[发明专利]具有超短停留时间的激光退火系统及方法

摘要

本发明公开了具有超短停留时间的激光退火系统及方法。该方法包括利用预加热线图像来局部地预加热半导体晶片，然后相对于预加热线图像快速地扫描退火图像以定义具有停留时间在10ns到500ns范围内的扫描重叠区域。这些超短停留时间对于执行产品晶片的表面熔化退火或者次表面熔化退火是有用的，因为它们防止设备结构回流。

主权项

一种退火具有图案化表面的半导体晶片的方法，所述半导体晶片具有晶片表面温度或晶片次表面温度T_S与表面熔化温度或次表面熔化温度T_M，所述方法包含：使用预热激光束在所述图案化表面上形成预热线图像，所述预热线图像被配置以加热所述图案化表面的一部分至(0.5)·T_M≤T_PA≤(0.9)·T_M范围间的预退火温度T_PA，其中所述预热线图像具有宽度W1和5mm至20mm范围间的长度L1；使用扫描激光束在所述半导体晶片的所述表面上形成退火图像，使得所述退火图像重叠所述预热线图像的一部分以定义扫描重叠区域，所述退火图像具有100微米至500微米范围间的长度L2与10微米至50微米范围间的宽度W2，其中所述长度L2≥2·W1，且其中所述长度L1与所述长度L2以正交方向被测量；及相对于所述预热线图像扫描所述退火图像，使得所述扫描重叠区域具有10ns≤τ_D≤500ns范围间的停留时间τ_D，且在所述扫描重叠区域内局部地将所述晶片表面温度或晶片次表面温度T_S从所述预退火温度T_PA升高至所述表面熔化温度或次表面熔化温度T_M。