[发明专利]具有隔腔和气流通路结构的半导体激光加工设备

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造设备与制造技术范围，特别涉及一种具有隔腔和气流通路结构的半导体激光加工设备。

背景技术

激光用于半导体材料的加工制造，主要的应用领域包括激光退火，激光辅助薄膜沉积，激光烧熔再结晶等。一般而言，一台半导体激光加工设备，构成了集光、机、电、热等作用功能在一身的复杂的集成化系统。所谓光，是指激光光源及其附属的光束处理光路。作为一台激光加工设备，没有激光源是不可想象的，进一步地，从加工制造的角度出发，对于激光光束质量也会提出一定的要求，激光光束要求，是通过光学元器件，对激光器出射光束的进一步的处理而得到满足的。所谓机，是指设备中的机械部件，其中主要是二维扫描移动机构。由于光束束斑面积远小于晶圆片尺寸，因此激光加工要想覆盖整个晶圆片的表面积，就只能是通过扫描方式，或者步进，或者步进加扫描的方式，使得激光束相对晶圆片移动，来实现全片的处理。所谓电，是指各运行部件串接在一起，进行设备运转自动控制的电子控制系统，包含了用户软件界面和电路板卡硬件。所谓热，主要是指辅助性的加热。对于很多激光加工来说，需要一定的衬底温度才能够进行，或者进行得更好，工艺效果更佳。此外，由于激光作用，本身有一定的热效应，也需要考虑整机设备的热源分布，气流场等的问题。

由于一台激光加工制造的设备，包含了不同的功能模块，因此从设备整体结构上考虑，就希望将不同的功能模块进行必要的区隔，使各模块各自都能够发挥最佳的作用，同时彼此之间又不互相干扰。本发明提出了一种设备整机的隔腔结构方案，以及气流在不同腔体之间流动的气路设计，能够较好地实现上述目的，特别对于热作用环节进行了重点处理，使得热效应仅针对于工艺处理，既不影响光学光路，也不影响机械部件的精确动作。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有隔腔和气流通路结构的半导体激光加工设备，其特征在于，半导体激光加工设备由相互独立的机械腔和光学腔构成，在机械腔和光学腔中间设置隔腔；在机械腔一侧的上下部分别安装上进气口和下进气口，另一侧的中部设置出气口，出气口与排风设备接通，组成气流通路，气流由低温区流向高温区，紧接着被排出设备之外，从而带走机械腔中因加工产生的热量，保证精密部件的功能不受热扰动的影响。

所述机械腔中，安装带辅助加热功能的片台、驱动片台做精确移动的移动机构，光学系统的末段从机械腔的顶部进入到机械腔中。

所述光学腔中，安装激光器，光束处理系统；光束处理系统负责对激光器出射的光束进行扩束，匀束，束斑整形和准直处理，光学处理系统的一部分向机械腔顶部延伸，这一部分称谓光学系统的末段，光学系统的末段从机械腔的顶部进入到机械腔中，经过处理后的激光光束即由此处出射，向下辐照到片台之上的晶圆片表面。

所述隔腔是机械腔和光学腔不直接相连接，在两个腔之间形成一个腔，隔腔的存在，更加强了隔离的效果，使得加热片台的热量，对于光学部件的影响，降低到了最小的程度，隔腔中进行必要的电气连线布线，由此处再分线进入到机械腔或者光学腔，对于要求较高的线路则直接进机械腔或者光学腔。

所述气流通路中的气流，由上进气口和下进气口进入，流过片台及移动机构之后，由出气口处进隔腔，并在此处接工厂排气管路，将气流所携带热量最终排出，该气流通路的热源位于中部，气流从上、下两路而来，从中部出气口排出，因此热源热量既不会向上影响光学光路末段，也不会影响移动机构，起到了很好的隔离作用。

本发明的有益效果是，通过设置不同的，相对独立的腔室结构，可以将组成半导体激光加工设备的不同功能模块分置于其中并做到相互隔离。使各功能模块都能够发挥各自最佳的效能，同时又不会互相干扰。在另一方面，各功能模块之间的协同，是通过布置于其间的电气连接，电气控制而实现的。需要强调的是，独特的气流通路，带走机械腔中因加工产生的热量，保证精密部件的功能不受热扰动的影响。由于气流沿特定的方向流动，其所携带热量，既不会影响热源上方的光学部件，也不会影响热源下方的机械驱动部件，对于光学处理和机械动作的精密性，精确性，都能够起到良好的保障作用。

附图说明

图1是具有隔腔和气流通路结构的半导体激光加工设备的示意图。

图2是图1的俯视图。

图中：1-机械腔；2-光学腔；3-机械腔和光学腔之间的隔腔；4-光学系统末段(延伸进入机械腔的部分)；5-带辅助加热功能的片台；6-上进气口；7-下进气口；8-出气口；9-厂房排风管路；10-精确移动片台的移动机构。

具体实施方式