Producthoogtepunt: Laserverwarming voor het gloeien van halfgeleiderwafels

Wafer-annealing is een cruciaal proces in de halfgeleiderproductie, waarbij dopantactivering, roosterherstel en de vorming van ultradiepe juncties (USJ's) betrokken zijn. Conventionele oven-annealing en snelle thermische verwerking (RTP) kampen met een hoog thermisch budget, slecht gecontroleerde dopantdiffusie en onvoldoende uniformiteit, waardoor ze ongeschikt zijn voor geavanceerde technologieknooppunten van 7 nm, 5 nm en verder – met name voor Gate-All-Around (GAA)-architecturen en 3D NAND-flashgeheugen. Lasergebaseerde wafer-annealing, met zijn kortstondige hoogenergetische bestraling, ruimtelijke precisie op micronniveau en minimale thermische diffusie, is uitgegroeid tot het kernproces van de volgende generatie om aan deze veeleisende productie-eisen te voldoen.

Kernprincipe van laserverwarming

De laserverwarmingskop van Wave Optics is voorzien van een gepatenteerd optisch ontwerp dat hoogenergetische, thermisch uniforme laserstralen levert voor nauwkeurige bestraling van waferoppervlakken. De groene laser heeft een uitstekende absorptie-afstemming met materialen op siliciumbasis (waaronder SiC), waardoor een zeer efficiënte thermische behandeling mogelijk is zonder de wafer te beschadigen. Dit bevordert de herkristallisatie van de door ionenimplantatie beschadigde laag en een efficiënte activering van de doteringsstof. Vervolgens maakt de hoge thermische geleidbaarheid van het substraat ultrasnelle koeling mogelijk, waardoor de roosterstructuur wordt gefixeerd en de diffusie van de doteringsstof wordt onderdrukt. Dit proces produceert met succes ultradunne juncties met zowel een hoge activeringsefficiëntie als een steil (abrupt) junctieprofiel.

Laserverhitting en -uitgloeiing zijn cruciaal voor het verbeteren van de opbrengst van waferverwerking.

1. Bundeluniformiteit: De energieuniformiteit van de vlakke bundelspot is hoger dan 95% (typisch), waardoor plaatselijke oververhitting of onvoldoende gloeiing wordt voorkomen.
2. Energiestabiliteit: De continue fluctuatie van de outputenergie is lager dan 2%, wat een uitstekende consistentie tussen wafers en batches garandeert.
3. Oppervlakteprecisie: Optische componenten hebben PV/RMS-waarden op nanometerschaal met goed gecontroleerde golffrontvervorming, waardoor schade door hotspots wordt voorkomen.
4. Scherptediepte en bundelvorming: Aanpasbare scherptediepte in combinatie met bundelintegratorhomogenisatie maakt full-field scanning van wafers met een grote diameter mogelijk.
5. Golflengte-afstemming: Geoptimaliseerd voor golflengtes met hoge absorptie van silicium en halfgeleiders van de derde generatie (bijv. SiC, GaN) om de energie-efficiëntie te maximaliseren.

Drie belangrijke voordelen ten opzichte van conventioneel gloeien

1. Uitstekende onderdrukking van de diffusie van doteringsmiddelen - De thermische blootstelling is beperkt tot het nanoseconde- tot millisecondebereik met vrijwel geen diffusie van doteringsmiddelen, een eigenschap die niet te bereiken is met gloeien in een oven of RTP.

2. Laag thermisch budget en minimale schade aan het apparaat - Alleen het waferoppervlak ondervindt tijdelijk hoge temperaturen, waardoor er geen thermische vervorming van het substraat of de apparaatstructuren optreedt en er geen degradatie van de interface plaatsvindt.

3. Nauwkeurige selectieve gebiedsgloeien - Instelbare bundelpunten op micronniveau ondersteunen gelokaliseerd gloeien voor 3D-integratie en heterogene geïntegreerde apparaten.

Toepassingsscenario's

Toepassingen omvatten source/drain-activering, kanaalreparatie en ohmische contact-annealing voor geavanceerde logica (GAA/CFET), DRAM/3D NAND, SiC/GaN-vermogenscomponenten, SOI en micro-/nanocomponenten. Laser-annealing levert gelijktijdige verbeteringen in opbrengst en apparaatprestaties.

Laserannealing verschuift de verwerking van wafers van globale (algemene) annealing naar nauwkeurige lokale annealing. De krachtige optische technologie ondersteunt de voortdurende schaalvergroting en prestatieverbeteringen van geavanceerde halfgeleiderknooppunten.

Productspecificatieblad