CN112670206A - 一种改善晶圆破片的激光退火设备及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改善晶圆破片的激光退火设备及其使用方法，卡盘，位于卡盘上的晶圆；晶圆上方设有挡板，挡板的一侧边缘为半圆弧形，该半圆弧形与晶圆的上半部分嵌合；并且晶圆上半部分边缘被所述挡板遮住；挡板的半圆弧形的边缘为锯齿状结构；位于晶圆与挡板上方的WPC照相装置，该WPC照相装置用于监测晶圆与所述挡板的嵌合度，并用于调整晶圆的位置。本发明在激光退火设备的挡板和晶圆的正上方增设WPC照相装置，捕捉晶圆和挡板半圆弧形边缘之间的距离并将晶圆位置自动调整至最优点，使得晶圆与半圆弧形边缘完全嵌合，可以避免激光扫到晶边导致破片，而且同时可以改善激光退火的均一性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种改善晶圆破片的激光退火设备及其使用方法。
背景技术
激光退火是现阶段比较先进的退火方式，由于其温度高，退火时间短，其退火效果优异，常用于比较先进的制程。但机台是以一条激光束来回加扫的形式退火，晶圆容易受热不均而应力破片，特别是对于晶圆边缘。
现有的处理激光退火机台晶边应力破片的方式是：通过固定的监测仪Monitor来管控，比如每两天一次加扫晶边确认机台状况。这种方式无法保证每一片产品的位置都无异常，而且产品片本身与用于监测的晶圆Monitor Wafer有差异。
因此，需要提出一种新的设备和方法来解决上述问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善晶圆破片的激光退火设备及其使用方法，用于解决现有技术中由于晶圆边缘在激光退火中受热不均匀导致晶圆破片的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善晶圆破片的激光退火设备，至少包括：卡盘，位于所述卡盘上的晶圆；所述晶圆上方设有挡板，所述挡板的一侧边缘为半圆弧形，该半圆弧形与所述晶圆的上半部分嵌合；并且所述晶圆上半部分边缘被所述挡板遮住；
所述挡板的半圆弧形的边缘为锯齿状结构；
位于所述晶圆与所述挡板上方的WPC照相装置，该WPC照相装置用于监测所述晶圆与所述挡板的嵌合度，并用于调整所述晶圆的位置。
优选地，所述晶圆上半部分边缘被所述挡板遮住的宽度为2.8mm。
优选地，所述挡板的锯齿状结构的边缘用于减弱激光在晶圆上的光的衍射作用。
优选地，所述嵌合度为所述晶圆相对于所述挡板的半圆弧形的边缘的偏移。
本发明还提供一种改善晶圆破片的激光退火设备的使用方法，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、将晶圆置于所述激光退火设备的卡盘上；
步骤二、利用所述WPC照相装置监测所述晶圆与所述挡板的嵌合度，当所述晶圆相对于所述挡板的半圆弧形的边缘发生偏移时，调整所述晶圆的位置，使得所述晶圆上半部分与所述挡板的半圆弧形边缘完全嵌合，并且嵌合状态下所述晶圆上半部分的边缘被所述挡板遮住，所述晶圆上半部分边缘被所述挡板遮住的宽度为2.8mm；
步骤三、利用所述激光退火设备对所述晶圆表面进行激光扫描进而退火。
优选地，步骤三中调整所述晶圆的位置至所述晶圆的上半部分边缘与所述挡板的半圆弧形的边缘的距离为2.8mm，使得所述晶圆上半部分的边缘被所述挡板遮住。
优选地，步骤三中利用激光扫描所述晶圆表面的过程中，激光束与所述晶圆的表面呈75度角。
如上所述，本发明的改善晶圆破片的激光退火设备及其使用方法，具有以下有益效果：本发明在激光退火设备的挡板和晶圆的正上方增设WPC照相装置，捕捉晶圆和挡板半圆弧形边缘之间的距离并将晶圆位置自动调整至最优点，使得晶圆与半圆弧形边缘完全嵌合，可以避免激光扫到晶边导致破片，而且同时可以改善激光退火的均一性。
附图说明
图1显示为本发明中挡板与晶圆之间的位置关系示意图；
图2显示为晶圆与挡板嵌合的示意图；
图3显为本发明中挡板的半圆弧形边缘为锯齿状结构示意图；
图4显示为本发明中改善晶圆破片的激光退火设备的使用方法流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种改善晶圆破片的激光退火设备，至少包括：
卡盘，位于所述卡盘上的晶圆；所述晶圆上方设有挡板，所述挡板的一侧边缘为半圆弧形，该半圆弧形与所述晶圆的上半部分嵌合；并且所述晶圆上半部分边缘被所述挡板遮住；
所述挡板的半圆弧形的边缘为锯齿状结构；
位于所述晶圆与所述挡板上方的WPC照相装置，该WPC照相装置用于监测所述晶圆与所述挡板的嵌合度，并用于调整所述晶圆的位置。
也就是说，激光退火时，晶圆从机械手臂转移至卡盘(process chuck)上，在所述晶圆上方，距离该晶圆一定距离设有挡板(skirt)，如图1所示，图1显示为本发明中挡板与晶圆之间的位置关系示意图，图1中所述挡板(Upper Laser Skirt)的形状为：一侧边缘为半圆弧形的结构，如图1所示，所述挡板在晶圆上方从上至下正投影于所述晶圆的上半部分，即所述挡板的半圆弧形与所述晶圆的上半部分嵌合，如图2所示，图2显示为晶圆与挡板嵌合的示意图，亦即所述挡板02的半圆弧形的弧线落在所述晶圆01的上半部分边缘与晶圆上半部分的边界距离一定的弧线上，由于所述晶圆上半部分边缘被所述挡板遮住，因此本发明中所述挡板的半圆弧形与所述晶圆的上半部分嵌合指的是所述挡板的弧线上的每个点与所述晶圆上半部分边缘的距离相等。本发明进一步地，本实施例的所述晶圆上半部分边缘被所述挡板遮住的宽度为2.8mm。
本发明中所述挡板的半圆弧形的边缘为锯齿状结构；如图3所示，图3显为本发明中挡板的半圆弧形边缘为锯齿状结构示意图。由于所述挡板呈一定厚度，其半圆弧形的侧壁的形状为锯齿状。本发明进一步地，所述挡板的锯齿状结构的边缘用于减弱激光在晶圆上的光的衍射作用。从而使得晶圆在激光退火受热均匀。
如图1所示，所述晶圆与所述挡板上方设有所述WPC照相装置(WPC Camera系统)，该WPC照相装置用于在激光退火过程中监测所述晶圆与所述挡板的嵌合度，并用于调整所述晶圆的位置。进一步地，所述嵌合度为所述晶圆相对于所述挡板的半圆弧形的边缘的偏移。
也就是说，在激光退火之前，当晶圆被放置在卡盘上时，由于机械手臂精度的限制，晶圆在卡盘上的位置有可能偏离原来的位置，从而导致如图2中晶圆上半部分的一部分边缘没有被所述挡板遮住，在激光扫描的过程中，晶圆边缘被激光扫描，从而发生晶圆破片，因此，本发明中设置所述WPC照相装置用于在激光退火前监测晶圆在卡盘上的位置，一旦发现晶圆上半部分边缘没有被所述挡板遮住，及时调整所述晶圆的位置，使其回到正常位置，即所述晶圆上半部分的边缘被所述挡板遮住。
本发明还提供改善晶圆破片的激光退火设备的使用方法，如图4所示，图4显示为本发明中改善晶圆破片的激光退火设备的使用方法流程图，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、将晶圆置于所述激光退火设备的卡盘上；
步骤二、利用所述WPC照相装置监测所述晶圆与所述挡板的嵌合度，当所述晶圆相对于所述挡板的半圆弧形的边缘发生偏移时，调整所述晶圆的位置，使得所述晶圆上半部分与所述挡板的半圆弧形边缘完全嵌合，并且嵌合状态下所述晶圆上半部分的边缘被所述挡板遮住，所述晶圆上半部分边缘被所述挡板遮住的宽度为2.8mm；
步骤三、利用所述激光退火设备对所述晶圆表面进行激光扫描进而退火。
本发明进一步地，本实施例的步骤三中调整所述晶圆的位置至所述晶圆的上半部分边缘与所述挡板的半圆弧形的边缘的距离为2.8mm，使得所述晶圆上半部分的边缘被所述挡板遮住。
本发明再进一步地，本实施例的步骤三中利用激光扫描所述晶圆表面的过程中，激光束与所述晶圆的表面呈75度角。
综上所述，本发明在激光退火设备的挡板和晶圆的正上方增设WPC照相装置，捕捉晶圆和挡板半圆弧形边缘之间的距离并将晶圆位置自动调整至最优点，使得晶圆与半圆弧形边缘完全嵌合，可以避免激光扫到晶边导致破片，而且同时可以改善激光退火的均一性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种改善晶圆破片的激光退火设备，其特征在于，至少包括：
卡盘，位于所述卡盘上的晶圆；所述晶圆上方设有挡板，所述挡板的一侧边缘为半圆弧形，该半圆弧形与所述晶圆的上半部分嵌合；并且所述晶圆上半部分边缘被所述挡板遮住；
所述挡板的半圆弧形的边缘为锯齿状结构；
位于所述晶圆与所述挡板上方的WPC照相装置，该WPC照相装置用于监测所述晶圆与所述挡板的嵌合度，并用于调整所述晶圆的位置。
2.根据权利要求1所述的改善晶圆破片的激光退火设备，其特征在于：所述晶圆上半部分边缘被所述挡板遮住的宽度为2.8mm。
3.根据权利要求1所述的改善晶圆破片的激光退火设备，其特征在于：所述挡板的锯齿状结构的边缘用于减弱激光在晶圆上的光的衍射作用。
4.根据权利要求1所述的改善晶圆破片的激光退火设备，其特征在于：所述嵌合度为所述晶圆相对于所述挡板的半圆弧形的边缘的偏移。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的改善晶圆破片的激光退火设备的使用方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、将晶圆置于所述激光退火设备的卡盘上；
步骤二、利用所述WPC照相装置监测所述晶圆与所述挡板的嵌合度，当所述晶圆相对于所述挡板的半圆弧形的边缘发生偏移时，调整所述晶圆的位置，使得所述晶圆上半部分与所述挡板的半圆弧形边缘完全嵌合，并且嵌合状态下所述晶圆上半部分的边缘被所述挡板遮住，所述晶圆上半部分边缘被所述挡板遮住的宽度为2.8mm；
步骤三、利用所述激光退火设备对所述晶圆表面进行激光扫描进而退火。
6.根据权利要求5所述的改善晶圆破片的激光退火设备的使用方法，其特征在于：步骤三中调整所述晶圆的位置至所述晶圆的上半部分边缘与所述挡板的半圆弧形的边缘的距离为2.8mm，使得所述晶圆上半部分的边缘被所述挡板遮住。
7.根据权利要求5所述的改善晶圆破片的激光退火设备的使用方法，其特征在于：步骤三中利用激光扫描所述晶圆表面的过程中，激光束与所述晶圆的表面呈75度角。
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2020
- 2020-12-21 CN CN202011518320.8A patent/CN112670206A/zh active Pending
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