[發明專利]一種晶圓制造工具及其使用方法

有效

• 申請號: 201910955374.1
• 申請日: 2019-10-09
• 公開（公告）號: CN110549250B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 唐衛斌;王博;何建強;魚輪
• 申請（專利權）人: 商洛學院
• 主分類號: B24C1/04
• 分類號: B24C1/04;B24C3/02;B24C5/04;B24C9/00
• 代理公司: 北京成實知識產權代理有限公司 11724
• 代理人: 康寧寧

1.一種晶圓制造工具，包括基臺(1)，所述基臺(1)的上端開鑿有納水槽(2)，所述基臺(1)的上側設有機械臂主體(3)，且機械臂主體(3)呈“門”字型，所述基臺(1)的側壁上開鑿有一對第一電磁滑軌(4)，兩個所述機械臂主體(3)下端靠近基臺(1)的一端均固定連接有與第一電磁滑軌(4)相匹配的第一電磁滑塊(5)，所述基臺(1)與機械臂主體(3)之間通過第一電磁滑軌(4)與第一電磁滑塊(5)實現滑動連接，所述機械臂主體(3)上端靠近基臺(1)的一側開鑿有第二電磁滑軌(7)，所述第二電磁滑軌(7)內滑動連接有第二電磁滑塊(8)，所述第二電磁滑塊(8)遠離第二電磁滑軌(7)槽底板的一端固定連接有連接柱(9)，所述連接柱(9)遠離第二電磁滑塊(8)的一端固定連接有高壓噴嘴主體(10)，所述高壓噴嘴主體(10)的側壁上固定連接有安裝臺(11)，所述安裝臺(11)的下端開鑿有定位安裝槽(12)，所述定位安裝槽(12)的槽底板固定連接有光傳感器(14)，所述納水槽(2)內鋪設有與光傳感器(14)相匹配的感應墊，其特征在于：

使用方法包括：

S1、材料酸洗，將晶圓的制備原料石英砂利用稀鹽酸進行酸洗，酸洗完成后，利用蒸餾水對石英砂進行清洗，之后送入風干室進行風干，洗去石英砂表面的可溶性雜質，提高原料石英砂中硅含量；

S2、原料提純，將經過酸洗的石英砂投入裝有碳源的電弧爐內，在高溫下發生還原反應得到冶金級硅，然后將粉碎的冶金級硅與氣態的氯化氫反應，生成液態的硅烷，然后通過蒸餾和化學還原工藝，得到了高純度的多晶硅；

S3、硅棒成型，利用直拉法生成單晶硅棒，在制備單晶硅棒的過程中；

S4、硅棒安裝，將S3硅棒成型中制得的單晶硅棒放入水切割裝置的硅棒固定裝置內；

S5、切割定位，利用定位安裝槽(12)和鋪設在納水槽(2)槽底的感應墊實現高壓噴嘴主體(10)的定位；

S6、硅棒切割，在切割之前，提前向處理終端輸入待切割硅棒的半徑及切割圓片的厚度，控制終端首先控制第一電磁滑塊(5)沿第一電磁滑軌(4)運動切割圓片厚度的距離，之后控制終端再根據輸入的硅棒半徑沿第二電磁滑軌(7)移動第二電磁滑塊(8)，之后啟動水切割裝置，對硅棒進行水切割，獲得硅片，在一次切割完成后，關停定位安裝槽(12)的噴射水流，并在控制終端的控制下重新進行S5硅棒定位和S6硅棒切割的步驟，實現對硅棒的連續切割，減小因水切割產生的損耗而造成硅片切割的尺寸出現誤差；

S7、后續處理，對切割完成的硅片進行倒角和拋光處理后，進行單面光刻，制得晶圓。

2.根據權利要求1所述的一種晶圓制造工具，其特征在于：所述定位安裝槽(12)的槽口處固定連接有與自身相匹配的防水透光玻璃(13)。

3.根據權利要求1所述的一種晶圓制造工具，其特征在于：所述第一電磁滑軌(4)的槽口處固定連接有與第一電磁滑軌(4)相匹配的硬質毛刷(6)，同樣的，第二電磁滑軌(7)的槽口處同樣固定連接有與自身相匹配的硬質毛刷(6)。

4.根據權利要求1所述的一種晶圓制造工具，其特征在于：所述S1、材料酸洗中，酸洗反應床內設置高能氣泡發生裝置。

5.根據權利要求1所述的一種晶圓制造工具，其特征在于：所述S2、原料提純中，電弧爐內的溫度為2400攝氏度，且電弧爐內碳源為過量，并且在石英砂提純的過程中，電弧爐內需持續通入氮氣。

6.根據權利要求1所述的一種晶圓制造工具，其特征在于：所述S3.硅棒成型中，可以通過控制拉制棒的移動速度來控制單晶棒成型的直徑。

7.根據權利要求1所述的一種晶圓制造工具，其特征在于：所述S5、切割定位中在定位之前，工作人員應提前將高壓噴嘴主體(10)噴射口和防水透光玻璃(13)之間的距離輸入控制終端內。

8.根據權利要求1所述的一種晶圓制造工具，其特征在于：所述S6、硅棒切割中，所述高壓噴嘴主體(10)噴射口噴射的水流為直徑0.1MM，水壓為90MPa的極細水流。

9.根據權利要求1所述的一種晶圓制造工具，其特征在于：所述S6、硅棒切割中，所述高壓噴嘴主體(10)噴射出的噴射水流摻有少量石榴砂，所述石榴砂為400目，增加石榴砂可以增加水割機的切割效率，大幅增加切割效率。