[發明專利]激光退火裝置及其退火方法

有效

• 申請號: 201710074444.3
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN108406088B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 羅聞;周暢;徐建旭
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: H01L21/268
• 分類號: H01L21/268;H01L21/324;B23K26/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

1.一種激光退火裝置，其特征在于，包括：

載片臺，用于承載待退火工件；

激光光源系統，設置于所述載片臺上方，包括預熱激光光源系統和退火激光光源系統，用于先后輸出預熱激光光束和退火激光光束至所述待退火工件表面，其中，所述預熱激光光束和退火激光光束分別入射到所述待退火工件表面形成的光斑的各自焦面的重疊部分稱為公共焦面；

激光調節系統，分別與所述預熱激光光源系統和退火激光光源系統連接，用于對所述預熱激光光束和退火激光光束的入射角度和形成的光斑進行調整；

測量系統，設置于所述載片臺上方，至少用于對所述待退火工件進行姿態測量以及分別對所述預熱激光光束和退火激光光束在所述待退火工件表面的反射率、形成的光斑的焦面進行測量；

載片臺移動系統，連接所述載片臺，用于調整所述載片臺以調整所述待退火工件的姿態，使所述待退火工件表面相對所述預熱激光光束和退火激光光束形成的光斑移動，以補償所述激光調節系統的調節，確保所述待退火工件的退火面始終保持在所述預熱激光光束和退火激光光束的公共焦面內；

中央控制系統，分別與所述激光光源系統、激光調節系統、測量系統以及載片臺移動系統連接，接收所述激光光源系統、激光調節系統、測量系統以及載片臺移動系統的數據信息，并對激光光源系統、激光調節系統、測量系統和載片臺移動系統進行控制。

2.如權利要求1所述的激光退火裝置，其特征在于，所述載片臺通過所述載片臺移動系統實現立體空間中的六個自由度上的運動。

3.如權利要求1或2所述的激光退火裝置，其特征在于，所述載片臺移動系統包括分別連接所述中央控制系統的調平機構、水平移動機構、升降移動機構以及姿態測量傳感器，所述姿態測量傳感器用于監測所述待退火工件的姿態并將測量結果發送至所述中央控制系統；所述調平機構、水平移動機構、升降移動機構分別在所述中央控制系統的控制下使得所述載片臺調平、水平移動和升降移動。

4.如權利要求1所述的激光退火裝置，其特征在于，所述載片臺與所述載片臺移動系統之間設有主動減震平臺，用于在調節所述載片臺移動中進行震動隔離。

5.如權利要求1所述的激光退火裝置，其特征在于，所述預熱激光光源系統包括沿光路排列的預熱激光器和光束成型單元，所述預熱激光器與所述中央控制系統連接。

6.如權利要求5所述的激光退火裝置，其特征在于，所述光束成型單元采用微透鏡陣列形成。

7.如權利要求1所述的激光退火裝置，其特征在于，所述退火激光光源系統包括沿光路排列的退火激光器、分光單元、快門單元、能量衰減單元、準直擴束單元以及光束整形單元，所述退火激光器和所述中央控制系統連接。

8.如權利要求7所述的激光退火裝置，其特征在于，所述準直擴束單元和光束整形單元分別采用微透鏡陣列。

9.如權利要求1所述的激光退火裝置，其特征在于，所述預熱激光光束和所述退火激光光束的波長不同。

10.如權利要求1所述的激光退火裝置，其特征在于，所述激光調節系統包括布設在所述預熱激光光源系統至所述待退火工件表面的光路上的第一路激光調節系統，以及布設在所述退火激光光源系統至所述待退火工件表面的光路上的第二路激光調節系統；兩路激光調節系統分別包括沿光路排列的可移動聚焦單元以及至少一個可調反射鏡單元，每個可移動聚焦單元和可調反射鏡單元和所述中央控制系統連接，用于接收所述中央控制系統的控制命令，以分別對所述預熱激光光束和退火激光光束的入射角度、焦面以及形成光斑的位置進行相應的調節。