用于校正線束能量的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于校正線束能量的方法和裝置，且更明確地說(shuō)，涉及用于在將激光束輻射到晶片時(shí)校正線束能量的強(qiáng)度的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]因?yàn)樵诔练e薄膜后執(zhí)行退火時(shí)由于晶片大小的增大而難以確保均勻性，所以存在許多替代方案，其中之一是使用激光束的線束能量監(jiān)視與校正裝置。
[0003]圖1是用于解釋典型激光熱處理裝置的示意圖。參看圖1，石英窗20安裝在反應(yīng)室10的頂部，且激光輻射器40安裝在石英窗20上方。從激光輻射器40發(fā)射的激光束41穿過(guò)石英窗20且輻射到反應(yīng)室10中的晶片W。
[0004]圖2A和圖2B是用于解釋圖1中的激光束41的圖式。圖2A表示當(dāng)從頂部向下看晶片時(shí)的狀態(tài)，且圖2B是晶片的透視圖。如圖2A和圖2B所示，激光束41以線狀輻射且以窗簾形式垂直于晶片或與晶片成某一角度輻射。晶片W垂直于激光束41的表面或以某個(gè)角度水平地移動(dòng)，且激光束41輻射到晶片W的整個(gè)表面。
[0005]三個(gè)主要因素可影響激光退火。三個(gè)因素包含:線束輪廓，其表示所輻射的激光束的線長(zhǎng)度和均勻性；激光能量，其表示激光束的能量強(qiáng)度；以及脈沖形狀，其表示激光束的脈沖形狀。這三個(gè)因素是可隨激光輻射的次數(shù)增加而變化的值。當(dāng)這些因素具有超過(guò)參考范圍的值時(shí)，退火工藝中的缺陷增加，大規(guī)模生產(chǎn)的操作時(shí)間減少，且因此存在生產(chǎn)效率降低的限制。
[0006]作為用于改進(jìn)所述限制的校正方法，可調(diào)整衰減器以便在激光能量變化時(shí)不影響激光束自身的性能。激光能量在數(shù)值上得到校正，但準(zhǔn)確地校正實(shí)際晶片退火能量存在限制。原因是激光能量變化，且此外，激光脈沖形狀也變化，由此影響晶片退火能量。
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0008](專(zhuān)利文獻(xiàn)0001)第10-2011-0070265號(hào)韓國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明涉及校正在通過(guò)使用激光束來(lái)對(duì)晶片執(zhí)行退火時(shí)發(fā)射的激光能量。且，本發(fā)明涉及在校正激光能量時(shí)考慮到激光強(qiáng)度和其它因素而實(shí)現(xiàn)精確校正。
[0010]根據(jù)一示范性實(shí)施例，一種校正線束能量的方法包含以下步驟:設(shè)置每個(gè)衰減器入射角的參考能量強(qiáng)度和參考脈沖形狀；測(cè)量激光束，其中以經(jīng)控制的衰減器控制入射角輸出的激光束的能量強(qiáng)度經(jīng)測(cè)量確定為測(cè)量能量強(qiáng)度，且所述激光束的脈沖形狀經(jīng)測(cè)量確定為測(cè)量脈沖形狀；校正衰減器，其中通過(guò)使用所述測(cè)量能量強(qiáng)度和所述測(cè)量脈沖形狀來(lái)計(jì)算校正值以校正所述衰減器控制入射角。
[0011]所述校正所述衰減器的步驟可包含以下步驟:計(jì)算第一校正入射角，其中通過(guò)使用指派給所述衰減器控制入射角的參考能量強(qiáng)度與以所述衰減器控制入射角輸出的測(cè)量能量強(qiáng)度之間的差來(lái)計(jì)算所述第一校正入射角；計(jì)算第二校正入射角，其中經(jīng)由指派給所述衰減器控制入射角的參考脈沖形狀與以所述衰減器控制入射角輸出的測(cè)量脈沖形狀之間的比較來(lái)計(jì)算所述第二校正入射角；以及應(yīng)用衰減器校正，其中通過(guò)將所述第一校正入射角和所述第二校正入射角與所述衰減器控制入射角相加來(lái)校正所述衰減器控制入射角。
[0012]可重復(fù)地執(zhí)行所述測(cè)量所述激光束的步驟、所述計(jì)算所述第一校正入射角的步驟、所述計(jì)算所述第二校正入射角的步驟和所述應(yīng)用所述衰減器校正的步驟，直到所述測(cè)量能量強(qiáng)度處于預(yù)先設(shè)置的誤差范圍內(nèi)為止。
[0013]以所述衰減器控制入射角輸出的所述激光束可為不從鏡反射到襯底而是穿過(guò)所述鏡的激光束，其中所述鏡對(duì)由產(chǎn)生一種形狀和能量分布的激光束的光學(xué)系統(tǒng)輸出的激光束進(jìn)行反射。
[0014]所述計(jì)算所述第一校正入射角的步驟可包含以下步驟:計(jì)算通過(guò)所述參考能量強(qiáng)度的變化+所述衰減器入射角的變化而獲得的入射角相關(guān)斜率；計(jì)算指派給值與所述衰減器控制入射角相同的所述衰減器入射角的參考能量強(qiáng)度與以所述衰減器控制入射角輸出的測(cè)量能量強(qiáng)度之間的能量強(qiáng)度差；以及通過(guò)所述能量強(qiáng)度差+所述入射角相關(guān)斜率來(lái)計(jì)算第一校正入射角。
[0015]所述計(jì)算所述第二校正入射角的步驟可包含以下步驟:計(jì)算通過(guò)將所述參考脈沖形狀中的第二峰值的電壓除以第一峰值的電壓而獲得的參考次級(jí)峰值電壓比；通過(guò)所述參考能量強(qiáng)度的變化+所述參考次級(jí)峰值電壓比的變化而計(jì)算峰值相關(guān)斜率；計(jì)算通過(guò)將所述測(cè)量脈沖形狀中的第二峰值的電壓除以其中的第一峰值的電壓而獲得的測(cè)量次級(jí)峰值電壓比；通過(guò)從所述參考次級(jí)峰值電壓比減去所述測(cè)量次級(jí)峰值電壓比而計(jì)算脈沖形狀差；以及通過(guò)所述峰值相關(guān)斜率X所述脈沖形狀差+所述入射角相關(guān)斜率而計(jì)算第二校正入射角。
[0016]所述測(cè)量能量強(qiáng)度與所述參考能量強(qiáng)度可為表示每單位面積能量的能量密度。
[0017]根據(jù)另一示范性實(shí)施例，一種用于校正線束能量的裝置包含:激光光源，射出(發(fā)射)激光束；衰減器，控制由所述激光光源射出(發(fā)射)的激光束的入射角以調(diào)節(jié)所述激光束的強(qiáng)度；光學(xué)系統(tǒng)，處理由所述衰減器射出的所述激光束的形狀和能量分布；光學(xué)系統(tǒng)輸出端反射鏡，將由所述光學(xué)系統(tǒng)輸出的所述激光束的能量反射到襯底且透射未反射的剩余激光束的能量；激光監(jiān)視單元，測(cè)量穿過(guò)所述光學(xué)系統(tǒng)輸出端反射鏡的所述剩余激光束的能量強(qiáng)度和脈沖形狀以分別輸出測(cè)量能量強(qiáng)度和測(cè)量脈沖形狀；以及反饋校正單元，通過(guò)使用所述測(cè)量能量強(qiáng)度來(lái)計(jì)算第一校正入射角且使用所述測(cè)量脈沖形狀來(lái)計(jì)算第二校正入射角并將所述第一校正入射角和所述第二校正入射角與所述衰減器入射角相加以允許以所述衰減器入射角測(cè)量的所述測(cè)量能量強(qiáng)度處于預(yù)先設(shè)置的誤差范圍內(nèi)，來(lái)校正所述衰減器入射角。
[0018]所述激光監(jiān)視單元可包含:分束器，將穿過(guò)所述光學(xué)系統(tǒng)輸出端反射鏡的剩余激光束劃分為第一分束激光束和第二分束激光束以反射一個(gè)分束激光束且透射另一個(gè)分束激光束；激光強(qiáng)度監(jiān)視單元，測(cè)量所述第一分束激光束的能量強(qiáng)度以輸出測(cè)量能量強(qiáng)度；以及脈沖形狀監(jiān)視單元，測(cè)量所述第二分束激光束的脈沖形狀以輸出測(cè)量脈沖形狀。
[0019]所述反饋校正單元可通過(guò)計(jì)算所述第一校正入射角和所述第二校正入射角來(lái)重復(fù)校正，直到所述測(cè)量能量強(qiáng)度處于誤差范圍內(nèi)為止。
[0020]所述裝置可還包含:衰減器輸出端反射鏡，反射從所述衰減器輸出的激光束以允許經(jīng)反射的激光束入射所述光學(xué)系統(tǒng)。
[0021]所述裝置可還包含:襯底照射透鏡系統(tǒng)，聚集從所述光學(xué)系統(tǒng)反射鏡反射的激光束以將所聚集的激光束輸出到襯底。
[0022]所述裝置可還包含:分束器照射透鏡系統(tǒng)，聚集穿過(guò)所述光學(xué)系統(tǒng)輸出端反射鏡的激光束以將所聚集的激光束輸出到所述分束器。
[0023]所述反饋校正單元可測(cè)量以經(jīng)控制的衰減器控制入射角輸出的激光束的能量強(qiáng)度以確定測(cè)量能量強(qiáng)度且測(cè)量所述激光束的脈沖形狀以確定測(cè)量脈沖形狀。
[0024]所述反饋校正單元可通過(guò)使用以所述衰減器控制入射角輸出的預(yù)先設(shè)置的參考能量強(qiáng)度與以所述衰減器控制入射角測(cè)量的測(cè)量能量強(qiáng)度之間的差來(lái)計(jì)算第一校正入射角。
[0025]所述反饋校正單元可經(jīng)由以所述衰減器控制入射角輸出的預(yù)先設(shè)置的參考脈沖形狀與以所述衰減器控制入射角輸出的測(cè)量脈沖形狀之間的峰值比較來(lái)計(jì)算第二校正入射角。
【附圖說(shuō)明】
[0026]可結(jié)合附圖從以下描述更詳細(xì)地理解示范性實(shí)施例。
[0027]圖1是用于解釋典型激光熱處理裝置的示意圖。
[0028]圖2A和圖2B是用于解釋圖1中的激光束的圖式。
[0029]圖3展示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于校正激光束的線束能量的裝置(下文中，稱(chēng)為“線束能量校正裝置”)。
[0030]圖4展示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的校正激光束的線束能量的步驟的流程圖(下文中，稱(chēng)為“線束能量校正步驟”)。
[0031]圖5是衰減器入射角與參考能量強(qiáng)度的曲線圖。
[0032]圖6是能夠在控制為特定衰減器入射角時(shí)加以表示的參考脈沖形狀的曲線圖。
[0033]圖7是展示取決于衰減器入射角而不同地輸出的脈沖波形的參考次級(jí)峰值電壓比與取決于對(duì)應(yīng)衰減器入射角的參考能量強(qiáng)度的曲線圖。
[0034]【主要元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明】
[0035]10:反應(yīng)室
[0036]20:石英窗
[0037]40:激光輻射器
[0038]41:激光束
[0039]100:激光光源
[0040]200:衰減器
[0041]300:光學(xué)系統(tǒng)
[0042]400:襯底照射透鏡系統(tǒng)
[0043]500:分束器照射透鏡系統(tǒng)
[0044]600:分束器
[0045]700:激光強(qiáng)度監(jiān)視單元
[0046]800:脈沖形狀監(jiān)視單元
[0047]910:衰減器輸出端反射鏡
[0048]911:衰減器輸出端反射鏡
[0049]912:衰減器輸出端反射鏡
[0050]920:光學(xué)系統(tǒng)輸出端反射鏡
[0051]