传输晶片的方法,热处理装置和环圈组合制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种方法和一种装置，利用该方法和装置，使晶片在漂浮晶片反应器中被一个环圈所包围。该环圈特别是在进入和取出时用于限制晶片上的温度变化。另外，这种环圈能在处理过程中用来将晶片定位在水平面。晶片在处理过程中不与环圈接触。该环圈可选择地设有加热装置。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种根据权利要求1前序部分所述的方法。美国专利5162047公开了一种热处理装置，包括一热处理室、一个“晶片船”/环圈组件、一个装载器和一个传输器。利用这种设置，装载器用于将晶片放进上述组件以及从该组件上取下晶片，传输器用于将上述组件送进上述热处理室以及从该热处理室中取出该组件。上述组件包括一个框架，该框架等间距地结合有许多环圈，这些环圈的平坦侧面上下依次放置。上述每个环圈均在其内边缘设有一个凹进部，该凹进部的细节并未限定，晶片即由装载器放置在该凹进部上。在装载许多晶片后，上述组件被传输器移动到热处理室，以便将所有位于凹进部上的晶片同时接受热处理。在美国专利5162047所公开的热处理装置中，晶片在整个热处理过程中与上述环圈保持接触。在基片例如硅片的热处理过程中，晶片会发生塑性变形。在硅高于900-1000摄氏度的情况下，晶片的机械强度会相当地降低，塑性变形会比在室温下更容易发生。硅片变形的原因是因为晶面在现有应力或材料中所产生应力的影响下移动到另一面。这就是所谓的“滑移”。这种滑移所导致的晶片变形，用肉眼即可观察到。促使滑移产生的两种应力来源将会出现在材料中。首先，晶片在水平放置的情况下，重力会均匀施加在晶片的整个平面上，结合上通常仅会发生在几个点的晶片支承。这样就会导致，特别是在支承点上和支承点附近产生局部机械应力，这些局部机械应力同样称为重力应力。第二，整个晶片会存在温度梯度，会导致晶片非均匀膨胀并产生相应的机械应力，这种应力同样称为热应力。这种在晶片上的温度梯度特别会发生在晶片进入反应器以及从反应器中取出时发生。为了实现充分的生产时间，通常在反应器中的温度是适宜的，例如为900-1000摄氏度。如果环境温度是室温，那么一旦晶片在进入反应器以及从反应器移走时会产生相当的温度梯度，结果产生应力。毕竟，因为晶片有限的厚度以及大的辐射面，其热容量相对较低。在美国专利5162047所公开的热处理装置中，晶片在加热和冷却过程中的位置上会与环圈接触，因为环圈具有一定的热容量，所以也要承受一个温度差。为了不至于使得在装入热处理装置时和从该装置卸出时的温度差大到使晶片内的机械应力导致塑性变形，将上述组合传输进热处理室和传输出该热处理室必须通常以一适合的速度进行。另外，环圈和框架之间的连接有助于使环圈的热容量产生另外的差异，由于设置了这种连接，结果使环圈和晶片的温度产生局部偏差，结果使晶片在加热/冷却过程中能同样产生局部机械应力。从而使晶片产生不利的局部变形。在一些装置中，并不是同时对许多晶片进行处理的，例如美国专利5162047，但是由于处理过程的特殊原因，一次只处理一个晶片。对于这种每次热处理只处理一个晶片的热处理装置，根据现有技术通常是将晶片单个放入热处理室或从热处理室中取出，也就是说，直接利用传输机构而不使用例如晶片环圈等辅助支承。本专利技术尤其涉及对晶片进行无接触的处理。在这种处理中，反应器中的晶片是通过气流对其整个表面进行支承，这样在处理中不会产生重力应力。反应器的顶部和底部(晶片即安装在其间)能很均匀地被加热，这样在处理过程中在整个晶片上都不会产生任何显著的温度梯度。然而，已经发现在装入或取出晶片时，上述应力依然会产生，结果发生滑移。毕竟，根据现有技术，晶片是被一个冷的夹具拣取以便装入和取出的，因而在支承点附近会产生高的局部温度梯度，产生滑移。相似地，在晶片整体上会产生一个适宜的温度梯度。这个温度梯度具有两个分量一个线性分量和一个径向分量。线性分量会因为晶片从两个热反应器主体之间以直线运动收回而升高。而径向分量则因为晶片边缘能以比其中心部位更大的角度辐射热量而升高。本专利技术的目的是进一步限制或完全防止晶片在传输进热处理室或从热处理室中取出时，特别是在无接触式的处理中产生滑移。这一目的是通过如权利要求1特征部分所述的方法而实现的。根据本专利技术，在将晶片装入热处理装置以及从热处理装置中取出的同时在该晶片周围布置一个环圈。该环圈在热处理时同样存在。根据本专利技术的一个最佳实施例，如果晶片是被无接触式处理，在热处理过程中通过合适控制气流使该晶片移开该环圈，更确切的是移开其支承点。这种移动非常轻微。根据本专利技术的环圈的内径仅仅略微大于晶片的外径。应当指出，本质上是为了限制晶片上的温度梯度而在晶片周围设置一个环圈。美国专利4468259A中公开了一种利用灯以很快的速度加热晶片的所谓“快速热处理系统”。利用该系统，晶片被机械方式支承，因为晶片边缘的热量损失，所以径向温度梯度尤其会导致滑移。这种滑移适于通过布置一个吸收晶片固定器周围的热辐射的环圈而减小，该环圈的直径比晶片直径大一些。然而，这个环圈并不用于将晶片传输进反应器或传输出反应器，因此上述应力在装载/卸下的过程中仍然会出现。这一点同样适用于如美国专利5334257所述的环圈布置在晶片周围的情形。同样，晶片的边缘区域的热容量会升高，边缘以较慢的速度加热，这样在晶片上会产生不很显著的径向温度梯度。在美国专利4468259中，环圈设置在热处理室的一个固定位置。在美国专利5334257中，环圈是设置在一个晶片轨道中，该环圈在同时传输所有晶片时仅用作传输器。根据本专利技术的环圈当然能由现有技术中的任何自动机器所操作。本专利技术同样涉及一种热处理装置/环圈组合，其中该热处理装置包括一个由两个相互面对的部分所限定的热处理室，其中至少一个部分设有一个气体源，用于使晶片位置在上述两部分之间浮动，其中环圈被设计成设置在上述部分之间，其中在上述操作位置内，上述两部分在上述环圈位置处的距离基本等于环圈的厚度，并且至少三个径向气体通道设置在上述环圈和所述部分之间。利用这种热处理装置和环圈的组合，有可能准确地判定晶片在浮动晶片反应器中的水平位置。通常，当水平放置晶片时，一股气流将从反应器室的底部和顶部向晶片运动，以便将该晶片准确定位在反应器顶部和底部之间。为了放置在水平平面，能在晶片周围放置一个设有若干气流流出口的环圈。已经发现，如果晶片朝着环圈的一个特定角度移动，在该位置的上述流出口将在某种程度上关闭，结果会导致在环圈和相关边缘之间的气体压力升高，结果再次将环圈朝着中心推回去。其它开孔允许更多气体流过会更有助于实现这一点，结果在这些位置压力降低。这样，尤其会获得稳定的位置，同时可能在晶片和环圈之间的间隙宽度很小的情况下，例如0.2mm，进行操作。使用这种环圈会导致反应器壁，即顶部和底部的构造能适宜地得到简化并能基本被制成平面。气体流经环圈和反应器壁之间的通道能成型在该反应器壁内或者成型在环圈的顶部或底部或者同时成型在两者内。利用本专利技术结构将晶片侧向放置在反应器内。在供入和取出晶片/环圈组合的过程中，晶片将压在环圈的支承点上。然而，同样可能提供一种单独的附加元件，该附件元件安装有支承销，该支承销延伸穿过设置在如上所述反应器壁或环圈顶部或底部内的沟槽或开孔，上述环圈和晶片在运动中压在该支承销上。在一个最佳变型中，该附加元件同样是环形。在该变型的另一个最佳实施例中，支承销设有内部通道，该内部通道的一端开口通到与晶片的接触面上，而另一端与附加环圈的一个内部通道连通，该附加环圈的内部通道与一个真空装置相连，以便在上述通道中产生真空。这种真空将以比施加在晶片上的重力更大的作用力将晶片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将晶片（６）传输进以及传输出一个热处理室的方法，用于一次处理一个晶片，该热处理室与一个热处理装置（１０）相联合，该热处理装置包括一个装载室，该装载室所具有的温度不同与上述热处理室，在装载室内设置有进入或输出该装载室的装载器和传输器，其特征在于，在装载室内，一组晶片（６）中的一个晶片和一个环圈（１）被装载器结合在一起以便形成晶片／环圈组合或者从该组合分离出，单个晶片／环圈组合被传输器单独地引入热处理室或从该热处理室中取出。

【技术特征摘要】
NL 1999-5-7 10120041.一种将晶片(6)传输进以及传输出一个热处理室的方法，用于一次处理一个晶片，该热处理室与一个热处理装置(10)相联合，该热处理装置包括一个装载室，该装载室所具有的温度不同与上述热处理室，在装载室内设置有进入或输出该装载室的装载器和传输器，其特征在于，在装载室内，一组晶片(6)中的一个晶片和一个环圈(1)被装载器结合在一起以便形成晶片/环圈组合或者从该组合分离出，单个晶片/环圈组合被传输器单独地引入热处理室或从该热处理室中取出。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在晶片/环圈组合的运动过程中，环圈被机械方式操作，而晶片压在上述环圈的支承点上。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在运动过程中，环圈和晶片被一个附加元件支承，而该附件元件被机械方式操作。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在传输器中使用真空施加在晶片(6)和附加元件之间的接触表面上，以便将晶片固定到位。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在热处理装置中，基本水平的晶片被环圈所包围，并且通过相对热处理装置内的一个水平并且基本平坦的加热反应器部分进行运动，从而与该加热反应器部分间隔开一小于1mm的微小距离或者形成接触。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述基本水平的晶片在热处理室内垂直移动一段距离而离开上述环圈。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在热处理室内，对晶片进行无接触式处理，该晶片通过气流垂直移动一段距离而离开上述环圈(1)。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述热处理装置(10)包括一个传输室，该传输室与上述装载室以及热处理室相连。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，晶片(6)在上述传输器中被环圈(1)无接触地包围。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，晶片(6)通过气流(13、14)而与环圈(1)的支承点(4)垂直间隔开。11.一种热处理装置/环圈组合，包括一个装载室、装载器、传输器和一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗拉迪米尔伊万诺维奇库兹涅佐夫，特奥多鲁斯杰拉尔达斯玛利亚奥斯特里，克里斯蒂安纳斯杰拉尔达斯玛利亚里德，恩斯特亨德克奥古斯特格兰内曼，
申请(专利权)人：阿斯莫国际公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]