[发明专利]半导体制造中金属层的熔化处理的基于激光的系统和方法

权利要求书

1.一种处理在半导体晶片的表面中形成的集成电路IC结构的方法，其中IC结构由具有第一熔化温度T₁的至少一个金属特征件和具有第二熔化温度T₂的至少一个非金属特征件限定，其中T₂>T₁，该方法包括：

由连续波或准连续波激光器发射的激光束形成聚焦光斑，其中所述激光束相对于所述半导体晶片的所述表面是P偏振的；以及

扫描所述IC结构上方的聚焦激光光斑，以照射所述至少一个金属特征件和所述至少一个非金属特征件两者，使得所述至少一个金属特征件熔化并再结晶，而所述至少一个非金属特征件不熔化。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述聚焦激光光斑具有至少0.5×10⁷W/cm²的辐照度。

3.如权利要求1所述的方法，其中使用包括扫描镜的F-θ扫描系统来执行所述聚焦激光光斑的所述扫描。

4.如权利要求3所述的方法，还包括：通过在所述激光束到达所述F-θ扫描系统之前使所述激光束通过声光调制器来控制所述聚焦激光光斑的持续时间。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述聚焦激光光斑的停留时间t_d在50ns至150ns的范围内。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述激光束具有532nm或355nm的波长。

7.如权利要求1所述的方法，还包括：测量所述至少一个金属特征件的反射率的改变，以确定所述至少一个金属特征件是否在所述扫描期间熔化。

8.如权利要求1所述的方法，还包括：将所述聚焦激光光斑以用于所述至少一个金属特征件的布鲁斯特角的2度内的入射角指引到所述半导体晶片的所述表面。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述金属包括铜并且所述布鲁斯特角为大约70.5度。

10.如权利要求1所述的方法，其中在彼此部分重叠的多个扫描路径片段上执行所述扫描。

11.一种处理具有第一电阻率并且在半导体晶片的表面上形成的金属层的方法，包括：

由连续波或准连续波激光器发射的P偏振激光束形成聚焦激光光斑；以及

在所述金属层上方扫描所述聚焦激光光斑，使得所述金属层局部熔化并再结晶，从而所述金属层具有小于所述第一电阻率的第二电阻率。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述聚焦激光光斑具有至少0.5×10⁷W/cm²的辐照度。

13.如权利要求11所述的方法，其中使用包括扫描镜的F-θ扫描系统来执行所述聚焦激光光斑的所述扫描。

14.如权利要求13所述的方法，还包括：通过在所述激光束到达所述F-θ扫描系统之前使所述P偏振激光束通过声光调制器来控制所述P偏振激光束的持续时间。

15.如权利要求11所述的方法，其中所述聚焦激光光斑的停留时间t_d在50ns至150ns的范围内。

16.如权利要求11所述的方法，其中所述P偏振激光束具有532nm或355nm的波长。

17.如权利要求11所述的方法，还包括：测量所述金属层的反射率的改变，以确定所述金属层在所述扫描期间是否局部熔化。