用于激光退火的挡光装置以及激光退火设备的制作方法

1.本实用新型涉及激光退火领域，具体而言，涉及一种用于激光退火的挡光装置以及激光退火设备。


背景技术：

2.随着超大规模集成电路制造技术、新型薄膜晶体管显示技术和大面积oled显示技术的日益成熟和规模化，激光退火技术逐渐取代传统的炉管退火、快速热退火、尖峰退火、快闪退火，成为新一代主流退火技术。
3.在微纳光学和微纳制造领域，激光退火可以实现对样品微小区域的精准退火，对热量进行精确的控制，从而实现更加精细的结构的制备。在钙钛矿电池、学属微纳结构、氧化钛纳米材料、二维材料等等众多需要微纳加工的方向，都是激光退火的重要应用领域。在成熟的半导体工业界，激光退火设备将更加广泛的应用于各类半导体器件的工艺制作。
4.目前，在使用激光对晶圆进行激光退火时，如果激光以非垂直入射角度对晶圆进行热处理，则会出现晶圆边缘受热不均匀的现象。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种用于激光退火的挡光装置以及激光退火设备，其在激光以非垂直入射角度对晶圆进行热处理时，能够使得晶圆边缘受热更加均匀，从而提升挡光效果以及提高晶圆的性能。
6.为了实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：
7.本实用新型提供一种用于激光退火的挡光装置。该挡光装置包括挡光板，所述挡光板包括通孔；其中，所述通孔的孔壁包括褶皱段，所述褶皱段包括多个连续相邻且凸出的凸起结构，所述凸起结构用于在激光照射所述通孔的边缘并生成衍射光时反射所述衍射光。
8.进一步地，所述凸起结构包括如下任意一种形状：锯齿形状、正弦波形状、半圆形状、弧状。
9.进一步地，所述凸起结构的突出部位的弯曲程度与所述激光的入射角度的大小负相关；其中，所述入射角度的范围包括0
°‑
90
°
。
10.进一步地，当所述凸起结构为锯齿形状时，所述锯齿形状的尖角的角度与所述入射角度成反比。
11.进一步地，所述褶皱段至少覆盖所述通孔一半的孔壁。
12.进一步地，所述挡光板为方形结构。
13.进一步地，所述通孔为圆形结构，所述通孔的大小与晶圆大小相同。
14.进一步地，所述挡光板的材质为钼。
15.进一步地，所述挡光板的表面经过抛光处理。
16.本实用新型还提供一种激光退火设备。该激光退火设备包括激光发生器以及上述
任一种可能实施方式中的用于激光退火的挡光装置；其中，所述激光发生器用于生成激光，并将所述激光通过所述挡光装置的通孔向晶圆照射，以对所述晶圆进行热处理。
17.基于上述实施例，挡光板的通孔的孔壁处包括褶皱段，褶皱段包括多个连续相邻且凸出的凸起结构。激光照射所述通孔的边缘时会生成衍射光，这些凸起结构可以反射所述衍射光，从而尽可能避免衍射光照射到晶圆的边缘。因此，该挡光装置在激光以非垂直入射角度对晶圆进行热处理时，能够使得晶圆边缘受热更加均匀，从而提升挡光效果以及提高晶圆的性能。
18.应当理解，前述的一般描述和接下来的具体实施方式两者均是为了举例和说明的目的并且未必限制本公开。并入并构成说明书的一部分的附图示出本公开的主题。同时，说明书和附图用来解释本公开的原理。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为利用激光对晶圆进行激光退火处理的一种示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供的用于激光退火的挡光装置的应用场景示意图；
22.图3为图2所示用于激光退火的挡光装置的一种结构示意图；
23.图4为图3所示褶皱段的部分结构示意图；
24.图5为激光通过现有挡光板和本实用新型实施例提供的挡光板的比较示意图；
25.图6为图4所示凸起结构的另一种形状示意图。
26.图标：100-用于激光退火的挡光装置；110-挡光板；111-通孔；112-孔壁；113-褶皱段；114-凸起结构；120-晶圆；130-入射激光。
具体实施方式
27.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
28.通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。
29.基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
30.在本发明实施例的设计实现过程中，本发明的发明人发现：如图1所示，图1为利用激光对晶圆进行激光退火处理的一种示意图。当入射激光以倾斜入射的方式(也即是非垂直入射)对晶圆进行激光退火处理时，挡光板(也称挡光环)无法对该入射激光起到很好的挡光作用，导致晶圆边缘出现受热不均匀的现象。这是因为入射激光以非垂直入射角度照射晶圆时，会出现衍射现象，生成的衍射光会再次照射到晶圆上。换句话说，衍射光与入射激光会在晶圆表面形成干涉，从而导致晶圆边缘出现受热不均匀的现象，晶圆的热处理工
艺的均匀性受到影响。
31.为了解决上述现有技术中的问题，本发明实施例提出了一种技术方案，包括用于激光退火的挡光装置以及激光退火设备。本方案在激光以非垂直入射角度对晶圆进行热处理时，能够使得晶圆边缘受热更加均匀，从而提升挡光效果以及提高晶圆的性能。需要说明的是，以上现有技术中的技术方案所存在的技术问题，均是发明人经过仔细的实践研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本发明实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在实现本发明过程中对本发明做出的贡献。
32.首先，本实用新型实施例提供一种用于激光退火的挡光装置。请参照图2，图2为本实用新型实施例提供的用于激光退火的挡光装置100的应用场景示意图。该挡光装置100可以设置于晶圆120之上。入射激光130可以通过该挡光装置100(例如下文中的通孔111)照射到晶圆120上，以实现对晶圆120的激光退火处理。
33.请参照图3，图3为图2所示用于激光退火的挡光装置100的一种结构示意图。该挡光装置100包括：挡光板110。其中，该挡光板110包括通孔111。所述通孔111包括孔壁112。该通孔111的孔壁112上包括褶皱段113。
34.请参照图4，图4为图3所示褶皱段113的部分结构示意图。所述褶皱段113包括多个连续相邻且凸出的凸起结构114。这些凸起结构114用于在入射激光130照射所述通孔111的边缘并生成衍射光时反射所述衍射光。其中，通孔111的边缘可以是指褶皱段113，具体可以是褶皱段113上的凸起结构114。
35.应理解，相较于现有技术(例如图5中的(a))。本实施例中的挡光板110的通孔111的孔壁112处包括褶皱段113，褶皱段113包括多个连续相邻且凸出的凸起结构114。入射激光130照射所述通孔111的边缘时会生成衍射光，这些凸起结构114可以反射所述衍射光(如图5中的(b))，从而尽可能避免衍射光照射到晶圆120的边缘。因此，该挡光装置100在入射激光130以非垂直入射角度对晶圆120进行热处理时，能够使得晶圆120边缘受热更加均匀，从而提升挡光效果以及提高晶圆120的性能。
36.在一些可选实施例中，凸起结构114包括如下任意一种形状：锯齿形状、正弦波形状、半圆形状、弧状等。其中，例如图4中所示的凸起结构114为锯齿形状；又例如，图6中(a)所示的凸起结构114为正弦波形状；又例如，图6中(b)所示的凸起结构114为弧状。
37.在一些可选实施例中，凸起结构114的突出部位的弯曲程度与入射激光130的入射角度的大小负相关，例如成反比例关系或反比。其中，例如，入射激光130的入射角度为图2中所示的角度θ，所述入射角度的范围包括0
°‑
90
°
。
38.具体来说，当凸起结构114为锯齿形状时，凸起结构114的突出部位的弯曲程度为锯齿形状的尖角的角度。当凸起结构114为正弦波形状时，凸起结构114的突出部位的弯曲程度为正弦波形状的波峰附近的变化率。当凸起结构114为半圆形状(或弧状)时，凸起结构114的突出部位的弯曲程度为半圆形状(或弧状)的弧顶的曲率。可以理解，当凸起结构114的突出部位的弯曲程度越大时，凸起结构114越尖锐。
39.由于凸起结构114的突出部位的弯曲程度与入射激光130的入射角度的大小负相关，因此，入射激光130的入射角度越小(例如θ越接近0
°
)，凸起结构114的突出部位的弯曲程度越大。
40.可以理解，当入射激光130的入射角度越小时，入射激光130照射通孔111的边缘生
成的衍射光会越严重。当凸起结构114的突出部位的弯曲程度越大时，其越能够将入射激光130生成的衍射光反射到晶圆120以外的地方。因此，通过在入射激光130的入射角度越小时，将凸起结构114的突出部位的弯曲程度设置地越大，可以尽可能将入射激光130生成的衍射光反射到晶圆120以外的地方，使得晶圆120边缘受热更加均匀，从而提升挡光效果以及提高晶圆120的性能。
41.在一些可选实施例中，当凸起结构114为锯齿形状时，所述锯齿形状的尖角的角度与所述入射角度θ成反比。
42.在一些可选实施例中，如图3所示，褶皱段113至少覆盖通孔111一半的孔壁112。可选的，褶皱段113刚好覆盖通孔111一半的孔壁112。由于在激光退火的过程中，入射激光130通常照射到通孔111一半的孔壁112，因此褶皱段113刚好覆盖通孔111一半的孔壁112，可以降低挡光板110的制造难度，节省成本。
43.在一些可选实施例中，如图3所示，挡光板110为方形结构。
44.在一些可选实施例中，如图3所示，通孔111为圆形结构，所述通孔111的大小与晶圆120的大小相同，或者所述通孔111的大小稍大于晶圆120的大小。
45.在一些可选实施例中，所述挡光板110的材质为钼。具体的，其材质为钼-361或钼-364材，可以使得挡光板110耐高温且不易变形。
46.在一些可选实施例中，所述挡光板110的表面经过抛光处理。经过抛光后的挡光板110与反射镜原理相同，可以反射入射激光130。例如，当晶圆120不需要激光130进行热处理时，可以通过运动工件台位置将挡光板110移动到激光130处，该挡光板110的表面能够将高功率10600nm波长的激光反射掉。
47.应理解，挡光板110的褶皱段113能够将衍射光反射走。当入射激光130通过褶皱段113作用于晶圆120边缘处时，由于能够反射掉衍射光，从而能够增加晶圆120边缘的热处理面积，提高晶圆边缘的工艺性能。
48.根据上述实施例，本实用新型还提供一种激光退火设备。该激光退火设备包括激光发生器以及上述任一种可能实施方式中的用于激光退火的挡光装置100。其中，激光发生器用于生成激光，并将激光通过挡光装置100的通孔111向晶圆照射，以对晶圆进行热处理。
49.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。
50.在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。

技术特征：
1.一种用于激光退火的挡光装置，其特征在于，包括挡光板，所述挡光板包括通孔；其中，所述通孔的孔壁包括褶皱段，所述褶皱段包括多个连续相邻且凸出的凸起结构，所述凸起结构用于在激光照射所述通孔的边缘并生成衍射光时反射所述衍射光。2.根据权利要求1所述的用于激光退火的挡光装置，其特征在于，所述凸起结构包括如下任意一种形状：锯齿形状、正弦波形状、半圆形状、弧状。3.根据权利要求1所述的用于激光退火的挡光装置，其特征在于，所述凸起结构的突出部位的弯曲程度与所述激光的入射角度的大小负相关；其中，所述入射角度的范围包括0
°‑
90
°
。4.根据权利要求3所述的用于激光退火的挡光装置，其特征在于，当所述凸起结构为锯齿形状时，所述锯齿形状的尖角的角度与所述入射角度成反比。5.根据权利要求1所述的用于激光退火的挡光装置，其特征在于，所述褶皱段至少覆盖所述通孔一半的孔壁。6.根据权利要求1所述的用于激光退火的挡光装置，其特征在于，所述挡光板为方形结构。7.根据权利要求1所述的用于激光退火的挡光装置，其特征在于，所述通孔为圆形结构，所述通孔的大小与晶圆大小相同。8.根据权利要求1所述的用于激光退火的挡光装置，其特征在于，所述挡光板的材质为钼。9.根据权利要求1所述的用于激光退火的挡光装置，其特征在于，所述挡光板的表面经过抛光处理。10.一种激光退火设备，其特征在于，包括激光发生器以及如权利要求1-9中任一项所述的用于激光退火的挡光装置；其中，所述激光发生器用于生成激光，并将所述激光通过所述挡光装置的通孔向晶圆照射，以对所述晶圆进行热处理。

技术总结
本实用新型的实施例提供了一种用于激光退火的挡光装置以及激光退火设备，涉及激光退火领域。该挡光装置包括：挡光板，所述挡光板包括通孔；其中，所述通孔的孔壁包括褶皱段，所述褶皱段包括多个连续相邻且凸出的凸起结构，所述凸起结构用于在激光照射所述通孔的边缘并生成衍射光时反射所述衍射光。该挡光装置在激光以非垂直入射角度对晶圆进行热处理时，能够使得晶圆边缘受热更加均匀，从而提升挡光效果以及提高晶圆的性能。以及提高晶圆的性能。以及提高晶圆的性能。


技术研发人员：付志良 黄永忠 何刘 王德友 张满强 潘冬 陈永智 潘真杰 刘勇
受保护的技术使用者：成都莱普科技股份有限公司
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/7/27