[发明专利]激光热处理装置和处理方法

说明书

本发明提供了一种激光热处理装置，包括：激光器、光源调整模块、工件台模块和工件旋转模块，所述工件旋转模块安装在所述工件台模块上，所述激光器发出的光经所述光源调整模块调整后形成光斑，所述工件台模块带动工件接收所述光斑，所述工件旋转模块配置为带动所述工件旋转以使所述光斑照射区域覆盖所述工件的待处理区域。本发明还提供了一种激光热处理装置和处理方法,通过工件旋转模块带动工件旋转实现对工件的激光热处理，产率将直接和工件台转速，以及旋转的圈数直接相关，提升了热处理效率。

技术领域

本发明涉及激光热处理领域，尤其是一种激光热处理装置和处理方法。

背景技术

激光热处理应用越来越广泛，主要领域包括：IC前道USJ、TFT的LTPS 激光晶化、IGBT背面退火和LED激光剥离等新兴应用领域。各应用领域工艺不同，对设备的需求也存在着差异。

IGBT作为新型功率半导体器件又称绝缘栅双极型晶体管，是功率半导体器件第三次技术革命的代表性产品，广泛应用于轨道交通、航空航天、船舶驱动、智能电网、新能源、交流变频、风力发电、电机传动、汽车等强电控制等产业领域。它问世近三十年，已做到8吋硅晶片、6500伏的高水平。国内IGBT行业与国外相比还存在巨大差距，主要是芯片生产技术上，包括芯片设计、制造和封装环节。特别是IGBT制造工艺虽与集成电路有相似之处，但集成电路厂没有功率电子的生产工艺。设计思路也不一样。单就承受电压来说要达到数千伏，硅片厚度减薄至40μm及以下，远远超过了集成电路，需要专门对应开发的背面工艺设备，如高能离子注入，激光退火设备，Taiko减薄设备，质子辐照设备等。针对背面工艺的不断优化过程，也是新材料、新工艺不断被研究、开发和拓展的过程。

高亮度垂直结构LED激光剥离是近年来新开发的激光应用。通常情况下，蓝光/绿光LED是由几微米厚的氮化镓(GaN)薄膜在蓝宝石衬底上外延生长形成的。一些LED的制造成本主要取决于蓝宝石衬底本身的成本和划片—裂片加工成本。对于传统的LED倒装横向结构，蓝宝石是不会被剥离的，因此，阴极和阳极都在同一侧的氮化镓外延层(EPI)。这种横向结构对于高亮度LED有几个缺点：材料内电流密度大、电流拥挤、可靠性较差、寿命较短；此外，通过蓝宝石的光损很大。设计人员通过激光剥离(LLO)工艺可以实现垂直结构的LED，它克服了传统的横向结构的各种缺陷。垂直结构LED可以提供更大的电流，消除电流拥挤问题以及器件内的瓶颈问题，显著提高LED的最大输出光功率与最大效率。

传统激光热处理是采用H型工件台搭载带E-pin(吸附支架)的吸盘，工件台进行XY方向移动，激光头不动，受限于晶圆弧形边缘，采用同步小光斑Y 向扫描，X向步进方案，传统线性扫描的产率受限于光斑大小以及激光光斑重叠率设置，对于8寸硅片产率约20片/小时，产率较低，整个热处理过程的瓶颈时间即热处理扫描时间。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种激光热处理装置和处理方法,以解决现有激光热处理工艺产率较低的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种激光热处理装置，包括：激光器、光源调整模块、工件台模块和工件旋转模块，所述工件旋转模块安装在所述工件台模块上，所述激光器发出的光经所述光源调整模块调整后形成光斑，所述工件台模块带动工件接收所述光斑，所述工件旋转模块配置为带动所述工件旋转以使所述光斑照射区域覆盖所述工件的待处理区域。

进一步地，所述工件设置在所述工件旋转模块上，且配置为与光斑入射方向垂直。

进一步地，所述工件为圆形，所述工件旋转模块的旋转轴与所述工件圆心所在轴同轴设置。

进一步地，所述光斑尺寸等于工件的直径或半径。

进一步地，所述光源调整模块包括配置为产生线性平顶光斑的线性调整组件。

进一步地，所述光源调整模块还包括光斑补偿组件，所述光斑补偿组件配置为对光斑能量进行能量补偿以使得在工件被处理的表面上光斑能量均匀分布。