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。微波裂片设备包括加热腔室、加热器、微波发生器、硅片传输机械手、载物台、测温系统和控制系统；其中：所述加热器、测温系统和控制系统设置于加热腔室内部，所述微波发生器设置于加热腔室外部；所述载物台固定于加热腔室底面上，加热腔室侧壁开传输孔，所述硅片传输机械手与控制系统连接，控制系统控制硅片传输机械手通过所述传输孔将硅片移入加热腔体内并置于载物台上及从载物台上抓取硅片并通过所述传输孔孔移出加热腔室。利用该设备进行微波裂片，可以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。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【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。
技术介绍
一九八零年，IBM发展应用氧离子直接注入法(Separation by ImplantationOxygen, 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5X 1018/cm2)，虽然经过高温退火处理形成二氧化硅层，并以再洁净的方式先除大部分的缺陷，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，法国的一家一研究为导向的公司Commossariat A I’Energie Atomique使用一种薄膜转移的技术，名称为智切法(Smart Cut)，能成功地将硅单晶的薄膜转移至另一个硅基板上。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，进而试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(1E16 — 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H2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H2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通过微波加热使硅片裂开的微波裂片设备，应用该设备可以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—种微波裂片设备，该设备包括加热腔室、加热器、微波发生器、娃片传输机械手、载物台、测温系统和控制系统；其中所述加热器、测温系统和控制系统设置于加热腔室内部，所述微波发生器设置于加热腔室外部；所述载物台固定于加热腔室底面上，加热腔室侧壁开传输孔，所述硅片传输机械手与控制系统连接，控制系统控制硅片传输机械手通过所述传输孔将硅片移入加热腔体内并置于载物台上及从载物台上抓取硅片并通过所述传输孔孔移出加热腔室。所述控制系统与微波发生器、测温系统、加热器连接；所述控制系统接受测温系统传送的加热腔室内的实时温度，控制加热器的启动和关闭，并控制和调节微波发生器的启动和加热功率。所述测温系统为设置在加热腔室内部的热电偶温度仪，与所述控制系统连接；所述热电偶温度仪的数量为4 10个，设置于加热腔室的底部和顶部。所述加热腔室由316不锈钢制成。所述微波发生器通过波导与加热腔室连接，所述微波发生器的数量为21个。所述加热腔室外壁设置防止微波泄漏壁，用于防止微波的泄漏。所述加热腔室内壁设置保温壁，有效地使加热腔室内的热量不向外传导。应用上述设备进行微波裂片的方法，包括如下步骤I)控制系统控制娃片传输机械手将娃片放置于载物台上,然后娃片传输机械手回·到初始位置；2)启动加热器，使加热腔体内的温度升至220°C后，保温IOmin ；3)开启微波发生器进行裂片，微波持续时间5min ；4)硅片传输机械手从载物台上抓取开裂后的硅片将其移出加热腔体。上述步骤3)中，进行裂片时，控制加热腔体内温度22(T450°C。本技术具有如下有益效果I、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I为本技术实施例中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3为本技术硅片传输机械手结构示意图。图中1_热电偶温度仪；2_微波发生器；3_载物台；4_传输孔；5_保温壁；6-防止微波泄露壁；7_娃片传输机械手。具体实施方式以下结合实施例及附图详述本技术。图I为本技术用于TM制程的微波裂片设备结构示意图，该设备包括加热腔室、加热器、微波发生器2、硅片传输机械手7、载物台3、测温系统和控制系统；其中所述加热器、测温系统和控制系统设置于加热腔室内部，所述微波发生器2设置于加热腔室外部；所述载物台3固定于加热腔室底面上，316不锈钢加热腔室侧壁开传输孔4，控制系统控制所述硅片传输机械手7按设定方式通过所述传输孔4将硅片移入加热腔体内并置于载物台3上及从载物台3上抓取硅片并通过所述传输孔4移出加热腔室。所述硅片传输机械手的结构如图3所示，机械手具有X、Y、Z三轴定位和真空吸附功能，可使硅片的抓取精确定痊及防止操作过程中硅片的污染。所述控制系统与微波发生器2、测温系统、加热器连接；所述控制系统接受测温系统传送的加热腔室内的实时温度，控制加热器的启动和关闭，并控制和调节微波发生器2的启动和加热功率。所述测温系统为设置在加热腔室内部的热电偶温度仪1，与所述控制系统连接；所述热电偶温度仪I的数量为Γιο个，设置于加热腔室底部载物台周围和加热腔室顶部。所述微波发生器设置的数量为21个，优选为4个，均匀的分布在加热腔体侧壁夕卜，微波发生器由控制系统控制，根据加热温度的需要，可以同时工作，或单独工作，也可以任意组合工作。所述微波发生器可以设置为连续式和定时式两种工作方式，设置定时开关与控制系统连接，在需要定时工作时，按下定时开关按钮，微波发生器在设定时间内工作，到设定时间后停止工作。加热腔室外壁设置防止微波泄漏壁6，用于防止微波的泄漏。·所述加热腔室内壁设置保温壁5，有效地使加热腔室内的热量不向外传导。利用上述装置进行微波裂片的方法，其流程如图2所示。I)控制系统控制硅片传输机械手从cassette中取出待处理硅片放在载物台上，然后机械手回到原点(即初始位置);2)启动加热器，使加热腔体内的温度升至220°C后，保温IOmin ；3)经步骤2)保温后开启微波发生器进行裂片，微波持续时间5min，此过程中温度控制在 220-450°C ；4)裂片完成后硅片传输机械手从载物台上抓取硅片将其移出加热腔体，放入cassette 中。上述过程根据需要可由控制系统控制循环进行。权利要求1.一种微波裂片设备，其特征在于该设备包括加热腔室、加热器、微波发生器、娃片传输机械手、载物台、测温系统和控制系统；其中所述加热器、测温系统和控制系统设置于加热腔室内部，所述微波发生器设置于加热腔室外部；所述载物台固定于加热腔室底面上，加热腔室侧壁开传输孔，所述硅片传输机械手与控制系统连接，控制系统控制硅片传输机械手通过所述传输孔将硅片移入加热腔体内并置于载物台上及从载物台上抓取硅片并通过所述传输孔孔移出加热腔室。2.根据权利要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波裂片设备，其特征在于：该设备包括加热腔室、加热器、微波发生器、硅片传输机械手、载物台、测温系统和控制系统；其中：所述加热器、测温系统和控制系统设置于加热腔室内部，所述微波发生器设置于加热腔室外部；所述载物台固定于加热腔室底面上，加热腔室侧壁开传输孔，所述硅片传输机械手与控制系统连接，控制系统控制硅片传输机械手通过所述传输孔将硅片移入加热腔体内并置于载物台上及从载物台上抓取硅片并通过所述传输孔孔移出加热腔室。

【技术特征摘要】

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