CN103903967B - 一种激光退火装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光退火装置包括：激光退火单元，用于对所述加工对象进行激光退火；反射率检测单元，用于检测与分析所述加工对象的表面状态；工件台，用于放置一加工对象；其中，所述激光退火单元包括：激光器、扩束系统、匀光系统、分光系统、聚焦系统。本发明不需要外加探测光源，直接把激光的透射光作为参考光，将加工对象表面的反射光与透射光作对比，随加工时间变化，得出不同的反射光与透射光的比率，进而推算出加工对象表面的反射率变化，进而得到加工对象的表面状态，当加工对象的表面状态为液态时，表示激光退火完成。

Description

一种激光退火装置及方法

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种激光退火装置及方法。

背景技术

近年来，激光退火技术被广泛运用于玻璃等绝缘基底上的半导体膜，目的是晶化或提高结晶度，将非晶态材料转化为多晶材料或单晶态材料，这样使得离子注入后，掺入的杂质与晶体中的原子有序的排列组合，有效改善了材料的电学特性。

加工对象表面状态的确定在激光退火过程中是非常重要的工作，它直接关系到加工精度和加工工件表面质量，在设备加工过程中，经常遇到需要精确判断加工对象表面状态，进而确定加工时间的问题。由于激光的强度大，亮度高，激光退火过程中，退火时间大约在微秒量级，时间非常短，现有的温度测量设备无法监测出当前温度，因而无法准确知道退火的时间以及退火过程中的加工对象表面状态。

现有技术中，一般是将探测光照在薄膜的退火区域内的局部一处，检测来自照射处的反射光的光强的方法，来检测加工对象表面的状态。

在名为“Excimer Laser-Induced Temperature Field in Melting andResolidfication of Sillicon Thin Films”的文献中采用连续激光作为检测光，激光束照在薄膜上，用一个响应时间为1ns的带有硅PN结光电二极管的光电探测器来检测来自薄膜的反射光，并采用一个采样频率为1GHz的采样探测装置对探测到的信号随时间的变化进行测量，从而获得加工对象表面的状态。

在现有技术中，都需要外加探测光源，然后与其他参考光作对比，随加工时间变化，得出不同的比率，进而推算出加工对象表面的发射率的变化，进而得到加工对象的表面状态，使得整个退火过程复杂，不宜操作。

发明内容

本发明提供了一种激光退火装置及方法，能够解决在激光退火过程中，需要外加探测光源使整个退火过程复杂，不易操作的问题。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案在于：

一种激光退火装置，包括：

激光退火单元，用于对所述加工对象进行激光退火；

反射率检测单元，用于检测与分析所述加工对象的表面状态；

工件台，用于放置一加工对象；其中，

所述激光退火单元包括：

激光器，用于射出激光；

扩束系统，用于对所述激光器射出的激光进行扩束；

匀光系统，用于对所述扩束系统扩束的激光进行匀光；

分光系统，用于对经所述匀光系统匀光的激光进行第一分光；其中，所述分光系统将所述激光器射出的99%的激光分出作为第一反射光，并将所述激光器射出的其余1%的激光分出作为透射光；

聚焦系统，用于对所述分光系统分出的第一反射光进行聚焦。

多选的，在所述的激光退火装置中，所述分光系统还用于将经过加工对象的第一反射光进行第二分光以获取第二反射光。

多选的，在所述的激光退火装置中，所述反射率检测单元包括：

第一能量探测器，用于探测所述分光系统分出的透射光，并根据探测到的透射光发出第一信号；

第二能量探测器，用于探测所述分光系统分出的第二反射光，并根据探测到的所述第二反射光发出第二信号；

第一信号处理系统，用于接收所述第一信号和所述第二信号。

多选的，在所述的激光退火装置中，所述反射率检测单元包括：

第三能量探测器，用于探测所述分光系统分出的透射光，并根据探测到的透射光发出第三信号；

第四能量探测器，用于探测所述加工对象反射出的第一反射光，并根据探测到的所述第一反射光发出第四信号；

第二信号处理系统，用于接收所述第三信号和所述第四信号。

本发明还提供另一种激光退火装置，包括：

激光退火单元，用于对所述加工对象进行激光退火；

反射率检测单元，用于检测与分析所述加工对象的表面状态；

工件台，用于放置一加工对象；其中，

所述激光退火单元包括：

激光器，用于射出激光；

扩束系统，用于对所述激光器射出的激光进行扩束；

匀光系统，用于对所述扩束系统扩束的激光进行匀光；

第一分光系统，设置于所述激光器和扩束系统之间、扩束系统和匀光系统之间或匀光系统和第二分光系统之间的任一位置，所述第一分光系统对所述激光器、扩束系统或匀光系统射出的激光进行第一分光，其中，所述第一分光系统将射出的99%的激光分出作为第一反射光，并将射出的其余1%的激光分出作为透射光；

第二分光系统，用于对经所述匀光系统匀光后的第一反射光或经所述第一分光系统进行第一分光后的第一反射光传递至聚焦系统；

聚焦系统，用于对所述第二分光系统传递的第一反射光进行聚焦。

多选的，在所述的激光退火装置中，所述第二分光系统还用于将经过所述加工对象的第一反射光进行第二分光以获取第二反射光。

多选的，在所述的激光退火装置中，所述反射率检测单元包括：

第五能量探测器，用于探测所述第一分光系统所分出的透射光，并根据探测到的透射光发出第五信号；

第六能量探测器，用于探测所述第二分光系统分出的第二反射光，并根据探测到的第二反射光发出第六信号；

第三信号处理系统，用于接收所述第五信号和所述第六信号。

根据本发明的另一面，还提供一种激光退火方法，使用所述的一种激光退火装置，包括以下步骤：

将加工对象放置于工件台上；

激光退火单元对加工对象进行激光退火处理，其中，从激光器射出的激光，依次经过扩束系统扩束，匀光系统匀光后，经过分光系统进行第一分光，所述分光系统将所述激光器射出的99%的激光分出作为第一反射光，并将所述激光器射出的其余1%的激光分出作为透射光；

第一反射光经过聚焦系统聚焦，焦点落在加工对象上；

所述第一反射光在加工对象上经过反射后，按原路返回，经过聚焦系统，透过分光系统进行第二分光获取第二反射光；

反射率检测单元检测与分析所述第二反射光与透射光的第一比率，根据所述第一比率获取加工对象的表面状态，当加工对象的表面状态为液态时，确认激光退火完成。

多选的，在所述的激光退火方法中，所述反射率检测单元包括第一能量探测器、第二能量探测器和第一信号处理系统；

反射率检测单元检测与分析所述第二反射光与透射光的第一比率，根据所述第一比率获取加工对象的表面状态的步骤包括：

所述第一能量探测器探测所述分光系统分出的透射光，并根据探测到的透射光发出第一信号；

所述第二能量探测器探测所述分光系统分出的第二反射光，并根据探测到的所述第二反射光发出第二信号；

所述第一信号处理系统接收所述第一信号和所述第二信号，并通过分析所述第一信号和第二信号得出所述第二反射光与透射光的第一比率，并根据所述第一比率获取加工对象的表面状态。

本发明还提供另一种一种激光退火方法，使用所述的一种激光退火装置，包括以下步骤：

将加工对象放置于工件台上；

激光退火单元对加工对象进行激光退火处理，其中，从激光器射出的激光，依次经过扩束系统扩束，匀光系统匀光后，经过分光系统进行第一分光，所述分光系统将所述激光器射出的99%的激光分出作为第一反射光，并将所述激光器射出的其余1%的激光分出作为透射光；

第一反射光经过聚焦系统聚焦，焦点落在加工对象上，所述加工对象对第一反射光进行反射；

反射率检测单元检测与分析所述第一反射光与透射光的第二比率，根据所述第二比率获取加工对象的表面状态，当加工对象的表面状态为液态时，确认激光退火完成。

多选的，在所述的激光退火方法中，所述反射率检测单元包括第三能量探测器、第四能量探测器和第二信号处理系统；

反射率检测单元检测与分析所述第一反射光与透射光的第二比率，根据所述第二比率获取加工对象的表面状态的步骤包括：

所述第三能量探测器探测器探测所述分光系统分出的透射光，并根据探测到的透射光发出第三信号；

所述第四能量探测器探测所述加工对象反射出的第一反射光，并根据探测到的所述第一反射光发出第四信号；

所述第二信号处理系统接收所述第三信号和所述第四信号，并通过分析所述第三信号和第四信号得出所述第一反射光与透射光的第二比率，并根据所述第二比率获取加工对象的表面状态。

本发明还提供另一种一种激光退火方法，使用所述的一种激光退火装置，包括以下步骤：

将加工对象放置于工件台上；

激光退火单元对加工对象进行激光退火处理，其中，

从激光器射出的激光，依次经过扩束系统扩束，匀光系统匀光，所述第一分光系统对所述激光器、扩束系统或匀光系统射出的激光进行第一分光，所述第一分光系统将射出的99%的激光分出作为第一反射光，并将射出的其余1%的激光分出作为透射光；

第二分光系统，对经所述匀光系统匀光后的第一反射光或经所述第一分光系统进行第一分光后的第一反射光传递至聚焦系统；

所述聚焦系统对所述第二分光系统传递的第一反射光进行聚焦，焦点落在加工对象上，所述加工对象对所述第一反射光进行反射；

所述第一反射光在加工对象上经过反射后，按原路返回，经过聚焦系统，透过第二分光系统进行第二分光获取第二反射光；

反射率检测单元检测与分析所述第二反射光与透射光的第三比率，根据所述第三比率获取加工对象的表面状态，当加工对象的表面状态为液态时，确认激光退火完成。

多选的，在所述的激光退火方法中，所述反射率检测单元第五能量探测器、第六能量探测器和第三信号处理系统；

反射率检测单元检测与分析所述第二反射光与透射光的第三比率，根据所述第三比率获取加工对象的表面状态的步骤包括：

所述第五能量探测器探测所述第一分光系统所分出的透射光，并根据探测到的透射光发出第五信号；

所述第六能量探测器探测所述第二分光系统分出的第二反射光，并根据探测到的第二反射光发出第六信号；

所述第三信号处理系统接收所述第五信号和所述第六信号，并通过分析所述第五信号和第六信号得出所述第二反射光与透射光的第三比率，并根据所述第三比率获取加工对象的表面状态。

实施本发明的一种激光退火装置及方法，具有以下有益效果：本发明不需要外加探测光源，直接把激光的透射光作为参考光，把从加工对象表面的反射光与透射光作对比，随加工时间变化，得出不同反射光与透射光的比率，进而推算出加工对象表面的反射率变化，进而得到加工对象的表面状态。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例1的激光退火装置及方法的结构示意图；

图2是本发明实施例1的激光退火装置及方法实施流程结构示意图；

图3是本发明实施例2的激光退火装置及方法的结构示意图；

图4是本发明实施例2的激光退火装置及方法实施流程结构示意图；

图5是本发明实施例3的激光退火装置及方法的结构示意图；

图6是本发明实施例3的激光退火装置及方法实施流程结构示意图；

图7是本发明实施例的加工对象反射率变化和退火时间的对应关系的结构示意图；

图8是本发明实施例激光退火前反射光和透射光的状态结构示意图；

图9是本发明实施例激光退火过程中反射光和透射光的状态结构示意图；

图10-13是本发明实施例激光退火过程中，通过改变脉冲能量，反射率发生变化的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种激光退火装置及方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

【实施例1】

如图1和图2所示，一种激光退火装置，包括：

激光退火单元1，用于对所述加工对象17进行激光退火；

反射率检测单元2，用于检测与分析所述加工对象16的表面状态；

工件台17，用于放置一加工对象16。

具体的，所述激光退火单元1包括：

激光器11，用于射出激光；

扩束系统12，用于对所述激光器11射出的激光进行扩束；

匀光系统13，用于对所述扩束系统12扩束的激光进行匀光；

分光系统14，用于对经所述匀光系统13匀光的激光进行第一分光；其中，

所述分光系统14将所述激光器11射出的99%的激光分出作为第一反射光，并将所述激光器11射出的其余1%的激光分出作为透射光；

聚焦系统15，所述聚焦系统15对所述分光系统14分出的第一反射光进行聚焦。

进一步的，所述分光系统14还用于将经过加工对象16的第一反射光进行第二分光以获取第二反射光。

具体的，所述反射率检测单元2包括：

第一能量探测器18，所述第一能量探测器18探测所述分光系统14分出的透射光，并根据探测到的透射光发出第一信号；

第二能量探测器19，所述第二能量探测器19探测所述分光系统14分出的第二反射光，并根据探测到的所述第二反射光发出第二信号；

第一信号处理系统10，所述第一信号处理系统10接收第一能量探测器18发出的信号发出的信号和第二能量探测器19发出的信号。

本实施例还提供一种激光退火方法，包括以下步骤：

步骤S11，将加工对象16放置于工件台17上。

步骤S12，激光退火单元1对加工对象16进行激光退火处理，其中，

从激光器11射出的激光，依次经过扩束系统12扩束，匀光系统13匀光后，经过分光系统14进行第一分光，所述分光系统14将所述激光器射11出的99%的激光分出作为第一反射光，并将所述激光器11射出的其余1%的激光分出作为透射光。

步骤S13，第一反射光经过聚焦系统15聚焦，焦点落在加工对象16上，加工对象16表面具有一定的反射率（大约为30%），经在加工对象上16反射后，按原路返回，经过聚焦系统15，透过分光系统14进行第二分光获取第二反射光。

步骤S14，所述第一能量探测器18探测所述分光系统14分出的透射光，并根据探测到的透射光发出第一信号，所述第二能量探测器19探测所述分光系统14分出的第二反射光，根据探测到的所述第二反射光发出第二信号。

步骤S15，所述第一信号处理系统10接收所述第一信号和所述第二信号，并通过分析所述第一信号和第二信号得出所述第二反射光与透射光的第一比率，并根据所述第一比率获取加工对象16的表面状态，当加工对象16的表面状态为液态时，确认激光退火完成。

在激光退火的过程中，随着时间推移，加工对象16的温度发生变化，状态也发生了变化，由固态变为液态，由于加工对象16处于不同状态，反射率不同，所以反射回去的能量也不同。

第一能量探测器18和第二能量探测器19根据探测到的信号不同，有不同的响应值。从第一能量探测器18和第二能量探测器19探测到的信号输入第一信号处理系统10，可以得出第一能量探测器18和第二能量探测器19探测到的能量比值，两者的比值即可反映出反射率变化。由能量变化推算出加工对象16的反射率，再由反射率推算出加工对象16表面所处的状态。这样实现了通过监测加工对象16反射率变化获取加工对象16表面的状态的目的。

在本发明的另一实施例中，还可以通过以下方法得出加工对象16的表面状态。

第一能量探测器18和第二能量探测器19把光信号转化为电流信号，探测到的激光信号强弱不同，输出大小不同的电流信号。从第一能量探测器18和第二能量探测器19出来的信号为电流信号，在第一能量探测器18和第二能量探测器19两端分别接入50欧电阻，将第一能量探测器18和第二能量探测器19输出的电流信号转化为电压信号，然后接入一个示波器，示波器采集第一能量探测器18和第二能量探测器19的电压信号，一个作为对比基准，另一个的变化量与基准的对比即得出反射率的变化。

加工对象16状态变化引起加工对象16表面反射率大小变化，反射率大小变化引起反射能量大小变化，反射能量大小变化对应第一能量探测器18和第二能量探测器19探测到的电流的大小变化，电流的大小变化又对应示波器采集到的电压值变化。这之间存在着一一对应的关系，通过简单的对应关系转换，获取加工对象16表面状态，可以实现快速非接触获取加工对象16表面状态。

【实施例2】

如图3和图4所示，本实施例与【实施例1】的区别在于：第一反射光在加工对象上反射后，不再通过分光系统进行二次分光，直接由第四能量探测器探测在加工对象反射后的第一反射光。

本实施例的激光退火装置包括：

激光退火单元1，用于对所述加工对象17进行激光退火；

反射率检测单元2，用于检测与分析所述加工对象16的表面状态；

工件台17，用于放置一加工对象16。

具体的，所述激光退火单元1包括：

激光器11，用于射出激光；

扩束系统12，用于对所述激光器11射出的激光进行扩束；

匀光系统13，用于对所述扩束系统12扩束的激光进行匀光；

分光系统14，用于对经所述匀光系统13匀光的激光进行第一分光；其中，

所述分光系统14将所述激光器11射出的99%的激光分出作为第一反射光，并将所述激光器11射出的其余1%的激光分出作为透射光；

聚焦系统15，用于对所述分光系统14分出的第一反射光进行聚焦。

具体的，所述反射率检测单元2包括：

第三能量探测器28，所述第三能量探测器28探测所述分光系统14分出的透射光，并根据探测到的透射光发出第三信号；

第四能量探测器29，所述第四能量探测器29探测所述加工对象16反射出的第一反射光，并根据探测到的所述第一反射光发出第四信号；

第二信号处理系统20，所述第二信号处理系统20接收第三能量探测器28发出的第三信号和第四能量探测器29发出的第四信号。

本实施例还提供一种激光退火方法，包括以下步骤：

步骤S21，将加工对象16放置于工件台17上。

步骤S22，激光退火单元1对加工对象16进行激光退火处理，其中，

从激光器11射出的激光，依次经过扩束系统12扩束，匀光系统13匀光后，经过分光系统14进行第一分光，所述分光系统14将所述激光器射11出的99%的激光分出作为第一反射光，并将所述激光器11射出的其余1%的激光分出作为透射光。

步骤S23，第一反射光经过聚焦系统15聚焦，焦点落在加工对象16上，所述加工对象16对第一反射光进行反射，所述加工对象16表面具有一定的反射率（大约为30%）。

步骤S24：所述三能量探测器28探测所述分光系统14分出透射光，并根据探测到的透射光发出第一信号，所述第四能量探测器29探测所述加工对象16反射出的第一反射光，并根据探测到的所述第一反射光发出第四信号。

步骤S25，所述第二信号处理系统20接收所述第三信号和所述第四信号，并通过分析所述第三信号和第四信号得出所述第一反射光与透射光的第二比率，并根据所述第二比率获取加工对象16的表面状态，当加工对象16的表面状态为液态时，表示激光退火完成。

在激光退火的过程中，随着时间推移，加工对象16的温度发生变化，状态也发生了变化，由固态变为液态，由于加工对象16处于不同状态，反射率不同，所以反射回去的能量也不同。

第三能量探测器28和第四能量探测器29根据探测到的信号不同，有不同的响应值。从第三能量探测器28和第四能量探测器29探测到的信号输入第二信号处理系统20，可以得出第三能量探测器28和第四能量探测器29探测到的能量比值，两者的比值即可反映出反射率变化。由能量变化推算出加工对象16的反射率，再由反射率推算出加工对象16表面所处的状态。这样实现了通过监测加工对象16反射率变化获取加工对象16表面的状态的目的。

【实施例3】

如图5和图6所示，本实施例与【实施例1】的区别在于：添加一个分光系统将激光器射出的激光分出1%作为透射光直接由第五能量探测器探测。

本实施例的激光退火装置包括：

激光退火单元1，用于对所述加工对象17进行激光退火；

反射率检测单元2，用于检测与分析所述加工对象16的表面状态；

工件台17，用于放置一加工对象16。

具体的，所述激光退火单元1包括：

激光器11，用于射出激光；

扩束系统12，用于对所述激光器11射出的激光进行扩束；

匀光系统13，用于对所述扩束系统12扩束的激光进行匀光；

第一分光系统100，设置于所述激光器11和扩束系统12之间、扩束系统12和匀光系统13之间或匀光系统13和第二分光系统14之间的任一位置，所述第一分光系统100对所述激光器11、扩束系统12或匀光系统13射出的激光进行第一分光，其中，所述第一分光系统100将射出的99%的激光分出作为第一反射光，并将射出的其余1%的激光分出作为透射光；

第二分光系统14，对经所述匀光系统13匀光后的第一反射光或经所述第一分光系统100进行第一分光后的第一反射光传递至聚焦系统15；

进一步的，所述第二分光系统14还用于将在加工对象16反射后的第一反射光进行第二分光以获取第二反射光。

聚焦系统15，用于对所述第二分光系统14传递的第一反射光进行聚焦。

具体的，所述反射率检测单元2包括：

第五能量探测器38，所述第五能量探测器38探测所述第一分光系统100所分出的透射光，并根据探测到的透射光发出第五信号；

第六能量探测器39，所述第六能量探测器39探测第二分光系统14分出的第二反射光，并根据探测到的第二反射光发出第六信号；

第三信号处理系统30，所述第三信号处理系统30接收第五能量探测器38发出的第五信号和第六能量探测器39发出的第六信号。

本实施例还提供一种激光退火方法，包括以下步骤：

步骤S31，将加工对象16放置于工件台17上。

步骤S32，激光退火单元1对加工对象16进行激光退火处理；其中，

将第一分光系统100设置于所述激光器11和扩束系统12之间、扩束系统12和匀光系统13之间或匀光系统13和第二分光系统14之间的任一位置，

具体的，若第一分光系统100设置于所述激光器11和扩束系统12之间，那么，从激光器11射出的激光，由第一分光系统100进行第一分光，所述第一分光系统100将射出的99%的激光分出作为第一反射光，并将射出的其余1%的激光分出作为透射光，接着第一反射光经过扩束系统12扩束，匀光系统13匀光，然后将匀光后的第一反射光经第二分光系统14传递至聚焦系统15。

具体的，若第一分光系统100设置于所述扩束系统12和匀光系统13之间，那么，从激光器11射出的激光，经过扩束系统12扩束，然后由第一分光系统100进行第一分光，所述第一分光系统100将射出的99%的激光分出作为第一反射光，并将射出的其余1%的激光分出作为透射光，接着经匀光系统13匀光，然后将匀光后的第一反射光经第二分光系统14传递至聚焦系统15。

具体的，若第一分光系统100设置于所述匀光系统13和第二分光系统14之间，那么，从激光器11射出的激光，依次经过扩束系统12扩束，经匀光系统13匀光，然后由第一分光系统100进行第一分光，所述第一分光系统100将射出的99%的激光分出作为第一反射光，并将射出的其余1%的激光分出作为透射光，接着将所述第一分光系统100进行第一分光后的第一反射光传递至聚焦系统15。

步骤S33，第一反射光经过聚焦系统15聚焦，焦点落在加工对象16上，加工对象16表面具有一定的反射率（大约为30%），经在加工对象16上反射后，按原路返回，经过聚焦系统15，透过第二分光系统14进行第二分光获取第二反射光。

步骤S34，用第五能量探测器38探测所述第一分光系统所分出的透射光，并根据探测到的透射光发出第五信号，用第六能量探测器39探测所述第二分光系统14分出的第二反射光，并根据探测到的第二反射光发出第六信号。

步骤S35，所述第三信号处理系统30接收所述第五信号和所述第六信号，并通过分析所述第五信号和第六信号得出所述第二反射光与透射光的第三比率，并根据所述第三比率获取加工对象16的表面状态，当加工对象16为液态时，表示激光退火完成。

在激光退火的过程中，随着时间推移，加工对象16的温度发生变化，状态也发生了变化，由固态变为液态，由于加工对象16处于不同状态，反射率不同，所以反射回去的能量也不同。

第五能量探测器38和第六能量探测器39根据探测到的信号不同，有不同的响应值。从第一能量探测器38和第二能量探测器39探测到的信号输入第三信号处理系统30，可以得出第五能量探测器38和第六能量探测器39探测到的能量比值，两者的比值即可反映出反射率变化。由能量变化推算出加工对象16的反射率，再由反射率推算出加工对象表面16所处的状态。这样实现了通过监测加工对象16反射率变化获取加工对象16表面的状态的目的。

请参考图7，其是本发明实施例的加工对象反射率变化和退火时间的对应关系的结构示意图；

请参考图8，其是本发明实施例激光退火前反射光和透射光的状态结构示意图；

如图8所示，激光退火前，反射光强61弱于透射光强62。

请参考图9，其是本发明实施例激光退火过程中反射光和透射光的状态结构示意图；

如图9所示，在激光退火过程中，加工对象受热融化，由固态变为液态，发射率增强一倍，反射光强61明显增强，反射光强61强于透射光强62。

请参考图10-13，其是本发明实施例激光退火过程中，通过改变脉冲能量，反射率发生变化的结构示意图；

如图10-13所示，在本发明的其他实施例中，通过改变脉冲能量，扫描速度，双脉冲之间的延时，可以控制加工对象表面的状态变化，此变化可以通过监测反射率变化反映出来。

通过上述结构的结合，直接利用激光的反射光与透射光作对比，不需要其它的外加探测光源，减少外界干扰，利用简单的表面状态不同反射率不同的原理，能够实时准确反映加工对象16反射率变化，通过简单的对应关系转换，获取加工对象16表面状态，可以实现快速非接触获取加工对象16表面状态，当加工对象的表面状态为液态时，表示激光退火完成，从而为激光退火过程中退火时间的控制提供重要参考。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (9)

1.一种激光退火装置，其特征在于，包括：

激光退火单元，用于对加工对象进行激光退火；

反射率检测单元，用于检测与分析所述加工对象的表面状态；

工件台，用于放置一加工对象；其中，

所述激光退火单元包括：

激光器，用于射出激光；

扩束系统，用于对所述激光器射出的激光进行扩束；

匀光系统，用于对所述扩束系统扩束的激光进行匀光；

第一分光系统，设置于所述激光器和扩束系统之间、扩束系统和匀光系统之间或匀光系统和第二分光系统之间的任一位置，所述第一分光系统对所述激光器、扩束系统或匀光系统射出的激光进行第一分光，其中，所述第一分光系统将射出的99％的激光分出作为第一反射光，并将射出的其余1％的激光分出作为透射光；

第二分光系统，用于对经所述匀光系统匀光后的第一反射光或经所述第一分光系统进行第一分光后的第一反射光传递至聚焦系统；

聚焦系统，用于对所述第二分光系统传递的第一反射光进行聚焦。

2.根据权利要求1所述的激光退火装置，其特征在于，所述第二分光系统还用于将经过所述加工对象的第一反射光进行第二分光以获取第二反射光。

3.根据权利要求2所述的激光退火装置，其特征在于，所述反射率检测单元包括：

第五能量探测器，用于探测所述第一分光系统所分出的透射光，并根据探测到的透射光发出第五信号；

第六能量探测器，用于探测所述第二分光系统分出的第二反射光，并根据探测到的第二反射光发出第六信号；

第三信号处理系统，用于接收所述第五信号和所述第六信号。

4.一种激光退火方法，使用如权利要求1所述的一种激光退火装置，其特征在于，包括以下步骤：

将加工对象放置于工件台上；

激光退火单元对加工对象进行激光退火处理，其中，

从激光器射出的激光，依次经过扩束系统扩束，匀光系统匀光，第一分光系统对所述激光器、扩束系统或匀光系统射出的激光进行第一分光，所述第一分光系统将射出的99％的激光分出作为第一反射光，并将射出的其余1％的激光分出作为透射光；

第二分光系统，对经所述匀光系统匀光后的第一反射光或经所述第一分光系统进行第一分光后的第一反射光传递至聚焦系统；

所述聚焦系统对所述第二分光系统传递的第一反射光进行聚焦，焦点落在加工对象上，所述加工对象对所述第一反射光进行反射；

所述第一反射光在加工对象上经过反射后，按原路返回，经过聚焦系统，透过第二分光系统进行第二分光获取第二反射光；

反射率检测单元检测与分析所述第二反射光与透射光的第三比率，根据所述第三比率获取加工对象的表面状态，当加工对象的表面状态为液态时，确认激光退火完成。

5.根据权利要求4所述的激光退火方法，其特征在于，所述反射率检测单元第五能量探测器、第六能量探测器和第三信号处理系统；

反射率检测单元检测与分析所述第二反射光与透射光的第三比率，根据所述第三比率获取加工对象的表面状态的步骤包括：

所述第五能量探测器探测所述第一分光系统所分出的透射光，并根据探测到的透射光发出第五信号；

所述第六能量探测器探测所述第二分光系统分出的第二反射光，并根据探测到的第二反射光发出第六信号；

所述第三信号处理系统接收所述第五信号和所述第六信号，并通过分析所述第五信号和第六信号得出所述第二反射光与透射光的第三比率，并根据所述第三比率获取加工对象的表面状态。

6.一种激光退火方法，其特征在于，包括以下步骤：

将加工对象放置于工件台上；

激光退火单元对加工对象进行激光退火处理，其中，从激光器射出的激光，依次经过扩束系统扩束，匀光系统匀光后，经过分光系统进行第一分光，所述分光系统将所述激光器射出的99％的激光分出作为第一反射光，并将所述激光器射出的其余1％的激光分出作为透射光；

第一反射光经过聚焦系统聚焦，焦点落在加工对象上；

所述第一反射光在加工对象上经过反射后，按原路返回，经过聚焦系统，透过分光系统进行第二分光获取第二反射光；

反射率检测单元检测与分析所述第二反射光与透射光的第一比率，根据所述第一比率获取加工对象的表面状态，当加工对象的表面状态为液态时，确认激光退火完成。

7.根据权利要求6所述的激光退火方法，其特征在于，所述反射率检测单元包括第一能量探测器、第二能量探测器和第一信号处理系统；

反射率检测单元检测与分析所述第二反射光与透射光的第一比率，根据所述第一比率获取加工对象的表面状态的步骤包括：

所述第一能量探测器探测所述分光系统分出的透射光，并根据探测到的透射光发出第一信号；

所述第二能量探测器探测所述分光系统分出的第二反射光，并根据探测到的所述第二反射光发出第二信号；

所述第一信号处理系统接收所述第一信号和所述第二信号，并通过分析所述第一信号和第二信号得出所述第二反射光与透射光的第一比率，并根据所述第一比率获取加工对象的表面状态。

8.一种激光退火方法，其特征在于，包括以下步骤：

将加工对象放置于工件台上；

激光退火单元对加工对象进行激光退火处理，其中，从激光器射出的激光，依次经过扩束系统扩束，匀光系统匀光后，经过分光系统进行第一分光，所述分光系统将所述激光器射出的99％的激光分出作为第一反射光，并将所述激光器射出的其余1％的激光分出作为透射光；

第一反射光经过聚焦系统聚焦，焦点落在加工对象上，所述加工对象对第一反射光进行反射；

反射率检测单元检测与分析所述第一反射光与透射光的第二比率，根据所述第二比率获取加工对象的表面状态，当加工对象的表面状态为液态时，确认激光退火完成。

9.根据权利要求8所述的激光退火方法，其特征在于，所述反射率检测单元包括第三能量探测器、第四能量探测器和第二信号处理系统；

反射率检测单元检测与分析所述第一反射光与透射光的第二比率，根据所述第二比率获取加工对象的表面状态的步骤包括：

所述第三能量探测器探测器探测所述分光系统分出的透射光，并根据探测到的透射光发出第三信号；

所述第四能量探测器探测所述加工对象反射出的第一反射光，并根据探测到的所述第一反射光发出第四信号；

所述第二信号处理系统接收所述第三信号和所述第四信号，并通过分析所述第三信号和第四信号得出所述第一反射光与透射光的第二比率，并根据所述第二比率获取加工对象的表面状态。