超薄大翹曲晶片的激光退火裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及半導體制造裝備領域，特別涉及一種超薄大翹曲晶片的激光退火
目.0
【背景技術】
[0002]在半導體制造領域，晶片的厚度越來越薄。例如:絕緣柵雙極型晶體管(InsulatedGate Bipolar Transistor，IGBT)技術發(fā)展已超過20年，從PT、NPT發(fā)展到最新的FS工藝，在改善IGBT的開關性能和通態(tài)壓降等性能上取得了長足的進步，在新一輪國內IGBT研發(fā)熱潮來臨前夕，仍存在兩大工藝難點，包括薄片工藝和背面工藝。其中薄片工藝，特定耐壓指標的IGBT器件，芯片厚度也是特定的，需要減薄到200 μ m以下，甚至到60 μπι，當IGBT器件等晶片例如硅片的厚度磨薄到200 μπι以下時，后續(xù)的加工處理就比較困難了，特別是對于8英寸的超薄大翹曲硅片，極易破碎，翹曲量超過2 — 5_時，制作工藝難度將會更大，厚度50 μ m的硅片真是“薄如蟬翼”。為此，在對厚度減薄的IGBT器件等晶片進行退火工藝時，目的是晶化或提高結晶度，通常采用激光退火裝置，對晶片例如硅片進行激光退火。在激光退火前，需通過傳輸裝置將晶片傳送到激光退火裝置的腔體內的工件臺上，將再工件臺移動到激光退火裝置的激光器的正下方，打開激光器時，激光器發(fā)出激光對晶片進行退火工藝?，F(xiàn)有技術的退火裝置一般采用的傳輸裝置包括設置于工件臺上的若干個吸附支架(即E-pin)例如三個，吸附支架內流通有正壓或負壓，通過三個吸附支架托撐晶片，則晶片在吸附支架的三個位置就會被吸附支架的自身直徑面積所覆蓋，從而導致晶片表面對應吸附支架托撐的三個位置與其它位置存在一定的溫度差，則晶片通過工件臺移動到激光器正下方進行退火時，特別是對產(chǎn)生翹曲的晶片進行激光退火時，由于晶片表面溫度差以及晶片翹曲原因，就會在晶片表面產(chǎn)生退火不均勻的情況發(fā)生。特別是當晶片厚度減薄到50 μπι至150 μπι時，晶片表面的退火不均勻的情況就會更糟。
[0003]因此，如何實現(xiàn)對超薄大翹曲晶片進行均勻退火是人們亟需解決的重要問題。其中，超薄是指，晶片的厚度為50 μπι至300 μπι ;大翹曲是指晶片的翹曲度為2mm至5mm。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型提供一種超薄大翹曲晶片的激光退火裝置，以將超薄大翹曲晶片傳輸?shù)郊す馔嘶鹧b置的退火腔室內，消除了晶片表面的溫度差，使晶片能夠均勻退火。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:一種超薄大翹曲晶片的激光退火裝置，包括箱體，所述箱體內設置有退火腔室，垂直固定于所述箱體用于在所述退火腔室內發(fā)射激光能量的激光器，所述退火腔室的底部移動設置有工件臺，位于所述退火腔室頂部的箱體上吊裝固定設置有用于吸附晶片的伯努利真空吸附裝置。
[0006]進一步的，上述的超薄大翹曲晶片的激光退火裝置，所述箱體的外部設置有用于傳送晶片的機械手。
[0007]進一步的，上述的超薄大翹曲晶片的激光退火裝置，所述機械手為雙臂機械手，包括上臂機械手和下臂機械手。
[0008]進一步的，上述的超薄大翹曲晶片的激光退火裝置，所述箱體的底部設置有減振支架。
[0009]進一步的，上述的超薄大翹曲晶片的激光退火裝置，所述激光器通過固定架垂直固定于所述箱體上。
[0010]進一步的，上述的超薄大翹曲晶片的激光退火裝置，所述工件臺通過滑軌移動設置在所述退火腔室的底部。
[0011]進一步的，上述的超薄大翹曲晶片的激光退火裝置，所述伯努利真空吸附裝置，包括設置有若干個均勻分布的吸孔的伯努利真空吸盤，與所述伯努利真空吸盤固定連接的垂直升降機構，與所述垂直升降機構固定連接的底座，與所述伯努利真空吸盤氣路連接的進氣管路和出氣管路。
[0012]進一步的，上述的超薄大翹曲晶片的激光退火裝置，還包括設置于所述努利真空吸盤上的負壓傳感器。
[0013]進一步的，上述的超薄大翹曲晶片的激光退火裝置，所述垂直升降機構包括氣缸，與所述氣缸連接的電磁閥，與所述電磁閥氣路連接的氣源。
[0014]進一步的，上述的超薄大翹曲晶片的激光退火裝置，所述垂直升降機構包括升降導軌，以及與所述升降導軌連接的電機。
[0015]本實用新型采用吊裝設置在退火腔室頂部的箱體伯努利真空吸附裝置，將機械手傳送到退火腔室內的超薄大翹曲晶片吸附后，退出機械手，通過伯努利真空吸附裝置將吸附的晶片放置到退火腔室底部的工件臺上，移動工件臺，使其移動到激光器的正下方，打開激光器使其發(fā)出激光能量，照射到位于工件臺上的晶片上，從而完成對晶片的退火工藝。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型通過伯努利真空吸附裝置吸附超薄大翹曲晶片時，能夠將超薄大翹曲晶片吸附平整，從而減小或消除晶片的翹曲度，以使放置在工件臺上的晶片平整，則整個晶片的表面全部裸露在外，則激光發(fā)出激光光束能量時，可均勻地照射在晶片的表面，從而使晶片的退火更加均勻。由于本實用新型采用伯努利真空吸附裝置吸附晶片，晶片的背面全部放置在了工件臺的表面上，從而使晶片表面的溫度相同，消除了現(xiàn)有技術中采用若干個吸附支架托撐晶片時，吸附支架占用晶片托撐點的面積給晶片帶來的溫度差對退火造成的影響。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型激光退火裝置的結構示意圖；
[0017]圖2是本實用新型伯努利真空吸附裝置的結構示意圖；
[0018]圖3至5是將未退火的晶片80傳輸?shù)郊す馔嘶鹧b置內的傳輸交接過程示意圖；
[0019]圖6至8是將已退火的晶片80傳輸?shù)郊す馔嘶鹧b置外的傳輸交接過程示意圖。
[0020]圖中所示:10、箱體，11、退火腔室，20、激光器，30、固定架，40、伯努利真空吸附裝置，41、吸孔，42、伯努利真空吸盤，43、垂直升降機構，44、底座，45、進氣管路，46、出所管路，47、負壓傳感器，50、工件臺，60、減振支架、70、機械手，80、晶片。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本實用新型作詳細描述:
[0022]如圖1 一 2所示，本實施方式提供一種超薄大翹曲晶片的激光退火裝置，包括箱體
10、激光器20、固定架30、伯努利真空吸附裝置40、工件臺50、減振支架60。其中，箱體10內設置有退火腔室11。其中，激光器20通過固定架30垂直固定于箱體10上，用于在退火腔室11內發(fā)射激光能量。激光器20的頭部可以露出到退火腔室11內，也可以不露出到退火腔室11內。其中，固定架30，也可以用螺栓等緊固件替代，目的是將激光器20固定在箱體10上。其中，工件臺50移動設置在退火腔室11的底部。其中，伯努利真空吸附裝置40吊裝設置在退火腔室11頂部的箱體10上，用于吸附超薄大翹曲晶片80或普通晶片，以實現(xiàn)將晶片80的位置變換傳輸。其中，減振支架60設置在箱體10的底部，以用于消除箱體10產(chǎn)生的振蕩或外力干擾，使激光退火裝置保持穩(wěn)定。當然，也可以采用非減振支架，以節(jié)約成本。
[0023]如圖1所示，本實用新型的超薄大翹曲晶片的激光退火裝置，可以在所述箱體10的外部設置有用于傳送晶片80的機械手70。機械手70可以是單臂機械手，也可以是雙臂機械手。其中，雙臂機械手，包括上臂機械手和下臂機械手。上臂機械手用于將未退火的晶片80從外部傳輸?shù)郊す馔嘶鹧b置的箱體10的退火腔室11內。下臂機械手用于將在退火腔室11內完成退火工藝的晶片80從退火腔室11內傳輸?shù)郊す馔嘶鹧b置的外部?；蛘呱媳蹤C械手和下臂機械手的功能作用互換，目的是提高晶片的傳輸效率。
[0024]作為較佳的實施方式，本實用新型的超薄大翹曲晶片的激光退火裝置，工件臺50可以通過滑軌移動設置在退火腔室11的底部，也可以通過輪子移動設置在退火腔室11的底部，目的是實現(xiàn)工件臺50在退火腔室11內的位置移動，以將承載在工件臺50上的晶片80移動到激光器20的正下方?；壍囊苿訒r，其慣性小，便于精確控制工件臺50的移動位置。輪子特別是萬向輪便于調整工件臺50