CN117174622A - 一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及激光退火领域，具体而言，涉及一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统和方法，其中系统包括工艺台、机械手、扫描装置、激光源、第一驱动机构和控制器，控制器还用于在对碳化硅晶圆进行激光退火处理前，获取碳化硅晶圆的厚度信息；根据厚度信息、标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息确定扫描步长和扫描速度，或者，根据厚度信息和标准厚度信息调节激光源的高度以使实际光斑大小达到标准光斑大小。本申请的用于碳化硅晶圆的激光退火系统和方法能解决使用相同参数对不同厚度的碳化硅晶圆进行退火导致退火效果不同且部分碳化硅晶圆加工质量差的问题，达到不同厚度的碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好的效果。

Description

一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统和方法

技术领域

本申请涉及激光退火领域，具体而言，涉及一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统和方法。

背景技术

现有技术的对碳化硅晶圆进行激光退火的过程一般为按照预设参数对碳化硅晶圆进行激光退火。

但是，由于不同碳化硅晶圆的厚度可能不同，激光照射在不同碳化硅晶圆上所形成的光斑大小可能不同，若对不同的碳化硅晶圆使用相同的扫描速度、扫描步长等参数进行激光退火，则可能导致两块碳化硅晶圆上同一位置的退火时间与退火强度不同，进而可能导致两块碳化硅晶圆上的退火效果不同。若对多个不同厚度的碳化硅晶圆使用相同的扫描速度、扫描步长等参数进行激光退火，则该批次的碳化硅晶圆表面的退火效果不同，导致该批次中的部分碳化硅晶圆的加工质量差。

因此，现有技术有待改进和发展。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统和方法，旨在解决使用相同参数对不同厚度的碳化硅晶圆进行激光退火导致退火效果不同且部分碳化硅晶圆加工质量差的问题。

第一方面，本申请提供了一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统，包括：

工艺台，用于承托碳化硅晶圆；

机械手，用于取放工艺台上的碳化硅晶圆；

扫描装置，安装在机械手上，用于在机械手将碳化硅晶圆放置在工艺台上前，扫描该碳化硅晶圆的厚度信息；

激光源，安装在工艺台上方，用于产生退火光束以对工艺台上的碳化硅晶圆进行加热；

第一驱动机构，用于驱动工艺台水平位移；

控制器，用于在激光源对碳化硅晶圆进行加热时根据扫描步长和扫描速度控制第一驱动机构驱动工艺台水平位移以对该碳化硅晶圆进行激光退火处理；

控制器还用于在对碳化硅晶圆进行激光退火处理前，获取该碳化硅晶圆的厚度信息；

控制器还用于根据厚度信息、标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息确定实际光斑大小以确定扫描步长和扫描速度，或者，根据厚度信息和标准厚度信息调节激光源的高度以使实际光斑大小达到标准光斑大小。

本申请提供的用于碳化硅晶圆的激光退火系统，在对碳化硅晶圆进行激光退火处理前，获取该碳化硅晶圆的厚度信息，并且根据厚度信息、标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息确定实际光斑大小以确定扫描步长和扫描速度，能对每块不同的碳化硅晶圆设置不同的扫描参数，能使激光源产生的退火光束单位时间内扫描过的每块碳化硅晶圆的区域面积相同，且能使退火光束在扫描过程中能够遍历碳化硅晶圆上的所有区域，从而使得每块碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好；或根据厚度信息和标准厚度信息调节激光源的高度以使实际光斑大小达到标准光斑大小，实现高度补偿，从而使不同厚度的碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好。

可选地，标准厚度信息基于测量标准片的厚度获取。

可选地，用于碳化硅晶圆的激光退火系统还包括：

光束质量分析仪，用于基于标准片获取标准光斑大小信息。

可选地，用于碳化硅晶圆的激光退火系统还包括：

功率调节器，用于调节激光源产生的退火光束的功率；

控制器还用于根据实际光斑大小和标准光斑大小信息控制功率调节器调节激光源产生的退火光束的功率以使退火光束在所述碳化硅晶圆表面的激光强度达到标准激光强度。

在该实施方式中，本申请的用于碳化硅晶圆的激光退火系统，根据实际光斑大小和标准光斑大小信息控制功率调节器调节激光源产生的退火光束的功率，能使退火光束在所述碳化硅晶圆上的激光强度达到标准激光强度，从而能进一步提高每块碳化硅晶圆上的退火效果一致性。

可选地，确定扫描步长和扫描速度的过程包括根据实际光斑大小、标准光斑大小信息、预设扫描步长和预设扫描速度确定扫描步长和扫描速度。

在该实施方式中，本申请的用于碳化硅晶圆的激光退火系统，根据实际光斑大小、标准光斑大小信息、预设扫描步长和预设扫描速度确定扫描步长和扫描速度，能使激光源产生的退火光束单位时间内扫描过的每块碳化硅晶圆的区域面积相同，且能使退火光束在扫描过程中能够遍历碳化硅晶圆上的所有区域，从而使得每块碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好。

可选地，确定扫描步长的过程包括根据实际光斑大小、标准光斑大小信息、预设扫描步长和预设重叠率确定实际重叠率以确定扫描步长。

在该实施方式中，本申请的用于碳化硅晶圆的激光退火系统，根据实际光斑大小、标准光斑大小信息、预设扫描步长和预设重叠率确定实际重叠率以确定扫描步长，能使每块碳化硅晶圆上的光斑扫描路径重叠部分宽度相同，进而使得每块碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好。

可选地，用于碳化硅晶圆的激光退火系统还包括：

片匣，包括多个存储空间，存储空间放置有待机械手抓取放置在工艺台上的碳化硅晶圆；

机械手还用于抓取片匣中的碳化硅晶圆；

扫描装置还用于在机械手抓取片匣中的碳化硅晶圆前，扫描存储空间的厚度信息；

控制器还用于在扫描装置扫描存储空间的厚度信息后基于存储空间的厚度信息确认片匣中放置有碳化硅晶圆的存储空间，然后控制机械手从放置有碳化硅晶圆的存储空间中抓取碳化硅晶圆。

可选地，确认片匣中放置有碳化硅晶圆的存储空间的过程包括判断存储空间的厚度信息是否大于等于第一阈值且小于等于第二阈值。

可选地，用于碳化硅晶圆的激光退火系统还包括第二驱动机构；

第二驱动机构与激光源连接；

调节激光源的高度的过程基于第二驱动机构进行。

第二方面，本申请还提供了一种激光退火方法，应用在用于碳化硅晶圆的激光退火系统中，用于碳化硅晶圆的激光退火系统包括：

工艺台，用于承托碳化硅晶圆；

机械手，用于取放工艺台上的碳化硅晶圆；

扫描装置，安装在机械手上，用于在机械手将碳化硅晶圆放置在工艺台上前，扫描该碳化硅晶圆的厚度信息；

激光源，安装在工艺台上方，用于产生退火光束以对工艺台上的碳化硅晶圆进行加热；

第一驱动机构，用于驱动工艺台水平位移；

激光退火方法包括以下步骤：

S1.在对碳化硅晶圆进行激光退火处理前，获取碳化硅晶圆的厚度信息；

S2.根据厚度信息、标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息确定实际光斑大小以确定扫描步长和扫描速度;

S3.在激光源对碳化硅晶圆进行加热时根据扫描步长和扫描速度控制第一驱动机构驱动工艺台水平位移以对该碳化硅晶圆进行激光退火处理。

本申请提供的激光退火方法，在对碳化硅晶圆进行激光退火处理前，获取该碳化硅晶圆的厚度信息，并且根据厚度信息、标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息确定实际光斑大小以确定扫描步长和扫描速度，能对每块不同的碳化硅晶圆设置不同的扫描参数，能使激光源产生的退火光束单位时间内扫描过的每块碳化硅晶圆的区域面积相同，且能使退火光束在扫描过程中能够遍历碳化硅晶圆上的所有区域，从而使得每块碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好。

由上可知，本申请提供了一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统和方法，其中用于碳化硅晶圆的激光退火系统在对碳化硅晶圆进行激光退火处理前，获取该碳化硅晶圆的厚度信息，并且根据厚度信息、标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息确定实际光斑大小以确定扫描步长和扫描速度，能对每块不同的碳化硅晶圆设置不同的扫描参数能使激光源产生的退火光束单位时间内扫描过的每块碳化硅晶圆的区域面积相同，且能使退火光束在扫描过程中能够遍历碳化硅晶圆上的所有区域，从而使得每块碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好；或根据厚度信息和标准厚度信息调节激光源的高度以使实际光斑大小达到标准光斑大小，实现高度补偿，从而使不同厚度的碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的激光退火方法的流程图。

图3为本申请实施例提供的用于碳化硅晶圆的激光退火系统的电控框架图。

标号说明：100、工艺台；200、机械手；210、扫描装置；300、激光源；400、第一驱动机构；500、功率调节器；600、片匣；700、第二驱动机构。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在现有技术的对碳化硅晶圆进行激光退火的过程中，由于不同碳化硅晶圆的厚度可能不同，激光照射在不同碳化硅晶圆上所形成的光斑大小可能不同，若对不同的碳化硅晶圆使用相同的扫描速度、扫描步长等参数进行激光退火，则可能导致两块碳化硅晶圆上同一位置的退火时间与退火强度不同，进而可能导致两块碳化硅晶圆上的退火效果不同。

第一方面，参照图1和图3，本申请提供了一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统，包括：

工艺台100，用于承托碳化硅晶圆；

机械手200，用于取放工艺台100上的碳化硅晶圆；

扫描装置210，安装在机械手200上，用于在机械手200将碳化硅晶圆放置在工艺台100上前，扫描该碳化硅晶圆的厚度信息；

激光源300，安装在工艺台100上方，用于产生退火光束以对工艺台100上的碳化硅晶圆进行加热；

第一驱动机构400，用于驱动工艺台100水平位移；

控制器（图示未画出），用于在激光源300对碳化硅晶圆进行加热时根据扫描步长和扫描速度控制第一驱动机构400驱动工艺台100水平位移以对该碳化硅晶圆进行激光退火处理；

控制器还用于在对碳化硅晶圆进行激光退火处理前，获取碳化硅晶圆的厚度信息；

控制器还用于根据厚度信息、标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息确定实际光斑大小以确定扫描步长和扫描速度，或者，根据厚度信息和标准厚度信息调节激光源300的高度以使实际光斑大小达到标准光斑大小。

具体地，该实施例中退火光束照射在碳化硅晶圆表面形成的光斑为正方形。在对碳化硅晶圆进行激光退火处理时，控制器控制第一驱动机构400驱动工艺台100进行y向位移和x向往复位移，以使碳化硅晶圆上的扫描路径为s形，扫描步长为在工艺台100的x向位移方向改变时光斑的y向位移长度，在光斑扫描路径不重叠的情况下，扫描步长为该正方形光斑的边长。实际光斑大小即为退火光束照射在待退火的碳化硅晶圆表面所形成的光斑的面积。标准厚度信息为基准厚度，标准退火距离信息为在需要退火时激光源到具有基准厚度的碳化硅晶圆表面的距离，标准光斑大小信息为在需要退火时退火光束照射在具有基准厚度的碳化硅晶圆表面所形成的光斑大小。在本实施例中，可以预先分析计算获取标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息，也可以在对一块碳化硅晶圆的退火过程结束且退火效果达到所需标准后，将该碳化硅晶圆的厚度作为基准厚度，基于该具有基准厚度的碳化硅晶圆的厚度、退火距离和光斑大小获取标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息。

对于基于相同参数对不同厚度的碳化硅晶圆进行激光退火处理导致的不同厚度的碳化硅晶圆上退火效果不同且部分碳化硅晶圆加工质量差的问题，本申请给出两种解决方法：

A．在对每块碳化硅晶圆进行激光退火前都获取激光照射在该碳化硅晶圆表面的光斑大小，基于该光斑大小确定扫描步长和扫描速度等参数，基于确定好的参数对该碳化硅晶圆进行激光退火。

B．在对每块碳化硅晶圆进行激光退火前都获取该碳化硅晶圆的厚度信息，基于该厚度信息调节激光源300到该碳化硅晶圆表面的距离，以使激光源到每块碳化硅晶圆的表面距离相同，从而实现对该碳化硅晶圆进行高度补偿。

对于解决方法A，需要使用光束质量分析仪获取碳化硅晶圆表面的光斑大小，在需要对多个碳化硅晶圆进行激光退火的情况下则需要多次进行获取，操作过于繁琐。更具体地，在对碳化硅晶圆进行激光退火处理的过程中，将激光源300到该碳化硅晶圆表面的距离认定为退火距离。以圆形光斑为例，若其中一块碳化硅晶圆的退火距离为d1，其表面的光斑半径为r1，另一块碳化硅晶圆的退火距离为d2，其表面的光斑半径为r2，则由几何关系可知， d1/r1=d2/r2；同理，以正方形光斑为另一例，若两块厚度不同的碳化硅晶圆的退火距离分别为d3、d4，其表面的光斑边长分别为r3、r4，则由几何关系可知d3/r3/2=d4/r4/2，即d3/r3=d4/r4。因此，在对一块碳化硅晶圆进行激光退火前，可以以另一块碳化硅晶圆为基准，若能得到其退火距离、其表面的光斑大小和待退火的碳化硅晶圆的退火距离，即可通过计算得到该待退火的碳化硅晶圆表面的光斑大小，而不必使用光束质量分析仪获取该待退火的碳化硅晶圆表面的光斑大小。此外，现有的技术手段必须在碳化硅晶圆被放上工艺台100且激光源300产生退火光束后才能利用光束质量分析仪获取该碳化硅晶圆上的光斑大小，而本申请只需在获取到待退火的碳化硅晶圆的厚度信息后即可在碳化硅晶圆被放上工艺台100前分析计算扫描步长和扫描速度等参数，具有效率高的特点。更具体地，由于两块厚度不同的碳化硅晶圆的退火距离之差为它们间的厚度差，因此可以基于一块碳化硅晶圆的退火距离及其与另一块碳化硅晶圆间的厚度差得到该另一块碳化硅晶圆的退火距离，即，可以通过两块碳化硅晶圆间的厚度差、其中一块碳化硅晶圆的退火距离及其表面的光斑大小，计算得到另一块的碳化硅晶圆表面的光斑大小。

因此，在本申请的一个实施例中，扫描装置210在机械手200将碳化硅晶圆放置在工艺台100上前，扫描该碳化硅晶圆的厚度信息；控制器在对碳化硅晶圆进行激光退火处理前，获取该碳化硅晶圆的厚度信息，并根据厚度信息、标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息确定实际光斑大小以确定扫描步长和扫描速度。

更具体地，在本实施例中，可以根据实际光斑大小直接分析计算得到扫描速度和扫描步长，也可以根据实际光斑大小调节预设扫描速度和预设扫描步长，使调节后的预设扫描速度和预设扫描步长分别等于扫描速度和扫描步长。在确定实际光斑大小后，基于该实际光斑大小确定扫描速度，能使激光源300产生的退火光束单位时间内扫描过的每块碳化硅晶圆的区域面积相同；并且基于该实际光斑大小确定扫描步长，使退火光束在扫描过程中能够遍历碳化硅晶圆上的所有区域，从而使得每块碳化硅晶圆上的退火效果相同。

对于解决方法B，由于退火效果不同的问题实际是基于厚度不同的碳化硅晶圆的退火距离不同产生的，故只需使两块厚度不同的碳化硅晶圆的退火距离相同，其表面的光斑大小也会相同。由于两块碳化硅晶圆的退火距离之差为其厚度差，在明确退火距离之差的具体数值的情况下，只需对该退火距离差进行补偿，其表面的光斑大小就会相同，此时再使用相同的参数对其进行激光退火处理，则其表面的退火效果相同。

因此，在本申请的另一个实施例中，扫描装置在机械手200将碳化硅晶圆放置在工艺台100上前，扫描该碳化硅晶圆的厚度信息；控制器在对碳化硅晶圆进行激光退火处理前，获取该碳化硅晶圆的厚度信息，并根据厚度信息和标准厚度信息调节激光源300的高度以使实际光斑大小达到标准光斑大小。

具体地，对每块碳化硅晶圆进行激光退火处理前，控制器得到厚度信息和标准厚度信息并计算出两者厚度差后，基于该厚度差调节激光源300的高度，则待退火的每块碳化硅晶圆的退火距离与标准退火距离相同，高度补偿得以实现，继而每块碳化硅晶圆表面的光斑大小和标准光斑大小也相同，此时使用标准光斑大小对应的预设扫描速度和预设扫描步长对每块碳化硅晶圆进行激光退火处理，即可使其表面的退火效果相同。

更具体地，在确认对具有基准厚度的碳化硅晶圆进行激光退火后其加工质量达到所需标准后，基于该具有基准厚度的碳化硅晶圆获取标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息，基于上述信息和待退火的碳化硅晶圆的厚度信息计算实际光斑大小以确定扫描速度和扫描步长，即可使所有待退火的碳化硅晶圆在进行激光退火后其表面的退火效果都与具有基准厚度的碳化硅晶圆一致，且加工质量都达到所需标准。

本申请提供的用于碳化硅晶圆的激光退火系统，在对碳化硅晶圆进行激光退火处理前，获取该碳化硅晶圆的厚度信息，并且根据厚度信息、标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息确定实际光斑大小以确定扫描步长和扫描速度，能对每块不同的碳化硅晶圆设置不同的扫描参数，能使激光源300产生的退火光束在单位时间内扫描过的每块碳化硅晶圆的区域面积相同并使退火光束在扫描过程中能够遍历碳化硅晶圆上的所有区域，从而使得每块碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好；或根据厚度信息和标准厚度信息调节激光源300的高度以使实际光斑大小达到标准光斑大小，实现高度补偿，从而使不同厚度的碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好。

在一些优选的实施方式中，标准厚度信息基于测量标准片的厚度获取。

具体地，标准片为具有基准厚度的一块碳化硅晶圆。标准厚度信息可以预先分析计算获取，也可以在对一块碳化硅晶圆的退火过程结束且退火效果达到所需标准后，将该碳化硅晶圆的厚度作为基准厚度，基于作为标准片的该具有基准厚度的碳化硅晶圆的厚度获取，在该实施例中标准厚度信息基于标准片的厚度获取。在对进行碳化硅晶圆进行完整的激光退火流程前，可以先选定一块碳化硅晶圆作为标准片，获取该标准片的厚度信息、退火距离信息和光斑大小信息，将上述信息作为标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息，并在后续基于其他碳化硅晶圆的厚度信息及上述信息确定实际光斑大小以确定扫描步长和扫描速度。其中，该标准片可以是用于进行激光退火处理的碳化硅晶圆的其中一块，也可以仅用于获得信息。

优选地，为了确保对标准片进行激光退火后其加工质量达到所需标准，标准退火距离信息为退火光束的焦距。更优选地，在扫描速度、扫描步长等其他参数不变的条件下，以焦点为中心对激光源300和标准片之间的距离数值进行上下调节并进行激光退火，检验各个距离数值对应的退火效果，将退火效果最优的一次退火对应的距离数值作为标准退火距离信息。

在该实施方式中，本申请的用于碳化硅晶圆的激光退火系统，基于标准片获取标准厚度信息，能使标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息的对应关系更准确，使基于上述信息确定的实际光斑大小更精确，从而能使碳化硅晶圆上的退火效果更好。

在一些优选的实施方式中，用于碳化硅晶圆的激光退火系统还包括：

光束质量分析仪（图示未画出），用于基于标准片获取标准光斑大小信息。

具体地，标准光斑大小信息可以预先分析计算获取，也可以在对一块碳化硅晶圆的退火过程结束且退火效果达到所需标准后，将该碳化硅晶圆的厚度作为基准厚度，基于作为标准片的该具有基准厚度的碳化硅晶圆表面的光斑大小获取，在该实施例中标准光斑大小信息基于标准片表面的光斑大小获取。在该实施方式中，本申请的用于碳化硅晶圆的激光退火系统，使用光束质量分析仪基于标准片获取标准光斑大小信息，能使获得的标准光斑大小信息更准确，从而使后续基于该信息计算得到的实际光斑大小更精确，而不必使用光束质量分析仪获取实际光斑大小，精简了操作步骤。

在一些优选的实施方式中，用于碳化硅晶圆的激光退火系统还包括：

功率调节器500，用于调节激光源300产生的退火光束的功率；

控制器还用于根据实际光斑大小和标准光斑大小信息控制功率调节器500调节激光源300产生的退火光束的功率以使退火光束在碳化硅晶圆上的激光强度达到标准激光强度。

具体地，在对碳化硅晶圆进行激光退火处理时，由于激光源300产生的退火光束在其上的激光强度与光斑大小成正比，退火光束在厚度不同的两块碳化硅晶圆上的激光强度不同，导致在对厚度不同的两块碳化硅晶圆进行激光退火时，即使已经调节扫描速度和扫描步长使退火光束单位时间内扫描过的区域相同，光斑大小不同造成的退火光束在碳化硅表面的激光强度不同依旧会导致两块碳化硅晶圆上的退火效果存在差异。由于激光源300产生的退火光束的功率与退火光束在碳化硅晶圆上的激光强度正相关，控制器控制功率调节器500调节激光源300产生的退火光束的功率，能调节退火光束在碳化硅晶圆上的激光强度，因此在该实施方式中，控制器可以通过调节退火光束的功率以使退火光束在两块厚度不同的碳化硅晶圆表面的激光强度相同，以使两块碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好。

更具体地，标准光斑大小信息可以预先分析计算获取，也可以在对一块碳化硅晶圆的退火过程结束且退火效果达到所需标准后，将该碳化硅晶圆的厚度作为基准厚度，基于作为标准片的该具有基准厚度的碳化硅晶圆表面的光斑大小获取，标准激光强度用于计算实际激光强度，可以预先分析计算获取，也可以为退火光束在标准片上的激光强度。在本实施例中，退火光束在碳化硅晶圆上的激光强度与标准激光强度之比为该碳化硅晶圆上的光斑大小与标准光斑大小之比，如一碳化硅晶圆上的正方形光斑的边长为1cm，标准光斑的边长为2cm，则退火光束在两者上的激光强度比为1²：2²，即1:4，因此提高退火光束功率，以使退火光束在该碳化硅晶圆上的激光强度为原本的4倍，即可使该碳化硅晶圆上的激光强度达到标准激光强度。

在该实施方式中，本申请的用于碳化硅晶圆的激光退火系统，根据实际光斑大小和标准光斑大小信息控制功率调节器500调节激光源300产生的退火光束的功率，能使退火光束在碳化硅晶圆上的激光强度达到标准激光强度，从而能进一步提高每块碳化硅晶圆上的退火效果一致性。

在一些优选的实施方式中，确定扫描步长和扫描速度的过程包括根据实际光斑大小、标准光斑大小信息、预设扫描步长和预设扫描速度确定扫描步长和扫描速度。

具体地，在确定实际光斑大小后，基于该实际光斑大小与标准光斑大小的比例确定扫描速度，如光斑的边长是标准光斑边长的一半，则扫描速度应确定为标准光斑对应的预设扫描速度的两倍，以使激光源300产生的退火光束单位时间内扫描过的每块碳化硅晶圆的区域面积相同；并且基于该实际光斑大小与标准光斑大小的比例确定扫描步长，如光斑的边长是标准光斑边长的一半，则扫描步长应确定为标准光斑对应的预设扫描步长的一半，以使退火光束在扫描过程中能够遍历碳化硅晶圆上的所有区域，从而使得每块碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好。

在该实施方式中，本申请的用于碳化硅晶圆的激光退火系统，根据实际光斑大小、标准光斑大小信息、预设扫描步长和预设扫描速度确定扫描步长和扫描速度，能使激光源300产生的退火光束在单位时间内扫描过的每块碳化硅晶圆的区域面积相同，且能使退火光束在扫描过程中能够遍历碳化硅晶圆上的所有区域，从而使得每块碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好。

在一些优选的实施方式中，确定扫描步长的过程包括根据实际光斑大小、标准光斑大小信息、预设扫描步长和预设重叠率确定实际重叠率以确定扫描步长。

具体地，重叠率为工艺台100在进行两次方向相反的x向位移时光斑扫描路径的重叠部分与扫描步长的比例，下面用字母c表示，扫描步长用字母s表示。在本实施例中光斑为正方形，若其边长为r，则扫描步长可以基于重叠率与光斑边长得到，即s=r*(1-c)。在确定实际光斑大小后，根据实际光斑大小、标准光斑大小信息、预设扫描步长和预设重叠率确定实际重叠率以确定扫描步长，如光斑的边长r2=0.5cm，标准光斑边长为r1=1cm，预设重叠率c1=10％，则标准光斑重叠部分的宽度为0.1cm，标准光斑对应的扫描步长为0.9cm，为使光斑重叠部分与标准光斑重叠部分宽度相同，确定实际重叠率为预设重叠率的两倍，即c2=20％，则光斑对应的步长为0.4cm。

在该实施方式中，本申请的用于碳化硅晶圆的激光退火系统，根据实际光斑大小、标准光斑大小信息、预设扫描步长和预设重叠率确定实际重叠率以确定扫描步长，能使每块碳化硅晶圆上的光斑扫描路径重叠部分宽度相同，进而使得每块碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好。

在一些优选的实施方式中，用于碳化硅晶圆的激光退火系统还包括：

片匣600，包括多个存储空间，存储空间放置有待机械手200抓取放置在工艺台100上的碳化硅晶圆；

扫描装置210还用于在机械手200抓取片匣600中的碳化硅晶圆前，扫描存储空间的厚度信息；

控制器还用于在扫描装置210扫描存储空间的厚度信息后基于存储空间的厚度信息确认片匣600中放置有碳化硅晶圆的存储空间，然后控制机械手200从放置有碳化硅晶圆的存储空间中抓取碳化硅晶圆。

具体应用中，片匣600内往往包括多个上下排布的存储空间以放置多块碳化硅晶圆，但片匣600内的存储空间往往并不都放置有碳化硅晶圆，因此机械手200在取片时可能出现与机械手200对应片匣600内的存储空间中没有放置碳化硅晶圆而导致机械手200取片失败的情况。

更具体地，存储空间的厚度信息即为扫描装置210在对一个存储空间进行扫描后获得的厚度信息，在存储空间内存在碳化硅晶圆时，存储空间的厚度信息即为存储空间内碳化硅晶圆的厚度信息；在存储空间内不存在碳化硅晶圆时，存储空间的厚度信息为零。因此，存储空间的厚度信息可以表征存储空间内部是否存在碳化硅晶圆。

在该实施方式中，本申请的用于碳化硅晶圆的激光退火系统，在机械手200抓取片匣600中的碳化硅晶圆前，扫描存储空间的厚度信息，且在扫描装置210扫描存储空间的厚度信息后基于存储空间的厚度信息确认片匣600中放置有碳化硅晶圆的存储空间，控制机械手200从放置有碳化硅晶圆的存储空间中抓取该碳化硅晶圆，使机械手200能够顺利取片，避免与机械手200对应片匣600内的存储空间中没有放置碳化硅晶圆而导致机械手200取片失败情况发生。

在一些优选的实施方式中，确认片匣600中放置有碳化硅晶圆的存储空间的过程包括判断存储空间的厚度信息是否大于等于第一阈值且小于等于第二阈值。

具体地，由于扫描装置210存在误差，在确认片匣600中放置有碳化硅晶圆的存储空间的过程中，可能出现扫描装置210扫描到的存储空间中的厚度信息不为零，存储空间却没有放置碳化硅晶圆的情况。因此，可以根据需要设置第一阈值和第二阈值，如需要对片匣600内的一批碳化硅晶圆进行激光退火时，取一个小于该批碳化硅晶圆中厚度最小的碳化硅晶圆的厚度信息且不为零的值作为第一阈值，取一个大于该批碳化硅晶圆中厚度最大的碳化硅晶圆的厚度信息的值作为第二阈值，并在存储空间的厚度信息大于等于第一阈值且小于等于第二阈值时，认为片匣600中放置有碳化硅晶圆的存储空间。

在该实施方式中，本申请的用于碳化硅晶圆的激光退火系统，基于判断存储空间的厚度信息是否大于等于第一阈值且小于等于第二阈值确认片匣600中放置有碳化硅晶圆的存储空间，能确保机械手200取片时其对应的存储空间内放置有碳化硅晶圆，能避免扫描出现误差导致的扫描到的存储空间中的厚度信息不为0，存储空间却没有放置碳化硅晶圆的情况出现。

在一些优选的实施方式中，用于碳化硅晶圆的激光退火系统还包括第二驱动机构700；

第二驱动机构700与激光源300连接；

调节激光源300的高度的过程基于第二驱动机构700进行。

在该实施方式中，本申请的用于碳化硅晶圆的激光退火系统，基于第二驱动机构700驱动激光源300竖直位移，能调节激光源300的高度以使实际光斑大小达到标准光斑大小，实现高度补偿，从而能使不同厚度的碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好。

第二方面，参照图2，本申请还提供了一种激光退火方法，应用在用于碳化硅晶圆的激光退火系统中，用于碳化硅晶圆的激光退火系统包括：

工艺台100，用于承托碳化硅晶圆；

机械手200，用于取放工艺台100上的碳化硅晶圆；

扫描装置210，安装在机械手200上，用于在机械手200将碳化硅晶圆放置在工艺台100上前，扫描该碳化硅晶圆的厚度信息；

激光源300，安装在工艺台100上方，用于产生退火光束以对工艺台100上的碳化硅晶圆进行加热；

第一驱动机构400，用于驱动工艺台100水平位移；

激光退火方法包括以下步骤：

S1.在对碳化硅晶圆进行激光退火处理前，获取碳化硅晶圆的厚度信息；

S2.根据厚度信息、标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息确定实际光斑大小以确定扫描步长和扫描速度;

S3.在激光源300对碳化硅晶圆进行加热时根据扫描步长和扫描速度控制第一驱动机构400驱动工艺台100水平位移以对该碳化硅晶圆进行激光退火处理。

本申请提供的激光退火方法，在对碳化硅晶圆进行激光退火处理前，获取该碳化硅晶圆的厚度信息，并且根据厚度信息、标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息确定实际光斑大小以确定扫描步长和扫描速度，能对每块不同的碳化硅晶圆设置不同的扫描参数，能使激光源300产生的退火光束在单位时间内扫描过的每块碳化硅晶圆的区域面积相同，且能使退火光束在扫描过程中能够遍历碳化硅晶圆上的所有区域，从而使得每块碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好。

由上可知，本申请提供了一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统和方法，其中用于碳化硅晶圆的激光退火系统在对碳化硅晶圆进行激光退火处理前，获取该碳化硅晶圆的厚度信息，并且根据厚度信息、标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息确定实际光斑大小以确定扫描步长和扫描速度，能对每块不同的碳化硅晶圆设置不同的扫描参数，使光斑扫描过的每块碳化硅晶圆的区域面积相同并使光斑在扫描过程中能够遍历碳化硅晶圆上的所有区域，从而使得每块碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好；或根据厚度信息和标准厚度信息调节激光源300的高度以使实际光斑大小达到标准光斑大小，实现高度补偿，从而使不同厚度的碳化硅晶圆上的退火效果相同且加工质量好。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统，其特征在于，包括：

工艺台（100），用于承托所述碳化硅晶圆；

机械手（200），用于取放所述工艺台（100）上的碳化硅晶圆；

扫描装置（210），安装在所述机械手（200）上，用于在所述机械手（200）将所述碳化硅晶圆放置在所述工艺台（100）上前，扫描该碳化硅晶圆的厚度信息；

激光源（300），安装在所述工艺台（100）上方，用于产生退火光束以对所述工艺台（100）上的碳化硅晶圆进行加热；

第一驱动机构（400），用于驱动所述工艺台（100）水平位移；

控制器，用于在所述激光源（300）对所述碳化硅晶圆进行加热时根据扫描步长和扫描速度控制所述第一驱动机构（400）驱动所述工艺台（100）水平位移以对该碳化硅晶圆进行激光退火处理；

所述控制器还用于在对所述碳化硅晶圆进行激光退火处理前，获取该碳化硅晶圆的厚度信息；

所述控制器还用于根据所述厚度信息、标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息确定实际光斑大小以确定所述扫描步长和所述扫描速度，或者，根据所述厚度信息和所述标准厚度信息调节所述激光源（300）的高度以使所述实际光斑大小达到标准光斑大小。

2.根据权利要求1所述的一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统，其特征在于，所述标准厚度信息基于测量标准片的厚度获取。

3.根据权利要求1所述的一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统，其特征在于，所述用于碳化硅晶圆的激光退火系统还包括：

光束质量分析仪，用于基于标准片获取所述标准光斑大小信息。

4.根据权利要求1所述的一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统，其特征在于，所述用于碳化硅晶圆的激光退火系统还包括：

功率调节器（500），用于调节所述激光源（300）产生的退火光束的功率；

所述控制器还用于根据所述实际光斑大小和所述标准光斑大小信息控制功率调节器（500）调节所述激光源（300）产生的退火光束的功率以使所述退火光束在所述碳化硅晶圆表面的激光强度达到标准激光强度。

5.根据权利要求1所述的一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统，其特征在于，所述确定所述扫描步长和所述扫描速度的过程包括根据所述实际光斑大小、所述标准光斑大小信息、预设扫描步长和预设扫描速度确定所述扫描步长和所述扫描速度。

6.根据权利要求5所述的一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统，其特征在于，所述确定所述扫描步长的过程包括根据所述实际光斑大小、所述标准光斑大小信息、预设扫描步长和预设重叠率确定实际重叠率以确定所述扫描步长。

7.根据权利要求1所述的一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统，其特征在于，所述用于碳化硅晶圆的激光退火系统还包括：

片匣（600），包括多个存储空间，所述存储空间放置有待所述机械手（200）抓取放置在所述工艺台（100）上的碳化硅晶圆； 所述扫描装置（210）还用于在机械手（200）抓取所述片匣（600）中的碳化硅晶圆前，扫描所述存储空间的厚度信息；

所述控制器还用于在扫描装置（210）扫描所述存储空间的厚度信息后基于所述存储空间的厚度信息确认所述片匣（600）中放置有所述碳化硅晶圆的存储空间，然后控制所述机械手（200）从所述放置有所述碳化硅晶圆的存储空间中抓取碳化硅晶圆。

8.根据权利要求7所述的一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统，其特征在于，所述确认所述片匣（600）中放置有所述碳化硅晶圆的存储空间的过程包括判断所述存储空间的厚度信息是否大于等于第一阈值且小于等于第二阈值。

9.根据权利要求1所述的一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统，其特征在于，所述用于碳化硅晶圆的激光退火系统还包括第二驱动机构（700）；

所述第二驱动机构（700）与所述激光源（300）连接；

所述调节所述激光源（300）的高度的过程基于所述第二驱动机构（700）进行。

10.一种激光退火方法，应用在用于碳化硅晶圆的激光退火系统中，其特征在于，所述用于碳化硅晶圆的激光退火系统包括：

工艺台（100），用于承托所述碳化硅晶圆；

机械手（200），用于取放所述工艺台（100）上的碳化硅晶圆；

扫描装置（210），安装在所述机械手（200）上，用于在所述机械手（200）将所述碳化硅晶圆放置在所述工艺台（100）上前，扫描该碳化硅晶圆的厚度信息；

激光源（300），安装在所述工艺台（100）上方，用于产生退火光束以对所述工艺台（100）上的碳化硅晶圆进行加热；

第一驱动机构（400），用于驱动所述工艺台（100）水平位移；

所述激光退火方法包括以下步骤：

S1.在对所述碳化硅晶圆进行激光退火处理前，获取所述碳化硅晶圆的厚度信息；

S2.根据所述厚度信息、标准厚度信息、标准退火距离信息和标准光斑大小信息确定实际光斑大小以确定扫描步长和扫描速度;

S3.在所述激光源（300）对所述碳化硅晶圆进行加热时根据扫描步长和扫描速度控制所述第一驱动机构（400）驱动所述工艺台（100）水平位移以对该碳化硅晶圆进行激光退火处理。