CN1902746A - 用于抑制工件的热诱导运动的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于抑制工件热诱导运动的装置及其方法。一种装置包括工件加热系统，该工件加热系统构造成热诱导工件的运动；且该装置还包括阻尼件，该阻尼件与工件隔开设置并构造成施加阻尼力以阻抑所述工件的运动。该阻尼件可与工件的静止位置隔开足够小而使得阻尼件与工件之间的气体压力对抗工件的运动的距离。该距离优选地是可调节的。

Description

用于抑制工件的热诱导运动的装置及方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2004年5月7日申请的美国专利申请60/568,685号和2003年12月19日申请的美国专利申请10/742,575号的优先权。

技术领域

本发明涉及用于抑制工件的热诱导运动的方法及装置。

背景技术

有许多应用涉及到工件的热诱导运动。例如，在例如微处理器等的半导体芯片的制造中，工件通常包括半导体晶片，其支撑在热处理腔中以进行退火或其它热处理。美国专利申请10/742,575号(公开号US2004/0178553 A1)讨论了用于对所述半导体晶片进行退火的热处理技术的例子，其中，将晶片首先预加热到一中间温度，接着将顶部或设备侧表面快速地加热到退火温度。初始的预加热阶段与通过晶片热传导的时间相比进行的速率明显慢得多，并该预加热阶段可通过以弧光灯辐照晶片的背侧或基底侧而实现，从而以例如低于400℃/秒的升降温速率来加热该晶片。后续的表面加热阶段与通过晶片热传导的时间相比进行的快得多，使得仅仅设备侧表面被加热到最终的退火温度，而该晶片的大部分仍然接近于中间温度。所述表面加热可通过将设备侧表面暴露于一个闪光灯或一组闪光灯的高功率辐照闪光下而实现，其中，该闪光的持续时间相当短，例如1毫秒。然后，该晶片较冷的部分用作散热装置而便于快速冷却设备侧的表面。

所述退火方法包括将晶片的设备侧快速地加热到一大致高于晶片主体的温度，这使得设备侧与该晶片的其它部分相比以较快的速率热膨胀。本发明者和上述美国申请的发明者意识到，根据设备侧的温度与晶片主体的温度之间的温度差的大小(其趋于导致“热弯曲”)，正常平坦的晶片自身变形成一热变形形状。根据该大小以及设备侧加热阶段的速度，该热变形形状可呈拱顶形，晶片的中心相对于其边缘区域快速隆起。热弯曲还会使得工件的外周或边缘(例如30cm晶片的外部1～2cm)急剧地向下卷曲，从而热变形形状还可呈FRISBEE^TM飞碟状。尽管取决于讨论中的热循环的物理参数，但实际上，在一些应用中已经发现后述的在工件外周的卷曲效应往往比前述的工件总体上的拱顶形弯曲更为显著。该热变形形状表示了晶片的最小应力配置，即最小化晶片设备侧与晶片主体之间的温度梯度所产生的热应力的配置。然而，由于晶片的设备侧以极快的速度加热(例如在1毫秒的闪光过程中，比晶片中通常的热传导快得多)，晶片的变形会很快出现，使得晶片的边缘向腔室中支撑晶片的支撑销施加了一个大的向下的力。由于传统的支撑销一般是刚性的，因而销和晶片的边缘之间所产生的相互作用力可能损坏晶片。这样的力可能还使得晶片从支撑销竖直向上运动，当晶片向下落回而撞击销时，这会进一步对晶片造成损坏。而且，由于传统支撑销未设计成承受这样的力，销容易断裂，因而产生晶片落到腔室中而受到损坏或破坏的后果。此外，由于所述热弯曲快速出现，施加到晶片各个区域的初始速度容易使得晶片超过平衡的最小应力形状进而颤动或振动，而产生额外的应力并可能损坏晶片。

上述美国申请公开US 2004/0178553 A1号披露了克服这样不利情况的多种方法，通过将工件以使其可在所产生的热应力的影响下移动的方式支撑来减小其内应力，从而减小晶片损坏或破损的可能性。还披露了抑制晶片振动或颤动的方法，然而，因为这样振动可能容易损坏或破坏晶片，取决于所讨论的特定退火方法中的周围环境，还期望有进一步的抑制措施。

对前面提及的退火方法在最近提出的一种变化形式包括在预加热阶段用热板取代弧光灯。后续的设备侧表面的加热阶段采用一组闪光灯来产生高功率辐照闪光。晶片由真空吸盘保持着与热板紧密地接触，该真空吸盘包括穿过该热板限定的气体通路或通道以及一个将气体泵送出通道的泵，用以在通道内紧靠着晶片背侧下方产生真空。在预加热阶段和后续的设备侧表面的加热阶段中，通路内的真空有效地将晶片紧密地吸靠在热板表面。然而，该真空吸盘阻止了晶片在设备侧表面的加热阶段的热弯曲，由此阻止了晶片为了减小其自身的内应力的自身的变形。因而，晶片容易被损坏，特别是若“跳跃”(即中间温度和最终设备侧温度之间的差值)的幅度较大更是如此。从而，所述抑制晶片运动或振动的收缩方法效果不理想。

因而，需要改进的抑制工件的热诱导运动的方法。

发明内容

本发明致力于上述需求，根据本发明的一个方面，提供一种用于抑制工件的热诱导运动的装置。该装置包括工件加热系统，其构造成热诱导工件的运动。该装置还包括一个阻尼件，该阻尼件与工件隔开并构造成施加阻尼力以阻抑工件的运动。

有利地，当阻尼件与工件隔开时，可避免阻尼件和工件之间的直接机械接触，从而减小工件破坏或损坏的可能性。

该阻尼件优选地与工件的静止位置(rest position)隔开一个足够小而使得阻尼件与工件之间的气体压力对抗工件的运动的距离。例如，若该工件为支撑在阻尼件上方一段小距离处的半导体晶片，辐照闪光可使得晶片的中央区域快速向上隆起而远离阻尼件。这使得晶片与阻尼件之间的缝隙中形成一低气压区域。从而，晶片上方的较高的环境压力与晶片下方的缝隙中的较低压力之间产生压差，其趋于对抗晶片的向上运动。反过来，若晶片的中央区域向下落回并超过其平坦的平衡位置，则这使得晶片与阻尼件之间的缝隙中形成高于晶片上方的环境压力的压力，使得当晶片颤动或振动时，该压差持续地对抗晶片的运动。从而，晶片的运动和振动得以阻抑，而无需晶片与阻尼件之间有可能造成损坏的实际接触。

所述工件可包括半导体晶片，并且阻尼件可包括与该晶片隔开的阻尼板。例如，该阻尼板可与晶片的静止位置隔开一段1mm量级的距离。更具体地，该阻尼板可与晶片的静止位置隔开一段大于1.5mm和/或小于3mm的距离。例如，在涉及到于大气压下处理晶片的特定实施方式中，阻尼板可与晶片的静止位置隔开一段介于1.5mm和3mm之间的距离。

该装置可还包括构造成将晶片支撑在阻尼板的上方的支撑系统。可选地，该装置可包括构造成将晶片支撑在阻尼板的下方的支撑系统。

或者，作为另一可选方式，该阻尼件可包括第一和第二阻尼件，并且该装置可还包括构造成将晶片支撑在第一阻尼件的上方、第二阻尼件的下方的支撑系统。

该阻尼板可包括限定在其表面内的环形凹陷部。该环形凹陷部可构造成在热诱导卷曲过程中将晶片的外边缘容纳于其中。这样的凹陷部在其中工件为半导体晶片且热诱导运动包括晶片的外边缘的热诱导卷曲的实施方式中是十分有利的。根据工件支撑的方式，所述凹陷部在其它实施方式中也可是有利的。

工件加热系统可包括：构造成将该工件预加热到一中间温度的预加热系统；以及，构造成仅将工件的表面区域加热到高于该中间温度的所需温度的表面加热系统。若这样，预加热系统和表面加热系统均可包括相应的辐照系统。例如，预加热系统可包括一个DC弧光灯，表面加热系统可包括至少一个构造成将工件暴露于辐照闪光的辐照闪光设备。该辐照闪光设备例如可包括闪光灯或微波脉冲发生器。阻尼件可放在所述至少一个辐照闪光设备与所述工件之间并可透过至少某些波长的辐照闪光。

该阻尼件可包括窗口。该窗口例如可包括石英窗。

该装置可还包括温度控制系统，该温度控制系统构造成控制所述窗口的温度。

该装置可还包括辅助加热器，该辅助加热器构造成在工件的外周区域附近向阻尼件供应辅助热能。该辅助加热器可包括设置在工件外周区域的附近的电阻加热器。可选地，该辅助加热器在工件外周区域的附近可包括与工件中央附近的阻尼件的材料相比具有更大辐射系数的材料。

该辐照系统可还包括在预加热阶段中于辐照闪光之前对工件预加热的预加热系统。

阻尼件与工件之间的距离可以是可调节的，以调节阻尼力。例如，阻尼件与工件之间的距离可以在第一距离和第二距离之间调节，其中该第一距离在预加热阶段采用，而该第二距离小于该第一距离并在辐照闪光及此后的运动阻尼阶段中采用。该第一距离可为至少2mm。作为另一例子，第一距离可为1cm量级。有利地，由于在预加热阶段使用的第一距离大于辐照闪光及后续的运动阻尼阶段使用的第二距离，在预加热阶段的热耦合效应得以减小。第二距离可足够小而使得阻尼件与工件之间的气体压力在辐照闪光及运动阻尼阶段中对抗工件的运动。例如，该第二距离可约为1mm。作为另一例子，第二距离可约为1.5mm。除了第一和第二距离之外，该距离还可进一步调节到大于该第二距离的第三距离，其在跟随运动阻尼阶段之后的后续的冷却阶段中采用。有利地，由于冷却阶段使用的第三距离大于辐照闪光及运动阻尼阶段使用的第二距离，冷却阶段的热耦合效应也得以减小。例如，该第三距离可为至少2mm。从而，有利地，正如这里所讨论的，这样的可调节性减小了预加热及后续的冷却阶段中的工件与阻尼件之间的热耦合效应，同时使得阻尼件在辐照闪光及后续的运动阻尼阶段中可抑制工件的热诱导运动。

该阻尼件可构造成施加一在空间上变化的阻尼力。例如，阻尼件可包括其中限定了多个凹陷部的平板，以使得在各个凹陷部附近区域的阻尼力比远离凹陷部的区域的阻尼力要小。

该阻尼件可包括静电吸盘，该静电吸盘构造成响应于工件的运动将静电力施加到工件上。该装置可还包括构造成用以检测该工件的运动的检测器。

该静电吸盘可包括多个可变静电力发生器。可选择性地控制各个发生器，以在工件的热诱导运动之前将工件静电变形成所需的变形。

根据本发明的另一方面，提供一种装置，其包括用于热诱导工件的运动的装置和用于施加阻尼力以阻抑工件的运动的装置，该用于施加阻尼力的装置与所述工件隔开。

根据本发明的另一方面，提供一种方法，其包括热诱导工件的运动以及通过与工件隔开的阻尼件施加阻尼力来阻抑该工件的运动。

施加阻尼力可包括保持阻尼件与工件之间的距离十分小，使得阻尼件与工件之间的气体压力对抗工件的运动。

该工件可包括半导体晶片，该阻尼件可包括与该晶片隔开的阻尼板。

所述保持可包括将阻尼板保持在与晶片的静止位置相距1mm量级的距离处。例如，这可包括将阻尼板保持在与晶片的静止位置相距大于1.5mm的距离处，或者可包括将阻尼板保持在与晶片的静止位置相距小于3mm的距离处。从而，这可包括将阻尼板保持在与晶片的静止位置相距在1.5～3mm之间的距离处。

所述保持可包括将晶片支撑在阻尼板的上方，或可包括将晶片支撑在阻尼板的下方。

该阻尼件可包括第一和第二阻尼件，此时所述保持可包括将晶片支撑在第一阻尼件的上方、第二阻尼件的下方。

本方法可还包括在热诱导运动过程中将晶片的外边缘容纳在限定于阻尼板表面内的环形凹陷部中。

热诱导运动可包括辐照该工件。这可包括将工件暴露于辐照闪光下，该辐照闪光例如可由闪光灯或微波脉冲发生器产生。该阻尼件可透过至少某些波长的辐照闪光，并且辐照可包括将至少一些辐照闪光穿过阻尼件而射至工件上。

该阻尼件可包括例如石英窗的窗口，并且该方法可还包括控制该窗口的温度。

所述方法可还包括在所述工件外周区域的附近向阻尼件供应辅助热能。这可包括对设置在工件外周区域附近的电阻加热器供以电流。可选地，这可包括对位于所述工件外周区域附近的材料进行辐照，该处的材料的辐射系数大于工件中央附近的阻尼件的材料的辐照系数。

所述方法可还包括在预加热阶段中于辐照闪光之前对工件预加热。

所述方法可包括调节阻尼件与工件之间的距离。这可包括在预加热阶段使阻尼件与工件之间保持第一距离以及在辐照闪光及此后的运动阻尼阶段使阻尼件与工件之间保持第二距离。保持第一距离可包括在预加热阶段使阻尼件与工件之间保持至少2mm的距离。保持第二距离可包括保持一足够小而使阻尼件与工件之间的气体压力在辐照闪光及运动阻尼阶段中对抗工件的运动的距离。这可包括在辐照闪光及运动阻尼阶段使阻尼件与工件之间保持约为1mm的距离。可选地，这可包括在辐照闪光及运动阻尼阶段使阻尼件与工件之间保持约为1.5mm的距离。该方法可还包括在跟随运动阻尼阶段之后的后续的冷却阶段中使阻尼件与工件之间保持大于第二距离的第三距离。保持第三距离可包括在冷却阶段使阻尼件与工件之间保持至少2mm的距离。有利地，由于第一距离和第三距离大于第二距离，在预加热阶段和冷却阶段的热耦合效应得以减小，同时兼顾了阻尼件在辐照闪光及运动阻尼阶段中适当的运动阻尼。

施加阻尼力可包括施加在空间上变化的阻尼力。例如，阻尼件可包括其中限定了多个凹陷部的平板，以使得因气体压力变化而产生的阻尼力在各个凹陷部附近区域比在远离凹陷部区域小。

施加阻尼力可包括响应于工件的运动改变通过静电吸盘施加的力。该方法可包括检测工件的运动。该静电吸盘可包括多个可变静电力发生器，且还可包括选择性地控制静电力发生器而在工件的热诱导运动之前将工件静电变形至所需的形状。

通过结合附图阅读本发明特定实施方式的以下描述，本领域普通技术人员将会很清楚本发明的其它方面及特征。

附图说明

在解释本发明的实施方式的附图中，

图1是根据本发明第一实施方式的用于抑制工件热诱导运动的装置的横截面图；

图2是图1中示出的阻尼件和工件的横截面图；

图3是根据本发明第二实施方式的用于抑制工件热诱导运动的装置的横截面图；

图4是根据本发明第三实施方式的用于抑制工件热诱导运动的装置的横截面图；

图5是根据本发明第四实施方式的阻尼件和工件的横截面图；

图6是根据本发明第五实施方式的阻尼件、工件和工件平板的横截面图；

图7是根据本发明第六实施方式的阻尼件、工件和工件平板的横截面图；

图8是根据本发明第七实施方式的阻尼件、工件和工件平板的横截面图；

图9是根据本发明第八实施方式的阻尼件的俯视图；

图10是根据本发明第九实施方式的阻尼件和工件的横截面图。

具体实施方式

参照图1和2，根据本发明第一实施方式的用于抑制工件热诱导运动的装置总体上以100示出。在此实施方式中，装置100包括总体上以102示出的工件加热系统，其构造成热诱导工件104的运动，在此实施方式中这通过以热诱导该运动的方式对工件进行热处理而实现。在此实施方式中，装置100还包括阻尼件106，其与工件104隔开设置并构造成施加一阻尼力来阻抑工件的运动。

在此实施方式中，加热系统102包括：预加热系统，其构造成将工件与加热到一中间温度；和表面加热系统，其构造成仅将工件的表面区域加热到一高于中间温度的期望温度。在此实施方式中，每个预加热系统和表面加热系统都包括相应的辐照系统。更具体地，在此实施方式中，该预加热系统包括DC弧光灯108，而表面加热系统包括至少一个辐照闪光设备，该辐照闪光设备构造成将工件104暴露于辐照闪光下。更具体地，在此实施方式中，辐照闪光设备包括闪光灯110，该闪光灯构造成产生主要由可见波长和红外波长构成的辐照闪光。可选地，辐照闪光设备可包括微波脉冲发生器，该发生器构造成用以产生主要由微波波长构成的辐照闪光。更一般地，可以其它合适的预加热系统和表面加热系统替代。

在此实施方式中，工件104包括半导体晶片，阻尼件106包括与该晶片隔开设置的阻尼板。在此实施方式中，阻尼件106置于弧光灯108和工件104之间。在此实施方式中，阻尼件包括一窗口。更具体地，在此实施方式中，该阻尼件包括一石英窗。更具体地，在此实施方式中，该阻尼件包括超纯、高质量、非日晒型石英，然而可选地，可以其它合适的材料替代。在此实施方式中，阻尼件106可透过由弧光灯108或闪光灯110所产生的大部分波长。

在此实施方式中，弧光灯108和闪光灯110包括由加拿大温哥华的Mattson Technology Canada Inc.制造的高密度弧光灯，例如2004年2月12日申请的美国专利申请10/777,995号或美国专利6,621,199号所描述的。在此实施方式中，弧光灯108用于将工件104预加热到一中间温度，其方式为以比工件热传导时间慢的速率辐照该工件的背侧或衬底侧112。在此实施方式中，弧光灯108以介于100～400℃/秒的速率将工件预加热到期望的中间温度，该期望的中间温度范围为600～1250℃，但这些只是示例性的例子；可选地，可以其它预加热速率和中间温度替代。

当工件104达到该中间温度时，弧光灯108停用，并且使用闪光灯110在工件104的设备侧114上产生高强度辐照闪光。辐照闪光的持续时间比通过工件104热传导的时间短得多(热传导时间通常地为10～15ms的量级)。从而，辐照闪光将设备侧114以比工件104的热传导时间快得多的速率加热到更高的退火温度，从而，只是工件的设备侧的表面区域被加热到最终退火温度，而工件的主体仍然接近相对较低的中间温度。最终退火温度可包括范围为从1050℃到接近硅的熔点的温度(例如1410℃)的较高温度。为达此目的，在本实施方式中，该辐照系统或更具体来说是闪光灯110可操作为以持续时间相对较短的高功率闪光来辐照设备侧114，该持续时间优选地例如约为1ms量级或更小，从而以超过105℃/秒的速度加热设备侧114。在此实施方式中，采取高密度短持续时间的辐照闪光而使工件104趋于快速热弯曲，且由于设备侧114与工件的其它部分或者说主体相比具有更大的热膨胀，该设备侧114的中央区域向上快速地运动，而工件104的外边缘趋于向下运动，从而使工件呈轻微的拱顶形且其外边缘急剧卷曲。进一步，所述热弯曲将出现得足够快速，使得当工件从其初始热变形形状返回到其平坦平衡位置时，其趋于超过该平衡位置并开始在该位置附近颤动。

如上已提及的，在此实施方式中，阻尼件106包括与工件104隔开的阻尼板。更具体地，在此实施方式中，阻尼板与工件的静止位置(restpostion)隔开一个足够小而使得阻尼件106与工件104之间的气体压力对抗工件的运动的距离。

由此考虑，在阻尼件与工件之间的间距通常将取决于所需的阻尼力的大小。在此实施方式中，当工件104暴露于快速高强度辐照闪光下并且进行如上所述初始热弯曲时，该设备侧114的中央区域快速地向上隆起，工件呈现初始的拱顶形而具有向下卷曲的外边缘，在工件104的背侧112和阻尼件106之间的缝隙120形成低气体压力区域，该气体压力大致低于工件的设备侧114的上方的环境气体压力。该压差趋于在工件的中央区域上、与其运动方向相反而施加向下的阻尼力。当工件随后返回并超过其初始的相对较平的构型时(即当中央区域朝向阻尼件向下弯曲时)，缝隙120中的压力将会增加到大于设备侧114的环境气体压力的压力，形成压差，而该压差趋于在工件的中央区域上、与其运动方向相反而施加向上的阻尼力。若工件持续地在其平坦初始位置附近颤动，则该压差持续地产生对抗该工件运动的阻尼力。该压差的量级(和因之产生的阻尼力)取决于工件与阻尼件之间的缝隙120的尺寸。较小的缝隙区域在缝隙中产生较大比率的压力变化，从而产生较大的回复力或阻尼力。然而，若缝隙变得过小，阻尼力会变得过大，所产生的应力可能损坏或破坏工件。相反地，若缝隙太大，则阻尼力变得过小而不能充分地抑抑工件的运动。综合这些考虑，在此实施方式中，阻尼板106与工件的静止位置隔开1mm量级距离。更具体地，在此实施方式中，缝隙120大于1.5mm且小于3mm，因为已经发现介于1.5～3mm之间的距离容易在此实施方式中提供最优的阻尼力。可选地，可以其他合适的缝隙替代，并且该适当的缝隙还取决于所讨论的特定装置的构造和所需的阻尼力。

在此实施方式中，装置100还包括置于弧光灯108与工件104的背侧112之间的第一窗口116以及置于闪光灯110和工件的设备侧114之间的第二窗口118。在此实施方式中，窗口116和118与阻尼件106类似，均可透过弧光灯108和闪光灯110所产生的具有特定波长的大部分辐射能量。更具体地，在此实施方式中，窗口116和118包括相应的水冷石英窗，其与美国专利申请公开US 2002/0102098号中披露的类似。在此实施方式中，阻尼件106未受到冷却或者受到温度控制，然而，若希望，可提供合适的温度控制系统150。例如，该温度控制系统可包括冷却系统，该冷却系统构造成使合适的冷却流体(气体或液体)同过阻尼件106。若需要的话，为了经济效益，阻尼件106和窗口116、118可使用共同的冷却液流体系统；然而，对于所述系统的需求可能取决于在给定实施方式中所采用的测量或诊断波长。例如，在一个实施方式中，工件104的热辐射可以大于1.4μm、例如为1450nm的诊断波长进行测量，并且窗口116和118可被水冷。在此实施方式中，水冷却液吸收了弧光灯和闪光灯以诊断波长1450nm发出大致所有的辐射，从而防止对工件的热辐射的测量受到弧光灯和闪光灯发出的辐射的影响。因此，在此实施方式中，若阻尼件置于工件和测量设备之间，则不希望也对阻尼件106进行水冷，因为在工件被检测或测量之前，水冷却液将吸收工件以1450nm的诊断波长的热辐射。从而，若需要的话，可以除水外的其他适当冷却液替代。可选地，除了冷却系统外或在冷却系统之外，该温度控制系统150可构造成将阻尼件106保持在所需的升高的温度或温度范围内。

仍然参照图1和2，在此实施方式中，装置100还包括支撑系统，该支撑系统构造成将工件支撑在阻尼板106的上方。更具体地，在此实施方式中，该支撑系统包括多个支撑销，例如图2中以130和132表示的。在此实施方式中，每个支撑销均包括超纯、高质量、非日晒型石英，可选地，可以其它合适的材料替代。在此实施方式中，每个支撑销均安装在阻尼件106中，并延伸到阻尼件106中3mm的深度(在此实施方式中为5mm)。每个支撑销具有从阻尼件106向上突出的倒圆的上端头，以减小刮擦或损坏工件104的可能性，并减小热接触。支撑销高于阻尼件106上表面的高度对应于阻尼件106与工件104之间的缝隙120的所需高度，在此实施方式中其优选地介于1.5～3mm的范围内。

在此实施方式中，支撑销设置成与阻尼件106的中心相距一个共同的径向距离，且位于从工件104的外周边缘径向向内的位置处。由此考虑，在此实施方式中，支撑销的位置选择成平衡两个对抗因素，即预加热中的温度均匀性和辐照闪光中的工件耐久性。将所述销定位于工件外部禁止区(exclusion zone)的附近，在该区域外周处，这趋于在预加热中提供改善的温度均匀性，但是趋于增大辐照闪光中工件上的应力；相反地，虽然将支撑销钉定位于进一步向内的地方趋于通过减小工件的应力并减小其质心的运动而改善工件的耐久性，但是其趋于降低预加热中的温度均匀性。使支撑销适当地定位而平衡这些因素往往取决于根据所讨论的特定热循环——包括其预加热和闪光加热速率。在此实施方式中，有四个销以90度的间隔绕阻尼件106设置，且其距阻尼件106中心所需的径向距离。可选地，可以其它数目的销——例如8个——替代。或者，作为另一可选形式，工件104可由与上述美国专利申请公开US2004/0178553 A1号中披露的任一类支撑系统类似的支撑系统相对于阻尼件支撑在所要求的静止位置中。

在此实施方式中，阻尼件106自身由(与上述美国专利申请公开US2004/0178553 A1号中披露的各种板类似的)工件平板124的环状向内突出的支撑边缘122所支撑，该支撑边缘122具有限定在其内的中空的圆柱孔，阻尼件106和工件104支撑在其中。

操作时，发现阻尼件106以上述的优选距离与工件104隔开使得易于将热诱导运动的初始幅度减小大约一数量级，并且类似地使得易于显著减小紧接着辐照闪光的后续的工件颤动或振动的幅度或持续时间。从而，显著地减小对工件造成损坏或破坏的可能性。

再参照图1，尽管阻尼件106已描述为可透过辐照系统产生的大部分波长，可选地，阻尼件可为部分或全部不可穿透的。例如，若需要，弧光灯或其它预加热设备可移到图1中示出的装置的上部，在闪光灯110的附近，或者闪光灯110可用作预加热设备(连续DC模式)并用作辐照闪光设备(通过使电容器组放电，未示出)，使得工件104仅从上方辐照。或者，作为另一可选方式，阻尼件106其自身包括一个热板并可由此用作预加热设备来预加热工件。在此实施方式中，工件或者可保持在高于热板一固定距离处并只通过装置100中的环境气体的传导而预加热，或者可选地，可设置成在预加热阶段与热板接触，并可随后在阻尼件106上方升起至所需的缝隙距离，以在辐照闪光中及紧接着辐照闪光的过程中阻尼热诱导运动。

参照图3，阻尼件106不必一定位于工件104的下方，而是如果需要也可位于工件的上方。例如，根据本发明第二实施方式的用于抑制工件的热诱导运动的装置在图3中总体上以300示出。装置300包括进行改良的工件平板302，其用于作为构造成在阻尼件下方支撑工件的支撑系统。工件平板302通过使用多个柔性石英纤维支撑来支撑工件104，该石英纤维支撑例如以304示出，正如上述美国专利申请公开US2004/0178553 A1号中所披露的那样。工件平板302还包括一个环状向内突出的支撑边缘，用于将阻尼件106以所期望的缝隙距离支撑在工件104的静止位置上方。在此实施方式中，由于阻尼件106置于闪光灯110和工件104之间，其可透过一定波长，其中闪光灯110的大部分辐射能量以该波长产生。

参照图1和4，根据本发明第三实施方式的用于抑制工件的热诱导运动的装置在图4中总体上以400示出。该装置400包括工件平板402，该工件平板具有下环状向内突出支撑边缘404，用于以与图1示出的实施方式类似的方式支撑阻尼件106。然而，在此实施方式中，装置400还包括第二阻尼件406，该第二阻尼件406由工件平板402的上环形状内突出支撑边缘408所支撑。在此实施方式中，从第一阻尼件106向上突出的支撑销用作支撑系统，其构造成将工件支撑在第一阻尼件上方、第二阻尼件下方。在此实施方式中，工件背侧112与阻尼件106之间的缝隙120类似于前述实施方式中的缝隙，即优选为1.5～3mm的量级。类似地，在此实施方式中，工件的设备侧114与第二阻尼件406之间的缝隙420也大致为相同量级。在此实施方式中，其中工件为具有设备侧114的半导体晶片，对于设备侧114而言，不希望其与第二阻尼件406实际接触，因为所述接触可能会损坏设备侧114上的设备。从而，若需要，缝隙420可大于缝隙120，或可选地，缝隙120和420均可略大于前述实施方式的缝隙，这是因为尽管由其中任一个所单独提供的阻尼力减小了，但其组合效果可得到足够的阻尼力。此外，为了提供增大的阻尼力，第一阻尼件和第二阻尼件都靠近晶片，从而趋于减小晶片附近的气体通量，这趋于减小对流和污染问题。

参照图1、2和5，根据本发明第四实施方式的阻尼件在图5中总体上以500示出。在此实施方式中，阻尼件500大致类似于图2中示出的阻尼件106，并且可透过弧光灯108和闪光灯110所产生的大部分波长。然而，在此实施方式中，阻尼件500包括辅助加热器502，其构造成在工件外周区域附近向阻尼件供应辅助热能。更具体地，在此实施方式中，辅助加热器502包括电阻加热器，该电阻加热器设置在工件外周区域附近。仍然更具体地，在此实施方式中，该电阻加热器呈环形形状，且其圆周大于工件104的圆周，并且该电阻加热器安装在阻尼件500的顶部、位于工件外周径向向外的位置处。由此考虑，在此实施方式中，阻尼件500的主要加热源是工件104自身，其通过工件的热辐射以及缝隙120中的环境气体的传导进行。由于几何形状，与阻尼件500的外周区域相比，阻尼件500的中心从这些效应中接收了更多的热量。因此，阻尼件在其中心变得更热，并且与工件的外周区域相比趋于向工件104的中央区域返回更多的热量。此外，需要理解的是，由于边缘效应，工件在其外周区域比在其中央区域趋于辐射掉更多能量，这是因为在外周区域表面积与体积的比更大的缘故。为了补偿这些效应，并从而改善工件的温度均匀性，通过系统控制器(未示出)向辅助加热器502提供电流，使得辅助加热器502在工件外周边缘区域附近向阻尼件500传送额外的热量。传送到辅助加热器的电流的量和因此由辅助加热器传送到阻尼件的热能的量优选地是可控制的，以在不同热循环中提供灵活性来实现改善的温度均匀性。从而，通过向阻尼件以可控的方式提供辅助热能，阻尼件的温度均匀性得以改善，从而减小阻尼件将热量以非均匀的方式返回到工件的趋势。

可选地，除了电阻加热器，辅助加热器502在工件外周附近可包括辐射系数比工件中央附近的阻尼件的材料大的材料。例如，所述材料可包括一层类似于工件104自身材料的硅材料，其安装在阻尼件500的上表面的环状环圈中。从而，所述材料由辐照系统(包括弧光灯108和闪光灯110)以大于阻尼件的包绕材料的速率进行加热——因为其辐射系数较大。除了由辐照系统进行加热，所述材料还从工件吸收与阻尼件500的其余部分相比更大比例的相对较小的热发射(由于发射率更高)。从而，在此实施方式中，辅助加热器502在阻尼件外部区域的材料趋于保持在高于阻尼件中央区域的温度下，并趋于将相当多或更多量的热能返回到工件上，从而补偿前述的效应并改善工件的温度均匀性。将所述材料用作辅助加热器可适合于一些应用场合，而由电阻加热的可控制性带来的灵活性可优选地用于其它场合。

尽管如图5示出了辅助加热器502和阻尼件500的其余部分之间的不连续面，但是可选地若需要，辅助加热器502可形成于阻尼件500自身之内。例如，辅助加热器502可包括一个形成于阻尼件自身内的电阻加热器。类似地，在此实施方式中，其中辅助加热器502在工件外周附近包括与阻尼件在工件中央附近的材料相比辐射系数更大的材料，而在阻尼件的外表面上不提供这样的材料，该材料可整体地设置在阻尼件500的内部。在此实施方式中，材料的辐射系数可通过向阻尼件500的材料中添加合适的掺杂物(在此实施方式中为石英)以连续或离散的方式在空间上变化，而产生穿过整个阻尼件的所需的辐射系数的构型。

若需要，阻挡设备503可设置成位于工件外周的径向外部的竖直上方，定位在辅助加热器502的上方。阻挡设备503可包括反射面，以保护辅助设备502不受闪光灯110所产生的辐照闪光的辐射，并且还从工件的边缘区域将额外的热辐射反射回到工件。

参照图1和6，根据本发明第五实施方式的装置的工件平板在图6中总体上以600示出。在此实施方式中，阻尼件606与工件104之间的距离或缝隙620是可调节的。在此方面，缝隙的可调节性是有利的，不仅可调节所产生的阻尼力(或补偿环境压力的变化)，而且可处理热耦合问题，并考虑了在预加热、表面加热和下述的冷却过程中的工件支撑的优化定位。

热耦合问题往往在预加热和后续的冷却阶段中而非在快速辐照闪光阶段中是主要关注的。若工件104通过以弧光灯108辐照其背侧112而预加热(如图1所示)，则取决于其预加热的速率，背侧112趋于具有略微高于设备侧114的温度，因而，背侧112的热膨胀大于设备侧114的热膨胀，使得工件略微热弯曲，工件的中央区域向下朝向相对较凉的阻尼件106运动。由于通过缝隙120中的环境气体从工件到阻尼件106的热传导速率与工件距阻尼件的距离成反比，工件向下弯曲的中央区域与工件的外部区域相比以更高的速率传导热量，因而，工件的中央区域变得比其外部区域凉。需要理解的是，因为其在工件中产生热梯度和应力，这样温度不均匀性是所不希望的。

相反地，若工件104从上方加热(例如通过使用图1中示出的闪光灯110以连续或以DC模式来预加热工件，然后通过闪光灯110使电容组放电用以闪光)，则所产生的热弯曲趋于沿相反方向出现，即工件的中央部分略微向上运动而远离阻尼件，并且工件的外边缘运动靠近阻尼件106。在此情况下，因为在预加热中接受闪光灯110的辐照，设备侧114已比工件的背侧112略热。由于背侧112的外边缘在此热弯曲作用下运动而靠近阻尼件106，从背侧112的外边缘到阻尼件106的热传导速率增加，因而设备侧和背侧之间的温差变得更大，引起热弯曲效应进一步加重。此外，因为外边缘相对于工件的其余部分较凉，因此该外边缘趋于收缩，这又迫使工件的热膨胀中心更进一步地热弯曲。从而，工件弯曲越大，从工件边缘到阻尼件的热传导越大，这又导致进一步弯曲并且在边缘处产生更大的热传导损失。在此情况下，可能出现热耗散，并可能在工件中产生过大的温度不均匀性。取决于不均匀性的大小，这些不均匀性会损坏工件或甚至使工件断裂。这样的热耦合和热耗散效应在辐照闪光之后的后续冷却过程中也可能出现。

已发现这样的热耦合和热耗散效应通常发生得较慢。例如，在某些特定的应用中，已发现这样的热耦合和热耗散效应不是在1×10²ms量级的时间标度内出现，而是可在1×10³ms或更长量级的时间标度内发生。由于由闪光本身所诱导的工件快速运动出现得太快，以至于这些效应不能出现，因此主要在辐照闪光之前的预加热阶段中和其后的后续冷却阶段中考虑这些效应，。

为了处理这样的热耦合和热耗散问题，在此实施方式中，图6中示出的工件104与阻尼件106之间的距离是可调节的。更具体地，在此实施方式中，阻尼件与工件之间的距离可在预加热阶段所采用的第一距离和辐照闪光及此后的运动阻尼阶段所采用的小于第一距离的第二距离之间调节。在此实施方式中，第一距离为至少2mm。更具体地，在此实施方式中，第一距离约为1cm。也是在此实施方式中，第二距离足够小而使得阻尼件与工件之间的气体压力在辐照闪光及运动阻尼阶段中对抗工件的运动。在此实施方式中，第二距离约为1.5mm。可选地，可以例如约1mm的其它距离替代。在此实施方式中，阻尼件与工件之间的距离还可调节到在跟随运动阻尼阶段之后的冷却阶段中所采用的大于第二距离的第三距离。在此实施方式中，第三距离为至少2mm。而且，由于第三距离大于第二距离，冷却阶段中阻尼件与工件之间的热耦合效应也得以减小。由此考虑，在辐照闪光和运动阻尼阶段希望阻尼件靠近工件，以在辐照闪光过程中及紧接着辐照闪光的过程中提供合适的阻尼力，然而，这样的阻尼力在预加热和冷却阶段不是必需的。因此，在此实施方式中，工件104在预加热和后续的冷却阶段中保持在与辐照闪光及紧接着辐照闪光的阶段相比距阻尼件606更大距离处，从而，在预加热和冷却过程中通过减小由缝隙620的传导速率而减小了热耦合效应。

为达此目的，在此实施方式中，工件104起初由多个可调节的支撑件支撑，例如图6中以602所示出的。为了调节工件104与阻尼件606之间的间隔，工件平板600包括马达604，其在此实施方式中为步进马达。马达604连接于一三维(3D)凸轮608，该凸轮大致为盘形但具有连续变化的高度，该高度变化范围为从凸轮608一侧的最大高度到该凸轮另-侧的最小高度。凸轮608的边缘接触并支撑凸轮从动件612的支承610，该凸轮从动件连接于可调节的支撑件602上。从而，马达604的旋转运动由凸轮608转换为凸轮从动件612的竖直运动及由此的支撑件602和工件104的竖直运动。

因而，在此实施方式中，与辐照闪光和运动阻尼阶段相比，工件104在预加热阶段被支撑于阻尼件606上方明显更大的高度处，以减小预加热中的热耦合效应。更具体地，在此实施方式中，工件104在预加热阶段支撑在阻尼件上方第一距离处，在此实施方式中该第一距离为大于2mm。仍然更具体地，在此实施方式中该第一距离1cm量级。紧挨着辐照闪光之前，马达604致动而将工件104降低至阻尼件606上方的较低高度——即第二距离，在此实施方式中该第二距离是1.5mm量级，以提供所需的阻尼力来对抗闪光过程中及紧随着闪光的过程中的热诱导运动。具体来说，在整个运动阻尼阶段的过程中保持第二距离，即直到在闪光过程后已过去足够的时间而使得由闪光诱导的工件运动已经得以充分阻抑并且不需要进一步的阻抑。在此实施方式中，运动阻尼阶段可在闪光之后持续十分之一秒的时间，或甚至在闪光之后持续一秒的时间，但优选在闪光之后持续时间不大于一秒，以防止过度的热耦合效应发生。在运动阻尼阶段的最后，马达604再次致动，以抬高工件104至阻尼件上方的第三距离处，其在此实施方式中该第三距离与第一距离相同，为1cm量级。可选地，第三距离可根据需要而与第一距离不同。同样地，第一、第二及第三距离都可按照需要根据所讨论的应用场合而连续地或离散地变化。在此实施方式中，第一和第三距离优选地足够大而防止过度热耦合和热耗散效应，而第二距离优选选择成尽可能地小(从而提供最大的运动阻尼力)，并由此选择成不大于防止工件实际碰撞阻尼件或由于过度的阻尼力而断裂所必需的距离。

有利地，这样的方法使得可对支撑距离进行选择，以提供最大化可获得的运动阻尼力并同时最小化所不希望的热耦合效应的最优平衡。例如，在此实施方式中，在预加热阶段中不需要运动阻尼，因而在此阶段将工件支撑在阻尼件上方至少2mm处，从而减小了所不希望的热耦合和热耗散效应。相反，在辐照闪光和此后的运动阻尼阶段，需要强的运动阻尼，但是由于该阶段持续时间短，热耦合及热耗散效应不是主要的考虑因素。因而，对于闪光和运动阻尼阶段来说，将工件降低到阻尼件上方1.5mm量级的距离处，从而提供明显更大的阻尼力，而阻抑工件的闪光诱导运动，且不会经历热耦合或热耗散效应的不利情况。最后，在后续的冷却阶段，不需要运动阻尼，于是向上抬起工件回到在阻尼件上方大于2mm的距离处，从而防止过度的热耦合和热耗散效应。有效地，与辐照及运动阻尼阶段相比将工件在预加热和冷却阶段支撑在阻尼件上方较大距离处，从而使得运动阻尼阶段的分离或缝隙距离可仅仅由其理想的运动阻尼效果而选择。因而，与在工件和阻尼件之间仅仅采用单一固定分离距离的实施方式相比，这样的带有可调节分离距离的实施方式使得在辐照闪光和运动阻尼阶段可使用更小的分离距离，从而在该阶段产生更大的运动阻尼力，而不会经历在固定距离的实施方式中易于出现的过度热耦合及失控效应的不利情况。

参照图2和图6，尽管工件104可在预加热和闪光阶段支撑在支撑件602和类似的支撑件上，优选地，阻尼件606包括多个支撑件——例如以630和632示出的支撑销，并且在紧挨着辐照闪光之前将工件104降低到阻尼件支撑上。支撑销630和632大致类似于图2中示出的支撑销130和132，然而，在此实施方式中，支撑销630和632的位置与支撑销130和132的位置不同。可以回想，支撑销130和132的位置选择成在预加热阶段的温度均匀性(其希望支撑销在工件外边缘处)与闪光阶段中和紧随着闪光阶段之后的工件耐久性(其希望支撑销位置进一步向内，以最小化工件质心的运动)之间实现平衡。然而，在此实施方式中，工件104在预加热过程中由可调节的支撑件602及类似的支撑件支撑，并降低到支撑销630和632及类似的销上用于闪光。从而，在此实施方式中，支撑销630和632的位置可仅仅选择为使闪光中及紧随着闪光的过程中工件的耐久性最大化。在此实施方式中，为了便于将工件104降低到支撑销630和632及类似的销上，在此实施方式中，阻尼件606包括多个例如以640示出的凹陷部，以使得该可调节的支撑件602可向下运动进入阻尼件606的平面中。

参照图7，根据本发明第六实施方式的工件平板以700示出。正如前述实施方式中的那样，工件104与改进的阻尼件706之间的缝隙720是可调节的。为实现此目的，工件平板700包括致动器702，其在此实施方式中包括一个两步式可控线性致动器。更具体来说，该致动器702可例如包括一个音圈致动器或一个微型线性(nanomuscle)致动器(形状记忆合金致动器)，然而可以其它类型的致动器替代。该致动器702通过直线式连杆机构704与支撑件708连通，在此实施方式中其包括石英棒。该直线式连杆机构704将致动器的大致水平运动转换成支撑件708末端的竖直运动。改进的阻尼件706包括例如以730和732示出的支撑销和多个例如以740示出的凹陷部，其与图6中示出的支撑销630和632及凹陷部640类似。

可选地，或可添加地，工件与阻尼件之间的缝隙可通过移动阻尼件而进行调节。例如，参照图8，根据本发明第七实施方式的工件平板和阻尼件总体上分别以800和806示出。阻尼件806包括类似于本文前面所描述的阻尼件的石英板，然而在此实施方式中阻尼件806附装于活动门(未示出)上，以允许阻尼件806可以竖直上下地移动。也是在此实施方式中，工件104自身是可移动的，因为其由多个例如由802示出的支撑件支撑。在此实施方式中，支撑件802包括一个石英棒，并通过连接臂808而连接到螺线管致动器804上，以允许支撑件802可绕枢转点810进行可控制的枢转运动。在此实施方式中，阻尼件806还包括多个例如以840示出的凹陷部，其与图6和7中以640和740示出的凹陷部类似。

再参照图6～8，在采用了例如以602、708和802示出的可移动支撑件及例如以630、632、730、732、830和832示出的固定支撑件的组合的实施方式中，当工件104受到辐照闪光并同时支撑在固定支撑件上时，优选的是，防止工件104实际碰撞到可移动支撑件。为实现此目的，优选的是，图6～8中示出的凹陷部640、740和840足够深，以将可移动支撑件容纳在其中，分别与工件平板600、700和800的上表面平齐或略低。可选地，该凹陷部可以穿过工件平板限定的竖直槽代替，以使得可移动支撑件可穿过整个工件平板向下移动。

可选地，或可添加地，若需要，可提供水平缩回部件，以使可移动支撑件可在辐照闪光之前水平向外地缩回。在此实施方式中，工件在预加热过程中可支撑在可移动支撑件上，而后降低到固定支撑件上，此时可移动支撑件可紧挨着辐照闪光之前水平向外缩回。然后，工件可受到辐照闪光，且在所产生的热诱导运动已经得以适当阻抑之后，所述可移动支撑件可径向向内延伸而接合工件的下表面并将其抬离固定支撑件。紧挨着辐照闪光之前以此方式缩回可移动支撑件，这防止了工件的边缘在由闪光所诱导的热弯曲过程中碰撞可移动支撑件，从而防止损坏工件和可移动支撑件。

尽管图6～8中描述的实施方式通过使用(例如以602、708和802示出的)可移动支撑件和(例如以630、632、730、732、830和832示出的)固定支撑件的组合来实现阻尼件与工件之间的缝隙的可调节性，可选地，可以其它可实现该可调节性的方式替代。例如，可将单组细长支撑件(未示出)延伸穿过阻尼件自身，并且其是可延伸且可缩回的，以改变工件支撑在阻尼件处的高度。

此外，若需要，可提供使工件回到中心位置的部件(未示出)。在此方面，根据辐照闪光的量级及持续时间以及闪光阶段中工件与阻尼件之间的缝隙，工件可从其起始位置因闪光而水平移动。若这出现在采用可移动支撑件将工件从其距阻尼件的第一距离(用于预加热阶段)移动到其第二距离(用于辐照闪光和运动阻尼阶段)，则工件的水平移动可使得在将可移动支撑件移回重新接合工件而将工件移动到其第三距离(用于冷却阶段)时，使工件与可移动支撑件错开。因此，为了确保工件与可移动支撑件正确地对齐，以允许将其抬离固定支撑件，可提供一个或多个使工件回到中心位置的部件(未示出)。例如，使工件回到中心位置的部件可包括三个或不同数目竖直取向的石英棒，在辐照闪光及运动阻尼阶段后，其从工件平板径向向内移动而接合工件的外周并使其回到中心位置。可选地，可提供例如上述美国专利申请公开US 2004/0178553 A1好中披露的侧部支撑件，以将工件保持在所需的水平位置范围内。若提供了，则这样的侧部支撑件优选地选择并构造成避免与工件不适当的猛烈冲撞，以防止破坏工件。例如，可选择柔性光纤侧部支撑件，且该柔性光纤侧部支撑件可与工件的边缘径向向外地隔开设置，然而可选地，可以其它类型及构造的侧部支撑件替代。

参照图1和9，根据本发明第八实施方式的阻尼件以900示出。在此实施方式中，阻尼件900大致与图1中示出的阻尼件106类似，并包括一个石英板。然而，在此实施方式中，阻尼件900构造成施加一个在空间上变化的阻尼力。为实现此目的，在此实施方式中，阻尼件包括一个平板，该平板具有多个限定在其内的凹陷部904，以使得各凹陷部附近的阻尼力比远离凹陷部的阻尼力小。在此方面，需要理解的是，在所述凹陷部附近，若工件104突然朝向或远离阻尼件900运动，则在凹陷部自身内所添加的环境气体在紧挨着凹陷部的附近区域产生了一个较小比例的压力变化。因而，例如凹陷部904的凹陷部可设置在所需阻尼力略低的任意位置处。

可选地，可以提供在空间上变化或随时间变化的阻尼力的其它方式替代。例如，在本发明的另一示例性的实施方式中，一种改进的阻尼件可包括静电吸盘阻尼板(未示出)。该阻尼板的上表面上具有介电材料层。更具体地，在此实施方式中，介电材料包括Al₂O₃，其其带有适当的掺杂物以使其具有半导体特性(例如Al₂O₃中注入SiC微粒)，然而可选地，可以其它介电材料替代。在此实施方式中，静电吸盘阻尼板是不可穿透的(opaque)，并且工件的预加热可通过由上方辐照工件实现或通过使得阻尼板自身用作热板而实现。静电吸盘阻尼板包括多个可变静电力发生器。更具体地，该力发生器包括多个安装在介电材料内不同位置的电极对，各个电极的电压是可单独控制的。仍然更具体地，在此实施方式中，各个电极对均构造成用作双极型Johnson Rahbek静电吸盘力发生器。可选地，可以其它合适的静电吸盘电极构造替代，例如双极型Coulomb静电吸盘构造。工件104由多个从阻尼件向上延伸的支撑销支撑在阻尼件上方，并且由各个电极施加到工件上的向下的静电力可通过控制施加到电极上的电压而单独控制。在此实施方式中，至少一些电极对设置成从支撑销径向向内，并且至少一些电极对设置成从支撑销径向向外。

这样的静电吸盘阻尼件可有利地构造成响应于工件的运动而将静电力施加到工件上。根据该实施方式的装置优选包括构造用于检测工件运动的检测器。从而，在预加热中，若出现轻微的热弯曲或其它变形，则位于工件下方离阻尼板最远的电极对的电压相对于位于工件下方较近部分的电极对的电压被升高，从而易于使工件变平进而减小温度不均匀性，否则，该温度不均匀性将由阻尼板与变形的工件的最近部分之间的增大的热耦合而产生。

一般而言，在此实施方式中，各个可变静电力发生器是选择性地可控制的，以在工件热诱导运动之前使工件静电变形到所希望的形状。尽管在前面讨论的例子中，所希望的形状是平坦的形状，以减小热耦合，但可选地，所希望的形状可以是非平面的。例如，在紧挨着闪光之前，可选择性地控制电极对而将工件预变形成所需形状，例如中心隆起的弯曲形状，以减小闪光产生的应力，或可选地，为中心降低的弯曲形状，以减小闪光产生的热诱导运动的大小。

此外，在闪光及此后紧接着的运动阻尼阶段中，当工件104热弯曲并开始颤动时，可连续选择性控制电极对，在工件隆起时，从支撑销径向向内增加电极对的电压，以工件中央处提供更大的向下阻尼力，而相反，在工件中心下降时，从支撑销径向向外增加电极对的电压，以在工件边缘提供更大的向下阻尼力。这样的控制可通过与工件运动检测器通信的计算机在一个封闭的控制循环中实现。

参照图2和10，根据本发明第九实施方式的阻尼件在图10中总体上以1000示出。在此实施方式中，阻尼件1000包括一个总体上以1004示出的环形凹陷部，其限定在阻尼件1000的表面内，并且环形凹陷部1004构造成在热诱导运动期间将工件104的外边缘容纳于其中。在此方面，在此实施方式中，工件104的热诱导运动可包括工件外边缘的热诱导卷曲，例如工件的外周区域(如外部1～2cm)最初急剧向下卷曲，如前所述。因此，环形凹陷部1004用于容纳工件卷曲的外边缘。在此实施方式中，阻尼件1000大致类似于图2中示出的阻尼件106，但已改为包括有环形凹陷部1004，环形凹陷部1004限定在阻尼件1000的上表面1006中。在此实施方式中，若工件104外边缘出现这样的边缘卷曲，则工件104的外周或边缘可以向下卷曲到环形凹陷部1004中，而不会与阻尼件1000本身发生实际碰撞。通过阻止此类实际接触，避免了对工件的潜在损坏。此外，环形凹陷部1004使得阻尼件1000和工件104之间的间距或缝隙120的高度减小至更小的间距，从而提供了更大的阻尼力来阻抑工件后续的振动和颤动。

在本实施方式的变化形式中，阻尼件可透过辐射线并且工件通过由预加热设备穿经阻尼件发射辐射而进行预加热，可选择环形凹陷部1004的物理尺寸和曲率来实现所需的光学效应。例如，环形凹陷部1004的尺寸、形状及其它特性(例如反射系数、透射系数、辐射系数)可构造成产生透镜化效应而将额外的辐照传递到工件的外周区域，以补偿边缘效应，即，由于具有较大的表面积与体积的比，工件在其边缘附近通过辐照损失更多热能的趋势。在为此设计环形凹陷部1004的尺寸及形状时，优选地也考虑其它相关热传递特征，包括例如：环形凹陷部的深度及其构造的改变对阻尼件与工件的外周区域之间的热传导速率的影响。

在此实施方式中，环形凹陷部1004深度为1～5mm量级，并从工件的外周或边缘径向向内地延伸1～2cm量级的距离。可选地，可以其它尺寸和构造替代，或者容纳工件的热诱导运动、或者实现所需的透镜化效应、或者两者都实现。

更一般地，尽管已经描述并解释了本发明的特定实施方式，所述实施方式应该被认为只是对本发明的解释而不是限制本发明，对其的解释应根据所附的权利要求。

Claims (66)

1.一种装置，包括：

a)工件加热系统，其构造成热诱导工件的运动；和

b)阻尼件，其与工件隔开设置并构造成施加阻尼力以阻抑工件的运动。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述阻尼件与工件的静止位置隔开足够小而使得阻尼件与工件之间的气体压力对抗工件的运动的距离。

3.如权利要求2所述的装置，其中，所述工件包括半导体晶片，并且其中，所述阻尼件包括与该晶片隔开设置的阻尼板。

4.如权利要求3所述的装置，其中，所述阻尼板与所述晶片的静止位置隔开1mm量级的距离。

5.如权利要求4所述的装置，其中，所述阻尼板与所述晶片的静止位置隔开大于1.5mm的距离。

6.如权利要求4所述的装置，其中，所述阻尼板与所述晶片的静止位置隔开小于3mm的距离。

7.如权利要求4所述的装置，其中，所述阻尼板与所述晶片的静止位置隔开1.5～3mm的距离。

8.如权利要求3所述的装置，还包括构造成将晶片支撑在阻尼板的上方的支撑系统。

9.如权利要求3所述的装置，还包括构造成将晶片支撑在阻尼板的下方的支撑系统，其。

10.如权利要求2所述的装置，其中，所述阻尼件包括第一和第二阻尼件，还包括构造成将晶片支撑在第一阻尼件的上方、第二阻尼件的下方的支撑系统。

11.如权利要求3所述的装置，其中，所述阻尼板包括环形凹陷部，该环形凹陷部限定在该阻尼板的表面内并构造成在所述热诱导运动期间容纳晶片的外边缘。

12.如权利要求1所述的装置，其中，所述工件加热系统包括构造成辐照所述工件的辐照系统。

13.如权利要求12所述的装置，其中，所述辐照系统包括至少一个辐照闪光设备，该辐照闪光设备构造成将所述工件暴露于辐照闪光下。

14.如权利要求13所述的装置，其中，所述辐照闪光设备包括闪光灯。

15.如权利要求13所述的装置，其中，所述辐照闪光设备包括微波脉冲发生器。

16.如权利要求13所述的装置，其中，所述阻尼件放置在所述至少一个辐照闪光设备与所述工件之间，并且所述阻尼件能够透过至少一些波长的辐照闪光。

17.如权利要求2所述的装置，其中，所述阻尼件包括窗口。

18.如权利要求17所述的装置，其中，所述阻尼件包括石英窗口。

19.如权利要求2所述的装置，还包括辅助加热器，该辅助加热器构造成向所述阻尼件供应辅助热能。

20.如权利要求19所述的装置，其中，所述辅助加热器包括设置在所述工件的外周区域附近的电阻加热器。

21.如权利要求19所述的装置，其中，所述辅助加热器在所述工件的外周区域附近包括与工件中央附近的阻尼件的材料相比具有更高辐射系数的材料。

22.如权利要求13所述的装置，其中，所述辐照系统还包括预加热系统，该预加热系统构造成在所述辐照闪光之前的预加热阶段预加热所述工件。

23.如权利要求22所述的装置，其中，所述阻尼件与工件之间的距离是可调节的，用以调节阻尼力。

24.如权利要求22所述的装置，其中，所述阻尼件与工件之间的距离在至少一第一距离和一第二距离之间是可调节的，其中该第一距离用于所述预加热阶段，该第二距离小于该第一距离并用于所述辐照闪光及此后的运动阻尼阶段。

25.如权利要求24所述的装置，其中，所述第一距离为至少2mm。

26.如权利要求24所述的装置，其中，所述第二距离足够小而使得所述阻尼件与工件之间的气体压力在所述辐照闪光及运动阻尼阶段中对抗所述工件的运动。

27.如权利要求26所述的装置，其中，所述第二距离约为1mm。

28.如权利要求26所述的装置，其中，所述第二距离约为1.5mm。

29.如权利要求26所述的装置，其中，所述第二距离小于2mm。

30.如权利要求24所述的装置，其中，所述阻尼件与工件之间的距离在所述第一距离、第二距离和第三距离之间是可调节的，该第三距离大于所述第二距离并用于跟随于运动阻尼阶段之后的冷却阶段。

31.如权利要求30所述的装置，其中，所述第三距离为至少2mm。

32.如权利要求2所述的装置，其中，所述阻尼件构造成施加在空间上变化的阻尼力。

33.如权利要求32所述的装置，其中，所述阻尼件包括平板，该平板内限定有多个凹陷部，使得各凹陷部附近的阻尼力小于远离凹陷部处的阻尼力。

34.一种装置，包括：

a)用于热诱导工件的运动的装置；和

b)用于施加阻尼力以阻抑所述工件的运动的装置，所述用于施加阻尼力的装置与所述工件隔开设置。

35.一种方法，包括：

a)热诱导工件的运动；和

b)施加阻尼力以阻抑所述工件的运动，且一阻尼件与所述工件隔开设置。

36.如权利要求35所述的方法，其中，施加阻尼力包括使阻尼件与工件之间保持足够小而使得该阻尼件与工件之间的气体压力对抗工件的运动的距离。

37.如权利要求36所述的方法，其中，所述工件包括半导体晶片，并且所述阻尼件包括与该晶片隔开设置的阻尼板。

38.如权利要求37所述的方法，其中，所述保持包括将所述阻尼板保持在与晶片的静止位置相距1mm量级的距离处。

39.如权利要求38所述的方法，其中所述保持包括将所述阻尼板保持在与晶片的静止位置相距大于1.5mm的距离处。

40.如权利要求38所述的方法，其中所述保持包括将所述阻尼板保持在与晶片的静止位置相距小于3mm的距离处。

41.如权利要求38所述的方法，其中，所述保持包括将所述阻尼板保持在与晶片的静止位置相距1.5～3mm的距离处。

42.如权利要求37所述的方法，其中，所述保持包括将晶片支撑在阻尼板的上方。

43.如权利要求37所述的方法，其中，所述保持包括将晶片支撑在阻尼板的下方。

44.如权利要求36所述的方法，其中，所述阻尼件包括第一和第二阻尼件，且所述保持包括将晶片支撑在第一阻尼件的上方、第二阻尼件的下方。

45.如权利要求37所述的方法，还包括在所述热诱导运动过程中将晶片的外边缘容纳在限定于阻尼板的表面内的环形凹陷部中。

46.如权利要求35所述的方法，其中，所述热诱导运动包括将所述工件暴露于辐照闪光下。

47.如权利要求46所述的方法，其中，所述暴露包括将所述工件暴露于由闪光灯所产生的辐照闪光下。

48.如权利要求47所述的方法，其中，所述暴露包括将所述工件暴露于由微波脉冲发生器所产生的辐照闪光下。

49.如权利要求46所述的方法，其中，所述阻尼件能够透过至少一些波长的辐照闪光，并且其中，所述辐照包括穿过所述阻尼件将至少一些辐照闪光发射到所述工件。

50.如权利要求36所述的方法，其中，所述阻尼件包括窗口。

51.如权利要求50所述的方法，其中，所述窗口包括石英窗口。

52.如权利要求36所述的方法，还包括向所述阻尼件供应辅助热能。

53.如权利要求52所述的方法，其中，所述供应包括向设置在所述工件的外周区域附近的电阻加热器供应电流。

54.如权利要求52所述的方法，其中，所述供应包括对位于所述工件外周区域附近、与工件中央附近的阻尼件的材料相比具有更高的辐射系数的材料进行辐照。

55.如权利要求46所述的方法，还包括在所述辐照闪光之前的预加热阶段预加热所述工件。

56.如权利要求55所述的方法，还包括调节所述阻尼件与工件之间的距离。

57.如权利要求55所述的方法，还包括在预加热阶段在所述阻尼件与工件之间保持第一距离，并且在辐照闪光及此后的运动阻尼阶段在所述阻尼件与工件之间保持小于该第一距离的第二距离。

58.如权利要求57所述的方法，其中，所述保持第一距离包括在预加热阶段将所述阻尼件与工件之间保持为至少2mm的距离。

59.如权利要求58所述的方法，其中，所述保持第二距离包括在所述辐照闪光及运动阻尼阶段将所述阻尼件与工件之间的距离保持为足够小而使得阻尼件和工件之间的气体压力对抗工件的运动。

60.如权利要求59所述的方法，其中，所述保持第二距离包括在辐照闪光及运动阻尼阶段于所述阻尼件与工件之间保持约为1mm的距离。

61.如权利要求59所述的方法，其中，所述保持第二距离包括在辐照闪光及运动阻尼阶段于所述阻尼件与工件之间保持约为1.5mm的距离。

62.如权利要求59所述的方法，其中，所述保持第二距离包括在辐照闪光及运动阻尼阶段于所述阻尼件与工件之间保持小于约2mm的距离。

63.如权利要求57所述的方法，还包括在跟随运动阻尼阶段之后的冷却阶段中在所述阻尼件与工件之间保持大于所述第二距离的第三距离。

64.如权利要求63所述的方法，其中，所述保持第三距离包括在冷却阶段于所述阻尼件与工件之间保持至少2mm的距离。

65.如权利要求36所述的方法，其中所述施加包括施加在空间上变化的阻尼力。

66.如权利要求65所述的方法，其中，所述阻尼件包括平板，该平板内限定有多个凹陷部，使得各凹陷部附近由气体压力变化产生的阻尼力小于远离凹陷部处的阻尼力。

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