CN117276143A - 一种用于碳化硅晶圆的激光退火装置和系统 - Google Patents
一种用于碳化硅晶圆的激光退火装置和系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117276143A CN117276143A CN202311522315.8A CN202311522315A CN117276143A CN 117276143 A CN117276143 A CN 117276143A CN 202311522315 A CN202311522315 A CN 202311522315A CN 117276143 A CN117276143 A CN 117276143A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon carbide
- laser source
- distance
- laser
- process table
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 135
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 125
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 title claims abstract description 92
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 165
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 162
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 120
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 79
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 53
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 134
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 61
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 17
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/36—Carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
- C30B33/02—Heat treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/0445—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising crystalline silicon carbide
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67259—Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
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装置和系统,其中激光退火装置包括工艺台;激光源,安装在工艺台上方;第一驱动机构,用于驱动工艺台水平位移;第二驱动机构,用于驱动激光源摆动,激光源的摆动轴与工艺台的位移方向平行。本申请的激光退火装置能解决工艺台频繁位移使得工艺台振动导致激光退火的位置产生偏差的问题,达到提高退火效率的效果。
Description
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装置和系统。
背景技术
现有技术的激光退火过程中,一般将激光源固定设置在工艺台上方,在激光源对工艺台上的碳化硅晶圆进行加热时,控制驱动机构驱动工艺台水平位移以使激光源在碳化硅晶圆上进行连续s型扫描,并使得碳化硅晶圆上的多条直线扫描路径相互平行,以实现对碳化硅晶圆的遍历扫描。
但是,这种扫描方式会使工艺台频繁位移使得工艺台产生振动,继而可能导致激光退火的位置产生偏差。
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装置和系统,旨在解决工艺台频繁位移使得工艺台振动继而导致激光退火的位置产生偏差的问题。
第一方面,本申请提供了一种用于碳化硅晶圆的激光退火装置,包括:
工艺台;
激光源,安装在工艺台上方;
第一驱动机构,用于驱动工艺台水平位移;
第二驱动机构,用于驱动激光源摆动,激光源的摆动轴与工艺台的位移方向平行。
本申请提供的用于碳化硅晶圆的激光退火装置,控制第一驱动机构驱动工艺台沿x轴方向移动以使激光源在碳化硅晶圆表面沿x轴方向扫描,并控制第二驱动机构驱动激光源摆动以使激光源在碳化硅晶圆表面沿y轴方向扫描,相比现有技术的使用驱动机构驱动工艺台沿y轴方向位移以使激光源在碳化硅晶圆表面沿y轴方向扫描,能实现对碳化硅晶圆y轴方向快速扫描,继而能提高退火效率,并且本申请的激光退火装置还能避免在激光退火过程中工艺台频繁移动使得工艺台振动导致激光退火位置出现偏差的问题。
第二方面,本申请还提供了一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统,包括:
工艺台;
激光源,安装在工艺台上方;
第一驱动机构,用于驱动工艺台水平位移;
第二驱动机构,用于驱动激光源摆动,激光源的摆动轴与工艺台的位移方向平行;
控制器,用于在激光源产生退火光束以对碳化硅晶圆进行加热时,控制第一驱动机构驱动工艺台水平位移,并控制第二驱动机构驱动激光源摆动,以对该碳化硅晶圆进行激光退火处理。
本申请提供的用于碳化硅晶圆的激光退火系统,控制器控制第一驱动机构驱动工艺台沿x轴方向移动以使激光源在碳化硅晶圆表面沿x轴方向扫描,并控制第二驱动机构驱动激光源摆动以使激光源在碳化硅晶圆表面沿y轴方向扫描,相比现有技术的使用驱动机构驱动工艺台沿y轴方向位移以使激光源在碳化硅晶圆表面沿y轴方向扫描,能实现对碳化硅晶圆y轴方向快速扫描,继而能提高退火效率,并且本申请的激光退火系统还能避免在激光退火过程中工艺台频繁移动使得工艺台振动导致激光退火位置出现偏差的问题。
可选地,控制第一驱动机构驱动工艺台水平位移,并控制第二驱动机构驱动激光源摆动的过程包括:
控制第一驱动机构驱动工艺台水平位移,并控制第二驱动机构驱动激光源摆动,以使激光源在碳化硅晶圆上进行连续s型扫描,连续s型扫描的路径包括多条平行路径和连接相邻平行路径的过渡路径。
可选地,控制第一驱动机构驱动工艺台水平位移,并控制第二驱动机构驱动激光源摆动的过程还包括:
根据扫描速度控制激光源的摆动速度,以使退火光束在平行路径上匀速位移。
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,根据扫描速度控制激光源的摆动速度,以使退火光束在平行路径上匀速位移,使得退火光束在平行路径上各处退火的时间一致,继而能使碳化硅晶圆表面各平行路径上的退火效果一致。
可选地,控制第一驱动机构驱动工艺台水平位移,并控制第二驱动机构驱动激光源摆动的过程还包括:
根据过渡路径的类型以及工艺台的位移速度确定激光源的摆动速度,以使退火光束在过渡路径上位移。
可选地,控制第一驱动机构驱动工艺台水平位移,并控制第二驱动机构驱动激光源摆动的过程还包括:
根据过渡路径的长度以及工艺台的位移速度确定激光源的摆动速度,以使退火光束在过渡路径上位移。
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过渡路径的长度以及工艺台的位移速度确定激光源的摆动速度,能使退火光束在过渡路径上匀速位移,使得退火光束在过渡路径上各处退火的时间一致,继而能使碳化硅晶圆表面各过渡路径上的退火效果一致。
可选地,激光源包括激光管和透镜组;
用于碳化硅晶圆的激光退火系统还包括:
第三驱动机构,安装在第二驱动机构上,用于调节透镜组朝向工艺台的距离;
控制器还用于在激光源对碳化硅晶圆进行加热时控制第三驱动机构调节距离以进行距离补偿。
可选地,用于碳化硅晶圆的激光退火系统还包括:
距离传感器,安装在透镜组上,用于测量透镜组朝向工艺台的距离信息;
控制第三驱动机构调节距离以进行距离补偿的过程包括:
获取距离信息,根据距离信息控制第三驱动机构调节距离以使距离在激光退火过程中保持一致。
可选地,根据距离信息控制第三驱动机构调节距离以使距离在激光退火过程中保持一致的过程包括:
根据距离信息和预设距离信息控制第三驱动机构调节距离。
可选地,控制第三驱动机构调节距离以进行距离补偿的过程包括:
获取第二驱动机构的摆动角信息,根据摆动角信息和预设距离信息控制第三驱动机构调节距离,以使距离和预设距离一致。
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,能根据摆动角信息和预设距离信息得到需要调节的距离数值,并控制第三驱动机构调节透镜组朝向工艺台的距离,能在不实时获取激光源摆动时透镜组朝向工艺台的距离的前提下使距离和预设距离一致,继而能使碳化硅晶圆上的光斑大小保持不变以实现距离补偿,从而能提高碳化硅晶圆上各处的退火效果的一致性。
由上可知,本申请提供了一种用于碳化硅晶圆的激光退火装置和系统,其中本申请提供的用于碳化硅晶圆的激光退火装置,控制第一驱动机构驱动工艺台沿x轴方向移动以使激光源在碳化硅晶圆表面沿x轴方向扫描,并控制第二驱动机构驱动激光源摆动以使激光源在碳化硅晶圆表面沿y轴方向扫描,相比现有技术的使用驱动机构驱动工艺台沿y轴方向位移以使激光源在碳化硅晶圆表面沿y轴方向扫描,能实现对碳化硅晶圆y轴方向快速扫描,继而能提高退火效率,并且本申请的激光退火装置还能避免在激光退火过程中工艺台频繁移动使得工艺台振动导致激光退火位置出现偏差的问题。
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用于碳化硅晶圆的激光退火装置的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的用于碳化硅晶圆的激光退火装置的另一角度的结构示意图。
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;110、第一驱动机构;120、第二驱动机构;130、第三驱动机构;200、激光源;210、激光管;220、透镜组。
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。
如图1、图2所示,第一方面,本申请提供了一种用于碳化硅晶圆的激光退火装置,包括:
工艺台100;
激光源200,安装在工艺台100上方;
第一驱动机构110,用于驱动工艺台100水平位移;
第二驱动机构120,用于驱动激光源200摆动,激光源200的摆动轴与工艺台100的位移方向平行。
具体地,以工艺台100为原点,第一驱动机构110驱动工艺台100水平位移的方向为x轴方向,竖直向上的方向为z轴方向,y轴方向与xoz平面垂直。
更具体地,第二驱动机构120包括:驱动电机和摆动架,驱动电机的输出端与摆动架连接;激光源200安装在摆动架上。
更具体地,在对工艺台100上的碳化硅晶圆进行激光退火时,第一驱动机构110驱动工艺台100沿x轴方向移动,第二驱动机构120驱动激光源200摆动,由于激光源200的摆动轴与工艺台100水平位移方向,即与x轴方向平行,故激光源200的摆动方向始终垂直于x轴方向,其产生的退火光束的位移方向垂直于xoz平面,即激光源200的扫描方向为y轴方向。因此,工艺台100与激光源200配合运行即可实现在激光退火过程中对碳化硅晶圆遍历扫描。
更具体地,在现有技术的退火过程中,碳化硅晶圆的遍历扫描是基于多次相互平行的y轴方向扫描实现的,而本申请的摆动的激光源200只需小幅偏转即可完成一次y轴方向扫描,其转动行程小,继而能够快速完成y轴方向扫描,因此相比现有技术依靠驱动机构控制工艺台100沿y轴方向位移以实现y轴方向扫描,本申请的用于碳化硅晶圆的激光退火装置控制第二驱动机构120驱动激光源200摆动以实现在碳化硅晶圆表面y轴方向扫描,能实现对碳化硅晶圆y轴方向快速扫描,继而能提高退火效率。此外,在第二驱动机构120驱动激光源200摆动以实现y轴方向扫描时,工艺台100保持固定不动,因此本申请的激光退火装置还能避免在激光退火过程中工艺台100频繁移动使得工艺台100振动导致激光退火位置出现偏差的问题。
本申请提供的用于碳化硅晶圆的激光退火装置,控制第一驱动机构110驱动工艺台100沿x轴方向移动以使激光源200在碳化硅晶圆表面沿x轴方向扫描,并控制第二驱动机构120驱动激光源200摆动以使激光源200在碳化硅晶圆表面沿y轴方向扫描,相比现有技术的使用驱动机构驱动工艺台100沿y轴方向位移以使激光源200在碳化硅晶圆表面沿y轴方向扫描,能实现对碳化硅晶圆y轴方向快速扫描,继而能提高退火效率,并且本申请的激光退火装置还能避免在激光退火过程中工艺台100频繁移动使得工艺台100振动导致激光退火位置出现偏差的问题。
如图3所示,第二方面,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100;
激光源200,安装在工艺台100上方;
第一驱动机构110,用于驱动工艺台100水平位移;
第二驱动机构120,用于驱动激光源200摆动,激光源200的摆动轴与工艺台100的位移方向平行;
控制器,用于在激光源200产生退火光束以对碳化硅晶圆进行加热时,控制第一驱动机构110驱动工艺台100水平位移,并控制第二驱动机构120驱动激光源200摆动,以对该碳化硅晶圆进行激光退火处理。
具体地,在激光退火过程中,控制器控制第二驱动机构120驱动激光源200摆动以实现y轴方向扫描。在完成一次y轴方向扫描后,控制器控制第一驱动机构110驱动工艺台100沿x轴方向位移,以使退火光束从一y轴路径位移至与其平行且相邻的另一y轴路径上,以进行下一次y轴方向扫描。
本申请提供的用于碳化硅晶圆的激光退火系统,控制器控制第一驱动机构110驱动工艺台100沿x轴方向移动以使激光源200在碳化硅晶圆表面沿x轴方向扫描,并控制第二驱动机构120驱动激光源200摆动以使激光源200在碳化硅晶圆表面沿y轴方向扫描,相比现有技术的使用驱动机构驱动工艺台100沿y轴方向位移以使激光源200在碳化硅晶圆表面沿y轴方向扫描,能实现对碳化硅晶圆y轴方向快速扫描,继而能提高退火效率,并且本申请的激光退火系统还能避免在激光退火过程中工艺台100频繁移动使得工艺台100振动导致激光退火位置出现偏差的问题。
在一些优选的实施方式中,控制第一驱动机构110驱动工艺台100水平位移,并控制第二驱动机构120驱动激光源200摆动的过程包括:
控制第一驱动机构110驱动工艺台100水平位移,并控制第二驱动机构120驱动激光源200摆动,以使激光源200在碳化硅晶圆上进行连续s型扫描,连续s型扫描的路径包括多条平行路径和连接相邻平行路径的过渡路径。
具体地,平行路径对应前文中的y轴路径。当激光源200需要沿平行路径扫描时,工艺台100不产生位移,第二驱动机构120驱动激光源200摆动,以使激光源200沿y轴方向并沿平行路径扫描;当激光源200需要沿过渡路径扫描时,工艺台100与激光源200配合运行,以使激光源200沿过渡路径扫描。
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,控制工艺台100和激光源200配合运行以使激光源200在碳化硅晶圆上进行连续s型扫描,能实现对碳化硅晶圆的遍历扫描,提高碳化硅晶圆上各区域退火效果的一致性。
在一些优选的实施方式中,控制第一驱动机构110驱动工艺台100水平位移,并控制第二驱动机构120驱动激光源200摆动的过程还包括:
根据扫描速度控制激光源200的摆动速度,以使退火光束在平行路径上匀速位移。
具体地,在激光源200沿平行路径扫描时,工艺台100不产生位移,激光源200的扫描速度为退火光束在碳化硅晶圆表面的位移速度。由于本申请的实施例是控制第二驱动机构120驱动激光源200摆动以实现激光源200在碳化硅晶圆表面沿y轴方向扫描,在激光源200摆动速度不变的前提下,激光源200的朝向与z轴方向之间的夹角越大,单位时间内退火光束沿平行路径的位移距离越大。因此,为使碳化硅晶圆上平行路径的退火效果一致,需要使激光源200在其表面各处的扫描速度相同,而扫描速度由激光源200的摆动速度控制,故可以预先设定好扫描速度,根据该扫描速度和摆动轴到碳化硅晶圆的竖直距离设定摆动速度变化曲线,根据摆动速度变化曲线控制激光源200的摆动速度,以使激光源200沿各平行路径扫描时的扫描速度相同,从而使得退火光束在平行路径上匀速位移;或在退火过程中获得某一单位时间内的扫描速度,根据该扫描速度和摆动轴到晶圆的竖直距离设定摆动速度变化曲线,根据摆动速度变化曲线控制激光源200的摆动速度,以使激光源200沿各平行路径扫描时的扫描速度相同,从而使得退火光束在平行路径上匀速位移。
更具体地,在激光源200沿一平行路径进行一次y轴方向扫描时,其扫描速度逐渐增大,并在退火光束的位移路径达到该平行路径长度的一半时达到最大值,随后扫描速度逐渐减小,并在退火光束的位移路径达到该平行路径的长度时达到最小值。
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,根据扫描速度控制激光源200的摆动速度,以使退火光束在平行路径上匀速位移,使得退火光束在平行路径上各处退火的时间一致,继而能使碳化硅晶圆表面各平行路径上的退火效果一致。
在一些优选的实施方式中,控制第一驱动机构110驱动工艺台100水平位移,并控制第二驱动机构120驱动激光源200摆动的过程还包括:
根据过渡路径的类型以及工艺台100的位移速度确定激光源200的摆动速度,以使退火光束在过渡路径上位移。
具体地,过渡路径的类型即为过渡路径的形状,该形状可以为端点为该过渡路径与相邻两平行路径的连接点的线段,也可以为与该过渡路径相邻的两平行路径之间的碳化硅晶圆的边缘圆弧。在激光源200沿过渡路径扫描时,工艺台100水平位移,激光源200的扫描速度为退火光束在碳化硅晶圆表面的位移速度在y方向上的分量,工艺台100的位移速度为退火光束在碳化硅晶圆表面的位移速度在x方向上的分量。
在激光源200产生的退火光束在过渡路径上位移时,若过渡路径的形状为端点为其与相邻两平行路径的连接点的线段,为使激光源200产生的退火光束在过渡路径上匀速位移,需要使退火光束的位移速度在x方向上的分量和y方向上的分量都保持不变,并使激光源200的扫描速度与工艺台100的位移速度配合以确保退火光束的位移路径经过该过渡路径,激光源200的扫描速度由激光源200的摆动速度控制,故可以根据工艺台100的位移速度和过渡路径的类型确定激光源200的扫描速度,继而确定激光源200的摆动速度。
在更优选的实施方式中,若过渡路径的形状为与该过渡路径相邻的两平行路径之间的碳化硅晶圆的边缘圆弧,在工艺台100的位移速度保持不变的情况下,为使激光源200产生的退火光束在过渡路径上匀速位移,则需要根据弧度确定退火光束的位移速度在y方向上的分量,即扫描速度,并使激光源200的扫描速度与工艺台100的位移速度配合以确保退火光束的位移路径经过该过渡路径,激光源200的扫描速度由激光源200的摆动速度控制,故可以根据工艺台100的位移速度和过渡路径的类型确定激光源200的扫描速度,继而确定激光源200的摆动速度。
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过渡路径的类型以及工艺台100的位移速度确定激光源200的摆动速度,能使退火光束在过渡路径上匀速位移,使得退火光束在过渡路径上各处退火的时间一致,继而能使碳化硅晶圆表面各过渡路径上的退火效果一致。
在一些优选的实施方式中,控制第一驱动机构110驱动工艺台100水平位移,并控制第二驱动机构120驱动激光源200摆动的过程还包括:
根据过渡路径的长度以及工艺台100的位移速度确定激光源200的摆动速度,以使退火光束在过渡路径上位移。
具体地,当过渡路径的形状为端点为该过渡路径与相邻两平行路径的连接点的线段时,该过渡路径的长度为该线段长度;当过渡路径的形状为与该过渡路径相邻的两平行路径之间的碳化硅晶圆的边缘圆弧时,其长度为该圆弧的弧长。在激光源200沿过渡路径扫描时,激光源200的扫描距离为退火光束在碳化硅晶圆表面的位移距离在y方向上的分量,工艺台100的位移距离为退火光束在碳化硅晶圆表面的位移距离在x方向上的分量。
更具体地,在本实施例中,过渡路径的形状为与该过渡路径相邻的两平行路径之间的碳化硅晶圆的边缘圆弧。由于碳化硅晶圆在不同的相邻两平行路径之间的边缘圆弧长度不同,不同过渡路径的长度也不同,在激光源200产生的退火光束在过渡路径上位移时,需要根据边缘圆弧长度调整激光源200的扫描速度,并使激光源200的扫描距离在工艺台100的位移距离达到过渡路径在x轴上的投影的同时刚好达到过渡路径在y轴上的投影。因此,可以根据工艺台100的位移距离和过渡路径的长度确定退火光束在过渡路径上的位移时间,继而确定激光源200的扫描速度使其与工艺台100的位移速度配合以确保退火光束的位移路径经过该过渡路径,激光源200的扫描速度由激光源200的摆动速度控制,故可以根据工艺台100的位移速度和过渡路径的长度确定激光源200的扫描速度,继而确定激光源200的摆动速度。
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过渡路径的长度以及工艺台100的位移速度确定激光源200的摆动速度,能使退火光束在过渡路径上匀速位移,使得退火光束在过渡路径上各处退火的时间一致,继而能使碳化硅晶圆表面各过渡路径上的退火效果一致。
在一些优选的实施方式中,激光源200包括激光管210和透镜组220;
用于碳化硅晶圆的激光退火系统还包括:
第三驱动机构130,安装在第二驱动机构120上,用于调节透镜组220朝向工艺台100的距离;
控制器还用于在激光源200对碳化硅晶圆进行加热时控制第三驱动机构130调节距离以进行距离补偿。
具体地,在对碳化硅晶圆进行激光退火时,激光从激光管210射出,通过透镜组220后形成退火光束照射在该碳化硅晶圆上,由于激光源200产生的退火光束在该碳化硅晶圆上的激光强度与光斑大小成正比,而激光源200摆动时激光源200朝向碳化硅晶圆的距离会发生变化,使得碳化硅晶圆上的光斑大小也发生变化,继而使得退火光束在碳化硅晶圆上的激光强度变化,导致碳化硅晶圆上各处的退火效果存在差异。
更具体地,用于碳化硅晶圆的激光退火系统还包括设置在工艺台100上方的摆动板,激光源200安装在摆动板上,第三驱动机构130与激光源200连接并安装在摆动板上,驱动透镜组220沿靠近或远离摆动轴的方向移动,以实现调节透镜组220朝向工艺台100的距离。优选地,第三驱动机构130包括安装在摆动板上的直线驱动模组,透镜组220固定在直线驱动模组的滑块上。
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设置用于调节透镜组220朝向工艺台100的距离的第三驱动机构130,在对碳化硅晶圆进行激光退火时,控制器控制第三驱动机构130调节透镜组220朝向工艺台100的距离,能使透镜组220朝向工艺台100的距离保持不变,继而能使碳化硅晶圆上的光斑大小保持不变以实现距离补偿,从而能提高碳化硅晶圆上各处的退火效果的一致性。
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:
距离传感器(图示未画出),安装在透镜组220上,用于测量透镜组220朝向工艺台100的距离信息;
控制第三驱动机构130调节距离以进行距离补偿的过程包括:
获取距离信息,根据距离信息控制第三驱动机构130调节距离以使距离在激光退火过程中保持一致。
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设置用于测量透镜组220朝向工艺台100的距离信息的距离传感器,并根据距离信息控制第三驱动机构130调节透镜组220朝向工艺台100的距离以使其在激光退火过程中保持一致,能使碳化硅晶圆上的光斑大小保持不变以实现距离补偿,从而能提高碳化硅晶圆上各处的退火效果的一致性。
在一些优选的实施方式中,根据距离信息控制第三驱动机构130调节距离以使距离在激光退火过程中保持一致的过程包括:
根据距离信息和预设距离信息控制第三驱动机构130调节透镜组220朝向工艺台100的距离。
具体地,预设距离信息为作为基准的透镜组220朝向工艺台100的距离,可以预先分析计算获取预设距离信息,也可以在调节透镜组220朝向工艺台100的距离并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,将该透镜组220朝向工艺台100的距离作为预设退火距离。优选地,为使碳化硅晶圆上各处的退火效果与预设退火效果相同且加工效果优,可以将预设距离设为透镜组220的焦距。
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,根据距离信息和预设距离信息控制第三驱动机构130调节透镜组220朝向工艺台100的距离,以使距离和预设距离一致,能使碳化硅晶圆上的光斑大小保持不变以实现距离补偿,从而能提高碳化硅晶圆上各处的退火效果的一致性。
在一些优选的实施方式中,控制第三驱动机构130调节距离以进行距离补偿的过程包括:
获取第二驱动机构120的摆动角信息,根据摆动角信息和预设距离信息控制第三驱动机构130调节距离,以使距离和预设距离一致。
具体地,第二驱动机构120的摆动角信息为激光源200摆动时其朝向与z轴反方向之间的夹角,在该实施方式中,预设距离信息为透镜组220朝向工艺台100的方向为竖直向下时透镜组220朝向工艺台100的距离。
更具体地,在对碳化硅晶圆进行激光退火时,在激光源200摆动时,设预设距离为d,摆动角信息为α,则透镜组220朝向工艺台100的距离为d1=d*cosα,因此距离与预设距离之差为△d=d1-d=d(1-cosα),即可以根据摆动角信息和预设距离信息得到需要调节的距离数值,继而可以控制第三驱动机构130调节透镜组220朝向工艺台100的距离,以使距离和预设距离一致。
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,能根据摆动角信息和预设距离信息得到需要调节的距离数值,并控制第三驱动机构130调节透镜组220朝向工艺台100的距离,能在不实时获取激光源200摆动时透镜组220朝向工艺台100的距离的前提下使距离和预设距离一致,继而能使碳化硅晶圆上的光斑大小保持不变以实现距离补偿,从而能提高碳化硅晶圆上各处的退火效果的一致性。
由上可知,本申请提供了一种用于碳化硅晶圆的激光退火装置和系统,其中本申请提供的用于碳化硅晶圆的激光退火装置,控制第一驱动机构110驱动工艺台100沿x轴方向移动以使激光源200在碳化硅晶圆表面沿x轴方向扫描,并控制第二驱动机构120驱动激光源200摆动以使激光源200在碳化硅晶圆表面沿y轴方向扫描,相比现有技术的使用驱动机构驱动工艺台100沿y轴方向位移以使激光源200在碳化硅晶圆表面沿y轴方向扫描,能实现对碳化硅晶圆y轴方向快速扫描,继而能提高退火效率,并且本申请的激光退火装置还能避免在激光退火过程中工艺台100频繁移动使得工艺台100振动导致激光退火位置出现偏差的问题。
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 (9)
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);
激光源(200),安装在所述工艺台(100)上方;
第一驱动机构(110),用于驱动所述工艺台(100)水平位移;
第二驱动机构(120),用于驱动所述激光源(200)摆动,所述激光源(200)的摆动轴与所述工艺台(100)的位移方向平行;
控制器,用于在所述激光源(200)产生退火光束以对所述碳化硅晶圆进行加热时,控制所述第一驱动机构(110)驱动所述工艺台(100)水平位移,并控制所述第二驱动机构(120)驱动所述激光源(200)摆动,以对该碳化硅晶圆进行激光退火处理。
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,所述控制所述第一驱动机构(110)驱动所述工艺台(100)水平位移,并控制所述第二驱动机构(120)驱动所述激光源(200)摆动的过程包括:
控制所述第一驱动机构(110)驱动所述工艺台(100)水平位移,并控制所述第二驱动机构(120)驱动所述激光源(200)摆动,以使所述激光源(200)在所述碳化硅晶圆上进行连续s型扫描,所述连续s型扫描的路径包括多条平行路径和连接相邻平行路径的过渡路径。
3.根据权利要求2所述的一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统,其特征在于,所述控制所述第一驱动机构(110)驱动所述工艺台(100)水平位移,并控制所述第二驱动机构(120)驱动所述激光源(200)摆动的过程还包括:
根据扫描速度控制所述激光源(200)的摆动速度,以使所述退火光束在所述平行路径上匀速位移。
4.根据权利要求2所述的一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统,其特征在于,所述控制所述第一驱动机构(110)驱动所述工艺台(100)水平位移,并控制所述第二驱动机构(120)驱动所述激光源(200)摆动的过程还包括:
根据所述过渡路径的类型以及所述工艺台(100)的位移速度确定所述激光源(200)的摆动速度,以使所述退火光束在所述过渡路径上位移。
5.根据权利要求2所述的一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统,其特征在于,所述控制所述第一驱动机构(110)驱动所述工艺台(100)水平位移,并控制所述第二驱动机构(120)驱动所述激光源(200)摆动的过程还包括:
根据所述过渡路径的长度以及所述工艺台(100)的位移速度确定所述激光源(200)的摆动速度,以使所述退火光束在所述过渡路径上位移。
6.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,所述激光源(200)包括激光管(210)和透镜组(220);
所述用于碳化硅晶圆的激光退火系统还包括:
第三驱动机构(130),安装在所述第二驱动机构(120)上,用于调节所述透镜组(220)朝向所述工艺台(100)的距离;
所述控制器还用于在所述激光源(200)对所述碳化硅晶圆进行加热时控制所述第三驱动机构(130)调节所述距离以进行距离补偿。
7.根据权利要求6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:
距离传感器,安装在所述透镜组(220)上,用于测量所述透镜组(220)朝向所述工艺台(100)的距离信息;
所述控制所述第三驱动机构(130)调节所述距离以进行距离补偿的过程包括:
获取所述距离信息,根据所述距离信息控制所述第三驱动机构(130)调节所述距离以使所述距离在激光退火过程中保持一致。
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,所述根据所述距离信息控制所述第三驱动机构(130)调节所述距离以使所述距离在激光退火过程中保持一致的过程包括:
根据所述距离信息和预设距离信息控制所述第三驱动机构(130)调节所述距离。
9.根据权利要求6所述的一种用于碳化硅晶圆的激光退火系统,其特征在于,所述控制所述第三驱动机构(130)调节所述距离以进行距离补偿的过程包括:
获取所述第二驱动机构(120)的摆动角信息,根据所述摆动角信息和预设距离信息控制所述第三驱动机构(130)调节所述距离,以使所述距离和预设距离一致。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311522315.8A CN117276143B (zh) | 2023-11-15 | 2023-11-15 | 一种用于碳化硅晶圆的激光退火装置和系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311522315.8A CN117276143B (zh) | 2023-11-15 | 2023-11-15 | 一种用于碳化硅晶圆的激光退火装置和系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117276143A true CN117276143A (zh) | 2023-12-22 |
CN117276143B CN117276143B (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=89202839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311522315.8A Active CN117276143B (zh) | 2023-11-15 | 2023-11-15 | 一种用于碳化硅晶圆的激光退火装置和系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117276143B (zh) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008060314A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザアニール装置、レーザアニール方法、及び半導体装置の製造方法 |
CN103779195A (zh) * | 2014-01-29 | 2014-05-07 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 激光退火方法及系统 |
CN206529522U (zh) * | 2017-02-28 | 2017-09-29 | 惠州比亚迪实业有限公司 | 一种mocvd设备的清洁装置 |
CN110462787A (zh) * | 2017-01-24 | 2019-11-15 | 堺显示器制品株式会社 | 激光退火装置、激光退火方法和掩模 |
JP2021093487A (ja) * | 2019-12-12 | 2021-06-17 | 三菱電機株式会社 | レーザアニール装置および半導体装置の製造方法 |
CN113421836A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-09-21 | 中国科学院微电子研究所 | 一种激光退火设备及激光退火方法 |
CN113594029A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-02 | 华中科技大学 | 一种基于复合激光源的激光退火设备及退火方法 |
WO2021254833A1 (de) * | 2020-06-16 | 2021-12-23 | Hauni Maschinenbau Gmbh | Verdampferkartusche, inhalator und verfahren zum verdampfen von inhalationsmedien |
CN116092981A (zh) * | 2023-02-01 | 2023-05-09 | 浙江芯科半导体有限公司 | 用于提升晶圆退火质量的激光退火设备 |
CN219505681U (zh) * | 2022-09-05 | 2023-08-11 | 郑州易邦微光电科技有限公司 | 一种双面激光扩印用光源调整循环扫描装置 |
-
2023
- 2023-11-15 CN CN202311522315.8A patent/CN117276143B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008060314A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザアニール装置、レーザアニール方法、及び半導体装置の製造方法 |
CN103779195A (zh) * | 2014-01-29 | 2014-05-07 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 激光退火方法及系统 |
CN110462787A (zh) * | 2017-01-24 | 2019-11-15 | 堺显示器制品株式会社 | 激光退火装置、激光退火方法和掩模 |
CN206529522U (zh) * | 2017-02-28 | 2017-09-29 | 惠州比亚迪实业有限公司 | 一种mocvd设备的清洁装置 |
JP2021093487A (ja) * | 2019-12-12 | 2021-06-17 | 三菱電機株式会社 | レーザアニール装置および半導体装置の製造方法 |
WO2021254833A1 (de) * | 2020-06-16 | 2021-12-23 | Hauni Maschinenbau Gmbh | Verdampferkartusche, inhalator und verfahren zum verdampfen von inhalationsmedien |
CN113421836A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-09-21 | 中国科学院微电子研究所 | 一种激光退火设备及激光退火方法 |
CN113594029A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-02 | 华中科技大学 | 一种基于复合激光源的激光退火设备及退火方法 |
CN219505681U (zh) * | 2022-09-05 | 2023-08-11 | 郑州易邦微光电科技有限公司 | 一种双面激光扩印用光源调整循环扫描装置 |
CN116092981A (zh) * | 2023-02-01 | 2023-05-09 | 浙江芯科半导体有限公司 | 用于提升晶圆退火质量的激光退火设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117276143B (zh) | 2024-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101211019B1 (ko) | 레이저 가공 장치 | |
JPWO2008053915A1 (ja) | スキャナ光学システム、レーザ加工装置、及び、スキャナ光学装置 | |
CN103170728B (zh) | 激光加工装置 | |
JP2004514053A (ja) | 電磁放射線束によって焼結、物質除去および/またはラベリングを行う装置およびその装置を操作する方法 | |
KR20080066744A (ko) | 자기 특성이 우수한 방향성 전자기 강판의 제조 방법 및제조 장치 | |
JPWO2006129473A1 (ja) | レーザー加工装置及びレーザー加工方法 | |
CN109863577B (zh) | 退火被处理体的制造方法、激光退火基台和激光退火处理装置 | |
JP4113786B2 (ja) | チップスケールマーカー及びマーキング方法 | |
KR102108403B1 (ko) | 다축 레이저 가공기 | |
CN112091413B (zh) | 一种激光打标系统的打标焦距校正方法 | |
CN107335913A (zh) | 激光加工方法以及激光加工装置 | |
JP2000202655A (ja) | レ―ザ―マ―キング装置 | |
JP2014161899A (ja) | レーザ加工装置 | |
CN117276143B (zh) | 一种用于碳化硅晶圆的激光退火装置和系统 | |
CN110039053A (zh) | 一种激光熔化3d打印设备激光焦平面确定系统及方法 | |
CN209754275U (zh) | 一种基于视觉伺服的二维激光雕刻机 | |
CN111804913A (zh) | 成型与检测一体化的3d打印设备 | |
KR101174480B1 (ko) | 도광판 가공장치 | |
JP2001044136A (ja) | 精密レーザ照射装置及び制御方法 | |
KR100976035B1 (ko) | 레이저 절단장치 | |
JP2014174047A (ja) | 計測装置、計測方法、および物品の製造方法 | |
CN207020390U (zh) | 一种扫描粒子束显微镜系统 | |
JP2015075512A (ja) | 描画装置及び描画方法 | |
JPH11254172A (ja) | レーザ加工装置 | |
CN107329246A (zh) | 一种扫描粒子束显微镜系统及聚焦控制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CB03 | Change of inventor or designer information | ||
CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Cheng Yuangui Inventor before: Dai Kefeng Inventor before: Cheng Yuangui Inventor before: Wu Guofa |