[发明专利]一种用于匹配光学焦深范围的晶圆表面姿态简易调节结构及其调节方法

说明书

本发明涉及一种用于匹配光学焦深范围的晶圆表面姿态简易调节结构及其调节方法，与传统的机械式调整法相比，姿态调节过程快速、便捷，可大幅缩短设备装调时间；与传统的实时调平调焦法相比，结构简单，且成本更低。

技术领域

本发明涉及半导体行业晶圆激光背退火技术领域，具体涉及一种简易调节机械结构，此结构可用于快速而简便地调整晶圆表面姿态，使其所处平面位置位于光学系统的有效焦深范围之内。

背景技术

晶圆激光背退火工艺是集成电路制造过程中的关键工艺之一，它的主要作用是对离子注入后造成的晶圆晶格破裂进行有效修复，同时实现对所注入杂质的有效激活。其工作原理为(参见图1)：1)将激光光斑照射在晶圆背面；2)光斑与晶圆之间作相对步进扫描运动；3)重复步骤2)，直至光斑完全覆盖整个晶圆表面，从而实现整个晶圆表面的工艺退火。

为保证退火工艺质量，在晶圆背退火工艺过程中，晶圆表面需始终位于光学系统的有效焦深范围之内(参见图2)。对于激光退火设备，由于光学焦深范围较窄(仅为±25um)，为使待加工晶圆背面表面位于上述焦深范围之内，现有的技术方案为机械式调整法和实时调平调焦法。

现有技术中，机械式调整法具体实施过程为(参见图3)：1)使用检焦传感器对晶圆背面表面姿态进行测量(检焦传感器用于晶圆表面姿态测量)；2)拆下用于承载晶圆的chuck的安装板(Chuck是指用于承载晶圆的结构)；3)根据上述测量结果，对安装板表面不能够满足焦深要求的位置进行加工修正；4)重新安装并复测晶圆背面表面姿态。若满足焦深范围要求，则调整结束；若不满足，则重复步骤1)～4)。机械式调整法不足之处在于：需对用于承载晶圆的chuck的安装板进行反复拆装和加工修正，从而导致调整过程复杂且耗时较长。

现有技术中，实时调平调焦法能够对晶圆背面表面姿态进行实时测量和调整，保证其始终位于光学系统有效焦深范围之内。然而，实时调平调焦法不足之处在于：需在运动台内部增加驱动和测量装置，使得整个运动台结构更加复杂，成本较高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种能够快速调整晶圆表面姿态的简易结构，在保证精度的前提下，使得调整操作过程简化，可以大幅缩短设备装调时间和维护时间。具体为：

一种用于匹配光学焦深范围的晶圆表面姿态简易调节结构，其特征在于：包括自下而上设置的调平定板、测微头和调平动板，所述测微头设置在所述调平动板与所述调平定板之间，所述调平动板与所述调平定板大致平行设置，所述测微头的轴向一端以其轴向大致垂直于所述调平定板的方式固定设置在所述调平定板上；所述测微头的轴向另一端沿轴向方向接触并支撑所述调平动板；

所述测微头的数量为三个，所述三个测微头分别与所述调平动板接触的位置作为A、B、C三个姿态调节点，用于调节所述调平动板上方设置的晶圆表面姿态。

进一步的，所述A、B、C三个姿态调节点相对所述晶圆的圆心作均匀对称分布。

进一步的，进一步还包括两个所述测微头，所述两个测微头分别与所述调平动板接触的位置作为D、E两个辅助支撑点。

进一步的，将所述A、B、C三点中的两点设置在靠近所述调平动板的同一侧边缘附近，将三点中的另一点以及所述D、E两点设置在相对的另一侧边缘附近，所述另一点设置在所述D、E两点之间。

进一步的，所述测微头包括大致同轴设置的主体、粗调旋钮、微调旋钮、紧固旋钮、支撑导向柱和接触头，所述调平动板底部设置有接触块；

所述接触头设置在所述支撑导向柱朝向所述调平动板一侧的端部，并与所述支撑导向柱一同，在所述粗调旋钮和微调旋钮的控制下相对于所述主体沿轴向伸缩移动，从而接触并支撑所述接触块，使所述调平动板沿所述轴向进行高度变化调节；所述紧固旋钮用于将所述支撑导向柱相对于所述主体紧固在某一移动位置处。