【摘要】 本发明公开了属于半导体制造设备范围的一种用于半导体激光退火设备及退火工艺。该激光退火设备，由准分子激光源，激光光束的扩束、匀束、边沿处理等的光路，二维精确移动平台，预加热控温片台，以及整机自动控制系统构成。其中退火激光源采用先进的大功率准分子脉冲激光。激光器出射激光经扩束、整形、匀束、边沿处理后，经过镜面系统反射，最终照射到待退火晶圆片表面的退火场。本发明对预加热和逐场步进技术要求实行优化，实现更加容易。由于采用逐场步进式退火，带来更加均匀的场内、场间退火效果。能够方便地对光束处理系统和精确移动机构进行冷却保温，有利于提高退火光束质量和退火效果的重复性、均匀性。 【专利类型】发明授权 【申请人】清华大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】100084 北京市100084-82信箱 【申请人地区】中国 【申请人城市】北京市 【申请人区县】海淀区 【申请号】CN200810241107.X 【申请日】2008-12-30 【申请年份】2008 【公开公告号】CN101459057B 【公开公告日】2010-08-11 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN101459057B 【授权公告日】2010-08-11 【授权公告年份】2010.0 【IPC分类号】H01L21/00 【发明人】严利人; 周卫; 刘朋; 刘志弘; 窦维治 【主权项内容】一种用于半导体制造的激光退火设备，其特征在于，所述激光退火设备以准分子激光器提供准分子脉冲激光源，包括具有激光光束的扩束、匀束、边沿处理的光路，二维精确移动平台，预加热控温片台，以及整机自动控制系统构成能实现超浅结半导体激光退火设备；所述准分子脉冲激光源的单脉冲能量为500mJ～1.5J，波长位于193nm～308nm区间，脉宽在几十纳秒量级，重复频率10～1000Hz；或选用重复频率为10kHz～50kHz的脉冲激光器；所述准分子激光器出射激光经扩束、整形后，束斑面积扩至0.2cm×0.2cm～3.5cm×3.5cm；经过匀束后，有效退火束斑内的光强均匀性得到提升，至不均匀度≤5％；又由边沿处理系统，将束斑边缘不均匀的部分控制在10μm以内；在实际退火时，束斑面积视具体产品芯片的面积可调，光束边缘不均匀的部分，是落在划片槽之内的，因此不影响正式电路元器件的退火效果；所述预加热控温片台，从背面对放置于片台之上晶圆片实施均匀加热，控温范围为300～600℃；加热部分通过隔热材料与片台的其余部分实施热隔离；在晶圆片上方配置隔离罩，隔离罩内部可以抽真空或通入工艺气体；在隔离罩顶部是对准分子激光透明的窗，允许退火激光透过并辐照晶圆片上的某个退火场；片台可带动晶圆片做适度旋转，以补偿晶圆片初始放置位置相对于激光束运动方向的旋转偏差；所述二维精确移动平台上安装X、Y镜面，激光束入射到X、Y镜面上，X、Y镜面随二维精确移动平台运动，因而实现光束在晶圆片表面的选区退火；所述整机自动控制系统，控制激光器开放/切断快门的动作，以及二维平台在退火阶段的移动，需要取得对激光触发脉冲的同步；而加热控温则是连续性的，无需同步；该整机自动控制系统协调激光器，光束处理系统，片台，二维精确移动平台各自的动作状态，使得整机协同工作，共同完成超浅结激光退火的工艺过程。 【当前权利人】清华大学 【当前专利权人地址】北京市100084-82信箱 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】12100000400000624D 【被引证次数】2 【被他引次数】2.0 【家族被引证次数】24
