專利名稱：半導體元件的制造方法及形成半導體元件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體元件的制法，特別是涉及一種改善半導體元件熱變異問題的制法。
背景技術：
一般而言，半導體元件的制造是通過沉積并圖案化一或多個導電層、絕緣層及半導體層，以形成特定的元件，例如晶體管、電阻、電容等等，這些元件共同形成完整的集成電路。在一技術中，對半導體材料的薄層進行摻雜，借以改變此材料的電氣特性。一般而言，摻雜是指將離子注入到半導體材料中的程序，可通過離子注入工藝(ion implant process) 或即時原位工藝(in situ process)進行摻雜。在離子注入工藝(ion implant process) 中，半導體層受到N型及/或P型離子轟擊；而在即時原位工藝(in situ process)中，則是在半導體層正在形成的過程中導入離子。經過摻雜程序后，通常會進行一退火程序(annealing process)以活化注入的N 型及/或P型離子。然而，過去已經發(fā)現(xiàn)，進行退火程序時，晶片上的各個裸片無法均勻受熱。更精確而言，裸片上的各處可能存在相當大的溫度變異(temperature variation)。其中一種類型的溫度變異被稱為系統(tǒng)變異(systematic variation)，將導致其溫度變異圖譜 (temperature variation bands)呈現(xiàn)有如同心環(huán)樣式，由中心向外延伸。另一種類型的溫度變異稱為隨機變異(random variation)，其溫度變異圖譜(temperature variation bands)并未具有任何可識別的樣式。在裸片各處的溫度變異可能導致各種電子元件，例如晶體管、電阻及電容等等，表現(xiàn)出不同的電性特征。例如，當一第一區(qū)域(例如裸片的邊緣)受熱所達到的溫度明顯低于一第二個區(qū)域(例如該裸片的中心)受熱所達到的溫度，則位于第二區(qū)域的摻雜物無法充分地活化，將導致第二區(qū)域具有比第一區(qū)域更大的電阻和更嚴重的電路延遲。因此，單憑位于裸片上的所在位置不同，集成電路的各個部分就可能具有不同的電性特征。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種半導體元件的制造方法，包括以下步驟提供一基板，其中該基板具有一些結構形成于該基板的一正面(front side)上，并且具有一抗反射沉積層 (anti-reflection layer,ARD layer)位于所述一些結構上，該基板具有一些區(qū)域，其中有一些離子注入于所述一些區(qū)域中；以及對該基板進行退火(annealing)程序，設置一第一熱源于該基板的一背面(back side)上。本發(fā)明另提供一種半導體元件的制造方法，包括以下步驟提供一基板，其中該基板具有一些結構形成于該基板的一正面(front side)上，該基板具有一些區(qū)域，其中有一些離子注入于所述一些區(qū)域中；以及利用一背面熱源(backside heat source)對該基板進行退火(annealing)程序，其中該基板的正面缺乏一直接熱源。
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本發(fā)明也提供一種形成半導體元件的方法，該方法包括對一裸片進行一反射率掃描(reflectivity scan)；判定該裸片的反射率為一系統(tǒng)變異(systematic variation)、 一第一等級規(guī)模(first scale)的隨機變異(randomvariation)或一第二等級規(guī)模 (second scale)的隨機變異(random variation)；若判定該裸片為該系統(tǒng)變異，則進行一第一退火程序；以及若判定該裸片為該第一等級規(guī)模的隨機變異，則進行一第二退火程序， 其中該第一退火程序與該第二退火程序不同。本發(fā)明的實施例能夠降低裸片不同區(qū)域之間的溫度變異。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。


圖1為一流程圖，用以說明本發(fā)明一實施例的流程。圖2為一反射率掃描圖，用以說明具有系統(tǒng)變異的裸片。圖3為一反射率掃描圖，用以說明具有隨機變異。圖4為一剖面圖，用以說明本發(fā)明一實施例的背面退火程序。圖5為一剖面圖，用以說明本發(fā)明一實施例具有抗反射沉積層(ALD)的裸片進行正面退火程序。圖6為一剖面圖，用以說明本發(fā)明一實施例的背面退火程序結合抗反射沉積層 (ALD)。圖7為一剖面圖，用以說明本發(fā)明一實施例的雙面退火程序結合抗反射沉積層 (ALD)。圖8為一剖面圖，用以說明本發(fā)明一實施例的雙面退火程序結合抗反射沉積層 (ALD)與擋熱護罩。主要附圖標記說明102 進行反射率掃描(reflectivity scan)104 判定反射率掃描(reflectivity scan)106 判定是否為系統(tǒng)變異(systematic variation)或毫米(mm)級規(guī)模的隨機 ^^ (random variation)108 快速熱退火(rapid thermal annealing, RTA)程序,例如1.背面退火程序(請參見圖4)；2.正面退火程序結合抗反射沉積層(ARD)(請參見圖5)；3.雙面退火程序(請參見圖6)；4.雙面退火程序結合抗反射沉積層(ARD)(請參見圖7)；以及5.雙面退火程序結合抗反射沉積層(ARD)與擋熱護罩(請參見圖8)110 判定是否為次毫米(sub-mm)級規(guī)模的隨機變異(random variation)112 毫秒退火(millisecond anneal, MSA)程序,例如1.閃光燈退火(FLA)結合抗反射沉積層(ARD)(請參見圖5)；以及2.激光尖峰退火(laser-spike annealing, LSA)202 密度圖(density map)
204 集成電路裸片206 中心線反射率標繪圖(center-line reflectivity plot)208 中心掃描線(center scan line) 208210 中心區(qū)域(center region)212 旁側區(qū)域(side regions)214 底線反射率標繪圖(bottom-line reflectivity plot)216 底部掃描線(center scan line)218 中心區(qū)域(center region)220 旁側區(qū)域(side regions)222 熱擴散模型(heat diffusion model)224 中心區(qū)域(center region)226 帶狀區(qū)域(band region)228 邊緣區(qū)域(border region)302 隨機 / 系統(tǒng)反射率標繪圖(random/systematic reflectivity plot)304 局部位置(local position)402 熱源402f 正面熱源402b 背面熱源404 基板406 元件408 iH月空體(annealing chamber)410 邊緣區(qū)域(edge region)412 中間區(qū)域(middle region)514 抗反射沉積層(ARD layer)816 熱惰性擋熱護罩(low thermal mass heat shield)
具體實施例方式各實施例的制作和使用將在下文中進行詳細討論。然而，須注意的是，本發(fā)明提供許多可據以實施的創(chuàng)造性概念，可適用于各種具體情況。本文所討論的具體實施例，只是用以說明如何制造和使用各種不同的實施例，并非用以限制公開的范圍。圖1為一流程圖，用以說明一實施例的基本步驟。更多關于各個步驟的細節(jié)將討論如下。工藝始于步驟102，其中對集成電路裸片進行反射率掃描(reflectivity scan) 0 先前的研究中已發(fā)現(xiàn)，集成電路裸片上的反射率變異(reflectivity variation)對于溫度變異(temperature variation)而言是很重要的因素。集成電路裸片的反射率是對應于所使用的材料以及元件(例如晶體管、電阻及電容等等)密度的一因子。一般而言，已經發(fā)現(xiàn)， 相對于展現(xiàn)出較低反射率的區(qū)域，展現(xiàn)出高反射率的區(qū)域具有較低的溫度。在退火過程中， 反射率越高，將導致越大量的熱源輻射能量受到反射而未被吸收。在一實施例中，反射率掃描的進行是利用一氙氣燈光源(Xenon light source) 0 氙氣燈光源為一寬頻光源，其波長范圍為約250nm到約750nm。利用步進式測量法可得到具有高空間解析度(high spatial resolution)的一維或二維反射率圖譜，其中光點尺寸(spot size)為約2.9μπι到約50μ ，測量點的步進間距(stepping distance)為約 20 μ m到約100 μ m。在上述實施例中，為約20tm的步進間距，將使反射率圖譜的準確度 (accuracy)達到約20 μ m。下文中將提供一反射率掃描的實施例，請參照圖2。反射率掃描的進行也可采用其他的掃描方式以及不同的光源，值得注意的是，需要使用一具有相對較短波長的光源。一般而言，波長較短的光具有較大的反射率靈敏度，對于集成電路裸片上的元件密度，可提供更高的準確度。因此，具有較短或較長波長的其他光源可使用于最適合的特定應用程序。之后，在步驟104中，判定反射率掃描的結果。如下述解釋，晶片退火(anneal) 所使用的方法或技術取決于裸片所表現(xiàn)的變異類型。在一實施例中，反射率掃描可顯示出裸片所表現(xiàn)的溫度變異(temperature variation)類型是屬于系統(tǒng)變異(systematic variation) Φ ΚΡ ΙΙ/Ι^^ (random variation)。(systematic variation) M 致反射率掃描顯示一特定樣式，例如，同心環(huán)(concentric rings)；而隨機變異并沒有特定的樣式。隨機變異的例子包括跨越整個裸片的帶狀樣式，或是具有不同反射率的區(qū)域呈現(xiàn)隨機分布。在步驟106中，判定是否為系統(tǒng)變異(systematic variation)或毫米(mm)級規(guī)模的隨機變異(random variation) 0基于變異的類型不同，將決定所執(zhí)行的裸片上變異(on-die variation, 0DV)解決方案是采取快速熱退火(rapid thermal annealing, RTA)程序或毫秒退火(millisecond anneal,MSA)程序。一般而言，系統(tǒng)變異(systematic variation)通常呈現(xiàn)大于毫米(mm)級規(guī)模的空間變異，反之，隨機變異(random variation)則呈現(xiàn)毫米(mm)級或更小等級規(guī)模(如微米級，μ m)的空間變異。過去的研究已經發(fā)現(xiàn)，當裸片上變異(on-die variation)為毫米(mm)級規(guī)模的系統(tǒng)變異或隨機變異，則ODV解決方案采取快速熱退火(thermal annealing，RTA)程序是有效的。另一方面，對于次毫米(sub-mm)級規(guī)模(例如微米(ym)級規(guī)模)的隨機變異，ODV解決方案采取毫秒退火(millisecond anneal, MSA)程序將更加有效地降低裸片上變異(on-die variation)。因此，若變異為系統(tǒng)變異(systematic variation)或較大的隨機變異(random variation)，例如，為毫米(mm)級規(guī)模，則執(zhí)行步驟108，其中將采取快速熱退火(thermal annealing, RTA)程序的ODV解決方案，例如背面加熱(backside heating) RTA程序、雙面加熱(dual-side heating) RTA程序、擋熱護罩(heat shield) RTA程序及/或抗反射沉積 (anti-refection exposition，ARD) RTA程序。執(zhí)行步驟108之后，以及若在步驟106中判定沒有任何系統(tǒng)變異(systematic variation)并且沒有任何毫米(mm)級規(guī)模的隨機變異 (random variation)，接著進行步驟110，其中判定隨機變異(random variation)的裸片區(qū)域是否為次毫米(sub-mm)級規(guī)模(例如微米(ym)級規(guī)模)，或更小等級的規(guī)模。若在步驟110判定的隨機變異(random variation)為次毫米(sub-mm)級規(guī)模，則接著進行步驟112，其中將采取毫秒退火(millisecond anneal, MSA)程序的ODV解決方案，例如激光尖峰退火(laser-spike annealing, LSA)、使用抗反射沉積層(ARD layer)的閃光燈退火 (flash lamp annealing，F(xiàn)LA)，或其他類似的方法。圖2顯示一實施例進行的反射率掃描。密度圖(density map)202顯示集成電路裸片204的活性區(qū)域的密度，其中集成電路裸片204的尺寸為約2公分乘約2公分OcmX2cm)?；钚詤^(qū)域通常包括一基板摻雜區(qū)域。這些較密集的區(qū)域通常會展現(xiàn)出較高的反射率。例如，中心線反射率標繪圖(center-line reflectivity plot) 206和底線反射率標繪圖(bottom-line reflectivity plot) 214 顯示進行反射率掃描(reflectivity scan)所觀察到的反射率測定值，其中反射率掃描(reflectivity scan)的測定點尺寸約為3 μ m，與測定點到測定點的距離約為20 μ m，所使用的光源波長約為250 μ m至約750 μ m。中心線反射率標繪圖(center-line reflectivity plot) 206顯示沿著中心掃描線(center scan line) 208測量所得的反射率，并顯示出中心區(qū)域210具有比旁側區(qū)域 (side regions) 212低的反射率。一般而言，在一典型的正面RTA程序中，反射率越低，該區(qū)域將變得越熱。中心線反射率標繪圖(center-line reflectivity plot) 206也顯示該中心區(qū)域210前后一致，并未產生隨機變異(random variation)。底線反射率標繪圖(bottom-line reflectivity plot) 214顯示沿著底部掃描線(center scan line) 216測量所得的反射率，并顯示出沿著底部掃描線(center scan line)216的中心區(qū)域218具有比旁側區(qū)域(side regions) 220高的反射率。因此，預計沿著底部掃描線(center scan line) 216的旁側區(qū)域(side regions) 220可能具有比中心區(qū)域218高的溫度。如圖2所示，底部掃描線(center scan line) 216沿著中心區(qū)域具有一排較高密度的區(qū)域。反射率標繪圖(reflectivity plot)(圖2所顯示的兩個)可用于建立一熱擴散模型(heat diffusion model) 222。如熱擴散模型222所顯示，中心區(qū)域2 具有較低的反射率，因此具有較高的溫度。帶狀區(qū)域(band region) 2 具有較高的反射率，因而對應于較低的溫度。邊緣區(qū)域(border region) 2 對應于底線反射率標繪圖(bottom-line reflectivity plot)214 的旁側區(qū)域(side regions)220,其中旁側區(qū)域(side regions)220展現(xiàn)出大約與中心線反射率標繪圖(center-line reflectivity plot) 206 的中心區(qū)域210—樣高的反射率。如中心線反射率標繪圖(center-line reflectivity plot) 206所顯示，反射率的變異范圍從位于中心區(qū)域210的約0. 08到位于旁側區(qū)域(side regions)212 的約 0. 2，以及底線反射率標繪圖(bottom-line reflectivity plot)214 所顯示的反射率的變異范圍從位于中心區(qū)域218的約0. 23到位于旁側區(qū)域(side regions) 220的約0. 21。在一實施例中，當空間距離大于1毫米的反射率變異小于一些預定界限(predetermined limit)，例如約0. 05，則該反射率變異可判定為毫米(mm)級規(guī)模， 因此，圖2為系統(tǒng)變異(systematic variation)的代表實施例。相反，對于類似的實施例而言，如果空間距離小于1毫米，則反射率變異可判定為隨機變異(random variation)。其中預定界限可能是一數(shù)值，用以說明測量之間所產生的噪聲。在一實施例中，所使用的預定界限為約0. 05，因此少于0. 05的反射率變異將可忽略。應注意的是，旁側區(qū)域(side regions) 220本身包括大于0. 05的反射率變異，此反射率變異可能代表隨機變異(random variation) 0然而，由于中心區(qū)域中有相當大的面積且具有非常小的反射率變異，因此圖2所顯示的變異被認為是系統(tǒng)變異(systematic variation) 0如上所述，若一裸片同時具有系統(tǒng)變異(systematic variation)以及次毫米 (sub-mm)級規(guī)模的隨機變異(random variation)兩種，則可同時采取RTA程序及MSA程序的兩種解決方案。然而，在一實施例中，若隨機變異(random variation)的范圍小于裸片面積的約10%，則隨機變異(random variation)可能會被忽略，而只進行一上述與RTA程序相關的解決方案(請參照，例如圖1的步驟108)，由于RTA解決方案在毫米(mm)級范圍內特有的熱擴散現(xiàn)象持續(xù)較長的時間，因此也足以修正由隨機變異(random variation)的較小區(qū)域所引起的裸片上變異(on-die variation) 0根據另一實施例，圖3為混合隨機/系統(tǒng)反射率標繪圖(hybridrandom/ systematic reflectivity plot) 302，顯示一、混合隨機 / 系統(tǒng)變異(hybrid random/ systematic variation)，相對于系統(tǒng)變異(systematic variation)?；旌想S機 / 系統(tǒng)反射率標繪圖(hybrid random/systematic reflectivity plot) 302 中的裸片尺寸為約 1.7公分乘約2公分(1.7CmX2Cm)。從混合隨機/系統(tǒng)反射率標繪圖(hybrid random/ systematic reflectivity plot) 302可以看出，反射率變異的范圍為少于0. 1到0. 35。在本實施例中，在一些局部位置(local position)中，在空間距離小于毫米(mm)級規(guī)模的范圍內的反射率變化大于約0.05，而在另一些局部位置(local position)中，在空間距離大于毫米(mm)級規(guī)模的范圍內的反射率變化大于約0. 05。圖3顯示一混合隨機/系統(tǒng)變異(hybridrandom/systematic variation)的實施例。例如，圖 3 顯示局部位置(local pOSitiOn)304，其中局部位置(local position) 304包括大于約0. 05的反射率差異，這代表該變異為隨機變異(random variation)。然而，須注意的是，圖3中也存在具有系統(tǒng)變異 (systematic variation)的局部位置(local position)，例如掃描線上自約351位置到位置451的局部位置(local position)。在本實施例中，可以采取RTA程序的解決方案及采取MSA程序的解決方案，如上文所討論并請參照圖1。圖4-圖8顯示不同類型的退火程序，其可用于降低裸片上溫度變異(on-die temperature variation)，進而更均勻地加熱集成電路裸片及晶片，其中相似的參考標號對應于相似的元件。這些圖皆提及一熱源402，其中熱源402是依據在裸片上變異(on-die variation)的特征而改變。一般而言，對于毫米(mm)級規(guī)?；蚋叩燃壋叽缫?guī)模的隨機變異(random variation)或系統(tǒng)變異(systematic variation)，適合進行與RTA程序相關的ODV解決方案，例如背面加熱(backside heating) RTA程序、雙面加熱(背面與正面)RTA程序、使用抗反射沉積層(ARD layer)的正面加熱(front side heating) RTA程序、使用抗反射沉積層(ARD layer)的雙面加熱、使用抗反射沉積層(ARD layer)與擋熱護罩(heat shield)的雙面加熱RTA程序或類似的RTA程序。對于次毫米(sub-mm)級規(guī)模，例如次-100微米(sub-lOOym)級規(guī)模，的隨機變異(random variation)，則適合進行與毫秒退火(millisecond anneal, MSA)程序相關的ODV解決方案，例如激光尖峰退火(laser-spike annealing, LSA)程序或使用抗反射沉積層(ARD layer)的閃光燈退火 (flash lamp annealing, FLA)禾呈序。一般而言，使用RTA程序的熱擴散率(thermal diffusion rate)是在毫米(mm) 范圍內。因此，采用與RTA程序相關的解決方案，可降低或避免在約1毫米(mm)范圍內的與裸片上變異(on-die variation)相關的退火問題，其中RTA程序是使用一波長介于約 0.4μπι到約3μπι之間的寬能帶(broad band)熱源。然而，MSA程序的熱擴散率(thermal diffusion rate) 一般都在約100微米(ym)范圍內。因此，采用與MSA程序相關的解決方案，可降低或避免在次毫米(sub-mm)范圍內的與裸片上變異(on-die variation)相關的退火問題，但是對于解決1毫米(mm)范圍內的退火問題則相對不具成效。因此，在下文中所述的熱源402可意指RTA程序或類似的程序，端視裸片上變異(on-die variation)的類型而定。在一實施例中，激光尖峰退火(laser-spike annealing, LSA)程序的熱源可具有一波長約為10. 56 μ m，閃光燈退火(flash lamp annealing, FLA)程序的熱源可為一寬能帶(broad band)熱源，其波長范圍從約250nm到約750nm。請參照圖4，其顯示用于RTA解決方案的背面退火程序?；?04具有元件406形成于其上，圖中顯示該基板放置在退火腔體(annealing chamber) 408之中?；?04代表具有離子注入于其中的基板。需注意的是，元件406以方塊表示只是為了達到說明的目的， 用以顯示元件在基板上的相對密度。例如，圖4顯示，邊緣區(qū)域(edge regiOn)410的密度比位于邊緣區(qū)域(edgeregion)410之間的中間區(qū)域(middle region)412更為稠密。元件 406可代表晶體管、電阻、電容或類似的元件。仍需注意的是，相對密度可能會有所不同，以反映系統(tǒng)或隨機變異。此外，雖然圖中所顯示的基板404為單一的裸片，但其也可能為具有多個裸片的晶片。在圖4所顯示的實施例中，熱源402設置于基板404的背面，亦即熱源402與元件406分別位于基板404相對的兩側。以這種方式進行加熱是通過基板404和任何其他層狀構造，例如氮化硅層或類似的層狀構造?；?04得以更均勻散發(fā)熱能到元件406。雖然這種方法可以降低溫度變異，然而，由于通過基板散熱時所產生的輻射體效應(radiator effect)，局部溫度變異仍可能存在。圖5顯示一實施例，其中在進行退火程序之前，沉積抗反射沉積層(ARD layer) 514于元件406之上?？狗瓷涑练e層(ARD layer) 514作為散熱體(heat sink)和熱傳導層，以使來自熱源402的熱能的分散效果更佳。抗反射沉積層(ARD layer) 514也可降低在整個裸片表面的反射率變異。如上所述，在整個裸片的反射率變異導致裸片的不同區(qū)域產生溫度變異，其中低反射率的區(qū)域吸收較多的熱能而達到較高的溫度，高反射率的區(qū)域則吸收較少的熱能而保持相對低溫。由于抗反射沉積層(ARD layer) 514可用于降低反射率的變異，因此裸片的不同區(qū)域所反射的輻射能量大約相同，進而使裸片加熱更加均勻。在本實施例中，熱源402設置于基板404的正面。在一實施例中，抗反射沉積層 (ARD layer)514是由介電材料所形成，其中介電材料的熱吸收系數(shù)為約0. 1。例如，抗反射沉積層(ARD layer)514可由非結晶碳(amorphous carbon)材料形成，并利用化學氣相沉積法(chemical vapor deposition, CVD)形成，其中化學氣相沉積法使用以氦氣稀釋的乙炔在溫度約350°C下沉積非結晶碳(amorphous carbon)材料至厚度為約4，000埃 (人)。雖然最佳厚度可能取決于元件406的高度及熱吸收系數(shù)(k)，然而抗反射沉積層(ARD layer) 514的厚度應足以吸收輻射熱能，能夠降低或消除由元件的表面形貌(topography) 及反射所引起的溫度變異。在另一實施例中，抗反射沉積層(ARD layer) 514可由具有較高熱吸收系數(shù)的材料形成。此實施例類似于上文所討論的實施例，差別在于所使用的材料具有較高的熱吸收系數(shù)，例如，熱吸收系數(shù)約為0. 3。舉例而言，一材料，例如非結晶碳(amorphous carbon)可利用化學氣相沉積法(chemical vapor deposition, CVD)形成，其中化學氣相沉積法使用以氦氣稀釋的乙炔在溫度約400°C下沉積非結晶碳材料至厚度為約4，000埃(人)，以使非結晶碳材料的熱吸收系數(shù)達到約0.3。應了解的是，非結晶碳(amorphous carbon)層的熱吸收系數(shù)至少可部分地通過調整乙炔與氦氣的相對流速而進行調整。一般而言，乙炔的流速越慢，熱吸收系數(shù)越高。越高的熱吸收系數(shù)可達到越高的熱吸收量；調整抗反射沉積層(ARDlayer)的厚度和熱吸收系數(shù)，以確保輻射熱能被完全地或接近完全地吸收。如圖5所示的退火程序可能是，例如，對于毫米(mm)級規(guī)模的隨機變異(random variation)或系統(tǒng)變異(systematic variation)所進行的RTA程序，或者是對于次毫米 (sub-mm)級規(guī)模的隨機變異(random variation)所進行的激光尖峰退火(laser-spike annealing, LSA)程序或閃光燈退火(flash lamp annealing, FLA)程序。應注意的是，由于LSA程序使用較大波長的熱源，采取LSA程序進行退火的抗反射沉積層(ARD layer)不如采取RTA程序或FLA程序進行退火的抗反射沉積層(ARD layer)有利，其中RTA程序或 FLA程序使用的熱源具有相對較短的波長。由于LSA程序的熱源波長較長而易受與反射率相關的問題影響，因此，采取LSA程序進行退火的抗反射沉積層(ARD layer)提供較少的優(yōu)勢。隨后，可移除抗反射沉積層(ARD layer) 514并可進行后續(xù)處理?？墒褂?2/CF4灰化程序(ashing process)配合后續(xù)的硫酸-過氧化氫混合物(sulfuric acid-hydrogen peroxide mixture, SPM)濕式蝕刻程序移除抗反射沉積層(ARDlayer) 514。另外，可利用高溫(例如，大于150°C )硫酸-過氧化氫混合物(sulfuric acid-hydrogen peroxide mixture, SPM)濕式蝕刻程序移除抗反射沉積層(ARD layer) 514。后續(xù)處理可包括，例如，形成層間介電層(inter-layer dielectric，ILD)、接觸插塞(contact)、金屬層間介電層(inter-metal dielectric layer, IMD layer)、金屬化層 (metallization layer)(packaging)等等。圖6顯示退火程序的另一實施例。此實施例結合抗反射沉積層(ARDlayer) 514的使用以及熱源402位于基板404背面的設置。此實施例結合兩者的優(yōu)點，不僅通過基板404 加熱以降低由反射率變異所引起的溫度變異，并且利用抗反射沉積層(ARD layer)514作為散熱體(heat sink)以平均分散熱能，進而降低裸片不同區(qū)域之間的溫度變異。如圖6所示的退火程序可能是，例如，對于毫米(mm)級規(guī)模的隨機變異(random variation)或系統(tǒng)變異(systematic variation)所進行的 RTA 程序。圖7顯示退火程序的又一實施例。此實施例為上文所述圖5及圖6的實施例的結合，差別在于以正面熱源40 及背面熱源40 取代圖5及圖6中的熱源402。此實施例也采用上述的抗反射沉積層(ARD layer)514。正面熱源40 及背面熱源40 的使用使加熱更均勻并且降低溫度變異，特別是再結合抗反射沉積層(ARD layer) 514—起使用效果更佳。如圖7所示的退火程序可能是，例如，對于毫米(mm)級規(guī)模的隨機變異(random variation) 或系統(tǒng)變異(systematic variation)所進行的RTA程序。圖8顯示退火程序的又一實施例，此實施例類似于圖7所示的實施例，差別在于設置一熱惰性擋熱護罩(low thermal mass heat shield) 816于正面熱源40 及基板404 之間。在對稱的雙面加熱下，熱惰性擋熱護罩(low thermal mass heat shield)816及基板404建立一等溫空間位于其兩者之間。由于反射能量只局限在熱惰性擋熱護罩(low thermal mass heat shield)816及基板404之間的間隔中，因此將可降低或消除由元件406 的布局所引起的反射率變異。由于吸收能量的變異已降低或消除，基板加熱更加均勻。熱惰性擋熱護罩(low thermal mass heat shield)816可包括，例如，熱惰性(low thermal mass)碳化硅(SiC)基板，其厚度為約100 μ m至約500 μ m。如圖8所示的退火程序可能是，例如，對于毫米(mm)級規(guī)模的隨機變異(random variation)或系統(tǒng)變異(systematicvariation)所進行的CTA程序。隨后，可進行后段工藝(back-end-of-line)。例如，可形成層間介電層(inter-layer dielectric, ILD)、可形成接觸插塞(contact)通過層間介電層 (inter-layer dielectric, ILD)、可形成金屬層間介電層(inter-metal dielectric layer, IMD layer)及金屬化層(metallization layer)、可形成內連線結構(interconnect structure)、可形成封裝(packaging)及 / 或切割(singulating)等等。雖然本發(fā)明已以多個較佳實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作任意的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種半導體元件的制造方法，包括以下步驟提供一基板，其中該基板具有一些結構形成于該基板的一正面上，并且具有一抗反射沉積層位于所述一些結構上，該基板具有一些區(qū)域，其中有一些離子注入于所述一些區(qū)域中；以及對該基板進行退火程序，設置一第一熱源于該基板的一背面上。
2.根據權利要求1所述的半導體元件的制造方法，其中該退火程序還包括設置一第二熱源于該基板的正面上。
3.根據權利要求2所述的半導體元件的制造方法，還包括設置一擋熱護罩于該第二熱源與該基板之間。
4.根據權利要求1所述的半導體元件的制造方法，其中該退火程序包括一快速熱退火程序。
5.一種形成半導體元件的方法，該方法包括 對一裸片進行一反射率掃描；判定該裸片的反射率為一系統(tǒng)變異、一第一等級規(guī)模的隨機變異或一第二等級規(guī)模的隨機變異；若判定該裸片為該系統(tǒng)變異，則進行一第一退火程序；以及若判定該裸片為該第一等級規(guī)模的隨機變異，則進行一第二退火程序，其中該第一退火程序與該第二退火程序不同。
6.根據權利要求5所述的形成半導體元件的方法，還包括若判定該裸片為該第二等級規(guī)模的隨機變異，則進行一第一退火程序。
7.根據權利要求5所述的形成半導體元件的方法，其中進行該第一退火程序包括一快速熱退火程序，因此設置一熱源于該裸片的一背面上。
8.根據權利要求5所述的形成半導體元件的方法，還包括形成一抗反射沉積層位于該裸片的一正面上。
9.根據權利要求5所述的形成半導體元件的方法，其中進行該第二退火程序包括一毫秒退火程序。
10.根據權利要求5所述的形成半導體元件的方法，其中該第一等級規(guī)模為一次毫米級規(guī)模且該第二等級規(guī)模為一毫米級規(guī)模。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導體元件的制造方法及形成半導體元件的方法，半導體元件的制造方法在一些實施例中，進行背面退火程序，例如設置第一熱源于基材的背面。在其他實施例中，使用第一熱源結合一抗反射沉積層(ARD layer)設置于基材之上。在又一實施例中，除了第一熱源設置于基材的背面外，第二熱源設置于基材的正面。在一實施例中，擋熱護罩(heat shield)可設置于基材與第二熱源之間。在又一實施例中，使用單一熱源于基材的正面結合ARD層?？蛇M行反射率掃描，以判定進行何種退火程序(RTA、MSA或上述兩者)以調節(jié)熱變異的問題。本發(fā)明的實施例能夠降低裸片不同區(qū)域之間的溫度變異。
文檔編號H01L21/324GK102339750SQ201110139928
公開日2012年2月1日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權日2010年7月15日
發(fā)明者余德偉, 葉明熙, 蔡俊雄, 鐘漢邠, 陳冠宇 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司