[发明专利]一种激光加工中晶圆片定位误差的校正方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造技术范围，特别涉及一种激光加工中晶圆片定位误差的校正方法。

背景技术

采用激光辐照对半导体材料进行加工处理，包括激光退火，激光辅助薄膜沉积，材料的激光再结晶生长等多种多样的具体应用。

由于激光束具有很强的相干性，光束往往是聚束的，不容易散开成为较大面积的光束束斑；在另一方面，晶圆片尺寸又很大，因此激光光束对于衬底材料的作用，在目前技术条件下，不能一次性地覆盖整个晶圆片的面积，只能是一个局部一个局部地进行辐照的处理。通常采用的方式，是激光束相对于材料表面做扫描，步进，或者步进加扫描运动，来实现逐行，或者逐场的加工处理。

无论是逐行也好，逐场也好，总是存在着行之间，场之间的衔接问题。对于不良的衔接来说，主要存在两类问题，一是衔接处两行或者两场有微小的重叠，则重叠区域尽管很小，但是考虑到集成电路中电子元器件的尺寸处于更小的量级而受受到影响，被过量加工的元器件数量就会有很多，这将直接影响集成电路加工质量。另一类问题是两行之间，两场之间存在微小的空隙，同样地，受此影响而未被激光加工处理的电子元器件数量也会有很多，加工质量同样不能保证。

针对以上实践中的问题，一种有效的处理措施，是充分利用芯片之间的划片道宽度。具体地说，令扫描或者步进，严格地沿着芯片阵列的横向排列方向向左或者向右进行，至于光束束斑的边沿，此处光强是不均匀的，加工效果无法保证，对于光束边沿的这一部分，通过控制令其落于芯片阵列间的划片道中，这样可以回避扫描行之间，步进扫描的场之间的衔接不良的问题。当扫描或者步进至晶圆片的边缘后，激光光束下移一行(或者上移一行)，并掉头向相反的方向，继续其横向的扫描或者步进逐场前进。对于逐场方式的加工处理，则束斑的左右两个边沿，也都令其落在芯片的划片道内。

当要求扫描，或者步进扫描沿芯片阵列的方向，并且扫描束斑的边沿落于划片道内时，自然地，也就产生了晶圆片对准的问题。

一种对准方案为，将对准机构与工艺腔相分离，在工艺腔之外进行晶圆片的对准，对准后的晶圆片再由精密机械手送入到工艺腔片台之上，在那里再进行激光加工的工艺处理。

在分离式对准方案中，对准片台与工艺中用于形成激光光束扫描等动作的片台是两套独立装置，所以这两个片台各自定义的行进方向，坐标原点位置等都不尽相同，会产生系统性的误差。举例来说，对准片台按照自身的X(左右)方向去调整晶圆片的旋转量，使得晶圆片上的芯片阵列的横向的划片道严格与对准片台X方向一致。当精密机械手将晶圆片放置到加工扫描片台上的时候，由于扫描片台的X(左右)行进方向，在一般情况下会与对准片台X方向相差一个尽管很小，但绝对存在的角度，因而晶圆片阵列的纵横方向，并不与加工片台所定义的X(左右)、Y(前后)方向完全平行。此外精密机械手的传片过程还会引入额外的位置差。这些都会造成晶圆片对准的系统性的误差。该系统误差，随整机组装、调试的精度不同而各机器不尽相同。

另一个引入系统性误差的因素在于，很多激光加工都要求进行衬底的预加热处理。对于此类要求衬底升温的晶圆片，其对准过程在室温下进行，尽管可能会对得很准，但是在放到工艺片台上加热升温后，晶圆片受热膨胀，也会带来定位差，例如，室温下晶圆片上的芯片的尺寸，将小于较高温度下晶圆片上芯片的尺寸，因而在进行激光处理时，行与行之间的行进距离也应该相应地变大一些。

综上所述，为了纠正晶圆片对准中的系统性的定位误差，本发明提出一种激光加工中晶圆片定位误差的校正方法，通过使用特殊设计的微测试结构和工艺过程，可以量测微测试结构的电学特性，进而掌握晶圆片对准系统性误差的量级与特质，最后借助精密机械手或者扫描片台的附加移动，来校正晶圆片对准的系统性误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光加工中晶圆片定位系统误差的校正方法，其特征在于，在进行激光退火的处理时的步骤如下：

1)首先在晶圆片边缘制备微测试结构，构成测试芯片；当经过初始对准的晶圆片放置到片台上之后，由精密机械手或者片台执行附加的位置移动，使晶圆片处于校正后的正确的位置；

2)机械手或者片台的附加的移动是根据校正参数来进行的，校正参数置于校正参数表中。

3)确认经过校正之后，晶圆片上芯片阵列的横向将与加工片台或者激光束的横向移动方向平行，纵向将与加工片台或者激光束的纵向步进的方向平行，并且芯片阵列相对于激光扫描运动的纵、横方向无额外的旋转，在这种情况下，就可以进行加工质量有保障的激光扫描，或者步进扫描式的加工处理。