CN109724712B - 温度检测装置及其制造方法和激光表面退火设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种温度检测装置及其制造方法和激光表面退火设备。所述温度检测装置用于检测工件的温度信息，包括：基台，用于承载所述工件；至少一个测温模块，设置在所述基台上，位于所述基台和所述工件之间，用于将所述工件的温度信息转换成数据信号；至少一个信号传导模块，与多个所述测温模块电连接，用于传递所述数据信号；以及数据处理模块，用于将所述信号传导模块传递的数据信号转换为温度信息。本发明中的温度检测装置可通过测温模块可直接检测工件与测温模块相接触的面的温度信息，并将温度信息转换成数据信号，再将所述数据信号转换为温度信息，从而实现工件与测温模块相接触的面的温度信息的检测，可提高温度信息检测的准确性。

Description

温度检测装置及其制造方法和激光表面退火设备

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及温度检测装置及其制造方法和激光表面退火设备。

背景技术

半导体器件的制造过程，例如，非穿透型的绝缘栅双极晶体管(Insulate-GateBipolar Transistor，IGBT)的制造过程，需要在硅片中注入离子，在离子注入之后需要对硅片进行退火以激活被注入的离子。通常，用于硅片具有两个相对的表面，且硅片在退火时是单次对单个表面进行退火。为叙述方便，以下将硅片上被退火的表面称之为第一面，将硅片上与第一面相对的另一面称之为第二面。硅片的第一面在进行退火时，退火产生的高温容易对硅片的第二面造成不良影响，严重的会影响第二面上的结构，即影响半导体器件的性能。例如，硅片的第一面在退火时容易影响第二面的性能。因此，为了不影响第二面的性能，要求在退火时第二面的温度低于400℃。这对退火时，硅片的温度控制以及硅片的散热都提出了较高要求。

为了使半导体器件，例如IGBT，具有更短的开关时间和更低的损耗，用于生产半导体器件的硅片呈现越来越薄的趋势。目前，用于生产半导体器件的硅片的厚度已减薄至50μm或以下。对于这种硅片，为保证退火时与被退火的一面相对的另一面的温度低于400℃，退火时硅片的温度控制以及硅片的散热的要求更高。

为了有效控制硅片的温度以及对硅片进行有效散热，退火时硅片的温度检测则尤为重要。在目前常用的退火方式中，如快速热处理(Rapid Thermal Processing，RTP)、闪光灯退火和激光表面退火(Laser Surface Annealing，LSA)，激光表面退火因具有最小的热扩散和较低的热预算成本日渐成为主流的退火方式。对于采用激光表面退火的方式而言，还必须在较短时间内准确检测硅片与被退火的一面相对的另一面的瞬态温度，这对硅片的温度检测提出了更高的要求。具体的，例如，用于生产IGBT的硅片采用激光表面退火的方式进行退火处理时，激光束扫描所述硅片的第一面时能在硅片的较小的区域内产生热量，并使第一面的温度正好低于硅的熔点，之后使所述硅片在较短时间内冷却。整个激光表面退火的时间大概为几百微秒。因此，需在较短时间内准确检测硅片的第二面的瞬态温度。

传统的测温方法，如自然热电偶法、人工热电偶法、红外热像仪法、金相组织法等，都存在着各自的局限性，很难满足实时获取退火过程中硅片的第二面瞬态温度的要求。例如，自然热电偶法只能得到待测物体的平均温度，很难在短时间内测量用于生产IGBT的硅片的温度。红外热像仪法因在退火过程中，需将用于生产IGBT的硅片的第二面放置在退火设备上，受遮挡限制，无法拍摄到退火过程中的用于生产IGBT的硅片的第二面，从而影响温度的测量。

参考文献，Seino T,Arai Y,Kobayashi N,et al.Backside activation ofpower device IGBTs by microsecond-pulsed green laser annealing thermallyassisted with CW diode laser[J].2010:140-143，提供了一种测量方法，在用于生产IGBT的硅片的第二面上形成一层厚度为25μm的PET膜，通过观察退火后PET膜层的颜色变化来判定所述硅片的第二面的温度是否超标。但该方法仅能获取退火时用于生产IGBT的硅片的第二面上的大致温度情况，不能获得准确的温度测量值。

现有技术公开了一种测量温度的方法，通过一种间接的方法即通过测试热波仪测出退火前后硅片的晶格损伤状况来推断退火时硅片的第二面的温度，然而，当硅片的第二面已经形成有半导体元件时，硅片的晶格损伤状况无法测量，实用性欠佳，且该方法测温准确性不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种温度检测装置及使用方法，以解决现有的温度检测装置及其制造方法和激光表面退火设备温度信息检测准确度低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种温度检测装置，用于检测工件的温度信息，包括：基台，用于承载所述工件；至少一个测温模块，设置在所述基台上，且可与所述基台承载的工件相接触，用于测量所述工件的温度并得到一数据信号；至少一个信号传导模块，与多个所述测温模块电连接，用于传递所述数据信号；以及数据处理模块，用于根据所述信号传导模块传递的数据信号得到所述工件的温度信息。

可选的，所述测温模块为制作在所述基台上的薄膜热电偶。

可选的，所述薄膜热电偶的数量仅为一个。

可选的，所述薄膜热电偶包括：绝缘层，设置在所述基台上；第一薄膜电极层，设置在所述绝缘层上；第二薄膜电极层，设置在所述第一薄膜电极层上，所述绝缘层用于使所述第一薄膜电极层和所述第二薄膜电极层与所述基台绝缘；其中，所述第二薄膜电极层与所述第一薄膜电极层构成一对薄膜电极，用于将所述工件的温度信息转换成数据信号。

可选的，所述薄膜热电偶还包括：保护层，用于将所述绝缘层、第一薄膜电极层和第二薄膜电极层包覆在所述基台上。

可选的，所述保护层的材质为SiC、SiN或者TiN之一。

可选的，所述第一薄膜电极层和第二薄膜电极层的材质需要配对选择，为Pt和PtRh或者为NiSi和NiCr。

可选的，所述薄膜热电偶各处的厚度相同。

可选的，每个所述信号传导模块包括第一导线和第二导线，所述第一导线与第一薄膜电极层电连接，所述第二导线与所述第二薄膜电极层电连接。

可选的，多个所述信号传导模块与一个所述测温模块电连接，多个所述信号传导模块用于传递所述测温模块上多处的数据信号。

可选的，所述第一导线的材质与第一薄膜电极层的材质相同，所述第二导线的材质与第二薄膜电极层的材质相同。

可选的，所述基台包括多个气孔。

可选的，所述测温模块具有至少一个通孔，所述通孔至少与部分所述气孔连通。

可选的，所述激光表面退火设备包括上述的温度测量，所述测温装置的基台为所述激光表面退火设备的载片台。

本发明还提供一种上述的温度检测装置的制作方法，包括以下步骤：在所述基台上设置至少一个测温模块；将至少一个信号传导模块与至少一个测温模块电连接；以及将多个信号传导模块与数据处理模块电连接。

可选的，所述测温模块为制作在所述基台上的薄膜热电偶，所述薄膜热电偶包括绝缘层、第一薄膜电极层和第二薄膜电极层；在所述基台上设置至少一个测温模块的步骤包括：在所述基台上形成图形化的光刻胶，曝光形成待加工区域；在所述基台上依次镀膜；去除所述图形化的光刻胶，在基台上形成所述绝缘层薄膜、第一薄膜电极层薄膜和第二薄膜电极层薄膜。

本发明提供的一种温度检测装置及其制造方法和激光表面退火设备，具有以下有益效果：

首先，本发明中的温度检测装置通过将测温模块设置在基台上，并且所述测温模块位于所述基台和所述工件之间，且可与所述基台承载的工件相接触，因此，通过测温模块可直接检测工件与测温模块相接触的面的温度，并通过测温模块将所述工件与所述测温模块相接触的面上的温度转换成数据信号，并通过与所述测温模块电连接的信号传导模块传递所述数据信号，之后通过数据处理模块将所述数据信号转换为温度信息，从而实现工件与测温模块相接触的面的温度信息的检测，即可通过温度检测装置直接检测工件的温度信息，可提高温度信息检测的准确性。

其次，本发明中的温度检测装置中的薄膜热电偶不仅能够检测工件的温度信息，薄膜热电偶本身也是极好的吸热材料，通过控制薄膜热电偶的成膜面积和厚度，可提高基台的散热能力。

再次，本发明中的测温装置可以对工件上多点的温度信息进行检测，可以直接获得工件的一维温度信息，数据处理模块处理数据后可得出工件上的温度分布情况，及工件的温度变化信息，即可对工件的温度进行评估，相较于现有的温度信息获得方式而言，温度信息的检测准确度可更高，成本可更低。

附图说明

图1是用于生产IGBT的硅片在激光表面退火设备上进行激光表面退火时的示意图；

图2是本发明实施例一中的温度检测装置的截面示意图；

图3是本发明实施例二中的温度检测装置的截面示意图；

图4是实施例二中的温度检测装置的俯视图。

附图标记说明如下：

110-硅片；

111-第一面；

112-第二面；

120-载片台；

121-气孔；

130-测温模块；

131-绝缘层；

132-第一薄膜电极层；

133-第二薄膜电极层；

134-保护层；

135-通孔；

142-第一导线；

141-第二导线

143-第一补偿导线；

144-第二补偿导线；

150-数据处理器。

具体实施方式

如背景技术所述，发明人发现，现有的激光表面退火设备温度信息检测准确度低。参考图1，图1是硅片在激光表面退火设备上进行激光表面退火时的示意图，激光表面退火设备包括载片台120，载片台120通过抽真空吸附所述硅片110。所述载片台120上设置有硅片110，硅片110的第二面112与所述载片台120接触，硅片110的第一面111较硅片110的第二面112远离所述载片台120。所述激光表面退火设备发射的激光束直接扫描硅片110的第一面111。其中，激光束的扫描方向可为图1中箭头所示方向。由此可知，在退火时，所述硅片110的第二面112容易受到遮挡，从而影响硅片110的第二面112的温度信息检测。因此需要提供一种能够直接的、准确的检测硅片100的第二面112的温度信息的装置。

为此，本发明提供一种温度检测装置，通过将测温模块设置在载片台上，并且所述测温模块位于所述载片台和所述工件之间，且可与所述载片台承载的工件相接触，因此，通过测温模块可直接检测工件与测温模块相接触的面的温度，并通过测温模块将所述工件与所述测温模块相接触的面上的温度转换成数据信号，并通过与所述测温模块电连接的信号传导模块传递所述数据信号，之后通过数据处理模块将所述数据信号转换为温度信息，从而实现工件与测温模块相接触的面的温度信息的检测，即可通过温度检测装置直接检测工件的温度信息，可提高温度信息检测的准确性。

其次，本发明中的温度检测装置中的薄膜热电偶不仅能够检测工件的温度信息，薄膜热电偶本身也是极好的吸热材料，通过控制薄膜热电偶的成膜面积和厚度，可提高载片台的散热能力。

再次，本发明中的测温装置可以对工件上多点的温度信息进行检测，可以直接获得工件的一维温度信息，数据处理模块处理数据后可得出工件上的温度分布情况，及工件的温度变化信息，即可对工件的温度进行评估，相较于现有的温度信息获得方式而言，温度信息的检测准确度可更高，成本可更低。

下述实施例中以激光表面退火设备中的温度检测装置为例进行说明，但本领域技术人员容易理解的是，除了激光表面退火设备以外，其他需要进行温度测量的装置均可使用本发明中的测温装置。下述实施例中的硅片还可以是其它的需要进行温度测量的工件。下述实施例中的温度信息包括温度。

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的温度检测装置及其制造方法和激光表面退火设备做进一步详细说明。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。

实施例一

本实施例提供一种温度测量装置，用于检测工件的温度信息，所述工件例如为硅片，所述硅片例如是用于制作IGBT等半导体器件。所述温度信息为所述硅片的第二面的温度信息。参考图2，图2是本发明实施例一中的温度检测装置的截面示意图，所述温度检测装置包括载片台120、至少一个测温模块130、至少一个信号传导模块和数据处理模块150。所述载片台120用于承载所述工件。所述测温模块130设置在所述载片台120上，并位于所述载片台120和所述工件之间，且可与所述载片台120承载的工件相接触。测温模块用于测量将所述工件的温度并得到一数据信号。所述信号传导模块与多个所述测温模块130电连接，用于传递所述数据信号。所述数据处理模块150用于将所述信号传导模块传递的数据信号转换为温度信息。

本实施例中通过将测温模块130设置在载片台120上，并且所述测温模块130位于所述载片台120和所述工件之间，因此，可通过测温模块130直接检测工件与测温模块相接触的面的温度信息，并通过测温模块130将所述工件与所述测温模块130相接触的面上的温度信息转换成数据信号，并通过与所述测温模块电连接的信号传导模块传递所述数据信号，之后通过数据处理模块将所述数据信号转换为温度信息，从而实现工件与测温模块130相接触的面的温度信息的检测，即可通过温度检测装置直接检测工件的温度信息，可提高温度信息检测的准确性。

本实施例中，参考图2，所述载片台120可设置在所述激光表面退火设备上。所述载片台120通过抽真空的方式将硅片100吸附在载片台120上。所述硅片的第二面112与所述载片台120相接触。由于所述测温模块130与所述硅片110的第二面112相接触，因此所述测温模块130能直接采集所述硅片110的第二面112的温度信息，可提高检测的温度信息的准确度。在其他的实施例中，所述载片台还可为其它形式的基台，例如为设置在其他设备中的平板件或者凸台等。

优选的，所述测温模块130的厚度控制在200nm-300nm，这样载片台120吸附硅片110的效果较好。

继续参考图2，所述载片台120具有用于抽真空的气孔121。抽真空时，通过气孔121处产生的吸附力将所述硅片110装夹在载片台120上。

由于测温模块130设置在载片台120上，且位于所述载片台120和所述硅片110之间，因此，所述测温模块130容易堵住所述气孔121，从而影响所述硅片110装夹在所述载片台120上。为了不影响所述硅片110装夹在所述载片台120上，所述测温模块130上还具有通孔135，所述通孔135至少与部分所述气孔121的位置相对应，即所述通孔135与所述气孔121连通。所述通孔135的大小和径向截面的形状优选与所述气孔121的径向截面形状相同。所述通孔135的径向截面形状可为环形、圆形或者椭圆形。

本实施例中，所述测温模块130为制作在所述载片台120上的薄膜热电偶。

具体的，参考图2，所述测温模块130包括设置于所述载片台120上的绝缘层131、第一薄膜电极层132、第二薄膜电极层133和保护层134。所述绝缘层131设置在所述载片台120上。所述第一薄膜电极层132设置在所述绝缘层131上。所述第二薄膜电极层133设置在所述第一薄膜电极层132上，所述绝缘层131用于使所述第一薄膜电极层132和所述第二薄膜电极层133分别与所述载片台120绝缘；所述保护层134设置在所述第二薄膜电极层133的上方，用于保护所述第二薄膜电极层133、第一薄膜电极层132和绝缘层134。其中，所述第二薄膜电极层133与所述第一薄膜电极层132构成一对薄膜电极，用于将所述硅片110的温度信息转换成数据信号。由于热电偶具有热容量小、响应迅速等优点，实现了用于生产IGBT的硅片110的第二面112的瞬态温度的准确测量。

所述保护层134优选用于将所述绝缘层131、第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133包覆在所述载片台120上，以使所述第一薄膜电极层132和所述第二薄膜电极层133与外部绝缘。

本实施例中，所述绝缘层131的材料优选为SiO2或者Al2O3。

所述第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133的材质优选配对选择，所述第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133的材质可分别为Pt和PtRh，或者可为NiSi和NiCr。第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133采用这两组材料有效的提高了测温模块130的散热性能，进而提高了温度检测装置采集温度信息的准确性。

所述保护层134的材质优选为SiC、Si3N4或者TiN，这些材质使得保护层134具有较好的耐磨性，提高了温度检测装置的寿命。

每个所述信号传导模块包括第一导线142和第二导线141，所述第一导线142与第一薄膜电极层132电连接，所述第二导线141与所述第二薄膜电极层133电连接。

本实施例中，一个所述信号传导模块仅与一个所述测温模块电连接，一个信号传导模块用于传递测温模块上一点的数据信号。当然，本实施例中，还可以是多个所述信号传导模块同时与一个所述测温模块电连接，每个信号传导模块用于传递测温模块上一点的数据信号。

所述第一导线142和第二导线141与所述第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133之间可采用热压法或焊接法电连接。此外，在本实施例中，优选的，所述第一导线142与所述第一薄膜电极层132的连接位置与所述第二导线141与所述第二薄膜电极层133的连接位置相同。如此，在测温模块130上仅需设置一个槽孔即可将所述第一导线141和第二导线142分别与所述第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133电连接，便于在测温模块130中设置第一导线141和第二导线142，使测温模块130的结构简化。

本实施例中，继续参考图2，所述信号传导模块可为多组。多组信号传导模块可分别用于采集一个所述测温模块130上不同点处的温度信息，如此，多组所述信号传导模块可同时采集多组温度信息，可以提高温度信息采集的准确性，进而提高用于生产IGBT的硅片110的第二面112的瞬态温度的测量准确性。

本实施例中，所述信号传导模块的数量，以及所述信号传导模块的第一导线141和第二导线142分别与所述第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133电连接的位置均可根据需要进行调整。

本实施例的较佳方案中，所述第一导线141的材质与第一薄膜电极层132的材质相同，所述第二导线142的材质与第二薄膜电极层133的材质相同。

本实施例的另一较佳方案中，所述第一导线和第二导线外包覆有绝缘材料，以防止数据信号损耗和干扰，造成测量误差。

本实施例中，所述数据处理模块150对信号传导模块传递的数据信号进行处理，得到硅片110第二面的温度数值，以及温度数值的分布，即不同的信号传导模块对应的测温模块上的温度数值和该温度数值对应的测温模块的位置。例如，当第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133的两端存在温度梯度时，如当第二薄膜电极层133的温度高于第一薄膜电极层132的温度时，信号传导模块、数据处理模块、第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133构成的回路中就会有电流流过，此时第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133之间就会存在电动势，通过数据处理模块进行计算和分析可将回路中流过的所述电流转换为温度信息，如转换为第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133处的温度数值。当所述数据处理模块150与多个信号传导模块连接的时候，所述数据处理模块150可通过计算和分析得知硅片多处的温度数值，进而可通过计算和分析得出硅片上的温度分布情况。

本实施例中，所述数据处理模块150还可对采集到的数据信号进行放大、标定、补偿、转换等处理。

本实施例中，所述温度检测装置还包括补偿导线(图中未示出)和校准电极。所述补偿导线包括第一补偿导线143和第二补偿导线144。所述第一补偿导线143与所述第一薄膜电极层132电连接，所述第二补偿导线144与所述校准电极电连接。通过第一补偿导线143和第二补偿导线144将所述第一薄膜电极层132和所述校准电极的温度信息传递出，用于校准从第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133处采集的补偿温度信息。应当可以理解，此处补偿导线也可以有多组，且多组补偿导线可用于测量用于生产IGBT的硅片110多个点处的补偿温度信息，以提高补偿温度信息采集的准确性。所述校准电极可为载片台120或者设置在载片台120内远离所述用于生产IGBT的硅片110第二面112的其它零件。

所述数据处理模块150分别与所述信号传导模块电连接，且所述数据处理器150还分别与所述第一补偿导线143和第二补偿导线144电连接，所述数据处理器150用于处理所述温度信息和所述补偿温度信息。

本实施例中，所述载片台120上设置有用于所述信号传导模块穿过的槽孔。优选的，所述槽孔从所述载片台120上与测温模块130相对且远离所述测温模块130的一面穿出，避免载片台120周围的运动部件与导线相互干涉，以影响温度检测装置的稳定性。

本实施例中所述测温模块130的数量可为一个，一个所述测温模块130覆盖整个载片台120。所述测温模块130的制作面积优选和硅片的大小一致，或可兼容直径450mm、300mm、200mm、150mm、100mm不同尺寸硅片的面积大小。在其它的实施例中，所述测温模块130的数量为多个，多个所述测温模块130间隔分布在所述载片台120上。优选的，所述载片台上设置有所述测温模块的区域的面积(包括测温模块之间间隔的面积)大于或者等于所要测量的用于生产IGBT的硅片110的面积即可。

本实施例中所述温度传感器不限于测量所述用于生产IGBT的硅片的第二面的温度，还可以用于测量半导体制造领域，其他需要进行激光表面退火的产品的温度测量，或者其他需要测量瞬态温度的领域。

温度检测时，所述测温模块的所述第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133形成热电偶，直接测量与之相接触的用于生产IGBT的硅片110的第二面112的温度信息。通过多个信号传导模块的第一导线141和第二导线142将所述第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133的数据信号传出，之后通过数据处理模块将数据信号转换成温度信息，以完成温度信息的采集。

对于设置有补偿导线和校准电极的测温模块，温度检测时，所述第一补偿导线143和第二补偿导线144将所述第一薄膜电极层132和所述校准电极的温度信息传递给数据处理模块150，所述数据处理模块用于校准从第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133处采集的补偿温度信息。

实施例二

图3是本发明实施例二中的温度检测装置的截面示意图，图4是实施例二中的温度检测装置的俯视图。参考图3和图4，测温模块130可为多个，此时多个测温模块130可避开载片台120上的气孔121设置，测温模块130上不具有通孔135，或者测温模块130上仍然具有通孔135。

优选的，各个测温模块130的厚度相同，以不影响所述硅片110设置在所述载片台120上的平整度。当然，在其它实施例中，所述测温模块130的厚度还可不相同。

测量时，所述第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133形成热电偶，直接测量与之相接触的用于生产IGBT的硅片110的第二面112的温度信息。通过多个信号传导模块的第一导线141和第二导线142将所述第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133的数据信号传出，之后通过数据处理模块将数据信号转换成温度信息，以完成温度信息的采集。

实施例三

本实施例提供一种上述温度检测装置的制作方法。所述制作方法包括：首先，在所述载片台上设置至少一个测温模块；其次，将至少一个信号传导模块与多个测温模块电连接；再次，将多个信号传导模块与数据处理模块电连接。

优选的，多个所述测温模块通过沉积的方式设置在所述载片台上。

所述温度检测装置的制作方法，具体如下：

步骤一、将经过抛光处理的载片台120清洗并烘干，以除去杂质、油污、水汽等污染物；

步骤二、进行涂胶、曝光以及显影工艺，在所述载片台120上形成图形化的光刻胶，所述图形化的光刻胶暴露出待加工区域；

步骤三、通过淀积工艺在所述载片台120上依次沉积形成绝缘层薄膜、第一薄膜电极层薄膜、第二薄膜电极层薄膜和保护层薄膜；

步骤四、进行去胶工艺(光刻胶剥离工艺)，将覆盖于载片台120上的光刻胶去除，载片台120上形成绝缘层131、第一薄膜电极层132、第二薄膜电极层133、保护层134；

步骤五、提供与所述第一薄膜电极层132相同材料的第一导线141以及一与所述第二薄膜电极层133相同材料的第二导线142；使第一导线141的一端与第一薄膜电极层132连接；使第二导线142的一端与所述第二薄膜电极层133连接。

所述载片台120可为具有气孔121的载片台120，所述载片台120上不需形成其它薄膜的区域，即气孔121分布区域。所述绝缘层131、第一薄膜电极层132、第二薄膜电极层133和保护层134的制作方法，可以采用物理气相沉积、化学气相沉积、丝网印刷中的一种或者几种方法。

实施例四

本实施例还提供一种上述温度检测装置的使用方法，包括以下步骤：

将待退火的用于生产IGBT的硅片110放置到激光表面退火设备的载片台120上的温度检测装置上，并抽真空将所述用于生产IGBT的硅片110装夹到所述载片台120上，使所述用于生产IGBT的硅片110的第二面112与所述测温装置紧密接触；

利用激光表面退火设备对所述半导体器件进行激光表面退火；

将温度检测装置的测温模块130采集的用于生产IGBT的硅片110的第二面112的温度信息和温度补偿信息传递给激光表面退火设备的控制单元，或者将温度信息和温度补偿信息传递给温度传感器的数据处理模块，再将经过数据处理模块处理过的数据信息传递给激光表面退火设备的控制单元，从而完成用于生产IGBT的硅片110的第二面112的温度检测。

在本实施例中温度检测装置的使用方法，优选的，对分别与同一组第一导线141和第二导线142电连接的第一薄膜电极层132和第二薄膜电极层133所采集的温度信息进行取平均值处理。同样的，可以对分别与同一组第一补偿导线143和第二补偿导线144电连接的第一薄膜电极层132和校准层所采集的温度补偿信息进行取平均值处理。本实施例中优选的，在进行温度信息和温度补偿信息处理时，还可通过对各组导线处采集的温度信息和温度补偿信息进行处理得出所述用于生产IGBT的硅片110的第二面112上的温度分布，及退火后冷却过程中的用于生产IGBT的硅片110第二面112的温度变化过程。

由于本发明提供的温度检测装置，是基于热电偶原理进行温度测量，因此可以实现退火过程中半导体器件面的瞬态温度的快速响应和测量；所述测温模块的第一薄膜电极层和第二薄膜电极层的材料也是优良的吸热材料，通过控制所述测温模块的面积及各个薄膜的厚度，可进一步提高激光表面退火设备的载片台的散热能力，使激光表面退火设备的工艺适应性进一步提高；还可通过导线的组数，即增加多组温度信息和温度补偿信息的方式，增加温度检测的可靠性。

本发明提供的温度检测装置的制作方法中，可采用物理气相沉积、化学气相沉积或者丝网印刷的方式进行各薄膜制作，即可通过物理气相沉积、化学气相沉积或者丝网印刷的方式将测温模块沉积在载片台上，如此可以很好的控制测温模块的厚度，以保证温度检测装置的灵敏度。

发明提供的温度检测装置的使用方法，可以直接获得用于生产IGBT的硅片的第二面的温度信息，通过对数据进行处理可得出用于生产IGBT的硅片的第二面的温度分布，及退火后冷却过程中的温度变化过程。

实施例五

本实施例提供一种激光表面退火设备。所述激光表面退火设备包括上述的温度测量，所述测温装置设置在所述激光表面退火设备上。

上述实施例中的温度检测装置是基于薄膜热电偶的测温原理进行温度信息检测的，主要是对激光表面退火设备在进行退火时放置在载片台上的硅片的第二面的温度信息进行检测。上述实施例中的温度检测装置可在退火过程中，对硅片的第二面上的瞬态温度进行快速响应和检测，并且具有响应时间快、测温面积可控、灵敏度高、可靠性高等优点。

上述实施例中的薄膜热电偶不仅能够检测硅片的第二面的温度信息，薄膜热电偶本身也是极好的吸热材料，通过控制薄膜热电偶的成膜面积及厚度，可进一步提高激光退火设备的载片台的散热能力，使激光退火设备的工艺适应性进一步提高。

上述实施例中的该测温装置可以对退火过程中，硅片的第二面上多点的温度信息进行检测，可以直接获得硅片的第二面上的一维温度信息，数据处理模块处理数据后可得出硅片的第二面上的温度分布，及退火后冷却过程中的温度变化信息，即可对硅片的第二面在激光退火过程中的温度进行评估，相较于现有的温度信息获得方式而言，温度信息检测精度更高，成本更低。

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)

1.一种温度检测装置，用于检测工件的温度信息，其特征在于，包括：基台，用于承载所述工件；所述基台包括多个气孔；

至少一个测温模块，设置在所述基台上，且可与所述基台承载的工件相接触，用于测量所述工件的温度并得到一数据信号；所述测温模块具有至少一个通孔，所述通孔至少与部分所述气孔连通；

至少一个信号传导模块，与多个所述测温模块电连接，用于传递所述数据信号；以及

数据处理模块，用于根据所述信号传导模块传递的数据信号得到所述工件的温度信息；

所述测温模块为制作在所述基台上的薄膜热电偶；所述薄膜热电偶包括：

绝缘层，设置在所述基台上；

第一薄膜电极层，设置在所述绝缘层上；

第二薄膜电极层，设置在所述第一薄膜电极层上，所述绝缘层用于使所述第一薄膜电极层和所述第二薄膜电极层与所述基台绝缘；其中，所述第二薄膜电极层与所述第一薄膜电极层构成一对薄膜电极，用于将所述工件的温度信息转换成数据信号；以及

保护层，用于将所述绝缘层、第一薄膜电极层和第二薄膜电极层包覆在所述基台上，所述保护层的材质为SiC、SiN或者TiN之一。

2.如权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，所述薄膜热电偶的数量仅为一个。

3.如权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，所述第一薄膜电极层和第二薄膜电极层的材质需要配对选择，为Pt和PtRh或者为NiSi和NiCr。

4.如权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，所述薄膜热电偶各处的厚度相同。

5.如权利要求1所述的温度检测装置，其特征在于，每个所述信号传导模块包括第一导线和第二导线，所述第一导线与第一薄膜电极层电连接，所述第二导线与所述第二薄膜电极层电连接。

6.如权利要求5所述的温度检测装置，其特征在于，多个所述信号传导模块与一个所述测温模块电连接，多个所述信号传导模块用于传递所述测温模块上多处的数据信号。

7.如权利要求5所述的温度检测装置，其特征在于，所述第一导线的材质与第一薄膜电极层的材质相同，所述第二导线的材质与第二薄膜电极层的材质相同。

8.一种激光表面退火设备，其特征在于，所述激光表面退火设备包括如权利要求1至7任一项所述的温度检测装置，所述温度检测装置的基台为所述激光表面退火设备的载片台。

9.一种如权利要求1至7任一项所述的温度检测装置的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

在所述基台上设置至少一个测温模块，所述测温模块为制作在所述基台上的薄膜热电偶；

将至少一个信号传导模块与至少一个测温模块电连接；以及

将多个信号传导模块与数据处理模块电连接；所述薄膜热电偶包括绝缘层、第一薄膜电极层、第二薄膜电极层和保护层；

在所述基台上设置至少一个测温模块的步骤包括：

在所述基台上形成图形化的光刻胶，曝光形成待加工区域；

在所述基台上依次镀膜；去除所述图形化的光刻胶，在基台上形成所述绝缘层薄膜、第一薄膜电极层薄膜、第二薄膜电极层薄膜和保护层薄膜。

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