一种激光退火装置及其操作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103894734103894734A(43)申请公布日2014.07.02(21)申请号201210589265.0(22)申请日2012.12.31(71)申请人上海微电子装备有限公司地址201203上海市浦东新区张江高科技园区张东路1525号(72)发明人王成才鲁武旺兰艳平刘国淦(74)专利代理机构北京连和连知识产权代理有限公司11278代理人王光辉(51)Int.Cl.B23K26/064(2014.01)B23K26/08(2014.01)H01L21/26(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图4页附图4页(54)发明名称一种激光退火装置及其操作方法(57)摘要本发明提出一种激光退火装置，其特征在于，沿光路依次包括：激光器、准直系统、扩束系统、匀光系统、分光聚焦系统、步进单元、工件台单元、能量监测单元以及轮廓监测系统；其中，所述步进单元控制曝光光斑进行步进运动，所述工件台单元控制硅片进行扫描运动。本发明将工件台进行简化，工件台仅带动硅片进行扫描运动，而使最后的线性光斑（即分光聚焦系统）进行步进运动，从而可以降低工件台的结构设计复杂程度和成本；同时，由于分光聚焦系统在尺寸和空间大小上都远小于工件台，这样相应的导轨、电机以及冲击力和可靠性等都会有显著的简化，空间和成本得到显著的提高。本发明还公开了该激光退火装置的操作方法。CN103894734ACN1038947ACN103894734A权利要求书1/1页1.一种激光退火装置，其特征在于，沿光路依次包括：激光器、准直系统、扩束系统、匀光系统、分光聚焦系统、步进单元、工件台单元、能量监测单元以及轮廓监测系统；从激光器出射的激光，依次经过准直系统、扩束系统、匀光系统后，经分光聚焦系统入射到硅片上；小部分能量经分光后分别入射到能量监测单元和轮廓监测系统；其中，所述步进单元控制曝光光斑进行步进运动，所述工件台单元控制硅片进行扫描运动。2.根据权利要求1所述的激光退火装置，其特征在于所述步进单元控制分光聚焦系统进行步进运动。3.根据权利要求1所述的激光退火装置，其特征在于所述步进单元控制一扫描反射镜进行步进运动，所述扫描反射镜位于分光透镜和聚焦透镜之间。4.根据权利要求3所述的激光退火装置，其特征在于所述步进单元控制扫描反射镜进行扫描运动，所述工件台单元控制硅片进行步进运动。5.根据权利要求3所述的激光退火装置，其特征在于所述聚焦透镜为一平场透镜。6.如权利要求1-5之一所述的激光退火装置的操作方法，其特征在于包括如下步骤：1)工件台单元控制硅片运动到初始退火区域位置；2）开启激光退火设备，工件台单元带动硅片在一个方向做扫描运动；3）步进单元带动分光聚焦系统沿另一个方向步进到下一个退火区域；4）重复步骤2）。2CN103894734A说明书1/3页一种激光退火装置及其操作方法技术领域[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种激光退火装置及其操作方法。背景技术[0002]近年来，广泛开展了对形成于玻璃等绝缘基底上的半导体膜使用激光退火技术，目的是晶化或提高结晶度，相变的结果是把非晶态材料转化为多晶或单晶态，这样使得离子注入后，掺入的杂质与晶体中的原子有序的排列组合，即改善了材料的电学特性。[0003]对于激光退火技术的应用，经过光路最终成形到硅片面的线性光束或椭圆光斑大小一般在3X0.3mm左右，这就需要对硅片面进行扫描。传统的方法是在硅片承载面下安装有一个二维移动台（俗称工件台）带动硅片在短轴方向上扫描和在长轴方向上步进，从而达到整个硅片面退火的需求。[0004]发明内容[0005]本发明的目的在于克服现有技术中的不足，降低工件台的结构设计复杂程度和成本，改善激光退火装置的空间和成本。[0006]本发明提出一种激光退火装置，其特征在于，沿光路依次包括：激光器、准直系统、扩束系统、匀光系统、分光聚焦系统、步进单元、工件台单元、能量监测单元以及轮廓监测系统；从激光器出射的激光，依次经过准直系统、扩束系统、匀光系统后，经分光聚焦系统入射到硅片上；小部分能量经分光后分别入射到能量监测单元和轮廓监测系统；其中，所述步进单元控制曝光光斑进行步进运动，所述工件台单元控制硅片进行扫描运动。[0007]其中，所述步进单元控制分光聚焦系统进行步进运动。[0008]其中，所述步进单元控制一扫描反射镜进行步进运动，所述扫描反射镜位于分光透镜和聚焦透镜之间。[0009]其中，所述步进单元控制扫描反射镜进行扫描运动，所述工件台单元控制硅片进行步进运动。[0010]其中，所述聚焦透镜为一平场透镜。[0011]本发明还提出了该激光退火装置的操作方法，其特征在于包括如