(57)【要約】      （修正有）【課題】ウェハを支持し、レーザー熱処理（ＬＴＰ）時にウェハ全体で一定のバックグラウンド温度を維持するためのチャック装置を提供する。【解決手段】ウェハを支持し、前記ウエハに変化する放射線が与えられた時に前記ウェハを一定のバックグラウンド温度を維持するするためのチャック装置であって、ヒートシンクと、前記ウェハと伝導的に連結され、前記ウェハに前記変化する放射線が与えられた時に、その温度を前記一定のバックグラウンド温度を維持するたねに十分なエネルギーレベルで加熱されるヒーターモジュールと、前記ヒートシンクへの実質的に一定な熱の流れを維持する、前記ヒートシンクと前記ヒーターモジュールとの間に配置され、前記ヒートシンクと前記ヒーターモジュールとの間に配置され、前記ヒートシンクと前記ヒーターモジュールと熱的に連結された熱絶縁体層と、を含むことを特徴とするチャック装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハを支持し、前記ウェハに変化する放射線が与えられる時に前記ウェハを一定のバックグラウンド温度に維持するためのチャック装置であって、
ヒートシンクと、
前記ウェハと伝導的に連結され、前記ウェハに前記変化する放射線が与えられる時に、その温度を前記一定のバックグラウンド温度に維持するために十分なエネルギーレベルで加熱されるヒーターモジュールと、
前記ヒーターモジュールから前記ヒートシンクへの実質的に一定な熱の流れを維持する、前記ヒートシンクと前記ヒーターモジュールとの間に配置され、前記ヒートシンクと前記ヒーターモジュールと熱的に連結された熱絶縁体層と、
を含むことを特徴とするチャック装置。
【請求項２】
請求項１において、前記変化する放射線はレーザーによって供給され、前記熱絶縁体は、前記ヒートシンクへのエネルギーの流れを、前記ヒートシンクへのエネルギーの流れが放射及び対流によって失われるエネルギーの量よりも少ない範囲で前記レーザーから供給される最大エネルギーを超えるように維持することを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１において、前記ヒーターモジュールと熱的に連結され、前記絶縁体層とは反対側に配置された上部板をさらに含み、前記上部板は上面において前記ウェハを支持し、前記ウェハと前記ヒーターモジュールとの間で熱を伝導することを特徴とするチャック装置。
【請求項４】
請求項３において、前記上部板は、前記ヒーターモジュール上に形成された酸化物層によって形成されていることを特徴とするチャック装置。
【請求項５】
請求項１において、前記ヒートシンクは、冷却流体の流れを支持する冷却路を備えた冷却板を含むことを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５において、前記冷却板はアルミニウムからなることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記ヒーターモジュールの対応する１以上の位置で前記ヒーターモジュールの温度を検出し、対応する１以上の温度信号を発生するようにそれぞれが配置された１以上の温度プローブと、
前記ヒーターモジュールに電気的に連結され、前記１以上の温度信号に基づいて前記ヒーターモジュールに選択された量の電力を供給する電源と、
をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７において、前記電源及び前記１以上の温度プローブと動作的に連結されたコントローラをさらに含み、前記コントローラは、前記１以上の温度信号を受信し、前記選択された量の電力を前記ヒーターモジュールに供給するよう前記電源に指示することを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項７において、前記ヒーターモジュールは内部に形成された加熱ユニットを含み、前記加熱ユニットは、前記電源と電気的に連結され、前記電源から前記ヒーターモジュールに供給された電力に対応して前記ヒーターモジュールを均一に加熱するように前記ヒーターモジュールに埋め込まれた加熱要素を含むことを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１において、前記絶縁体層は石英を含むことを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項３において、前記上部板は周辺部を含み、前記ウェハは外側エッジを含み、前記装置は、前記上部板の前記周辺部を取り囲み、前記ウェハの前記外側エッジを越えて移動するＬＴＰレーザービームからの入射放射線を吸収および／または反射する冷却スカートをさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１１において、前記冷却スカートは冷却路を含み、前記冷却路は、前記スカートを冷却するために前記冷却路を介して冷却流体を流す冷却ユニットと連結されていることを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１１において、前記冷却スカートはモリブデンを含むことを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項３において、前記上部板は対向する上下面を有し、前記ウェハは下面を有し、前記上部板の前記上面は、真空装置と連結された第１の真空溝を含み、前記真空装置は、前記第１の真空溝に真空を供給し、前記ウェハを前記上部板に固定する吸引力を前記上部板の前記上面において形成することを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１４において、前記ヒーターモジュールは上面を有し、前記上部板の前記下面は、前記真空装置と連結された第２の真空溝を含み、前記真空装置は、前記第１の真空溝に真空を供給し、前記ヒーターモジュールを前記上部板に固定する吸引力を前記上部板の前記下面において形成することを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項３において、前記上部板は、融解シリカ、ケイ素、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、多孔性炭化ケイ素からなる材料の群から選択される１以上の材料を含むことを特徴とする装置。
【請求項１７】
請求項３において、
前記上部板は、
本体及び上面と、
前記上面において前記本体に形成された凹部と、
前記凹部を充填し、前記上部板の前記上面と同一平面上に位置する上面を有する多孔性材料と、
を含み、
前記材料は、前記材料に真空を供給し、前記材料の前記上面において吸引力を形成する真空装置と連結されていることを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１７において、前記多孔性材料は多孔性炭化ケイ素を含み、前記上部板の前記本体は非多孔性炭化ケイ素を含むことを特徴とする装置。
【請求項１９】
請求項３において、前記上部板は、多孔性材料によって形成され、前記材料に真空を供給し、前記上部板の前記上下面において吸引力を形成する真空装置と連結されていることを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項３において、
前記上部板は、
前記上部板の前記上下面と一致する上下面と周辺部とを有する多孔性材料からなる中央ディスクと、
前記中央ディスクを取り囲み、前記ディスクの前記周辺部で前記中央ディスクに固定されたリング形状の非多孔性本体と、
を含み、
前記多孔性材料は、真空が前記材料に供給された時に、前記上下面に吸引力を伝達することができることを特徴とする装置。
【請求項２１】
請求項２０において、前記中央ディスクは、前記中央ディスクに真空を供給する真空装置と空気的に連結されていることを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項３において、前記上部板は、第１及び第２の多孔性材料からそれぞれ形成された上下部分を有し、前記上下部分は非多孔性層によって分離され、前記第１及び第２の多孔性材料は、前記上下部分に真空が供給された時に、前記上部板の上下面にそれぞれ吸引力を伝達することができることを特徴とする装置。
【請求項２３】
請求項２２において、前記上下部分は、前記上下部分に真空を供給する真空装置と空気的に連結されていることを特徴とする装置。
【請求項２４】
請求項２２において、前記第１及び第２の材料が同じであることを特徴とする装置。
【請求項２５】
請求項２２において、前記第１及び第２の材料は多孔性炭化ケイ素を含むことを特徴とする装置。
【請求項２６】
請求項１において、
外側エッジを備えたベース部と、各台座が、放射状に形成され、取付ボールの一部を収容する大きさを有する溝を内部に有する上部取付面を含む、前記外側エッジに配置された３つの上方に延びる台座と、を有するステージ界面部材と、
前記ステージ界面部材に形成された前記第１の溝に対応した３つの位置のそれぞれにおいて前記ヒートシンクの下面に取り付けられた３つの取付ボールと、
を含むキネマティックマウントをさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項２７】
請求項１において、前記ヒーターモジュールはアルミニウムからなることを特徴とする装置。
【請求項２８】
請求項１において、前記ヒートシンクは、内部に形成された冷却路を有する冷却板を含み、前記冷却路は、前記冷却板から熱を除去するために前記冷却路を介して冷却流体を流す冷却ユニットと動作的に連結されていることを特徴とする装置。
【請求項２９】
請求項３において、前記冷却板の前記下面に隣接して配置され、前記冷却板の穴の内部を延びる可動リフトピンを有するリフトピンアセンブリを含み、前記リフトピンはウェハを前記上部板の前記上面から上昇させることを特徴とする装置。
【請求項３０】
請求項３において、ａ）前記ヒートシンクと前記絶縁体層、ｂ）前記絶縁体層と前記ヒーターモジュール、の１以上の間に配置された熱伝導性界面層をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項３１】
請求項３０において、前記熱界面層はフレキシブル・グラファイトシートを含むことを特徴とする装置。
【請求項３２】
ウェハを支持し、前記ウェハを一定のバックグラウンド温度に維持するためのチャック装置であって、
前記ウェハと熱的に連結され、前記ウェハに変化する熱負荷が与えられる時に前記一定のバックグラウンド温度に維持されるヒーターモジュールと、
ヒートシンクへの実質的に一定な熱の流れを維持する絶縁体層を介して前記ヒーターモジュールと熱的に連結されたヒートシンクと、
を含むことを特徴とするチャック装置。
【請求項３３】
請求項３２において、前記ウェハと前記ヒーターモジュールとの間に配置され、対向する上下面と周辺部とを有する熱伝導性の上部板をさらに含み、前記上面は前記ウェハを支持することを特徴とする装置。
【請求項３４】
請求項３２において、
前記ヒーターモジュールの対応する１以上の温度を測定し、対応する１以上の温度信号を発生するように前記ヒーターモジュールと熱的に連結された１以上の温度プローブと、
前記１以上の温度信号に基づいて前記ヒーターモジュールを一定の温度に維持するように前記ヒーターモジュールに電力を供給する電源と、
をさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項３５】
請求項３４において、前記温度信号を受信し、前記電源に可変量の電力を供給させるコントローラをさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項３６】
請求項３２において、前記ウェハに与えられる前記変化する熱負荷はレーザーによって供給され、前記ヒートシンクは、少なくとも放射及び対流によって失われるエネルギーの量よりも少ない範囲で前記レーザーから前記ウェハに供給される最大エネルギーを超える量の熱を消散させることを特徴とする装置。
【請求項３７】
請求項３３において、前記上部板はケイ素を含み、酸化ケイ素のコーティングが前記上部板の前記上面に設けられていることを特徴とする装置。
【請求項３８】
請求項３３において、前記上部板は、前記ヒーターモジュール上に形成された酸化物層によって形成されていることを特徴とする装置。
【請求項３９】
請求項３３において、前記上部板はケイ素を含み、窒化ケイ素のコーティングが前記上部板の前記上面に設けられていることを特徴とする装置。
【請求項４０】
請求項３３において、
前記ヒーターモジュールは、前記冷却板に形成された対応する複数の貫通穴と軸方向に沿って設けられた複数の貫通穴と、
各ボルトがねじ山端部を有するとともに前記ヒーターモジュールの前記穴及び前記冷却板の前記貫通穴を貫通し、前記ヒーターモジュール、前記絶縁体層、前記冷却板にばね負荷を与えるように、各ボルトがねじ山端部においてばね負荷座金及びナットによって固定された、対応する複数のボルトと、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項４１】
請求項４０において、前記ボルトは前記絶縁体層を貫通していないことを特徴とする装置。
【請求項４２】
請求項３３において、
前記ヒートシンクは上面を有する冷却板を含み、前記絶縁体層は対向する上下面を含み、前記ヒーターモジュールは対向する上下面を含み、
前記装置は、
前記冷却板の前記上面及び前記絶縁体層の前記下面の一方に形成された第１の真空溝と、
前記絶縁体層の前記上面及び前記ヒーターモジュールの前記下面の一方に形成された第２の真空溝と、
前記ヒーターモジュールの前記上面及び前記上部板の前記下面の一方に形成された第３の真空溝と、
を含み、
前記第１、第２、第３の真空溝は、前記冷却板、前記絶縁体層、前記ヒーターモジュール、前記上部板を一体的に保持する吸引力を前記第１、第２、第３の真空溝に形成するように動作する真空装置と空気的に連結されていることを特徴とする装置。
【請求項４３】
ウェハに変化する熱負荷が与えられる時に、前記ウェハを一定のバックグラウンド温度に維持するための方法であって、
前記ウェハを、前記一定のバックグラウンド温度に維持されるように熱を発生し、熱を移動させるヒーターモジュールと熱的に連結されるように配置すること、
ヒートシンクを、前記ヒートシンクと前記ヒーターモジュールとの間で実質的に一定な熱勾配を維持する絶縁体層を介して、前記ヒーターモジュールと熱的に連結されるように配置すること、
前記ウェハから前記ヒートシンクに実質的に一定の量の熱を移動させ、可変量の熱を前記ヒーターモジュールに供給して前記ウェハ上の前記変化する熱負荷を補償することによって、前記ヒーターモジュールを前記一定のバックグラウンド温度に維持すること、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４４】
ウェハに変化する熱負荷が与えられる時に、前記ウェハを一定のバックグラウンド温度に維持するための方法であって、
前記ウェハを、高い熱伝導性を有し、前記ウェハの両面と熱的に連結される十分な厚みを有する材料からなるヒーターモジュールに連結すること、
前記ウェハと前記ヒーターモジュールとの間で低い熱インピーダンスを維持すること、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４５】
ウェハに変化する熱負荷が与えられる時に、前記ウェハを一定のバックグラウンド温度に維持するための方法であって、
前記ウェハを、可変量の熱を発生し、相対的に一定量の熱をヒートシンクへ移動させるヒーターモジュールと熱的に連結されるように配置すること、
前記ヒートシンクを、前記ヒートシンクと前記ヒーターモジュールとの間で実質的に一定な熱の流れを維持する絶縁体層を介して、前記ヒーターモジュールと熱的に連結されるように配置すること、
可変量の電力を前記ヒーターモジュールに供給することによって、前記ヒーターモジュールを前記一定のバックグラウンド温度に維持すること、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４６】
請求項４５において、前記ウェハに前記変化する熱負荷を与える前に、前記ウェハの温度を前記一定のバックグラウンド温度まで上昇させることを特徴とする方法。
【請求項４７】
請求項４５において、前記ウェハの前記一定のバックグラウンド温度を、約４００℃〜４５０℃であって、約６℃以内の均一性に維持することを含むことを特徴とする方法。
【請求項４８】
請求項４５において、前記ヒーターモジュールを前記一定のバックグラウンド温度に維持する工程は、
前記ヒーターモジュールの温度を測定すること、
前記測定された温度に基づいて、前記可変量の電力を前記ヒーターモジュールに供給すること、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４９】
請求項４５において、前記ヒーターモジュールと前記ウェハとの間に、前記ヒーターモジュールによる前記ウェハの汚染を防止する上部板を配置することをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項５０】
請求項４９において、
前記上部板は内部に真空溝が形成された上面を含み、
前記方法は、
前記ウェハを前記上部板の前記上面に配置すること、
前記真空溝に真空を供給して前記ウェハを前記上部板の前記上面に固定すること、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５１】
請求項４９において、
前記上部板は、上面を有する本体を含み、前記本体は、前記上部板の前記上面と同一平面上に位置する上面を有する多孔性材料を保持する前記上面に形成された凹部を含み、
前記方法は、
前記ウェハを前記上部板の前記上面に配置すること、
前記多孔性材料に真空を供給し、前記真空を前記多孔性材料の前記上面に伝達させることによって、前記ウェハを前記上部板の前記上面に固定すること、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項５２】
請求項４９において、
前記上部板は、対向する上下面を有する本体を含み、前記本体は、前記上部板の前記上下面と同一平面上に位置する上下面を有する多孔性材料によって形成された中央部と、非多孔性バリアによって取り囲まれた周辺部とを含み、
前記方法は、前記ウェハを前記上部板の前記上面に配置し、前記多孔性材料に真空を供給することによって、前記ウェハを前記上部板の前記上面に固定することをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項５３】
ウェハを支持し、変化する熱負荷による処理時に前記ウェハを一定のバックグラウンド温度に維持するための方法であって、
前記ウェハを、調整可能な熱入力を有する熱容量と熱的に連結されるように配置すること、
前記熱容量とヒートシンクとの間に、前記変化する熱負荷の最大値とほぼ同じ一定のエネルギー損失を維持する絶縁体層を設けること、
前記熱容量を加熱することによって、前記ヒートシンクに移動し、前記ウェハから放射及び対流によって失われるエネルギーを補償すること、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５４】
請求項５３において、前記熱容量の温度を測定し、所望のバックグラウンド温度と測定された前記熱容量の温度との差に対応して前記熱容量に供給される電力を調節することによって、前記熱容量を前記一定のバックグラウンド温度に維持することを含むことを特徴とする方法。
【請求項５５】
請求項５３において、
前記熱容量の温度を測定する工程は、
対応する１以上の位置に前記熱容量と熱的に連結されるように１以上の温度プローブを設けること、
前記１以上の位置の温度に対応して、対応する１以上の温度信号を発生すること、
前記熱容量に埋め込まれたヒータコイルに、所望の温度に対応する信号と前記１以上の温度信号との差に対応する量の前記可変電力を供給すること、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５６】
請求項５３において、前記ウェハに前記変化する熱負荷を与えることは、前記ウェハの上面にレーザービームを照射することを含むことを特徴とする方法。
【請求項５７】
上面を有するウェハを処理するためのレーザー熱処理（ＬＴＰ）装置であって、
レーザー放射線を放出するレーザー光源と、
前記レーザー放射線を受け、像面にＬＴＰレーザービーム像を形成する光学系と、
前記像面で前記ウェハの前記上面を支持するチャックを支持する可動ステージと、
を含み、
前記チャックは、
前記ウェハと熱的に連結され、前記ウェハの前記上面に前記ＬＴＰレーザービームからの変化する熱負荷が与えられる時に一定の温度に維持されるヒーターモジュールと、
前記変化する熱負荷の最大値に対応する一定のエネルギー損失を維持する絶縁体層を介して前記ヒーターモジュールと熱的に連結されたヒートシンクと、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項５８】
請求項５７において、前記チャックは、前記可動ステージにおいてキネマティックマウントによって保持されていることを特徴とする装置。
【請求項５９】
請求項５７において、前記可動ステージは、前記ウェハの表面にわたって前記像がラスタ走査パターンで走査されるように、前記ウェハを前記ＬＴＰレーザービームと相対的に移動させることを特徴とする装置。
【請求項６０】
請求項５９において、前記走査パターンはインターリーブラスタパターンであることを特徴とする装置。
【請求項６１】
上面を有するウェハのレーザー熱処理（ＬＴＰ）を行うための方法であって、
前記ウェハによるＬＴＰレーザービームの吸収を向上させる、前記ウェハの一定で高いバックグラウンド温度を達成すること、
前記ウェハの前記上面にわたって前記ＬＴＰレーザービームを走査することによって、前記ウェハの前記上面の走査部分の温度を前記ウェハを処理するために十分なピーク温度まで一時的に上昇させること、
前記走査時に、前記ウェハとヒートシンクとの間に配置された絶縁体層を介して、前記ＬＴＰレーザービームによって前記ウェハに与えられた熱を前記ヒートシンクに移動させることによって、前記一定のバックグラウンド温度を維持すること、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６２】
請求項６１において、
前記ウェハの前記一定のバックグラウンド温度を維持する工程は、
熱容量と上下面とを有し、前記上面において前記ウェハと、前記下面において前記絶縁体層と熱的に連結された熱伝導ヒーターモジュールの上方において前記ウェハを支持すること、
前記ヒーターモジュールを前記一定のバックグラウンド温度に維持すること、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６３】
請求項６２において、前記ヒーターモジュールの温度を測定し、前記測定された温度に対応して電力を前記ヒーターモジュールに供給することによって、前記ヒーターモジュールを前記一定のバックグラウンド温度に維持することを含むことを特徴とする方法。
【請求項６４】
請求項６３において、前記ヒーターモジュールと前記ウェハとの間に上部板を設けることを含み、前記上部板は、前記ウェハを前記上部板の上面に真空によって固定し、前記ヒーターモジュールと前記ウェハとを熱的に連結させることを特徴とする方法。
【請求項６５】
請求項６１において、前記ウェハに前記ＬＴＰレーザービームが照射されていない時に、前記ヒーターモジュールを前記一定のバックグラウンド温度に維持することをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６６】
ウェハに変化する熱負荷を与えるレーザー熱処理（ＬＴＰ）時に前記ウェハを一定のバックグラウンド温度に維持するための方法であって、
前記ウェハを、ヒーターモジュールの上面と熱的に接触するように配置すること、
前記ヒーターモジュールを前記一定のバックグラウンド温度に維持すること、
前記ヒーターモジュールを介して前記ウェハからの熱を前記ヒーターモジュールの下面に隣接するヒートシンクに移動させること、
前記ヒーターモジュールからの前記変化する熱負荷の最大値に対応する量の熱を前記ヒートシンクに移動させるように、前記ヒーターモジュールと前記ヒートシンクとの間に配置された絶縁体層を介して前記ヒーターモジュールと前記ヒートシンクとの間で熱勾配を維持すること、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６７】
請求項６６において、
前記ヒーターモジュールを前記一定のバックグラウンド温度に維持する工程は、
前記ヒーターモジュールの温度を測定すること、
補償エネルギーを前記ヒーターモジュールに供給することによって、前記ヒーターモジュールの温度が前記一定のバックグラウンド温度から実質的に変化しないようにすること、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６８】
上面を有するウェハのレーザー熱処理（ＬＴＰ）を行うための方法であって、
前記ウェハを一定のバックグラウンド温度に維持すること、
ＬＴＰレーザービームによって形成される像を、各経路が走査部分をカバーし、隣接する走査部分が、次に走査される前記ウェハの部分が走査前に前記バックグラウンド温度に戻るために十分な時間によって分離された走査パターンで前記ウェハの前記上面にわたって移動させること、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６９】
上面を有するウェハのレーザー熱処理（ＬＴＰ）を行うための方法であって、
前記ウェハを一定のバックグラウンド温度に維持すること、
ＬＴＰレーザービームによって形成される像を、複数の走査部分を有し、空間的に隣接する前記走査部分が、互いに交差し、前記ウェハの各走査部分が走査前に前記バックグラウンド温度に戻るために十分な時間によって分離された走査パターンで前記ウェハの前記上面にわたって移動させること、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項７０】
上面を有するウェハのレーザー熱処理（ＬＴＰ）を行うための方法であって、
前記ウェハを一定のバックグラウンド温度に維持すること、
ＬＴＰレーザービームによって形成される像を、前記ウェハの各点が同一の最高温度になるように前記ウェハ上を複数の横断線に沿って前記ウェハの前記上面にわたって移動させること、
を含み、
各横断線は前記一定のバックグラウンド温度で開始することを特徴とする方法。
【請求項７１】
請求項７０において、前記像は前記走査経路に垂直な像幅を有し、時間的に隣接する前記走査部分は前記像幅よりも大きな幅で分離されていることを特徴とする方法。
【請求項７２】
請求項７１において、前記レーザービームを前記走査経路上で前記ウェハの前記上面全体に照射することを含むことを特徴とする方法。
【請求項７３】
請求項７１において、前記ウェハの非除外領域のあらゆる点での最高処理温度の均一性が６℃以内となるように前記像幅を決定することを含むことを特徴とする方法。
【請求項７４】
処理のためにウェハを固定するための装置であって、
上面を有する本体と、
前記上面において前記本体に形成された凹部と、
前記凹部を充填し、前記本体の前記上面と同一平面上に位置する上面を有する多孔性材料と、
を含み、
前記多孔性材料は、前記材料に真空が供給された時に、前記材料の前記上面に吸引力を伝達することができることを特徴とする装置。
【請求項７５】
請求項７４において、前記材料は、前記多孔性材料の孔を介して前記材料の前記上面に真空を供給する真空装置と空気的に連結されていることを特徴とする装置。
【請求項７６】
請求項７４において、前記凹部の材料は多孔性炭化ケイ素を含み、前記本体の材料は非多孔性炭化ケイ素を含むことを特徴とする装置。
【請求項７７】
請求項７６において、前記凹部の材料は、前記凹部の材料の孔を介して前記材料の前記上面に真空を供給する真空装置と空気的に連結されていることを特徴とする装置。
【請求項７８】
処理のためにウェハを固定するための装置であって、
第１及び第２の多孔性材料からそれぞれ形成され、それぞれが上下面と非多孔性の周辺部とを有する上下部分と、
前記多孔性上下部分を分離する非多孔性層と、
を含み、
前記第１及び第２の多孔性材料は、前記第１及び第２の部分に真空がそれぞれ供給された時に、前記上下部分にそれぞれ吸引力を伝達することができることを特徴とする装置。
【請求項７９】
請求項７８において、前記第１及び第２の材料が同じであることを特徴とする装置。
【請求項８０】
請求項７８において、前記第１及び第２の材料は多孔性炭化ケイ素を含むことを特徴とする装置。
【請求項８１】
請求項７８において、前記第１及び第２の部分は、前記第１及び第２の多孔性材料の第１及び第２の真空接続を介して前記上下面に真空を供給する真空装置と空気的に連結されていることを特徴とする装置。
【請求項８２】
処理のためにウェハを固定するための装置であって、
上下面と周辺部とを有する多孔性材料からなる中央ディスクと、
前記周辺部で前記中央ディスクを取り囲み、前記ディスクに固定された非多孔性リングと、
を含み、
前記多孔性材料は、真空が前記多孔性材料に供給された時に、前記ディスクの前記上下面に吸引力を伝達することができることを特徴とする装置。
【請求項８３】
請求項８２において、前記中央ディスクは、前記材料に真空を供給する真空装置と空気的に連結されていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の参照】
【０００１】
本発明は、本願と同日の２００４年１２月１日に出願され、本願の譲受人であるカリフォルニア州サンノゼのウルトラテック（Ｕｌｔｒａｔｅｃｈ）社に譲渡された「加熱パイプヒーターモジュールを有するレーザー熱処理用チャック（Ｌａｓｅｒ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｃｈｕｃｋ  ｗｉｔｈ  Ｈｅａｔ  Ｐｉｐｅ  Ｈｅａｔｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ）」と題する米国特許出願第１１／００２，０４３号に関連し、当該特許出願はこの参照によって本願の開示内容に含まれるものとする。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、半導体の製造において半導体基板を熱処理するための装置及び方法に関する。さらに詳細には、本発明は、レーザー熱処理（ＬＴＰ）時に半導体基板を支持するための支持部材（「チャック」）に関する。
【背景技術】
【０００３】
集積回路（ＩＣ）の製造では、フォトレジスト塗布、フォトリソグラフィ露光、フォトレジスト現像、エッチング、研磨、さらには加熱または熱処理といった多くのプロセスを半導体基板に対して行う。熱処理は、ある種のＩＣに使用するウェハのドープ領域（例えば、ソース・ドレイン領域）のドーパントを活性化するために使用される。熱処理としては、高速熱アニール（ＲＴＡ）やレーザー熱処理（ＬＴＰ）などの加熱（冷却）方法が挙げられる。
【０００４】
半導体基板（「ウェハ」）に対してＬＴＰを行うための様々な方法及び装置が知られており、半導体装置の製造に使用されている。ＬＴＰ装置及び方法の例は、「熱処理用レーザー走査装置及び方法（Ｌａｓｅｒ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」と題する米国特許第６，７４７，２４５号（２４５特許）や「レーザー熱処理装置及び方法（Ｌａｓｅｒ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ）」と題する米国特許第６，３６６，３０８Ｂ１号（３０８特許）に記載されており、これらの特許の開示内容は本明細書の開示内容に含まれるものとする。
【０００５】
ＬＴＰでは、単一サイクルで、ウェハの温度をアニール温度まで急激に上昇させ、開始（周囲またはバックグラウンド）温度まで急激に低下させる。半導体の製造に使用される典型的なウェハのサイズは比較的大きいため（例えば、直径３００ｍｍ）、所与の時間にウェハの小さな領域のみに熱が効率的に与えられる。
【０００６】
例えば、２４５特許及び３０８特許に記載されているように、ウェハ全面に例えばラスタパターンで走査される細く高い強度を有する像（線像など）をレーザービームによって形成する。このプロセスでは、細い像上で１，０００Ｗ／ｍｍ２を超える熱流速が発生し得る。ＬＴＰ時の照射領域におけるウェハ表面のピーク温度ＴＰは比較的高い（例えば、１，３００℃超）。
【０００７】
形成される活性化ドープ領域のシート抵抗の均一性はピーク温度ＴＰの均一性によって決定され、得られる半導体装置の性能もそれによって決まる。
【０００８】
ウェハ全面での均一なピーク温度ＴＰの達成は、レーザー出力の安定性とウェハ表面の温度均一性（以下、「バックグラウンドウェハ温度（ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ  ｗａｆｅｒ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）」という」に依存する。しかし、ＬＴＰプロセスに走査レーザービームなどの空間的に変化する熱負荷を利用する場合には、ウェハのバックグラウンド温度を一定に維持することができない場合がある。
【発明の開示】
【０００９】
本発明は、走査ＬＴＰレーザービームから時間的に変化する熱負荷がウェハに与えられる場合でも、ウェハを一定のバックグラウンドウェハ温度ＴＣに維持するチャックを含む。本発明は、一定の温度に保持されるヒーターモジュールとヒートシンクとの間に位置する絶縁体層を使用することによってこれを達成する。絶縁体層は、ヒーターモジュールとヒートシンクとの間で熱勾配を維持するように設計され、ウェハ及びチャックからの通常の放射及び対流による損失よりも少ない範囲でレーザーによって供給される熱よりも多い量の熱を除去する。
【００１０】
チャックは、ウエハ表面にわたってＬＴＰレーザービームを繰り返し走査することによって生じる、ウェハ上の空間的に変化する大きな熱負荷を、走査ＬＴＰレーザービームの立ち上がりエッジに見られるようなウェハのバックグラウンド温度の著しい変化を生じさせることなく受け入れることができる。通常、ＬＴＰレーザービームの出力と走査速度は一定に保たれる。したがって、ＬＴＰレーザービームの立ち下がりエッジが通過する際にウェハの各点で発生する最高（ピーク）温度ＴＰを一定に保つことができる。
【００１１】
本発明の第１の態様は、ウェハを支持し、ウェハに空間的及び時間的に変化する強度の放射線が与えられる時にウェハを一定のバックグラウンド温度に維持するためのチャック装置である。この装置は、ヒートシンクと、ウェハと伝導的に連結され、ウェハに変化する放射線束が与えられる時に、一定のバックグラウンド温度に厳密に温度制御するヒーターモジュールを含む。この装置は、ヒートシンクとヒーターモジュールとの間に配置され、ヒートシンク及びヒーターモジュールと熱的に連結された熱絶縁体層も含む。絶縁体層は、ヒーターモジュールからヒートシンクへの実質的に一定な熱の流れを維持する（持続させる）。
【００１２】
本発明の第２の態様は、ウェハに変化する熱負荷が与えられる時にウェハを一定のバックグラウンド温度に維持するための方法である。この方法は、ウェハを、可変量の熱を発生し、相対的に一定の量の熱をヒートシンクに移動させるヒーターモジュールと熱的に連結されるように配置することを含む。この方法は、ヒートシンクを、絶縁体層を介してヒーターモジュールと熱的に連結されるように配置することも含む。絶縁体層は、ヒートシンクとヒーターモジュールとの間で実質的に一定な熱の流れを維持する。この方法は、可変量の電力をモジュールに供給することによって、ヒーターモジュールを一定のバックグラウンド温度に維持することをさらに含む。
【００１３】
本発明の第３の態様は、ウェハを処理するためのレーザー熱処理（ＬＴＰ）装置である。この装置は、レーザー放射線を放出するレーザー光源と、レーザー放射線を受け、ＬＴＰレーザービーム像を像面に形成する光学系とを含む。この装置は、ウェハの上面が像面に位置するようにウェハを支持するチャックを支持する可動ステージも含む。チャックは、ウェハと熱的に連結され、ウェハの上面にＬＴＰレーザービームから変化する熱負荷が与えられる時に一定の温度に維持されるヒーターモジュールを含む。チャックは、絶縁体層を介してヒーターモジュールと熱的に連結されたヒートシンクも含み、絶縁体層は、変化する熱負荷の最大値に対応する一定のエネルギー損失を維持する。
【００１４】
各図面に示す各要素は説明のみのためのものであり、縮尺に制限されるものではない。ある要素の縮尺は誇張され、その他の要素の縮尺は最小となっている場合もある。各図面は、当業者が理解し、適切に実施することができる本発明の様々な実施態様を例示することを意図するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下の本発明の実施形態の詳細な説明では、本発明の説明の一部をなし、本発明を実施する特定の実施形態を例示する添付図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できるように十分に詳細に説明されているとともに、その他の実施形態も利用することができ、本発明の範囲から逸脱しない限りにおいて変更を加えることができることを理解されるべきである。したがって、以下の詳細な説明は本発明を限定するものとして解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求項のみによって定義されるものである。
【００１６】
上述したように、ＬＴＰ時にウェハ全面で均一なピーク温度を達成することは、活性化ドープ領域の均一なシート抵抗が要求される半導体デバイスを製造する場合に重要である。入射したＬＴＰレーザービームからのエネルギーをウェハが効率的に吸収する環境を作り出すことによって、ＬＴＰにおけるピーク温度の均一性を容易に達成することができる。ウェハがドープされていない場合や、低濃度でドープされている場合には、レーザービームの吸収を増加させるために、ＬＴＰレーザービームをウェハに照射する前にウェハの温度を一定のバックグラウンド温度ＴＣまで上昇させる必要がある。さもなければ、ビームはウェハを通過してチャックに達する場合がある。また、走査ＬＴＰレーザービームによって空間的に変化する熱負荷がウェハに与えられても、ウェハを一定のバックグラウンド温度に維持しなければならない。
【００１７】
本発明のチャックは、走査ＬＴＰレーザービームから空間的に変化する熱負荷がウェハに与えられる場合でも、室温よりもかなり高い一定のバックグラウンドウェハ温度ＴＣを維持するようになっている。一実施形態では、一定のバックグラウンド温度ＴＣは約４００℃から約４５０℃の範囲である。一実施形態では、一定のバックグラウンド温度ＴＣはウェハ全面において±４℃の範囲で均一に維持され、別の実施形態ではウェハ全面において±６℃の範囲で均一に維持される。
【００１８】
以下の説明では、「空間的に変化する熱負荷」とは、例えば処理対象のウェハ表面にＬＴＰレーザービームを走査する（ＬＴＰレーザービームによって形成された像を走査する）ことによって、ウェハ上の異なる場所（位置）に異なる時点で熱が与えられることを述べるために使用する。
【００１９】
また、以下の説明では、「一定のバックグラウンド温度」とは、バックグラウンド温度の変動が実質的にＬＴＰプロセスに影響を与えない範囲に保たれる「一定または実質的に一定であること」を意味する。同様に、「一定のバックグラウンド温度」とは、実質的に均一、すなわち、実質的に不利な結果をもたらすことなくウェハのＬＴＰを行うために必要な程度にウェハ全面で均一であるものとする。
【００２０】
以下の説明では、本発明のチャックの各種実施形態について詳細に説明し、次に本発明のチャックを含むＬＴＰ装置の実施形態について説明する。その次に、ＬＴＰ装置の一部としてのチャックの動作方法について説明する。
【００２１】
チャックの実施形態
図１は、本発明に係るウェハ支持部材（以下「チャック」という）１０の平面図である。図５を参照して後述するように、チャック１０はスカート５００によって取り囲まれたウェハ３１０を支持する。図２は、図１の２−２線に沿った断面分解図である。チャック１０は、ウェハの表面から大量の熱を移動させることによって、ＬＴＰ時にウェハを一定のバックグラウンド温度ＴＣに維持するようになっている。この機能を達成するために、チャックは、ウェハ表面から熱伝導性ヒーターモジュール及び絶縁体層を介してヒートシンクに効率的に熱を移動させるように設計されている。
【００２２】
チャック１０の実施形態を構成する各要素を以下に詳細に説明する。チャック１０は、以下に説明する各要素のための基準となる仮想中心軸Ａｌ（図２）を有する。
【００２３】
冷却板
図２に示すように、チャック１０はヒートシンク２０を含む。説明の便宜のため、以下ではヒートシンク２０を「冷却板」として図示及び参照する。冷却板２０は、対向する上下面２２，２４と、周辺部２６と、本体（熱容量（ｔｈｅｒｍａｌ  ｍａｓｓ））３０とを有する。冷却板２０は、本体３０内に形成された冷却路３２を含む。冷却路３２は、冷却ライン４２を介して冷却路に動作的に連結された冷却ユニット４０からの本体３０における冷却流体（水など）の流れを支持するようになっている。一実施形態では、冷却板２０は約１．５インチの厚みＴ１を有する。一実施形態では、冷却板２０はアルミニウムなどの良好な熱伝導体からなる。
【００２４】
絶縁体層
図２に示すように、チャック１０は、対向する上下面１０２，１０４を有する絶縁体層１００をさらに含む。絶縁体層１００は、下面１０４が冷却板２０の上面２２と熱的に連結される（例えば、密着または接触する）ように配置されている。一実施形態では、絶縁体層１００は、比較的低い熱伝導性、低い質量密度、優れた熱衝撃抵抗性を有する。
【００２５】
一実施形態では、絶縁体層１００は石英からなる。石英からなる絶縁体層１００の実施形態としては、オハイオ州ウィロビー（Ｗｉｌｌｏｕｇｈｂｙ）のパイロマティックス（Ｐｙｒｏｍａｔｉｃｓ）社から市販されている不透明石英「ＬＤ−８０」のプレートが挙げられる。
【００２６】
絶縁体層が低い質量を有する場合には、走査時にチャックの高い加速率を容易に達成できる。
【００２７】
絶縁体層１００は、ヒーターモジュール（後述）と冷却板との間で実質的に一定な熱勾配を維持するようになっている。絶縁体層の熱伝導性に基づいて、電気ヒーターによってウェハが常に一定の温度に維持されるようにヒートシンクに移動させる熱を決定する。
【００２８】
一実施形態では、絶縁体層１００は約０．５インチの厚みＴ２を有する。実施形態においては、絶縁体層１００の厚みＴ２は、経験分析および／または最大レーザー出力が基板に入射する場合でも所望の動作温度を維持するために電力の供給が必要であることを保証するために必要とされる熱伝導性モデリングによって決定する。一実施形態では、絶縁体板１００は円形であり、上下面において０．２〜０．３μｍの表面仕上を有する約５μｍの平坦性で機械加工され、ヒーターモジュール及び冷却板と良好な熱的接触を有する。
【００２９】
ヒーターモジュール
図２に示すように、チャック１０は、対向する上下面１５２，１５４と、周辺部１５６と、熱伝導性本体１５８とを有するヒーターモジュール１５０も含む。ヒーターモジュール１５０は、下面１５４が絶縁体層１００の上面１０２と熱的に連結される（例えば、密着または接触する）ように配置されている。一実施形態では、ヒーターモジュール１５０は、本体１５８に埋め込まれた加熱ユニット１６０を含む。一実施形態では、ヒーターモジュール１５０は４．２ｋＷの熱を供給することができる。
【００３０】
ヒーターモジュール１５０は絶縁体層１００を介して冷却板２０とも熱的に連結されているが、冷却板２０と物理的に接触していない。
【００３１】
一実施形態では、加熱ユニット１６０は、本体１５８に埋め込まれた絶縁抵抗性の加熱要素１６４を含む。一実施形態では、加熱要素１６４は上面１５２と平行な面で巻かれた螺旋状である。加熱ユニット１６０は、単位表面積（上面１５２の面積）当たり均一な量の熱を生成するように構成されている。ただし、周辺部１５６は例外である。周辺部１５６の熱損失は大きいため、それに比例して高い単位面積当たりの入熱が必要となる。
【００３２】
一実施形態では、ヒーターモジュール１５０の本体１５８は、アルミニウムなどの良好な熱伝導体からなる。一実施形態では、ヒーターモジュール１５０の本体１５８は加熱要素１６４の周りに鋳造され、（一実施形態ではステンレス鋼の外側ジャケットを有する）加熱要素とヒーターモジュールの本体との間で良好な熱的連結が得られる。加熱ユニット１６０は、可変電源ユニット（「電源」）１８０に接続するリード１７０を含む。電源１８０は、可変量の電力を加熱ユニット１６０に供給し、ヒーターモジュールを一定のバックグラウンド温度ＴＣに維持するようになっている。一実施形態では、ヒーターモジュール１５０は約０．５〜約１．２５インチの厚みＴ３を有する。
【００３３】
一実施形態では、１以上の温度プローブ（例えば、熱電対またはサーミスタ）１９０が、１以上の位置でヒーターモジュール１５０の本体１５８に埋め込まれるか、本体１５８と熱的に連結されている。一実施形態では、１以上の温度プローブ１９０は、ヒーターモジュールの異なる位置で測定された温度に対応する１以上の温度信号ＴＳを受信するチャックコントローラ２００に連結されている。以下に詳述するように、コントローラ２００は冷却ユニット４０及び可変電源ユニット１８０にも動作的に連結され、（例えばソフトウェアによる動作命令によって）これらのユニットの動作を制御するようになっている。
【００３４】
上部板
図２に示すように、チャック１０は、対向する上下面３０２，３０４と、周辺部３０６と、本体３０８とを有する上部板３００を含む。上部板３００は、下面３０４がヒーターモジュール１５０の上面１５２と熱的に連結される（例えば、密着または接触する）ように配置されている。一実施形態では、上部板３００は約０．２５〜約０．５インチの厚みＴ４を有する。
【００３５】
上部板の上面３０２は、ウェハ３１０を支持するようになっている。ウェハ３１０は、対向する上下面３１２，３１４と外側エッジ３１６とを有する。一実施形態では、上部板３００は、ヒーターモジュール１５０を構成する材料によってウェハ３１０が汚染されることを防止する。例えば、ヒーターモジュール１５０がアルミニウムからなる場合には、ウェハとアルミニウムが直接接触すると、非常に純粋なシリコンウェハにアルミニウム原子が移動するという望ましくない事態が発生する。
【００３６】
したがって、一実施形態では、上部板３００はウェハを汚染しない材料からなるか、そのような材料を含む。例えば、ウェハ３１０がシリコンウェハである場合、実施形態においては、上部板３００の材料としては、融解シリカ、ケイ素、炭化ケイ素の少なくとも１つが挙げられる。一実施形態では、上部板３００はケイ素を含み、上面３０２には酸化物または窒化物のコーティングが設けられている。
【００３７】
別の実施形態では、上部板３００は、アルミニウムからなるヒーターモジュール１５０上に形成されたＡ１２Ｏ３などの厚い酸化物層である。
【００３８】
真空溝を有する上部板
図３は、上部板３００の一部をウェハ３１０及びヒーターモジュール１５０の一部とともに示す拡大断面図である。図３に示すように、一実施形態では、上部板３００は上下面３０２，３０４にそれぞれ形成された真空溝３４０，３４２を含む。各真空溝はウェハの一定のバックグラウンド温度を乱す可能性のある熱的に不連続なものとなるため、上部板３００の真空溝はできる限り狭くする。また、チャック１０は、一端が真空溝３４０，３４２にそれぞれ連結され、他端が真空装置３６０に連結された真空ライン３５０，３５２を含む。
【００３９】
真空溝３４０は、真空ライン３５０及び真空装置３６０と連携して、ウェハ３１０を上部板の上面３０２に固定させる真空を形成する吸引力をウェハ３１０の下面３１４において供給する。同様に、真空溝３４２は、真空ライン３５２及び真空装置３６０と連携して、上部板３００をヒーターモジュール１５０の上面１５２に固定させる真空を形成する吸引力を上部板３００の下面３０４において供給する。
【００４０】
真空を使用しない場合に上部板をヒーターモジュールに対して位置合わせするために、一実施形態では、両者の相対的な水平及び回転位置を固定するために機械的ガイド（図示せず）を使用する。例えば、機械的ガイドは、一方で取付穴に係合し、他方で取付溝に係合する２つのピンであってもよい。
【００４１】
多孔性中央部を有する上部板
図４Ａは、孔４０５を含む多孔性の中実材料４０６を上部板が含む実施形態を説明する、上部板３００の一部の断面図である。図４Ａに示す上部板３００は、本体３０８の上面３０２に形成された中央凹部４００を含む。凹部４００は、中実の多孔性材料４０６を含む。一実施形態では、多孔性材料４０６は炭化ケイ素である。非多孔性の本体３０８が多孔性材料４０６を取り囲み、一実施形態では、本体３０８は非多孔性炭化ケイ素から形成される。
【００４２】
この実施形態では、上部板３００は上部に凹部４００を有する中実な炭化ケイ素の本体３０８から形成され、材料４０６は、凹部４００にはめ込まれ、ディスクを取り囲む本体３０８の部分に接合されるディスク（例えば、多孔性炭化ケイ素ディスク）の形状を有する。
【００４３】
真空ライン３５０は、本体３０８の周辺部３０６を介して材料４０６と空気的に連結されている。材料４０６の多孔性によって、ウェハ３１０を上部板の上面３０２に固定するために真空溝３４０（図３）を上面３０２に形成する必要がなくなる。本実施形態では、真空装置３６０を作動させると、（孔４０５を介して）上部板の上面３０２に吸引力が形成される。これによって、ウェハ３１０を上部板３００に固定する真空がウェハ３１０と上部板３００との間に形成される。
【００４４】
上述したように、真空を使用しない（または真空が不十分である）場合には、ヒーターモジュールに対して上部板を位置合わせし、両者を保持するために機械的ガイドを使用することができる。
【００４５】
中央多孔性ディスクを有する上部板
図４Ｂは、上部板３００の上下面３０２，３０４間を延びる多孔性材料４０６の部分を含む上部板の実施形態を説明する、上部板３００の一部の断面図である。多孔性材料部４０６は、例えばリング形状の非多孔性本体３０８に取り囲まれている。
【００４６】
この実施形態では、上部板３００は周辺部４０７を有する多孔性材料４０６（例えば、炭化ケイ素）のディスクから形成され、ディスクは、ディスクの周辺部４０７を取り囲むリング形状の密接に取り付けられた中実の非多孔性本体３０８（例えば、非多孔性炭化ケイ素）によって取り囲まれている。ディスク４０６とリング３０８はディスクの周辺部４０７で接合されている。
【００４７】
真空ライン３５０は、本体３０８の周辺部３０６を介して材料４０６と空気的に連結されている。材料４０６の多孔性によって、図３に示すように、ウェハ３１０を上部板の上面３０２に固定し、上部板３００をヒーターモジュール１５０に固定するために真空溝３４０，３４２を上下面３０２，３０４に形成する必要がなくなる。
【００４８】
本実施形態では、真空装置３６０を作動させると、（孔４０５を介して）上部板の上面３０２に吸引力が形成される。これによって、ウェハを上部板に固定する真空がウェハと上部板との間に形成される。同様に、上部板の下面３０４に吸引力が形成され、ヒーターモジュールを上部板に固定する真空がヒーターモジュールと上部板との間に形成される。この実施形態では、ウェハと上部板との間の真空は、上部板とヒーターモジュールとの間の真空と独立して作用させることはできない。図４Ｂは真空ライン３５０のみを示しているが、ライン３５０は必要な数の真空ラインを含むことができる。
【００４９】
多孔性材料のみによって形成された上部板
図４Ｃは、上部板が周辺部４０７において非多孔性材料３０６（例えば、非多孔性膜）によって取り囲まれた、多孔性材料４０６のみから本質的に形成された上部板３００の他の実施形態を説明する、図４Ｂと同様な上部板３００の一部の断面図である。一実施形態では、多孔性材料４０６は、高い熱伝導性を有し、非常に固い炭化ケイ素を含む。
【００５０】
図４Ｂに示す上部板３００の実施形態と同様に、真空装置３６０によって（例えば、真空ライン３５０を介して）真空が供給されると、上部板の上下面における多孔性によって、ウェハと上部板との界面及び上部板とヒーターモジュールとの界面に真空が形成される。
【００５１】
本実施形態では、ウェハと上部板との間の真空は、上部板とヒーターモジュールとの間の真空と独立して作用させることはできない。
【００５２】
炭化ケイ素の硬度によって、ウェハと上部板の上面との間の摩耗及び汚染が最小化されるため、炭化ケイ素が材料４０６として好ましい。
【００５３】
２つの多孔性部分を有する上部板
図４Ｄは、周辺部３０６において非多孔性材料によって取り囲まれた多孔性材料の２つの部分を上部板が含む実施形態を説明する、上部板３００の一部の断面図である。図４Ｄに示す上部板３００は、多孔性材料４０６Ａ，４０６Ｂによってそれぞれ形成された上部４１０及び下部４１２を含む。一実施形態では、材料４０６Ａは材料４０６Ｂと同じである。非多孔性材料４０７は周辺部３０６に設けられ、多孔性材料部からのエッジリークを防ぐ。
【００５４】
上部４１０及び下部４１２は非多孔性バリア４１６によって分離され、別々の真空ライン３５０，３５２によって真空装置３６０と接続されている。この実施形態では、真空装置３６０は上部４１０及び下部４１２に独立して真空を供給することができ、上下面３０２，３０４において吸引力を形成することができる。
【００５５】
多孔性材料を有する上部板の利点
少なくとも上面３０２の一部を構成する多孔性材料によって上部板３００を作製することによって、真空溝３４０（図３）が不要となる。これによって、良好な熱伝導体ではない真空溝３４０の存在によって引き起こされるウェハ温度の変動がなくなる。
【００５６】
一実施形態では、材料４０６の孔４０５の孔径分布は均一（例えば、２０μｍ以下の範囲）であり、熱拡散長さよりも非常に小さい。これによって、真空溝３４０に起因する高い熱抵抗が最小化されるとともに、局所的に閉じ込められるのではなく、シリコンウェハの表面にわたって均等に広がる。また、ウェハ３１０を上部板の上面３０２に固定するために十分な真空が得られる。
【００５７】
任意の界面層
別の実施形態では、チャック１０は、チャックの１以上の界面間、例えば、冷却板の上面２２と絶縁体層の下面１０４（図２）との間および／または絶縁体層の上面１０２とヒーターモジュールの下面１５４との間に配置された、薄くコンプライアントな低摩擦熱界面層１１０（図２）を含む。図２は、チャック１０が冷却板２０と絶縁体層１００との間に界面層１１０を含む実施形態を示している。
【００５８】
このような実施形態では、界面層１１０は、カリフォルニア州ファウンテンバレー（Ｆｏｕｎｔａｉｎ  Ｖａｌｌｅｙ）のアメリカン・シール・パッキング（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｅａｌ  ａｎｄ  Ｐａｃｋｉｎｇ）社から市販されているＧｒａｆｏｉｌョなどのグラファイト材料のフレキシブルシートからなるか、そのようなシートを含む。界面層１１０によって、層１１０の両面に直接接するチャック構成要素は不均一な熱膨張を有することになる。また、絶縁体層１１０はそのコンプライアンスによって熱接触抵抗を最小化させる。界面層１１０は、隣接する構成要素の界面における小さな凹凸にフィットし、隣接する構成要素間の良好な熱的連結を確保する。
【００５９】
スカート
図５は、スカート５００によって取り囲まれた上部板３００（図２）を示すチャック１０の別の実施形態の部分断面図である。スカート５００は上部板３００の周辺部３０６の周りに配置され、ウェハが上部板の上面３０２に適切に配置された際にウェハ３１０のエッジ３１６を取り囲む。
【００６０】
一実施形態では、スカート５００は、対向する上下面５０２，５０４と外側エッジ５０６とを有する平面部材５０１を含む。平面部材は、内側エッジ５１２によって画定され、ウェハ３１０の周りに密接にフィットする大きさを有する中央開口部５１０も含む。平面部材５０１は、ウェハが上部板の上面３０２に適切に固定された時に内側エッジ５１２がウェハのエッジ３１６に隣接するように他のチャック構成要素と相対的に配置されている。図５では、説明の便宜のために、スカート５００はウェハのエッジ３１６から比較的離れて示されている。
【００６１】
一実施形態では、スカート５００は、内側エッジ５１２と外側エッジ５０６との間で、平面部材５０１の下面５０４と熱的に連結された（例えば、密着または接触する）熱伝導性リング５２０を含む。リング５２０は、内部に形成され、リングの円周を横切るリング状冷却路５２２を有する本体５２１を含む。冷却路５２２は、冷却ライン５２４を介して冷却ユニット４０と動作的に連結されている。
【００６２】
スカート５００は、ビームがウェハ３１０の外側エッジ３１６を越えた場合に、ＬＴＰレーザービーム８１８（後述する）からのレーザー放射線を吸収および／または反射するようになっている。スカート５００によって吸収された熱は、チャックコントローラ２００からの指示による冷却ユニット４０の動作によって冷却路５２２及び冷却ライン５２４を流れる冷却流体（水など）を介して取り除かれる。スカート５００は、ウェハの外側エッジを越えてビームに接触し得る材料をＬＴＰビームが融解させることを防止することによって、ＬＴＰ装置（図示せず）の他の部分の損傷とウェハ３１０の汚染を防止する。
【００６３】
キネマティックマウント
図６は、冷却板２０がどのようにしてチャック全体を支持するキネマティックマウント（ｋｉｎｅｍａｔｉｃ  ｍｏｕｎｔ）６００の一部を形成するかを説明する、チャックの一実施形態の拡大断面図である。キネマティックマウント６００は、ステージ駆動部６１２に動作的に連結され、ステージ駆動部６１２によって駆動される可動ステージ６１０にチャックが正確に接続されるようにする。
【００６４】
キネマティックマウント６００は、外側エッジ６２４を有するベース部６２２を備えたステージ界面部材６２０を含む。ベース部６２２は、例えば止めねじ（図示せず）を介してステージ６１０に固定されている。ステージ界面部材６２０は、外側エッジ６２４またはその近傍に対称的に配置された上部に延びる３つの台座６３０を含み、２つの台座は完全に図示され、第３の台座は他の２つの台座の中間に部分的に図示されている。各台座は、取付ボール６４０の一部を収容する大きさを有する放射状に延びる溝６３６を含む上部取付面６３２を有する。対応する３つの放射状溝６５０が、周辺部２６の近傍で冷却板２０の下面２４に形成されている（図６には２つの溝６５０のみが示されている。第３の台座の第３の溝は２つの溝の間で冷却板２０の反対側の中心に位置し、他の２つの溝と同様に取付ボール６４０を収容する）。
【００６５】
キネマティックマウント６００は、対応する３つの放射状の対向する溝６３６，６５０にそれぞれ配置された３つの取付ボール６４０を含む。取付ボール６４０は、対応する台座または冷却板の溝に永久的に取り付けられている。キネマティックマウント６００は、取付ボール６４０が対応する対向する放射状の溝に位置するように冷却板２０をステージ界面部材６２０に位置合わせすることによって、チャックをステージ６１０に対して正確かつ一貫して位置合わせできるようにする。
【００６６】
チャックの保持例
チャック１０の主要な構成要素（冷却板、絶縁体層、ヒーターモジュール）は、様々な手段によって保持することができる。そのような手段の２つの実施形態について説明する。
【００６７】
ばね負荷固定ボルトによる保持
図７Ａは、冷却板２０、絶縁体層１００、ヒーターモジュール１５０がどのように固定されるかについての一実施形態を説明する、チャックの概略側面図である。図７Ａに示すチャックはボルト６６０（２つのボルトが図示され、第３のボルトは反対側に隠れている）を含み、各ボルトは、一端にヘッド６６２を、他端にねじ山６６３を有する。ボルト６６０は、ヒーターモジュール１５０の穴６６４及び冷却板２０の穴６６８の内部を延びている。
【００６８】
上述したチャックの主要な構成要素の固定を容易にするために、一実施形態では、ヒーターモジュール１５０の周辺部１５６及び冷却板２０の周辺部２６が絶縁体層１００の周辺部を越えて延びている。また、固定ボルト６６０がヒーターモジュール及び冷却板の内部のみを延び、絶縁層の内部には延びないように、穴６６４，６６８は周辺部１５６，２６の近傍に形成されている。
【００６９】
一実施形態では、ボルト６６０は穴６６４，６６８に挿入され、ねじ山端部６６３は冷却板２０を通過して延びている。ボルト６６０は、ねじ山端部６６３において、ばね負荷座金６７０（例えば、ベルビル座金）及びナット６７２によって冷却板２０の下面２４で固定されている。この配置によって、冷却板、絶縁体層、ヒーターモジュールを保持するばね負荷が得られるとともに、（例えば、温度変化と異なる熱膨張係数による）これらの要素の低応力伸縮が得られる。
【００７０】
図７Ａに示すチャック１０の実施形態では、ウェハ３１０に隣接して配置されたスカート５００も含まれる。スカート５００は、ボルトヘッド６６２を含むチャックの部分が（矢印８１９に示すようにウェハを横断する）走査ＬＴＰレーザービーム８１８に照射されることを防ぐ。
【００７１】
真空による保持
図７Ｂは、チャックの主要な構成要素が真空を使用して保持された、図２に示すチャックの一実施形態の断面図である。図７Ｂに示すチャック１０では、冷却板２０は上面２２に形成された真空溝６８０を含む。また、ヒーターモジュール１５０は、下面１５４及び上面１５２にそれぞれ形成された真空溝６８６，６８８を含む。真空溝６８０，６８８，６８６は、真空ライン６９０，６９１，６９２を介して真空装置３６０と空気的に連結されている。
【００７２】
真空装置３６０を作動させると、真空ライン６９０及び真空溝６８０を介して冷却板２０と絶縁体層１００との間に吸引力が形成される。この吸引力によって、これらの構成要素を固定する真空が形成される。同様に、真空装置３６０は、真空ライン６９１及び溝６８６を介して絶縁体層１００とヒーターモジュール１５０との間に吸引力を形成する。この吸引力によって、これらの２つの構成要素が固定される。さらに、真空装置３６０は、真空ライン６９２及び溝６８８を介してヒーターモジュール１５０と上部板３００の間に吸引力を形成する。この吸引力によって、これらの２つの構成要素が固定される。
【００７３】
本発明は、真空によってチャックの構成要素を固定する他の実施形態を含む。例えば、絶縁体層の上下面１０２，１０４の一方または両方は、内部に形成され、真空ライン６９７を介して真空装置３６０と空気的に連結された真空溝６９６（破線）を含むことができる。真空溝は、上部板の下面にも形成されていてもよい（例えば、図３に示す真空溝３４２）。通常、構成要素の面２２，１０４，１０２，１５４，１５２，３０４，３０２は、真空によって上述したチャックの主要な構成要素を保持できるように真空装置３６０と動作的に連結された真空溝を有することができる。
【００７４】
一実施形態では、冷却板２０、絶縁体層１００、ヒーターモジュール１５０はボルトによって上述したように保持され、上部板は真空によってヒーターモジュールに固定される。
【００７５】
リフトピンアセンブリ
図７Ｃは、リフトピンアセンブリ７００を含むチャック１０の一実施形態の断面図である。この実施形態では、リフトピンアセンブリ７００は冷却板２０の下面２４に固定されている。リフトピンアセンブリ７００は、冷却板の２０の下面２４に固定された中央駆動ユニット７０４を含む。また、リフトピンアセンブリ７００は、下方に延びる中央駆動ユニット７０４のピストン７０５から放射状に延びるアーム７０６を含む。アーム７０６は、ピストン７０５が中央駆動ユニット７０４によって駆動された時に、軸方向に同時に上昇及び下降させることができる。図７Ｃでは、ピストン７０５は駆動ユニット７０４に引き込まれ、アーム７０６は最上部位置に配置されている。一実施形態では、リフトピンアセンブリ７００は、チャックの周りに均等な間隔で配置された３つのアーム７０６を含む（２つのアームは完全に図示され、第３のアームの上端部が反対側で図７Ｃの上部中央に位置する）。
【００７６】
各アーム７０６は、上面７１０と、中央駆動ユニット７０４から最も離れて位置する末端端部７１２とを含む。リフトピンアセンブリ７００は、端部７１２またはその近傍において上面７１０で各アーム７０６に取り付けられ、軸Ａｌと平行に上方に延びるリフトピン７０８をさらに含む。各リフトピン７０８は、アーム７０６に取り付けられた近接端部７１４と、近接端部から離れた末端端部７１６とを有する。末端端部７１６は、下面３１４でウェハ３１０と係合し、ウェハ３１０を支持する内側に延びる小さな放射状リップ７１７を含む。同様に、上部板３００の上面３０２は、リフトピンが下降位置にある場合に放射状リップ７１７の１つを収容する大きさを有する小さな放射状の凹部７１９を含む。
【００７７】
冷却板２０は、近接端部７１４の近傍でリフトピン７０８を収容する大きさを有する穴７２０を有し、リフトピン７０８は軸方向に穴７２０の内部を移動することができるようになっている。
【００７８】
中央駆動ユニット７０４は、ピストン７０５の軸方向の動きを調整し、駆動ユニット７０４の選択的な作動によってピン７０８を引き上げるチャックコントローラ２００に連結されている。ある動作では、コントローラ２００によって駆動ユニット７０４を作動させると、アーム７０６は上方に（すなわち、図７Ｃに示すように冷却板２０に向かって）駆動され、図７Ｃの上昇位置として示すように、リフトピン７０８はウェハ３１０を上部板の上面３０２から上昇させる。別の動作では、駆動ユニット７０４の作動によってアーム７０６は下方に駆動され、リフトピン７０８は上昇したウェハ３１０を上部板３００の上面３０２に下降させる。これが下降位置であり、ピストン７０５は駆動ユニット７０４によって下方に延びている（図７Ｃでは図示せず）。
【００７９】
キネマティックマウント・リフトピンアセンブリ
図６に示すキネマティックマウントを図７Ｃに示すリフトピンアセンブリと組み合わせた場合、アーム７０６に対する台座６３０の向きには２つの選択肢がある。一実施形態では、各アーム７０６と対応するリフトピン７０８が図６の台座６３０の２つの異なる対の間に位置するように図７Ｃを水平に回転させる。これは、アーム７０６が中央駆動ユニット７０４から外側に延びる「光線」であり、各「光線」の間に間隔が設けられていることを考えることによって容易に想像できる。このようにすることで、組み立てられた場合に、アーム７０６と台座６３０が互いに干渉することはない。通常、３つのアームと３つの台座のアセンブリでは、リフトピン７０８を備えた各アーム７０６は互いに１２０°の角度にあり、台座６３０も互いに１２０°の角度にあり、リフトピン７０８を備えた各隣接アーム７０６と台座６３０は互いに６０°の角度にあることになる。
【００８０】
第２の実施形態では、台座６３０がチャック１０の中心軸Ａｌから距離「ｘ」離れており、チャック１０の中心軸Ａｌからのアーム７０６の長さが「ｘ」より小さい場合には、台座とアーム及びリフトピンの間の角度関係は重要ではなく、したがって、組み立てられたユニットの機械的設計を最適に満たす両者間のあらゆる角度位置を採用することができる。
【００８１】
ＬＴＰ装置
図８は、２４５特許に記載されているようなＬＴＰ装置８００の概略図である。ＬＴＰ装置８００は、レーザー放射線８０３を放出するレーザー光源８０２を含む。装置８００は、レーザー光源８０２に光学的に連結されたＬＴＰ光学系８０４を含む。ＬＴＰ光学系８０４は、ＬＴＰ光学系の像面ＩＰでチャック１０によって支持されたウェハ３１０とも光学的に連結されている。図８では、説明を簡略化するためにスカート５００は省略している。
【００８２】
また、ＬＴＰ装置８００は、例えば上述したキネマティックマウント６００（図６）を使用してチャックを移動可能に支持するステージ６１０を含む。一実施形態では、ステージ６１０を座標系６１１に示すＺ方向に移動させることによって像８２０をウェハの上面３１２にわたって走査する。
【００８３】
ＬＴＰ装置８００は、レーザー光源８０２、ステージ駆動部６１２、チャック温度コントローラ２００と動作的に連結されたメインコントローラ８５０を含む。チャックコントローラ２００は、冷却ユニット４０、電源１８０、真空装置３６０、ヒーターモジュール１５０（図２）と熱的に連結された１以上の熱電対と動作的に連結されている。
【００８４】
ＬＴＰ装置の動作
図８に示すＬＴＰ装置８００の動作の一実施形態では、ウェハ３１０を上部板３００の上面３０２に配置する。一実施形態では、メインコントローラ８５０は、リフトピン７０８がリフトピンの端部７１６（図７Ｃ）でリップ７１７を介してウェハ３１０を収容及び支持し、次にウェハを上部板３００の上面３０２（図２）に下降させるように中央駆動ユニット７０４を作動させるようチャックコントローラ２００に指示する。
【００８５】
次に、メインコントローラ８５０は、真空装置３６０を作動させ、ウェハ３１０を真空によって上部板の上面３０２に固定するようコントローラ２００に指示する。これによって、ウェハと上部板との間の熱伝導も促進される。一実施形態では、真空装置３６０の作動によって、上部板３００がヒーターモジュール１５０に固定され、上部板とヒーターモジュールとの間の熱伝導も促進される。
【００８６】
ウェハ３１０が上部板３００に固定されると（または固定される前に）、チャックコントローラ２００は冷却ユニット４０を作動させ、冷却板２０の冷却路３２及びスカート５００の熱伝導性リング５２０の冷却路５２２（図５）を介して冷却流体が流れ始める。
【００８７】
また、チャックコントローラ２００は、電源３６０を作動させて電力をヒーターモジュール１５０に供給し、それによってヒーターモジュールの加熱を開始させ、以下に詳述するようにウェハの温度を一定のバックグラウンド温度ＴＣまで上昇させる。
【００８８】
ウェハが一定のバックグラウンド温度ＴＣに達すると、メインコントローラ８５０はレーザー光源８０２を作動させてレーザー放射線８０３を発生させる。一実施形態では、レーザー光源８０２は、出力レベルをある期間にわたって変化させるレーザー系及びビーム形成光学系の温度変化を防ぐために連続的に動作する。レーザービームは、ＬＴＰ光学系８０４とウェハの表面３１２との間に配置された高速シャッター８０５によってオン・オフされる。高速シャッター８０５はメインコントローラ８５０と動作的に連結され、ウェハのエッジがＬＴＰレーザービーム８１８に暴露されるのを防ぐように切り替えられる。
【００８９】
ＬＴＰ光学系８０４はレーザー放射線８０３を受け、レーザー放射線８０３からＬＴＰレーザービーム８１８を形成し、ＬＴＰレーザービーム８１８は像面ＩＰに像８２０（例えば、細い線像などの長い像）を形成する。メインコントローラ８５０はステージ駆動部６１２を制御し、ウェハ３１０が像８２０と相対的に移動するようにステージを移動させる。その結果、像８２０がウェハ表面３１２にわたって走査される。
【００９０】
メインコントローラ８５０はチャックコントローラ２００とも通信し、ヒーターモジュール１５０の温度、冷却ユニット４０の動作状態、電源１８０の動作状態、真空装置３６０の動作状態などの、チャック１０の状態に関する情報を受信する。チャックコントローラ２００は、ＬＴＰレーザービーム８１８による照射時に余分な熱がウェハに与えられた場合に、以下に詳述するように、ヒーターモジュール１５０に供給される電力の量を減少させてヒーターモジュールを一定のバックグラウンド温度ＴＣに維持する。
【００９１】
チャックの動作
チャック１０の主要な役割の１つは、ＬＴＰレーザービームがウェハに照射されているか否かに関わらずバックグラウンドウェハ温度ＴＣが一定及び均一に維持されるように、ＬＴＰ時の熱平衡（ｈｅａｔ  ｂａｌａｎｃｅ）を管理することである。この機能を行う際のチャック１０の動作を以下に詳細に説明する。
【００９２】
ＬＴＰレーザービーム照射を行わない場合のＴＣの維持
図９Ａは、ウェハにＬＴＰレーザービーム８１８（図８）が照射されていない場合に存在するエネルギーの流れ（ｐｏｗｅｒ  ｆｌｕｘ）を説明する、チャック１０とウェハ３１０の概略側面図である。ＬＴＰレーザービーム８１８をウェハに照射する前に、ウェハのドーパント活性化などのアニールプロセスを容易にするために、ウェハ３１０の温度をバックグラウンド温度ＴＣまで上昇させる。
【００９３】
ＬＴＰレーザービーム８１８による加熱がない場合には、電源１８０は十分な電力８６０をヒーターモジュール１５０に供給し、モジュール及びウェハをバックグラウンド温度ＴＣに加熱する必要がある。チャックコントローラ２００は、温度プローブ１９０（図２）を介してヒーターモジュール１５０の温度を監視し、所望の一定なバックグラウンド温度ＴＣを達成及び維持するために、ヒーターモジュールに供給される電力８６０の量を制御する。
【００９４】
ＬＴＰレーザービーム８１８によってウェハに熱が供給されていない場合、チャックからの熱損矢の主な原因は、ウェハの上面３１２を介した放射及び対流８４０と、絶縁体層１００を介した冷却板２０への伝導８５０である。チャックコントローラ２００は、冷却ユニット４０及び冷却板２０を介した冷却流体（水など）の流れを制御し、冷却板による熱の消散を促進する。
【００９５】
上述したように、絶縁体層１００は、上面１０２における一定のバックグラウンド温度ＴＣ（例えば、約４００℃）から下面１０４における非常に低い温度（例えば、２０℃）の範囲の実質的に一定（一定またはほぼ一定）の熱勾配を維持するようになっている。絶縁体層１００は、ヒーターモジュール１５０の下面１５４から冷却板２０への放射性の熱移動は抑制するが、ヒーターモジュールから冷却板への伝導性の熱移動は許容する。
【００９６】
一実施形態では、ヒーターモジュール１５０は、ウェハがＬＴＰレーザービーム８１８に照射されていない場合にウェハ３１０を４００℃の一定のバックグラウンド温度ＴＣに維持するために、約３．４ｋＷの電力８６０を必要とする。
ＬＴＰレーザービーム照射が行われる場合のＴＣの維持
図９Ｂは、ウェハがＬＴＰレーザービーム８１８に照射されている場合に存在するエネルギーの流れを説明する、チャック１０とウェハ３１０の概略側面図である。一実施形態では、ＬＴＰレーザービーム８１８は約３ｋＷのエネルギーを与え、放射及び対流によるエネルギー損失８４０（図９Ａ）は約０．５ｋＷである。この場合、３ｋＷのエネルギー８５０を冷却板に放出し、電源１８０（図８）から０．５ｋＷの電力８６０をヒーターモジュール１５０に供給することによって平衡をとることができる。
【００９７】
ＬＴＰレーザービーム８１８がウェハの表面３１２に入射すると、電源１８０からヒーターモジュール１５０に供給される電力８５０をそれに比例して減少させる。一定のバックグラウンド温度ＴＣの電気的な制御を維持するためには、絶縁体層１００を介した冷却板２０への定常状態の熱損矢は、放射及び対流による損失よりも少ない範囲でＬＴＰレーザービームからの最大供給エネルギーよりも大きくなければならない。
【００９８】
チャック１０の加熱制御装置の適応能力は、レーザーの大きく変化する入力レべルを収容し、ウェハＴＣにおける一定の平均温度をもたらす。走査レーザービーム８１８によってウェハに供給される空間的に変化する熱負荷は、ヒーターモジュールと上部板の高い伝導性によって受動的に補償される。また、ウェハと上部板及び上部板とヒーターモジュールの間の低い熱界面抵抗も、温度の空間的な非均一性を減少させるために役立つ。
【００９９】
ＬＴＰ走査経路の例
ＬＴＰを行う場合には、像８２０（図８）の隣接する走査が早すぎる場合などに発生するウェハ３１０の局所的な温度変化を回避することが好ましい。
【０１００】
図１０は、像８２０の走査経路９００の一実施形態を説明する、ウェハ３１０の概略上面図である。像８２０は、走査経路に垂直に測定した場合の像幅Ｗを有する。上述したように、一実施形態では、像８２０は長く、例えば線像である。走査経路９００は、多くの走査セグメント９０１（９０１−１、９０１−２、・・・９０１−６）を含む。各走査セグメントにおける矢印は走査経路の方向を示す。走査経路は、ウェハ表面における像８２０の中心部の経路を示す。
【０１０１】
一実施形態では、連続する走査セグメント９０１は、先行する走査セグメントからの温度変化を避けるために十分に離されている。好ましい実施形態では、図１０に示すように、隣接する走査セグメント間の間隔は像８２０の幅Ｗよりも大きい。第１の走査シーケンスが完了すると、走査像８２０が互いに交差するように第１の走査シーケンスに挟まれた第２の走査シーケンスが開始される。一実施形態では、隣接する（交差する）走査間の間隔は、ウェハ上の任意の点におけるピーク強度の最大ばらつきが１％のオーダーとなるようになっており、ウェハのエッジに接する狭い除外領域は例外である。第２の走査シーケンス後には、緊密に交差する走査によってウェハ全体が完全にカバーされるまで、さらなる走査シーケンスが行われる。このようにして、ウェハ全体がＬＴＰレーザービームによって均一に処理される。
【０１０２】
なお、図１０に示す走査経路の実施形態では、隣接するセグメントが走査される前に、走査９０１のシーケンスは１つの走査セグメントにおける熱が消散するための（すなわち、走査セグメントにおけるウェハ温度が一定のバックグラウンド温度ＴＣに戻るための）十分な時間を置く。
【０１０３】
保護スカートの動作
図１０に示す走査経路９００のようなＬＴＰ走査経路は、ウェハ３１０の外側エッジ３１６を横切る。そのような走査経路の場合には、スカート５００が、ＬＴＰレーザービーム８１８がウェハを越えて移動する際にＬＴＰレーザービーム８１８からの放射線を吸収および／または反射する。図７Ａに示すスカート５００の実施形態では、平面部材５０１によって吸収されるＬＴＰレーザービーム８１８からのエネルギーは熱伝導性リング５２０に伝達され、熱伝導性リング５２０はスカートからの熱を冷却路５２２を介した冷却ユニット４０からの冷却流体（例えば、ウォーター）の流れによって除去する。
【０１０４】
本発明の多くの特徴及び利点は詳細な明細書から明らかであり、添付した請求項によって本発明の精神と範囲に従う上述した装置の特徴と利点をすべて網羅することを意図するものである。また、当業者は数多くの変形や変更に容易に想到するものと考えられるため、本発明をここで説明した構造や動作のみに限定することは望ましいものではない。したがって、その他の実施形態も添付した請求項の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明に係るチャックの平面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った図１に示すチャックの断面分解図である。
【図３】上下面に真空溝を有する上部板の実施形態を説明する、図２に示す上部板の一部を上部のウェハ及び下部のヒーターモジュールの一部とともに示す拡大断面図である。
【図４Ａ】空気浸透性材料を含む上部板の実施形態を説明する、図２に示す上部板の一部の拡大断面図である。
【図４Ｂ】上部板の上面から下面へ延び、非多孔性本体によって周辺部において取り囲まれた多孔性材料の部分を有する上部板の実施形態を説明する、図２に示す上部板の一部の拡大断面図である。
【図４Ｃ】上部板がほぼ全体的に多孔性材料から形成され、非多孔性の境界部がエッジリークを防止している実施形態を説明する、図２に示す上部板の一部の拡大断面図である。
【図４Ｄ】多孔性材料からなり、非多孔性層で分離され、エッジリークを防止する非多孔性エッジ境界部を有する上下部分を有する上部板の実施形態を説明する、図２に示す上部板の一部の拡大断面図である。
【図５】保護スカートによって取り囲まれた図２に示すチャックの上部板の実施形態の拡大断面図である。
【図６】図２に示すチャックの実施形態の拡大断面図であり、冷却板と可動ステージに取り付けられたステージ界面部材とともに形成されたキネマティックマウントをさらに示す。
【図７Ａ】チャックが固定ボルトによって保持される実施形態を説明する、本発明のチャックの概略断面図である。
【図７Ｂ】チャックが真空によって保持される、本発明のチャックの実施形態の概略断面図である。
【図７Ｃ】冷却板の下面に固定されたリフトピンアセンブリをさらに含む、図２に示すチャックの実施形態の断面図である。
【図８】本発明のチャックを使用した、２４５特許に記載されているようなＬＴＰ装置の概略図である。
【図９Ａ】ウェハが図８に示すＬＴＰ装置からのＬＴＰレーザービームに照射されていない場合に存在するエネルギーの流れを説明する、図２に示すチャックとウェハの概略側面図である。
【図９Ｂ】ウェハが図８に示すＬＴＰ装置からのＬＴＰレーザービームに照射されている場合に存在するエネルギーの流れを説明する、図２に示すチャックとウェハの概略側面図である。
【図１０】図１０は、ウェハの上面にＬＴＰレーザービーム像を走査するためのインターリーブ走査経路の実施形態を説明する、図８に示すＬＴＰ装置におけるウェハの概略平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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