[發(fā)明專利]激光退火掃描方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310712270.0
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN104733282A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設計）人: 童宇鋒;胡榮星
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/268
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發(fā)明涉及集成電路制造領域，特別是涉及一種激光退火掃描方法。

背景技術

在利用激光對硅片進行退火的工藝步驟中，一般利用激光的瞬間高溫效應，實現(xiàn)對已注入離子的激活。由于激光的溫度非常高，一般在1400℃以上，因此，相對同一位置隨時間持續(xù)非常短暫。但由于退火是掃描式進行的，因此熱量會沿著掃描方向產(chǎn)生一定程度的熱累積效應，且為抵消光斑均勻性，一般退火相鄰兩行會有不同比例的重合，這導致熱量累積效應也會增強。由于熱量累積效應的存在，根據(jù)硅片掃描的路徑，在硅片不同區(qū)域可能產(chǎn)生不同的熱累積結果，從而在不同區(qū)域影響離子激活的效果，并最終影響離子激活的均勻性。

在一般的利用激光退火的工藝中，一般會沿著硅片的某一方向進行掃描式退火，如圖1所示，當?shù)谝恍袙呙柰戤吅螅蚍菕呙璺较蚱揭疲傺胤捶较蜻M行第二行的退火，且為增強均勻性，第一行和第二行會有不同比例的重合，如此反復直到全片硅片退火結束。但由于硅片是圓形的，因此在硅片不同位置掃描的距離不同，比如在硅片的邊緣位置，完成一行掃描的時間非常短，同時當掃描完一行后馬上會沿反方向掃描，如此反復導致在硅片邊緣區(qū)域會在短時間內(nèi)造成熱量的累積效果超出工件臺的自然導熱，從而使該區(qū)域的實際溫度與硅片中心等區(qū)域不一致，使該區(qū)域的離子激活效果與其它區(qū)域不同，從而影響離子激活均勻性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種激光退火掃描方法，它可以改善激光退火的均勻性。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的激光退火掃描方法，步驟包括：

1）在退火前，模擬計算出在當前激光退火能量條件下，熱量傳導所需要的時間，以該時間作為標準時間；

2）設計退火掃描路徑，使任意區(qū)域被重復掃描的時間間隔超過標準時間；

3）按照步驟2）設計的退火掃描路徑進行退火。

本發(fā)明通過改進激光退火的掃描方式，改善了硅片邊緣區(qū)域的熱累積效應，消除了由于邊緣熱累積效應而導致的硅片邊緣和硅片中心區(qū)域的離子激活率差異，從而改善了硅片內(nèi)激活離子和產(chǎn)品性能的均一性。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的掃描退火方式（A）和采用此方式退火后硅片表面溫度的等高線圖（B）。

圖2是本發(fā)明實施例1的掃描退火方式（A）和采用此方式退火后硅片表面溫度的等高線圖（B）。其中，A圖每一豎行中，實線圍成的區(qū)域是硅片上實際需要退火的區(qū)域，實線和虛線共同圍成的區(qū)域是激光退火掃描的區(qū)域。

圖3是本發(fā)明實施例2的掃描退火方式（A、B）和采用此方式退火后硅片表面溫度的等高線圖（C）。其中，A圖是第一輪退火掃描的區(qū)域。B圖中，實線是第二輪退火掃描的區(qū)域，虛線是第一輪退火掃描的區(qū)域。

具體實施方式

本發(fā)明的激光退火掃描方法，是在退火前，先通過軟件模擬計算得出在當前激光退火能量條件下，熱量充分釋放或傳導所需要的時間（該時間一般由硅片本身的結構與激光退火的能量延遲等關鍵參數(shù)所決定），將該時間定為標準時間，然后通過軟件計算出最終退火時的掃描路徑，使任意區(qū)域被重復掃描的時間間隔超過這個標準時間。

掃描路徑沿掃描方向的長度是由所需要的掃描時間間隔決定的。如果某一區(qū)域被重復退火的時間間隔小于標準時間，則在完成該區(qū)域的掃描退火之后，退火掃描繼續(xù)在硅片外部分進行，直到其時間間隔超過標準時間。

這樣，通過控制每一行的退火時間間隔，保證了當前退火區(qū)域不受之前退火區(qū)域的退火溫度的影響，也不會對后續(xù)退火區(qū)域的退火產(chǎn)生影響。

以下通過兩個實施例對本發(fā)明的激光退火掃描方法做進一步詳細的說明。

實施例1

本實施例采用逐行掃描、控制每一行退火時間的方式。在激光退火時，每一行掃描距離相同，掃描完一行的時間大于標準時間，這樣兩次退火之間就有足夠的時間間隔，能夠保證在進行第二次退火時，第一次退火時所產(chǎn)生的熱量已經(jīng)充分釋放。

在進行硅片退火時，雖然硅片邊緣和硅片中心實際所需要退火的距離不同，但是，為了保證每一個點受熱的間隔一致，在實際退火時，我們讓每一行都行走相同的距離。參見圖2所示，假設硅片退火掃描方向是Y方向，步進方向是從左向右，這樣在硅片第一行退火時，并不是直接從硅片左邊邊緣開始，而是先移動到和中心位置下邊一樣的位置（見A圖左下方的虛線），然后才沿Y方向掃描退火；在完成硅片部分退火后，掃描并不停止，而是繼續(xù)掃描，直到上部與硅片中心上部一致（見A圖左上方的虛線）時才停止。如此完成每一行掃描退火。