激光退火设备和激光退火方法技术

本发明专利技术涉及一种激光退火设备和激光退火方法，能够应对待处理的物体的各种厚度以及关于待处理的物体的各种处理。激光退火设备包含：平台，配置成支撑目标物体；第一激光头单元，连接到第一激光源单元以将第一激光照射到目标物体；第二激光头单元，连接到第二激光源单元以将波长长于第一激光的波长的第二激光照射到目标物体；以及控制单元，配置成控制第一激光头单元和第二激光头单元的驱动，其中第一激光的波长可由控制单元改变。一激光的波长可由控制单元改变。一激光的波长可由控制单元改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光退火设备和激光退火方法


[0001]本专利技术涉及一种激光退火设备和激光退火方法，且更确切地说，涉及一种能够应对待处理的物体的各种厚度以及关于待处理的物体的各种处理的激光退火设备和激光退火方法。

技术介绍

[0002]半导体装置的制造需要对如硅(Si)晶片的半导体晶片进行退火(annealing)的工艺。退火可包含掺杂剂激活(dopant activation)和归因于熔融(melting)的结晶(crystallization)。
[0003]举例来说，在杂质激活中，可通过离子注入将掺杂剂(dopant)注入到半导体晶片中，且可通过照射激光束来激活所注入杂质。另外，在归因于熔融的结晶中，可将激光束照射到非晶硅(α
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Si)上以使其熔融和结晶，从而形成晶体硅(例如，单晶硅或多晶硅)。
[0004]根据现有技术，在基于激光的杂质激活中，控制杂质的扩散深度存在限制，且因此，杂质扩散到非预期深度，且因此，半导体装置中的泄漏电流增加，或最近，归因于半导体装置的大小的小型化，难以从浅结(shallow junction)开始。
[0005]另外，最近，在制造半导体装置时，可归因于薄膜形成过程期间的步阶覆盖(step coverage)而出现空隙(void)，且因此，需要开发用于通过使用激光的熔融工艺去除半导体装置中的空隙的激光退火技术。
[0006](专利文献1)韩国专利公开案第10
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2004
‑
0046644号

技术实现思路
<br/>[0007]技术难题
[0008]本专利技术提供一种激光退火设备和激光退火方法，其能够执行非熔融工艺和熔融工艺以及控制目标物体的退火深度。
[0009]技术解决方案
[0010]根据本专利技术的实施例的激光退火设备包含：平台，配置成支撑目标物体；第一激光头单元，连接到第一激光源单元以将第一激光照射到目标物体；第二激光头单元，连接到第二激光源单元以将波长长于第一激光的波长的第二激光照射到目标物体；以及控制单元，配置成控制第一激光头单元和第二激光头单元的驱动，其中第一激光的波长可由控制单元改变。
[0011]第一激光源单元可包含：第一波长激光光源，配置成产生具有蓝色波长带的第一波长激光；第二波长激光光源，配置成产生具有绿色波长带的第二波长激光的；以及第三波长激光光源，配置成产生具有红色波长带的第三波长激光。
[0012]控制单元可选择性地驱动第一波长激光光源、第二波长激光光源以及第三波长激光光源中的一或多个以允许第一激光的波长变化。
[0013]激光退火设备可更包含：头部移动单元，配置成移动第一激光头单元和第二激光
头单元；第一光纤缆线，设置在第一激光源单元与第一激光头单元之间；以及第二光纤缆线，设置在第二激光源单元与第二激光头单元之间。
[0014]控制单元可控制第一激光头单元和第二激光头单元中的任一个的选择性驱动或第一激光头单元和第二激光头单元的同时驱动。
[0015]在同时驱动第一激光头单元和第二激光头单元时，第一激光的光束大小可等于或大于第二激光的光束大小。
[0016]在同时驱动第一激光头单元和第二激光头单元时，控制单元可控制第一激光头单元和第二激光头单元的扫描，使得第一激光与第二激光彼此重叠，或第一激光在扫描方向上安置在第二激光的前方。
[0017]激光退火设备可更包含照射角调整单元，所述照射角调整单元配置成调整第一激光头单元的激光照射角和第二激光头单元的激光照射角中的每一个。
[0018]控制单元可通过划分成多个区域而在每一区域的不同扫描条件下控制第二激光头单元的扫描。
[0019]根据本专利技术的另一实施例的激光退火方法可包含：选择照射具有可变波长的第一激光的第一激光头单元和照射波长大于第一激光的波长的第二激光的第二激光头单元中的至少一个激光头单元的过程；以及从由第一激光头单元和第二激光头单元中选出的激光头单元向目标物体照射对应于第一激光和第二激光的每一激光头单元的激光的过程。
[0020]激光退火方法可更包含通过选择性地驱动产生具有蓝色波长带的第一波长激光的第一波长激光光源、产生具有绿色波长带的第二波长激光的第二波长激光光源以及产生具有红色波长带的第三波长激光的第三波长激光光源中的一或多个来改变第一激光的波长。
[0021]激光退火方法可更包含将第一激光头单元和第二激光头单元的驱动设置成选择性驱动或同时驱动，其中，在选择至少一个激光头单元时，可根据第一激光头单元和第二激光头单元的所设置驱动从第一激光头单元和第二激光头单元选择至少一个激光头单元。
[0022]在选择性驱动或同时驱动的设置中，当激活目标物体的至少一部分时，可设置同时驱动。
[0023]激光退火方法可更包含：由第一激光产生自由载流子；以及吸收第二激光以激活目标物体中的杂质。
[0024]激光退火方法可更包含调整第一激光头单元的激光照射角和第二激光头单元的激光照射角中的每一个。
[0025]在选择性驱动或同时驱动的设置中，当激活目标物体的至少一部分时，可设置第一激光头单元的选择性驱动。
[0026]在改变第一激光的波长时，第一激光的波长可根据用于激活的目标深度而变化。
[0027]在选择性驱动或同时驱动的设置中，当使目标物体至少部分地结晶时，可设置第一激光头单元的选择性驱动。
[0028]在改变第一激光的波长时，第一激光的波长可根据用于结晶的目标深度而变化。
[0029]激光退火方法可更包含通过移动所选激光头单元来扫描目标物体，其中第一激光头单元和第二激光头单元可通过光纤缆线分别连接到用于产生第一激光的第一激光源单元和用于产生第二激光的第二激光源单元。
[0030]在扫描目标物体时，可在通过划分成多个区域而在每一区域的不同扫描条件下移动第二激光头单元的同时扫描目标物体。
[0031]有利影响
[0032]根据本专利技术的实施例的激光退火设备可控制照射第一激光的第一激光头单元和照射波长长于第一激光的波长的第二激光的第二激光头单元的驱动，以便应用于非熔融(non
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melting)工艺以及熔融(melting)工艺。另外，由于第一激光的波长为可变的，因此可对具有各种厚度的目标物体(例如，衬底或薄膜)执行退火，且可调整退火深度。
[0033]此处，可选择性地驱动产生第一波长激光的第一波长激光光源、产生第二波长激光的第二波长激光光源以及产生第三波长激光的第三波长激光光源中的一或多个以改变第一激光的波长，且因此，第一激光的波长不仅可变成单一(光)波长，还可变成混合(光)波长。因此，不仅可调整退火深度，还可促进激光的吸收，且当使用混合(mixing)波长时，与使用单一波长的情况相比，可甚至以相对较低的输出执行退火工艺。
[0034]另外，可通过第一光纤缆线和第二光纤缆线将激光(例如，第一激光和第二激光)传输到第一激光头单元和第二激光头单元，以允许第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光退火设备，包括：平台，配置成支撑目标物体；第一激光头单元，连接到第一激光源单元以将第一激光照射到所述目标物体；第二激光头单元，连接到第二激光源单元以将波长长于所述第一激光的波长的第二激光照射到所述目标物体；以及控制单元，配置成控制所述第一激光头单元和所述第二激光头单元的驱动，其中所述第一激光的所述波长可由所述控制单元改变。2.根据权利要求1所述的激光退火设备，其中所述第一激光源单元包括：第一波长激光光源，配置成产生具有蓝色波长带的第一波长激光；第二波长激光光源，配置成产生具有绿色波长带的第二波长激光；以及第三波长激光光源，配置成产生具有红色波长带的第三波长激光。3.根据权利要求2所述的激光退火设备，其中所述控制单元选择性地驱动所述第一波长激光光源、所述第二波长激光光源以及所述第三波长激光光源中的一或多个以允许所述第一激光的所述波长变化。4.根据权利要求1所述的激光退火设备，还包括：头部移动单元，配置成移动所述第一激光头单元和所述第二激光头单元；第一光纤缆线，设置在所述第一激光源单元与所述第一激光头单元之间；以及第二光纤缆线，设置在所述第二激光源单元与所述第二激光头单元之间。5.根据权利要求1所述的激光退火设备，其中所述控制单元控制所述第一激光头单元和所述第二激光头单元中的任一个的选择性驱动或所述第一激光头单元和所述第二激光头单元的同时驱动。6.根据权利要求5所述的激光退火设备，其中在同时驱动所述第一激光头单元和所述第二激光头单元时，所述第一激光的光束大小等于或大于所述第二激光的光束大小。7.根据权利要求5所述的激光退火设备，其中所述控制单元在同时驱动所述第一激光头单元和所述第二激光头单元时控制所述第一激光头单元和所述第二激光头单元的扫描，使得所述第一激光与所述第二激光彼此重叠，或所述第一激光在扫描方向上安置在所述第二激光的前方。8.根据权利要求1所述的激光退火设备，还包括照射角调整单元，所述照射角调整单元配置成调整所述第一激光头单元的激光照射角和所述第二激光头单元的激光照射角中的每一个。9.根据权利要求1所述的激光退火设备，其中所述控制单元通过划分成多个区域而在每一区域的不同扫描条件下控制所述第二激光头单元的扫描。10.一种激光退火方法，包括：选择照射具有可变波长的第一激光的第一激光头单元和照射波长大于所述第一激光的波长的第二激光的第二激光头单元中的至少一个激光头单元；以及从由所述第一激光头单元和所述第二激光头单元中选出...

【专利技术属性】
技术研发人员：金承焕，金宰瑢，成振宇，朴锺甲，
申请(专利权)人：APS研究股份有限公司，
类型：发明
国别省市：