專利名稱：避免激光退火邊界效應的激光退火方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及制造圖像感測器的方法，尤其涉及制造背面照明互補金屬氧化物半導體圖像感測器陣列的方法、使用激光光束激光退火具有多個裸片的晶片的方法、以具有多條掃描路徑、多個激光射擊的掃描模式中的激光光束激光退火背面照明圖像感測器的陣列的方法。
背景技術(shù)：
圖像感測器是由光敏像素(pixels)陣列組成，此光敏像素陣列被安排在感測器陣列區(qū)和周邊電路元件內(nèi)。感測陣列區(qū)的像素借由產(chǎn)生電荷對從目標景象入射在像素上的光作出反應。周邊電路元件接受并處理這些產(chǎn)生的電荷以顯示目標景象的圖像。圖像感測器可被制造在半導體基底上，借由使用互補金屬氧化物半導體(CMOS) 電路和制造技術(shù)。在互補金屬氧化物半導體圖像感測器中，每個像素由半導體基底上的一光電二極管和此光電二極管上的附加層所組成。這些附加層包括一層或多層介電質(zhì)層和金屬層以提供像素和周邊電路元件之間的相互連接。這些附加層形成在圖像感測器的那側(cè)被視為前側(cè)，而半導體基底的那側(cè)被視為背側(cè)。在前面照明(front-side illuminated,FSI) 圖像感測器中，從目標景象來的光入射在圖像感測器的前側(cè)。不過，前側(cè)上介電值層和金屬層的存在可能限制被光電二極管吸收的光量，造成靈敏度減少和性能降低。在背面照明 (BSI)圖像感測器中，光入射在背側(cè)以允許光子用更直接的路徑到達光電二極管。因此背面照明互補金屬氧化物半導體圖像感測器避免前側(cè)層對光路徑的阻礙以增加到達光電二極管的光子數(shù)量。為了改進背面照明互補金屬氧化物半導體圖像感測器的光敏度，通常半導體基底是薄的。除此之外，一層P+離子薄層可被注入在薄半導體基底的背側(cè)以增加轉(zhuǎn)換成電荷的光子數(shù)。一旦薄P+層被形成，將執(zhí)行激光退火的步驟以修復離子注入步驟造成的晶格缺陷并且活化注入的P+離子。通常激光退火的執(zhí)行是借由在晶片上以一掃描模式掃描激光光束，而此晶片包含一背面照明圖像感測器的陣列。激光退火的均勻度取決于激光光束投影在晶片上的能量均勻度。然而，通常激光光束整個束寬內(nèi)的能量并沒有均勻分布。舉例而言，激光光束的能量密度通常在光束邊界附近會減小。因此，假如感測器陣列區(qū)與激光掃描模式的邊界重疊，則感測器陣列區(qū)可能不會被均勻退火。這種邊界效應可能引入暗電流，此暗電流為感測器陣列區(qū)即使在完全沒有入射光的情況下所產(chǎn)生的電流。暗電流造成圖像上有水平和/或垂直條紋圖案。暗電流也對圖像感測器性能有不利影響，使得感測器陣列區(qū)更難檢測光。所以，有必要控制激光光束尺寸和激光退火的掃描模式以避免在圖像感測器的感測器陣列區(qū)內(nèi)發(fā)生邊界效應。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，依照本發(fā)明中一個或多個實施例，一種以激光光束對有多個裸片的晶片進行激光退火的方法被揭示。此裸片由可不與激光光束邊界重疊的一第一子區(qū)以及可與激光光束邊界重疊的一第二子區(qū)所組成。此方法包括接收此第一子區(qū)的長度、接收此第二子區(qū)的長度以及接收在一激光掃描模式的鄰近掃描路徑之間所希望的重疊。此方法借由此第一子區(qū)的長度、此第二子區(qū)的長度以及此希望的重疊決定激光光束的尺寸，使激光光束的尺寸為足夠大以覆蓋整數(shù)個第一子區(qū)而沒有部分覆蓋一額外的第一子區(qū)。此方法更進一步?jīng)Q定激光掃描模式以至于激光光束的邊界不會與遍及掃描模式的第一子區(qū)重疊。依照本公開中一個或多個實施例，一種以激光光束對背面照明圖像感測器的一陣列進行激光退火的方法被揭示。每個圖像感測器由一感測器陣列區(qū)以及一周邊電路所組成。激光光束以一掃描模式掃描圖像感測器，此掃描模式由一些掃描路徑組成。此方法包括借由感測器陣列區(qū)的長度以及周邊電路的長度決定激光光束的尺寸，使激光光束覆蓋整數(shù)個感測器陣列區(qū)，至少一直排激光光束在背面照明圖像感測器的陣列上。此方法也包括將激光光束校準在背面照明圖像感測器的陣列上，以至于激光光束的邊界不會與任何感測器陣列區(qū)重疊。此方法更進一步包括跟隨第一掃描路徑對背面照明圖像感測器的陣列進行激光退火，接著移動激光光束一距離，此距離為整數(shù)個背面照明圖像觀測器的長度。這種掃描與移動由所有掃描路徑重復運作直到背面照明圖像感測器的陣列被激光退火。依照本公開中一個或多個實施例，一種對背面照明圖像感測器的一陣列進行激光退火的方法被揭示。每個背面照明圖像感測器由一感測器陣列區(qū)和一周邊電路組成。激光光束以一掃描模式掃描背面照明圖像感測器，此掃描模式由一些激光射擊組成。此方法包括借由感測器陣列區(qū)的面積以及周邊電路的面積決定激光射擊的面積，使激光射擊覆蓋整數(shù)個感測器陣列區(qū)，至少一直排激光光束在背面照明圖像感測器的陣列上。此方法也包括在第一激光射擊下將激光光束校準在背面照明圖像感測器的陣列上，以至于激光射擊的邊界不會與任何感測器陣列區(qū)重疊。此方法更進一步包括借由背面照明圖像感測器的整數(shù)寬度或整數(shù)長度所相對應的寬度方向或長度方向來先后移動激光光束，以在隨后的激光射擊下對背面照明圖像感測器激光退火，直到背面照明圖像感測器的陣列皆被激光退火。本發(fā)明避免在圖像感測器的感測器陣列區(qū)內(nèi)發(fā)生對應激光掃描邊界效應的暗模式條紋圖案。本公開的這些和其他實施例將在下列詳細敘述以及下列圖示中被更全面地了解。


圖1所示為一背面照明圖像感測器的一像素100的剖面圖，根據(jù)本公開的一個或多個實施例所建構(gòu)。圖2所示為制造一背面照明圖像感測器的一像素的工藝流程圖，根據(jù)本公開的一個或多個實施例繪制。圖3所示為用來退火晶片的激光的一線掃描模式，根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例繪制。圖4所示為從一線掃描模式投影至晶片上的激光能量分布，在鄰近掃描線的束寬之間有50%重疊，根據(jù)本公開的一個或多個實施例繪制。圖5所示為在激光退火晶片時，避免激光掃描邊界落在圖像感測器的感測器陣列區(qū)內(nèi)，根據(jù)本公開的一個或多個實施例繪制。
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圖6所示為在圖5所示方法的第一示范應用中，用來激光退火圖像感射器晶片的一激光束寬以及一線掃描模式，在鄰近掃描線的束寬之間有50%重疊，根據(jù)本公開的一個或多個實施例繪制。圖7所示為在圖5所示方法的第二示范應用中，用來激光退火圖像感射器晶片的一激光束寬以及一線掃描模式，在鄰近掃描線的束寬之間沒有重疊，根據(jù)本公開的一個或多個實施例繪制。圖8所示為在圖5所示方法的第三示范應用中，用來激光退火圖像感射器晶片的一激光束寬以及一線掃描模式，在鄰近掃描線的束寬之間有多于50%的重疊，根據(jù)本公開的一個或多個實施例繪制。其中，附圖標記說明如下100 -、像素；
110 --P"硅基底；
112 -、感測器層；
114 -、介電質(zhì)層；
116 -、金屬化層；
118 -、娃晶片；
120 -、入射光；
122 --P+層；
124 -、抗反射層；
126 -、濾色鏡層；
142 -、激光束寬；
140、148、150、160、162146、152 晶片上面積；164、166、186 激光能量分布；170、178 晶片上的點；172、174、176、180、182、184 能量大小；X (214), Y1 (208), Y (210) 縱長；200 背面照明圖像感測器；202、232、234、M0、M2、M4 感測器陣列區(qū)；204 周邊電路；206 激光光束；212,230 相鄰掃描線束寬之間的重疊量；216,218 周邊電路外緣；220、222、224、2洸、236、238、246、248 激光掃描邊界。
具體實施例方式本公開的實施例以及實施例的優(yōu)點借由下列詳細敘述能更加了解。須了解的是， 類似的附圖標記被使用至識別一個或多個圖中所示的類似元件。本公開有關(guān)制造背面照明(BSI)互補金屬氧化物半導體圖像感測器陣列的方法，以避免暗模式條紋圖案，此暗模式條紋圖案與在激光退火期間圖像感測器陣列上的激光掃描邊界效應一致。據(jù)了解，本公開提供很多不同類型與實施例，并且特定實施例僅被提供為例子。除此之外，本公開的范圍將只被附加的權(quán)利要求定義。在圖示中，層與區(qū)的尺寸和相對大小可能為了清晰度而被夸大。要了解的是，當對于元件與元件或?qū)优c層之間的關(guān)系形容涉及“在...之上”、“連接至”或“耦合至”時，有可能是直接在另一元件或另一層之上、 直接連接或直接耦合至另一元件或另一層，也或?qū)⒃蛯硬迦搿ｊP(guān)于空間的用詞，例如“向下”、“在...下方”、“近底部的”、“在...上方”、“靠上
部的”和類似用詞，可能在這里被使用為簡化敘述一元件或特征對其他元件或特征如圖所示的關(guān)系。要了解的是，空間相關(guān)的用詞意圖涉及使用中或操作中裝置的不同方向，這些不同方向為圖中描繪方向以外的。舉例說明，假如翻轉(zhuǎn)圖中的裝置，原本被形容為在其他元件或特征“下方”或“往下”的元件將會被轉(zhuǎn)換方向為在其他元件或特征“上方”。因此，示范用詞“在...下方”可能包含上方和下方二種方向。除此之外，裝置可被旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)90度或其他方向)，而此處使用的空間相關(guān)用詞也可能以相對應的方式解釋。以下本發(fā)明的實施將配合相對應的圖示詳細地解釋。圖1所示為一背面照明圖像感測器的一像素100的剖面圖，根據(jù)本公開的一個或多個實施例所建構(gòu)。背面照明圖像感測器可由感測器陣列中的一像素陣列以及鄰近此感測器陣列的一周邊電路所組成，此周邊電路支持并連接感測器陣列的像素。背面照明圖像感測器的像素借由產(chǎn)生電荷以對光入射在感測器陣列背側(cè)的光子產(chǎn)生反應。這些電荷被周邊電路檢測并可被使用為驅(qū)動應用的顯示，例如數(shù)碼相機。像素100的制造從硅基底開始。硅基底輕微摻雜P型雜質(zhì)，利用如離子注入或擴散的工藝以形成ρ-硅基底110。或者基底可由鍺、其他基本半導體或復合半導體例如碳化硅、砷化鎵、砷化銦或磷化銦組成。在一個或多個實施例中，基底例如絕緣層上覆硅或合金半導體也可被提供。附加層和電路在ρ-硅基底110上形成以制造像素和像素至周邊電路的相互連接。這些附加層形成的那側(cè)被視為前側(cè)，而與前側(cè)相反的那側(cè)被稱為后側(cè)。舉例而言，在Ρ_硅基底110前側(cè)形成一感測器層112。此感測器層112包含感測入射光光子的圖像感測器。圖像感測器可為互補金屬氧化物半導體圖像感測器(CIS)、電荷耦合裝置(CCD)或其他類型的感測器。感測器層112可為一 N型耗盡區(qū)，利用如離子注入或擴散的工藝摻雜N型雜質(zhì)于P—硅基底110所形成。像素100包含在感測器層112上沉積與圖案化的附加層，例如介電質(zhì)層114、一層或多層金屬化層116和其他金屬化夾層介電質(zhì)層(inter-metallization dielectric layers)。金屬化層116將感測器層112的感測器連接至周邊電路以控制感測器并檢測感測器產(chǎn)生的電荷。金屬化層116可由鋁、銅、鎢、其他金屬或上述的組合物所組成。金屬化層116或介電質(zhì)層114的前側(cè)被結(jié)合至硅基底118。硅基底118可為載體晶片(carrier wafer)或處理晶片(handle wafer)以在隨后處理和薄化P_硅基底110時提供對像素100 的支撐。因為像素100的感測器層112感測從P_硅基底110背側(cè)表面入射的入射光120， P_硅基底110必須為足夠薄以至于入射光120的光子可到達感測器層112。感測器層112 的吸收光量由填充因數(shù)(fill factor)表示。背面照明圖像感測器相對于前面照明圖像感測器的一個優(yōu)點為背面照明圖像感測器由于較高填充因數(shù)而具有增加的靈敏度。這是因為光經(jīng)由背面照明感測器背側(cè)到感測器層112有更直接的路徑，借由避免前側(cè)上金屬化層 116和介電質(zhì)層114對光路徑的阻礙。不過，為了保持較高的填充因數(shù)，相較晶片基底的典型厚度，P—硅基底110需要相當程度地被薄化。舉例而言，P—硅基底110在薄化前的平常厚度為745微米(um)，在薄化之后，P_硅基底110的厚度可為1 4納米(nm)。P_硅基底 110的薄化可借由翻轉(zhuǎn)像素100并且研磨、拋光和/或化學蝕刻P_硅基底110的背側(cè)以減少P—硅基底110的寬度至想要的厚度。在薄化工藝的期間，硅晶片118對像素100提供支撐。當入射光120照射在Ρ_硅基底110的背側(cè)，一些電流產(chǎn)生在Ρ_硅基底110背側(cè)表面附近。表面電流的電子可被Ρ_硅基底Iio吸收因而無法到達感測器層112。這導致差的量子效率(QE)，量子效率為測量光子轉(zhuǎn)換成電荷的百分比率。因此，為了增加量子效率，薄 P+層122沉積在P—硅基底110的背側(cè)上。薄P+層122使薄P+層122和P—硅基底110之間產(chǎn)生電位差以增加可以到達感測器層112而不被Ρ_硅基底110吸收的電子數(shù)目。薄P+層 122可借由在P—硅基底110背側(cè)上注入硼離子而形成。薄P+層122典型的厚度為大約100 埃㈧到1微米(um)。一旦薄P+層122形成，將執(zhí)行一激光退火步驟以修復離子注入步驟造成的晶格缺陷并且活化注入的薄P+離子。激光退火被認為勝過傳統(tǒng)退火，因為傳統(tǒng)退火技術(shù)所需的高溫可能損壞像素的結(jié)構(gòu)。特別是高溫可造成金屬化層116融化。相對地，激光退火只在P+ 層122背側(cè)表面附近需要高溫，較前側(cè)距離較遠。此外，在激光退火中退火只從背側(cè)表面往下延伸相當小的1微米(um)深度，因此避免對前側(cè)金屬化層116造成任何損壞。在激光退火之后，抗反射層1 和可選用的濾色鏡1 被放置在像素的背側(cè)上。當圖像感測器為彩色圖像感測器時選用濾色鏡126，在彩色圖像感測器中感測器層112可對不同波長的光產(chǎn)生反應。圖2所示為制造一背面照明圖像感測器的一像素的工藝流程圖，根據(jù)本公開的一個或多個實施例。此工藝從步驟130開始，步驟130為準備一晶片，此晶片由P—硅基底、其他基本半導體、復合半導體、絕緣層上覆硅或合金半導體所組成。這個準備晶片的最初步驟在背面照明和前面照明感測器都常見。在步驟132，一 N型感測器層、一層或多層介電質(zhì)層和一層或多層金屬化層在Ρ_基底上形成。此外，一硅晶片被結(jié)合至像素的前側(cè)以在隨后的處理和薄化P—基底時提供像素支撐。在步驟134中，像素被翻轉(zhuǎn)且P—基底經(jīng)由研磨、拋光和/或化學蝕刻被薄化至1 4微米(um)的厚度。被薄化的P—基底允許更多光子從背側(cè)抵達感測器層，因而增加填充因數(shù)。為了增加量子效率，步驟136注入P型離子以在P—基底背側(cè)上制造厚度約100埃(A)到1微米(um)的薄P+層。薄P+層是薄P+層和P—基底之間產(chǎn)生電位差，此電位差允許更多在P—基底背側(cè)表面產(chǎn)生的電子抵達N型感測器層而不被 Ρ_硅基底吸收。最后，在步驟138，一激光退火工藝被執(zhí)行以修復步驟136中離子注入步驟造成的晶格缺陷，并且活化注入的P+離子。晶片的激光退火可使用一線掃描或一步進掃描模式。對線掃描模式而言，激光光束可從晶片底部開始以水平方向掃描過晶片，當激光光束抵達水平掃描終點時激光光束往上縱向移動，接著以相反水平方向掃描過晶片，再往上縱向移動，重復此模式直到整個晶片表面都被掃描過。對步進掃描模式而言，激光光束為具有一覆蓋面積的激光射擊形式，此覆蓋面積結(jié)合縱方向和水平方向。激光射擊可從晶片底部開始以水平方向步進掃描過晶片，接著縱向往上一步，以相反水平方向步進掃描過晶片，再縱向往上一步，重復此模式直到整個晶片表面都被掃描過。圖3所示為用來退火晶片的激光的一線掃描模式，根據(jù)本公開的一個或多個實施例。此激光光束的束寬為142。典型的束寬為27毫米(mm)。此線掃描路徑140表示激光束寬142的中心點掃描晶片的路徑。在線掃描路徑140中相鄰水平線之間的束寬重疊。相鄰線之間的重疊確保晶片的均勻退火并且均勻活化注入的P+離子。在一實施例中，相鄰線之間束寬重疊的量可為束寬142的50%，以至于激光光束可掃描二次任何指定的晶片表面面積。同樣地，對一步進掃描模式而言，相鄰激光射擊可重疊一些微米。晶片晶格退火的均勻度和離子活化的均勻度與從激光掃描投影至晶片的能量均勻度有關(guān)。投影在一特定面積的能量為二次掃描投影在此面積上激光光束能量的總和。但是，由于線掃描的激光束寬142內(nèi)或步進掃描的激光射擊內(nèi)的能量分布并不均勻，所以二次掃描總和的能量并不是均勻分布于全部晶片面積。舉例而言，線掃描中激光束寬142靠近外圍邊界的激光光束能量可能比較弱。因此，第一次掃描時被線掃描激光束寬142邊界掃描過且第二次掃描時被激光束寬142中心掃描過的晶片面積所接收的能量總和可能比二次掃描都被激光束寬142中心掃描過的面積的能量總和低。例如，晶片上第一面積146 所接收的投影能量總和來自第一掃描線148激光束寬142的中心以及第二掃描線150激光束寬142的邊界。另一方面，晶片上第二面積152所接收的投影能量總和來自激光光束內(nèi)的一位置，此位置為距離第一掃描線148激光光束中心1/4個束寬處與距離第二掃描線150 激光光束中心1/4個束寬處的交疊。因為從束寬142的中心到距離中心1/4個束寬范圍內(nèi)的能量分步可能是均勻的，但可能在邊界有較弱能量，因此第一面積146所接受的能量總和可能比第二面積152低。同樣地，在步進掃描激光射擊內(nèi)的能量分布中，靠近邊界的能量可能比激光射擊其他部分的能量低。因此，被激光射擊邊界步進掃描過的晶片面積所接收的能量可能比其他面積少。圖4所示為從一線掃描模式投影至晶片上的激光能量分布，在鄰近掃描線的束寬之間有50%重疊，根據(jù)本公開的一個或多個實施例。再一次，此激光光束具有束寬142。激光光束從左到右沿著掃描線160水平掃描，當激光光束抵達掃描線160的右邊緣時向上移動激光束寬142的50%的距離，接著從右到左沿著掃描線162水平掃描，當激光光束抵達掃描線162的左邊緣時向上移動激光束寬142的50%的距離，重復此模式直到整個晶片都被掃描過。圖形164表示掃描線160上激光束寬142內(nèi)的投影激光能量分布。同樣地，圖形 166表示掃描線162上激光束寬142內(nèi)的投影激光能量分布。投影激光能量在橫跨激光束寬142的大部分長度內(nèi)為相當平均地分布。盡管如此，靠近線掃描邊界的投影激光能量變得較弱。既然晶片上的面積被二相鄰掃描線掃描二次，投影激光能量的總和為二掃描線投影能量的結(jié)合。舉例而言，點170和包含點170的水平線上的所有點從掃描線160接收投影能量172以及從掃描線162接收投影能量174。點170的總投影能量為能量172和174的總和，并且被表示為能量176。同樣地，點178和包含點178的水平線上的所有點從掃描線 160接收投影能量180以及從掃描線162接收投影能量182。因為點178被掃描線160上激光束寬142的邊界掃描過，所以點178的投影能量180比點170的投射能量172低。因此點178結(jié)合能量180和182的總投影能量184比點170的能量176低。圖形186表示晶片上沿著縱軸188坐落的點的總投影能量。圖形186同時也表示沿著與縱軸188相交的水平線坐落的所有點的總投影能量。所以，由于激光束寬142內(nèi)投影激光能量164的不均勻分布，晶片上總投影能量186的分布也不是均勻的。尤其是掃描模式中靠近束寬142邊界的點所接收的能量比其他區(qū)域的點少。假如在圖像感測器的感測器陣列區(qū)內(nèi)有面積接收降低的投影能量，則可能導致暗電流的產(chǎn)生，此暗電流為即使在完全沒有入射光下所產(chǎn)生的電流。暗電流造成圖像中有水平和/或垂直條紋圖案，此暗模式條紋圖案與感測器陣列區(qū)中接收降低能量的面積一致， 此降低的能量是由于激光掃描邊界所致。暗電流也對圖像感測器性能有不利影響，使得感測器陣列區(qū)更難檢測光。因此，在激光退火期間控制線掃描或步進掃描模式以避免激光掃描邊界落在圖像感測器的感測器陣列內(nèi)是需要的。圖5所示為在激光退火晶片時，避免激光掃描邊界落在圖像感測器的感測器陣列區(qū)內(nèi)的方法，根據(jù)本公開的一個或多個實施例。晶片可由一圖像感測器的陣列所組成。每個圖像感測器具有一感測器陣列區(qū)與一周邊電路。此方法根據(jù)圖像感測器的尺寸和相鄰掃描線的束寬之間所希望的重疊量來決定激光束寬和線掃描模式。此方法同樣適用于步進掃描，借由根據(jù)圖像感測器的尺寸和相鄰激光射擊之間所希望的重疊量來決定激光射擊面積和步進掃描模式。結(jié)果為激光掃描邊界落在周邊電路之內(nèi)，而不在感測器陣列區(qū)之內(nèi)。因為當激光掃描邊界落在周邊電路內(nèi)時沒有暗電流產(chǎn)生，所以此方法能維持圖像感測器的性能。步驟190決定圖像感測器的長度、感測器陣列區(qū)的長度以及周邊電路垂直于掃描線方向的方向長度。對沿著圖像感測器水平長度的典型線掃描而言，步驟190決定圖像感測器的縱向長度、感測器陣列區(qū)的縱向長度以及周邊電路的縱向長度。對步進掃描而言，步驟190決定圖像感測器的縱向和水平長度、感測器陣列區(qū)的縱向和水平長度以及周邊電路的縱向和水平長度。步驟192決定線掃描中鄰近掃描線的束寬之間所希望的重疊量。所希望的重疊可能被表達為束寬的一固定百分比或束寬百分比的范圍?；蛘?，重疊可能被表達為一固定縱向長度或縱向長度的范圍。對步進掃描而言，步驟192可決定相鄰激光射擊之間縱向和水平方向所希望的重疊，分別相對應至縱向和水平方向的激光射擊步進。同樣地，所希望的重疊可被表達為激光射擊縱向和水平長度的固定百分比或百分比范圍?；蛘?，重疊可被表達為縱向和水平方向的固定長度或長度范圍。步驟194運用步驟190和192的信息以調(diào)整線掃描的激光束寬或步進掃描的激光射擊尺寸，使激光掃描邊界安排在周邊電路之內(nèi)。舉例而言，在線掃描中，激光束寬可能為所希望的重疊和圖像感測器縱向長度整數(shù)倍的總和。這允許激光光束在掃描線終點縱向移動的長度為圖像感測器縱向長度的整數(shù)倍，使得激光光束的邊界保持在周邊電路內(nèi)。同樣地，對步進掃描而言，激光射擊的水平長度和縱向長度可能分別為水平方向重疊和縱向重疊分別與圖像感測器水平長度整數(shù)倍和縱向長度整數(shù)倍的總和。激光光束的尺寸或激光射擊的尺寸必須能夠覆蓋整數(shù)個感測器陣列區(qū)而沒有覆蓋一額外感測器陣列區(qū)的部分，至少一直排激光光束或激光射擊與圖像感測器一致。一旦激光束寬的尺寸或激光射擊尺寸被調(diào)整，步驟196決定在圖像感射器陣列上的線掃描或步進掃描模式，以配置激光掃描邊界在周邊電路之內(nèi)，因而保持激光掃描邊界落在感測器陣列區(qū)之外。激光束寬調(diào)整的細節(jié)和掃描模式的決定將被更進一步解釋。最后，步驟198利用調(diào)整過的激光束寬和所選擇的掃描模式執(zhí)行激光退火。圖6所示為在圖5所示方法的第一示范應用中，用來激光退火圖像感射器晶片的一激光束寬以及一線掃描模式，在鄰近掃描線的束寬之間有50%重疊，根據(jù)本公開的一個或多個實施例。晶片由背面照明圖像感測器200的一陣列所組成。圖6只表示背面照明圖像感測器的一行。盡管如此，背面照明圖像感測器的陣列可擴展行(縱)方向和列(水平) 方向。此外，在圖6中每個背面照明圖像感測器200由被一周邊電路204環(huán)繞的一中心感測器陣列區(qū)202組成。但是圖5所示方法的實施例同樣應用至圖像感測器200內(nèi)感測器陣列區(qū)202和周邊電路204的其他安排。激光光束206被控制為沿著背面照明圖像感測器200 陣列的水平方向線掃瞄。感測器陣列區(qū)202的縱長Y1 (208)和圖像感測器200的縱長Y(210)被決定。從 ^(208)和W210)，周邊電路204的縱長為(Y-Y1)。相鄰掃描線束寬之間所希望的重疊量 212被設為束寬X(214)的50%。因此，對每一新掃描線而言，激光光束206向上移動束寬 X(214)的50%。同樣地，激光掃描邊界在縱向以束寬X(214)50%的距離間隔排列。因為圖像感測器被W210)以一定間隔分開，而且希望對每一掃描線而言激光掃描邊界位在周邊電路204內(nèi)，激光掃描邊界可能以Y(210)的整數(shù)倍間隔排列。因此，激光束寬Χ(214)和 Y(210)之間的關(guān)系可被表達為X = 2ηΥ [式 1]其中η為任何非零正整數(shù)。圖6所示為當η = 1的例子，所以激光束寬Χ(214)為圖像感測器200的縱長 Y(210)的二倍。激光掃描邊界以Y的間隔排列，或是Χ(214)的50%。因為激光掃描邊界被以圖像感測器200的縱長間隔排列，對每一新掃描線而言，激光掃描邊界可位在周邊電路204之內(nèi)。相鄰掃描線束寬之間的重疊量為束寬214的50%，如212所示。圖6所示為一線掃描模式，其中激光束寬Χ(214)的底部與第一周邊電路的一外緣216—致。當激光光束206向上移動X (214)的50%，激光光束206保持與激光束寬X (214)的底部和第二周邊電路的一外緣218之間相同的相對位置。因此，激光掃描邊界永遠落在周邊電路204之內(nèi)而沒有在感測器陣列202之內(nèi)。圖7所示為在圖5所示方法的第二示范應用中，用來激光退火圖像感射器晶片的一激光束寬以及一線掃描模式，在鄰近掃描線的束寬之間沒有重疊，根據(jù)本公開的一個或多個實施例。如前所述，感測器陣列區(qū)202的縱長Y1 (208)、圖像感測器200的縱長Υ(210) 以及周邊電路的縱長(Y-Y1)被決定。盡管如此，在圖7中，相鄰掃描線束寬之間沒有重疊。 就此點而論，激光光束206的頂端和底部定義激光掃描邊界。對落在周邊電路204內(nèi)的激光掃描邊界而言，激光束寬Χ(214)必須為足夠大以包含整數(shù)個感測器陣列區(qū)202。因此，激光束寬X 014)、Y1 Q08)以及Y (210)之間的關(guān)系可被表達為nY- (Y-Y1) < X [式 2]其中η為一非零正整數(shù)，η表示被包含在激光束寬Χ(214)之內(nèi)的感測器陣列區(qū) 202數(shù)目。舉η = 1為例，式2的成立只需要X為足夠大以大于一感測器陣列區(qū)202的縱長 Y1 (208)。圖7所示為當式2中η = 2的例子，所以激光光束X (214)包含二感測器陣列區(qū)
12202。圖7同時也表示一第一掃描線，其中激光束寬X(214)的底部和頂端分別沿著激光掃描邊界220和222對齊二相鄰感測器陣列區(qū)的外側(cè)。激光光束260接著為下一次掃描向上移動2Y的縱距離，且相鄰掃描線束寬之間沒有重疊。在移動之后，激光光束206保持與激光束寬X(214)和下二個感測器200的感測器陣列區(qū)202之間相同的相對位置。也就是激光束寬X(214)的底部和頂端還是分別沿著激光掃描邊界2M和2 對齊二相鄰感測器陣列區(qū)的外側(cè)。因此，激光掃描邊界永遠落在周邊電路204之內(nèi)。圖8所示為在圖5所示方法的第三示范應用中，用來激光退火圖像感射器晶片的一激光束寬以及一線掃描模式，在鄰近掃描線的束寬之間有多于50%的重疊，根據(jù)本公開的一個或多個實施例。如前所述，感測器陣列區(qū)202的縱長Y1 (208)、圖像感測器200的縱長 Y(210)以及周邊電路的縱長(Y-Y1)被決定。相鄰掃描線束寬之間所希望的重疊量230比束寬X(214)的50%大。因此，對每一新掃描線，激光光束206向上移動少于束寬X(214)50% 的距離。通常激光光束206移動整數(shù)倍個圖像感測器200的縱長Y(210)以保持與激光束寬X(214)和感測器陣列區(qū)(202)之間的相對位置。對落在周邊電路Q04)內(nèi)的激光掃描邊界而言，激光束寬X(214)必須為足夠大以包含整數(shù)個感測器陣列區(qū)002)，但不能過大以至于包含部分額外感測器陣列區(qū)002)。因此，激光束寬X014)、Y1 (208)以及W210)之間的關(guān)系可被表達為X < nY+ (Y-Y1) [式 3]其中η為一非零正整數(shù)，η表示被包含在激光束寬Χ(214)之內(nèi)的感測器陣列區(qū) 202數(shù)目。圖8所示為當式3中η = 2的例子，所以激光束寬X 014)為足夠大以包含二感測器陣列區(qū)002)，但不能過大以至于包含部分第三感測器陣列區(qū)002)。圖8同樣表示一第一掃描線，其中激光束寬X (214)的底部和頂端分別沿著掃描邊界236和238對齊感測器陣列232和234的外側(cè)。此第一掃描線的激光束寬Χ(214)包含感測器陣列240和Μ2。對下一條掃描線，激光光束206接著向上移動Y (210)以達到重疊230，重疊230比相鄰掃描線束寬之間的50%多。在移動之后，激光束寬Χ(214)的底部和頂端分別沿著激光掃描邊界246 和248對齊感測器陣列240和Μ4的外側(cè)。此第二掃描線的激光束寬Χ(214)包含感測器陣列242和234。因此，激光掃描邊界永遠落在周邊電路204之內(nèi)。雖然本公開的實施例已被敘述，但是這些實施例并不限制本公開。須了解的是，本公開的實施例不應被限制在這些實施例中，且眾多的修改和變化可被本領域普通技術(shù)人員執(zhí)行，并與本公開的原則一致以及不違背如以下所請求有關(guān)本公開的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種使用激光光束激光退火具有多個裸片的晶片的方法，包括接收上述裸片其中之一的第一子區(qū)的第一長度，其中此第一子區(qū)不允許與此激光光束的邊界重疊；接收上述裸片其中之一的第二子區(qū)的第二長度，其中此第二子區(qū)允許與此激光光束的此邊界重疊；接收掃描模式中鄰近掃描路徑之間的希望重疊；從此第一長度、此第二長度以及此希望重疊決定此激光光束的尺寸，使此激光光束的此尺寸為足夠大以覆蓋整數(shù)個此第一子區(qū)，而不會部分覆蓋一額外第一子區(qū)；以及決定此激光光束的掃描模式，使此決定尺寸的此激光光束的此邊界在此掃描模式下不會與此第一子區(qū)重疊。
2.如權(quán)利要求1所述的使用激光光束激光退火具有多個裸片的晶片的方法，其中此掃描模式為具有多個掃描線的線掃描，此激光光束的此尺寸為此激光光束的束寬，此掃描路徑為上述掃描線，以及此希望重疊為此線掃描中相鄰掃描線之間此激光光束的此束寬的重疊，其中此激光光束的此束寬為此希望重疊和一整數(shù)倍數(shù)的總和，此整數(shù)倍數(shù)為此第一長度加上此第二長度的總長的整數(shù)倍，且其中在此多條掃描線其中每一掃描線的終點，此激光光束的此束寬被移動一數(shù)量，此數(shù)量等于此激光光束的此束寬減去此線掃瞄相鄰掃描線之間此激光光束的此束寬的重疊量。
3.如權(quán)利要求2所述的使用激光光束激光退火具有多個裸片的晶片的方法，其中若此希望重疊為此激光光束的此束寬的50%，則此激光光束的此束寬為此第一長度和此第二長度總和整數(shù)倍的兩倍，其中所述的決定此掃描模式包括安置此激光光束使此多條掃描線的此激光光束的此邊界只與此第二子區(qū)重疊；以及在此多條掃描線其中每一掃描線的終點，移動此激光光束一數(shù)量，此數(shù)量等于此激光光束的此束寬的50%。
4.如權(quán)利要求2所述的使用激光光束激光退火具有多個裸片的晶片的方法，其中此激光光束的此束寬比最小長度大且比最大長度小，其中此最小長度從接收此第一長度加上此第二長度的總和的第一整數(shù)倍以產(chǎn)生倍數(shù)結(jié)果，并且將此倍數(shù)結(jié)果減去此第二長度而取得，且其中此最大長度為此倍數(shù)結(jié)果和此第二長度的總和，以及其中所述的決定此掃描模式包括安置此激光光束使此多條掃描線的此激光光束的此邊界只與此第二子區(qū)重疊；以及在此多條掃描線其中每一掃描線的終點，移動此激光光束一移動數(shù)量，此移動數(shù)量等于此第一長度加上此第二長度的總和的第二整數(shù)倍，其中此第二整數(shù)倍不比此第一整數(shù)倍大，且此希望重疊為此激光光束的此束寬和此移動數(shù)量之間的差。
5.如權(quán)利要求1所述的使用激光光束激光退火具有多個裸片的晶片的方法，其中此掃描模式為具有多個激光射擊的步進掃描，此激光光束的此尺寸為包括此激光射擊的寬度和長度的面積，此掃描路徑為此激光射擊，而且此希望重疊包括此重疊的寬度以及此重疊的長度，此重疊的寬度等于相鄰激光射擊在寬度方向之間此面積的重疊，而此重疊的長度等于相鄰激光射擊在長度方向之間此面積的重疊，且其中此第一長度和此第二長度位在此長度方向，且此方法更進一步包括接收在裸片其中之一的此第一子區(qū)的第一寬度，其中此第一寬度位在此寬度方向；以及接收在裸片其中之一的此第二子區(qū)的第二寬度，其中此第二寬度位在此寬度方向。
6.如權(quán)利要求5所述的使用激光光束激光退火具有多個裸片的晶片的方法，其中此激光射擊的寬度為此重疊量的此寬度與此第一寬度加上此第二寬度的總和的整數(shù)倍的總和， 其中此激光射擊的此長度為此重疊量的此長度和此第一長度加上此第二長度的總和的整數(shù)倍的總和。
7.如權(quán)利要求5所述的使用激光光束激光退火具有多個裸片的晶片的方法，其中此激光射擊的此寬度比最小寬度大且比最大寬度小，此最小寬度從接收此第一寬度加上此第二寬度的總和的第一整數(shù)倍以產(chǎn)生倍數(shù)結(jié)果，并且將此倍數(shù)結(jié)果減去此第二寬度而取得，且此最大寬度為此倍數(shù)結(jié)果和此第二長度的總和，其中此激光射擊的此長度比最小長度大且比最大長度小，此最小長度從接收此第一長度加上此第二長度的總和的第一整數(shù)倍以產(chǎn)生倍數(shù)結(jié)果，并且將此倍數(shù)結(jié)果減去此第二長度而取得，且此最大長度為此倍數(shù)結(jié)果和此第二長度的總和。
8.如權(quán)利要求7所述的使用激光光束激光退火具有多個裸片的晶片的方法，其中所述的決定此掃描模式包括安置此激光射擊使此激光射擊的此邊界只與此第二子區(qū)重疊；在此寬度方向移動此激光射擊一移動數(shù)量，此移動數(shù)量等于此第一寬度加上此第二寬度的總和的第二整數(shù)倍，其中此第二整數(shù)倍不比此第一整數(shù)倍大，且此重疊量的此寬度為此激光射擊的此寬度和此移動數(shù)量之間的差；以及在此長度方向移動此激光射擊一移動數(shù)量，此移動數(shù)量等于此第一長度加上此第二長度的總和的第二整數(shù)倍，其中此第二整數(shù)倍不比此第一整數(shù)倍大，且此重疊量的此長度為此激光射擊的此長度和此移動數(shù)量之間的差。
9.一種以具有多條掃描路徑的掃描模式中的激光光束激光退火背面照明圖像感測器的陣列的方法，此背面照明圖像感測器具有感測器陣列區(qū)和周邊電路，此方法包括從此感測區(qū)陣列區(qū)的長度和此周邊電路的長度決定此激光光束的尺寸，使此激光光束覆蓋整數(shù)個此感測器陣列區(qū)，至少一直排的此激光光束在背面照明圖像感測器的此陣列上；對齊此激光光束在背面照明圖像感測器的此陣列上，使此激光光束的邊界不與任何感測器陣列區(qū)重疊；沿著第一掃描路徑激光退火背面照明圖像感測器的此陣列；移動此激光光束一距離，此距離為背面照明圖像感測器其中之一的此陣列的長度的整數(shù)倍；以及重復所述的激光退火背面照明圖像感測器的此陣列以及所述的移動此激光光束，直到背面照明圖像感測器的此陣列被激光退火。
10.一種以具有多個激光射擊的掃描模式中的激光光束激光退火背面照明圖像感測器的陣列的方法，此背面照明圖像感測器具有感測器陣列區(qū)和周邊電路，此方法包括從此感測區(qū)陣列區(qū)的面積和此周邊電路的面積決定激光射擊的面積，使此激光射擊覆蓋整數(shù)個此感測器陣列區(qū)，至少一直排的此激光光束在背面照明圖像感測器的此陣列上；在第一激光射擊中對齊此激光光束在背面照明圖像感測器的此陣列上，使此激光射擊的邊界不與任何感測器陣列區(qū)重疊；以及激光退火背面感光圖像感測器的此陣列，在隨后的一個或多個激光射擊中，在寬度方向中先后移動此激光光束一距離，此距離為一背面照明圖像感測器的寬度的整數(shù)倍，和在長度方向中先后移動此激光光束一距離，此距離為一背面照明圖像感測器的長度的整數(shù)倍，直到背面照明圖像感測器的此陣列被激光退火。
全文摘要
本發(fā)明包括使用激光光束激光退火具有多裸片的晶片的方法、以具有多掃描路徑、激光射擊的掃描模式中的激光光束激光退火背面照明圖像感測器的陣列的方法。每個互補金屬氧化物半導體圖像感測器具有感測器陣列區(qū)和周邊電路。此方法借由感測器陣列區(qū)長度和周邊電路長度決定激光光束的尺寸，使激光光束覆蓋整數(shù)個感測器陣列區(qū)，至少一直排激光光束在背面照明圖像感測器的陣列上。進一步?jīng)Q定掃描模式，使激光光束的邊界在激光退火期間不會與感測器陣列區(qū)重疊只與周邊電路重疊。當制造背面照明互補金屬氧化物半導體圖像感測器時決定激光光束尺寸和激光退火掃描模式的方法以避免在圖像感測器的感測器陣列區(qū)內(nèi)發(fā)生對應激光掃描邊界效應的暗模式條紋圖案。
文檔編號H01L27/146GK102237274SQ20101053039
公開日2011年11月9日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者杜友倫, 王從建, 王俊智, 許凱鈞, 許慈軒 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司