用于处理结构的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于处理结构的方法。
【背景技术】
[0002] 结构1从其后侧到其前侧包括载体基板4、绝缘层3和有用层2,有用层2具有自 由表面S。在用于处理从目前工艺水平已知并且在图1和图2中例示的这样的结构1的方 法中，结构1放置在包括气态形式6的化学物种（species)的气氛中，该化学物种6很可能 与有用层2发生化学反应，动力学随着有用层2的温度严格地增加。
[0003] 在处理方法期间，结构1保持在支承结构5 (或"卡盘"）上。结构支承5放置在反 应室9中。
[0004] 通常使用加热系统7 (例如，加热电阻器或静止的卤素灯）来对有用层2均匀地加 热。
[0005] 因此，注入到反应室9中的化学物种6与有用层2的自由表面S发生化学反应。化 学反应的类型取决于化学物种6的性质以及有用层2,然后可以采取通过刻蚀有用层2而减 薄的形式或者通过有用层2的外延生长而增厚的形式。
[0006] 然而，有用层2通常具有厚度的变化，并且用于蚀刻或者通过外延生长而增厚的 方法已知是不均匀的，甚至稍微更加增加了有用层2的厚度的变化。因此，在处理工艺之 后，保持了有用层2的厚度的变化。
[0007] 因此，这种处理方法的主要缺点在于，在减薄或增厚反应期间，保持并且甚至可以 增加有用层2的厚度的变化。
[0008] 结构1 (诸如绝缘体上半导体（SeOI)型结构）因此具有厚度的变化，结构1的频 谱分析揭示了具有从几纳米（像粗糙度）到结构1的尺寸（像不均匀性）改变的空间波长 的成分。一些技术（例如，还原气氛中的平滑退火）使得能够将空间波长厚度的变化减小 低于特定阈值（例如，2ym)。然而，在超出这种阈值的空间波长的范围上（例如，从2ym 到几厘米），减小有用层2的厚度的不均匀性仍然非常困难。
[0009] 具体地，在SeOI型结构1中，用于通过外延生长使半导体层增厚的方法或者用于 通过蚀刻使半导体层减薄的方法没有显著地减小半导体层的厚度在波长的广泛范围上的 变化。
[0010] 因此，本发明提供了用于处理结构1的方法，旨在减小有用层2的厚度的变化。
【发明内容】
[0011] 本发明旨在完全地或部分地弥补上述缺陷，并且涉及一种用于处理结构的方法， 所述结构从其后侧到其前侧包括载体基板、绝缘层和有用层，所述有用层具有自由表面，所 述结构放置在包含以气态形式的化学物种的气氛中，所述化学物种很可能与所述有用层发 生化学反应，动力学随着所述有用层的温度严格地增加；所述处理工艺的特征在于，由脉冲 激光束对所述有用层进行加热，所述光束至少部分地扫过所述有用层的所述自由表面，所 述光束的波长与中心波长相差小于15nm，优选地小于7nm，对于该波长，所述结构的估计的 反射率相对于所述绝缘层的灵敏度为零。
[0012] 所述结构的估计的反射率相对于层的灵敏度对应于所述反射率相对于所述层的 厚度的偏导数。
[0013] 进而通过所述结构的初步建模来获得所估计的反射率。
[0014] 激光脉冲使得能够在所述脉冲在所述有用层的自由表面的冲击点处产生加热。
[0015] 因此，由所述冲击点处的所述有用层达到的温度使得能够激活所述化学物种与所 述有用层的化学反应。该温度比所述有用层的材料的熔化温度低。
[0016] 对于与中心波长相差小于15nm、优选地小于7nm的波长的光束，本申请人已经发 现，对所述有用层的加热仅取决于这种层的厚度。
[0017] 换句话说，在通过激光束的扫过期间，对所述有用层的加热与所述绝缘层的厚度 的小变化基本上无关。绝缘层的厚度的"小变化"是指厚度加上或减去Inm的变化。
[0018] 激光脉冲的波长可以被选择为将所述有用层的更厚的区域比更薄的区域加热到 更高的温度。
[0019] 因此，由激光脉冲激活的、通过蚀刻而减薄的反应将在所述有用层的更厚的区域 中具有更大的动力学。
[0020] 类似地，激光脉冲的波长可以被选择为将所述有用层的更薄的区域加热到比更厚 的区域更高的温度。
[0021] 因此，通过外延生长而增厚的反应将在所述有用层的更薄的区域中具有更大的动 力学。
[0022] 因此，控制所述有用层的加热以及因此相对于厚度控制增厚或减薄反应的动力学 使得能够减小所述有用层的厚度的变化。
[0023] 根据一个实施方式，所述结构放置在包括所述化学物种的反应外壳中。
[0024] 根据一个实施方式，所述激光束脉冲的持续时间小于tv值，tv等于：tv= 12/D，D 是所述有用层中的热扩散系数，并且1对应于这样的阈值波长：超过该阈值波长，期望减小 所述层的厚度的变化。
[0025] 激光脉冲的"持续时间"是指发射光束的单位时间。
[0026] 对于比tv更小的脉冲持续时间，可能在激光脉冲在有用层上的冲击点的整个表 面上不会达到热平衡。当必须对具有比激光脉冲的冲击点的尺寸小的空间波长的有用层的 厚度的变化进行校正时，这是特别有利的。事实上，对于这些脉冲持续时间，冲击点在其整 个表面上不经历均匀的加热，尤其是冲击点的较薄的区域不会被加热到与冲击点的较厚的 区域相同的温度。
[0027] 根据一个实施方式，所述脉冲激光束具有小于IOOns的脉冲持续时间。
[0028] 根据一个实施方式，所述有用层是包括下列材料中的至少一种的半导体材料的 层：娃、锗、娃锗合金。
[0029] 根据一个实施方式，所述化学物种使得能够蚀刻所述有用层，并且所述脉冲激光 束的波长被选择为对应于所述结构的反射率相对于所述有用层的灵敏度的负值。
[0030] 因此，受到激光脉冲冲击的有用层的区域越厚，加热期间达到的温度就越高。因 此，有用层的区域越厚，蚀刻动力学就越重要。因此，能够在减小有用层的厚度的变化同时， 在有用层的整个表面上执行有用层的局部蚀刻。
[0031] 根据一个实施方式，所述化学物种包括HCl。
[0032] 因此，能够蚀刻包括诸如硅、锗或硅锗合金这样的半导体元素的有用层。
[0033] 根据一个实施方式，所述化学物种使得能够通过外延生长来增厚所述有用层，并 且所述脉冲激光束的波长被选择为对应于所述结构的反射率相对于所述有用层的灵敏度 的正值。
[0034] 因此，受到激光脉冲冲击的有用层的区域越薄，加热期间达到的温度就越高。
[0035] 因此，有用层的区域越薄，通过外延生长而增厚的动力学就越重要。因此，能够在 减小在有用层的厚度的变化同时，在有用层的整个表面上执行通过有用层的外延生长的增 厚。
[0036] 根据一个实施方式，所述化学物种包括下列物质中的至少一种：硅烷、二硅烷、三 硅烷、一氯硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷、四氯硅烷、锗烷、一氯锗烷、二氯锗烷、三氯锗烷、四氯 锗烷。
[0037] 根据一个实施方式，所述绝缘层包括二氧化硅。
[0038] 根据一个实施方式，所述绝缘层具有小于150nm、优选地小于50nm、更优选地小于 25nm的厚度。
[0039] 根据一个实施方式，所述有用层具有小于50nm、优选地小于25nm的厚度。
[0040] 根据一个实施方式，所述激光束在所述有用层的自由表面上的所述冲击点的表面 大于0. 1mm2,优选地大于10mm2。
[0041] 根据一个实施方式，所述脉冲激光束具有范围从100到1，500mJ/cm2的脉冲能量， 这样的能量范围使得能够获得与所述有用层的所述物种的化学反应相容的所述有用层的 加热。
[0042] 根据一个实施方式，所述脉冲激光束具有范围从IHz到IOkHz的脉冲重复频率。
[0043] 根据一个实施方式，所述有用层具有小于3nm、优选地小于2nm、甚至更优选地小 于Inm的厚度的变化。
【附图说明】
[0044] 其它特点和优点将通过参照附图作为非限制性的示例而给出、对根据本发明的用 于处理结构的方法的两个实施方式的下面的描述而显