、該走査信号を受け取るように結合されたステージであって、該ステージは、該走査信号に基づいて、該線光源および前記アナモルフィック光学リレーに対して該基板を移動させる、ステージと
をさらに含む、項目１に記載の装置。
（項目１７）  前記ステージ上に位置し、前記線像を横切って走査した場合に検出信号を生成する放射エネルギー検出器と、
該検出信号を受け取るように結合されたコントローラであって、該コントローラは、該検出信号を積分し、スケーリングして、該放射エネルギー検出器において受け取られる前記放射エネルギーのドーズを示す信号を生成し、該放射エネルギー検出器において受け取られた該放射エネルギーのドーズを示す該信号のレベルと、該コントローラに予め格納されている所定の放射エネルギーのドーズとを比較して、前記基板における該放射エネルギーのドーズが、該基板に付与されるべき該所定の放射エネルギーのドーズと同じであるか否かを判定する、コントローラと
をさらに備える、項目１６に記載の装置。
（項目１８）  前記装置は、レーザダイオードアレイによって生成される光の所定の強度を示す第１のパラメータ信号と、前記基板上のアナモルフィック像を走査するために用いられる走査速度を示す第２のパラメータ信号と、該基板に所定ドーズの放射エネルギーを達成するために該装置が行う走査回数を示す第３のパラメータ信号と、開始信号とを受け取るように結合されており、該装置は、
該第１、第２および第３のパラメータ信号と該開始信号とを受け取るように結合されたコントローラであって、該コントローラは、該第１のパラメータ信号に基づいて強度制御信号を生成し、該第２および第３のパラメータ信号に基づいて走査制御信号を生成し、該開始信号に応答して該強度制御信号および該走査制御信号を生成する、コントローラと、
該コントローラから該強度制御信号を受け取るように結合された電源であって、該電源は、該強度制御信号に基づいて電流を生成し、該電流を前記線光源に供給するように結合されており、該線光源は該電流に基づいて放射エネルギーを生成する、電源と、
所定の固定位置に該基板を支持するステージと、
該線光源と前記アナモルフィック光学リレーとを固定の位置関係に支持するキャリッジと、
該走査制御信号を受け取るように結合されたポジショナであって、該ポジショナは、該走査制御信号および該ポジショナに予め格納された所定の走査パターンデータに基づいて、該基板に対して該キャリッジを移動させるように結合される、ポジショナと
をさらに備える、項目１に記載の装置。
（項目１９）  前記ステージ上に位置し、前記線像を横切って走査した場合に検出信号を生成する放射エネルギー検出器と、
該検出信号を受け取るように結合されたコントローラであって、該コントローラは、該検出信号を積分し、スケーリングして、該放射エネルギー検出器において受け取られる前記放射エネルギーのドーズを示す信号を生成し、該放射エネルギー検出器において受け取られた該放射エネルギーのドーズを示す該信号のレベルと、該コントローラに予め格納されている所定の放射エネルギーのドーズとを比較して、前記基板における該放射エネルギーのドーズが、該基板に付与されるべき該所定の放射エネルギーのドーズと同じであるか否かを判定する、コントローラと
をさらに備える、項目１８に記載の装置。
（項目２０）  前記基板に近接して位置付けられた加熱素子であって、該加熱素子は電流に基づいて該基板を加熱可能である、加熱素子と、
該基板に近接して位置付けられた温度センサであって、該温度センサは該基板の温度を感知し、かつ、該感知した温度を示す温度信号を生成する、温度センサと、
該温度センサからの該温度信号を受け取り、かつ、該電流を該加熱素子に供給するように結合された温度コントローラであって、該温度コントローラは、所定の目標温度データと該温度センサからの該温度信号とに基づいて、該加熱素子に供給される電流を生成する、温度コントローラと
をさらに備える、項目１に記載の装置。
（項目２１）  所定の環境内に該基板を囲むチャンバであって、該チャンバは窓を有しており、前記放射エネルギーが該窓を通って前記収束ミラーから該チャンバ内へと進行し、該放射エネルギーによって該基板上に前記線像が形成される、チャンバをさらに備える、項目１に記載の装置。
（項目２２）  前記線光源と前記アナモルフィック光学リレーとを取り付けて、支持するシャーシをさらに備える、項目１に記載の装置。
（項目２３）  前記基板は半導体基板である、項目１に記載の装置。
（項目２４）  前記アナモルフィック光学リレーの前記画像面に位置付けられ、前記基板上の前記線像の長さを調整する、少なくとも１つのデリミッタアパーチャをさらに備える、項目１に記載の装置。
（項目２５）  前記区切られた線像を前記基板上に結像する結像リレーをさらに備える、項目２４に記載の装置。
（項目２６）  前記アナモルフィック光学リレーの焦点面に位置付けられたマスクと、
該マスクを基板に結像する結像リレーと、
前記線像および該アナモルフィック光学リレーに対して該マスクおよび該基板を走査して、該マスクのパターンを該基板に移すステージと
をさらに備える、項目１に記載の装置。
（項目２７）  前記アナモルフィック光学リレーの焦点面に位置付けられたマスクと、
前記線像に対して固定されて位置付けられた＋１倍光学結像リレーと、
該マスクおよび前記基板を前記線光源および該結像リレーに対して走査するか、または、変化量を増大させつつ移動させ、該マスクのパターンを該基板に移す走査ユニットと
をさらに備える、項目１に記載の装置。
（項目２８）  ａ）複数のレーザダイオードを用いて放射エネルギーを生成するステップと、
ｂ）該放射エネルギーを基板上にアナモルフィックに焦点を合わせ、１つより多いレーザダイオードからの放射エネルギーを各点で受け取る線像を形成するステップと
を包含する、方法。
（項目２９）  前記複数のレーザダイオードのうち少なくともいくつかは、レーダダイオードアレイバーに含まれる、項目２８に記載の方法。
（項目３０）  ｃ）前記基板に対して前記線像を走査させ、該基板を熱的に処理するステップをさらに包含する、項目２８に記載の方法。
（項目３１）  基板を熱的に処理する方法であって、該方法は、
ａ）２つ以上のレーザダイオードアレイの画像を基板上に重ねることによって、放射エネルギーの線光源を生成するステップを包含する、方法。
（項目３２）  ａ）レーザダイオードアレイを用いて放射エネルギーを生成するステップと、
ｂ）固定長の線像を形成するために、フィールドデリミッタに前記放射エネルギーをアナモルフィックに焦点を合わせるステップと、
ｃ）該線像を基板上に再結像するステップと
を包含する、方法。
（項目３３）  ｄ）前記基板に対して前記線像を走査させ、該基板を熱的に処理するステップをさらに包含する、項目３２に記載の方法。
（項目３４）  ａ）レーザダイオードアレイを用いて放射エネルギーを生成するステップと、
ｂ）マスクに焦点が合わされた線像に該放射エネルギーをアナモルフィックに焦点を合わせるステップと、
ｃ）結像リレーを用いて基板に該マスクを結像させるステップと
を包含し、該線像に対して該マスクと該基板とを同時に走査し、該マスクによって決定されるパターンで該基板を熱的に処理する、方法。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の装置のブロック図である。
【図２】図２は、線源、ならびにアナモルフィックリレーおよびカトプトリック光学リレー（湾曲した楕円ミラーまたは円ミラーおよび２つの側壁ミラーを含む）を含む本発明の装置の第１の実施形態の部分切開斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態の断面図である。
【図４】図４は、較正モードにおける本発明の装置のコントローラにより実行される方法のフローチャートである。
【図５】図５は、動作モードにおける本発明の装置のコントローラにより実行される方法のフローチャートである。
【図６】図６は、２つの線源、ならびにアナモルフィックリレーおよびカトプトリック光学リレー（２つの湾曲した楕円ミラーまたは円ミラーおよび２つの側壁ミラーを含む）を含む本発明の第２の実施形態の部分切開斜視図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態の断面図である。
【図８】図８は、２つの線源、ならびにアナモルフィックリレーおよびカトプトリック光学リレー（折り畳みミラー、湾曲した楕円ミラーまたは円ミラーおよび側壁ミラーを含む）を含む本発明の第３の実施形態の断面図であり、線源は基板から相対的に離れて位置付けられることが可能である。
【図９】図９は、カトプトリックリレーおよびアナモルフィックリレー（湾曲した楕円ミラーまたは円ミラー、側壁ミラー、および基板に対するアナモルフィックリレー焦点面で放射エネルギーをイメージ化するための屈折イメージリレーを含む）を含む本発明の第４の実施形態の断面図である。
【図１０】図１０は、カトプトリックアナモルフィックリレー（湾曲した楕円ミラーまたは円ミラー、側壁ミラー、および基板に対するアナモルフィックリレー焦点面で放射エネルギーをイメージ化するためのカタディオプトリックイメージリレーを含む）を含む本発明の第５の実施形態の断面図である。
【図１１】図１１は、カタディオプトリックアナモルフィックリレーを含む本発明の第６の実施形態の斜視図である。カタディオプトリックアナモルフィックリレーは、２つのミラーを有するプリズムブロックを有する。２つのミラーのそれぞれは、光をそれぞれの線源から、両方の線源が同じシリンドリカルミラーでイメージ化され得るように、基板上の共通の線像に指向している。
【図１２】図１２は、本発明の第６の実施形態の断面図である。
【図１３】図１３は、線源およびアナモルフィック光学リレーがポジショナによって基板に対して駆動される本発明の装置の第７の実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（好ましい実施形態の説明）
本明細書中で使用される場合、以下の用語は以下の意味を有する。
【００１４】
「アニール」は、その範囲内において「活性化」、「結晶化」、または「再結晶化」を含み、半導体領域の温度を上昇させ、引き続いて下降させ、アモルファス半導体領域を結晶性半導体基板と一体化するように結晶化するか、あるいは半導体領域の結晶格子にドーパントを導入してそれらを活性化することである。
【００１５】
「線源」は、比較的長くて狭い放射面から放射エネルギーを放射する放射エネルギーのソースのことである。線源は、アレイバーの線状軸または長さ軸に沿って間隔を空けた位置に位置決めされたダイオードを有するレーザダイオードアレイバーであり得る。
【００１６】
「線像」は、線源（単数または複数）のイメージである放射エネルギーによって照射された矩形のストリップのことである。
【００１７】
「プロセス」は、本明細書中で使用される場合、広範に規定され、基板を処理する（例えば、集積回路またはデバイスのソース、ドレイン、またはゲート領域をアニーリングすることによる）ための、そこに接続された金属配線の接触抵抗を低下させるように集積デバイスまたは回路にシリサイド領域を形成するための、あるいは基板に物質を形成または基板から物質を除去するように化学反応を引き起こすための開示される装置および方法により形成される線像の使用を含む。このような用語はまた、例えばレジスト層をパターニングするために基板上のマスク上にパターンのイメージを形成する工程を含む。
【００１８】
「放射エネルギー」は、例えば１つ以上のレーザダイオードアレイバーを含む線源によって生成され得るようなフォトンのことである。
【００１９】
（１．本発明の装置の好ましい実施形態）
図１において、本発明に従う装置１０の第１の実施形態が示される。装置１０は、基板１６を処理するために使用される比較的強い放射エネルギー１４を生成する線源１２を含む。線源１２は１つ以上のレーザダイオードアレイを含み、それぞれは、その線状放射面２０に沿って規則的に間隔を空けて位置決めされた複数のレーザダイオード１８を有している。レーザダイオード１８は比較的間隔が詰まっており、レーザダイオードアレイの軸を規定する線方向に沿った間隔で位置決めされる。線源１２は、約３５０〜９５０ｎｍの波長で放射エネルギー１４を生成し得る。このような波長範囲は、このような基板がシリコンで構成され、集積デバイスまたは回路の機構が厚さが数十ｎｍのソース／ドレイン領域とともに１ミクロン未満のオーダーである場合に、基板１６の処理に特に効果的である。しかし、本発明の装置は、上記の波長範囲内のみで放射エネルギーを生成する線源１２、または集積デバイス機構に限定されない。現在では、市販のレーザダイオードアレイバーは、３８０ｎｍ（ＧａＮ青色ダイオード）〜９３１ｎｍの範囲の波長で放射エネルギーを放射するユニットを含む。市場で市販されているレーザダイオードアレイの波長および型は迅速に広がっている。この傾向は続くようであり、上記の波長範囲内および波長範囲外の両方での多くのさらなるアレイが将来製造業者から市販されるようになることが期待される。多くのこのような将来のレーザダイオードアレイは、本発明の装置の実施に有用であり得る。いくつかの市販のレーザダイオードアレイバーは、１ｃｍの長さのバーにおいて５０〜１００ワットの出力（これは比較的強い）で、放射エネルギー１４を生成し得る。典型的な構成においては、レーザダイオードアレイバーは放射面２０の最も大きい寸法に沿って約１ｃｍであり、この寸法に沿って１ｃｍにつき、または１バーユニットにつき２４等分に間隔が開けられたレーザダイオードを含む。複数のこのようなバーユニットは互いに接続され、その結果線源１２の放射面２０は、基板の所定の線状領域を照射するに十分な所定の長さにまで容易に広がり得る。各レーザダイオード１８の放射領域は、１００ミクロンにつき約１ミクロンである。レーザダイオード１８は、典型的には、レーザダイオードが配置されるアレイ軸を含む面内で１０°のダイバージェントの放射エネルギーを放射し、レーザダイオードアレイの軸に直交する面内で３０°のダイバージェントの放射エネルギーを放射する。適切なレーザダイオードアレイバーは、多くの供給業者（ＳＤＬ、８０  Ｒｏｓｅ  Ｏｒｃｈａｒｄ  Ｗａｙ，Ｓａｎ  Ｊｏｓｅ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ  ９５１３４−１３６５（例えば、ＳＤＬ３４００シリーズは、１ｃｍ長で４０ワットの出力が可能なリニアアレイを含む），Ｓｔａｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．ｏｆ  Ｐｌｅａｓａｎｔｏｎ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，Ｓｐｉｒｅ，Ｉｎｃ．ｏｆ  Ｏｎｅ  Ｐａｔｒｉｏｔｓ  Ｐａｒｋ，Ｂｅｄｆｏｒｄ、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ  ０１７３０−２３９６，Ｓｉｅｍｅｎｓ  Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．，Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｕｐｅｒｔｉｎｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ（Ｍｏ��ｅｌ  ＳＰＬ  ＢＧ８１），Ｓｐｅｃｔｒａ  Ｄｉｏｄｅ  Ｌａｂｓ，ａｎｄ  Ｔｈｏｍｐｓｏｎ  ＣＦＳ  ｏｆ  ７  Ｒｕｅ  ｄｕ  Ｂｏｉｓ  Ｃｈａｌａｎｄ，  ＣＥ２９０１  Ｌｉｓｓｅｓ，９１０２９  Ｅｖｒｙ  Ｃｅｄｅｘ，Ｆｒａｎｃｅ，ＩＭＣ，２０  Ｐｏｉｎｔ  Ｗｅｓｔ  Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ，Ｓｔ．Ｃｈａｒｌｅｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ  ６３３０１を含む）から市販されている。レーザダイオード１８によって生成される熱は相当なものであるので、これらのレーザダイオードアレイバーは、典型的には、使用時のオーバーヒートを防止するようにビルトインタイプの水冷ユニットである。
【００２０】
装置１０はまた、アナモルフィックリレー２２を含む。アナモルフィックリレー２２は、イメージ２４に沿った各ポイントが１つ以上のレーザダイオード１８から、最も好ましくはアレイの全てのレーザダイオードから放射エネルギーを受け取るように好適に構成される。この特徴により、基板１６におけるイメージ２４の強度の均一性が向上する。アナモルフィックリレー２２は、１つ以上のミラー、レンズ、アパーチャ、および／または基板１６上のイメージ２４として線源からの放射エネルギーを調節し、そして収束させる他の光学素子を含む。レーザダイオードアレイを利用するために、比較的コンパクトなアナモルフィック光学リレーを使用して、レーザダイオード１８が配置される線状方向に垂直な方向において、基板上のアレイの回折が制限されたイメージに接近し得る。アレイに平行な方向では、各ダイオードからの出力がイメージの長さにわたって付けられ、その結果、例えば１つまたは２つのダイオードが焼き切れた場合、全体の強度はより低下するが、アレイのイメージの長さに沿った放射エネルギーの均一性における変化は相対的にほとんど見られないか全く見られないことが望ましい。アレイ軸に垂直なある方向における回折が制限されたイメージに接近することにより、それらの融点までシリコンのような材料を容易に加熱し得る非常に高い強度を達成することができる。アレイ軸を横切る方向に広く均一に放射された線像を有すると、基板にわたって均一な熱処理を走査し、生成することが容易になる。それゆえ、線源（単数または複数）１２およびアナモルフィックリレー２２を使用して基板１６に放射エネルギー２４の幅狭ストリップまたは線像を生成し得る。イメージ２４は、例えば、基板のブランケットプロセシングのために、または選択的プロセシング用のマスクによって規定されるパターン中の基板を照射するために使用され得る。
【００２１】
装置１０は、コントローラ２６、入力ユニット２８、ディスプレイユニット３０、電源３２、ステージコントローラ３４、ステージ３６、および検出器３８を含み得る。コントローラ２６は、メモリ、マイクロコントローラ、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）、フィールドプログラマブルロジックアレイ（ＦＰＬＡ）、プログラムドアレイロジック（ＰＡＬ）、または他のコントロールデバイスに接続されたマイクロプロセッサであり得る。コントローラ２６は、基板を処理するために供給される所定の線量の放射エネルギーを示す少なくとも一つのパラメータ信号を受けるように接続される。パラメータ信号（単数または複数）はまた、強度、走査速度、および／または基板１６に所定線量の放射エネルギー１４を送達するために使用される走査数を示し得る。基板１６を処理するための放射エネルギー線量は、１〜５ジュール／ｃｍ２のオーダーであり得るが、このような範囲に限定されず、装置１０のいくつかの用途では他の線量が有効であり得る。パラメータ信号（単数または複数）は、ユーザによるその操作により、入力ユニット２８により生成し得る。入力ユニット２８は、コントローラ２６にこのようなパラメータ信号（単数または複数）を供給するように接続される。入力ユニット２８から受信したパラメータ信号（単数または複数）に基づいて、コントローラ２６はディスプレイ信号を生成し得る。コントローラ２６は、ディスプレイユニット３０にディスプレイ信号を供給するように接続され、そこからユーザが判定し、入力ユニット２８を介してユーザによって設定されたパラメータ信号レベル（単数または複数）を確認する視覚的表示を生成する。あるいは、コントローラ２６は、装置１０が要素である基板処理機のアセンブリのマスターコントローラなどによって装置に外向きに生成したパラメータ信号（単数または複数）を受信するように接続され得る。コントローラ２６はまた、装置１０によって実施される処理を開始する開始信号を受信するように接続される。このような開始信号は、入力ユニット２８またはマスターコントローラのような外部ユニットにより生成され得る。
【００２２】
装置の動作モードを開始する開始信号に応答して、コントローラ２６は、ユーザまたは外部コントローラによって予め設定された所定強度の放射エネルギーを示すパラメータ信号に基づいた強度制御信号を生成するように予めプログラムされる。コントローラ２６は、電源３２に強度制御信号を供給するように接続される。電源３２は、広範な供給業者から入手可能な市販のユニットである。電源３２は、強度制御信号に基づいて、調整された電流を生成する。より詳細には、電源から出力された信号における電流量は、強度制御信号によって決定される。電源３２は、電流量に比例する強度を有する放射エネルギーを生成する線源１２に電流を供給するように接続される。
【００２３】
装置の動作モードを開始する開始信号に応答して、コントローラ２６は、所定の走査速度および走査数を示すパラメータ信号に基づいた走査制御信号を生成するように予めプログラムされる。コントローラ２６は、強度制御信号と連携して走査制御信号を生成する。コントローラ２６は、ステージコントローラ３４に走査制御信号を供給するように接続される。ステージコントローラ３４は、多くの市販の販売元から広く入手可能なユニットである。走査制御信号およびステージコントローラに予めプログラムされた所定の走査パターンに基づいて、ステージコントローラは、例えば走査信号を生成して基板上のラスターまたはサーペンタイン走査パターンに影響を与える。ステージコントローラ３４は、ステージ３６に走査信号を供給するように接続され、ステージ３６は線源１２および基板上のイメージ２４を走査するためのアナモルフィックリレー２２に対して基板１６を動かす。その動作モードにおける走査より前の装置の準備モードにおいて、ステージ３６は必要であれば位置合わせがされ、基板１６は、走査の端部が回路の記載するラインに入るようにイメージ面において移動される。このような位置合わせを補助するために、ステージ３６は、３つの直交軸に沿った基板１６の位置を変換するユニットであり得る。ステージ３６はまた、線源１２およびリレー２２に対して基板１６の位置合わせを補助するために、さらなる自由度のために３つの回転軸のまわりに基板１６を回転できることが好ましい。
【００２４】
検出器３８は、線源１２およびアナモルフィックリレー２２からの放射エネルギー１４に基づいて、基板１６で受信した放射エネルギーを示す検出信号を生成する。検出器３８は、コントローラに検出信号を供給するように接続される。本装置の準備モードにおいて、コントローラ２６またはユーザは、強度制御信号のレベルと走査速度との間の関係、および基板１６における所定線量の放射エネルギーを決定する。基板に送達された放射エネルギー線量は、走査速度で除した放射エネルギー強度におおよそ比例する。ゆえに、コントローラ２６は、所定のレベルの強度制御信号および走査制御信号について基板に供給される放射エネルギー線量を決定するために検出信号を統合するように予めプログラムされ得る。コントローラ３６はまた、正しい所定線量の放射エネルギーが基板１６に送達されることを保証するために、線源１２で生成した放射エネルギーを制御する装置の動作モードにフィードバックする様式で検出器信号を使用し得る。
【００２５】
図２は、図１に示される装置１０の一部の部分断面図である。図２では、線源１２は、基板１６に比較的接近して配置される。出力源３２からの電流に基づいて、線源１２は、放射エネルギー１４を生成する。線源１２を、図２に示されるｚ軸に沿って上方に放射エネルギーを配向させるように配置させる。図２では、アナモルフィックリレー２２は、ｘ−ｚ平面における断面が楕円形または円筒形の反射面を有する曲面収束ミラー４０を備える。この曲面収束ミラー４０はｙ軸方向に延びている。このリレー２２はまた、側壁ミラー４２、４４を備え、このリレーは、線源１２に対向する平面状の反射面を有する。側壁ミラー４２、４４の間隔は基板１６においてアナモルフィック像２４の長さを規定する。ミラー４０は、線源１２から発散放射エネルギーを受け取り、基板１６において像２４を形成する放射エネルギーを集光する。側壁ミラー４２、４４は、図２のｙ軸方向に発散する光を反射し、ミラー４０、４２、４４間で、このような放射エネルギーを維持する。好ましくは、リレー２２は、図２のｙ軸方向において、異なるレーザダイオード１８によって生成される放射エネルギー分布が重なり合うように光路に沿って線源１２から離れて十分に延びる。このような重なりは、基板１６の線像２４に沿う各点が１以上（好ましくは、全て）のレーザダイオードからの放射エネルギーを受け取ることを可能にする。この特性は、基板１６に印加された放射エネルギーの強度の均一性を向上させる。ｘ軸方向の光リレー２２の倍率は、ｙ軸方向の倍率と同じではない。すなわち、リレーはアナモルフィックである。より詳細には、ミラー４０は、線源１２に垂直なｘ−ｚ平面内の放射エネルギーを基板上に集光かつ結像させる。しかし、アレイに平行なｙ−ｚ平面内で発散するレーザダイオードエネルギーは、円筒形ミラーがこの平面内で出力しないために結像を生じない。従って、線源の長軸（ｌｅｎｇｔｈ  ａｘｉｓ）に平行な平面内の放射エネルギーは、線源１２の何れか一つの側面上に配置された平面ミラー４２、４４の一方または他方から反射されるまで発散する。そのため、基板１６における像２４は、線源１２の像であり、線源１２は、収束ミラー４０により基板１６上でｘ軸方向に集光され、直交ｙ軸方向において、不鮮明になるかまたは平均化される。
【００２６】
本明細書中で開示された全ミラーに関して、ミラー４０、４２、４４の反射面は、放射エネルギー１４の波長に対して反射性のあるアルミニウムのような金属から構成され得る。この反射表面はガラスまたはプラスチックのような剛性材料の各基板上に堆積され得る。この反射表面は、例えば最大寸法が１〜５ｃｍのオーダーの厚さであり得る。このような基板は、各反射ミラー表面の形状を形成するように構成され得る。あるいは、反射面は、異なる屈折率を有する層を含む多層構造によって形成されるミラーから構成され得る。曲面収束ミラーの寸法および表面が反射性である波長を特定すると同時に、このようなミラーは、多数の市販の源材料（Ｓａｎｔａ  Ｒｏｓａ，ＣａｌｉｆｏｒｎｉａのＯｐｔｉｃａｌ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ  Ｌａｂｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．が挙げられる）から作製され得る。本明細書中で、ミラー４０、４２、４４および他の全てのミラーは、基板１６上の像２４が像の最小寸法に沿って（すなわち、図２のｘ軸に沿って）多くとも約５ミクロンであるように十分な精度で形成される。
【００２７】
図３は、図２の装置１０の一部分を断面で示す。図３の断面図は、ｘ−ｚ平面で示される。図３に示されるように、ミラー４０の反射面は、線光源の放射面内の点Ａにおける焦点および像２４における点Ｃにおける焦点を有するｘ−ｚ平面内の楕円反射面で構成される。楕円反射面は、基板１６における像の長さに等しい距離までｙ軸方向に沿って延びるかまたは投影される。代替的に、ミラー４０の反射面は、生成した収差が基板上で生成された線像２４において許容可能である場合、点Ａと点Ｃとの間の中点Ｂにおいて中心を有する円形断面を有する円筒形表面として構成され得る。
【００２８】
図４のステップＳ１では、その生成モードにおいてコントローラ２６によって実行される処理が開始する。ステップＳ２では、装置の生成モードにおいて、コントローラ２６は、この装置によって生成される放射エネルギーの所定の強度線量と、線源、ならびに、線源１２およびリレー２２に対して基板の走査速度によって生成される放射エネルギーの強度を示すパラメータ信号を受信する。ユーザは、以前の経験、試行錯誤に基づくパラメータ信号レベルを入力し得るか、または、放射エネルギーが基板に送達され、予め特定された基板の処理を達成する放射エネルギーの量がどれくらいかについて計測する。ステップ３では、コントローラ２６は、開始信号が生成されたどうかを判定する。開始信号が生成されていなければ、ステップＳ４において、コントローラ２６は、１ミリ秒未満等の所定の期間待機し、ステップＳ３の実行を繰り返す。一方、ステップＳ３における決定が、肯定ならば、ステップＳ５において、コントローラ２６はステージを移動させ、検出器３８が線源像に接近し、出力源３２に供給される強度制御信号を生成し、線光源１２を活性化して放射エネルギー１４を放出する。また、コントローラ２６は、強度制御信号の生成と共に走査制御信号を生成し、検出器３８にわたって線像２４を走査する。ステップＳ６では、この制御信号を受信して合成して、基板で受信された放射エネルギーの線量を示す合成信号を生成する。次いで、ステップＳ７では、コントローラ２６は、検出器によって受信された放射エネルギー線量を示す信号と所定の放射エネルギーの線量を示すパラメータ信号レベルとを比較する。この２つのレベルが等しくない場合、ステップＳ８では、コントローラ２６またはユーザのいずれか一方が、線源によって生成される放射エネルギーの強度を変更する強度制御信号、ならびに／あるいは線源およびリレーに対して基板の走査速度を変更する走査制御信号のいずれか一方または両方を調整し、コントローラ２６は、ステップＳ３の実行を繰り返す。コントローラ２６は、基板における検出器によって受信される放射エネルギー線量を示すディスプレイ信号を生成し得、このような信号をディスプレイユニットに供給し、次のステップＳ３の繰り返しおよび以後の処理のためにパラメータ信号を調整する際にユーザを支援する視覚ディスプレイを生成する。ステップＳ９に到達した場合、強度制御信号および走査制御信号に対して正確な値が確立され、走査の待機状態に設定され、ステージを走査の開始位置に移動させる。ステップＳ１０では、装置待機モードにおいてコントローラ２６によって実行される処理は終了する。
【００２９】
図５では、装置動作モードにおいてコントローラ２６によって実行される処理のフローチャートが示される。ステップＳ１では、コントローラ２６によって実行される処理が開始する。ステップＳ２では、コントローラ２６は、レーザダイオードアレイ、走査速度、走査回数によって生成される放射エネルギーの所定の強度を示すパラメータ信号を受信し、基板１６において放射エネルギーの所定の線量を獲得する。この所定の放射エネルギー線量は、もちろん基板１６の処理を達成するのに十分である。放射エネルギー強度に対するパラメータ信号および走査信号は生成モードの実行によって決定され得る。走査回数は、１回の走査での放射エネルギーで処理される基板の領域によって予め決定される。ステップＳ３では、コントローラ２６は、開始信号が生成されたかどうかを確立するための決定を実行する。生成されなければ、ステップＳ４において、コントローラ２６は所定の期間（例えば、１ミリ秒以下）待機し、ステップＳ３の決定を実行する。一方、ステップＳ３における決定が肯定された場合、ステップＳ５において、コントローラ２６は、線源１２およびアナモルフィックリレー２２に対して所定の開始位置に位置合わせするように走査制御信号を生成する。ステップＳ６では、コントローラ２６は、出力源３２に供給された強度信号を生成し、電流を発生させ、線源１２のレーザダイオードアレイを活性化し、放射エネルギー１４を放出する。さらに、コントローラ２６は、ステージコントローラ３４に供給される走査制御信号を生成し、ステージコントローラは、ステージに基づく走査信号を生成し、所定の走査速度で所定の走査パターンを実行させる。ステップＳ７では、コントローラ２６は、所定回数の走査が完了されたかどうかを判定する。完了されていない場合、コントローラ２６は、ステップＳ５および以後のステップを繰り返す。一方で、所定回数の走査が完了された場合、ステップＳ８では、コントローラ２６によって実行される処理が終了する。図５の制御スキームは、基本的にステップアンド走査手順である。図５の処理が繰り返し実行され、放射エネルギー１４によって異なるウエハ基板１６を処理し得る。
【００３０】
図６では、装置１０の第２実施形態が示される。装置１０は、レーザダイオードアレイを備え得る追加の線源１２’を備える。線源１２と同様に、線源１２’は、出力源３２から電流を受け取るように接続される。この電流に基づいて、線源１２’は放射エネルギー１４’を生成する。リレー２２は、楕円形ミラー４６または球面ミラー４８、ならびに平面側壁ミラー５０、５２を備える。線源１２は、放射エネルギー１４をミラー４６に向けるように配置され、ミラー４６は、線像２４にこのようなエネルギーを反射させる。同様に、線源１２’は、放射エネルギー１４’をミラー４８に向けるように配置され、ミラー４８は、また線像２４にこのような放射エネルギーを反射させる。リレー２２は、線源１２、１２’を同じ位置または隣接する位置に結像させ、線像２４を形成する。側壁ミラー５０、５２は、ミラー４６、４８の反対側に配置され、好ましくは、線像２４の長さに等しい距離だけ離れて配置される。ミラー５０、５２は、線源から基板まで伝達するように、図６におけるｙ軸方向に伝播する放射エネルギー１４、１４’を反射する。
【００３１】
図７は、ｘ−ｚ平面に沿って切り取られた図６の実施形態の装置の断面図である。図７は、本発明の第２実施形態の特徴を有する装置のより多くの用途を与える。
【００３２】
図８において、リレー２２は、平面折りたたみミラー５４、５６を含む。折りたたみミラー５４は、放射エネルギー１４によって伝達される第１の光路に沿って線源１２とミラー４６との間に配置される。折りたたみミラー５６は、放射エネルギー１４’によって伝達される第２の光路に沿って線源１２’とミラー４８との間に配置される。折りたたみミラー５４、５６は、図２、３、６、および７の装置の具現化物に対して、基板１６およびステージ３６から離れて線源１２、１２’を配置させる。このようにして、基板１６から相対的に距離をおいて線源１２、１２’を再配置させることによって、線源１２、１２’と、基板１６と、ステージ３６との間の改善されたクリアランスが獲得され得る。
【００３３】
図９では、リレー２２は、曲面ミラー４６、４８、側壁ミラー５０、５２（ミラー５１は、図９では見えない）、およびアライメントレンズ６２、６４、６６、６８、７０を備える反射像リレー６０を備える。装置１０は、可変アパーチャ部材５７をさらに備える。可変アパーチャ部材５７は、リレー２２の像平面に位置合わせされる。可変アパーチャー部材５７は、装置のシャーシまたはさらなるステージ５９によって支持され得る。線源１２、１２’によって生成された放射エネルギー１４、１４’は、ミラー４６、４８に伝達し、そしてミラー４６、４８から反射し、可能ならば、側壁ミラー５０、５２を介して可変アパーチャ５７に伝達する。可変アパーチャ５７では、放射エネルギーの一部を選択的に遮断して、放射エネルギーを規定する。この規定された反射放射エネルギー１４、１４’は、像リレー６０を介して可変アパーチャ部材５７から伝達し、基板６０上に像２４を形成する。この実施形態では、線源１２、１２’およびリレー２２は、図９に示される関係でシャーシ（図示せず）に固定される。図９の実施形態では、回路のスクライブ線間に含まれる領域に熱処理が制限され得る。
【００３４】
図２〜図９は、基板１６を放射エネルギーで処理するために有用な装置１０の実施形態に関する。例えば、基板の放射エネルギーによるこのような処理は、アニール、および／または、集積デバイスまたは回路のソース、ドレイン、またはゲート領域のドーパントを活性化することによって実現され得、集積デバイスまたは集積回路におけるシリサイド領域を形成して、集積デバイスまたは回路に接続された金属ワイヤの接触抵抗を低減させる。しかし、図９の装置１０は、マスク５８によって放射エネルギー１４、１４’がパターニングされるパターンニング用途を実行させるように容易に変更することができる。図９の装置１０の改変は、装置が、図９で破線によって示されるマスクステージコントローラ５９およびマスクステージ６１を備え、このような構成要素が選択可能であることを示す。マスクステージコントローラ５９は、コントローラ２６からの走査制御信号を受信するように接続され、コントローラ２６によって生成された走査制御信号と同様に、走査制御信号は、開始信号に応答して生成される。コントローラ２６によって生成された走査制御信号に基づいて、マスクステージコントローラ５９は、マスクステージ６１に供給される走査制御信号を生成する。マスクステージコントローラ５９によって生成された走査信号に基づいて、マスクステージ６１は、マスク５８をマスクステージ６１の上に位置合わせさせる。コントローラ２６によって生成された走査制御信号は、ステージコントローラ３４に供給される走査制御信号に比例する。例えば、リレー６０は−１倍の倍率で実現され得る。この場合、走査制御信号は、マスクステージコントローラにマスクステージ６１を制御させて、ステージ３６上の基板１６の移動と同じ速度で反対方向に移動させる。従って、放射エネルギー１４、１４’はマスク５８および基板１６にわたって走査され、基板１６においてパターン放射エネルギーを生成し得る。もちろん、コントローラ２６は、像リレー６０の出力に依存して異なる速度になるようにマスク５８および基板１６の相対移動を制御し得る。例えば、像リレー６０が＋２倍の倍率を有する場合、コントローラ２６は、マスクステージコントローラ５９、マスクステージ６１、ステージコントローラ３４、およびステージ３６を制御することができ、基板１６の移動速度の半分で移動するマスク５８と同じ方向で移動する。このような構成要素は、マスク５８および基板１６と互いに同期して移動するため、ステージコントローラ３４、ステージ３６、マスクステージコントローラ５９、およびマスクステージ６１は、添付の請求の範囲において、まとめてスキャニングユニットと呼ばれる。
【００３５】
図１０では、装置１０の第５実施形態が示される。図１０の装置１０の一部は、パターンニング用途に関する。装置１０の第５実施形態は、図９の装置と同じである。しかし、図１０では、像リレー６０は、窓７１、シャーシ（全く図示せず）の表面７４に取り付けられた折りたたみミラー７２、シャーシの表面８４によって支持されたレンズ７６、７８、８０、８２、ミラー８６、シャーシ表面９６によって支持されたレンズ８８、９０、９２、９４、ミラー９８、シャーシ表面１０１によって支持された折りたたみミラー１００、および窓１０２を備える＋１倍カタディオプティックリレーである。各線光源１２、１２’によって生成された放射エネルギー１４、１４’はこのような線光源から各曲面ミラー４６、４８に伝達し、恐らく、側壁ミラー５０、５２から反射後、マスク５８まで反射される。放射エネルギー１４、１４’は、マスク５８においてパターンニングされる。パターンニングされた放射エネルギーは、窓７１を介して伝達する。屈折素子７６、７８、８０、８２を介して折りたたみミラー７２から反射し、屈折素子８２、８０、７８，７６を介して戻る。パターンニングされた放射エネルギーは、屈折素子８８、９０、９２、９４を介してさらに伝達し、ミラー９８から反射して屈折素子９４、９２、９０、８８を介して折りたたみミラー１００に戻り、窓１０２を介して基板１６に伝達する。基板１６および装置１０が適切に位置合わせされる場合、パターン化された像２４が形成される。図１０の実施形態のような＋１倍リレーを用いるマスクおよび基板は、ステージコントローラ３４、５９およびステージ３６、６１によって共に移動するようにロックされ、マスクパターンに従って、パターン化された放射エネルギーを基板に伝達するように走査される。
【００３６】
図１１では、装置１０の第６実施形態における光リレー２２は、反射結像光（ｃａｔｏｐｔｒｉｃ）である。すなわち、全反射、無反射である。図１１の光リレー２２は、底１０６を有する、交差平面反射面１０８、１１０を規定するミラー１０４を備える。底１０６は、ガラスまたはプラスチック等の剛性材料を含み、面１０８、１１０を規定する。面１０８、１１０は、アルミニウムまたはこのような表面上に異なる屈折率を有する交互の誘電体層等の反射材料の堆積によって反射性にされる。線源１２は、放射エネルギー１４を反射面１１０に向けるように配置され、線源１２’は、放射エネルギー１４’を反射表面１１０に向けるように配置させる。各反射表面１０８、１１０から反射された放射エネルギー１４、１４’は、曲面ミラー１１１の反射面の各部分に伝達する。ミラー１１１から反射された放射エネルギー１４，１４’は基板１６に伝達し、基板１６上に像２４を形成する。図１１に示されるように、装置１０は、所定の制御された環境内で基板１６を含むように気密なチャンバ１１４を備え得る。またチャンバ１１４は、放射エネルギー１４、１４’に対して透明な材料から形成される窓１１６を備え得る。この窓を通って放射エネルギーは基板１６に向けられる。このようなチャンバは周知であり、多数の供給元から入手可能である。例えば、チャンバ１１４は、反応体を維持または使用されるガスを処理するために使用され、特定の反応によって、基板１６上に材料層を堆積させるかまたは基板１６から材料層を除去させる。あるいはチャンバは、不活性ガスで満たされるかまたは雰囲気中における基板の酸化等の望ましくない反応を妨げるように排気する気密環境を形成するように使用される。
【００３７】
図１２は、図１１の除去されたチャンバと共に示される線源１２、１２’、光リレー２２、基板１６の断面図である。図１２に示されるように、線源１２，１２’、ミラー１０４、曲面ミラー１１１が配置され、線源１２、１２’の視覚オブジェクトＡは、基板１６の表面におけるｘ−ｚ平面内の同一点Ａにおいて配置される。ミラー、光源、および基板が配置され、２つの線源１２、１２’の像が基板１６上の点Ｃに位置付けられる。従って、ミラー１１１は、点Ａおよび点Ｃにおいて焦点を有するｘ−ｚ平面内に楕円反射面を有するように構成され、ｙ軸方向に投影または延長される。あるいは、ミラー１１１は、ｘ−ｚ平面内において点Ａと点Ｃの中点である点Ｂにおいて中心を有する円形面として構成され得る。
【００３８】
図１３は、図２および図３と同様の装置１０の第７実施形態である。ここでは、線源１２および光リレー２２がキャリッジ１１８に収容される状態を図解的に示し、装置のシャーシの一部を構成する。図１３では、装置１０は、コントローラ２６に結合されたポジショナ１２０を備え、走査制御信号を受信する。ポジショナ１２０は、基板１６に対して線源１２およびリレー２２の移動を可能にする多数の電気機械的機構のうちのいずれか１つであり得る。ポジショナ１２０は、基板１６にわたってアナモルフィック像２４の走査に影響を与えるために、ステージ３６は、ｘ−ｙ平面内の有意な距離にわたって線源１２およびリレー２２に対して基板１６を移動させる機能を有する。チャンバ１１４が使用される場合、像２４が基板１６にわたって走査されることを可能にする比較的大きな窓１１６を有する。
【００３９】
（２．代替的構成）
光学的特長として、装置１０は、温度コントローラ１２２、加熱素子１２４、温度センサ１２６を備える。これらの素子は、放射エネルギーを基板に印加する前に基板の温度を上昇させるために使用され得、この放射エネルギーの印加の結果生じる、基板上に集積されたデバイスまたは基板上に形成された回路素子への熱衝撃を低減させる。ユーザは、基板１６が加熱される所定の温度を示すパラメータ信号を生成するように入力ユニット２８を操作し得る。コントローラ２６を、この温度パラメータ信号を受信するように結合させる。このような温度パラメータ信号に基づいて、コントローラ２６は、所定の温度を示すターゲット温度信号を生成する。コントローラ２６は温度信号を温度コントローラ１２２に供給するように結合され、温度信号に基づいて制御された電流を生成する。温度コントローラ１２２は、電流を加熱素子１２４（例えば、抵抗性コイルであり得る）に供給するように接続される。温度センサ１２６は、基板１６に比較的近接して配置される。温度センサ１２６は、実際の温度信号を生成し、このような信号を温度コントローラ１２２に供給するように接続される。ターゲット温度信号および実際の温度信号に基づいて、温度コントローラ１２２は、フィードバック方式で電流信号を生成し、所定の温度に基板１６を加熱および維持する。  
【００４０】
いくつかの用途について、装置１０はパルス発生能力を備え、連続パルスのうちの単一パルスとして放射エネルギーを生成する。しかし、レーザダイオードアレイのパルス発生は、損傷または比較的短い寿命を導き得る。パルス発生能力が使用された場合、所定のパルス長、パルス強度、パルスの波数を示すパラメータ信号は、入力ユニット２８のユーザによる操作によって生成されるかまたはコントローラ２６によって外部信号を介して受信され得る。開始信号に応答してそしてパルス長、パルス強度およびパルスの波数を示すデータ信号に基づいて、コントローラ２６は、強度制御信号を生成し得る。強度制御信号に基づいて、出力源３２は、線源１２に供給される単一電流パルスまたは連続電流パルスを生成して、基板１６を照射する放射エネルギー１４を生成する。
【００４１】
（３．装置の動作モード）
装置１０は、複数の可能な動作モードを有する。ブランケットモードの動作では、放射エネルギーの比較的長く、狭く、かつ、均一な線像が、基板の幅全体にわたり、基板の一端から他端まで走査し、基板の全点を加熱する。これにより、装置が行う走査ステップは簡略化されるが、十分な放射エネルギー強度で大きな基板にわたるようにするためには、複数のレーザダイオードアレイが必要となる。基板全体にわたって走査を複数回行うことと組み合わせれば、より短い線像を用いることも可能である。これには、隣接する走査はいずれも端をぴったりと合わせる必要がある。厳密さを必要としないアプリケーションの場合には、隣接する走査間における重なりがあっても許される場合がある。しかしながら、画像の配置に比較的厳密さを必要とするアプリケーションの場合には、素子５７のような調節可能なアパーチャをアナモルフィックリレーの画像面に配置して、アナモルフィック画像の長さを設定し得、ユニット６０のような結像リレーを用いて、放射エネルギーのこのようにして区切られた像を基板上に再結像させることができる。これにより、ぴったりと合わさった領域を回路間の厳密でないスクライブ線内に位置付けることができる。さらに、アナモルフィック光学リレーは、基板上の１つのチップまたはチップ群の幅にわたるに十分な大きさの長さとなるように線像を形成するよう構築され得る。この特徴により、基板上に線像が広がり、チップ全体または同時にいくつかのチップを処理する能力が提供される。
【００４２】
結像動作モードの動作では、素子５８のようなマスクは、アナモルフィック光学リレーの焦点面に含まれ、結像リレーは、線光源によって照射されたマスクの一部を基板に結像する。マスクの目的は、基板に当る光をパターニングして、加熱処理を必要な基板上の領域のみが照射されるようにすることである。ウエハ上にマスクを結像する結像リレーは、リレーと一対一対応であり得るか、または、基板上に結像されたパターンを拡大または縮小し得るかのいずれかである。＋１倍リレーを用いた典型的なステップ／走査動作では、マスクおよびウエハ基板のステージは、互いに対して整列され、ともに固定の位置関係となるように結合される。これにより、これらマスクおよびウエハ基板のステージは、アナモルフィックリレーおよび線光源に対して走査され得る。拡大比が＋１でない場合、マスクおよび基板は、異なる速度で同時に走査されなければならない。このためには、マスク用の可動ステージ５９を必要とする。この可動ステージ５９は、コントローラからの信号を受け取るように結合されている。この信号は、基板を位置付けるために用いられるステージ３６に供給される走査制御信号に比例する。画像が反転している場合、基板およびマスクの走査方向は対向している。あるいは、リレーのフィールドサイズが十分大きい場合、マスク、基板およびリレーは、固定された状態で保持され得、線光源およびアナモルフィックリレーが、基本的には、図１３のような電気機械的アクチュエータであるポジショナを介して走査され得る。第３の可能性としては、シャーシを介してマスクおよび基板を一定に保持し、例えば、マスクおよび基板に対して、結像リレー、線光源およびアナモルフィックリレーを走査させることである。この機能は、結像リレー、線光源およびアナモルフィックリレーに結合された、図１３のポジショナのような素子によって実行され得る。しかしながら、後者の２つの可能性は、最も好適な構成ではない。いずれの場合も、基板上の１つの領域を露光した後、基板を進め、マスクと再配列させ、基板の別のストリップを露光させ得る等である。典型的な走査動作では、放射エネルギーの線像と、結像リレーによって覆われるフィールドとは、基板上の１つ以上の回路の幅にわたるように十分な幅にされる。このようにして、連続する走査間の端が、回路間のスクライブ線に一致するように並べられ得る。
【００４３】
本発明の多くの特徴および利点は、詳細な説明から明らかである。したがって、上掲の請求項は、本発明の真の精神および範囲に従う記載される装置のこれらすべての特徴および利点を網羅するように意図されている。さらに、当業者であれば、多くの変更および改変を容易に想起するので、本発明を図示され説明されたのと同一の構成および動作に制限することは望ましくない。したがって、すべての適切な変更および等価が、係る発明の精神および範囲内に当てはまるように為され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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