CN102489876B - 一种采用激光辅助加热的激光退火方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半导体生产工艺中激光退火技术范围内的一种采用激光辅助加热的激光退火方法及装置，该方法主要是采取两台激光器，一台激光器用于激光辅助加热，是半导体表面活化，为激光退火做准备工作；一台激光器用于为半导体进行激光退火。两束激光经过相关光学系统后同轴输出，照射到扫描镜上。扫描光学系统被装配在精密机械组件上由电动控制。电动控制系统采用检流计控制结构，当输入电压为-10V至+10V时，机械结构会对应偏转-20°至+20°，从而可以使对输入电压的控制转化为对机械结构转动角度的精确控制。光学镜片被固定在机械结构上，通过控制扫描光学系统的旋转角度来调节激光光束的照射位置。从而实现了激光光束在水平方向和竖直方向上的扫描。

Description

一种采用激光辅助加热的激光退火方法及装置

技术领域

本发明涉及一种半导体制造设备和方法，特别是涉及一种采用激光辅助加热的激光退火的方法及装置。 

背景技术

激光工艺在半导体生产中取得了很好的应用效果。使用激光工艺进行扩散、掺杂杂质，其目的是为了获得沉积不深的突变结和建立欧姆触电等。激光退火能对注入的杂质实现电激活，消除结构的辐射缺陷，还发现激光能使硅外延结晶和吸收半导体结构中的气体。激光退火工艺的另一个优点是在退火工程中不会生成其他的产物。 

基于目前大多数的激光退火方法都是在半导体材料进行激光退火工艺前，增加一道预热的工艺，这样可以有效的消除半导体表面的径向缺陷和活化注入半导体的离子。但是这样做的缺点是工序复杂，成本高，半导体表面受热不均匀的话离子活化效率低。也有采用辅助加热方法的，但是加热源一般和退火激光的方向不一致，这样的缺点是加热的区域和激光退火区域的重合程度不高，调整位置比较困难。当设备工作时，一般采取激光退火光源定点照射，半导体材料被固定到载物台上，随载物台一起缓慢的步进。这种方法的缺点是加工速度慢，加工工时长，不利于规模化的生产。还有的方法是将半导体材料固定到载物台转盘上，工作时半导体材料随转盘自转，同时载物台向前步进运动，从而在半导体表面完成从外向内的，或由内向外的圆周旋转式激光退火。这种激光退火冲方法的缺点在于不能对半导体表面指定区域范围进行激光退火，不够方便灵活。 

我公司独立设计的采用激光辅助加热的激光退火设备，抛弃了传统观念的束缚。采用扫描式激光退火光源这一新颖的设计理念。需要退火的半导体材料被固定在载物台上。载物台可以在上下、左右、前后方向微动。以便于调节激光退火时半导体材料所处的最佳退火位置。辅助加热的激光光源和用于激光退火的激光光源，同轴传输到一个可调节全反镜上，反射后照射到半导体材料上。 

可调节全反镜被装配在一个精密的机械结构上，由电动控制，能够在轴向和径 向两个方向上做摆动，摆动速度快，重复精度高，可以精确定位。这样经过可调节全反镜反射的用于辅助加热激光光束和用于激光退火的激光光束就能够在半导体表面水平方向和竖直方向上进行扫描，从而实现了对于半导体表面全覆盖范围的激光退火。 

在系统中插入CCD相机图像实时监测系统，时刻观察半导体退火的效果，保证激光退火的效率。 

我公司独特设计的采用激光辅助加热的激光退火方法比较其他激光退火方法的优点在于： 

1.用于辅助加热的激光光源和用于激光退火的激光光源同光轴传输，保证了退火处的半导体材料被充分的激活； 

2.退火激光在半导体表面的照射位置可以在水平、竖直方向扫描，能有利于对半导体需要进行激光退火处理位置的控制，能够实现准确、定位激光退火。使退火方式更加灵活； 

3.退火激光通过光学转镜进行扫描退火，扫描速度快，因而激光退火的效率高； 

4.在光路中加入CCD图像检测系统，实施监测半导体表面的退火效果，实现了在线监测，保证了激光退火的效率。 

因此采用激光辅助加热的激光退火技术在半导体生产领域的优点，引起人们的高度重视，成为激光领域中比较热门的研究方向。 

发明内容

本发明的目的在于，为克服现有技术的激光退火方法和装置的不足，从而提供一种采用激光辅助加热的激光退火的方法及装置。 

为实现上述目的，本发明提供一种采用激光辅助加热的激光退火装置，该装置基于扫描式的激光退火光源实现在半导体表面指定区域的激光退火，所述装置包含：同轴光束生成单元和扫描光学系统单元；所述同轴光束生成单元，用于将辅助加热的激光光源和激光退火的退火光源采用同光轴传输；所述扫描光学系统单元，用于接收入射的同光轴光束，将同光轴光束包含的辅助加热的激光光源转化为合适大小的光斑，并将同光轴光束包含的退火光源在半导体表面的照射位置进行水平和竖直方向扫描，调整对半导体表面进行激光退火处理的位置。 

可选的，所述同轴光束生成单元进一步包含如下单元：两台独立的激光器、高反镜、合束镜和一调整单元；所述两台独立的激光器，其中一台激光器产生长波长 用于为半导体材料进行辅助加热的激光光源；另外一台激光器产生短波长激光，用于产生为半导体材料表面进行激光退火的退火光源；所述高全反镜位于辅助加热的激光光源的入射线上，用于将辅助加热的激光光束经过其反射转向照射到所述合束镜的后表面；所述合束镜位于退火光源的入射线上，其上镀有针对辅助加热激光波长的高反射率膜，使得辅助加热激光光束再一次转向传输；同时退火光源入射到所述合束镜的前表面，在合束镜的前表面镀有针对激光退火激光波长的高透过率膜，用于激光退火的激光光束透过合束镜继续向前传输；所述调整单元，用于调整高全反镜和合束镜的相对位置，从而改变用于辅助加热的激光光束经合束镜反射后的光束指向，使得用于辅助加热的激光光束和用于激光退火的激光光束同轴传输。 

其中，所述高反镜的前表面和合束镜的后表面镀有高反射膜，该高反射膜可针对反射波长范围在190nm-1100nm之间的光波反射；所述合束镜的前表面还镀增透膜，该增透膜的反射波长范围在190nm-532nm之间。 

可选的，所述扫描光学系统单元被装配在一个能够轴向和径向摆动的电动控制系统上，该扫描光学系统单元进一步包含：转向镜镜和一个聚焦透镜。 

所述转向镜组用于两次改变同轴光束的传播方向，使得同轴光束自上而下照射到需要进行退火的半导体材料表面；当电动控制系统接收到轴向摆动的控制信号时，同轴光束经过转向镜组的两次反射在半导体表面水平方向进行扫描；当电动控制系统接收到径向摆动的控制信号时，同轴光束经过转向镜组的两次反射可以在半导体表面竖直方向进行扫描，从而实现对于整个半导体材料表面的激光退火扫描。 

所述聚焦镜的用于将同轴光束在半导体材料表面聚焦成规定尺寸的光斑。 

其中，所述转向镜组为两块同水平面放置的等腰直角棱镜全反镜。 

优化的，所述半导体材料被固定在载物平台上，该载物平台能在前、后、左右方向上进行的移动，以便调整激光退火光源在半导体表面的最佳位置；所述载物平台也能在上下方向上移动，以确保在半导体表面的聚焦的激光退火光斑符合加工的要求。 

进一步优化的，所述系统还包含在同轴光束进入扫描光学系统前的光路中加入CCD图像监测系统单元，该单元用于对半导体表面退火效果和激光聚焦后的参数进行实时检测。 

基于上述装置本发明还提供一种采用激光辅助加热的激光退火方法，该方法基于扫描式的激光退火光源实现在半导体表面指定区域的激光退火，所述方法为：将用于辅助加热的激光光源和用于激光退火的退火光源采用同光轴传输的策略进行同轴传输，然后经由扫描光学系统单元将同轴光束在水平和竖直方向扫描半导体表面， 进行激光退火；其中，所述水平和竖直方向扫描受控于一电动控制系统，该电动控制系统采用检流计控制结构，将对该电动控制系统输入电压的控制转化为对扫描转动角度的控制，进而实现了激光光束在水平方向和竖直方向上的扫描。 

可选的，所述同光轴传输的策略为： 

用于辅助加热的激光光束经过高反镜转向照射到合束镜的后表面，合束镜的后表面镀有针对辅助加热激光波长的高反射率膜，使得辅助加热激光光束再一次转向传输；用于激光退火的激光光束入射到合束镜的前表面，在合束镜的前表面镀有针对激光退火激光波长的高透过率膜，用于激光退火的激光光束透过合束镜继续向前传输；基于以上所述用于辅助加热的激光光束和用于激光退火的激光光束就朝着相同的方向传输，调整高反镜和合束镜的相对位置，从而改变用于辅助加热的激光光束经合束镜反射后的光束指向，就可以使得用于辅助加热的激光光束和用于激光退火的激光光束同轴传输。 

可选的，所述扫描为：同轴传输的用于辅助加热激光光束和用于激光退火的激光光束传输到扫描光学系统，扫描光学系统由转向镜组和一个聚焦透镜组成；转向镜组用于两次改变同轴光束的传播方向，使得同轴光束自上而下照射到需要进行退火的半导体材料表面；其中，所述扫描光学系统位于一轴向和径向摆动的电动控制系统上，当调整架接收到轴向摆动的控制信号时，同轴光束经过转向镜组的两次反射可以在半导体表面水平方向进行扫描；同样当调整架接收到径向摆动的控制信号时，同轴光束经过转向镜组的两次反射在半导体表面竖直方向进行扫描，从而实现对于整个半导体材料表面的激光退火扫描；所述聚焦镜的作用是将同轴光束在半导体材料表面聚焦成规定尺寸的光斑；所述转向镜组为两块同水平面放置的等腰直角棱镜全反镜。 

优化的，所述半导体材料被固定在载物平台上，载物平台可以在前后左右方向上进行小范围的移动，以便调整激光退火光源在半导体表面的最佳位置；所述载物平台也可以在上下方向上进行精确地移动，以确保在半导体表面的聚焦的激光退火光斑符合加工的要求。 

进一步优化的，所述方法还包含： 

在所述进入扫描光学系统前的光路中加入CCD图像监测系统单元，用于对半导体表面退火效果和激光聚焦后的参数进行实时检测。 

本发明的优越性：本发明通过一种采用激光辅助加热的激光退火方法。用于辅助加热的激光光束和用于激光退火的激光光束同轴传输，最终照射到半导体材料表面。从而实现了在正式激光退火前在半导体表面利用激光辅助加热的方法给半导体 表面进行活化的目的。同轴光束经过光学扫描系统后反射光可以在半导体材料的表面上沿水平和竖直方向进行扫描。这克服了传统激光退火设备中激光退火光源定点照射的弊端，使得激光退火的可选择范围更加具有灵活性，可以在制定的区域范围内完成激光退火工艺。操作简单，退火效率高，完成速度快，工艺先进，便于设备化的集成，维护方便，非常有利于规模化半导体材料生产过程中退火工艺采用。 

本发明提供一种采用激光辅助加热的激光退火方法，解决了以往激光退火方法中半导体表面没有预先活化的缺点。辅助加热激光光束和退火激光光束在半导体材料表面以水平和竖直方向扫描方式退火，彻底改变了以往半导体材料的激光退火方式，可以实现对于指定区域的激光退火，方便生产加工、更有利于优化半导体生产工程中的激光退火工艺，该方法可以用于对于指定位置的半导体进行激光退火。通过电动控制，大大简化了半导体生产制造过程中激光退火的工艺。该方法整体结构简单，方便制造商使用。 

附图说明

图1-a是本发明的采用激光辅助加热的激光退火方法的装置组成框图； 

图1-b是本发明实施例提供的一种采用激光辅助加热的激光退火方法的装置图； 

图2是本发明采用激光辅助加热的激光退火装置包含的扫描光学系统通过镜子的转向来实现光束在半导体表面横向扫描的示意图； 

图3是是本发明采用激光辅助加热的激光退火装置包含的扫描光学系统通过镜子的转向来实现光束在半导体表面纵向扫描的示意图； 

图4是本发明采用的激光辅助加热的激光退火方法的流程示意图； 

图5是本发明实施例提供的一种同轴光束形成步骤流程图； 

图6是本发明实施例提供的扫描半导体表面的退火位置的流程示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。 

图1-a所示，该图为本发明提供的装置的组成框图，所述装置包含：双光源发 生单元101、同轴光束生成单元102、扫描光学系统单元103和用于放置被加工半导体的载物台单元104。 

所述同轴光束生成单元102，用于将双光源发生单元101发射的辅助加热的激光 光源和激光退火的退火光源采用同光轴传输；所述扫描光学系统单元103，用于接收入射的同光轴光束，将同光轴光束包含的辅助加热的激光光源转化为合适大小的光斑，并将同光轴光束包含的退火光源在半导体表面的照射位置进行水平和竖直方向扫描，调整对位于载物台的半导体104的表面进行激光退火处理的位置。 

用于辅助加热的激光光束和用于激光退火的激光光束可为相同或不同光束，当用于激光退火的激光光束入射到合束镜的前表面时，因为合束镜的前表面镀有增透膜，这使得用于激光退火的激光光束直接透射。也就是说用于激光退火的激光光束的指向性不会发生任何改变，仍然沿着原来的光路传输。用于激光辅助加热的激光光束当入射到高反镜的前表面和合束镜的后表面 镀高反射膜的时候，由于表面上镀有高反射膜所以会发生反射。 

所述全反镜和合束镜是如何调节使两束光同光轴传输的具体策略为： 

动作一：调节高反镜后面的两个推进螺母可以改变激光辅助加热的激光光束经高反镜发射后的光束指向性，从而改变激光辅助加热的激光光束入射到合束镜的后表面的位置。要想使两束光同光轴传输，一定要使调节激光辅助加热的激光光束在合束镜的后表面的入射点和激光退火的激光光束在合束镜的后表面的出射点一致。动作二：然后再调节合束镜后面的两个推进螺母(在调解过程中激光退火的激光光束是不受任何影响的)使激光辅助加热的激光光束的指向性和激光退火的激光光束的指向性一致，即双光束同光轴传输。注意在调节合束镜后面的两个推进螺母的时候，原来已经调好的激光辅助加热的激光光束在合束镜的后表面的入射点会发生变化，因此需要重复动作一和动作二，最终使两束光同光轴传输。 

其中，上述技术方案在高反镜的前表面和合束镜的后表面镀高反射膜的时候，反射波长范围在190nm-1100nm之间；在合束镜的前表面镀增透膜的时候，反射波长范围在190nm-532nm之间。 

实施例1 

如图1-b所示，本发明采用了用于激光退火的激光光源同轴传输的激光辅助加热光源，优化了待退火半导体材料表面的活性，大大提升了激光退火的效率和效果。本发明方法独创了退火光源在半导体材料表面水平和竖直方向上进行激光退火扫描的方法，改变了传统的用于激光退火光源定点照射，半导体材料在载物平台上旋转的激光退火方式。改进后的激光退火方法，可以实现在半导体表面指定区域的激光退火，这是传统的激光退火设备所不具备的特点。本发明采用的技术方案是利用辅 助加热激光光源和激光退火光源同轴传输的方式，利用电气化精密机械系统控制扫描光学系统的位置，实现了双光源在半导体表面水平和竖直方向上的扫描。从而提供了一种可以广泛应用于半导体退火工艺的采用激光辅助加热的激光退火方法。 

本发明的目的是这样实现的：本发明提供一种采用激光辅助加热的激光退火方法，采取激光辅助加热光源和激光退火光源同轴传输的方式。激光系统有两台独立的激光器组成。一台激光器产生长波长激光，目的是给半导体材料进行辅助加热；另外一台激光器产生短波长激光，目的是为半导体材料进行激光退火。 

用于辅助加热的激光光束经过全反镜转向照射到合束镜的后表面，合束镜的后表面镀有针对辅助加热激光波长的高反射率膜，使得辅助加热激光光束再一次转向传输。用于激光退火的激光光束入射到合束镜的前表面，在合束镜的前表面镀有针对激光退火激光波长的高透过率膜，用于激光退火的激光光束透过合束镜继续向前传输。这样用于辅助加热的激光光束和用于激光退火的激光光束就朝着相同的方向传输。调整全反镜和合束镜的相对位置，从而改变用于辅助加热的激光光束经合束镜反射后的光束指向，就可以使得用于辅助加热的激光光束和用于激光退火的激光光束同轴传输。 

同轴传输的用于辅助加热激光光束和用于激光退火的激光光束传输到扫描光学系统。扫描光学系统由一个全反镜和一个聚焦透镜组成。全反镜的功能是改变同轴光束的传播方向，使得同轴光束自上而下照射到需要进行退火的半导体材料表面。整个扫描光学系统被装配在一个精密的可以在轴向和径向摆动的电动控制系统上。当调整架接收到轴向摆动的控制信号时，同轴光束经过全反镜的反射可以在半导体表面X方向(规定为水平方向)进行扫描(如图2)；同样当调整架接收到径向摆动的控制信号时，同轴光束经过全反镜的反射可以在半导体表面Y方向(规定为竖直方向)进行扫描(如图3)。这样就实现了对于整个半导体材料表面的激光退火扫描。聚焦镜的作用是将同轴光束在半导体材料表面聚焦成规定尺寸的光斑。 

经过聚焦透镜聚焦的同轴光束的光斑照射到半导体材料表面。半导体材料被固定在载物平台上，载物平台可以在前后左右方向上进行小范围的移动，以便调整激光退火光源在半导体表面的最佳位置。载物平台也可以在上下方向上进行精确地移动，以确保在半导体表面的聚焦的激光退火光斑符合加工的要求。 

在系统中加入了CCD图像采集系统，用于对半导体表面进行实施监测，观察激光退火的效果，从而提高了激光退火的效率。 

本发明还提供一种采用的激光辅助加热的激光退火方法，所述方法和上述技术方案所述的装置基于同样的设计构思。 

如图4所示，该图为本发明提供的采用的激光辅助加热的激光退火方法的流程示意图，所述方法包含如下步骤： 

步骤401，将用于辅助加热的激光光源和用于激光退火的退火光源采用同光轴传输的策略进行传输，。 

步骤402，将同轴光束在水平和竖直方向扫描半导体表面，进行激光退火； 

其中，所述扫描受控于一电动控制系统。 

本发明所采用的电动控制系统是现有的电动控制系统，在此不做赘述。 

实施例2 

如图5所示，该图为上述方法所述的同光轴传输的策略的可选策略之一，具体包含： 

步骤501，用于辅助加热的激光光束经过高反镜转向照射到合束镜的后表面，合束镜的后表面镀有针对辅助加热激光波长的高反射率膜，使得辅助加热激光光束再一次转向传输。 

步骤502，用于激光退火的激光光束入射到合束镜的前表面，在合束镜的前表面镀有针对激光退火激光波长的高透过率膜，用于激光退火的激光光束透过合束镜继续向前传输。 

步骤503，调整高反镜和合束镜的相对位置，从而改变用于辅助加热的激光光束经合束镜反射后的光束指向，使得用于辅助加热的激光光束和用于激光退火的激光光束同轴传输。 

如图6所示，该图为上述方法所述扫描方式的一种可选策略，具体步骤为： 

步骤601，同轴传输的用于辅助加热激光光束和用于激光退火的激光光束传输到扫描光学系统，扫描光学系统由转向镜组和一个聚焦透镜组成。 

步骤602，转向镜组用于改变同轴光束的传播方向，使得同轴光束自上而下照射到需要进行退火的半导体材料表面。 

步骤603，所述聚焦透镜用于调整同轴光束在半导体表面形成的光斑的大小。 

其中，所述扫描光学系统位于一轴向和径向摆动的电动控制系统上，当调整架接收到轴向摆动的控制信号时，同轴光束经过转向镜组镜的两次反射可以在半导体 表面水平方向进行扫描；同样当调整架接收到径向摆动的控制信号时，同轴光束经过转向镜组的反射在半导体表面竖直方向进行扫描，从而实现对于整个半导体材料表面的激光退火扫描；所述聚焦镜的作用是将同轴光束在半导体材料表面聚焦成规定尺寸的光斑。 

所述半导体材料被固定在载物平台上，载物平台可以在前后左右方向上进行小范围的移动，以便调整激光退火光源在半导体表面的最佳位置；所述载物平台也可以在上下方向上进行精确地移动，以确保在半导体表面的聚焦的激光退火光斑符合加工的要求。 

进一步完善的，在所述进入扫描光学系统前的光路中加入CCD图像检测系统，用于对半导体表面退火效果和激光聚焦后的参数进行实时检测。 

上述技术方案中，所述扫描光学系统的光学镜片共由三块组成，由两块全反镜组成转向镜组和一个聚焦镜组成。 

关于两块全反镜，其实是两个等腰直角棱镜。这两块全反镜作用有两个，一个作用是将同轴光束传输到固定在载物台上的半导体材料表面上；另外一个作用就是在系统工作状态下，通过电动控制，让这两个镜子发生转向让同轴光在半导体表面上实现扫描功能。一块镜子只在一个方向上做转动，两块镜子合起来使用就能使光束在水平和竖直方向上都进行扫描。 

所述聚焦镜一块叫做f-θ聚焦镜。f-θ聚焦镜不是本发明中单独发明的，早就有就像电话一样常见。f-θ聚焦镜的特点是在平面上焦点的位置和镜子的焦距f，还有光束的入射角θ这两个因子的乘积有关系。在本发明中f-θ聚焦镜的作用没有错，就是所述聚焦透镜用于调整同轴光束在半导体表面形成的聚焦光斑的大小。 

本发明是一种采用激光辅助加热的激光退火方法，这种方法主要通过光学系统使用于辅助加热的激光光束和用于激光退火的激光光束同轴传输，最终照射到半导体材料的表面，在正式的激光退火工艺前，完成半导体材料表面的活化过程，同轴光束经过扫描光学系统，可以在半导体材料表面实现水平和竖直方向上的扫描，可以实现在半导体材料表面指定区域范围内的激光退火工艺，具体实施方案如下。 

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

Claims (8)

1.一种采用激光辅助加热的激光退火装置，该装置基于扫描式的激光退火光源实现在半导体表面指定区域的激光退火，所述装置包含：同轴光束生成单元和扫描光学系统单元；

所述同轴光束生成单元，用于将辅助加热的激光光源和激光退火的退火光源采用同光轴传输；

所述扫描光学系统单元，用于接收入射的同光轴光束，将同光轴光束包含的辅助加热的激光光源转化为合适大小的光斑，并将同光轴光束包含的退火光源在半导体表面的照射位置进行水平和竖直方向扫描，调整对半导体表面进行激光退火处理的位置；

所述同轴光束生成单元进一步包含如下单元：两台独立的激光器、高反镜、合束镜和一调整单元；

所述两台独立的激光器，其中一台激光器产生长波长用于为半导体材料进行辅助加热的激光光源；另外一台激光器产生短波长激光，用于产生为半导体材料表面进行激光退火的退火光源；

所述高反镜位于辅助加热的激光光源的入射线上，用于将辅助加热的激光光束经过其反射转向照射到所述合束镜的后表面；

所述合束镜位于退火光源的入射线上，其上镀有针对辅助加热激光波长的高反射率膜，使得辅助加热激光光束再一次转向传输；同时退火光源入射到所述合束镜的前表面，在合束镜的前表面镀有针对激光退火激光波长的高透过率膜，用于激光退火的激光光束透过合束镜继续向前传输；

所述调整单元，用于调整高全反镜和合束镜的相对位置，从而改变用于辅助加热的激光光束经合束镜反射后的光束指向，使得用于辅助加热的激光光束和用于激光退火的激光光束同轴传输；

其中，所述高反镜的前表面和合束镜的后表面镀有高反射膜，该高反射膜可针对反射波长范围在190nm-1100nm之间的光波反射；所述合束镜的前表面还镀增透膜，该增透膜的反射波长范围在190nm-532nm之间。

2.根据权利要求1所述的采用激光辅助加热的激光退火装置，其特征在于，所述扫描光学系统单元被装配在一个能够轴向和径向摆动的电动控制系统上，该扫描光学系统单元进一步包含：转向镜组和一个聚焦透镜；

所述转向镜组用于两次改变同轴光束的传播方向，使得同轴光束自上而下照射到需要进行退火的半导体材料表面；当电动控制系统接收到轴向摆动的控制信号时，同轴光束经过转向镜组的两次反射在半导体表面水平方向进行扫描；当电动控制系统接收到径向摆动的控制信号时，同轴光束经过转向镜组的两次反射可以在半导体表面竖直方向进行扫描，从而实现对于整个半导体材料表面的激光退火扫描；

所述聚焦透镜的用于将同轴光束在半导体材料表面聚焦成规定尺寸的光斑，该聚焦镜为f-θ聚焦镜；

其中，所述转向镜组为两块同水平面放置的等腰直角棱镜全反镜。

3.根据权利要求2所述的采用激光辅助加热的激光退火装置，其特征在于，所述半导体材料被固定在载物平台上，该载物平台能在前、后、左右方向上进行的移动，以便调整激光退火光源在半导体表面的最佳位置；

所述载物平台也能在上下方向上移动，以确保在半导体表面的聚焦的激光退火光斑符合加工的要求。

4.根据权利要求1所述的采用激光辅助加热的激光退火装置，其特征在于，所述系统还包含在同轴光束进入扫描光学系统前的光路中加入CCD图像监测系统单元，该单元用于对半导体表面退火效果和激光聚焦后的参数进行实时检测。

5.一种采用激光辅助加热的激光退火方法，该方法基于扫描式的激光退火光源实现在半导体表面指定区域的激光退火，所述方法为：将用于辅助加热的激光光源和用于激光退火的退火光源采用同光轴传输的策略进行同轴传输，然后经由扫描光学系统单元将同轴光束在水平和竖直方向扫描半导体表面，进行激光退火；

其中，所述水平和竖直方向扫描受控于一电动控制系统，该电动控制系统采用检流计控制结构，将对该电动控制系统输入电压的控制转化为对扫描转动角度的控制，进而实现了激光光束在水平方向和竖直方向上的扫描；

所述同光轴传输的策略为：

用于辅助加热的激光光束经过高反镜转向照射到合束镜的后表面，合束镜的后表面镀有针对辅助加热激光波长的高反射率膜，使得辅助加热激光光束再一次转向传输；

用于激光退火的激光光束入射到合束镜的前表面，在合束镜的前表面镀有针对激光退火激光波长的高透过率膜，用于激光退火的激光光束透过合束镜继续向前传输；

基于以上所述用于辅助加热的激光光束和用于激光退火的激光光束就朝着相同的方向传输，调整高反镜和合束镜的相对位置，从而改变用于辅助加热的激光光束经合束镜反射后的光束指向，就可以使得用于辅助加热的激光光束和用于激光退火的激光光束同轴传输。

6.根据权利要求5所述的采用激光辅助加热的激光退火方法，其特征在于，所述扫描为：

同轴传输的用于辅助加热激光光束和用于激光退火的激光光束传输到扫描光学系统，扫描光学系统由转向镜组和一个聚焦镜组成；

转向镜组用于两次改变同轴光束的传播方向，使得同轴光束自上而下照射到需要进行退火的半导体材料表面；

其中，所述扫描光学系统位于一轴向和径向摆动的电动控制系统上，当调整架接收到轴向摆动的控制信号时，同轴光束经过转向镜组的两次反射可以在半导体表面水平方向进行扫描；同样当调整架接收到径向摆动的控制信号时，同轴光束经过转向镜组的两次反射在半导体表面竖直方向进行扫描，从而实现对于整个半导体材料表面的激光退火扫描；所述聚焦镜的作用是将同轴光束在半导体材料表面聚焦成规定尺寸的光斑；所述转向镜组为两块同水平面放置的等腰直角棱镜全反镜；所述聚焦镜为f-θ聚焦镜。

7.根据权利要求6所述的采用激光辅助加热的激光退火方法，其特征在于，所述半导体材料被固定在载物平台上，载物平台可以在前后左右方向上进行小范围的移动，以便调整激光退火光源在半导体表面的最佳位置；所述载物平台也可以在上下方向上进行精确地移动，以确保在半导体表面的聚焦的激光退火光斑符合加工的要求。

8.根据权利要求5、6或7所述的采用激光辅助加热的激光退火方法，其特征在于，所述方法还包含：

在进入扫描光学系统前的光路中加入CCD图像监测系统单元，用于对半导体表面退火效果和激光聚焦后的参数进行实时检测。

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