[發明專利]光學整形裝置及方法

在審

• 申請號: 202011643343.1
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112769025A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 岳嵩;王瑜;侯煜;王然;張紫辰
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01L21/67
• 代理公司: 北京蘭亭信通知識產權代理有限公司 11667
• 代理人: 陳曉瑜

本發明提供一種光學整形裝置，包括：激光發生器，用于產生激光束；可控微透鏡陣列，包括多個按照陣列方式排列的可控微透鏡；驅動機構，用于驅動所述激光束沿預定路徑依次照射在至少部分可控微透鏡上，以使所述可控微透鏡對所述激光束進行整形；檢測模塊，用于對經過整形的激光束在預定位置形成的光斑進行檢測，以獲取光斑參數；上位機，與所述檢測模塊和所述可控微透鏡陣列通訊連接，所述上位機依據所述光斑參數以及所述光斑參數對應的位置信息，調整對應位置的可控微透鏡。本發明提供的技術方案能夠使激光光斑的尺寸以及激光光強分布均勻，提升激光退火工藝的均勻性。

技術領域

本發明涉及激光退火技術領域，尤其涉及一種光學整形裝置及方法。

背景技術

目前主流的激光退火設備采用的激光光束一般為高斯光斑。由于高斯光斑內能量分布不均會對退火的均勻性產生影響，因此一般還需要采用光束整型系統，將高斯光束變為平頂光束從而對晶圓進行退火加工。當前主要采用的光束整形系統為二維和三維的遠心透鏡，尚存在下述問題：激光通過二維遠心透鏡對晶圓進行加工的過程中，由于遠心透鏡存在設計偏差或者加工偏差，使得落在晶圓上不同位置處的激光光斑尺寸不均勻，從而導致晶圓退火過程中的加工均勻性下降，退火效果產生差異。而采用三維遠心透鏡進行退火加工，雖然可以保持光斑大小一致，但是由于在退火工藝中采用的是平頂光束，三維遠心透鏡單純從Z軸進行補償仍會導致光斑內光束質量不均勻，也就是光斑內的功率分布不均勻，從而影響熱退火工藝的均勻性。

發明內容

本發明提供的光學整形裝置及方法，能夠使激光光斑的尺寸以及激光光強分布均勻，提升激光退火工藝的均勻性。

第一方面，本發明提供一種光學整形裝置，包括：

激光發生器，用于產生激光束；

可控微透鏡陣列，包括多個按照陣列方式排列的可控微透鏡；

驅動機構，用于驅動所述激光束沿預定路徑依次照射在至少部分可控微透鏡上，以使所述可控微透鏡對所述激光束進行整形；

檢測模塊，用于對經過整形的激光束在預定位置形成的光斑進行檢測，以獲取光斑參數；

上位機，與所述檢測模塊和所述可控微透鏡陣列通訊連接，所述上位機依據所述光斑參數以及所述光斑參數對應的位置信息，調整對應位置的可控微透鏡。

可選地，所述激光束通過兩個以上的可控微透鏡進行整形，以形成兩個以上的待疊加激光束；

所述光學整形裝置還包括傅里葉透鏡，設置在所述待疊加激光束的光路上，所述傅里葉透鏡用于將兩個以上的待疊加激光束疊加為一束激光束。

可選地，所述檢測模塊包括：

光斑形貌檢測儀，設置在所述激光束的光路上，所述激光束照射在所述光斑形貌檢測儀上形成光斑，以使所述光斑形貌檢測儀對所述光斑進行檢測；

運動平臺，與所述光斑形貌檢測儀驅動連接，用于帶動所述光斑形貌檢測儀沿多個所述預定位置形成的路徑移動，以使所述光斑形貌檢測儀在經過整形的激光束光路上。

可選地，還包括晶圓厚度檢測模塊，用于檢測待加工晶圓的厚度；

所述運動平臺還用于依據工件臺高度和待加工晶圓的厚度，驅動所述光斑形貌檢測儀移動至預定高度。

可選地，所述可控微透鏡為圓形的可控微透鏡或者正方形的可控微透鏡。

第二方面，本發明還提供一種光學整形方法，包括：

將激光束沿預定路徑在可控微透鏡陣列上進行掃描，以使所述可控微透鏡陣列的部分可控微透鏡對所述激光束整形；

依次檢測經過整形的激光束在預定路徑上形成的多個光斑，以得到所述多個光斑的光斑參數；