CN111952223A - 一种载物台组件及激光热处理装置 - Google Patents

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李曼
张喆
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杨顺凯
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Abstract

本发明提供了一种载物台组件及激光热处理装置，该载物台组件包括一个用于固定工件的载物台，且载物台内嵌设有用于将载物台上的工件加热至设定温度的加热组件。还包括包裹在载物台外围及载物台背离工件一侧的保温隔热层、以及设置在保温隔热层外围及保温隔热层背离载物台一侧的冷却降温模组。通过在载物台内嵌设有加热组件，将载物台上的工件加热至设定温度，使晶圆的整体温度与晶圆的退火温度之间的差值较小，激光光束聚焦在晶圆上的时间可以缩短，提高激光退火的效率。通过设置保温隔热层，提高加热效率，方便保持载物台上的工件载设定温度。通过设置冷却降温模组，降低载物台组件的热影响区域，使工件维持在温差波动较小的设定温度状态。

Description

一种载物台组件及激光热处理装置
技术领域
本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种载物台组件及激光热处理装置。
背景技术
随着科学技术的进步和发展，激光已经作为一种工具应用在各行各业。由于激光的高亮度高强度的特性，且激光光斑的尺寸可以通过聚焦镜聚焦到微米量级，因此激光加工技术在有着高精度加工要求的行业中备受青睐，尤其是对于半导体行业晶圆制造的技术中，激光加工技术尤为受欢迎。
现有技术中的激光退火装置如图1a所示的结构，其包括一个用于盛放晶圆的加工腔1，在加工腔1内设置有一个载物台2，晶圆3放置在载物台2上。参考图1b，载物台2仅仅为一个平台结构。在应用时，所有的退火工序全靠激光对晶圆3的表层部进行加热，通过调整激光的脉冲宽度及脉冲能量密度，控制退火温度。由于激光打在晶圆3表面的光斑较小，晶圆3表面上被激光光束聚焦的位置温度急剧升高，而晶圆3的其他位置的温度处于常温，从而使晶圆3上被激光光束聚焦的位置的温度与未被激光光束聚焦的位置的温度差别较大。激光光束聚焦在晶圆3表面的位置需要从常温上升为退火温度，在温差较大的情况下，需要较长的时间，使激光退火的效率较低。
发明内容
本发明提供了一种载物台组件及激光热处理装置，用以提高激光加工的效率，改善激光加工的质量及效果。
第一方面，本发明提供了一种载物台组件，该载物台组件应用于激光热处理装置中。该载物台组件包括一个用于固定工件的载物台，且载物台内嵌设有用于将载物台上的工件加热至设定温度的加热组件。该载物台组件还包括包裹在载物台外围及载物台背离工件一侧的保温隔热层、以及设置在保温隔热层外围及保温隔热层背离载物台一侧的冷却降温模组。
在上述的方案中，通过在载物台内嵌设有加热组件，以将载物台上的工件加热至设定温度，从而提高晶圆的整体温度，使晶圆的整体温度与晶圆的退火温度之间的差值较小，在激光光束聚焦在晶圆上的时间可以缩短，从而提高激光退火的效率。且通过设置保温隔热层，把载物台外围包裹起来，提高加热效率，且方便保持载物台上的工件载设定温度下。通过设置冷却降温模组，一方面能够防止载物台及工件上的热量传导导载物台组件外围区域，降低载物台组件的热影响区域；另一方面，在加热组件将工件加热到设定温度后，由于加热组件上的余热温度比工件的设定温度高，从而使工件在加热组件的余热作用下继续升温，通过设置冷却降温模组，能够抵消加热组件的余热的影响，从而使工件维持在温差上下波动较小的设定温度状态，提高对工件进行热处理的效果。
在一个具体的实施方式中，加热组件包括内嵌于载物台且呈阵列排列或并排排列的加热丝，以使工件上各个位置之间的温差较小。
在一个具体的实施方式中，载物台为采用铸造方式加工出的台体结构，加热丝铸造在台体结构内，以便于使加热丝与台体结构紧密贴合，确保载物台表面各个位置的热面温度均匀。
在一个具体的实施方式中，上述设定温度为220℃～280℃，台体结构的材质为铝，以便于在设定温度不高的情况下，尽量选择导热材质较高的铝。
在一个具体的实施方式中，上述设定温度为400℃～500℃，台体结构的材质为铜，使台体结构能够在较高温度下正常工作。
在一个具体的实施方式中，保温隔热层包括包裹在载物台外围及载物台背离工件一侧的第一壳体、以及填充在第一壳体内的保温材料。通过将保温材料填充在第一壳体内，使保温材料不能漏出，也不能挥发出颗粒物，提高载物条的洁净度。
在一个具体的实施方式中，保温材料包括气凝胶、硅树脂、碳纤维、酚醛树脂中的一种或多种，以提高保温效果。
在一个具体的实施方式中，冷却降温模组包括：包裹在第一壳体外围及第一壳体背离载物台一侧的第二壳体，且第一壳体与第二壳体导热连接；还包括设置在第二壳体内的冷却管道，且冷却管道内循环流动有冷媒。通过将冷却管道内嵌在第二壳体内，使第二壳体包裹在第一壳体外围及底部，且导热连接，从而使冷却降温模组对隔热保温层进行较为均匀的降温。
在一个具体的实施方式中，载物台上与工件接触的表面设置有真空吸附孔，以便于将工件固定在载物台上。
第二方面，本发明还提供了一种激光热处理装置，该热处理装置包括上述任意一种载物台组件、盛放载物台组件的加工腔、以及向载物台上的工件发射激光光束的激光光源。通过在载物台内嵌设有加热组件，以将载物台上的工件加热至设定温度，从而提高晶圆的整体温度，使晶圆的整体温度与晶圆的退火温度之间的差值较小，在激光光束聚焦在晶圆上的时间可以缩短，从而提高激光退火的效率。且通过设置保温隔热层，把载物台外围包裹起来，提高加热效率，且方便保持载物台上的工件载设定温度下。通过设置冷却降温模组，一方面能够防止载物台及工件上的热量传导导载物台组件外围区域，降低载物台组件的热影响区域；另一方面，在加热组件将工件加热到设定温度后，由于加热组件上的余热温度比工件的设定温度高，从而使工件在加热组件的余热作用下继续升温，通过设置冷却降温模组，能够抵消加热组件的余热的影响，从而使工件维持在温差上下波动较小的设定温度状态，提高对工件进行热处理的效果。
附图说明
图1a为现有技术中的激光退火装置的结构示意图；
图1b为现有技术中加工腔内的俯视结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种载物台组件的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种加热丝内嵌在载物台内时的分布示意图；
图4为本发明实施例提供的一种激光热处理装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种关于加工腔、测量仪组件及运动平台的结构示意图。
附图标记：
10-载物台 11-加热丝 12-工件
20-保温隔热层 21-第一壳体 30-冷却降温模组
31-冷却管道 32-第二壳体
40-激光光源 41-光束
50-加工腔 51-窗口 52-开关门
61-测量仪组件 62-运动平台
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
为了方便理解本发明实施例提供的载物台组件，下面首先说明一下本发明实施例提供的载物台组件的应用场景，该载物台组件应用于激光热处理装置中。其中，热处理装置用于对工件进行退火、焊接等工艺。下面结合附图对该载物台组件进行详细的叙述。
参考图2，本发明实施例提供的载物台10组件包括一个用于固定工件的载物台10，且载物台10内嵌设有用于将载物台10上的工件加热至设定温度的加热组件。该载物台10组件还包括包裹在载物台10外围及载物台10背离工件一侧的保温隔热层20、以及设置在保温隔热层20外围及保温隔热层20背离载物台10一侧的冷却降温模组30。
在上述的方案中，通过在载物台10内嵌设有加热组件，以将载物台10上的工件加热至设定温度，从而提高晶圆的整体温度，使晶圆的整体温度与晶圆的退火温度之间的差值较小，在激光光束聚焦在晶圆上的时间可以缩短，从而提高激光退火的效率。且通过设置保温隔热层20，把载物台10外围包裹起来，提高加热效率，且方便保持载物台10上的工件载设定温度下。通过设置冷却降温模组30，一方面能够防止载物台10及工件上的热量传导导载物台10组件外围区域，降低载物台10组件的热影响区域；另一方面，在加热组件将工件加热到设定温度后，由于加热组件上的余热温度比工件的设定温度高，从而使工件在加热组件的余热作用下继续升温，通过设置冷却降温模组30，能够抵消加热组件的余热的影响，从而使工件维持在温差上下波动较小的设定温度状态，提高对工件进行热处理的效果。下面结合附图对上述各个部件进行详细的介绍。
参考图2，在设置载物台10及内嵌于载物台10内的加热组件时，载物台10可以为采用铸造方式加工出的台体结构，加热组件在铸造的过程中内嵌到台体结构内。如图3所示的载物台10，其为一个圆台结构，以便于晶圆放置在圆台结构上，同时减少台体结构所占的面积。应当理解的是，载物台10的形状并不限于图3所示出的圆台结构的设置方式，在工件为其他形状时，台体结构的形状可以做相应的调整。
加热组件可以包括加热丝11，在铸造台体结构时，将加热丝11直接铸造在台体结构中，以便于使加热丝11与台体结构紧密贴合，确保载物台10表面各个位置的热面温度均匀。加热丝11可以为电阻丝，通过通电，电阻较大，从而生热的方式进行加热，以将载物台10上的工件加热至设定温度，从而提高晶圆的整体温度，使晶圆的整体温度与晶圆的退火温度之间的差值较小，在激光光束聚焦在晶圆上的时间可以缩短，从而提高激光退火的效率。
加热丝11可以为一根，该根加热丝11可以呈往复的“S”形分布在载物台10内，以使载物台10上的各个部分的温度较为均匀，以使工件上各个位置之间的温差较小。加热丝11还可以为多根，此时，多根加热丝11可以呈如图3所示的并排排列的方式分布，以使载物台10上的各个部分的温度较为均匀，以使工件上各个位置之间的温差较小。还可以使多根加热丝11呈阵列排列，例如可以使多根加热丝11呈多根经线及多根纬线交叉的方式阵列排列，从而使载物台10上各个部分被加热的较为一致，从而使载物台10上各个部分的温度较为均匀，以使工件上各个位置之间的温差较小。
在确定工件上被加热到设定温度的大小时，设定温度可以为220℃～280℃，具体的，设定温度可以为220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃等介于220℃～280℃之间的任意值。此时，台体结构的材质可以采用金属铝，以便于在设定温度不高的情况下，尽量选择导热材质较高的铝。设定温度还可以为400℃～500℃，具体的，设定温度可以为400℃、410℃、420℃、430℃、440℃、450℃、460℃、470℃、480℃、490℃、500℃等介于400℃～500℃之间的任意值。此时，台体结构的材质可以为金属铜，使台体结构能够在较高温度下正常工作。应当理解的是，设定温度的大小并不限于上述示出的温度，其具体与工件的类型、以及激光对工件进行退火、焊接等不同的工艺有关。
在设置保温隔热层20时，保温隔热层20可以包括包裹在载物台10外围及载物台10背离工件一侧的第一壳体21、以及填充在第一壳体21内的保温材料。通过将保温材料填充在第一壳体21内，使保温材料不能漏出，也不能挥发出颗粒物，提高载物条的洁净度。具体的，第一壳体21可以为一个晶圆中空腔体的金属壳体，且第一壳体21在外观上呈上表面内凹(以图2示出的结构为参考)的结构，将载物台10盛放在内凹的空间内。第一壳体21的底部(以图2示出的结构为参考)可以为平面。第一壳体21与载物台10之间可以导热连接，也可以通过填充在第一壳体21与载物台10之间的气体隔开。第一壳体21的材料可以为金属铝、铜、铁等金属材料。在第一壳体21内填充的保温材料可以为气凝胶、硅树脂、碳纤维、酚醛树脂中的一种或多种，以提高保温效果。例如，可以在第一壳体21内填充气凝胶；还可以在第一壳体21内填充硅树脂；还可以在第一壳体21内填充碳纤维；还可以在第一壳体21内填充酚醛树脂；还可以在第一壳体21内填充气凝胶、硅树脂、碳纤维、酚醛树脂中的两种或两种以上的物质。通过设置保温隔热层20，把载物台10外围包裹起来，提高加热效率，且方便保持载物台10上的工件载设定温度下。
在设置冷却降温模组30时，参考图2，冷却降温模组30可以包括：包裹在第一壳体21外围及第一壳体21背离载物台10一侧的第二壳体32，且第一壳体21与第二壳体32导热连接；还包括设置在第二壳体32内的冷却管道31，且冷却管道31内循环流动有诸如水、氟利昂、烷烃、氨气、二氧化碳等冷媒。通过将冷却管道31内嵌在第二壳体32内，使第二壳体32包裹在第一壳体21外围及底部，且导热连接，从而使冷却降温模组30对隔热保温层进行较为均匀的降温。具体设置时，第二壳体32可以为一个具有中空腔体的壳体，且第二壳体32在外观上呈上表面内凹(以图2示出的结构为参考)的结构，将第一壳体21放置在第二壳体32上内凹的空间内。第二壳体32的底部(以图2示出的结构为参考)可以为平面，以便于将第二壳体32固定在激光热处理装置中的加工腔内。第二壳体32与第一壳体21之间可以导热连接。第二壳体32的材料可以为金属铝、铜、铁等金属材料，以提高第一壳体21与第二壳体32之间的导热效率。
在第二壳体32内设置冷却管道31时，冷却管道31可以为一根，该根冷却管道31可以呈往复的“S”形分布在第二壳体32内，以使第二壳体32上的各个部分的冷却效果较为一致，以使工件上各个位置之间的温差较小。冷却管道31还可以为多根，此时，多根冷却管道31可以呈并排排列的方式分布，以使第二壳体32上的各个部分的温度较为均匀，使第二壳体32对第一壳体21各个部分的降温较为一致，以使工件上各个位置之间的温差较小。还可以使多根冷却管道31呈阵列排列，例如可以使多根冷却管道31呈多根经线及多根纬线交叉的方式阵列排列，从而使第一壳体21上各个部分被冷却的效果较为一致，从而使载物台10上各个部分的温度较为均匀，以使工件上各个位置之间的温差较小。在应用时，通过设置冷却降温模组30，一方面能够防止载物台10及工件上的热量传导导载物台10组件外围区域，降低载物台10组件的热影响区域；另一方面，在加热组件将工件加热到设定温度后，由于加热组件上的余热温度比工件的设定温度高，从而使工件在加热组件的余热作用下继续升温，通过设置冷却降温模组30，能够抵消加热组件的余热的影响，从而使工件维持在温差上下波动较小的设定温度状态，提高对工件进行热处理的效果。
另外，还可以在载物台10上与工件接触的表面设置有真空吸附孔，以便于将工件固定在载物台10上。
通过在载物台10内嵌设有加热组件，以将载物台10上的工件加热至设定温度，从而提高晶圆的整体温度，使晶圆的整体温度与晶圆的退火温度之间的差值较小，在激光光束聚焦在晶圆上的时间可以缩短，从而提高激光退火的效率。且通过设置保温隔热层20，把载物台10外围包裹起来，提高加热效率，且方便保持载物台10上的工件载设定温度下。通过设置冷却降温模组30，一方面能够防止载物台10及工件上的热量传导导载物台10组件外围区域，降低载物台10组件的热影响区域；另一方面，在加热组件将工件加热到设定温度后，由于加热组件上的余热温度比工件的设定温度高，从而使工件在加热组件的余热作用下继续升温，通过设置冷却降温模组30，能够抵消加热组件的余热的影响，从而使工件维持在温差上下波动较小的设定温度状态，提高对工件进行热处理的效果。
另外，本发明实施例还提供了一种激光热处理装置，参考图4，该热处理装置包括上述任意一种载物台10组件、盛放载物台10组件的加工腔50、以及向载物台10上的工件12发射激光光束41的激光光源40。通过在载物台10内嵌设有加热组件，以将载物台10上的工件12加热至设定温度，从而提高晶圆的整体温度，使晶圆的整体温度与晶圆的退火温度之间的差值较小，在激光光束41聚焦在晶圆上的时间可以缩短，从而提高激光退火的效率。且通过设置保温隔热层20，把载物台10外围包裹起来，提高加热效率，且方便保持载物台10上的工件12载设定温度下。通过设置冷却降温模组30，一方面能够防止载物台10及工件12上的热量传导导载物台10组件外围区域，降低载物台10组件的热影响区域；另一方面，在加热组件将工件12加热到设定温度后，由于加热组件上的余热温度比工件12的设定温度高，从而使工件12在加热组件的余热作用下继续升温，通过设置冷却降温模组30，能够抵消加热组件的余热的影响，从而使工件12维持在温差上下波动较小的设定温度状态，提高对工件进行热处理的效果。
设置时，参考图4，激光光源40能够发射出激光光束41，加工腔50为一个具有中空腔体的壳体结构，在加工腔50内设置有上述任意一种载物台10组件，载物台10组件中的载物台10用于放置诸如晶圆等的工件12。参考图4及图5，在加工腔50上设置有一窗口51，以图4为例，该窗口51设置在加工腔50的上方，载物台10与窗口51位置相对，使从窗口51入射到加工腔50内的激光光束41能够照射到载物台10上的工件12上。
参考图5，在加工腔50的一侧还设置有一个开关门52，以便于向加工腔50内放置工件12或从加工腔50取出工件12。该开关门52可以设置为自动的开关门52，以提高自动化程度，便于操作。可以在加工腔50上还设置用于对加工腔50进行气氛环境置换的气氛环境置换装置，以在晶圆放置在载物台10上，并关上开关门52后，气氛环境置换装置对加工腔50内的气氛环境进行置换。还可以在加工腔50内设置一机械手，该机械手用于将晶圆放置在载物台10上或从载物台10上取下晶圆。
在应用时，先通过载物台10组件对载物台10进行加热，同时对加工腔50内进行气氛环境置换保持，之后将晶圆放置在载物台10上，打开激光光源40对晶圆进行退火、焊接等工艺操作，之后采用机械手从载物台10上取下晶圆。之后进行新一轮的晶圆上料→激光退火、焊接等工艺→晶圆下料操作。在激光循环退火、焊接等工艺操作时，载物台10组件上的加热组件常开，以使载物台10上的晶圆保持在设定温度。
继续参考图4及图5，还可以在加工腔50外且与窗口51相对的位置设置测量仪组件61，该测量仪组件61透过窗口51对工件12上背离载物台10的表面(图4中的上表面)或激光的光束41进行测量分析。在设置测量仪组件61时，在测量仪组件61需要对工件12的上表面进行测量分析时，测量仪组件61可以包括测高仪、电阻测量仪、图像识别系统、高温计中的一个或多个，以对工件12上背离载物台10的表面进行相关参数的测量分析。具体的，测量仪组件61可以包括测高仪、电阻测量仪、图像识别系统、高温计中的任意一个；测量仪组件61也可以包括测高仪、电阻测量仪、图像识别系统、高温计中的任意两个或两个以上。不同的激光工艺采用不同的测量仪，在激光退火工艺中，其中的测高仪、图像识别系统和红外辐射分析仪是共用设备，无论晶圆表面退火还是背面退火都会使用。其中的电阻测量仪可以只用在背面晶圆合金化(欧姆接触退火)。在测量仪组件61需要对激光光束41进行测量分析时，测量仪组件61还可以包括对从窗口51射入加工腔50内的激光光束41进行测量分析的红外辐射分析仪，以在激光光束41对工件12进行加工时，对激光光束41进行测量分析，从而实现对激光光束41的“在线”检测分析。
另外，参考图4及图5，还可以在加工腔50外与窗口51相对的位置设置有能够在至少一个维度运动的运动平台62，且测量仪组件61设置在运动平台62上，以便于将第一测量仪移动到适合检测激光光束41或工件12的位置，且防止测量仪组件61干涉激光光束41对工件12进行加工。在设置运动平台62时，运动平台62可以带动测量仪组件61能够实现沿与激光的光束41垂直的方向上下移动；运动平台62还可以带动测量仪组件61能够实现在与激光的光束41垂直的平面内做左右及前后运动；运动平台62还可以带动测量仪组件61能够沿某一方向做旋转运动。即只要能够实现运动平台62带动测量仪组件61在至少一个维度运动方式，都在本发明的保护范围之内。在具体设定运动平台62时，运动平台62可以采用由一个或多个直线电机的设置方式，以实现运动平台62在至少一个维度的平移运动。还可以直线电机上设置旋转机构，以实现运动平台62在某一维度的旋转。还可以采用机械手的方式实现。
在运动平台62上设置的测量仪组件61既可以包含对工件12的上表面进行测量分析的测高仪、电阻测量仪、图像识别系统、高温计等，也可以包含对激光的光束41进行测量分析的红外辐射分析仪。在应用时，其中的测高仪和图像识别系统是在退火加工前，运动到晶圆上方，进行测高和定位识别工作。退火过程中，运动平台62在不影响激光光束41传输的情况下，红外辐射分析仪实时监测退火区域的红外辐射，闭环控制激光退火的能量变化。
在运动平台62上设置的测量仪组件61包括测高仪时，该测高仪测量工件12的上表面上不同位置距离测高仪设定的参考面之间的高度差变化。此时，可以在激光光源40中设置三轴振镜系统，该三轴振镜系统移动激光光源40发射出的激光光束41，以调整激光光束41聚焦在工件12上的焦点位置。可以设置一控制装置，控制装置根据测高仪测得的高度差变化，控制三轴振镜系统将焦点保持在工件12上距离工件12的上表面为设定深度的层结构上。通过设置测高仪、三轴振镜系统及控制装置，使测高仪在退火前及退火过程中，时刻测量工件12的上表面不同位置距离参考面之间的高度差变化，控制装置通过控制三轴振镜系统，以使激光光源40发射出的激光光束41始终聚焦在工件12上距离上表面为设定深度的层结构上。使激光光束41的焦点位置能够根据工件12上表面的凸凹波动进行上下调整，防止由于工件12表面的凸凹波动，从而使激光光束41的焦点位置在工件12的不同深度层上下波动，从而提高对工件12进行退火的位置准确性，提高退火效果。
在工件12的上表面具有待退火区域，激光热处理装置可以对待退火区域的表面进行退火，此时，设定深度为零；也可以对待退火区域内的某一深度进行退火，此时，可以根据设定深度的大小调整对待退火区域的某一深度的层结构进行退火。
在待退火区域上具有三个不再同一条直线上的三个设定点，测高仪设置的参考面为与三个设定点所在的平面平行的平面。在应用时，在退火前，测高仪先拾取工件12上表面的待退火区域上的三个设定点的高程，以确定参考面，之后在退火过程中，根据待退火区域上的不同位置距离参考面的高度差变化，调整激光光束41的焦点位置，以便于焦点保持在距离上表面为设定深度的层结构上，同时便于确定参考面。其中，载物台10上用于放置工件12的接触面为基准面。
例如，在退火前，测高仪拾取工件12上表面的待退火区域上的三个不再同一条直线上的三个设定点。之后，测高仪测量每个设定点距离工件12的上方与载物台10的基准面平行的平面的高程，通过移动测高仪到每个设定点在竖直方向的上方，以测量每个设定点的高程。测高仪根据三个设定点的位置坐标信息及每个设定点的高程信息能够设置出一个参考面，该参考面与三个设定点所在的平面平行。具体的，该参考面可以与三个设定点所在的平面的距离为H。该参考面有可能与载物台10上的基准面平行，此时，三个设定点所在的平面与载物台10上的基准面平行。该参考面还有可能与载物台10上的基准面不平行，此时，三个设定点所在的平面与载物台10上的基准面不平行。
在退火过程中，测高仪首先测量待退火区域上的某一退火点距离参考面的高度，所测的某一退火点距离参考面的高度指的是该退火点距离该参考面在竖直方向(或z轴方向)上的距离。应当注意的是，该退火点距离参考面的高度，与该退火点距离该参考面的垂直距离可能相等，也可能不相等。在参考面与载物台10上的基准面平行时，则退火点距离参考面的高度等于该退火点距离该参考面的垂直距离；在参考面与载物台10上的基准面不平行时，则退火点距离参考面的高度不等于该退火点距离该参考面的垂直距离。
在测高仪测得待退火区域的某一退火点距离参考面的高度后，测高仪将该信息传输给控制装置。控制装置比较测得的高度值与H的大小，以发出不同的对三轴振镜系统进行调整的命令，使激光光束41的焦点保持在距离工件12的上表面为设定深度的层结构上。具体的，在对上述待退火区域的退火点进行退火时，激光光束41的焦点位于距离该退火点为设定深度的层结构上。即上述的退火点仅仅是指工件12的上表面上待退火区域的一点，即该退火点位于工件12的表面。而对该退火点进行退火指的是，对该退火点竖直方向的正下方某一设定深度的层结构上的一点进行退火。
在设置控制装置时，控制装置可以为上位机、工控机等的终端设备，控制装置可以通过有线、无线等通信方式分别与测高仪及三轴振镜系统连接，以便于控制装置分别与测高仪及三轴振镜系统进行信息交互。
在设置三轴振镜系统时，三轴振镜系统在x轴、y轴及z轴三个相互垂直的方向上调整激光光束41聚焦在工件12上的焦点位置，其中，x轴、y轴及z轴的设置方式与上述的空间直角坐标系为同一坐标系，或者是三个轴分别对应平行的设置方式，以便于对三轴振镜系统进行调整。
在控制装置控制三轴振镜系统调整时，控制装置可以根据测高仪测得的高度差变化，控制三轴振镜系统的z轴移动聚焦在激光光束41聚焦在工件12上的焦点，以使焦点保持在位于距离上表面为设定深度的层结构上，仅仅通过调整三轴振镜系统的z轴，即可实现焦点位置保持在距离工件12的上表面为设定深度的层结构上。
还可以在运动平台62上设置用于拾取工件12的上表面的图像的CCD相机，以便于实时观察退火情况。且通过将CCD相机设置在加工腔50外，以减少加工腔50内的结构，便于缩小加工腔50内的空间，减少置换加工腔50内气体的时间，提高退火效率。
另外，参考图4，放置在载物台10上的工件12可以为晶圆，此时，窗口51与晶圆位置相对，可以设置窗口51的尺寸大于晶圆的尺寸，以便于测量仪组件61对晶圆的整个表面进行测量分析。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种载物台组件，应用于激光热处理装置中，其特征在于，包括：
用于固定工件的载物台，且所述载物台内嵌设有用于将所述载物台上的工件加热至设定温度的加热组件；
包裹在所述载物台外围及载物台背离所述工件一侧的保温隔热层；
设置在所述保温隔热层外围及保温隔热层背离所述载物台一侧的冷却降温模组。
2.如权利要求1所述的载物台组件，其特征在于，所述加热组件包括内嵌于所述载物台且呈阵列排列或并排排列的加热丝。
3.如权利要求2所述的载物台组件，其特征在于，所述载物台为采用铸造方式加工出的台体结构，所述加热丝铸造在所述台体结构内。
4.如权利要求3所述的载物台组件，其特征在于，所述设定温度为220℃～280℃，所述台体结构的材质为铝。
5.如权利要求3所述的载物台组件，其特征在于，所述设定温度为400℃～500℃，所述台体结构的材质为铜。
6.如权利要求1所述的载物台组件，其特征在于，所述保温隔热层包括包裹所述载物台外围及所述载物台背离所述工件一侧的第一壳体、以及填充在所述第一壳体内的保温材料。
7.如权利要求6所述的载物台组件，其特征在于，所述保温材料包括气凝胶、硅树脂、碳纤维、酚醛树脂中的一种或多种。
8.如权利要求6所述的载物台组件，其特征在于，所述冷却降温模组包括：
包裹在所述第一壳体外围及所述第一壳体背离所述载物台一侧的第二壳体，且所述第一壳体与所述第二壳体导热连接；
设置在所述第二壳体内的冷却管道，所述冷却管道内循环流动有冷媒。
9.如权利要求1所述的载物台组件，其特征在于，所述载物台上与所述工件接触的表面设置有真空吸附孔。
10.一种激光热处理装置，其特征在于，包括：
如权利要求1～9任一项所述的载物台组件；
盛放所述载物台组件的加工腔；
向所述载物台上的工件发射激光光束的激光光源。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101459057A (zh) * 2008-12-30 2009-06-17 清华大学 一种用于半导体制造的激光退火设备及退火工艺
CN104752174A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 上海微电子装备有限公司 一种激光退火装置及方法
CN105206518A (zh) * 2014-06-24 2015-12-30 超科技公司 以环境氧的局部控制对半导体晶片进行激光退火的方法
CN108231558A (zh) * 2018-01-02 2018-06-29 京东方科技集团股份有限公司 一种准分子激光退火温度控制系统及方法和退火装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101459057A (zh) * 2008-12-30 2009-06-17 清华大学 一种用于半导体制造的激光退火设备及退火工艺
CN104752174A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 上海微电子装备有限公司 一种激光退火装置及方法
CN105206518A (zh) * 2014-06-24 2015-12-30 超科技公司 以环境氧的局部控制对半导体晶片进行激光退火的方法
CN108231558A (zh) * 2018-01-02 2018-06-29 京东方科技集团股份有限公司 一种准分子激光退火温度控制系统及方法和退火装置

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