一种改善双激光退火过程中晶圆表面热分布的方法技术

本发明专利技术提供一种改善双激光退火过程中晶圆表面热分布的方法，将晶圆表面划分为第一至第N区域；第一区域为沿所述晶圆边缘的弧线；将弧线的中点定义为所述晶圆底部中点；第二至第N区域为从晶圆底部中点开始，沿晶圆底部中点所在直径依次向晶圆顶部分布的弧面；弧线的弧度方向与第二至第N区域的弧面的弧度方向相反；提供由低温斑束和高温斑束组成的激光斑束；低温斑束包裹在高温斑束外；利用激光斑束对第一至第N区域进行间歇式扫描。本发明专利技术使晶圆边缘与晶圆中部存在较大温度梯度，有利于热传导，晶圆边缘区域散热加快。低温激光斑束对晶圆的预热作用，使得高温束斑对晶圆快速退火时产生的温度变化减小，进而热应力减小，降低晶圆破片率。

【技术实现步骤摘要】
一种改善双激光退火过程中晶圆表面热分布的方法
本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种改善双激光退火过程中晶圆表面热分布的方法。
技术介绍
随着大规模的集成电路技术的不断发展，CMOS器件的尺寸不断地减小，结深也越来越浅这就对热扩散提出更为严格的要求。双波长激光退火拥有着温度高停留时间短的优势而被广泛应用。但是由于晶圆在短时间内升至很高温度，在激光束斑开始切入扫描处，晶圆边缘热量集中，容易产生较大的热应力，晶圆容易发生破片，影响产品良率。因此，需要提出一种新的方法来解决上述问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种改善双激光退火过程中晶圆表面热分布的方法，用于解决现有技术中双波长激光退火时晶圆在短时间内升至很高温度，在激光束斑开始切入扫描处，晶圆边缘热量集中，容易产生较大的热应力，晶圆边缘容易发生破片，影响产品良率的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种改善双激光退火过程中晶圆表面热分布的方法，该方法至少包括以下步骤：步骤一、提供待退火的晶圆，将所述晶圆表面划分为第一至第N区域；其中所述第一区域为沿所述晶圆边缘的一条弧线；将所述第一区域的所述弧线的中点定义为所述晶圆底部中点；所述第二至第N区域为从所述晶圆底部中点开始，沿所述晶圆底部中点所在直径的方向依次向所述晶圆顶部分布的弧面；所述第二至第N区域中每个区域的所述弧面关于所述晶圆底部中点所在直径对称，并且所述第一区域的所述弧线的弧度方向与所述第二至第N区域的所述弧面的弧度方向相反；步骤二、提供用于对所述晶圆退火的激光斑束；所述激光斑束由低温斑束和高温斑束组成；其中所述低温斑束包裹在所述高温斑束外面；步骤三、利用所述激光斑束依次对所述第一至第N区域进行扫描。优选地，步骤一中将所述晶圆表面划分为第一至第六区域，所述第二至第六区域为从所述晶圆底部中点开始，沿所述晶圆底部中点所在直径的方向依次向所述晶圆顶部分布的弧面；所述第二至第六区域中每个区域的所述弧面关于所述晶圆底部中点所在直径对称，并且所述第一区域的所述弧线的弧度方向与所述第二至第六区域的所述弧面的弧度方向相反。优选地，步骤二中的激光斑束中，所述低温斑束的温度为200～500℃，所述高温斑束的温度为1000～1300℃。优选地，步骤三中利用所述激光斑束依次对所述第一至第六区域扫描，其中扫描所述第一区域的扫描路径为从所述第一区域的所述弧线的一个端点开始，沿所述第一区域的所述弧线至该弧线的另一个端点为止。优选地，步骤三中扫描所述第二至第六区域的扫描方式相同。优选地，步骤三中所述第二至第六区域中每个区域的扫描方式为：分别沿各区域所述弧面的弧度方向，从所述弧面的一端开始至另一端进行正向和反向交替扫描。优选地，步骤三中所述激光斑束对第一至第六区域扫描时采用区域与区域之间的间歇式扫描。优选地，步骤三中所述激光斑束对所述第一区域扫描完成后，所述激光斑束在所述晶圆外停留的时间为t1；所述激光斑束对所述第二区域扫描完成后，所述激光斑束在所述晶圆外停留的时间为t2；所述激光斑束对所述第三区域扫描完成后，所述激光斑束在所述晶圆外停留的时间为t3；所述激光斑束对所述第四区域扫描完成后，所述激光斑束在所述晶圆外停留的时间为t4；所述激光斑束对所述第五区域扫描完成后，所述激光斑束在所述晶圆外停留的时间为t5；所述激光斑束对所述第六区域扫描完成后，所述激光斑束在所述晶圆外停留的时间为t6，其中t1至t6的值各不相同。优选地，步骤三中所述t1至t6的取值范围分别为0-60秒。优选地，步骤三中所述t1至t6的值依次逐渐增大。如上所述，本专利技术的改善双激光退火过程中晶圆表面热分布的方法，具有以下有益效果：本专利技术通过采用双激光反向间歇式扫描方式，使得晶圆边缘局部区域与晶圆内部存在较大的温度梯度，有利于热传导，晶圆边缘区域散热加快。另外，采用双激光扫描，由于低温激光斑束对晶圆的预热作用，从而使得高温束斑对晶圆快速退火时所产生的温度变化减小，进而热应力减小，从而降低晶圆破片率。附图说明图1显示为本专利技术双激光退火工作路径示意图；图2显示为本专利技术晶圆散热分布示意图；图3显示为本专利技术的改善双激光退火过程中晶圆表面热分布的方法流程图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术提供一种改善双激光退火过程中晶圆表面热分布的方法，如图3所示，图3显示为本专利技术的改善双激光退火过程中晶圆表面热分布的方法流程图。该方法至少包括以下步骤：步骤一、提供待退火的晶圆，将所述晶圆表面划分为第一至第N区域；其中所述第一区域为沿所述晶圆边缘的一条弧线；将所述第一区域的所述弧线的中点定义为所述晶圆底部中点；所述第二至第N区域为从所述晶圆底部中点开始，沿所述晶圆底部中点所在直径的方向依次向所述晶圆顶部分布的弧面；所述第二至第N区域中每个区域的所述弧面关于所述晶圆底部中点所在直径对称，并且所述第一区域的所述弧线的弧度方向与所述第二至第N区域的所述弧面的弧度方向相反。进一步地，本实施例中步骤一中将所述晶圆表面划分为第一至第六区域，所述第二至第六区域为从所述晶圆底部中点开始，沿所述晶圆底部中点所在直径的方向依次向所述晶圆顶部分布的弧面；所述第二至第六区域中每个区域的所述弧面关于所述晶圆底部中点所在直径对称，并且所述第一区域的所述弧线的弧度方向与所述第二至第六区域的所述弧面的弧度方向相反。如图1所示，图1显示为本专利技术双激光退火工作路径示意图。也就是说，本实施例中第一区域Zone1为沿所述晶圆边缘的一条弧线，并且该弧线的中点所在位置定义为晶圆底部中点，该弧线两个端点的位置比所述晶圆底部中点位置高。本实施例中将所述晶圆表面划分为第一至第六区域，所述第二至第六区域为从所述晶圆底部中点开始，沿所述晶圆底部中点所在直径的方向依次向所述晶圆顶部分布的弧面，所述晶圆顶部(也指晶圆顶部的顶点)与所述晶圆底部中点在一条直径上；如图1所示，所述第二区域Zone2至第六区域Zone6依次从晶圆底部向所述晶圆顶部叠加，虽然各区域也有分布在沿晶圆底部至顶部所在直径的两侧，但向上叠加的方向是沿着晶圆底部至顶部的直径方向。并且所述第二至第六区域中每个区域的所述弧面关于所述晶圆底部中点所在直径对称，亦即分布在所述晶圆底部所在直径两侧的弧面部分相互对称。并且所述第一区域的所述弧线的弧度方向与所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善双激光退火过程中晶圆表面热分布的方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：/n步骤一、提供待退火的晶圆，将所述晶圆表面划分为第一至第N区域；其中所述第一区域为沿所述晶圆边缘的一条弧线；将所述第一区域的所述弧线的中点定义为所述晶圆底部中点；所述第二至第N区域为从所述晶圆底部中点开始，沿所述晶圆底部中点所在直径的方向依次向所述晶圆顶部分布的弧面；所述第二至第N区域中每个区域的所述弧面关于所述晶圆底部中点所在直径对称，并且所述第一区域的所述弧线的弧度方向与所述第二至第N区域的所述弧面的弧度方向相反；/n步骤二、提供用于对所述晶圆退火的激光斑束；所述激光斑束由低温斑束和高温斑束组成；其中所述低温斑束包裹在所述高温斑束外面；/n步骤三、利用所述激光斑束依次对所述第一至第N区域进行扫描。/n

【技术特征摘要】
1.一种改善双激光退火过程中晶圆表面热分布的方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、提供待退火的晶圆，将所述晶圆表面划分为第一至第N区域；其中所述第一区域为沿所述晶圆边缘的一条弧线；将所述第一区域的所述弧线的中点定义为所述晶圆底部中点；所述第二至第N区域为从所述晶圆底部中点开始，沿所述晶圆底部中点所在直径的方向依次向所述晶圆顶部分布的弧面；所述第二至第N区域中每个区域的所述弧面关于所述晶圆底部中点所在直径对称，并且所述第一区域的所述弧线的弧度方向与所述第二至第N区域的所述弧面的弧度方向相反；
步骤二、提供用于对所述晶圆退火的激光斑束；所述激光斑束由低温斑束和高温斑束组成；其中所述低温斑束包裹在所述高温斑束外面；
步骤三、利用所述激光斑束依次对所述第一至第N区域进行扫描。


2.根据权利要求1所述的改善双激光退火过程中晶圆表面热分布的方法，其特征在于：步骤一中将所述晶圆表面划分为第一至第六区域，所述第二至第六区域为从所述晶圆底部中点开始，沿所述晶圆底部中点所在直径的方向依次向所述晶圆顶部分布的弧面；所述第二至第六区域中每个区域的所述弧面关于所述晶圆底部中点所在直径对称，并且所述第一区域的所述弧线的弧度方向与所述第二至第六区域的所述弧面的弧度方向相反。


3.根据权利要求1所述的改善双激光退火过程中晶圆表面热分布的方法，其特征在于：步骤二中的激光斑束中，所述低温斑束的温度为200～500℃，所述高温斑束的温度为1000～1300℃。


4.根据权利要求1所述的改善双激光退火过程中晶圆表面热分布的方法，其特征在于：步骤三中利用所述激光斑束依次对所述第一至第六区域扫描，其中扫描所述第一区域的扫描路径为从所述第一区域的所述弧线的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜兰，归琰，沈耀庭，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31