一種移動(dòng)式硅片退火設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種移動(dòng)式硅片退火設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]單晶硅是硅的單晶體，是晶體材料的重要組成部分，處于新材料發(fā)展的前緣，其主要用途是用作半導(dǎo)體材料和利用太陽能光伏發(fā)電、供熱等。以單晶硅為代表的高科技附加值材料及其相關(guān)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，成為當(dāng)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的支柱，并使信息產(chǎn)業(yè)成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展中增長最快的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。但在自然界不存在單體硅，多呈氧化物或硅酸鹽狀態(tài)。高純度硅在石英中提取，以單晶硅為例，提煉要經(jīng)過以下過程:石英砂-冶金級(jí)硅-提純和精煉-沉積多晶硅錠-單晶硅-硅片切割。硅片中含有氧，在450 °C左右，硅中的氧會(huì)轉(zhuǎn)化為氧施主，對(duì)電阻率的正確測(cè)量產(chǎn)生影響。退火可以將硅片表面附近的氧，從其表面揮發(fā)脫除，使表面附近的雜質(zhì)數(shù)量減少，缺陷也減少，對(duì)制造半導(dǎo)體器件具有致關(guān)重要的積極影響。由于硅片處理對(duì)溫度均勻性及外部環(huán)境潔凈度要求非常高，普通退火處理或氣氛保護(hù)條件下的退火處理已經(jīng)不能滿足其工藝要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提出一種能夠滿足及改善硅片退火工藝對(duì)溫度及外部環(huán)境的較高要求的一種移動(dòng)式娃片退火設(shè)備。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案在于:
一種移動(dòng)式硅片退火設(shè)備，包括支撐臺(tái)架、支撐臺(tái)架上通過一主體移動(dòng)結(jié)構(gòu)安裝有依次連接的箱門、加熱系統(tǒng)、石英管、真空系統(tǒng)以及充氣系統(tǒng)；另外，支撐臺(tái)架上還設(shè)有一電控部分，電控部分與加熱系統(tǒng)相連。
[0005]優(yōu)選地，所述的加熱系統(tǒng)由保溫材料、加熱體、保持架和保持架水冷裝置四部分組成；其中，保溫材料采用保溫性能較好的莫來石材料，加熱體為鐵鉻鋁絲材，沿石英管圓周均勻布置，分三區(qū)加熱，每區(qū)獨(dú)立控制。
[0006]優(yōu)選地，所述的主體移動(dòng)機(jī)構(gòu)由滾珠螺桿、導(dǎo)軌、減速機(jī)和伺服電機(jī)組成。
[0007]更優(yōu)選地，所述的主體移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有前、后兩個(gè)限位位置，分別對(duì)應(yīng)加熱位置和冷卻位置，限位方式采用機(jī)械限位和行程開關(guān)限位兩種方式。
[0008]優(yōu)選地，所述的真空系統(tǒng)由RVP-18直聯(lián)泵和F250渦輪分子泵兩級(jí)泵組成，真空管路采用無縫鋼管，并配有控制閥門。
[0009]或者優(yōu)選地，所述的充氣系統(tǒng)由電磁閥、壓力表、微調(diào)閥及管路組成。
[0010]或者優(yōu)選地，所述的充氣系統(tǒng)采用的介質(zhì)為氮?dú)狻?br>[0011 ] 或者優(yōu)選地，所述的電控部分采用可編程控制器PLC為運(yùn)算控制核心，通過觸摸屏對(duì)加熱系統(tǒng)進(jìn)行操作。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)效果在于:
本發(fā)明溫度均勻性好、密封性，并且一次性處理硅片數(shù)量多，對(duì)硅片零污染，解決了硅片退火處理工藝要求很高、普通設(shè)備無法滿足的難題，提高了硅片制成品性能的一致性及可靠性，很大程度上提高了生產(chǎn)效率。設(shè)備在半導(dǎo)體材料制造、電子元器件封裝領(lǐng)域均可以有很大的應(yīng)用空間,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一種移動(dòng)式硅片退火設(shè)備的系統(tǒng)連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]一種移動(dòng)式硅片退火設(shè)備，包括支撐臺(tái)架7、支撐臺(tái)架7上通過一主體移動(dòng)結(jié)構(gòu)8安裝有依次連接的箱門、加熱系統(tǒng)3、石英管4、真空系統(tǒng)5以及充氣系統(tǒng)；另外，支撐臺(tái)架7上還設(shè)有一電控部分1，電控部分I與加熱系統(tǒng)3相連。
[0015]其中，加熱系統(tǒng)3包括保溫材料、加熱體、保持架和保持架水冷裝置等四部分。保溫材料采用保溫性能較好的莫來石材料，加熱體為鐵鉻鋁絲材，沿石英管4圓周均勻布置，分三區(qū)加熱，每區(qū)獨(dú)立控制，確保真空室內(nèi)部的溫度均勻性。保持架水冷裝置可確保設(shè)備主體表面溫度溫升在25 °〇范圍內(nèi)。
[0016]硅片處理工藝完成后，主體移動(dòng)機(jī)構(gòu)可以將加熱及保溫部分從加熱區(qū)移開，從而加快硅片冷卻速度。主體移動(dòng)機(jī)構(gòu)由滾珠螺桿、導(dǎo)軌、減速機(jī)和伺服電機(jī)等組成，傳動(dòng)可靠、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、噪音小。移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有前、后兩個(gè)限位位置，分別對(duì)應(yīng)加熱位置和冷卻位置，限位方式采用機(jī)械限位和行程開關(guān)限位兩種方式，保證限位可靠。
[0017]為了滿足工藝對(duì)設(shè)備極限真空度和工作真空度的較高要求，真空系統(tǒng)5由RVP-18直聯(lián)泵和F250渦輪分子泵兩級(jí)泵組成，真空管路采用無縫鋼管，并配有控制閥門。真空測(cè)量裝置選用測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好的成都睿寶ZDF系列復(fù)合真空計(jì)。
[0018]充氣系統(tǒng)由電磁閥、壓力表、微調(diào)閥及管路組成，采用的介質(zhì)為氮?dú)狻?br>[0019]設(shè)備采用MODBUS RTU通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)設(shè)備中各個(gè)儀表之間的數(shù)據(jù)交換。采用可編程控制器PLC為運(yùn)算控制核心，通過觸摸屏對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。PLC采集各個(gè)數(shù)字量和模擬量數(shù)據(jù)。觸摸屏分別與PLC、溫控儀、記錄儀實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊交換與處理，各個(gè)儀表的控制又是相互獨(dú)立的。本發(fā)明的工作過程為，打開箱門裝料，關(guān)閉箱門抽真空，當(dāng)箱體內(nèi)壓力低于8X 10 3 Pa時(shí)，點(diǎn)擊‘加熱’按鈕，設(shè)備按照預(yù)先設(shè)定的加熱曲線完成升溫、保溫等工藝過程。保溫結(jié)束后，通過主體移動(dòng)結(jié)構(gòu)8將設(shè)備加熱系統(tǒng)3轉(zhuǎn)移到冷卻位置，使硅片自然冷卻。硅片冷卻過程中,真空室始終保持在真空條件下,如工藝需要也可充入氮?dú)獾榷栊詺怏w，以加快硅片冷卻速度，待硅片在真空室冷卻后，將真空室放氣至與大氣平衡的狀態(tài)即可打開前門取出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種移動(dòng)式硅片退火設(shè)備，其特征在于:包括支撐臺(tái)架(7)、支撐臺(tái)架(7)上通過一主體移動(dòng)結(jié)構(gòu)(8 )安裝有依次連接的箱門(2 )、加熱系統(tǒng)(3 )、石英管(4)、真空系統(tǒng)(5 )以及充氣系統(tǒng)(6);另外，支撐臺(tái)架(7)上還設(shè)有一電控部分(1)，電控部分(I)與加熱系統(tǒng)(3)相連。2.如權(quán)利要求1一種移動(dòng)式硅片退火設(shè)備，其特征在于:所述的加熱系統(tǒng)(3)由保溫材料、加熱體、保持架和保持架水冷裝置四部分組成；其中，保溫材料采用保溫性能較好的莫來石材料，加熱體為鐵鉻鋁絲材，沿石英管圓周均勻布置，分三區(qū)加熱，每區(qū)獨(dú)立控制。3.如權(quán)利要求1一種移動(dòng)式硅片退火設(shè)備，其特征在于:所述的主體移動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)由滾珠螺桿、導(dǎo)軌、減速機(jī)和伺服電機(jī)組成。4.如權(quán)利要求3—種移動(dòng)式硅片退火設(shè)備，其特征在于:所述的主體移動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)設(shè)有前、后兩個(gè)限位位置，分別對(duì)應(yīng)加熱位置和冷卻位置，限位方式采用機(jī)械限位和行程開關(guān)限位兩種方式。5.如權(quán)利要求1一種移動(dòng)式硅片退火設(shè)備，其特征在于:所述的真空系統(tǒng)(5)由RVP-18直聯(lián)泵和F250渦輪分子泵兩級(jí)泵組成，真空管路采用無縫鋼管，并配有控制閥門。6.如權(quán)利要求1一種移動(dòng)式娃片退火設(shè)備，其特征在于:所述的充氣系統(tǒng)(6)由電磁閥、壓力表、微調(diào)閥及管路組成。7.如權(quán)利要求1一種移動(dòng)式硅片退火設(shè)備，其特征在于:所述的充氣系統(tǒng)(6)采用的介質(zhì)為氮?dú)狻?.如權(quán)利要求1一種移動(dòng)式硅片退火設(shè)備，其特征在于:所述的電控部分(I)采用可編程控制器PLC為運(yùn)算控制核心，通過觸摸屏對(duì)加熱系統(tǒng)進(jìn)行操作。
【專利摘要】本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種移動(dòng)式硅片退火設(shè)備。一種移動(dòng)式硅片退火設(shè)備，包括支撐臺(tái)架、支撐臺(tái)架上通過一主體移動(dòng)結(jié)構(gòu)安裝有依次連接的箱門、加熱系統(tǒng)、石英管、真空系統(tǒng)以及充氣系統(tǒng)；另外，支撐臺(tái)架上還設(shè)有一電控部分，電控部分與加熱系統(tǒng)相連。本發(fā)明溫度均勻性好、密封性好，并且一次性處理硅片數(shù)量多，對(duì)硅片零污染，解決了硅片退火處理工藝要求很高、普通設(shè)備無法滿足的難題，提高了硅片制成品性能的一致性及可靠性，很大程度上提高了生產(chǎn)效率。設(shè)備在半導(dǎo)體材料制造、電子元器件封裝領(lǐng)域均可以有很大的應(yīng)用空間，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
【IPC分類】C30B33/02, C30B29/06
【公開號(hào)】CN105543978
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410600248
【發(fā)明人】王耀斌
【申請(qǐng)人】陜西盛邁石油有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2014年10月31日