[发明专利]一种用于激光加工的旋转窗片装置

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造设备范围，特别涉及一种用于激光加工的旋转窗片装置。具体说是在半导体器件制作过程中的深紫外激光退火设备中，采用窗片去有效地隔离热量对于低温部件影响，同时由于窗片旋转，又可有效地减小对退火激光透明的窗片的尺寸，降低隔离罩结构(特别是透明窗片)加工制造的难度。

背景技术

随着CMOS器件特征尺寸的不断缩小，工艺节点进入到32nm、22nm等，此时要求制作出具有超浅结结构的源漏区。对于超浅结源漏，一般采用低能离子注入的方法形成超浅掺杂，而在杂质激活的环节，当前较为认可的工艺是波长为深紫外的激光退火。

采用深紫外激光进行掺杂杂质的退火激活，是因为深紫外激光波长短，对衬底物质直接作用的深度浅，只对超浅的表面区域产生影响，因此适合于浅结制作；在另一方面，又因为退火激光工作于脉冲方式，激光脉冲约在几到几十纳秒的量级，退火时总的退火作用时间很短暂，可以将退火阶段杂质的再扩散控制在接近于零扩散的水平，这样便可得到无扩散的退火效果，做出所要求的超浅结源漏。

对于超浅结激光退火，出于减小热作用梯度等考虑，一般会同时采用对衬底片进行辅助性的加热，例如加热温度可以是350℃等。对于这样一类进行辅助加热的激光退火处理，在实现激光退火的设备时，需要做特殊的热隔离设计，以避免热能对于其他设备模块的影响。采用电加热方式从衬底片背面对晶圆片进行加热，背面及侧面的热屏蔽隔离，都是容易处理的，不容易处理的是晶圆片的正面。

为了有效地隔离晶圆片向上方的热量散失，可以制作一个隔离罩，如图1所示，覆盖于圆片的上方。隔离罩由支撑件2和窗片1构成，窗片1对于退火激光必须是透明的，这样激光可以透过窗片作用到晶圆片的表面，进行正常的退火。采用隔离罩结构之后，对流和传导两种热散失就受到了抑制；实际上，也可以选择窗片材料，使之对于紫外退火激光是透明的，而对于更长波长的热辐射波是阻碍其透出的，这样可以实现最好的隔离效果。

当前主流的硅片尺寸为12英吋(晶圆片直径为300mm)，将来还可能更大，因此正常情况下窗片1的尺寸都要大于晶圆片。通常对于窗片有材料质地，平整度，厚度，光学性能等方面很严格的要求，制作很大尺寸，同时有各项严格加工要求的窗片，实际上是很困难的。本发明因此提出一种旋转窗片的隔离罩结构，可有效地减小窗片1尺寸，极大地降低隔离罩加工制造的难度，解决了激光退火设备制造和工艺实践中的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于激光加工的旋转窗片装置，其特征在于，隔离罩的窗片1固定在隔离罩支撑件2的一边，隔离罩支撑件2固定在隔离罩支撑件环形壁3顶端，隔离罩支撑件环形壁3由轴承部件5支撑在加热器的隔热材料层7外圆周壁上；晶圆片4置于加热片台6上。

所述窗片的尺寸只是覆盖晶圆片的一部分，隔离罩放置在片台之上，通过轴承与片台及加热器的隔热材料层相接触，并且可由外部电机带动，围绕晶圆片中心旋转，随隔离罩整体转动，当退火激光束在晶圆片表面做扫描时，窗片会及时转动到正在和将要进行激光作用的区域上方，因此并不妨碍激光对于晶圆片表面的退火。

所述隔离罩的支撑件及隔离罩支撑件环形壁均为不透明的，用金属材料制造。

所述窗片为透明材料制成，隔离罩窗片制作成为圆形，直径略大于晶圆片的半径，即通过旋转，可使激光能够透过的区域覆盖全部的晶圆片表面。

本发明的有益效果是通过使用旋转的窗片结构，可以隔离加热片台高温部件对于周围环境及其他设备部件的热影响和扰动；在另一方面，由于采用了对作用激光是透明的窗片，并不会隔离激光对于晶圆片的工艺作用；最后，通过旋转透明窗片，使得窗片透明区域总是处在激光束将和要作用到的晶圆片的区域之间，因此就允许使用面积较小的窗片来实现隔热而不隔光的目的。采用旋转窗片的做法，极大地降低了窗片本身的加工制造难度，窗片的光学特性能够在较小尺寸范围内得到精确的控制，窗片在透过激光束的同时，成形激光束不会受到因窗片特性不均匀而引起的额外的不良影响，能够保证工艺效果更加稳定。

附图说明

图1为常规窗片隔离罩结构，图2为旋转隔离罩窗片的示意图，图3为隔离罩与晶圆片，加热片台等的安装位置示意图。图1～图3中，

1--隔离罩窗片；2-隔离罩支撑件；3-隔离罩支撑件的环形壁；4-晶圆片；5-轴承部件；6-加热片台；7-加热器的隔热材料层。

具体实施方式

本发明提供一种用于激光加工的旋转窗片装置。下面结合附图予以说明。