发明名称 光照射装置及光照射方法
摘要 本发明为一种雷射退火装置所用之光照射装置,其具有控制部(9),藉由该控制部在转轴(7a)的转动由顺时针变成逆时针后,当检测出转角成为+β时,使固体雷射(4)之脉冲设为开,接着检测出转角成为-β时,将固体雷射的脉冲设为关,在转轴的转动由逆时针变成顺时针后,当检测出转角成为-β时,使固体雷射(4)之脉冲设为开,接着检测出转角成为+β时,将固体雷射的脉冲设为关。再且,控制部可在使可动基座(3)向定速移动方向定速移动,使光束由定速移动方向之一端至另一端地对退火对象物(2)进行照射后,将可动基座向特定距离移动方向移动特定之距离,进而使被照射物的整面受到均匀能量的照射。
申请公布号 TWI260700 申请公布日期 2006.08.21
申请号 TW092130948 申请日期 2003.11.05
申请人 新力股份有限公司 发明人 堀田慎;月原浩一;大岛朗文;水卓;阿部正昭
分类号 H01L21/268;H01L21/20 主分类号 H01L21/268
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种光照射装置,其特征为具有: 雷射光源,其用以射出光束; 光成形光学部,其用以使该光束之能量密度均匀; 基座,其用以支撑平板状的被照射物; 照射机构,其具有一面使偏向角在一定范围内周期 性变化而一面使光束偏向的偏向机构,对上述雷射 光源所射出之光束进行导向,使上述光束一面在相 对上述被照射物主面沿着第一方向上扫描,一面照 射上述主面; 射出控制机构,其系依上述光束的偏向角,控制由 上述雷射光源之光束射出; 第一控制机构,其系使受上述射出控制机构所控制 之上述光束一面沿着上述第一方向扫描一面照射 上述被照射物的主面,并且在沿着上述被照射物主 面而与上述第一方向直交之第二方向上,使上述基 座相对于上述照射机构做相对移动;及 第二控制机构,其系在上述第一控制机构的控制后 ,使上述基座相对于上述照射机构在上述第一方向 上做相对移动; 且,藉由上述第二控制机构所控制之沿着上述第一 方向上的复数个位置上,分别对上述被照射物之同 一被照射面施以藉由上述第一控制机构所控制之 照射,位于上述相异的复数位置上之上述第一控制 机构之光束照射系施加于上述被照射物之约略全 部的被照射面。 2.如申请专利范围第1项之光照射装置,其中上述雷 射光源系会脉冲振荡。 3.如申请专利范围第1项之光照射装置,其中上述射 出控制机构系交互实施第一控制及第二控制:第一 控制系在上述偏向角在达到第一极値后达到a时 ,开始出自上述雷射光源之光束脉冲振荡,接着达 到b时,停止出自上述雷射光源之脉冲振荡;第二 控制系在上述偏向角在达到第二极値后达到c时 ,开始出自上述雷射光源之光束脉冲振荡,接着达 到d时,停止出自上述雷射光源之脉冲振荡。 4.如申请专利范围第3项之光照射装置,其中上述 a与上述d相等且上述b与上述c相等。 5.如申请专利范围第3项之光照射装置,其中上述 a系比上述d更近于上述第一极値,且上述c系比 上述b更近于上述第二极値。 6.如申请专利范围第5项之光照射装置,其中上述偏 向机构系依如下式1所示之频率fgalvo来使上述光束 偏向,上述可动基座系以如下式2所示之速度Vstage 来向第一方向移动: fgalvo=(Frep.Wx)/(2D) … (1) Vstage=(Frep.Wx.Wy)/(2D) … (2) (惟,Frep为固体雷射4的脉冲发振的重复频率,Wx为被 照射物上所形成之光点沿第一方向的长度,Wy为被 照射物上所形成之光点沿第二方向的长度,D为雷 射光源所射出之光束理想地受到偏向时之被照射 物上形成之光束的中心轨迹的振幅)。 7.如申请专利范围第5项之光照射装置,其中上述射 出控制机构系使受上述偏向角为a至b的光束 所照射而形成之第一照射区域在第一方向上之长 度与受上述偏向角为c至d的光束所照射而形 成之第二照射区域在第一方向上之长度一致,且使 上述第一照射区域及上述第二照射区域在第一方 向上之偏差的长度设定为Wx/3; 上述偏向机构系如下式3所示之频率fgalvo来使光束 偏向; 上述可动基座系以如下式4所示之速度Vstage,使上 述被照射物向第一方向移动: fgalvo=(Frep.Wx)/(3D) … (3) Vstage=(Frep.Wx.Wy)/(3D) … (4)。 8.如申请专利范围第3项之光照射装置,其中上述 d系比上述a更近于上述第一极値,且上述b系比 上述c更近于上述第二极値。 9.如申请专利范围第8项之光照射装置,其中上述偏 向机构系如下式5所示之频率fgalvo来使光束偏向; 上述可动基座系以如下式6所示之速度Vstage,使上 述被照射物向第一方向移动; fgalvo=(Frep.Wx)/(2D) … (5) Vstage=(Frep.Wx.Wy)/(2D) … (6)。 10.如申请专利范围第8项之光照射装置,其中上述 射出控制机构系使受上述偏向角为a至b的光 束所照射而形成之第一照射区域在沿第一方向上 之长度与受上述偏向角为c至d的光束所照射 而形成之第二照射区域在第一方向上之长度一致, 且使上述第一照射区域及上述第二照射区域在沿 第一方向上之偏差的长度为Wx/3; 上述偏向机构系如下式7所示之频率fgalvo来使光束 偏向; 上述可动基座系以如下式8所示之速度Vstage,使上 述被照射物向第一方向移动: fgalvo=(Frep.Wx)/(3D) … (7) Vstage=(Frep.Wx.Wy)/(3D) … (8)。 11.如申请专利范围第1项之光照射装置,其中上述 偏向机构为检流计。 12.如申请专利范围第1项之光照射装置,其中上述 第一控制机构具有使上述基座对上述被照射物之 第二方向移动的线性马达。 13.如申请专利范围第1项之光照射装置,其中上述 第二控制机构具有使上述基座对上述被照射物之 第一方向移动的步进马达。 14.如申请专利范围第1项之光照射装置,其中上述 雷射光源为固体雷射。 15.一种光照射装置,其特征为具有: 雷射光源,其系用以射出光束; 光成形光学部,其用以使该光束之能量密度均匀; 可动基座,其系用以支撑平板状的被照射物,使上 述被照射物沿着上述被照射物主面的平行方向移 动; 照射机构,其具有一面使偏向角在一定范围内周期 性变化而一面使光束偏向的偏向机构,用于对上述 雷射光源所射出之光束进行导向,使上述光束一面 相对上述被照射物主面沿着第一方向上扫描,一面 照射上述主面;及 射出控制机构,其系依上述光束的偏向角,控制由 上述雷射光源之光束射出。 16.一种光照射装置,其特征为具有: 雷射光源,其用以射出光束; 光成形光学部,其用以使该光束之能量密度均匀; 可动基座,其用以支撑平板状的被照射物; 照射机构,其具有一面使偏向角在一定范围内周期 性变化而一面使光束偏向的偏向机构,用于对上述 雷射光源所射出之光束进行导向,使上述光束一面 相对被照射物主面沿着第一方向上扫描,一面照射 于上述主面; 第一控制机构,其系使受上述射出控制机构所控制 之光束一面相对上述被照射物主面沿着上述第一 方向扫描一面照射,并且在沿着上述被照射物主面 而与上述第一方向直交之第二方向上,使上述基座 相对于上述照射机构做相对移动;及 第二控制机构,其系在上述第一控制机构的控制后 ,使上述基座相对于上述照射机构在上述第一方向 上做相对移动; 且,分别在藉由上述第二控制机构所控制之沿着上 述第一方向上的复数个位置上,对上述被照射物之 同一被照射面分别实施上述第一控制机构所控制 之照射,将位于相异的复数位置上之第一控制机构 之控制实施于上述被照射物之约略全部的被照射 面上。 17.一种光照射方法,其特征为包含: 射出工序,其系使雷射光源射出光束; 光成形工序,其系使光成形光学部将该光束之能量 密度均匀; 照射工序,其含有一面使偏向角在一定范围内周期 性变化而一面使光束偏向的偏向工序,用以对上述 雷射光源所射出之光束进行导向,使上述光束一面 相对被照射物主面沿着第一方向上扫描,一面照射 上述主面; 射出控制工序,其系依上述光束的偏向角,控制由 上述雷射光源之光束射出; 第一控制工序,其系使在上述射出控制工序中射出 受到控制之上述光束一面相对上述被照射物之主 面沿着上述第一方向扫描一面照射,并且在沿着上 述被照射物之主面而与上述第一方向直交之第二 方向上,使上述被照射物相对于在上述照射工序中 照射于上述主面上之光束做相对移动;及 第二控制工序,其系在上述第一控制工序中的控制 后,使上述被照射物相对于在上述照射工序中照射 于上述主面上之光束做相对移动; 且,分别在上述第二控制工序中所控制之沿着上述 第一方向上的复数个相异位置上,对被照射物之同 一被照射面分别施以在第一控制工序中所控制之 照射,将复数个相异位置上之上述第一控制工序之 照射施于上述被照射物之约略全部的被照射面。 18.如申请专利范围第17项之光照射方法,其中上述 射出工序中,雷射光源系对光束施以脉冲振荡。 19.如申请专利范围第18项之光照射方法,其中上述 射出控制工序系交互实施第一控制及第二控制:第 一控制系在上述偏向角在达到第一极値后达到a 时,开始出自上述雷射光源之光束脉冲振荡,接着 达到b时,停止出自上述雷射光源之脉冲振荡;第 二控制系在上述偏向角在达到第二极値后达到c 时,开始出自上述雷射光源之光束脉冲振荡,接着 达到d时,停止出自上述雷射光源之脉冲振荡。 20.如申请专利范围第19项之光照射方法,其中上述 a与上述d相等且上述b与上述c相等。 21.如申请专利范围第19项之光照射方法,其中上述 a系比上述d更近于上述第一极値,且上述c系 比上述d更近于上述第二极値。 22.如申请专利范围第19项之光照射方法,其中上述 d系比上述a更近于上述第一极値,且上述c系 比上述b更近于上述第二极値。 23.一种光照射方法,其特征为包含: 射出工序,其系由雷射光源射出光束; 光成形工序,其系使光成形光学部将该光束之能量 密度均匀; 移动工序,其系将平板状之被照射物沿着该被照射 物主面的平行方向移动; 照射工序,其具有一面使偏向角在一定范围内周期 性变化而一面使射入之光束偏向的偏向机构,用于 对上述雷射光源所射出之光束进行导向,使上述光 束一面在相对上述被照射物主面沿着第一方向上 扫描,一面照射上述主面;及 射出控制工序,其系依上述光束的偏向角,控制由 上述雷射光源之光束射出。 24.一种光照射方法,其特征为包含: 射出工序,其系使雷射光源射出光束; 光成形工序,其系使光成形光学部将该光束之能量 密度均匀; 照射工序,其含有一面使偏向角在一定范围内周期 性变化而一面使射入之光束偏向的偏向工序,用以 对上述雷射光源所射出之光束进行导向,使上述光 束一面在相对上述被照射物主面沿着第一方向上 扫描,一面照射上述主面; 第一控制工序,其系使在上述射出控制工序中射出 受到控制之上述光束一面沿着上述第一方向扫描 一面照射上述被照射物主面,并且在沿着上述被照 射物主面而与上述第一方向直交之第二方向上,使 上述被照射物相对于在上述照射工序中照射于上 述主面上之光束做相对移动;及 第二控制工序,其系在上述第一控制工序中的控制 后,使上述被照射物相对于在上述照射工序中照射 于上述主面上之光束做相对移动; 且,分别在上述第二控制工序中所控制之沿着上述 第一方向上的复数个相异位置上,对上述被照射物 之同一被照射面施以在上述第一控制工序中所控 制之照射,将上述复数个相异位置上之利用上述第 一控制工序之照射实施于上述被照射物之约略全 部的被照射面上。 图式简单说明: 图1系绘示有本发明之雷射退火装置之立体图。 图2系绘示有退火对象物上之光点动态之图。 图3系绘示有反射镜以一定速度进行摆动时之相邻 光点间以特定的面积相重叠之状态之图。 图4系绘示有一光点与该光点相邻之光点间呈未重 叠状态之图。 图5系绘示有一光点与该光点相邻之光点间重叠部 份在特定距离移动方向上的长度为Wx/2之状态之图 。 图6系绘示有施加于检流计之三角波电压与转轴之 转角间之关系之图。 图7系绘示有在没有控制部进行控制的状态下使光 束照射于退火对象物时之光点移动之图。 图8系绘示有转角与转角间之关系之图。 图9系绘示有在以控制部进行控制的状态下使光束 照射于退火对象物时之光点移动之图。 图10系绘示有行形成时之光点动态之图。 图11系绘示有对退火对象物整体进行退火时之光 点动态之图。 图12系绘示有在i=2且n=4的条件下对退火对象物进 行照射之方法之模示图。 图13系绘示有在i=2且n=10的条件下对退火对象物进 行照射之方法之模示图。 图14A系说明当有一行与该行相邻之行间的重叠面 积大于特定面积时之对退火对象物实施之光束照 射次数会为n-i次之图;图14B系说明当有一行与该行 相邻之行间的重叠面积小于特定面积时之对退火 对象物实施之光束照射次数会为n+i次之图。 图15A、15B系绘示有转角、转角、及转角间 之关系以及转轴之转角与被照射物上之照射次 数间之关系,图15A系绘示有转角、转角、及转 角间之关系、、及之关系,图15B为绘示有 转轴之转角与被照射物上之照射次数间之关系 之图。 图16系绘示有在光束照射2次之区域两端上形成有 光束照射1次之区域时之状态之图。 图17A系说明当以i=2且n=4对退火对象物进行照射时, 如相邻行之间的重叠面积小于特定面积的话,对退 火对象物实施之光束照射次数会为3次之图;图17B 系说明当以i=2且n=4对退火对象物进行照射时,如相 邻行之间的重叠面积大于特定面积的话,对退火对 象物实施之光束照射次数会为5次之图。 图18系绘示有光点与该光点相邻之光点间重叠部 份在特定距离移动方向上的长度为Wx/3之状态之图 。 图19A系绘示有光点与该光点相邻之其他光点间重 叠部份在特定距离移动方向上的长度为Wx/3之状态 下,光点由特定距离移动方向之一端移动至另一端 之状态之图;图19B系绘示有光点与该光点相邻之其 他光点间重叠部份在特定距离移动方向上的长度L 为Wx/3之状态下,光点由特定距离移动方向之一端 移动至另一端之状态之图;图19C系绘示有在3次区 域之两端上依序制作出2次区域及1次区域时之状 态之图。 图20系绘示有在n=5时对退火对象物进行光束照射 之方法之模式图。 图21系绘示有在n=7时对退火对象物进行光束照射 之方法之模式图。 图22A系说明当以n=5对退火对象物进行照射时,如相 邻行之间的重叠面积小于特定面积的话,对退火对 象物实施之光束照射次数会为4次之图;图22B系说 明当与图22A相同的条件来对退火对象物进行照射 时,如相邻行之间的重叠面积大于特定面积的话, 对退火对象物实施之光束照射次数会为6次之图。 图23系绘示有以往之雷射退火装置之模式图。
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