一种微波裂片设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微波裂片设备，属于微波裂片技术领域。该设备包括硅片传送室、硅片预热腔室、硅片恒温室、微波裂片室、硅片冷却室和硅片分选区；利用本实用新型专利技术设备进行TM制程的微波裂片时，通过启动测温系统监测加热腔室内的温度，并通过控制系统控制及调节加热腔室内的温度，使微波裂片过程中各阶段的温度能够精确控制，满足硅片裂片的实际温度要求，保证制备出高质量的硅片。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及微波裂片
，具体涉及一种微波裂片设备，该设备用于TM制程的微波裂片。
技术介绍
一九八零年，IBM发展应用氧离子直接注入法(Separat1n by Implantat1nOxygen, SIMOX)来发展制作SOI材料。该制程需要植入非常高剂量的氧离子(约5 X 118/cm2)，虽然经过高温退火处理形成二氧化硅层，并以再洁净的方式去除大部分的缺陷，但仍然无法使因注入离子而造成的缺陷全部消除。到一九九二年，法国的一家以研究为导向的公司Commossariat A I’Energie Atomique使用一种薄膜转移的技术，名称为智切法(Smart Cut)，能成功地将娃单晶的薄膜转移至另一个娃基板上。此制程首先将氢离子注入于一片已生成氧化层的硅晶圆中，再与另一片硅晶圆进行键合。经高温退火处理时，注入的氢离子获得动能，而聚合成氢分子填充微裂缝中，所形成氢分子不能再以扩散离开裂缝，依PV = nRT原理，氢分子数目快速扩大，故使裂缝内压力上升，进而使微裂缝扩张形成裂缝平板及聚集成大面积裂孔，最后使得元件晶圆上下层剥离，产生薄膜并转移至基材晶圆上，形成SOI结构。TM制程是通过注入低剂量(lE16-lE17/cm2)的H+到达硅片一定深度，再通过加热微波的方式，使硅片中的H+聚集成H 2达到裂片的目的。所谓微波裂片是指以微波辐射代替传统的热源，硅片对微波能量的吸收达到一定的温度，从而使H+聚集成H 2达到使硅片裂开的效果。由于它与注氧隔离技术相比较，得到的SOI属于不同的方法，所以微波裂片技术逐渐得到更广泛的应用。但针对微波裂片这个过程，目前国内还没有研究出微波裂片的设备及方法，现有微波裂片过程都是在实验室中进行，每次只能单独对一片硅片操作，同时对温度不能根据需要精确化的控制和调节，又由于只能单片进行操作，因此无法工业化生产，批量产出。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种微波裂片设备，该设备能够通过微波加热使硅片裂开，并能根据需要实现硅片加工温度的自动控制和调节，同时实现硅片产业化生产。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是:一种微波裂片设备，该设备包括硅片传送室、硅片预热腔室、硅片恒温室、微波裂片室、娃片冷却室和娃片分选区；其中:硅片传送室:机械手从硅片盒中取出硅片，同时机械手扫描硅片数目及位置，然后把硅片竖直放在传送室内的石英舟上，再将装载硅片的石英舟传送至硅片预热腔室；所述石英舟能够放置硅片1-50对；硅片预热腔室:用于对石英舟上硅片的预热；预热腔室的工作温度为0-1000°C。石英舟上的硅片传送至预热腔室，用加热器使腔室温度均匀升温，腔室温度可控可调，I分钟可升温1-30°C可控可调。使用热偶测温。待腔室温度达到要求温度后，传入硅片恒温室。硅片恒温室:装载硅片的石英舟通过机械手传输至硅片恒温室后，对硅片进行恒温加热；硅片恒温室使硅片温度在一定温度下恒定不变，腔室内的误差在±0.TC以内，确保腔室温度准确。此腔室的工作温度为100-500°c长期可用。微波裂片室:装载硅片的石英舟由机械手从硅片恒温室传输至微波裂片室，通过微波加热对硅片进行微波裂片；微波裂片室设有1-60个微波磁控头，石英舟在微波裂片室内能够360°C旋转，使硅片均匀受热，微波升温速率可达10-260°C /S可控可调，且温度误差在±1°C以内。硅片冷却室:装载硅片的石英舟由机械手从微波裂片室传输至硅片冷却室，对硅片进行冷却处理；冷却腔室内的温度下降速率可在1_50°C /min可控可调。硅片分选区:机械手将装载硅片的石英舟从硅片冷却室传送至硅片分选区，选择SOI放在一个盒内，选择SOI对片放在另一个盒内。本技术设备还设置有加热器、氮气冷却装置、测温装置和控制系统，所述测温装置即热电偶。所述硅片预热腔室和硅片恒温室内通过设置加热器进行加热，微波裂片室通过微波磁控头进行加热，硅片冷却室通过设置氮气冷却装置进行冷却。所述硅片预热腔室、硅片恒温室、微波裂片室和硅片冷却室内都设有热电偶，用于将测试的温度信息传递至控制系统，控制系统通过接收的温度信息调控温度；控制系统还用于控制机械手的动作。应用上述设备进行微波裂片的方法，包括如下步骤:(I)首先机械手从硅片盒中取出硅片放在硅片传送室内，机械手将硅片放在石英舟上。(2)机械手将装载硅片的石英舟传送至硅片预热腔室，控制预热腔室内硅片升温，温度到达200°C左右，停止加热，并通过机械手将装载硅片的石英舟传送至硅片恒温室。(3)硅片传送至恒温室后，硅片在200 °C时保温30min。(4)硅片保温结束后，由机械手将装载硅片的石英舟传送至微波裂片室，使用磁控头给硅片加热，石英舟在微波裂片室内360°C旋转，使硅片均匀受热，微波加热总时间为lOmin，微波后的娃片温度低于500°C。(5)硅片传送至冷却室，使用氮气冷却，待硅片温度降低至室温(25°C )时，传送到硅片分选区。(6)取走SOI片，SOI对片回收。本技术具有如下有益效果:1、利用本技术设备进行微波裂片时，通过启动测温系统监测加热腔室内的温度，并通过控制系统控制及调节加热腔室内的温度，使微波裂片过程中各阶段的温度能够精确控制，满足硅片裂片的实际温度要求，保证制备出高质量的硅片。2、本技术通过控制系统按设定方式设定温度，控制硅片传输机械手的运动，使裂片过程精确、稳定、洁净，同时自动循环进行，可以实现批量化生产。【附图说明】图1为本技术微波裂片设备结构示意图。图2是本技术微波裂片方法的流程图。图中:1_硅片盒；2_石英舟；3_机械手；4_热电偶(测温器)；5_加热器；6-微波磁te头。【具体实施方式】图1为本技术用于TM制程的微波裂片设备结构示意图，该设备主要包括硅片传送室、硅片预热腔室、硅片恒温室、微波裂片室、硅片冷却室、硅片分选区、机械手3、石英舟2、加热器5、热电偶4、微波磁控头(微波发生器)6、控制系统；其中:所述石英舟2可放硅片为1-50对；用于传送硅片的机械手3存在于硅片传送室2个，硅片预热腔室I个，硅片恒温室I个，微波裂片室I个，硅片冷却室2个；所述加热器5存在于硅片预热腔室，分布在腔室四周，I分钟可升温1-30°C;所述热电偶4存在于硅片预热腔室、硅片恒温室、微波裂片室和硅片冷却室，其主要目的为监控各个腔室内的温度。图2所示为利用上述设备进行微波裂片的工艺流程，具体步骤如下:(I)取出硅片盒1(有硅片)放在硅片传送室，使用机械手取出硅片放在石英舟上，然后传入硅片预热腔室。(2)待硅片到预热腔室后，启动加热器，使腔室内温度升到指定温度(200-300 0C ) ο(3)待硅片温度达到指定温度后，传送至硅片恒温室，在硅片恒温室内一定时间(l-300min)。(4)将硅片传送至微波裂片室，启动微波发生器，一定时间(l_30min)后停止微波。腔室最终温度低于500°C(5)硅片传送至冷却室，硅片已经自动分开，使用两个机械手分别取出硅片，放入不同的盒中，取走硅片。当第一批硅片传送至硅片恒温室后，可以放入第二批硅片，依次类推，由控制系统控制循环进行。【主权项】1.一种微波裂片设备，其特征在于:该设备包括硅片传送室、硅片预热腔室、硅片恒温室、微波裂片室、娃片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波裂片设备，其特征在于：该设备包括硅片传送室、硅片预热腔室、硅片恒温室、微波裂片室、硅片冷却室和硅片分选区；其中：硅片传送室：机械手从硅片盒中取出硅片，同时机械手扫描硅片数目及位置，然后把硅片竖直放在传送室内的石英舟上，再将装载硅片的石英舟传送至硅片预热腔室；硅片预热腔室：用于对石英舟上硅片的预热；硅片恒温室：装载硅片的石英舟通过机械手传输至硅片恒温室后，对硅片进行恒温加热；微波裂片室：装载硅片的石英舟由机械手从硅片恒温室传输至微波裂片室，通过微波加热对硅片进行微波裂片；硅片冷却室：装载硅片的石英舟由机械手从微波裂片室传输至硅片冷却室，对硅片进行冷却处理；硅片分选区：机械手将装载硅片的石英舟从硅片冷却室传送至硅片分选区，选择SOI放在一个盒内，选择SOI对片放在另一个盒内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：柳清超，毛俭，刘洋，
申请(专利权)人：沈阳硅基科技有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21