一种应用于半导体、光伏管式设备闭管软着陆的方法与流程

专利2022-05-09  89


本发明涉及半导体和光伏领域,特别是一种应用于半导体、光伏管式设备闭管软着陆的方法。



背景技术:

传统的工艺方式为悬臂桨支撑方式,送料移动系统,驱动桨移动,桨上左侧固结炉门,在桨上的炉门右侧放置承载晶片的晶舟,驱动送料机构将桨上的晶舟和晶片水平送入工艺管的工作区域,此时固结在桨上的炉门与工艺管的管口进行接触实现密封,此时由桨承托着晶舟和插装与晶舟上的晶片共同一起在工艺管内部进行工艺过程,此时工艺管外部的加热器进行加热,让工艺管内部的晶舟晶片和承载的桨同时进行高温和气体环绕等的工艺过程,工艺结束后,炉膛降温和停止通气等工艺条件,送料机构做退回运动,随着桨的退出动作则移开炉门(炉门在桨上固结),晶舟和晶片移出工艺管,取下晶舟和晶片更换新的晶舟和晶片,重复上述过程进行下一个工艺过程。该工艺过程由于桨必须与晶舟和晶片同时经过工艺过程,出现四个主要的缺点无法避免,其一,由于桨参与工艺,在工艺温度稍高时,桨本体的杂质会析出,扩散到工艺管内影响晶片工艺质量,故此桨的材质必须要求纯度非常高,1050℃以上的工艺一般为sic材质,常规做法是由于sic桨很难做到纯度高(无法实现高纯度的生产)则在普通sic桨外表面进行sic镀膜,sic镀膜是薄层可以实现高纯度生产,镀膜虽然也很贵但是由于薄,其价格还不是天价,所以只能承受高价,表面镀膜作用是将桨本身的主材的杂质由外表面的sic高纯度镀膜全包裹,内部杂质无法散出,故此对于半导体工艺过程中对晶片的工艺不产生影响;只是我们国内还不能做这样的镀膜纯度,故此国内的桨和镀膜不能应用于此类工艺过程中,国内产品无法应用,必须购买进口桨,这样就造成了价格居高不下,而且货期极长,现在都需要12-18个月的货期,直接影响产线应用;其二,这种方式由于桨在晶舟的底部承托晶舟,而晶舟上的晶片是核心的工艺主体,则对于晶片的工艺结果看由于桨的承托影响晶片与工艺气体的均匀接触,即影响工艺管内部的气流方向和位置,造成晶片的工艺结果不理想。其三,这种方式由于桨在晶舟的底部承托晶舟,桨本身是一个大的热容体,对于炉膛的温度不能让晶片受热均匀,工艺前期升温过程中桨的体积大本身吸热多,对于与晶片接近桨的下方位置和远离桨的上方位置的温度不均匀,靠工艺时间加长来平衡温度均匀性,对于工艺时间短的工艺不能做到热平衡,则明显影响晶片的工艺质量,且降温过程中桨又开始散热,造成晶片的上下部位不能均匀降温,同样影响晶片的翘曲度和最终的工艺质量。其四,桨上固结的炉门与工艺管口的密封不好调整,容易漏气。本发明公开了一种半导体、光伏领域管式设备闭管软着陆方式,则彻底解决了所有问题,可以大幅度降低了桨的成本和实现国产化,提高了晶片工艺质量,简化了炉门密封调整等等。



技术实现要素:

本发明的目的是为了解决上述问题,设计了一种应用于半导体、光伏管式设备闭管软着陆的方法。

实现上述目的本发明的技术方案为,一种应用于半导体、光伏管式设备闭管软着陆的方法,具体步骤如下:

s1、将晶片插入插入晶舟中;

s2、通过装料装置将晶片和晶舟放到桨的承托位置;

s3、打开炉门,启动送料机构,利用桨将晶片和晶舟送入工艺管工作区域;

s4、升降装置驱动送料机构向下移动,桨下移让晶舟腿与工艺管底部圆弧接触,晶舟由工艺管进行承托,桨继续下移一个小距离,晶舟与桨的承托面脱离开,桨保持低位状态;

s5、送料机构驱动桨进行低位水平移动,退出工艺管,回至装料的位置停下;

s6、关闭工艺管炉门,实现密封;

s7、加热器开始加热,同时控制工艺气体进入工艺管内部对晶片进行加工;

s8、对炉体进行降温,停止输入工艺气体;

s9、打开炉门,送料机构驱动桨在低位水平移动,进入工艺管,进入晶舟底部后驱动上移,提升桨上移,与晶舟承托面接触后还要继续小距离提升,此时晶舟脚与工艺管离开小距离,提升至高位停止;

s10、送料机构驱动桨承托的晶舟和晶片移出工艺管,到达s2中装料的位置后,停止移动;

s11、关闭炉门,且保持炉内基础温度;

s12、取下工艺后的晶舟,更换新晶舟和晶片。

作为对本发明的进一步说明,所述s2中桨固定于桨夹持组件中定位进行安装,晶舟和晶片安放在桨的右端,所述桨夹持组件固定在垂直移动滑板上。

作为对本发明的进一步说明,所述s3中送料机构右侧对应炉管水平设置有架体,所述送料机构由安装在架体上的水平移动安装板、水平移动滑板、水平移动导轨、水平移动丝杠(或齿形带)进行移动安装,所述送料机构通过水平移动减速器电机驱动,进行水平往复移动。

作为对本发明的进一步说明,所述s4中升降装置通过垂直移动导轨、垂直移动丝杠进行移动安装,所述升降装置通过垂直移动减速器电机驱动,进行垂直上下移动。

作为对本发明的进一步说明,所述s6中关闭工艺管炉门实现密封是通过摆动炉门机构(未展示)进行炉门的移开和关门密封,工艺管口与架体上固定的炉口法兰通过密封法兰和密封圈压紧,实现工艺管的密封连接。

作为对本发明的进一步说明,所述s7中对工艺管进行加热是通过加热器进行加热。

作为对本发明的进一步说明,所述s7中工艺管设置有进气管和出气管用于工艺气体的进气和排气。

作为对本发明的进一步说明,所述s11中保持炉内基础温度是通过在装、取片舟的时段,关闭炉门,防止炉口散热过多。

作为对本发明的进一步说明,在加热器尾部设置尾部隔热块用于封闭加热器尾端,防止热量散出。

作为对本发明的进一步说明,所述炉门是旋开炉门设计,保证了炉口密封性。

其有益效果在于,桨承托好晶舟和晶片,炉门打开,此时桨在高位(工艺管内的顶部和底部都不与晶舟和晶片相碰触)进入工艺管,将晶舟和晶片送人工艺管内,晶舟被移送到工艺管水平的工作区域后,利用桨的升降功能让桨下降到一定高度,将晶舟和晶片放入工艺管内由晶舟舟腿支撑到工艺管底部圆弧处,此时桨继续下降一个小距离,桨与晶舟的支撑面脱离开,此时为桨的低位(同样不与工艺管底部接触)属于空桨悬空状态,此时,桨水平移动,退出工艺管,关闭炉门,此时只有晶舟和晶片在工艺管中接受整个工艺温度和气体流动或者真空等工艺环节,此时桨不在工艺管内部承托晶舟和晶片一同参与晶片的工艺过程,也就没有了原有状态的桨这个物件干扰晶片工艺过程,故此彻底解决了如下的几个问题:其一,由于桨不参与工艺,故此桨的高纯度材质和镀膜要求就可以忽略了,不需要进口了,国产材料的桨虽然还做不到高纯度但不影响使用,极大的降低了设备成本和货期,我们的国产桨可以随时提供;其二,这种方式由于桨不在工艺管内承托晶舟做工艺过程,不再因为桨影响工艺管内部的气流方向和位置,气流对晶片的工艺结果没有了影响;其三,这种方式由于桨不在工艺管内承托晶舟做工艺过程,不再因为桨本身是一个大的热容体,来影响晶片受热均匀性,没有了桨对于晶片温度均匀性的影响;其四,这种方式工艺过程中桨在工艺管外部,炉门是专门设计的旋开炉门,可以很好解决炉口密封问题,调整方便,彻底解决了原有方式的桨上固结的炉门与工艺管口的密封不好调整,容易漏气的问题。本发明公开的一种半导体、光伏领域管式设备闭管软着陆方式,则彻底解决了所有问题,大幅度降低了成本,提高了工艺质量,简化了炉门密封调整。

附图说明

图1是本发明的结构示意图;

图2是图1中a部分的局部放大结构示意图;

图3是图1中b部分的局部放大结构示意图;

图4是晶舟和晶片的安装示意图。

图中,1、架体;2、加热器;201、尾部隔热块;3、工艺管;301、进气管;302、出气管;401、晶舟;402、晶片;5、炉口法兰;501、密封法兰;6、炉门;7、桨;8、送料机构;801、水平移动安装板;802、水平移动丝杠;803、水平移动滑板;9、升降装置;901、垂直移动导轨;902、垂直移动丝杠;903、垂直移动减速器电机;10、桨夹持组件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述,如图1-4所示,一种应用于半导体、光伏管式设备闭管软着陆的方法,具体步骤如下:

s1、将晶片402插入插入晶舟401中;

s2、通过装料装置将晶片402和晶舟401放到桨7的承托位置,桨7固定于桨7夹持组件中定位进行安装,晶舟401和晶片402安放在桨7的右端,所述桨7夹持组件固定在垂直移动滑板上。

s3、打开炉门6,启动送料机构8,利用桨7将晶片402和晶舟401送入工艺管3工作区域,送料机构8右侧对应炉管水平设置有架体1,所述送料机构8由安装在架体1上的水平移动安装板801、水平移动滑板803、水平移动导轨、水平移动丝杠802进行移动安装,所述送料机构8通过水平移动减速器电机驱动,进行水平往复移动。

s4、升降装置9驱动送料机构8向下移动,桨7下移让晶舟401腿与工艺管3底部圆弧接触,晶舟401由工艺管3进行承托,桨7继续下移一个小距离,晶舟401与桨7的承托面脱离开,桨7保持低位状态,升降装置9通过垂直移动导轨901、垂直移动丝杠902进行移动安装,所述升降装置9通过垂直移动减速器电机903驱动,进行垂直上下移动。

s5、送料机构8驱动桨7进行低位水平移动,退出工艺管3,回至装料的位置停下;

s6、关闭工艺管3炉门6,实现密封,关闭工艺管3炉门6实现密封是通过摆动炉门6进行炉门6的移开和关门密封,工艺管3口与架体1上固定的炉口法兰5通过密封法兰501和密封圈压紧,实现工艺管3的密封连接。

s7、对工艺管3进行加热,是通过加热器2进行加热,同时工艺管3设置有进气管301和出气管302用于工艺气体的进气和排气,控制工艺气体进入工艺管3内部对晶片402进行加工;

s8、对炉体进行降温,停止输入工艺气体;

s9、打开炉门6,送料机构8驱动桨7在低位水平移动,进入工艺管3,进入晶舟401底部后驱动上移,提升桨7上移,与晶舟401承托面接触后还要继续小距离提升,此时晶舟401脚与工艺管3离开小距离,提升至高位停止;

s10、送料机构8驱动桨7承托的晶舟401和晶片402移出工艺管3,到达s2中装料的位置后,停止移动;

s11、关闭炉门6,保持炉内基础温度,保持炉内基础温度是通过关闭炉门,防止炉口散热过多;同时在加热器2尾部设置尾部隔热块201用于封闭加热器2尾端,防止加热器2的热量散出。

s12、取下工艺后的晶舟401,更换新晶舟401和晶片402。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案,本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理,属于本发明的保护范围之内。


技术特征:

1.一种应用于半导体、光伏管式设备闭管软着陆的方法,其特征在于,具体步骤如下:

s1、将晶片(402)插入插入晶舟(401)中;

s2、通过装料装置将晶片(402)和晶舟(401)放到桨(7)的承托位置;

s3、打开炉门(6),启动送料机构(8),利用桨(7)将晶片(402)和晶舟(401)送入工艺管(3)工作区域;

s4、升降装置(9)驱动送料机构(8)向下移动,桨(7)下移让晶舟(401)腿与工艺管(3)底部圆弧接触,晶舟(401)由工艺管(3)进行承托,桨(7)继续下移一个小距离,晶舟(401)与桨(7)的承托面脱离开,桨(7)保持低位状态;

s5、送料机构(8)驱动桨(7)进行低位水平移动,退出工艺管(3),回至装料的位置停下;

s6、关闭工艺管(3)炉门(6),实现密封;

s7、对炉体进行加热,同时控制工艺管(3)内部的工艺气体进入炉体内部对晶片(402)进行加工;

s8、对炉体进行降温,停止输入工艺气体;

s9、打开炉门(6),送料机构(8)驱动桨(7)在低位水平移动,进入工艺管(3),进入晶舟(401)底部后驱动上移,提升桨(7)上移,与晶舟(401)承托面接触后还要继续小距离提升,此时晶舟(401)脚与工艺管(3)离开小距离,提升至高位停止;

s10、送料机构(8)驱动桨(7)承托的晶舟(401)和晶片(402)移出工艺管(3),到达s2中装料的位置后,停止移动;

s11、关闭炉门(6),且保持炉内基础温度;

s12、取下工艺后的晶舟(401),更换新晶舟(401)和晶片(402)。

2.根据权利要求1所述的一种应用于半导体、光伏管式设备闭管软着陆的方法,其特征在于,所述s2中桨(7)固定于桨(7)夹持组件中定位进行安装,晶舟(401)和晶片(402)安放在桨(7)的右端,所述桨(7)夹持组件固定在垂直移动滑板上。

3.根据权利要求1所述的一种应用于半导体、光伏管式设备闭管软着陆的方法,其特征在于,所述s3中送料机构(8)右侧对应炉管水平设置有架体(1),所述送料机构(8)由安装在架体(1)上的水平移动安装板(801)、水平移动滑板(803)、水平移动导轨、水平移动丝杠(802)进行移动安装,所述送料机构(8)通过水平移动减速器电机驱动,进行水平往复移动。

4.根据权利要求1所述的一种应用于半导体、光伏管式设备闭管软着陆的方法,其特征在于,所述s4中升降装置(9)通过垂直移动导轨(901)、垂直移动丝杠(902)进行移动安装,所述升降装置(9)通过垂直移动减速器电机(903)驱动,进行垂直上下移动。

5.根据权利要求1所述的一种应用于半导体、光伏管式设备闭管软着陆的方法,其特征在于,所述s6中关闭工艺管(3)炉门(6)实现密封是通过摆动炉门(6)进行炉门(6)的移开和关门密封,工艺管(3)口与架体(1)上固定的炉口法兰(5)通过密封法兰(501)和密封圈压紧,实现工艺管(3)的密封连接。

6.根据权利要求1所述的一种应用于半导体、光伏管式设备闭管软着陆的方法,其特征在于,所述s7中对炉体进行加热是通过加热器(2)进行加热。

7.根据权利要求1所述的一种应用于半导体、光伏管式设备闭管软着陆的方法,其特征在于,所述s7中工艺管(3)设置有进气管(301)和出气管(302)用于工艺气体的进气和排气。

8.根据权利要求1所述的一种应用于半导体、光伏管式设备闭管软着陆的方法,其特征在于,所述s11中保持炉内基础温度是通过在加热器(2)尾部设置尾部隔热块(201)用于封闭加热器(2),防止热量散出。

9.根据权利要求1所述的一种应用于半导体、光伏管式设备闭管软着陆的方法,其特征在于,所述炉门(6)是旋开炉门(6)设计,保证了炉口密封性。

技术总结
本发明公开了一种应用于半导体、光伏管式设备闭管软着陆的方法将晶舟和晶片送人工艺管内,晶舟被移送到工艺管水平的工作区域后,利用桨的升降功能让桨下降到一定高度,将晶舟和晶片放入工艺管内由晶舟舟腿支撑到工艺管底部圆弧处,此时桨继续下降一个小距离,桨与晶舟的支撑面脱离开,此时为桨的低位(同样不与工艺管底部接触)属于空桨悬空状态,此时,桨水平移动,退出工艺管,关闭炉门,此时只有晶舟和晶片在工艺管中接受整个工艺温度和气体流动或者真空等工艺环节,此时桨不在工艺管内部承托晶舟和晶片一同参与晶片的工艺过程,也就没有了原有状态的桨这个物件干扰晶片工艺过程。

技术研发人员:宋立禄;张海林;刘国霞;滕玉朋;吴季浩
受保护的技术使用者:青岛赛瑞达电子科技有限公司
技术研发日:2021.04.23
技术公布日:2021.08.03

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