一种激光退火装置及其退火方法.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CN106158609A(43)申请公布日2016.11.23(21)申请号201510149021.4(22)申请日2015.03.31(71)申请人上海微电子装备有限公司地址201203上海市浦东新区张东路1525号(72)发明人王成才兰艳平徐建旭(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237代理人屈蘅李时云(51)Int.Cl.H01L21/268(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图8页(54)发明名称一种激光退火装置及其退火方法(57)摘要本发明公开了一种激光退火装置及其退火方法，该退火装置包括第一退火光路系统、第二退火光路系统和合束光路系统，第一退火光路系统包括可见激光光源、与可见激光光源对应的可见激光光路系统和第一能量监测单元；第二退火光路系统包括近红外激光光源、与近红外激光光源对应的近红外激光光路系统、第二能量监测单元和能量调节单元；近红外激光光路系统包括近红外激光光源位置调节单元；合束光路系统设于可见激光光路系统和近红外激光光路系统之后，工件台之前。本发明通过能量调节单元和近红外激光光源位置调节单元分别对两束退火光斑的相对尺寸和位置进行调整以控制退火的驻留时间和退火温度，达到硅片不同位置的退火需求，提高了系统的退火性能。CN106158609ACN106158609A权利要求书1/2页1.一种激光退火装置，其特征在于，包括第一退火光路系统、第二退火光路系统和合束光路系统，其中所述第一退火光路系统包括可见激光光源、与所述可见激光光源对应的可见激光光路系统和第一能量监测单元；所述第二退火光路系统包括近红外激光光源、与所述近红外激光光源对应的近红外激光光路系统、第二能量监测单元和能量调节单元；所述近红外激光光路系统包括近红外激光光源位置调节单元；所述合束光路系统设于所述可见激光光路系统和近红外激光光路系统之后，工件台之前。2.根据权利要求1所述的激光退火装置，其特征在于，所述可见激光光路系统包括依次排列的第一准直单元、第一扩束单元、第一匀光单元和前聚焦单元，所述第一能量监测单元设于所述可见激光光源和第一准直单元之间。3.根据权利要求2所述的激光退火装置，其特征在于，所述可见激光光路系统还包括第一快门单元，所述第一快门单元设于所述可见激光光源和第一能量监测单元之间。4.根据权利要求2所述的激光退火装置，其特征在于，所述可见激光光源设有两个，分别为第一可见激光光源和第二可见激光光源，所述可见激光光路系统还包括：可见激光合束光路系统，所述可见激光合束光路系统包括第一合束单元和第一反射单元，所述第一合束单元设于所述第一可见激光光源和第一快门单元之间，所述第二可见激光光源输出的可见激光通过所述第一反射单元进入第一合束单元，所述第一合束单元用于将所述第一可见激光光源和第二可见激光光源输出的可见激光合束之后进行输出。5.根据权利要求1所述的激光退火装置，其特征在于，所述近红外激光光路系统还包括依次排列的光纤接头单元、中继单元、第二扩束单元、第二准直单元、第二匀光单元和第二反射单元，所述光纤接头单元连接至所述近红外激光光源和近红外激光光源位置调节单元，所述第二能量监测单元和能量调节单元依次排列，且设于所述中继单元和第二扩束单元之间。6.根据权利要求5所述的激光退火装置，其特征在于，所述近红外激光光光路系统还包括第二快门单元，所述第二快门单元设于所述中继单元与所述第二能量监测单元之间。7.根据权利要求5所述的激光退火装置，其特征在于，所述光纤接头单元包括光纤头和固定所述光纤头的光纤接头架，所述光纤头连接到近红外激光光源，所述近红外激光光源位置调节单元为电动调整架，与光纤接头架连接，带动光纤头对近红外激光光源在X和Y方向、以及绕X和绕Y方向进行调整。8.根据权利要求1所述的激光退火装置，其特征在于，所述合束光路系统包括依次排列的第二合束单元和共用聚焦单元，以及用于探测所述工件台单元上的硅片在退火前和退火后反射率的反射率测量单元。9.根据权利要求1所述的激光退火装置，其特征在于，所述可见激光光源为脉冲激光，波长范围为355-577nm；所述近红外连续光源为连续激光，波长范围为795-980nm。10.根据权利要求1所述的激光退火装置，其特征在于，所述能量调节单元为可变光阑。11.根据权利要求1～10任一项所述的激光退火装置的退火方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：确定所述工件台上硅片不同位置的退火参数；S2：所述可见激光光源输出可见激光，并通过所述可见激光光路系统之后形成第一束2CN106158609A权利要求书2/2页退火光斑；同时所述近红外激光光源输出近红外激光，并通过所述近红外激光光路系统之后形成第二束退火光斑；所述第一束退火