一种冷却装置以及激光退火设备的制作方法

本申请涉及半导体制造，特别涉及一种冷却装置以及激光退火设备。

背景技术：

1、在使用激光退火(laser spike anneal)设备对晶圆进行退火时，晶圆在工艺腔室中进行激光退火的温度达到几百摄氏度，激光退火之后，需要对晶圆进行降温处理，通常是将晶圆转移至冷却装置，使其从几百度的高温状态降至室温，例如从600℃降温至25℃。如图1为一种激光退火设备的结构示意图，晶圆在工艺腔室11中进行激光退火后，通过机械臂12转移至冷却装置13中进行冷却。

2、降温过程中，晶圆受应力影响易出现晶圆形变或碎片的情况，如果无法及时检测到，形变大的晶圆在后续传递到晶圆盒(foup)中时会使晶圆表面产生刮伤，晶圆盒与晶圆刮擦产生的颗粒则会污染整盒晶圆；此外，未完全破碎的晶圆被机械手传输到晶圆盒后需要经天车继续进行传输，传输过程中的震荡会导致晶圆从卡槽脱落，导致整个晶圆盒的晶圆报废。如图2为晶圆盒中变形或者断裂晶圆的结构示意图，图2中1为晶圆形变较大发生弯曲时与晶圆盒刮擦产生的污染物颗粒，2为晶圆发生断裂时的结构示意。

3、为了解决上述问题，当前是用机械手上的传感器对晶圆进行检测，但机械手上的传感器仅能检测出晶圆是否存在，无法检测出晶圆异常，例如晶圆形变很小或者晶圆存在很小裂痕，晶圆依然与机械手正确接触或者晶圆并未完全碎裂的情况下，机械手上的传感器无法检测到。

4、因此，有必要改进激光退火设备的冷却装置，以及时监测晶圆变形碎裂等异常情况，避免产生大量产品报废等问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种冷却装置，以及时监测晶圆在冷却过程中发生的变形碎裂等异常情况，减少晶圆报废。

2、本申请一方面提供一种冷却装置，设置在半导体设备中，包括：支座，用于承托待冷却的晶圆；以及多个传感器，设置在所述支座的上方，所述传感器向所述晶圆表面发射入射光并接收从所述晶圆表面反射回的反射光，并探测所述反射光的光强。

3、本申请一些实施例中，所述的冷却装置还包括盖板，所述盖板位于所述支座的上方，且所述盖板中设置有与所述传感器数量适配的多个通孔，所述传感器设置在所述通孔中。

4、本申请一些实施例中，所述传感器包括第一传感器和多个第二传感器，多个所述第二传感器环绕所述第一传感器设置。

5、本申请一些实施例中，所述第一传感器与所述晶圆的圆心对齐，所述第二传感器环绕所述第一传感器均匀分布。

6、本申请一些实施例中，所述第二传感器在所述晶圆表面的投影落在所述晶圆半径100mm～150mm之间的区域。

7、本申请一些实施例中，所述传感器与所述晶圆表面的最小间距为2cm～10cm。

8、本申请一些实施例中，所述传感器为反射型光纤传感器。

9、本申请一些实施例中，所述的冷却装置还包括报警装置，所述报警装置与所述多个传感器电连接，所述传感器探测到所述光线的光强小于设定值时，所述报警装置发出警报。

10、本申请还提供一种激光退火设备，包括冷却腔室，用于容纳上述任意一项冷却装置。

11、本申请一些实施例中，所述的激光退火设备还包括机械臂，所述机械臂用于将退火腔室中的晶圆转移至所述冷却腔室。

12、本申请所述的冷却装置以及激光退火设备，能够及时监测晶圆变形碎裂等异常情况，避免产生大量产品报废等问题。

1. 一种冷却装置，设置在半导体设备中，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，还包括盖板，所述盖板位于所述支座的上方，且所述盖板中设置有与所述传感器数量适配的多个通孔，所述传感器设置在所述通孔中。

3.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述传感器包括第一传感器和多个第二传感器，多个所述第二传感器环绕所述第一传感器设置。

4.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，所述第一传感器与所述晶圆的圆心对齐，所述第二传感器环绕所述第一传感器均匀分布。

5.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，所述第二传感器在所述晶圆表面的投影落在所述晶圆半径100mm~150mm之间的区域。

6.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，所述传感器与所述晶圆表面的最小间距为2cm~10cm。

7.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，还包括报警装置，所述报警装置与所述多个传感器电连接，所述传感器探测到所述反射光的光强小于设定值时，所述报警装置发出警报。

8.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述传感器为反射型光纤传感器。

9.一种激光退火设备，其特征在于，包括冷却腔室，用于容纳如权利要求1~8任意一项所述的冷却装置。

10.根据权利要求9所述的激光退火设备，其特征在于，还包括机械臂，所述机械臂用于将退火腔室中的晶圆转移至所述冷却腔室。