[發明專利]一種高產率的激光熱處理裝置和方法

有效

• 申請號: 201010621833.1
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN102157347A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 嚴利人;周衛;劉朋;竇維治
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/02;H01L21/268
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

1.一種高產率的激光熱處理裝置，其特征在于，所述高產率的激光熱處理裝置為由三個工藝處理腔及各自附屬的進出片機構組成；在工藝處理腔(8)內，在頂桿(5)頂部為片托(4)，在工藝處理腔(8的外壁上部盤繞加熱爐絲(1)，下部盤繞冷卻液管(2)，這樣在加熱爐絲和冷卻液管的共同作用下，在工藝處理腔(8)內部造成上熱下冷的穩定溫度場；

在工藝處理腔(8)的底端(7)中心設置頂桿(5)進入到工藝處理腔中的通道孔(6)；

所述工藝處理腔(8)的底端固定機械手(10)，機械手(10)執行送片和取片就是從這里進出；

所述工藝處理腔(8)的頂端設置透過激光束(9)的透明窗(3)，激光束(9)透過透明窗(3)對晶圓片的表面進行掃描處理；

2.根據權利要求1所述一種高產率的激光熱處理裝置，其特征在于，所述加熱爐絲和冷卻液管均為根據圓柱腔體內部從上至下遞減的溫度場分布分別分段盤繞或疏密漸變盤繞。

3.根據權利要求1所述一種高產率的激光熱處理裝置，其特征在于，所述加熱爐絲可以為分組的高頻感應加熱線圈。

4.根據權利要求1所述一種高產率的激光熱處理裝置，其特征在于，所述三個工藝處理腔成品字型布置，每個工藝處理腔均配置一個取送片的機械手，位于工藝處理腔的底端。

5.一種權利要求1所述高產率的激光熱處理裝置對晶圓片進行激光熱處理的方法，具體步驟如下：

(1)開啟激光器，等待激光器輸出穩定，對晶圓片表面進行掃描；同時對各工藝處理腔(8)的加熱爐絲(1)施加電功率，給底端冷卻液管(2)通冷卻液，在各工藝處理腔(8)中建立起穩定的漸變溫度場；

(2)以第一個工藝處理腔所配置的機械手(10)將一片晶圓片送入工藝處理腔；由工藝處理腔中頂桿(5)的片托(4)接過晶圓片，并且帶著晶圓片逐漸上升到工藝處理腔的頂端，這一過程中，晶圓片溫度逐漸升高，為晶圓片輔助加熱的階段；

(3)晶圓片到達工藝處理腔頂端，待晶圓片預熱的溫度穩定后，激光束(9)移動到此工藝處理腔上方，采用激光光束二維掃描移動的方式，透過透明窗(3)對晶圓片表面進行輻照處理，與此同時，在第二個工藝處理腔中，送入另外一片晶圓片，并進行預熱；

(4)激光處理結束后，頂桿(5)慢速下降，晶圓片溫度逐漸降低、冷卻；在晶圓片逐漸冷卻的同時，第二個工藝處理腔中的晶圓片已經預升溫穩定，所以此時可以進行激光輻照的處理，并在第三工藝處理腔中送入一片晶圓片進行預熱；

(5)對于第一個工藝處理腔中完成冷卻的晶圓片，由該工藝處理腔的機械手取出，隨后仍由該機械手送入新的一片待處理晶圓片，執行后續處理；

(6)如上的過程反復接力進行，激光光束在三個工藝處理腔上方輪轉，不間斷地對晶圓片進行熱處理，因此，由于對熱處理激光源的利用是不停歇的，這樣模式下的激光熱處理能夠提供高的生產效率。