CN117316833A - 半导体晶圆热处理装置及热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体晶圆的处理装置技术领域，尤其涉及一种半导体晶圆热处理装置及热处理方法。本申请实施例提供的半导体晶圆热处理装置采用了激光器阵列组件对半导体晶圆进行加热，激光器形成的定向规范的光柱可有效地避免了加热光的散射问题，使得加热光束更加稳定可控，再结合晶圆置于旋转承接组件上，在加热过程中，保持沿着自身的轴心旋转，进一步保证了晶圆加热的均匀性，进而有效地提升了半导体晶圆的质量。本申请提供的热处理方法，由于基于上述的半导体晶圆热处理装置，因此具有上述的使得加热光束更加稳定可控，保证了晶圆加热的均匀性，进而有效地提升了半导体晶圆的质量的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及半导体晶圆的处理装置技术领域，尤其涉及一种半导体晶圆热处理装置及热处理方法。
背景技术
随着半导体晶圆的不断发展，对半导体晶圆进行热处理是影响半导体晶圆质量的关键因素。
相关技术中，对半导体晶圆的加热通常采用加热灯进行加热，由于加热灯存在较多的散射的现象，因此会导致加热不均匀影响半导体晶圆的质量。
因此，目前急需可以解决半导体晶圆加热不均匀的问题的装置或方法，本申请提供的半导体晶圆热处理装置可以有效地解决上述的问题。
发明内容
本发明提供一种半导体晶圆热处理装置及热处理方法，可有效地解决上述或者其他潜在技术问题。
本发明的第一个方面了提供一种半导体晶圆热处理装置，所述半导体晶圆热处理装置包括旋转承接组件、激光器阵列组件以及热处理室；所述旋转承接组件用于承接晶圆，并使得晶圆沿着自身的轴心旋转，所述旋转承接组件置于所述热处理室内；所述激光器阵列组件与所述热处理室的底端连接，以使所述激光器阵列发出的激光照射置于所述热处理室内的晶圆上。
本申请实施例提供的半导体晶圆热处理装置采用了激光器阵列组件对半导体晶圆进行加热，激光器形成的定向规范的光柱可有效地避免了加热光的散射问题，使得加热光束更加稳定可控，再结合晶圆置于旋转承接组件上，在加热过程中，保持沿着自身的轴心旋转，进一步保证了晶圆加热的均匀性，进而有效地提升了半导体晶圆的质量。
再根据第一方面的可选的实施例中，所述激光器阵列组件包括多个激光器，所述多个激光器等间距设置，且整体呈正多变形阵列分布。
再根据第一方面的可选的实施例中，所述半导体晶圆热处理装置还包括多个温度传感器，所述多个温度传感器沿着晶圆的径向方向等间距排列设置；
每个所述激光器均设置有控制器，所述温度传感器与所述控制器连接，所述控制器通过所述温度传感器发送的温度指令，用于判断对应位置的晶圆的温度是否超出预设范围；当超出预设的温度范围时，所述控制器调节照射对应晶圆位置的所述激光器的功率，以增大或减少热量的释放，以使所述晶圆的温度均处于预设范围内。
再根据第一方面的可选的实施例中，半导体晶圆热处理装置还包括冷却挡光环，所述冷却挡光环设置于所述热处理室靠近所述激光器阵列组件的一侧，所述冷却挡光环用于遮挡所述器阵列组件边缘的多余的加热光，以使器阵列组件形成的加热面与晶圆的加热面的形状与尺寸相匹配。
再根据第一方面的可选的实施例中，所述热处理室靠近所述激光器阵列组件的一侧和靠近晶圆的一侧均设置有高透光玻璃组件，所述高透光玻璃组件上覆盖有高透光学膜，以使所述激光器的光线透过所述宽谱高透光学膜照射在晶圆上；所述热处理室的侧壁覆盖有宽谱反射光学膜。
再根据第一方面的可选的实施例中，半导体晶圆热处理装置还包括抓片机械手和定位器，所述抓片机械手用于将晶圆放置在所述旋转承接组件上，所述定位器用于检测晶圆是否放置到所述旋转承接组件的预设的位置，且用于检测晶圆转动的速度。
再根据第一方面的可选的实施例中，所述旋转承接组件包括相配合的磁悬浮磁性转子和磁悬浮线圈定子；所述磁悬浮线圈定子套设在所述磁悬浮磁性转子的外侧，以驱动所述磁悬浮磁性转子绕自身轴线旋转；所述磁悬浮磁性转子的内侧为中空结构，所述磁悬浮磁性转子的内侧壁设置有承接凸缘，所述承接凸缘用于承接晶圆，所述激光器阵列组件的加热光通过中空结构照射在晶圆的底面上。
再根据第一方面的可选的实施例中，所述半导体晶圆热处理装置还包括充气组件与排气组件；所述充气组件用于向所述热处理室内充入惰性气体；
所述排气组件用于排出空气和多余的惰性气体。
再根据第一方面的可选的实施例中，所述排气组件包括排气管以及设置于所述排气管上的单向阀和球阀；所述半导体晶圆热处理装置还包括压力传感器，所述压力传感器与所述球阀通过控制件连接，当所述压力传感器检测到所述热处理室内的压强大于预设值时，所述控制件控制所述球阀打开进行泄压。
再根据第一方面的可选的实施例中，半导体晶圆热处理装置还包括冷却组件，所述冷却组件包括热源冷却组件和腔室冷却组件；所述热源冷却组件用于冷却所述激光器阵列组件；所述腔室冷却组件用于冷却所述热处理室。
本发明的第二个方面还提供一种热处理方法，包括：
将待加热的半导体晶圆放置在热处理室内旋转承接组件的预设位置；
开启旋转承接组件，使得半导体晶圆随之沿着自身轴线旋转；
开启激光器阵列组件，以使激光器发射加热光加热置于旋转承接组件上的半导体晶圆。
本申请提供的热处理方法，由于基于上述的半导体晶圆热处理装置，因此具有上述的使得加热光束更加稳定可控，保证了晶圆加热的均匀性，进而有效地提升了半导体晶圆的质量的技术效果。
本发明的附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
通过参照附图的以下详细描述，本发明实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本发明的多个实施例进行说明，其中：
图1为本公开实施例提供的半导体晶圆热处理装置在第一视角下的整体结构示意图；
图2为本公开实施例提供的半导体晶圆热处理装置在第二视角下的整体结构示意图；
图3为本公开实施例提供的半导体晶圆热处理装置在第三视角下的整体结构示意图；
图4为本申请实施例提供的半导体晶圆热处理装置的剖面结构示意图。
附图标记说明：
10、半导体晶圆热处理装置；11、旋转承接组件；111、磁悬浮磁性转子；112、磁悬浮线圈定子；12、激光器阵列组件；121、激光器；122、水冷安装板；13、热处理室；131、高透光玻璃组件；132、腔室密闭门；133、气体通入口；134、排气组件；1341、排气管；1342、单向阀；1343、球阀；1344、压力传感器；1345、排气温度传感器；135、水冷盖板；136、水冷腔室；14、温度传感器；141、隔热玻璃；15、冷却挡光环；16、抓片机械手；17、定位器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
应当理解的是，下面的实施例并不限制本发明所保护的方法中各步骤的执行顺序。本发明的方法的各个步骤在不相互矛盾的情况下能够以任意可能的顺序并且能够以循环的方式来执行。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
随着半导体晶圆的不断发展，对半导体晶圆进行热处理是影响半导体晶圆质量的关键因素。相关技术中，对半导体晶圆的加热通常采用加热灯进行加热，由于加热灯存在较多的散射的现象，因此会导致加热不均匀影响半导体晶圆的质量。因此，目前急需可以解决半导体晶圆加热不均匀的问题的装置或方法，本申请提供的半导体晶圆热处理装置可以有效地解决上述的问题。
有鉴于此，本申请实施例提供的半导体晶圆热处理装置，包括旋转承接组件、激光器阵列组件以及热处理室；所述旋转承接组件用于承接晶圆，并使得晶圆沿着自身的轴心旋转，所述旋转承接组件置于所述热处理室内；所述激光器阵列组件与所述热处理室的底端连接，以使所述激光器阵列发出的激光照射置于所述热处理室内的晶圆上。本申请实施例提供的半导体晶圆热处理装置采用了激光器阵列组件对半导体晶圆进行加热，激光器形成的定向规范的光柱可有效地避免了加热光的散射问题，使得加热光束更加稳定可控，再结合晶圆置于旋转承接组件上，在加热过程中，保持沿着自身的轴心旋转，进一步保证了晶圆加热的均匀性，进而有效地提升了半导体晶圆的质量。
请参照图1至图4，本申请实施例提供的半导体晶圆热处理装置10，包括旋转承接组件11、激光器阵列组件12以及热处理室13；旋转承接组件11用于承接晶圆，并使得晶圆沿着自身的轴心旋转，旋转承接组件11置于热处理室13内；激光器阵列组件12与热处理室13的底端连接，以使激光器121阵列发出的激光照射置于热处理室13内的晶圆上。
本申请实施例提供的半导体晶圆热处理装置10，半导体晶圆热处理装置10包括旋转承接组件11、激光器阵列组件12以及热处理室13；旋转承接组件11用于承接晶圆，并使得晶圆沿着自身的轴心旋转，旋转承接组件11置于热处理室13内；激光器阵列组件12与热处理室13的底端连接，以使激光器121阵列发出的激光照射置于热处理室13内的晶圆上。本申请实施例提供的半导体晶圆热处理装置10采用了激光器阵列组件12对半导体晶圆进行加热，激光器121形成的定向规范的光柱可有效地避免了加热光的散射问题，使得加热光束更加稳定可控，再结合晶圆置于旋转承接组件11上，在加热过程中，保持沿着自身的轴心旋转，进一步保证了晶圆加热的均匀性，进而有效地提升了半导体晶圆的质量。
在可选地示例性实施例中，激光器阵列组件12包括多个激光器121，多个激光器121等间距设置，且整体呈正多变形阵列分布。
需要说明的，具体地，在本实施例中，将激光器阵列组件12包括多个激光器121，多个激光器121等间距设置，且整体呈正多变形阵列分布，如此设置，可有效地保证激光器121的加热光柱更加均匀，进而实现对晶圆加热的均匀性。
具体地，为了保证激光器121更好地加热晶圆，将激光器阵列组件12射的光在预设的工作距离处；也就是将激光器121阵列与晶圆的间距设置最优距离范围内：在本实施例中，该间距范围可以是225mm到275mm之间，具体地，可以设置为250mm，此距离内激光器121阵列发射的光为均匀分布光斑，从而保证加热的均匀性。
在加热过程中，晶圆的正面朝上，背面与激光器121阵列相对，晶圆被悬空放置且由旋转承接组件11旋转平台带动，围绕晶圆中心以预设的速度自转。激光器121阵列出射光照射至晶圆背面，激光能量被晶圆吸收后晶圆背面温度升高，热量传导至晶圆正面使得晶圆整体温度达到设定温度数值，晶圆的自转可进一步确保片内温度均匀性。
示例性地，在本实施例中，激光器阵列组件12呈正六边形的平面进行阵列分布，且每个激光器121之间等间距设置。如此设置，也有效地降低了激光器阵列组件12排列设置的操作难度，进而有效地降低了工作量。
可以理解的是，这里并不对激光器阵列组件12具体呈现的形状进行限定，在满足激光照射的面大于或等于半导体晶圆待加热的面即可。在其他具体实施例中，可以根据用户的实际需求，进行适应性地调整。
在可选地示例性实施例中，半导体晶圆热处理装置10还包括多个温度传感器14，多个温度传感器14沿着晶圆的径向方向等间距排列设置；每个激光器121均设置有控制器，温度传感器14与控制器连接，控制器通过温度传感器14发送的温度指令，用于判断对应位置的晶圆的温度的是否超出预设范围；当超出预设的温度范围时，控制器调节照射对应晶圆位置的激光器121的功率，以增大或减少热量的释放，以使晶圆的温度均处于预设范围内。
需要说明的，具体地，在本实施例中，设置多个温度传感器14，多个温度传感器14沿着晶圆的径向方向等间距排列设置，如此设置，可有效地检测到半导体晶圆的各个位置的温度。
示例性地，在本实施例中，温度传感器14的个数为三个，三个温传感器沿着晶圆的半径方向等间距排列设置。需要说明的是，由于晶圆在旋转承接组件11的带动下可沿着自身轴线旋转，因此，将三个温度传感器14沿着晶圆的半径设置，在转动过程中，即可检测到晶圆的整个圆形面的温度，进而实现了对晶圆的全方位的温度检测，进而有效地保证了晶圆的加热质量。
可以理解的是，在其他具体实施例中，还可以根据用户的具体需求，将温度传感器14的个数设置为其他个数，将晶圆的排列方式采用其他的排列方式，还可以是沿着晶圆的直径等间距设置。
具体地，在本实施例中，温度闭环监测及控制系统由腔室上方装的三个温度传感器14，可基于辐射测温原理测试晶圆表面的温度。因晶圆自转，红外测温可以获得晶圆片内温度的径向分布图，从而可以获得片内温度均匀数据。如果片内温度均匀性不满足要求，某一径向位置处温度偏高或偏低，则控制系统会输出信号给对应位置处的激光器121，减小或增加激光器121的功率，使得该处的温度达到要求。这一过程是实时的、原位的，测温与激光器121功率形成闭环反馈保证温度均匀性。
在可选地示例性实施例中，半导体晶圆热处理装置10还包括冷却挡光环15，冷却挡光环15设置于热处理室13靠近激光器阵列组件12的一侧，冷却挡光环15用于遮挡器阵列组件边缘的多余的加热光，以使器阵列组件形成的加热面与晶圆的加热面的形状与尺寸相匹配。
需要说明的是，设置冷却挡光环15可有效地将激光器阵列组件12多余的激光遮挡掉，进而使得激光器阵列组件12照射到晶圆的整体光柱与晶圆的待加热面积尺寸和形状刚好吻合，实现精准激光加热。
可以理解的是，冷却挡光环15的内径的形状和尺寸与晶圆内的待加热面相适应。
示例性地，在本实施例中，可以将冷却挡光环15的内径设置为296mm，如此设置，可将激光阵列组件激光遮挡为直径296 mm的整圆，从而保证作用在晶圆上的激光只能覆盖晶圆上直径296mm的范围，其它地方不被激光照射。
可以理解的是，这里并不对冷却挡光环15的内径的进行具体的限定，在其他具体实施例中，可以根据用户的具体需求，进行适应性地调整。
在可选地示例性实施例中，热处理室13靠近激光器阵列组件12的一侧和靠近晶圆的一侧均设置有高透光玻璃组件131，高透光玻璃组件131上覆盖有高透光学膜，以使激光器121的光线透过宽谱高透光学膜照射在晶圆上；热处理室13的侧壁覆盖有宽谱反射光学膜。
需要说明的是，在热处理室13靠近激光器阵列组件12的一侧和靠近晶圆的一侧均设置有高透光玻璃组件131，高透光玻璃组件131上覆盖有高透光学膜，高透光学膜可使得激光器121发出的激光更好地照射到晶圆上。
具体地，在热处理室13的侧壁还可以覆盖有宽谱反射光学膜，宽谱反射光学膜可以将部分反射到侧壁的光经过反射，进而使其照射到晶圆的待加热面，进而实现加热光的充分有效地利用。
在可选地示例性实施例中，其特征在于，半导体晶圆热处理装置10还包括抓片机械手16和定位器17，抓片机械手16用于将晶圆放置在旋转承接组件11上，定位器17用于检测晶圆是否放置到旋转承接组件11的预设的位置，且用于检测晶圆转动的速度。
需要说明的是，设置抓片机械手16用于将晶圆放置在旋转承接组件11上，设置定位器17可用于检测晶圆是否放置到旋转承接组件11的预设的位置，且用于检测晶圆转动的速度。具体地，当定位器17检测到旋转组件的旋转到旋转承接组件11对应缺口的位置，对应缺口的位置可以是定位标志，再过抓片机械手16将晶圆放置在旋转组件的预设位置上，用于实现晶圆的安装定位。
示例性地，定位器17为CCD定位系统，具体地，在本实施例中，设置了两套CCD定位系统。
示例性地，热处理室13设置有腔室密闭门132，腔室密闭门132可在放置待加热晶圆和取出加热后的晶圆时打开。同时，腔室密闭门132采用耐高温的材料制成，进而保证热处理室13的结构稳定性。
可以理解的，半导体晶圆热处理装置10的热处理室13以及其他接触高温的零部件均需要采用耐高温的材料制成。进而保证半导体晶圆热处理装置10的稳定性。
具体地，同时定位器17还可以测量晶圆的转动速度，定位器17与温度传感器14电连接以及旋转承接组件11的驱动装置电连接，当温度传感器14检测到整体的温度过高或者过低时，可同时协调控制旋转承接组件11的驱动装置适应性地增加或减小旋转承接组件11的旋转速度。同时，定位器17还可以直接将当下晶圆的旋转速度反馈给用户，用户根据实际的需求，将调整旋转承接组件11的驱动装置，使得旋转承接组件11按照预期的速度进行转动。
实例性地，温度传感器14与热处理室13的连接处设置有隔热玻璃141。
在可选地示例性实施例中，旋转承接组件11包括相配合的磁悬浮磁性转子111和磁悬浮线圈定子112；磁悬浮线圈定子112套设在磁悬浮磁性转子111的外侧，以驱动磁悬浮磁性转子111绕自身轴线旋转；磁悬浮磁性转子111的内侧为中空结构，磁悬浮磁性转子111的内侧壁设置有承接凸缘，承接凸缘用于承接晶圆，激光器阵列组件12的加热光通过中空结构照射在晶圆的底面上。
需要说明的是，旋转承接组件11包括相配合的磁悬浮磁性转子111和磁悬浮线圈定子112；磁悬浮线圈定子112套设在磁悬浮磁性转子111的外侧，以驱动磁悬浮磁性转子111绕自身轴线旋转，且磁悬浮磁性转子111的内侧为中空结构，可使得激光器121的光线通过该中空结构照射到晶圆的待加热面，也就是晶圆的底面上。具体地，磁悬浮磁性转子111的内侧壁设置有承接凸缘，承接凸缘用于承接晶圆，晶圆的边缘可搭接在承接凸缘上，既可以实现随着磁悬浮磁性转子111转动，又可以实现底面被激光器121的激光照射，有效地保证了晶圆加热的便捷性和加热的均匀性。
示例性地，磁悬浮磁性转子111和磁悬浮线圈定子112利用磁悬浮原理，将带磁性材料的转子作为腔室内部悬空旋转的转子，将通电线圈放置在腔室外部避免高温和密封问题，然后通过定位器17定位承接凸缘的定位点的方式来判断晶圆的位置，判断晶圆的转速，利用这套装置可以提高晶圆的退火效率和退火均匀性。
在可选地示例性实施例中，半导体晶圆热处理装置10还包括充气组件与排气组件134；充气组件用于向热处理室13内充入惰性气体；排气组件134用于排出空气和多余的惰性气体。
需要说明的是，在本实施例中，热处理室13在加热晶圆过程中处于密闭的状态，为了保证晶圆的加热不受空气中其他物质的影响，在晶圆加热之前，在热处理室13内进行填充惰性气体，惰性气体通过充气组件充入，多余的空气经过排气组件134排出，同时在加热过程中，随着压强的增大多余的惰性气体也可以通过排气组件134排出。
示例性地，腔室上设置有多个气体通入口133，同时排气口的口径的设置与之相适应，可有效地使得热处理室13内的腔室氧浓度快速下降。
在可选地示例性实施例中，排气组件134包括排气管1341以及设置于排气管1341上的单向阀1342和球阀1343；半导体晶圆热处理装置10还包括压力传感器1344，压力传感器1344与球阀1343通过控制件连接，当压力传感器1344检测到热处理室13内的压强大于预设值时，控制件控制球阀1343打开进行泄压。当压力过大时，自动泄压无法满足时，将启动自动报警，进而防止腔室窗口玻璃炸裂。
具体地，在本实施例中，设置单向阀1342可以有助于热处理室13内的空气和多余的惰性气体的排出，同时有效地避免室外的空气回流进入热处理室13内。
同时在排气管1341上设置球阀1343和压力传感器1344，压力传感器1344与球阀1343通过控制件连接，当压力传感器1344检测到热处理室13内的压强大于预设值时，控制件控制球阀1343打开进行泄压，进而有效地保证晶圆加热的安全性。
示例性地，半导体晶圆热处理装置10还包括氧气浓度检测仪，充气组件具备充气阀门，氧气浓度检测仪与充气阀门连接。
当氧气浓度检测仪检测热处理室13内的氧气含量处于预设的范围内时，可控制充气阀门降低惰性气体的填充，进而保证热处理室13内的氧气含量在预设的范围内，进而保证半导体晶圆加热的稳定性。将热处理室13设置为密闭的腔室，满足晶圆在超低氧浓度的环境下使用，同时进行闭环控制，动态调整氧浓度，进而保证晶圆的质量。
示例性地，氧气浓度检测仪检测的气体为经过冷却后的气体，如此设置，可有效地防止高温气体烧坏氧气浓度检测仪，同时将氧气浓度检测仪的排气接入腔室的排气。
示例性地，排气管1341上设置有排气温度传感器1345，用于实时监测排气温度，防止排气温度过高。
在可选地示例性实施例中，半导体晶圆热处理装置10还包括冷却组件，冷却组件包括热源冷却组件和腔室冷却组件；热源冷却组件用于冷却激光器阵列组件12；腔室冷却组件用于冷却热处理室13。
需要说明的是，设置冷却组件可有效地对激光器阵列组件12和热处理室13进行降温，进而保证半导体晶圆热处理装置10的稳定性和安全性。
示例性地，冷却组件具体地可以设置为将构成腔室的外壁内设置水冷通道，采用循环水冷，对热处理室13进行降温。
示例性地，腔室冷却组件包括水冷盖板135和水冷腔室136。水冷盖板135设置覆盖在热处理室13的顶端；水冷腔室136环绕热处理室13的侧壁设置。
示例性地，热源冷却组件包括水冷安装板122，水冷安装板122环绕激光器阵列组件12的外侧壁设置。
同时，磁悬浮磁性转子111的外侧设置也设置有冷却环，可有效地把转子与激光隔开的同时冷却转子。
本公开还提供了一种热处理方法，包括：
将待加热的半导体晶圆放置在热处理室13内旋转承接组件11的预设位置；
开启旋转承接组件11，使得半导体晶圆随之沿着自身轴线旋转；
开启激光器阵列组件12，以使激光器121发射加热光加热置于旋转承接组件11上的半导体晶圆。
本申请提供的热处理方法，由于基于上述的半导体晶圆热处理装置10，因此具有上述的使得加热光束更加稳定可控，保证了晶圆加热的均匀性，进而有效地提升了半导体晶圆的质量的技术效果。
具体地，为了使得本申请提供的热处理方法的过程更加清晰；简述半导体晶圆的热处理方法如下：
将热处理室13的腔室门打开，采用定位器17检测旋转承接组件11的承接凸缘是否旋转到预设的取料位；
当检测到承接凸缘旋转到取料位后，抓片机械手16将待加热的半导体晶圆放置在承接凸缘上，然后抓片机械手16退出热处理室13；并关闭热处理室13的腔室门；
向热处理室13内通入惰性气体，排气组件134开启，配合球阀1343以及压力传感器1344，当压力传感器1344检测到热处理室13内的压强低于0.1Mpa，且氧气浓度检测仪检测氧浓度是否小于5ppm；示例性地，通入的惰性气体可以是氮气；
当热处理室13内的压强低于0.1Mpa，氧浓度小于5ppm，开启旋转承接组件11带动半导体晶圆旋转，激光器阵列组件12打开，开始加热半导体晶圆；且在加热过程中，当氧浓度大于5ppm，向热处理室13内通入惰性气体，当压强高于0.1Mpa，打开球阀1343泄压，实现动态闭环控制；
配合多个温度传感器14，动态调整激光器阵列组件12中各个激光器121的功率和晶圆的转动速度，进而保证半导体晶圆的表面温度的均匀性；在加热过程中，晶圆加热的温度范围为250℃-1350℃，加热时间为＞10uS；
加工完成后，通过定位器17将半导体晶圆的承接凸缘旋转到取料位后，待晶圆冷却预设的时间段，热处理室13的腔室门打开，抓片机械手16取出加热后的晶圆并将下一片待加热的晶圆送入。
最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施方式对本发明已经进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施方式技术方案的范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (11)
1.一种半导体晶圆热处理装置，其特征在于，包括旋转承接组件、激光器阵列组件以及热处理室；
所述旋转承接组件用于承接晶圆，并使得晶圆沿着自身的轴心旋转，所述旋转承接组件置于所述热处理室内；
所述激光器阵列组件与所述热处理室的底端连接，以使所述激光器阵列发出的激光照射置于所述热处理室内的晶圆上。
2.根据权利要求1所述的半导体晶圆热处理装置，其特征在于，所述激光器阵列组件包括多个激光器，所述多个激光器等间距设置，且整体呈正多变形阵列分布。
3.根据权利要求2所述的半导体晶圆热处理装置，其特征在于，所述半导体晶圆热处理装置还包括多个温度传感器，所述多个温度传感器沿着晶圆的径向方向等间距排列设置；
每个所述激光器均设置有控制器，所述温度传感器与所述控制器连接，所述控制器通过所述温度传感器发送的温度指令，用于判断对应位置的晶圆的温度是否超出预设范围；当超出预设的温度范围时，所述控制器调节照射对应晶圆位置的所述激光器的功率，以增大或减少热量的释放，以使所述晶圆的温度均处于预设范围内。
4.根据权利要求2所述的半导体晶圆热处理装置，其特征在于，还包括冷却挡光环，所述冷却挡光环设置于所述热处理室靠近所述激光器阵列组件的一侧，所述冷却挡光环用于遮挡所述器阵列组件边缘的多余的加热光，以使器阵列组件形成的加热面与晶圆的加热面的形状与尺寸相匹配。
5.根据权利要求1所述的半导体晶圆热处理装置，其特征在于，所述热处理室靠近所述激光器阵列组件的一侧和靠近晶圆的一侧均设置有高透光玻璃组件，所述高透光玻璃组件上覆盖有高透光学膜，以使所述激光器的光线透过所述宽谱高透光学膜照射在晶圆上；
所述热处理室的侧壁覆盖有宽谱反射光学膜。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体晶圆热处理装置，其特征在于，还包括抓片机械手和定位器，所述抓片机械手用于将晶圆放置在所述旋转承接组件上，所述定位器用于检测晶圆是否放置到所述旋转承接组件的预设的位置，且用于检测晶圆转动的速度。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体晶圆热处理装置，其特征在于，所述旋转承接组件包括相配合的磁悬浮磁性转子和磁悬浮线圈定子；所述磁悬浮线圈定子套设在所述磁悬浮磁性转子的外侧，以驱动所述磁悬浮磁性转子绕自身轴线旋转；
所述磁悬浮磁性转子的内侧为中空结构，所述磁悬浮磁性转子的内侧壁设置有承接凸缘，所述承接凸缘用于承接晶圆，所述激光器阵列组件的加热光通过中空结构照射在晶圆的底面上。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体晶圆热处理装置，其特征在于，所述半导体晶圆热处理装置还包括充气组件与排气组件；
所述充气组件用于向所述热处理室内充入惰性气体；
所述排气组件用于排出空气和多余的惰性气体。
9.根据权利要求8所述的半导体晶圆热处理装置，其特征在于，所述排气组件包括排气管以及设置于所述排气管上的单向阀和球阀；所述半导体晶圆热处理装置还包括压力传感器，所述压力传感器与所述球阀通过控制件连接，当所述压力传感器检测到所述热处理室内的压强大于预设值时，所述控制件控制所述球阀打开进行泄压。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体晶圆热处理装置，其特征在于，还包括冷却组件，所述冷却组件包括热源冷却组件和腔室冷却组件；
所述热源冷却组件用于冷却所述激光器阵列组件；
所述腔室冷却组件用于冷却所述热处理室。
11.一种热处理方法，其特征在于，所述热处理方法基于权利要求1至10中任一项所述的半导体晶圆热处理装置，包括：
将待加热的半导体晶圆放置在热处理室内旋转承接组件的预设位置；
开启旋转承接组件，使得半导体晶圆随之沿着自身轴线旋转；
开启激光器阵列组件，以使激光器发射加热光加热置于旋转承接组件上的半导体晶圆。
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