改善激光退火熱分布的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種改善有源區(qū)退火熱分布的方法，包括：在芯片版圖的有源區(qū)圖層中定義出冗余圖形的填充區(qū)域和禁止填充區(qū)域，在填充區(qū)域中填充冗余圖形；在禁止填充區(qū)域中根據(jù)相鄰有源區(qū)間距的大小定義出有源區(qū)稀疏區(qū)域和有源區(qū)密集區(qū)域，其中有源區(qū)稀疏區(qū)域和有源區(qū)密集區(qū)域均包括有源區(qū)和圍繞所述有源區(qū)的淺溝槽隔離區(qū)；以及以尺寸小于冗余圖形的輔助圖形替換部分的所述有源區(qū)稀疏區(qū)域的淺溝槽隔離區(qū)的圖形以在對(duì)有源區(qū)退火時(shí)增加所述有源區(qū)稀疏區(qū)域的熱吸收。本發(fā)明改善有源區(qū)溫度分布的均勻性，從而提高器件的整體性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】改善激光退火熱分布的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種改善激光退火熱分布的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)今集成電路版圖設(shè)計(jì)過(guò)程中，冗余圖形填充被廣泛應(yīng)用于調(diào)節(jié)局部版圖密度，提高版圖密度的均勻性，改善在化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical Mechanical Polishing,CMP)后表面的平坦性，進(jìn)而提高產(chǎn)品的可靠性和良率。一般來(lái)說(shuō)，為避免負(fù)載效應(yīng)(loadingeffect)，冗余圖形不會(huì)插入在有源區(qū)附近。
[0003]如圖1所示，未插入冗余圖形2的區(qū)域包括有源區(qū)11和用于隔離相鄰有源區(qū)的淺溝槽隔離區(qū)12。而根據(jù)在版圖中的分布密度，有源區(qū)可以分為稀疏區(qū)域I和密集區(qū)域。在稀疏區(qū)域I中，相鄰有源區(qū)11的距離較遠(yuǎn)；在密集區(qū)域，相鄰有源區(qū)的距離較近。由于分布在有源區(qū)周?chē)?、起到隔離有源區(qū)作用的淺溝槽隔離區(qū)12的材料與有源區(qū)11不同(有源區(qū)材料一般為硅，淺溝槽隔離區(qū)材料一般為二氧化硅)，所以在進(jìn)行有源區(qū)源漏激活的激光退火工藝(laser anneal)作業(yè)時(shí)，有源區(qū)11和淺溝槽隔離區(qū)12對(duì)激光的吸收效率不一致。這就造成了對(duì)于稀疏區(qū)域I來(lái)說(shuō)，其中的有源區(qū)相互隔開(kāi)很遠(yuǎn)，而熱吸收效率又要高于淺溝槽隔離區(qū)，導(dǎo)致熱分布的離散性更大，有源區(qū)由此形成了熱孤島，因而稀疏區(qū)域的整體溫度會(huì)比密集區(qū)域的低，不利于器件的整體性能。
[0004]因此，需要提供一種改善激光退火熱分布的方法以增強(qiáng)器件的整體性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種改善有源區(qū)退火熱分布的方法。
[0006]為達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種改善有源區(qū)退火熱分布的方法，包括以下步驟:
[0008]S1:在芯片版圖的有源區(qū)圖形層中定義出冗余圖形的填充區(qū)域和禁止填充區(qū)域，在所述填充區(qū)域中填充冗余圖形；
[0009]S2:在所述禁止填充區(qū)域中根據(jù)相鄰有源區(qū)間距的大小定義出有源區(qū)稀疏區(qū)域和有源區(qū)密集區(qū)域，其中有源區(qū)稀疏區(qū)域和有源區(qū)密集區(qū)域均包括多個(gè)有源區(qū)和圍繞所述有源區(qū)的淺溝槽隔離區(qū)；以及
[0010]S3:以輔助圖形替換部分的所述有源區(qū)稀疏區(qū)域的淺溝槽隔離區(qū)的圖形以在對(duì)所述有源區(qū)退火時(shí)增加所述有源區(qū)稀疏區(qū)域的熱吸收；其中所述輔助圖形的尺寸小于所述冗余圖形。
[0011]優(yōu)選的，步驟S2中定義其中相鄰有源區(qū)間距大于等于I微米的為有源區(qū)稀疏區(qū)域，其中相鄰有源區(qū)間距小于I微米的為有源區(qū)密集區(qū)域。
[0012]優(yōu)選的，所述輔助圖形至所述稀疏有源區(qū)域中有源區(qū)的距離及所述輔助圖形之間的距離大于滿(mǎn)足工藝需求的最小間距。
[0013]優(yōu)選的，所述輔助圖形的寬度與所述有源區(qū)稀疏區(qū)域中各有源區(qū)的最小寬度一致。
[0014]優(yōu)選的，所述輔助圖形的材料與所述冗余圖形和所述有源區(qū)的材料相同，均為硅。
[0015]優(yōu)選的，所述輔助圖形的尺寸為一種或多種。
[0016]優(yōu)選的，所述冗余圖形的尺寸為一種或多種。
[0017]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所提出的改善有源區(qū)退火熱分布的方法通過(guò)在有源區(qū)稀疏區(qū)域中插入輔助圖形，能夠提高退火時(shí)有源區(qū)稀疏區(qū)域?qū)崃康奈招剩瓜∈鑵^(qū)域與密集區(qū)域的熱分布趨于一致，同時(shí)由于輔助圖形的尺寸小于冗余圖形，對(duì)負(fù)載效應(yīng)的影響也較小。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的芯片版圖有源區(qū)圖層的示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的芯片版圖有源區(qū)圖層的不意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的改善有源區(qū)退火熱分布的方法的流程圖；
[0021]圖4a和圖4b分別為采用現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的版圖在有源區(qū)退火熱分布的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說(shuō)明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0023]請(qǐng)參照?qǐng)D2和圖3，本發(fā)明的改善有源區(qū)退火熱分布的方法包括以下步驟:
[0024]S1:在芯片版圖的有源區(qū)圖形層中定義出冗余圖形的填充區(qū)域和禁止填充區(qū)域，在填充區(qū)域中填充冗余圖形。
[0025]在該步驟中，提供芯片版圖，通常芯片版圖包括多個(gè)圖形層，本發(fā)明針對(duì)的是有源區(qū)圖形層。通過(guò)邏輯運(yùn)算將版圖的有源區(qū)圖形曾劃分為冗余圖形的填充區(qū)域和冗余圖形的禁止填充區(qū)域。其中冗余圖形的禁止區(qū)域?yàn)椴豢芍萌肴哂鄨D形的區(qū)域，包括設(shè)計(jì)圖形區(qū)域、距離設(shè)計(jì)圖形一定距離內(nèi)的空白區(qū)域和其他特殊規(guī)定的區(qū)域。冗余圖形的填充區(qū)域?yàn)槌哂鄨D形的禁止區(qū)域以外的其他區(qū)域，此區(qū)域內(nèi)可置入冗余圖形。其中，設(shè)計(jì)圖形區(qū)域包括有源區(qū)和淺溝槽隔離區(qū)。之后，采取傳統(tǒng)的冗余圖形填充方法，如采用一種或多種固定尺寸的冗余圖形2根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)則在填充區(qū)域內(nèi)進(jìn)行填充。設(shè)計(jì)規(guī)則要求冗余圖形的填充不會(huì)影響到芯片的電學(xué)性能。
[0026]S2:在禁止填充區(qū)域中根據(jù)相鄰有源區(qū)間距的大小定義出有源區(qū)稀疏區(qū)域和有源區(qū)密集區(qū)域。
[0027]如上所述，由于設(shè)計(jì)圖形區(qū)域包括有源區(qū)和淺溝槽隔離區(qū)，因此禁止填充區(qū)域中同樣包括有源區(qū)和淺溝槽隔離區(qū)。而根據(jù)相鄰有源區(qū)間距的大小，也即是有源區(qū)的分布密度，可以在禁止填充區(qū)域中定義出有源區(qū)稀疏區(qū)域I和有源區(qū)密集區(qū)域(圖2中未示)。本實(shí)施例中，將其中相鄰有源區(qū)間距大于等于I微米的區(qū)域作為有源區(qū)稀疏區(qū)域，將其中相鄰有源區(qū)間距小于I微米的區(qū)域作為有源區(qū)密集區(qū)域。有源區(qū)稀疏區(qū)域和密集區(qū)域也都包括多個(gè)有源區(qū)11和淺溝槽隔離區(qū)12。
[0028]S3:以尺寸小于冗余圖形的輔助圖形替換部分的有源區(qū)稀疏區(qū)域中淺溝槽隔離區(qū)的圖形，以在對(duì)有源區(qū)退火時(shí)增加有源區(qū)稀疏區(qū)域的熱吸收。
[0029]該步驟中，對(duì)有源區(qū)稀疏區(qū)域I中的淺溝槽隔離區(qū)11的圖形進(jìn)行輔助圖形3、4的替換，即移除部分的淺溝槽隔離區(qū)11的圖形，重新填充輔助圖形。如圖2所示，這些輔助圖形填充在有源區(qū)附近，包括相鄰有源區(qū)之間以及有源區(qū)和冗余圖形禁止填充區(qū)域的邊界之間。輔助圖形的填充也應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)則進(jìn)行，而不能影響到芯片的電學(xué)性能，例如可包括輔助圖形至稀疏有源區(qū)域中有源區(qū)的距離要大于滿(mǎn)足工藝需求的最小間距、輔助圖形之間的距離也要大于滿(mǎn)足工藝需求的最小間距等。輔助圖形的尺寸應(yīng)當(dāng)小于冗余圖形，以避免產(chǎn)生負(fù)載效應(yīng)。此外，輔助圖形優(yōu)選為密集均勻分布，以保障有源區(qū)稀疏區(qū)域在退火時(shí)熱吸收的均勻性。有源區(qū)稀疏區(qū)域中的各個(gè)有源區(qū)的尺寸可能不盡相同，較佳的輔助圖形的寬度與各有源區(qū)的最小寬度一致，但整體尺寸可以統(tǒng)一的為一種，也可以為多種。例如圖2中，對(duì)于較窄的有源區(qū)附近的輔助圖形，其長(zhǎng)度較短；而對(duì)于較寬的有源區(qū)附近的輔助圖形，可以設(shè)計(jì)為工藝難度較低的細(xì)長(zhǎng)條狀。本實(shí)施例中，冗余圖形和輔助圖形所插入的都是有源區(qū)所在的有源區(qū)圖形層，較佳的輔助圖形的材料與冗余圖形和有源區(qū)的材料相同，在本實(shí)施例中均為硅。通過(guò)輔助圖形的插入，能夠顯著改善有源區(qū)源漏退火時(shí)的溫度分布，使有源區(qū)稀疏區(qū)域和有源區(qū)密集區(qū)域的熱分布區(qū)域一致。圖4a和圖4b分別為現(xiàn)有技術(shù)和利用本發(fā)明的方法后進(jìn)行源漏激光退火的熱量分布，圖中的縱坐標(biāo)為溫度值、橫坐標(biāo)為時(shí)間。采樣頻率為每分鐘5000次。如圖所示，現(xiàn)有技術(shù)中源漏激光退火作業(yè)期間硅片(包括有源區(qū)稀疏區(qū)域和有源區(qū)密集區(qū)域)實(shí)際溫度區(qū)間約在1180?1215攝氏度，而采用本發(fā)明方法后源漏激光退火作業(yè)期間硅片的實(shí)際溫度區(qū)間約在1195?1215攝氏度，可以發(fā)現(xiàn)溫度分布得以收斂，說(shuō)明有源區(qū)稀疏區(qū)域和密集區(qū)域的熱量離散性減小。
[0030]綜上所述，本發(fā)明所提出的改善有源區(qū)退火熱量分布的方法，通過(guò)在有源區(qū)稀疏區(qū)域中插入密集分布的輔助圖形，能夠提高源漏退火時(shí)有源區(qū)稀疏區(qū)域?qū)崃康奈招剩瓜∈鑵^(qū)域與密集區(qū)域的熱分布趨于一致，進(jìn)而改善同一硅片內(nèi)器件性能的不匹配、增加提高器件整體性能。同時(shí)由于輔助圖形的尺寸小于冗余圖形，對(duì)負(fù)載效應(yīng)的影響也較小。
[0031]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然所述諸多實(shí)施例僅為了便于說(shuō)明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動(dòng)與潤(rùn)飾，本發(fā)明所主張的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書(shū)所述為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種改善有源區(qū)退火熱分布的方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:在芯片版圖的有源區(qū)圖形層中定義出冗余圖形的填充區(qū)域和禁止填充區(qū)域，在所述填充區(qū)域中填充冗余圖形； 52:在所述禁止填充區(qū)域中根據(jù)相鄰有源區(qū)間距的大小定義出有源區(qū)稀疏區(qū)域和有源區(qū)密集區(qū)域，其中有源區(qū)稀疏區(qū)域和有源區(qū)密集區(qū)域均包括多個(gè)有源區(qū)和淺溝槽隔離區(qū)；以及 53:以輔助圖形替換部分的所述有源區(qū)稀疏區(qū)域中淺溝槽隔離區(qū)的圖形，以在對(duì)所述有源區(qū)退火時(shí)增加所述有源區(qū)稀疏區(qū)域的熱吸收；其中所述輔助圖形的尺寸小于所述冗余圖形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善有源區(qū)退火熱分布的方法，其特征在于，步驟S2中定義其中相鄰有源區(qū)間距大于等于I微米的為有源區(qū)稀疏區(qū)域，其中相鄰有源區(qū)間距小于I微米的為有源區(qū)密集區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善有源區(qū)退火熱分布的方法，其特征在于，所述輔助圖形至所述稀疏有源區(qū)域中有源區(qū)的距離及所述輔助圖形之間的距離大于滿(mǎn)足工藝需求的最小間距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善有源區(qū)退火熱分布的方法，其特征在于，所述輔助圖形的寬度與所述有源區(qū)稀疏區(qū)域中各有源區(qū)的最小寬度一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善有源區(qū)退火熱分布的方法，其特征在于，所述輔助圖形的材料與所述冗余圖形和所述有源區(qū)的材料相同，均為硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善有源區(qū)退火熱分布的方法，其特征在于，所述輔助圖形的尺寸為一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善有源區(qū)退火熱分布的方法，其特征在于，所述冗余圖形的尺寸為一種或多種。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104239612SQ201410428585
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】邱裕明, 肖天金, 曹堅(jiān) 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司