一種石英玻璃晶圓毛坯的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石英玻璃的加工方法，尤其涉及一種石英玻璃晶圓毛坯的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石英玻璃因其良好的性能廣泛應(yīng)用于半導體集成電路產(chǎn)業(yè)，晶圓是半導體集成電路的核心，光刻技術(shù)以其良好的技術(shù)特點已成為生產(chǎn)晶圓的主要方法。石英玻璃晶圓是通過光刻技術(shù)加工制作成的半導體集成電路產(chǎn)品。石英玻璃是該工藝的必備材料，依據(jù)生產(chǎn)的晶圓尺寸不同，其形狀尺寸也不同。石英玻璃軟化溫度和熔化溫度高、高溫黏度大，因此傳統(tǒng)的澆注、模具成型方法無法實現(xiàn)晶圓用石英玻璃毛坯成型。石英玻璃砣的常規(guī)規(guī)格是直徑280-360mm，因此，傳統(tǒng)晶圓用石英玻璃毛坯加工方法為:6_8英寸晶圓用毛坯采用石英玻璃砣直接滾圓加工實現(xiàn)；小于6英寸的晶圓用毛坯采用“石英玻璃砣取芯法”，即使用鉆頭直接在石英玻璃砣上取出所需尺寸的晶圓用毛坯。
[0003]中國專利CN103663939A公開了一種石英玻璃晶圓用毛坯的加工方法及方法。所述加工方法為:使用中頻加熱爐將石英玻璃砣加熱至熔融狀態(tài)，利用牽引系統(tǒng)通過下料口熔拉成棒狀毛坯，冷卻后得到晶圓用石英玻璃毛坯棒料。在熔拉過程中，利用測徑儀測得的毛坯棒料的直徑信息控制熔拉速度調(diào)節(jié)所述毛坯棒料尺寸。所述晶圓用石英玻璃毛坯棒料的直徑為8英寸或8英寸以下，所述晶圓用石英玻璃毛坯棒料的截面形狀為圓形、方形、六邊形或八邊形。使用上述專利的裝置和方法，可以根據(jù)需要直接拉制直徑8英寸以下的各種常規(guī)及異性晶圓用石英玻璃毛坯棒料。但是，使用該方法時，無法制備較長的石英玻璃晶圓用毛坯，且無法實現(xiàn)連續(xù)操作，加工時間長，不利于工業(yè)化放大；而且使用該方法容易在加工裝置底部殘存石英玻璃，會導致熔拉爐降溫緩慢，延長間歇期，降低生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種石英玻璃晶圓毛坯的加工方法，該加工方法可以在不加大熔拉爐設(shè)備的長度的前提下，利用有限生產(chǎn)空間將石英玻璃砣熔拉完畢，節(jié)約設(shè)備成本。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種石英玻璃晶圓毛坯的加工方法，包括以下步驟:
A、使用中頻加熱爐將石英玻璃砣加熱至熔融狀態(tài)；
B、先將第一牽引系統(tǒng)與石英玻璃砣進行組合、然后向下行進拉制；在第一牽引系統(tǒng)拉制到設(shè)備底部之前，調(diào)節(jié)第二牽引系統(tǒng)的行進速度與第一牽引系統(tǒng)的行進速度一致，將第二牽引系統(tǒng)與石英玻璃晶圓毛坯進行組合；然后，第一牽引系統(tǒng)與第二牽引系統(tǒng)同時行進、向下拉制；
C、待第一牽引系統(tǒng)將晶圓毛坯拉制到需要長度后，在第二牽引系統(tǒng)下方進行切割，使第一牽引系統(tǒng)和第二牽引系統(tǒng)所組合的晶圓毛坯發(fā)生分離；
D、分離后的第二牽引系統(tǒng)仍以原速度向下拉制晶圓毛坯；同時調(diào)節(jié)第一牽引系統(tǒng)的行進速度使其快速下降至設(shè)備底部，將晶圓毛坯卸下，冷卻后即得到石英玻璃晶圓毛坯棒料；
E、調(diào)節(jié)第一牽引系統(tǒng)的行進速度使其快速上升，與第二牽引系統(tǒng)所組合的晶圓毛坯的底部進行組合；待組合完成后，即解開第二牽引系統(tǒng)與該段晶圓毛坯的組合；
F、調(diào)節(jié)第二牽引系統(tǒng)的行進速度使其上升，與拉制中的晶圓毛坯的上部進行重新組合，第一牽引系統(tǒng)與第二牽引系統(tǒng)同時行進、向下拉制；
G、重復步驟(:~?，實現(xiàn)石英玻璃晶圓毛坯的連續(xù)加工，直至將中頻加熱爐中的熔融石英玻璃砣拉盡；
加工石英玻璃晶圓毛坯時所使用的裝置，包括通過加熱使石英玻璃砣熔融的中頻加熱爐，中頻加熱爐的下部設(shè)有下料口 ；在下料口出料口的一側(cè)設(shè)有CCD測徑儀；在下料口的下方設(shè)置有用于拉制石英玻璃晶圓毛坯的牽引系統(tǒng)；所述牽引系統(tǒng)包括豎直同軸設(shè)置的第一牽引系統(tǒng)、第二牽引系統(tǒng)；第一牽引系統(tǒng)、第二牽引系統(tǒng)分別設(shè)置有相互獨立的第一行進控制裝置、第二行進控制裝置；第一行進控制裝置的正齒輪、第二行進控制裝置的正齒輪均嚙合在豎直的直齒齒條傳動帶上；所述牽引系統(tǒng)還設(shè)置有用于對第一牽引系統(tǒng)、第二牽引系統(tǒng)的定滑輪和導軌進行豎向加固的定滑輪加固組。
[0005]本發(fā)明的進一步改進在于:在石英玻璃晶圓毛坯拉制加工過程中，使用C⑶測徑儀對毛坯棒料的直徑信息進行實時監(jiān)測，從而控制熔拉速度、調(diào)節(jié)毛坯棒料尺寸。
[0006]本發(fā)明的進一步改進在于:所述加工裝置中，第一牽引系統(tǒng)、第二牽引系統(tǒng)分別設(shè)置有各自獨立的行進控制裝置和加持裝置；第一牽引系統(tǒng)、第二牽引系統(tǒng)與石英玻璃晶圓毛坯組合后實現(xiàn)獨立行進。
[0007]本發(fā)明的進一步改進在于:所述加工裝置中，定滑輪加固組位于第一牽引系統(tǒng)、第二牽引系統(tǒng)的上方。
[0008]本發(fā)明的進一步改進在于:所述加工裝置還設(shè)置有用于切割石英玻璃晶圓毛坯的刀具。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明提供了一種石英玻璃晶圓毛坯的加工方法。該加工方法能夠?qū)崿F(xiàn)石英玻璃晶圓毛坯的連續(xù)拉制，直至將中頻加熱爐中的熔融石英玻璃砣拉盡，加工過程短，生產(chǎn)效率高，并減輕了工人的勞動強度，十分有利于工業(yè)化放大。本方法能最大限度地將中頻加熱爐中的熔融石英玻璃砣拉盡，節(jié)約了原材料，減少了石英玻璃砣的浪費，解決了石英玻璃砣堆積在熔拉中降溫慢的問題，有效提高了生產(chǎn)效率。
[0010]本發(fā)明加工方法采用特定的加工裝置，牽引系統(tǒng)由既能獨立運動又能共同運動的第一牽引系統(tǒng)、第二牽引系統(tǒng)共同組成，通過這兩者之間的協(xié)同配合，可以在不加大熔拉爐設(shè)備的長度的前提下，利用有限生產(chǎn)空間將石英玻璃砣熔拉完畢，節(jié)約設(shè)備成本。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明所用加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明所用加工設(shè)備牽引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)連接示意圖。
[0013]圖中標號說明:
1-爐蓋；2_耐火材料；3_保溫套上部；4_填充保溫層；5_感應(yīng)圈；6_保溫套中部；7-保溫套下部；8-(XD測徑儀；9-冷卻系統(tǒng)；10_發(fā)熱體；11_石英玻璃砣；12_下料口 ；13_棒狀晶圓毛坯；14_第一牽引系統(tǒng)；15_第二牽引系統(tǒng)；16_定滑輪加固組;17-直齒齒條傳動帶。
【具體實施方式】
[0014]為了更好地理解按照本發(fā)明的一種石英玻璃晶圓毛坯的加工方法，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步說明。
[0015]一種石英玻璃晶圓毛坯的加工方法，包括以下步驟:
A、使用中頻加熱爐將石英玻璃砣加熱至熔融狀態(tài)；
B、先將第一牽引系統(tǒng)與石英玻璃砣進行組合、然后向下行進拉制；在第一牽引系統(tǒng)拉制到設(shè)備底部之前，調(diào)節(jié)第二