本发明专利技术较佳实施例是公开一种热处理制作工艺。首先提供一待加热的半导体基底，然后利用至少两个具有不同能量密度的第一加热光束及第二加热光束同时对该半导体基底进行加热。由此，本发明专利技术除了可省略现有进行热处理制作工艺时需切换不同机台的麻烦并缩短制作工艺周期，又可改善仅由半导体基底正面加热而产生图案化现象的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种热处理制作工艺，尤其是涉及一种利用至少两个不同能量密度的 加热光束同时对一半导体基底进行加热的制作工艺。
技术介绍
随着半导体制造技术越来越精密，集成电路也发生重大的变革，使得电脑的运算 性能和存储容量突飞猛进，并带动周边产业迅速发展。而半导体产业也如同摩尔定律所预 测的，以每18个月增加一倍晶体管数目在集成电路上的速度发展着，同时半导体制作工艺 也已经从1999年的0. 18微米、2001年的0. 13微米、2003年的90纳米(nm)，进入到2005 年65纳米，并朝向45纳米迈进。因此，伴随着半导体制作工艺的进步和微电子元件的微小 化，单一芯片上的半导体元件的密度越来越大，相对地元件之间的间隔也越来越小。在此情 形下，各种半导体制作工艺皆面临新的挑战与瓶颈，必须不断研发出能符合高集成度要求 的新制作工艺技术。在各种半导体制作工艺中，快速热处理制作工艺(rapid thermal process, RTP)为近年来颇受瞩目的一项新技术，并已被广泛地使用在超大型集成电路制 造中需要热活化反应的半导体制作工艺，其应用范围极广，包括金属氧化半导体 (metal-oxide-semiconductor, MOS)H· (ultrashallow junction, USJ)、超薄氧化层成长、退火、扩散以及金属硅化物形成，甚至薄膜晶体管中多晶硅半导体 层的制作。随着半导体技术的发展与积极度的提高，快速热处理制作工艺所使用的技术也 不断更新，以符合更高等级的制作工艺要求。具代表性的热处理技术发展进程，举例而言早 期以高温炉管加热为代表，随着制作工艺技术进入90纳米等级，业界开始使用尖峰式快速 热退火(spike rapid thermal anneal)制作工艺以对材料进行快速热处理，而当制作工艺 技术迈入65纳米等级后，热处理制作工艺也开始采用非熔融快闪退火、脉冲式以及激光退 火等快速热处理制作工艺。相应地，热处理制作工艺的制作工艺时间也随技术的进步而不 断缩短时间，从早期炉管加热的10秒制作工艺时间，发展到现今制作工艺时间约1秒钟，甚 至约1毫秒。然而，现今采用上述快速热处理制作工艺，包括以高温炉管或激光退火等制作工 艺时仍产生许多问题。举例来说，以高温炉管进行的快速热处理制作工艺以及以激光进行 的毫秒退火制作工艺分属不同的设备机台，因此若一 MOS晶体管制作工艺中需要进行两种 制作工艺，必须先将一待加热的晶片移至一机台进行其中一项热处理，然后等完成后再将 晶片移至另一个机台进行另一项热处理，在机台的切换上不但耗费时间，又延长了整个制 作工艺的周期(cycle time)。其次，一般MOS晶体管完成掺杂区的离子注入制作工艺后通常是由半导体基底的 正面直接进行加热。然而，当MOS晶体管所在的半导体基底周围出现不同于硅基底的结构， 例如浅沟隔离(shallow trench isolation, STI)或其他覆盖于半导体基底表面的薄膜时， 半导体基底正面进行的热处理制作工艺通常会产生一图案化现象(pattern effect)并影响整个掺杂区吸收热能的能力(thermal absorption capability)。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于提供一种对一待加热的半导体基底进行热处理的方法，以 解决上述现有热制作工艺所伴随的问题。本专利技术较佳实施例是揭露一种热处理制作工艺。首先提供一待加热的半导体基 底，然后利用至少两个具有不同能量密度的第一加热光束及第二加热光束同时对该半导体 基底进行加热。由此，本专利技术除了可省略现有进行热处理制作工艺时需切换不同机台的麻 烦并缩短制作工艺周期，又可改善仅由半导体基底正面加热而产生图案化现象的问题。附图说明图1为本专利技术第一实施例对一待加热的半导体基底进行热处理制作工艺的示意 图；图2为半导体基底中的一 MOS晶体管区的示意图；图3为本专利技术利用两个加热光束在一半导体基底表面进行加热所产生的加热点 及温度时间示意图；图4为本专利技术第二实施例对一待加热的半导体基底进行热处理制作工艺的示意 图；图5为半导体基底中的一 MOS晶体管区的示意图。主要元件符号说明12半导体基底14正面16背面18MOS晶体管区20栅极介电层22栅极24间隙壁26源极/漏极延伸区域28源极/漏极区域30扫描设备32平台34第一加热光束36第二加热光束38第一加热点40第二加热点44第一高峰48第二高峰52半导体基底54正面56背面58MOS晶体管区60栅极介电层62栅极64间隙壁66源极/漏极延伸区域68源极/漏极区域70扫描设备72平台74第一加热光束76第二加热光束tl时间点t2时间点a入射角b入射角C入射角d入射角具体实施例方式请参照图1及图2，图1为本专利技术第一实施例对一待加热的半导体基底进行热处 理制作工艺的示意图，图2则为半导体基底中的一 MOS晶体管区的示意图。如图中所示，首 先提供一待加热的半导体基底12，例如一硅晶片。半导体基底12具有一正面14与一背面 16，且正面14上定义有一 MOS晶体管区18。MOS晶体管区14的半导体基底12正面14较 佳已形成有栅极介电层20、栅极22以及间隙壁M等结构，且至少完成一道离子注入制作工 艺，例如一源极/漏极延伸掺杂区(图未示)在栅极22两侧的半导体基底12中或一源极 /漏极掺杂区(图未示)在间隙壁M两侧的半导体基底12中。然后将完成上述制作工艺的半导体基底12放置于一扫描设备上，且扫描设备30 下方又设置一用来支撑扫描设备30与承载半导体基底12的平台(Stage)32。接着启动扫 描设备30，然后利用一热处理装置(图未示)，例如一激光装置在扫描设备30移动的时候 提供至少两个具有不同能量密度的第一加热光束34与第二加热光束36来同时对半导体基 底12的正面14，例如上述经过离子注入的源极/漏极延伸掺杂区或源极/漏极掺杂区进 行加热。在本实施例中，第一加热光束34与一第二加热光束36较佳包含激光光束，且第一 加热光束34是依据一第一入射角a对半导体基底12的正面14进行加热，而第二加热光束 36则依据一第二入射角b对半导体基底12的正面14进行加热。虽然第一加热光束34与 第二加热光束36均同时对半导体基底12的正面14进行加热，但第一入射角a与第二入射 角b可依据制作工艺需求选择相同或不同。其次，本专利技术利用第一加热光束34对半导体基底12的正面14进行加热时较佳采 用一毫秒退火(millisecond anneal)制作工艺，其制作工艺温度是介于1000°C至1350°C， 且制作工艺时间是介于0. 1毫秒至20毫秒，而利用第二加热光束36对半导体基底12的 正面14进行加热时较佳进行一快速热处理制作工艺，其制作工艺温度是介于90(TC至 1100°C，且制作工艺时间是介于1. 5秒至100毫秒。由于以第一加热光束34所进行毫秒退 火制作工艺的温度较高且进行时间较短，故此步骤较佳是用来对半导体基底12的正面14 进行一局部性的加热，而第二加热光束36所进行的快速热处理制作工艺的温度较低且时 间较长，因此较佳是用来对半导体基底12的正面14进行局部性的预热。其次，由第一加热 光束34及第二加热光束36所进行的毫本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种热处理制作工艺，包含提供一待加热的半导体基底；以及利用至少两个具有不同能量密度的第一加热光束及第二加热光束同时对该半导体基底进行加热。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨建伦，李静宜，郭子凤，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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