[实用新型]一种微波裂片设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及微波裂片技术领域，具体涉及一种微波裂片设备。

背景技术

一九八零年，IBM发展应用氧离子直接注入法（Separation by Implantation Oxygen,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5×1018/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 l’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—1E17/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。

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型采用的技术方案是：

一种微波裂片设备，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。

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2~8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：

1）控制系统控制硅片传输机械手将硅片放置于载物台上，然后硅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℃后，保温10min；

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220~450℃。

本实用新型具有如下有益效果：

1、利用本实用新型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、本实用新型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