用于处理激光的设备和方法

文档序号:8494341阅读:407来源:国知局
用于处理激光的设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于处理激光的设备和方法,且更明确地说,涉及一种用于驱动激光辐照器以用于将激光辐照到衬底上的激光处理设备和方法。
【背景技术】
[0002]当在薄膜沉积在大型衬底上之后执行退火时,难以确保在衬底上的均匀性。因此,正建议各种替代方案,其中的一个为使用激光的退火方法。
[0003]图1为用于解释根据现有技术的激光热处理设备的示意图。参看图1,将石英窗20安置在反应室10的顶表面中,且将激光辐照器40安置在石英窗20上方。从激光辐照器40输出的激光41穿过石英窗20且辐照到衬底W (例如,反应室10中的晶片)上。
[0004]图2(a)及图2(b)为用于解释在图1中使用的激光41或激光束的视图,图2(a)为当从上方检视时的衬底的视图,且图2(b)为衬底的透视图。参看图2(a)及图2(b),在激光垂直于衬底或相对于衬底稍微倾斜的状态中,激光41按帘幕形状线性辐照。衬底W在垂直于激光41的表面或相对于激光41的表面稍微倾斜的方向上水平移动,以允许激光41辐照到衬底W的整个表面上。此处,可通过平台的移动将激光辐照到整个表面上。
[0005]当必须实际上辐照激光发射时,从外部装置提供用以允许激光发射进行振荡的脉冲(外部脉冲)。此处,激光发射表示激光经振荡且辐照的时刻。例如,可针对振荡脉冲的每一上升时刻辐照激光发射。因此,振荡脉冲的周期减小得越多,那么激光发射的周期减小得越多。相反地,振荡脉冲的周期增加得越多,那么激光发射的周期增加得越多。
[0006]然而,在现有激光处理设备中,不管平台的移动速度如何,都按恒定周期执行激光发射。
[0007]详细地说,当将衬底装载于腔室中的平台上且对衬底执行激光处理时,衬底平台移动。例如,如图3(a)中所说明,当衬底平台一开始移动时,衬底平台加速直到预定速度,且当衬底平台达到预定速度时,将衬底平台维持在恒定速度。接着,当希望停止衬底平台时,衬底平台减速,直到停止。
[0008]尽管衬底的移动速度根据时间的变化而变化(如图3(b)中所说明),但由于振荡脉冲具有恒定周期,因此激光发射也可具有恒定周期,与平台的移动速度无关。类似地,当激光发射具有恒定周期而与平台的移动速度无关时,激光处理的物件可具有不均匀质量。例如,当按恒定振荡脉冲执行激光发射时,可将少量激光辐照到衬底上的平台加速的区段中,而可将大量激光辐照到衬底上的平台减速的区段中。因此,难以保证良好的衬底质量。
[0009][现有技术文件]
[0010](专利文件I)韩国专利公开案第10-2011-0070265号

【发明内容】

[0011]本发明提供一种用于处理激光的设备和方法,当通过使用激光执行关于衬底的激光处理时,其改进衬底处理质量。本发明还提供一种用于在辐照激光时考虑其他周围条件来处理激光的设备。
[0012]根据示范性实施例,一种用于处理激光的设备包含:相对移动检测部件,其经设置以当检测到平台或激光辐照器的移动时输出检测信号;相对移动模块驱动部件,其经设置以从相对移动检测部件接收检测信号以计算平台或激光辐照器的移动速度;和振荡脉冲生成部件,其经设置以从相对移动模块驱动部件接收平台或激光辐照器的移动速度以产生具有对应于平台或激光辐照器的移动速度的周期的振荡脉冲,由此将产生的振荡脉冲提供到激光辐照器。
[0013]相对移动模块驱动部件可包含平台移动检测部件,其经设置以每当检测到平台的移动时都输出检测信号,其中平台移动检测部件可包含:平台刻度,其中刻度标记于面向平台的侧的位置上;和编码器,其安置于平台的所述侧上以每当检测到平台刻度的刻度时都输出检测信号。
[0014]检测信号可包含交流(alternating-current;AC)波。
[0015]可在确定激光振荡的周期的振荡脉冲是从外面接收的外部模式中驱动激光辐照器。
[0016]当平台移动时,振荡脉冲生成部件可确定与平台的移动速度成比例的振荡脉冲的周期,或当激光辐照器移动时,振荡脉冲生成部件可确定与激光辐照器的移动速度成比例的振荡脉冲的周期。
[0017]在激光辐照器或平台按加速度移动的区段内,振荡脉冲的周期可逐渐增加,在激光辐照器或平台按恒定速度移动的区段内,可将振荡脉冲维持在恒定周期中,且在激光辐照器或平台按减速度移动的区段内,振荡脉冲的周期可逐渐减小。
[0018]振荡脉冲生成部件可从相对移动检测部件接收具有AC波形的检测信号以从AC波产生具有方波波形的振荡脉冲。
[0019]振荡脉冲的上升时间、峰值电压和脉冲长度可由激光辐照器的硬件特性确定。
[0020]根据另一示范性实施例,一种处理激光的方法包含:当检测到激光辐照器或平台的移动时,输出检测信号;当检测到激光辐照器的移动时,计算激光辐照器的移动速度,且当检测到平台的移动时,计算平台的移动速度;和产生具有对应于激光辐照器或平台的移动速度的周期的振荡脉冲,以将产生的振荡脉冲提供到激光辐照器。
[0021]可确定与激光辐照器或平台的移动速度成比例的振荡脉冲的周期。
【附图说明】
[0022]通过结合附图进行的以下描述可以更详细地理解示例性实施例,其中:
[0023]图1为用于解释根据现有技术的激光热处理设备的示意图。
[0024]图2(a)及图2(b)为用于解释图1的激光的视图。
[0025]图3(a)及图3(b)为说明与平台的移动速度无关地产生恒定振荡脉冲的状态的视图。
[0026]图4为根据示范性实施例的激光处理设备的框图。
[0027]图5(a)及图5(b)为根据示范性实施例的平台刻度和编码器的视图。
[0028]图6(a)及图6(b)为说明根据示范性实施例的根据平台的移动速度改变振荡脉冲的状态的视图。
[0029]图7示出根据示范性实施例的激光处理过程的流程图。
【具体实施方式】
[0030]下文,将参看附图来详细地描述具体实施例。然而,本发明可以不同形式体现,且不应被解释为限于本文所阐明的实施例。相反地,提供这些实施例以使得本
【发明内容】
将透彻且完整,并且将向所属领域的技术人员充分传达本
【发明内容】
的范围。相似参考数字贯穿全文指相似元件。
[0031]下文,虽然举例说明了衬底支撑于衬底平台上且激光辐照到衬底上以处理衬底的激光处理设备,但应用于激光处理设备的激光辐照方法可应用于能够利用激光辐照方法的所有各种设备。例如,激光辐照方法可应用于衬底处理设备、激光退火设备和激光热处理设备是显而易见的。
[0032]图4为根据示范性实施例的激光处理设备的框图。
[0033]激光辐照器100为用于振荡且输出激光的装置。从激光辐照器100振荡且输出的激光可从反射镜(未示出)反射且朝向腔室中的衬底的表面辐照。激光辐照器100可为用于产生激光的熟知装置。此处,可采用各种类型的激光,例如,KrF准分子激光、ArF准分子激光(取决于激光束的波长)。例如,气体激光(例如,Ar激光、Kr激光、准分子激光等等)、使用将Nd、Yb、Cr、T1、Ho、Er、Tm、Ta中的一或多个添加到单晶YAG、YVO4、镁橄榄石(Mg2S14)、YA103、GdVO4或多晶(陶瓷)¥46、¥ 203、¥¥04、¥么103、6沢04作为掺杂剂的媒介的激光和玻璃激光、红宝石激光、翠绿宝石激光、钛蓝宝石激光、铜蒸气激光和金蒸气激光中的一或多个可用作激光辐照器100的源。
[0034]激光辐照器100可在内部模式或外部模式中操作。当激光辐照器100在内部模式中操作时,激光辐照器100自身产生方形脉冲,不从外面接收脉冲,以将产生的方形脉冲用作振荡脉冲,由此在预热备用状态中受到激发。在预热备用状态中,实际上不辐照激光,但将激光辐照器100的内部维持在激光振荡气氛中。当在实际上辐照激光前必须将激光辐照器100维持在预热备用状态中且接着激光辐照器100辐照激光时,可辐照具有良好质量的激光。
[0035]当激光辐照器100在外部模式中操作时,激光辐照器100从外面接收具有方波波形的操作脉冲,以将接收的操作脉冲用作振荡脉冲,由此根据振荡脉冲的周期辐照激光发射。此处,激光发射表不激光振荡且经福照的时刻。例如,可在振荡脉冲的每一上升时刻产生激光发射。因此,振荡脉冲的周期减小得越多,那么激光发射的周期减小得越多。相反地,振荡脉冲的周期增加得越多,那么激光发射的周期增加得越多。
[0036]在示范性实施例中,当在从外面接收确定激光振荡的周期的振荡脉冲的外部模式中驱动激光时,振荡脉冲是在外面产生且接着从外面提供。此处,在示范性实施例中,当提供振荡脉冲时,考虑衬底所坐落于其上的平台的移动速度或激光辐照器的移动速度来确定周期,以产生且提供振荡脉冲。
[0037]下文,在示范性实施例中,当激光经振荡的激光辐照器和用于支撐衬底的平台中的至少一个移动时,即,当发生激光辐照器与平台之间的相对移动时,可将操作脉冲提供到激光内。相对移动模块驱动部件可包含用于驱动平台的平台驱动部件400,和用于驱动激光辐照器的激光辐照器驱动部件(未示出)。同样,相对移动检测部件可检测平台和激光辐照器中的至少一个的移动以输出检测信号。相对移动检测部件可包含用于检测平台的移动的平台移动检测部件300和用于检测激光辐照器的移动的激光辐照器移动检测部件(未示出)。
[0038]下文,将示范性地描述相对移动检测部件检测平台的移动的情况。因此,在以下实施例中,例如,当平台移动时,相对移动模块驱动部件将被描述为图4的平台驱动部件400,且相对移动检测部件将被描述为图4的平台移动检测部件300。
[0039]然而,当激光辐照器移动时,其可被类似地应用,且例如,可将相对移动模块驱动部件实现为激光辐照器驱动部件(未示出),且可将相对移动检测部件实现为激光移动检测部件(未示出)。
[0040]在平台移动的实施例中的激光处理设备包含平台移动检测部件300、平台驱动部件400和振荡脉冲生成部件200。
[0041]平台移动检测部件300可在检测到平台移动时输出检测信号,以将输出的检测信号提供到平台驱动部件400和振荡脉冲生成部件200。检测信号可具有交流(alternating-current ;AC)波形,例如,正弦波或余弦波。如图5(a)及图5(b)中所说明,平台移动检测部件300包含:平台刻度310,其中刻度标记于面向平台的侧
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