一种SOI硅片倒角后的腐蚀设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种SOI硅片倒角后的腐蚀设备，属于SOI制造技术领域。该设备包括TMAH腐蚀槽、纯水清洗槽、烘干槽和机械手；机械手用于承载放置硅片的片盒，TMAH腐蚀槽用于承装腐蚀液对硅片进行腐蚀；腐蚀结束后的硅片由机械手移载到纯水清洗槽清洗；清洗后装有硅片的片盒放入烘干槽中，进行硅片的烘干作业。该设备通过启动测温系统监测TMAH腐蚀槽内溶液的温度，并通过控制系统控制及调节加热TMAH腐蚀槽内溶液的温度，同时进行TMAH溶液的自循环，使倒角腐蚀过程中的温度能够精确控制，满足硅片倒角边缘腐蚀的实际温度和TMAH溶液浓度要求，保证制备出高质量的硅片。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及SOI制造
，具体涉及一种SOI硅片倒角后的腐蚀设备，该设备用于SOI制备过程中倒角后的腐蚀处理。
技术介绍
在SOI制备领域中，当器件层厚度超过1μm，无法使用薄膜转移技术进行器件层的移植，需要在硅片键合后进行机械磨削和化学机械抛光来达到器件层减薄至目标厚度的目的；由于硅片边缘并不能完全被键合，边缘器件层的厚度不足以抵御磨削过程中的力，在机械磨削和抛光过程中硅片边缘的位置会出现破损的情况，造成硅片器件层的划伤，导致SOI硅片的报废，这一现象目前主要靠机械磨削前的硅片边缘倒角和倒角后腐蚀的方法来解决。常规的倒角后腐蚀所使用设备主要是单片式边缘腐蚀设备或者相对较简陋的单体腐蚀槽；单片式腐蚀设备主要针对腐蚀量较小的工艺使用，在倒角后的边缘硅层厚度80-150μm这一腐蚀量上所需要的腐蚀时间相当长，又由于只能单片进行操作，因此无法工业化生产，批量产出；单体腐蚀槽的方式此前也广泛的被应用于倒角后腐蚀这一工艺，但是其对温度和加工时间不能精准控制，且反应所产生的气泡附着于硅片表面，使腐蚀后的均匀性无法得到保证，腐蚀结束后使用人工手动冲水加吹干的方式，不利于硅片的洁净度保持，且全程需要人员手动操作，人员的安全性也无法得到保障。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种SOI硅片倒角后的腐蚀设备，该设备能够通过控制系统加热腐蚀液，能根据需要实现硅片加工过程中的温度自动控制和调节，腐蚀时间由控制系统精准控制，硅片从腐蚀槽中的放置和取出均由设备机械手完成，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：一种SOI硅片倒角后的腐蚀设备，该设备包括TMAH腐蚀槽、纯水清洗槽、烘干槽和机械手，所述TMAH腐蚀槽、纯水清洗槽和烘干槽都安装在设备框架上；其中：机械手：用于承载放置硅片的片盒，带动片盒在TMAH腐蚀槽和纯水清洗槽之间进行移动；所述机械手能够进行上下抖动动作，抖动幅度为±20mm，在TMAH腐蚀槽内进行腐蚀时，通过机械手的抖动动作消除附着在硅片表面的气泡；所述机械手具有承载平台，承载平台上能够放置硅片片盒两个，承载的硅片数量为1-50对。TMAH腐蚀槽：用于承装腐蚀液，在机械手承载硅片至该槽体后对硅片进行腐蚀；所述TMAH腐蚀槽的底部设有加热器，用于对槽内腐蚀液进行加热；所述TMAH腐蚀槽外部设有隔膜泵，隔膜泵通过进水管与出水管与所述TMAH腐蚀槽内部相连通；所述隔膜泵用于在进行倒角腐蚀时，进行溶液的自循环，使槽体内溶液的浓度均衡，使硅片均匀受热。所述TMAH腐蚀槽的顶部设有自动盖子，在进行腐蚀时能够自动关闭；在TMAH腐蚀槽内还设有液位监控装置与自动补液装置，所述自动补液装置在腐蚀液升温前自动补液至标准工艺液位，所述液位监控装置用于加工过程中液位低至硅片上方规定距离时进行声光报警。纯水清洗槽：腐蚀结束后的硅片由机械手移载到纯水清洗槽，对硅片采用纯水进行清洗；所述纯水清洗槽通过喷淋、鼓泡、溢流和快排的方式对硅片进行多方式清洗。烘干槽：清洗结束后，作业员通过PFA提手将装有硅片的片盒放入烘干槽中，进行硅片的烘干作业。所述烘干槽内在其顶部边缘位置设有氮气吹扫装置，在烘干槽内四角位置设有加热灯管，氮气吹扫装置和加热灯管共同对槽内硅片进行加热烘干；其中：所述加热灯管共四根，其加热温度为0-100℃，温度误差小于±0.1℃；所述氮气吹扫装置的设置目的是使硅片受热均匀。所述烘干槽内在顶部设有声光报警装置，用于在烘干结束后提示作业员；烘干槽内的顶部还设有盖子，在烘干过程中所述盖子全程封闭。该设备还设有控制系统，同时在TMAH腐蚀槽和烘干槽内都设有热电偶；所述热电偶将测试的温度信息传递至控制系统，控制系统通过接收的温度信息调控温度；控制系统还用于控制机械手的移动和抖动动作。该设备还设有抽排风系统，安装于设备框架的侧板上，所述抽排风系统用于排出腐蚀过程中产生的气体。应用上述设备进行倒角腐蚀的方法，包括如下步骤：(1)首先将配置好的腐蚀液升温，使TMAH腐蚀槽内的腐蚀液达到预定设定温度。(2)将待腐蚀的硅片片盒放置在机械手承载平台上，机械手会将硅片片盒移载至TMAH腐蚀槽，关闭TMAH腐蚀槽的自动盖子，机械手上下抖动，腐蚀结束后机械手将硅片移载至纯水清洗槽中清洗。(3)硅片片盒移载到纯水清洗槽后，根据预先设定的程序进行硅片的清洗。(4)清洗结束后将硅片片盒转移至烘干槽进行烘干，烘干时间设定为10分钟，温度设定为60℃。(5)烘干结束后取出硅片。本技术具有如下有益效果：1、利用本技术设备进行倒角腐蚀时，通过启动测温系统(热电偶)监控腐蚀液的温度，循环泵(隔膜泵)对腐蚀液的自循环，并通过控制系统控制及调节腐蚀液的温度，使倒角腐蚀过程中的温度能够精准控制，槽体内溶液浓度均匀，满足硅片腐蚀的实际温度需求，保证制备出高质量的硅片。2、本技术通过控制系统按照设定的控制机械手运动，使腐蚀过程中从产生的附着在硅片表面的气泡及时脱离开来，保证了腐蚀的效果。3、本技术设备主要用于150mm或200mmSOI晶圆倒角后的硅腐蚀、清洗及干燥工艺，通过控制系统设定的方式，使倒角腐蚀过程精准、稳定、洁净，同时自动进行，可以实现批量化生产。附图说明图1为本技术倒角腐蚀设备结构的俯视图。图2是本技术倒角腐蚀设备结构的左视图。图3是本技术倒角腐蚀方法的流程图。图中：1-机械手，2-自动盖子，3-TMAH腐蚀槽，4-纯水清洗槽，5-烘干槽，6-设备框架，7-抽排风系统。具体实施方式本技术为用于硅片倒角后腐蚀的设备，其结构如图1-2，该设备TMAH腐蚀槽3、纯水清洗槽4、烘干槽5和机械手1，所述TMAH腐蚀槽3、纯水清洗槽4和烘干槽5都安装在设备框架6上；其中的机械手1用于承载放置硅片的片盒，带动片盒在TMAH腐蚀槽3和纯水清洗槽4之间进行移动。机械手1具有承载平台，承载平台上能够放置硅片片盒两个，承载的硅片数量为1-50对。在腐蚀过程中机械手可以上下抖动，抖动幅度为±20mm。所述TMAH腐蚀槽3用于承装腐蚀液，在机械手承载硅片至该槽体后对硅片进行腐蚀。在TMAH腐蚀槽3底部设置加热器，满液位情况下一分钟可升温3℃。所述TMAH腐蚀槽3外部设有隔膜泵，隔膜泵上有和TMAH腐蚀槽相连通的进水管和出水管；所述隔膜泵用于溶液的自循环，使槽体内溶液的浓度均衡，使硅片均匀受热。所述TMAH腐蚀槽3的顶部设有自动盖子2，在进行腐蚀时能够自动关闭，自动盖子2在腐蚀过程中可以盖住TMAH腐蚀槽防止溶液高温挥发。在TMAH腐蚀槽3内还设有液位监控装置与自动补液装置，所述自动补液装置在腐蚀液升温前自动补液至标准工艺液位，所述液位监控装置用于加工过程中液位低至硅片上方规定距离时进行声光报警。所述烘干槽5中设有氮气吹扫装置和加热灯管，加热灯管位于烘干槽四角位置；氮气吹扫装置位于烘干槽5顶部，在烘干过程中持续吹出热氮气。所述烘干槽5内在顶部设有声光报警装置，用于在烘干结束后提示作业员；烘干槽内的顶部还设有盖子，在烘干过程中所述盖子全程封闭。该设备还设有控制系统，同时在TMAH腐蚀槽和烘干槽内都设有热电偶，用于监控各个腔室内的温度；所述热电偶将测试的温度信息传递至控制系统，控制系统通过接收的温度信息调控温度；控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SOI硅片倒角后的腐蚀设备，其特征在于：该设备包括TMAH腐蚀槽、纯水清洗槽、烘干槽和机械手，所述TMAH腐蚀槽、纯水清洗槽和烘干槽都安装在设备框架上；其中：机械手：用于承载放置硅片的片盒，带动片盒在TMAH腐蚀槽和纯水清洗槽之间进行移动；TMAH腐蚀槽：用于承装腐蚀液，在机械手承载硅片至该槽体后对硅片进行腐蚀；纯水清洗槽：腐蚀结束后的硅片由机械手移载到纯水清洗槽，对硅片采用纯水进行清洗；烘干槽：清洗结束后，作业员通过PFA提手将装有硅片的片盒放入烘干槽中，进行硅片的烘干作业。

【技术特征摘要】
1.一种SOI硅片倒角后的腐蚀设备，其特征在于：该设备包括TMAH腐蚀槽、纯水清洗槽、烘干槽和机械手，所述TMAH腐蚀槽、纯水清洗槽和烘干槽都安装在设备框架上；其中：机械手：用于承载放置硅片的片盒，带动片盒在TMAH腐蚀槽和纯水清洗槽之间进行移动；TMAH腐蚀槽：用于承装腐蚀液，在机械手承载硅片至该槽体后对硅片进行腐蚀；纯水清洗槽：腐蚀结束后的硅片由机械手移载到纯水清洗槽，对硅片采用纯水进行清洗；烘干槽：清洗结束后，作业员通过PFA提手将装有硅片的片盒放入烘干槽中，进行硅片的烘干作业。2.根据权利要求1所述的SOI硅片倒角后的腐蚀设备，其特征在于：所述机械手能够进行上下抖动动作，在TMAH腐蚀槽内进行腐蚀时，通过机械手的抖动动作消除附着在硅片表面的气泡；所述机械手具有承载平台，承载平台上能够放置硅片片盒两个，承载的硅片数量为1-50对。3.根据权利要求1所述的SOI硅片倒角后的腐蚀设备，其特征在于：所述TMAH腐蚀槽的底部设有加热器，用于对槽内腐蚀液进行加热；所述TMAH腐蚀槽外部设有隔膜泵，隔膜泵通过进水管与出水管与所述TMAH腐蚀槽内部相连通。4.根据权利要求1或3所述的SOI硅片倒角后的腐蚀设备，其特征在于：所述TMAH腐蚀槽的顶部设有自动盖子，在进行腐蚀时能够自动...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文奇，毛俭，
申请(专利权)人：沈阳硅基科技有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21