[发明专利]一种改善晶圆腐蚀非均匀性的装置和方法

摘要

本发明公开了一种改善晶圆腐蚀非均匀性的装置和方法，通过利用温度监测单元和温度扫描结果处理单元实时监测晶圆表面温度分布情况，并根据温度扫描结果控制脉冲激光加热单元改变脉冲激光能量在激光光束截面内的分布情况，实现对晶圆表面局部区域的温度调整，从而解决了化学药液膜厚不均匀分布带来的腐蚀非均匀性问题，改善了工艺效果，并提高了芯片质量。

主权项

1.一种改善晶圆腐蚀非均匀性的方法，使用一种改善晶圆腐蚀非均匀性的装置，其特征在于，所述改善晶圆腐蚀非均匀性的装置包括：温度监测单元，用于对单片湿法设备中作水平旋转清洗的晶圆表面进行温度监测，并将温度监测数据发送至温度扫描结果处理单元；脉冲激光加热单元，用于提供垂直并覆盖晶圆整个表面的脉冲激光光束，对晶圆表面进行加热，其脉冲激光光束能量及在脉冲激光光束水平截面内的能量分布可调；温度扫描结果处理单元，将接收的温度监测数据转化成晶圆表面的实际温度场分布，并与储存的对应工艺所需的理论温度场分布进行比对，判断是否满足工艺所需条件，当不满足时，控制调节脉冲激光加热单元的脉冲激光光束能量在光束水平截面内的对应能量分布高低，以实现脉冲激光加热后实际温度场分布与理论温度场分布相吻合；所述改善晶圆腐蚀非均匀性的方法包括以下步骤：S1：将晶圆通过固定装置放置在单片湿法设备内的旋转体上，开始清洗工艺，并设定脉冲激光加热单元的脉冲激光工作波长；S2：通过温度监测单元扫描晶圆表面温度分布情况，并将计时器从零开始计时；S3：通过温度监测单元将晶圆表面温度分布扫描结果发送至温度扫描结果处理单元；S4：温度扫描结果处理单元接收到晶圆表面温度分布扫描结果后，与计算机程序内预存的对应于当前工艺所需要的温度场分布进行对比，判断是否满足工艺所需条件，若二者偏差小于等于阈值，则下发命令开始工艺，执行步骤S10，若二者偏差大于阈值，则执行步骤S5；S5：温度扫描结果处理单元下发指令至脉冲激光加热单元，开始脉冲激光输出，并根据步骤S4中对比结果偏差大于阈值的大小设定合适的脉冲激光功率；S6：根据步骤S4的扫描结果以及对比结果，通过脉冲激光加热单元相对应地调整脉冲激光能量在脉冲激光光束截面上的能量分布，对脉冲激光进行整形，以在通过脉冲激光加热单元进行扩束后，使步骤S4的对比结果偏差较大的区域对应较高的脉冲激光能量、对比结果偏差较小的区域对应较低的脉冲激光能量；S7：将经过整形后的脉冲激光光束经过脉冲激光加热单元进行扩束，使脉冲激光光束可以覆盖整个晶圆表面范围，并且保证此时脉冲激光能量高的区域与步骤S4中对比结果偏差较大的区域相对应，脉冲激光能量低的区域与步骤S4中对比结果偏差较小的区域相对应；S8：利用脉冲激光垂直照射晶圆表面，对晶圆表面温度进行调整，使晶圆可在不同区域吸收不同能量的脉冲激光，获得不同幅度的温度上升，以使晶圆表面的实际温度场分布发生变化；S9：检测温度监测单元当前记录的计时时间，若该时间大于或等于温度监测单元设定的晶圆扫描时间间隔，执行步骤S2，若该时间小于温度监测单元设定的晶圆扫描时间间隔，执行步骤S9；S10：开始工艺过程，并由程序判断当前脉冲激光加热单元的状态，如果脉冲激光加热单元当前处于开启状态，则下发命令关闭脉冲激光加热单元；S11：检测温度监测单元当前记录的计时时间，若该时间大于或等于温度监测单元设定的晶圆扫描时间间隔，继续判断当前工艺是否已经结束，若已经结束，执行步骤S12，若当前工艺未结束，执行步骤S2；若该时间小于温度监测单元设定的晶圆扫描时间间隔，执行步骤S11；S12：工艺过程结束。