[发明专利]激光束定位系统

说明书

发明背景

发明领域

在此描述的实施例涉及半导体基板的热处理。更具体而言，在此描述的实施例涉及半导体基板的激光热退火的方法和设备。

相关技术的描述

激光热处理是半导体工业中常用的技术。对半导体基板进行激光热处理以进行与集成电路、大面积面板（例如平面显示器与太阳能面板）、光子介质及磁性介质有关的各种再结晶、活化及退火处理。激光处理可利用激光方法达到的大加热率与快速产量，因而常被选择使用。

在大部分的例子中，待处理的基板位于激光设备中的支撑座上，而激光于所述基板上被调焦成一光点。然后移动基板，以使所述激光光点定位于基板上连续位置，直到基板上所有需要的位置都被处理为止。定位一般是利用用于支撑基板的精确x-y平台而完成。基板也可在z方向中移动，以保持激光光点在基板上的调焦。

由于半导体基板上的装置尺寸随摩尔定律（Moore’s Law）而降低，对于定位与调焦的精确控制的需求即随之增加。激光定位的不精确性可导致装置无法得到所需要的热处理，却又照射到不需要热处理的其他位置。此外，相对于装置尺寸而言，由于辐射调焦的不精确性变得更大，因而更难以达到均匀处理。这些趋势都快速增加了在x、y、z方向中平台的准确定位的困难性。因此，持续需要一种可产生改良的位置与调焦精确度的热处理设备和方法。

发明概述

在此公开的实施例提供了一种用于热处理半导体基板的设备。所述设备具有：处理腔室；置于所述处理腔室中的旋转基板支撑座；光源，所述光源能够产生具有实质上均匀强度的光束，所述光源于光束进入点处耦接至所述处理腔室；固定光学路径长度光束定位组件，所述固定光学路径长度光束定位组件置于所述腔室中并与所述光束进入点光学连通，所述固定光学路径长度光束定位组件具有多个可移动的光学部件；和控制器，所述控制器耦接至所述基板支撑座和所述固定光学路径长度光束定位组件，所述控制器配置为用以定位所述光束定位组件的光学部件和基板的选择部分，所述基板位于所述基板支撑座上，使得光束可照射所述选择部分，且所述光束的光学路径长度在基板的所有位置上都实质相同。

其他实施例提供了一种用于激光退火腔室的光束定位设备，所述光束定位设备具有光束标定光学组件、光束标定检测器和控制器，所述控制器配置为以实质上固定的光学路径长度，将激光辐射的光束依序标定至多个位置。

其他实施例提供了一种将激光辐射的光束标定于表面上的位置处的方法，包括：通过旋转所述表面至可进入方向，准备（staging）所述靶材位置；将捕光反射镜定位于所述靶材位置上方；确定导光反射镜的反射点，使得从所述导光反射镜和所述捕光反射镜反射至所述表面的所述光束的光学路径长度实质上等于标定光学路径长度；将所述导光反射镜移动至所述反射点；旋转所述导光反射镜，以引导所述光束至所述捕光反射镜；和旋转所述捕光反射镜，以引导所述光束至所述靶材位置。

附图简要说明

因此，可参考各实施例获得上文简要概述的本发明的更具体描述，而可详细理解本发明的上述特征的方式，其中一些实施例图示于附图中。然而，应注意，附图仅描绘本发明的典型实施例，因此不应视为对本发明的范围的限制，因为本发明可允许其他同等有效的实施例。

图1A是根据一个实施例的热处理设备的示意上视图。

图1B是图1A的热处理设备的示意侧视图。

图2是根据另一个实施例的激光设备的示意图。

图3是根据另一个实施例的热处理设备的示意上视图。

图4是根据另一个实施例的用于激光处理基板的设备的示意图。

为便于了解，在可能情况下使用相同标号来表示附图所共有的相同元件。预期一个实施例中公开的元件可有利地用于其他实施例而不需特别叙述。

具体描述

在此描述的实施例一般提供了一种用于热处理半导体基板的设备。图1A是根据一个实施例的热处理设备100的示意上视图。可以是激光退火腔室的热处理设备100包括处理腔室102和旋转基板支撑座104，所述旋转基板支撑座104置于所述处理腔室102中。辐射源110在光束进入点132处耦接至处理腔室102。辐射源110具备光学元件112，所述光学元件112是辐射源110的最终光学元件。辐射源110的最终光学元件112将激光辐射光束114释放至腔室102中。