CN104733282A

CN104733282A - 激光退火扫描方法

Info

Publication number: CN104733282A
Application number: CN201310712270.0A
Authority: CN
Inventors: 童宇锋; 胡荣星
Original assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Current assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2015-06-24

Abstract

本发明公开了一种激光退火扫描方法，步骤包括：1）在退火前，模拟计算出在当前激光退火能量条件下，热量传导所需要的时间，以该时间作为标准时间；2）设计退火扫描路径，使任意区域被重复扫描的时间间隔超过标准时间；3）按照步骤2）设计的退火扫描路径进行退火。本发明通过改进激光退火的扫描方式，改善了硅片边缘区域的热累积效应，消除了由于边缘热累积效应而导致的硅片边缘和硅片中心区域的离子激活率差异，从而改善了硅片内激活离子和产品性能的均一性。

Description

激光退火扫描方法

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种激光退火扫描方法。

背景技术

在利用激光对硅片进行退火的工艺步骤中，一般利用激光的瞬间高温效应，实现对已注入离子的激活。由于激光的温度非常高，一般在1400℃以上，因此，相对同一位置随时间持续非常短暂。但由于退火是扫描式进行的，因此热量会沿着扫描方向产生一定程度的热累积效应，且为抵消光斑均匀性，一般退火相邻两行会有不同比例的重合，这导致热量累积效应也会增强。由于热量累积效应的存在，根据硅片扫描的路径，在硅片不同区域可能产生不同的热累积结果，从而在不同区域影响离子激活的效果，并最终影响离子激活的均匀性。

在一般的利用激光退火的工艺中，一般会沿着硅片的某一方向进行扫描式退火，如图1所示，当第一行扫描完毕后，向非扫描方向平移，再沿反方向进行第二行的退火，且为增强均匀性，第一行和第二行会有不同比例的重合，如此反复直到全片硅片退火结束。但由于硅片是圆形的，因此在硅片不同位置扫描的距离不同，比如在硅片的边缘位置，完成一行扫描的时间非常短，同时当扫描完一行后马上会沿反方向扫描，如此反复导致在硅片边缘区域会在短时间内造成热量的累积效果超出工件台的自然导热，从而使该区域的实际温度与硅片中心等区域不一致，使该区域的离子激活效果与其它区域不同，从而影响离子激活均匀性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种激光退火扫描方法，它可以改善激光退火的均匀性。

为解决上述技术问题，本发明的激光退火扫描方法，步骤包括：

1）在退火前，模拟计算出在当前激光退火能量条件下，热量传导所需要的时间，以该时间作为标准时间；

2）设计退火扫描路径，使任意区域被重复扫描的时间间隔超过标准时间；

3）按照步骤2）设计的退火扫描路径进行退火。

本发明通过改进激光退火的扫描方式，改善了硅片边缘区域的热累积效应，消除了由于边缘热累积效应而导致的硅片边缘和硅片中心区域的离子激活率差异，从而改善了硅片内激活离子和产品性能的均一性。

附图说明

图1是现有的扫描退火方式（A）和采用此方式退火后硅片表面温度的等高线图（B）。

图2是本发明实施例1的扫描退火方式（A）和采用此方式退火后硅片表面温度的等高线图（B）。其中，A图每一竖行中，实线围成的区域是硅片上实际需要退火的区域，实线和虚线共同围成的区域是激光退火扫描的区域。

图3是本发明实施例2的扫描退火方式（A、B）和采用此方式退火后硅片表面温度的等高线图（C）。其中，A图是第一轮退火扫描的区域。B图中，实线是第二轮退火扫描的区域，虚线是第一轮退火扫描的区域。

具体实施方式

本发明的激光退火扫描方法，是在退火前，先通过软件模拟计算得出在当前激光退火能量条件下，热量充分释放或传导所需要的时间（该时间一般由硅片本身的结构与激光退火的能量延迟等关键参数所决定），将该时间定为标准时间，然后通过软件计算出最终退火时的扫描路径，使任意区域被重复扫描的时间间隔超过这个标准时间。

扫描路径沿扫描方向的长度是由所需要的扫描时间间隔决定的。如果某一区域被重复退火的时间间隔小于标准时间，则在完成该区域的扫描退火之后，退火扫描继续在硅片外部分进行，直到其时间间隔超过标准时间。

这样，通过控制每一行的退火时间间隔，保证了当前退火区域不受之前退火区域的退火温度的影响，也不会对后续退火区域的退火产生影响。

以下通过两个实施例对本发明的激光退火扫描方法做进一步详细的说明。

实施例1

本实施例采用逐行扫描、控制每一行退火时间的方式。在激光退火时，每一行扫描距离相同，扫描完一行的时间大于标准时间，这样两次退火之间就有足够的时间间隔，能够保证在进行第二次退火时，第一次退火时所产生的热量已经充分释放。

在进行硅片退火时，虽然硅片边缘和硅片中心实际所需要退火的距离不同，但是，为了保证每一个点受热的间隔一致，在实际退火时，我们让每一行都行走相同的距离。参见图2所示，假设硅片退火扫描方向是Y方向，步进方向是从左向右，这样在硅片第一行退火时，并不是直接从硅片左边边缘开始，而是先移动到和中心位置下边一样的位置（见A图左下方的虚线），然后才沿Y方向扫描退火；在完成硅片部分退火后，扫描并不停止，而是继续扫描，直到上部与硅片中心上部一致（见A图左上方的虚线）时才停止。如此完成每一行扫描退火。

比较图2（B）和图1（B）可以看到，采用本实施例的方法扫描退火后，硅片不同区域的温度均一性得到了很大改善。

实施例2

本实施例采用隔行扫描的退火方式，以保证相邻两行在第一轮扫描时不重叠。在完成第一轮扫描后，再进行第二轮甚至第三轮的扫描，直到把所有需要扫描的路径完成。退火的轮数与第一轮退火时扫描间隔的行数相关。

如图3所示，在硅片进行激光退火时，先从一边起始，完成第一行的退火，然后硅片沿着与扫面方向垂直的方向移动到间隔一行（也可以间隔多行）的位置，再进行第二行的扫描，依次直到退火至另一边，完成第一轮的退火。然后再移到与第一轮起始位置相邻的一行，开始第二轮第一行的退火，依照第一轮的方式完成第二轮的退火，直到完成整片硅片原定退火区域的退火。

退火的结果如图3（B）所示。通过比较图3（B）和图1（B）可以看到，采用本实施例的方法扫描退火，同样能极大地改善硅片不同区域的温度均一性，消除硅片边缘区域的热量累积效应。

以上方法可以在整片硅片内实施，也可以在局部范围内实施，例如只在硅片边缘区域进行。在局部区域实施时，可以先对该局部区域进行退火，也可以在中间或最后对该局部区域进行退火，具体做法取决于该条件下所需要的扫描时间间隔。

Claims

1.激光退火扫描方法，其特征在于，步骤包括：

3）按照步骤2）设计的退火扫描路径进行退火。

2.根据权利要求1所述的激光退火扫描方法，其特征在于，步骤2）所述的扫描路径是逐行等距离扫描，且扫描完一行的时间超过标准时间。

3.根据权利要求1所述的激光退火扫描方法，其特征在于，步骤2）所述的扫描路径是两轮以上隔行扫描，同一轮内扫描间隔距离为一行以上。