[發明專利]毫秒退火(DSA)的邊緣保護

有效

• 申請號: 201610031475.6
• 申請日: 2009-02-04
• 公開（公告）號: CN105514001B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 布萊克·凱爾梅爾;羅伯特·C·麥金托什;戴維·D.L·拉馬尼亞克;亞歷山大·N·勒納;阿布拉什·J·馬約爾;約瑟夫·尤多夫斯凱
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/324
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國,趙靜

本申請為申請日2009年2月4日，申請號200980105096.5、發明名稱為“毫秒退火(DSA)的邊緣保護”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明的實施例一般地涉及一種用于制造半導體器件的設備及方法。更特別地，本發明針對一種用于對基板進行熱處理的設備及方法。

背景技術

集成電路(IC)市場對于較大的存儲容量、較快的切換速度以及較小的特征結構(feature)尺寸有持續的需求。業界解決這些需求的主要步驟之一是將在大型熔爐中進行硅基板的批處理改變為在小型腔室中進行單基板處理。

在單基板處理過程中，通常將基板加熱至高溫以允許在基板的部分所界定的多個IC器件中進行多種化學及物理反應。特別值得注意的是，IC器件的較佳電性效能需要對注入區域進行退火。退火會將先前變成非晶的基板區域重新改造為結晶結構，并且通過將摻雜劑的原子并入基板的結晶晶格而活化摻雜劑。例如退火的熱處理需要在短時間內提供相對大量的熱能至基板，并且接著快速冷卻基板以終止熱處理。目前所使用的熱處理實例包括快速熱處理(RTP)及脈沖式退火(impulse annealing)(尖峰式退火；spike annealing)。即使IC器件僅存在于硅基板的頂部幾微米處，傳統的RTP處理仍加熱整個基板。此限制了一個處理可以加熱與冷卻基板的速度。再者，一旦整個基板處于升高的溫度，熱反而會消散至周圍空間或結構中。因此，目前最先進的RTP系統努力以達到400℃/s的升溫速率以及150℃/s的降溫速率。盡管RTP與尖峰式退火處理被廣泛的使用，但目前的技術并不理想，因為在熱處理過程中，基板的升溫速率過于緩慢，而使基板暴露于高溫過長的時間。此熱預算(thermal budget)的問題隨著基板尺寸增大、切換速度加快及/或特征結構尺寸減少而變得更為嚴重。

為了解決在傳統RTP處理中所出現的部分問題，已使用多種掃描激光退火技術以對基板表面進行退火。一般來說，當基板相對于輸送至基板表面上的小區域的能量而移動或被掃描時，這些技術會將恒定的能通量傳送至這些小區域。由于嚴格的均勻性需求，以及使得跨越基板表面的掃描區域的重疊的最小化的復雜性，這些類型的處理對于基板表面上形成的接點層(contact level)器件進行熱處理是無效率的。

已發展出動態表面退火(DSA)技術而對基板表面的有限區域進行退火，以提供基板表面上的良好界定的退火及/或再熔化區域。一般來說，在這種激光退火處理過程中，基板表面上的各個區域會順序暴露于輸送自激光的期望量的能量，以導致優先加熱基板的期望區域。這些技術優于的將激光能量掃掠跨越基板表面的傳統處理，這是因為相鄰掃描區域之間的重疊嚴格受限于晶粒(die)之間的未使用空間或是切割線(kurf line)，因而造成跨越基板的期望區域的均勻退火。

DSA技術的一個缺點在于針對基板表面的一部分的退火會使得退火部分與未退火部分之間的界面區域在退火期間受到高熱應力，這是因為溫差高達500℃。在大多數例子中，這些熱應力緩和是由于來自退火區域的熱傳導至基板的未退火區域。然而，隨著退火處理進行至基板的邊緣，因為接近邊緣的緣故而使得熱吸收基板區域的有效性降低，則熱應力會導致基板的物理性變形或破裂。圖1圖示欲對接近基板100邊緣104的部分102進行退火的退火處理。由源108所發射出的電磁能106加熱該部分102，而邊緣部分110仍然處于未加熱狀態。由于邊緣部分110的相對小的熱吸收能力，所以在退火部分102與邊緣部分110之間的界面區域產生了高熱應力。高熱應力通常通過接近基板100邊緣104的邊緣部分110中的變形或破裂而緩和。因此需要一種能夠對基板所有期望區域進行退火，且不會傷害到基板的熱處理設備及方法。

發明內容

本發明的實施例提供一種用于在一處理腔室中處理一基板的設備。該設備包括：一基板支撐件，配置成定位一基板以進行處理；一能量源，配置成將一電磁能導引朝向該基板支撐件；以及一個或多個能量阻擋器，配置以阻擋至少一部分的電磁能。

本發明的其它實施例提供一種在一處理腔室中處理一基板的方法。該方法包括：使用一基板支撐件將該基板定位在該處理腔室中；將一電磁能導引朝向該基板的至少一部分；以及阻擋該電磁能的至少一部分照射在該基板。

附圖說明

為讓本發明的上述特征更明顯易懂，可配合參考實施例說明，部分實施例圖示在附圖中。需注意的是，雖然附圖僅示出本發明的特定實施例，但并非用以限定本發明的精神與范圍，本發明可以允許其他等效實施例。