本发明专利技术提供了向至少一个伯努利卡盘供应受控气体的方法和装置，用于为材料板提供平衡的牵拉和推斥气流；以及以下至少一条：升高供应给所述至少一个伯努利卡盘的气体的温度，从而在升高的温度下向材料板提供气流；向绝缘基板提供气流，促使剥离层与给体半导体晶片分离；以及向所述绝缘基板与任何支承结构的连接处提供气流，促使所述绝缘基板与所述支承结构分离。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权声明本申请要求2008年10月23日提交的题为“”的美国专利申请第12/256865号的优先权。
技术介绍
本专利技术涉及较大的板材和/或结构如绝缘体上半导体(SOI)结构的制造和搬运。绝缘体上半导体器件随着市场需求的持续扩大而变得更加抢手。对于高性能薄膜晶体管(TFT)、太阳能电池、显示器、集成电路、光伏器件等，SOI技术越来越重要。SOI结构可包含位于绝缘材料上的一薄层半导体材料，如硅。有多种方法获得SOI结构，包括在与晶格匹配的基板上外延生长硅(Si)，以及将单晶硅晶片结合到另一硅晶片上。其他方法包括离子注入技术，注入氢离子或氧离子，注入氧离子时在硅晶片中形成Si覆盖的包埋氧化物层，或者注入氢离子时分离(剥离)薄Si 层，结合到另一具有氧化物层的Si晶片上。美国专利第71765 号公开了制备S0G(玻璃上半导体)结构的方法，其步骤包括(i)暴露硅晶片表面，使之接受氢离子注入，产生结合表面；(ii)使晶片结合表面接触玻璃基板；(iii)对晶片和玻璃基板加压、加热和施加电压，促使它们结合；以及(iv)使玻璃基板和硅薄层从硅晶片上分离。上述制造过程以及额外的预结合和后结合过程需要在众多制造平台和/或机器之间移动半导体晶片、中间结构、初始SOI结构和最终应用的具体结构(如显示器等)。在一些情况下，需要或适宜在升高的温度下输送或以其他物理方式移动结构。移动SOI结构， 特别是在一定温度下移动时，必须倍加小心，以确保半导体材料和绝缘基板(例如玻璃或玻璃陶瓷)不受损或不受污染，例如发生翘曲、下垂和/或玻璃破裂。随着SOI结构的尺寸增大，要小心搬运SOI结构也越困难，就像被多个平铺半导体层覆盖的大玻璃基板那样。 (大面积SOI结构在例如美国专利公开第2007/01173M号中有详细描述，该专利的全部公开内容完整地引入本文。)由于机械输送装置如辊、吸杯、金属夹紧器等可能造成污染，且涉及高温，不适合输送SOI结构，所以称作伯努利(Bernoulli)棒的一类拾取装置用于输送非常热的半导体晶片。伯努利棒(例如由石英形成)适合在高温室间输送半导体晶片。伯努利棒的优点在于，除可能存在于该棒下侧位于晶片边缘外的一个或多个小定位点外，热半导体晶片一般不接触拾取棒，因而最大程度减少了该棒对晶片造成的接触损伤。美国专利第5080549号、 第6M2718号和美国申请公开第2008/0025835号公开了用于高温晶片输送的伯努利棒，这些文件的全部公开内容通过参考引入本文。当伯努利棒位于半导体晶片上方时，它利用喷射气体在半导体晶片上方产生一种气流模式，使半导体晶片正上方的压力小于半导体晶片正下方的压力。因此，压力的不平衡使半导体晶片受到向上“提”的作用力。此外，由于半导体晶片被朝上拉向伯努利棒，产生提力的喷射气流同样产生逐渐增大的斥力，防止半导体晶片接触伯努利棒。结果，有可能让半导体晶片以基本上非接触的方式悬在棒的下方。尽管使用伯努利棒有助于输送尺寸较小的半导体晶片(例如直径在200-300mm范围内)，但是其常规使用方式不适合搬运和输送面积较大的SOI结构。实际上，随着SOI结构的面积增大，使用常规伯努利棒技术仍有可能造成过多的翘曲、下垂和/或玻璃破裂。即便是面积较小的SOI结构，当将热SOI结构置于常规伯努利棒的气流模式下时，因为温度梯度的存在，它也有可能发生过高的卷曲和/或翘曲。因此，在一些制造方法中，如前述形成 SOI结构的阳极结合方法中，操作人员必须等SOI结构显著冷却，然后才能用伯努利棒输送该结构。因此，本领域需要搬运板材(如SOI结构)，特别是在升高的温度下搬运的新方法和设备。
技术实现思路
为便于陈述，以下会时不时地就SOI结构展开讨论。引述这种特定类型的SOI结构只是方便解释本专利技术，而不是为了、也不应解释为对本专利技术的范围作出任何限制。SOI缩写在本文中用来指一般意义上的绝缘体上半导体结构，包括但不限于绝缘体上硅结构。类似地，SiOG缩写用来指一般意义上的玻璃上半导体结构，包括但不限于玻璃上硅结构。SOI 缩写包括SiOG结构。根据本专利技术的一个或多个实施方式，材料板搬运装置包括至少一个伯努利卡盘， 通过操作该卡盘，可对受控气体供应作出响应，为材料板提供平衡的牵拉和推斥气流。例如，通过操作该至少一个伯努利卡盘，可为绝缘体上半导体结构的给体半导体晶片的第一表面提供平衡的牵拉和推斥气流，该给体半导体晶片的第二表面连接到绝缘基板上，给体半导体晶片包括弱化区，在弱化区与第二表面之间限定出剥离层。根据一个或多个实施方式，所述材料板搬运装置还可包括连接到所述至少一个伯努利卡盘上的气体温度调节器，这样就可以在升高的温度下向它供气。例如，该气体温度调节器可在约100-1000°c，约500-700°C之间的温度下，和/或在基本上与提供气流之前的材料板温度基本上匹配的温度下，向所述至少一个伯努利卡盘供气。该材料板搬运装置可包括控制器，通过操作该控制器，可对气体温度调节器进行程序控制，在升高的温度下向所述至少一个伯努利卡盘供气。材料板可以是绝缘体上半导体结构，其包括多个连接到绝缘基板上的半导体片； 可设置至少一个伯努利卡盘，向每个半导体片提供平衡的牵拉和推斥气流。所述材料板搬运装置可替代性地或额外地包括至少一个喷气嘴，其靠近给体半导体晶片与绝缘基板的连接处，可通过操作所述至少一个喷气嘴，向绝缘基板提供气流，促使剥离层与给体半导体晶片分离。例如，所述至少一个喷气嘴可以位于绝缘体上半导体结构的角上。若绝缘体上半导体结构包括多个与绝缘基板连接的半导体片，则所述至少一个喷气嘴可靠近每个半导体片与绝缘基板的连接处。材料板搬运装置还可包括控制器，通过操作该控制器，对所述至少一个伯努利卡盘的受控气体供应进行程序控制，并对所述至少一个喷气嘴的气源进行程序控制。材料板搬运装置可替代性地或额外地包括至少一个其他喷气嘴，其靠近绝缘基板与任何支承结构的连接处，可通过操作所述至少一个喷气嘴，向该连接处提供气流，促使绝缘基板与支承结构分离。例如，所述至少一个其他喷气嘴可位于绝缘基板的角上。搬运工件，如搬运前述材料板(例如绝缘体上半导体结构)的方法与上述装置相适应。若结合附图理解本专利技术的说明书，本专利技术的其他方面、特征、优点等对本领域的技术人员来说将是显而易见的。附图说明为了阐述本专利技术的各个方面，呈现了目前优选的图示形式，但应理解，本专利技术不限于所示的具体配置和手段。图1是说明根据本专利技术的一个或多个实施方式的一般性SOI制造工艺及其搬运机制的框图；图2-4是说明利用制备基础SOI结构的阳极结合法形成的中间SOI结构的框图；图5-6分别呈现了采用连接到绝缘基板上的多个半导体片的SOI结构的俯视图和侧视图；图7A和7B分别呈现了适合搬运SOI结构，如图2所示SOI结构的伯努利卡盘阵列的俯视图和侧视图；图8A和8B分别呈现了适用于本专利技术的一个或多个实施方式的伯努利卡盘的后视图和正视图；图9是说明根据本专利技术的一个或多个实施方式用来为至少一个伯努利卡盘提供气流源的控制系统的框图；图10是说明根据本专利技术的一个或多个实施方式用来为分离喷嘴提供其他气流源的另一种控制系统的框图；图IlAUlB是采用其他特征帮助搬运SOI结构的伯努利卡盘阵列的侧视图；以及图12是适合实施本专利技术的一个或本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种材料板搬运装置，其包括：至少一个伯努利卡盘，通过其操作，可对于受控气体供应进行响应，为材料板提供平衡的牵拉和推斥气流；气体温度调节器，其与所述至少一个伯努利卡盘相连接，从而在提供所述气流之前，在与材料板温度基本上匹配的升高的温度下向所述卡盘供应气体。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：W·E·洛克，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US
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