[发明专利]石英玻璃晶圆用毛坯的加工方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种石英玻璃晶圆技术，尤其涉及一种石英玻璃晶圆用毛坯的加工方法及装置。

背景技术

石英玻璃因其良好的性能广泛应用于半导体集成电路产业，晶圆是半导体集成电路的核心，光刻技术以其良好的技术特点已成为生产晶圆的主要方法。石英玻璃晶圆是指以石英玻璃为掩膜基板，通过光刻技术加工制作成的半导体集成电路产品。石英玻璃是该工艺的必备材料，依据生产的晶圆尺寸不同，其形状尺寸也不同。石英玻璃软化温度和熔化温度高、高温黏度大，因此传统的浇注、模具成型方法无法实现晶圆用石英玻璃毛坯成型。石英玻璃坨的常规规格是直径280-360mm，因此，传统晶圆用石英玻璃毛坯加工方法为：6-8英寸晶圆用毛坯采用石英玻璃坨直接滚圆加工实现；小于6英寸的晶圆用毛坯采用“石英坨取芯法”，即使用钻头直接在石英玻璃坨上取出所需尺寸的晶圆用毛坯。

现有技术一，以加工一种石英玻璃(8英寸)晶圆用毛坯棒为例：

如图1所示，现有技术中此类晶圆用石英玻璃毛坯的加工工艺，采用石英玻璃坨直接滚圆加工方法。利用直径280mm、高度为400mm的石英玻璃原砣制备，将石英玻璃坨在磨床上直接滚圆至210mm，用材料3.14×28²×40×2.2×1/4=54159g，约为54kg，且滚圆至210mm直径的加工时间长，造成生产效率低下。由于石英玻璃原砣尺寸大，质量大，对加工设备要求很高，因此投入较大。

现有技术二，以加工一种石英玻璃(6英寸)晶圆用毛坯棒为例：

如图2所示，现有技术中此类晶圆用石英玻璃毛坯的加工工艺，采用石英玻璃坨取芯法。利用直径280mm，高度为400mm的石英玻璃原砣(约54Kg)制备，采用石英坨取芯法，可以在原砣中取出4个直径110mm，高400mm的毛坯料，用材料54/4=14kg，取芯过程耗时较长，效率低，并且会产生极大的机械应力影响晶圆用毛坯的质量。

上述现有技术至少存在以下缺点：

晶圆用石英玻璃毛坯的内在均匀性不会改良，依赖于原砣内在质量；加工过程，尤其是取芯过程产生了极大的机械应力；造成了原材料的极大浪费；另外，取芯法，只能加工圆形毛坯。

发明内容

本发明的目的是提供一种石英玻璃晶圆用毛坯的加工方法及装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的石英玻璃晶圆用毛坯的加工方法，包括步骤：

使用中频加热炉将石英玻璃坨加热至熔融状态，利用牵引系统通过下料口熔拉成棒状毛坯，冷却后得到晶圆用石英玻璃毛坯棒料。

本发明的用于上述石英玻璃晶圆用毛坯的加工方法的装置，包括中频加热炉，所述中频加热炉的下部设有下料口，所述下料口的下方设有牵引系统。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的石英玻璃晶圆用毛坯的加工方法及装置，由于使用中频加热炉将石英玻璃坨加热至熔融状态，利用牵引系统通过下料口熔拉成棒状毛坯，冷却后得到晶圆用石英玻璃毛坯棒料，石英玻璃坨经过二次高温熔化，内在质量（均匀性、微观结构、气泡、条纹等）均得到改善；可以通过调节下料口尺寸及熔拉速度，熔拉不同尺寸的石英玻璃毛坯棒料；可以大大节约原材料；不存在因取芯加工产生的机械应力。

附图说明

图1为现有技术一中直接滚圆加工示意图；

图2为现有技术二中石英坨取芯法示意图；

图3为本发明实施例提供的石英玻璃晶圆用毛坯的加工装置的结构示意图。

图中：

1-炉盖；2-耐火材料；3-保温套上部；4-填充保温层；5-感应圈；6-保温套中部；7-保温套下部；8-CCD测径仪；9-冷却系统；10-发热体；11-石英坨；12-下料口；13-棒状晶圆毛坯；14-牵引系统。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的石英玻璃晶圆用毛坯的加工方法，其较佳的具体实施方式是：

包括步骤：

使用中频加热炉将石英玻璃坨加热至熔融状态，利用牵引系统通过下料口熔拉成棒状毛坯，冷却后得到晶圆用石英玻璃毛坯棒料。

熔拉过程中，利用测径仪测得的毛坯棒料的直径信息控制熔拉速度调节所述毛坯棒料尺寸。

所述晶圆用石英玻璃毛坯棒料的直径为8英寸或8英寸以下，所述晶圆用石英玻璃毛坯棒料的截面形状为圆形、方形、六边形或八边形。

本发明的用于上述石英玻璃晶圆用毛坯的加工方法的装置，其较佳的具体实施方式是：