一种准分子激光退火装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型的准分子激光退火装置，包括激光头和反射装置，激光头产生的激光光束照射基板形成入射光束和出射光束，在出射光束方向上设置反射装置，反射装置的反射面朝向基板。通过光路反射，充分利用了准分子激光的反射能量，对低温多晶硅的基板形成二次甚至多次照射，充分利用激光束的能量，使得多晶硅的基板产出耗时降低。进一步使得晶硅的结晶速率得以调整，可以形成更合理的结晶晶粒规格。
【专利说明】
一种准分子激光退火装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及低温多晶硅加工装置，具体涉及一种促使非晶硅转化为多晶硅的加工装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中，对低温多晶硅的退火工艺多采用准分子激光退火(ELA)，主要用于修复离子注入损伤的半导体材料(基板)，使其转化为合格的多晶硅。
[0003]然而ELA设备的性能目前处在一种临界状态，基本没有几种参数可以改善ELA的多晶硅结晶效果和产能。准分子激光器最大输出功率一定，激光束最大可用长度受限于形成光束的光学系统，导致结晶所用时间和结晶晶粒大小受到了限制。
[0004]受设备制造成本所限，导致激光器设备成为了产能的瓶颈，最大产能受限的同时，也使多晶硅的结晶效果受到限制。
【实用新型内容】
[0005]有鉴于此，本实用新型提供一种准分子激光退火装置，解决目前激光退火装置在结晶速率存在缺陷、产能较低的技术问题。
[0006]本实用新型的准分子激光退火装置，包括激光头和反射装置，激光头产生的激光光束照射基板形成入射光束和出射光束，在出射光束方向上设置反射装置，反射装置的反射面朝向基板。
[0007]还包括受控转动装置，使固定得所述反射装置，沿出射光束和入射光束形成的平面中移动。
[0008]所述激光头还包括位于激光头主光轴起始位置的扩束透镜。
[0009]所述反射装置为平面反射镜或凹面反射镜。
[0010]所述平面反射镜的镜面镀高反射膜。
[0011]所述凹面反射镜采用凹透镜，凹透镜的背面镀高反射膜。
[0012]还包括固定框架、遮蔽箱体和反射腔体，遮蔽箱体固定在固定框架中，反射腔体设置在遮蔽箱体内，反射腔体的顶部在遮蔽箱体顶部开设光束入射通孔，反射腔体的底部在遮蔽箱体底部开设退火通孔。
[0013]所述反射腔体中，在垂直出射光束方向的位置，通过受控转动装置固定反射装置。
[0014]所述反射装置为平面反射镜或凹面反射镜，受控转动装置为定向滑轨和配合的滑块，滑块固定平面反射镜或凹面反射镜。
[0015]所述固定框架底部的相对两端，且位于出射光束和入射光束形成的平面，固定第一自动对焦传感器和第二自动对焦传感器。
[0016]本实用新型提供的准分子激光退火装置，通过光路反射，充分利用了准分子激光的反射能量，对低温多晶硅的基板形成二次甚至多次照射，充分利用激光束的能量，使得多晶硅的基板产出耗时降低。进一步使得晶硅的结晶速率得以调整，可以形成更合理的结晶晶粒规格。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型准分子激光退火装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0019]参考图1所示，本实用新型实施例的准分子激光退火装置包括:
[0020](准分子)激光头01，用于产生激光光束，形成照射基板的入射光束，入射光束在基板上形成的光斑面积为退火面积；
[0021 ]反射装置02，用于形成入射光束在基板上反射形成出射光束时，垂直出射光束方向，并朝向基板的反射面。
[0022]本实用新型实施例的准分子激光退火装置利用出射光束的再次反射光束在退火面积上实现瞬间二次晶化，增加了激光照射次数，缩短了退火工艺时间。
[0023]上述反射装置02为平面反射镜或凹面反射镜。
[0024]平面反射镜的镜面镀高反射膜。
[0025]凹面反射镜采用凹透镜，凹透镜的背面镀高反射膜。
[0026]高反射膜可以保证出射光束能量尽量避免转换为热量，使得出射光束能量可以充分利用。
[0027]上述激光头01还包括位于激光头01主光轴起始位置的扩束透镜，用于将激光点光源形成退火面积的面光源。
[0028]还包括受控转动装置03，用于固定反射装置02，使出射光束的再次反射光束在出射光束和入射光束形成的平面中移动。即反射装置02，沿出射光束和入射光束形成的平面中移动。
[0029]可以充分利用出射光束能量，形成二次照射的提前预热，使晶粒冷却速率降低，晶粒增大，晶化效果更好。
[0030]上述受控转动装置03，可以采用定向滑轨和固定滑块固定反射装置02相配合的结构，可以采用机械臂摆动与固定部件固定反射装置02相配合的结构，可以采用机电控制的步进电机输出轴连接转向机构带动固定反射装置02摆动的结构。带动一个部件做出固定轨迹的运动或摆动是机械控制领域的常用结构，本实施例不对受控转动装置03做具体限定。
[0031]如图1所示，本实用新型的准分子激光退火装置还包括固定框架04、遮蔽箱体05和反射腔体06，遮蔽箱体05固定在固定框架04中，反射腔体06设置在遮蔽箱体05内，反射腔体06的顶部在遮蔽箱体05顶部开设光束入射通孔71，激光头01的入射光束由光束入射通孔71射入。反射腔体06的底部在遮蔽箱体05底部开设退火通孔72，在退火通孔72范围内完成入射光束照射基板10，出射光束再次反射光束照射基板10。
[0032]在反射腔体06中，在垂直出射光束方向的位置，通过受控转动装置03固定反射装置02，反射装置02为平面反射镜或凹面反射镜，受控转动装置03为定向滑轨31和配合的滑块32，滑块32固定平面反射镜或凹面反射镜。
[0033]在固定框架04底部的相对两端，且位于出射光束和入射光束形成的平面，固定第一自动对焦传感器08和第二自动对焦传感器09，用于采集固定框架04两端与基板10的间距，判断退火面积(光斑面积)的变化。
[0034]本实施例的准分子激光退火装置，在实际应用中，作为一个整体可随时采集退火面积的变化，对光斑面积、预热光束角度、二次晶化速率等具体参数做出调整，充分发挥现有ELA设备的效能。
[0035]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种准分子激光退火装置，包括激光头(Ol)和反射装置(02)，激光头(Ol)产生的激光光束照射基板形成入射光束和出射光束，在出射光束方向上设置反射装置(02)，反射装置(02)的反射面朝向基板。2.如权利要求1所述的准分子激光退火装置，其特征在于:还包括受控转动装置(03)，使固定的所述反射装置(02)，沿出射光束和入射光束形成的平面中移动。3.如权利要求1所述的准分子激光退火装置，其特征在于:所述激光头(01)还包括位于激光头(OI)主光轴起始位置的扩束透镜。4.如权利要求1至3任一所述的准分子激光退火装置，其特征在于:所述反射装置(02)为平面反射镜或凹面反射镜。5.如权利要求4所述的准分子激光退火装置，其特征在于:所述平面反射镜的镜面镀高反射膜。6.如权利要求4所述的准分子激光退火装置，其特征在于:所述凹面反射镜采用凹透镜，凹透镜的背面镀高反射膜。7.如权利要求1至3任一所述的准分子激光退火装置，其特征在于:还包括固定框架(04)、遮蔽箱体(05)和反射腔体(06)，遮蔽箱体(05)固定在固定框架(04)中，反射腔体(06)设置在遮蔽箱体(05)内，反射腔体(06)的顶部在遮蔽箱体(05)顶部开设光束入射通孔(71)，反射腔体(06)的底部在遮蔽箱体(05)底部开设退火通孔(72)。8.如权利要求7所述的准分子激光退火装置，其特征在于:所述反射腔体(06)中，在垂直出射光束方向的位置，通过受控转动装置(03)固定反射装置(02)。9.如权利要求8所述的准分子激光退火装置，其特征在于:所述反射装置(02)为平面反射镜或凹面反射镜，受控转动装置(03)为定向滑轨(31)和配合的滑块(32)，滑块(32)固定平面反射镜或凹面反射镜。10.如权利要求7所述的准分子激光退火装置，其特征在于:所述固定框架(04)底部的相对两端，且位于出射光束和入射光束形成的平面，固定第一自动对焦传感器(08)和第二自动对焦传感器(09)。
【文档编号】H01L21/67GK205692801SQ201620660437
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月29日 公开号201620660437.2, CN 201620660437, CN 205692801 U, CN 205692801U, CN-U-205692801, CN201620660437, CN201620660437.2, CN205692801 U, CN205692801U
【发明人】李辉
【申请人】昆山国显光电有限公司