[发明专利]一种高产率的激光热处理装置和方法

权利要求书

1.一种高产率的激光热处理装置，其特征在于，所述高产率的激光热处理装置为由三个工艺处理腔及各自附属的进出片机构组成；在工艺处理腔(8)内，在顶杆(5)顶部为片托(4)，在工艺处理腔(8的外壁上部盘绕加热炉丝(1)，下部盘绕冷却液管(2)，这样在加热炉丝和冷却液管的共同作用下，在工艺处理腔(8)内部造成上热下冷的稳定温度场；

在工艺处理腔(8)的底端(7)中心设置顶杆(5)进入到工艺处理腔中的通道孔(6)；

所述工艺处理腔(8)的底端固定机械手(10)，机械手(10)执行送片和取片就是从这里进出；

所述工艺处理腔(8)的顶端设置透过激光束(9)的透明窗(3)，激光束(9)透过透明窗(3)对晶圆片的表面进行扫描处理；

2.根据权利要求1所述一种高产率的激光热处理装置，其特征在于，所述加热炉丝和冷却液管均为根据圆柱腔体内部从上至下递减的温度场分布分别分段盘绕或疏密渐变盘绕。

3.根据权利要求1所述一种高产率的激光热处理装置，其特征在于，所述加热炉丝可以为分组的高频感应加热线圈。

4.根据权利要求1所述一种高产率的激光热处理装置，其特征在于，所述三个工艺处理腔成品字型布置，每个工艺处理腔均配置一个取送片的机械手，位于工艺处理腔的底端。

5.一种权利要求1所述高产率的激光热处理装置对晶圆片进行激光热处理的方法，具体步骤如下：

(1)开启激光器，等待激光器输出稳定，对晶圆片表面进行扫描；同时对各工艺处理腔(8)的加热炉丝(1)施加电功率，给底端冷却液管(2)通冷却液，在各工艺处理腔(8)中建立起稳定的渐变温度场；

(2)以第一个工艺处理腔所配置的机械手(10)将一片晶圆片送入工艺处理腔；由工艺处理腔中顶杆(5)的片托(4)接过晶圆片，并且带着晶圆片逐渐上升到工艺处理腔的顶端，这一过程中，晶圆片温度逐渐升高，为晶圆片辅助加热的阶段；

(3)晶圆片到达工艺处理腔顶端，待晶圆片预热的温度稳定后，激光束(9)移动到此工艺处理腔上方，采用激光光束二维扫描移动的方式，透过透明窗(3)对晶圆片表面进行辐照处理，与此同时，在第二个工艺处理腔中，送入另外一片晶圆片，并进行预热；

(4)激光处理结束后，顶杆(5)慢速下降，晶圆片温度逐渐降低、冷却；在晶圆片逐渐冷却的同时，第二个工艺处理腔中的晶圆片已经预升温稳定，所以此时可以进行激光辐照的处理，并在第三工艺处理腔中送入一片晶圆片进行预热；

(5)对于第一个工艺处理腔中完成冷却的晶圆片，由该工艺处理腔的机械手取出，随后仍由该机械手送入新的一片待处理晶圆片，执行后续处理；

(6)如上的过程反复接力进行，激光光束在三个工艺处理腔上方轮转，不间断地对晶圆片进行热处理，因此，由于对热处理激光源的利用是不停歇的，这样模式下的激光热处理能够提供高的生产效率。