一种具有能量补偿的激光退火装置及退火方法.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CN106158608A(43)申请公布日2016.11.23(21)申请号201510140856.3(22)申请日2015.03.27(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)发明人兰艳平宋春峰(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)B23K26/067(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种具有能量补偿的激光退火装置及退火方法(57)摘要本发明公开了一种具有能量补偿的激光退火装置，包括控制系统、载片台，红外激光器和脉冲激光器，所述红外激光器发出红外激光采用布儒斯特角对硅片进行预热，所述脉冲激光器发出脉冲激光，采用布儒斯特角对所述硅片进行退火；所述红外激光和所述脉冲激光二者能量可调可叠加。本发明还公开了一种激光退火方法。本发明提供的具有能量补偿的激光退火装置，采用布儒斯特角对硅片进行退火，温度驻留时间在微秒量级，驻留时间短，可降低离子热扩散；不需要对工件台预热，热预算较小，避免带来热应变，减小热应力变形，减小对套刻精度的影响。红外激光和脉冲激光二者能量可调可叠加，可以避免图案效应问题，简化了机械结构，节约成本。CN106158608ACN106158608A权利要求书1/2页1.一种具有能量补偿的激光退火装置，包括控制系统和载片台，其特征在于，包括红外激光器和脉冲激光器，所述红外激光器发出红外激光采用布儒斯特角对硅片进行预热，所述脉冲激光器发出脉冲激光采用布儒斯特角对所述硅片进行退火；所述红外激光和所述脉冲激光二者能量可调可叠加。2.如权利要求1所述的具有能量补偿的激光退火装置，其特征在于，所述红外激光器发出的红外激光是脉冲激光或者连续激光。3.如权利要求1所述的具有能量补偿的激光退火装置，其特征在于，所述具有能量补偿的激光退火装置还包括红外光学系统，用于对所述红外激光进行光学系统整形聚焦。4.如权利要求1所述的具有能量补偿的激光退火装置，其特征在于，所述具有能量补偿的激光退火装置还包括脉冲激光光学系统，用于对所述脉冲激光进行光学系统整形聚焦。5.如权利要求1所述的具有能量补偿的激光退火装置，其特征在于，所述控制系统包括同步控制系统、红外激光器控制系统、脉冲激光控制系统和载片台控制系统，所述同步控制系统依次给红外激光器控制系统、脉冲激光控制系统和载片台控制系统发射信号；所述载片台控制系统用于接收同步控制系统信号，控制所述载片台带动硅片移动，对所述硅片退火；所述红外激光控制系统用于接收同步控制系统信号，控制所述红外激光器发出红外激光；所述脉冲激光控制系统用于接收同步控制系统信号，控制所述脉冲激光器发出脉冲激光。6.如权利要求1所述的具有能量补偿的激光退火装置，其特征在于，所述具有能量补偿的激光退火装置还包括第一能量监控系统和第二能量监控系统，所述第一能量监控系统用于监测所述红外激光器的能量的稳定性，所述第二能量监控系统用于监测所述脉冲激光器的能量的稳定性。7.如权利要求6所述的具有能量补偿的激光退火装置，其特征在于，所述具有能量补偿的激光退火装置还包括第一分光镜和第二分光镜，所述第一分光镜用于将所述红外激光器发出红外激光分光至所述第一能量监控系统；所述第二分光镜用于将所述脉冲激光器发出脉冲激光分光至所述第二能量监控系统。8.如权利要求1所述的具有能量补偿的激光退火装置，其特征在于，在步进方向上，所述红外激光的光斑大于或者等于所述脉冲激光的光斑；在扫描方向上，所述红外激光的光斑与所述脉冲激光的光斑中心重合。9.采用如权利要求1至8任一项所述的具有能量补偿的激光退火装置的退火方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：所述红外激光器发出红外激光，以布儒斯特角入射到所述硅片面，对所述硅片预热；步骤二：所述脉冲激光器发出脉冲激光，以布儒斯特角入射到硅片面，所述载片台带动所述硅片扫描退火。10.如权利要求9所述的退火方法，其特征在于，所述步骤一包括对所述红外激光进行整形聚焦的步骤。2CN106158608A权利要求书2/2页11.如权利要求9所述的退火方法，其特征在于，所述步骤二包括对所述脉冲激光进行整形聚焦的步骤。12.如权利要求9所述的退火方法，其特征在于，所述步骤一中采用第一能量监控系统监测所述红外激光器的能量的稳定性。13.如权利要求9所述的退火方法，其特征在于，所述步骤二中采用第二能量监控系统监测所述脉冲激光器的能量的稳定性。14.如权利要求9所述的退火方法，其特征在于，在步进方向上，所述红外激光的光斑大于或者等于所述脉冲激光的光斑；在扫描方向上，所述红外激光的光斑与所述脉冲激