新型退火炉的制作方法

1.本实用新型涉及芯片制造技术领域，尤其涉及一种新型退火炉。


背景技术：

2.追求完美的高质量晶体，一直是晶体科研人员主要的研究方向。为提高晶圆的质量，晶圆成型工艺中通常需要退火处理。目前的退火工艺主要是将减薄至100μm的晶圆放入托盘中，然后随托盘一起放入烤箱中加热烘烤，加热到一定温度后再冷却。
3.但是因为晶圆的厚度太薄，所以晶圆在受热时容易产生形变，往往导致晶圆在退火后会产生一定程度的翘曲，如果晶圆的翘曲度过大，在对晶圆的测试等操作中，容易导致晶圆出现破片的情况。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的是提供新型退火炉，解决了晶圆在退火时容易发生翘曲的问题。
5.本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：
6.新型退火炉，包括烤箱本体，所述烤箱本体包括箱体、封盖于箱体上的箱门以及将箱门转动连接在箱体上的第一转轴，所述箱体内靠近箱底的一侧设有用于吸附晶圆的吸盘，所述吸盘上开设有多个吸附孔，所述吸盘上设有与所有吸附孔连通的吸附管，所述吸附管贯穿到箱体外并连通有真空发生器。
7.通过采用上述方案，当晶圆需要退火时，将晶圆放置在吸盘上，吸盘既能够传导热量，使得晶圆受热均匀，吸盘上的吸附孔又能够产生轻微的负压吸力，将晶圆吸附在吸盘上，使得晶圆在受热过程中始终保持一个平整的状态，从而降低晶圆在退火时发生翘曲的概率。
8.进一步，所述箱体内设有压盘，所述压盘位于箱顶与吸盘之间，所述压盘上固定有转动连接在箱体内的第二转轴，所述第二转轴与第一转轴垂直设置，所述第二转轴与第一转轴之间设有传动组件。
9.通过采用上述方案，当吸盘吸附晶圆时，可以转动压盘，使得压盘位于晶圆的上侧，压盘不与晶圆接触但与晶圆的间距无限小；当晶圆产生形变的力大于吸盘的吸附力时，晶圆仍然会产生形变，此时，位于晶圆上侧的压盘可以阻止晶圆产生形变，进一步降低晶圆在退火时发生翘曲的概率。
10.进一步，所述箱体靠近第一转轴的外侧壁上开设有安装槽，所述传动组件安装于安装槽内，所述第一转轴与第二转轴也均延伸至安装槽内；所述传动组件包括固定在第一转轴上的第一皮带轮和固定在第二转轴上的第一锥齿轮，所述安装槽内还设有转动连接于箱体上的第三转轴，所述第三转轴上分别固定有第二皮带轮和第二锥齿轮，所述第二皮带轮与第一锥齿轮之间传动连接有皮带，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合。
11.通过采用上述方案，当箱门完全打开时，压盘处于与吸盘垂直的位置；当关闭箱门
时，箱门带动第一转轴转动，第一转轴通过传动组件带动第二转轴转动，从而带动压盘转动，当箱门完全关闭时，压盘处于与吸盘平行的位置并位于吸盘正上方。通过箱门转动便能够带动压盘工作，减少了工作人员将手伸进箱体内转动压盘这一步骤，不仅提高了工作效率，还提高了该装置的安全性能。
12.进一步，所述箱体的外侧壁上固定有能够封盖安装槽敞口端的盖板。
13.通过采用上述方案，采用盖板将安装槽封盖，使得箱体的外形更加美观，同时也能够对传动组件起到一个保护作用。
14.进一步，所述压盘上靠近吸盘的一侧垂直固定有多个均匀分布的柔性凸起。
15.通过采用上述方案，柔性凸起既能够起到阻止晶圆产生形变的作用，同时多个均匀分布的柔性凸起之间又存在一定的间隙，使得晶圆的受热和冷却过程更加顺畅，避免压盘将晶圆完全盖住而影响晶圆的退火过程。
16.进一步，所述箱体的底部内壁上安装有机械臂，所述吸盘固定于机械臂上。
17.通过采用上述方案，在退火完成后，机械臂能够将晶圆与铜盘一起安全地送进卡塞内，既实现了该装置的自动化操作，又能够避免直接将较薄的晶圆放入卡塞内而出现破片的情况。
18.进一步，所述箱体的顶部内壁上安装有照明灯，所述箱体上与箱门接触的位置安装有控制照明灯的开关。
19.通过采用上述方案，当箱门打开时，箱门与开关脱离，照明灯打开；当箱门关闭时，箱门与开关接触，照明灯关闭。
20.进一步，所述箱体内设有进气管路和出气管路，所述进气管路和出气管路均贯穿到箱体外，所述进气管路上连通有位于箱体外的氮气源。
21.通过采用上述方案，在晶圆退火时通入氮气，对晶圆进行气氛处理，然后通过出气管路带走晶圆退火时产生的如氢离子等无用离子，提高晶圆的退火质量。
22.本实用新型的有益效果：
23.1、本实用新型通过设置吸盘，既能够传导热量，使得晶圆在高温退火时受热均匀，同时吸盘上的吸附孔又能够产生轻微的负压吸力，将晶圆吸附在吸盘上，使得晶圆在受热过程中始终保持一个平整的状态，从而降低晶圆在退火时发生翘曲的概率。
24.2、本实用新型通过设置固定有多个柔性凸起的压盘，当晶圆产生形变的力大于吸盘的吸附力时，压盘能够阻止晶圆产生形变，压盘可以阻止晶圆产生形变；同时多个柔性凸起之间存在一定的间隙，使得晶圆的受热和冷却过程更加顺畅，避免压盘将晶圆完全盖住而影响晶圆的退火过程。
25.3、本实用新型通过设置传动组件，通过转动箱门便能够使得压盘转动，减少了工作人员将手伸进箱体内转动压盘这一步骤，不仅提高了工作效率，还提高了该装置的安全性能。
26.4、本实用新型通过设置机械臂，在退火完成后，机械臂能够将晶圆与吸盘一起安全地送进卡塞内，既实现了该装置的自动化操作，又能够避免直接将较薄的晶圆放入卡塞内而出现破片的情况。
附图说明
27.图1是本实用新型的结构示意图；
28.图2是本实用新型中箱门打开时的结构示意图；
29.图3是本实用新型中传动组件的结构示意图；
30.图4是本实用新型吸盘的结构示意图。
31.图中：1、烤箱本体；11、箱体；12、箱门；13、第一转轴；14、安装槽；15、盖板； 16、把手；2、吸盘；21、吸附孔；22、吸附管；23、真空发生器；3、压盘；31、第二转轴； 32、柔性凸起；4、传动组件；41、第一皮带轮；42、第二皮带轮；43、皮带；44、第一锥齿轮；45、第二锥齿轮；46、第三转轴；5、机械臂；6、照明灯；61、开关；7、氮气源；71、进气管路；72、出气管路；8、控制面板。
具体实施方式
32.以下将结合附图1-图4对本实用新型进行详细说明：
33.实施例：新型退火炉，包括带有加热功能的烤箱本体1，烤箱本体1包括前侧敞口的箱体 11和封盖于箱体11敞口端的箱门12，箱门12的左端穿设并固定有第一转轴13，箱门12通过第一转轴13转动连接在烤箱上，箱门12的右端与箱体11之间通过磁性件的方式可拆卸连接，箱门12右端的前侧安装有u形的把手16，箱门12右端的前侧内嵌有控制面板8，控制面板8内设置有控制器，用于监控箱体11内的温度以及设置具体的控制参数和流程。
34.箱体11内的底部内壁上安装有机械臂5，机械臂5上固定有铜制的吸盘2，吸盘2与箱体 11内的底壁平行设置，吸盘2为内部中空结构，吸盘2的上侧面开设有多个沿圆周均匀分布的吸附孔21，吸附孔21与吸盘2的内部连通，吸盘2的右下侧设有与吸盘2内部连通的吸附管22，吸附管22的另一端贯穿到箱体11外并连通有位于箱体11右侧的真空发生器23。
35.箱体11内还设有压盘3，压盘3位于箱体11的顶壁与吸盘2之间，压盘3上作用于晶圆的一面固定有多个均匀分布的柔性凸起32，柔性凸起32为圆柱体结构，压盘3的一端固定有连接部，连接部上穿设并固定有第二转轴31，第二转轴31转动连接在箱体11内，并且第二转轴31与第一转轴13垂直设置，第二转轴31与第一转轴13之间设置有传动组件4，当箱门 12完全打开时，压盘3处于与吸盘2垂直的位置，当箱门12完全关闭时，压盘3处于与吸盘 2平行的位置，并且此时柔性凸起32与吸盘2之间的间距为101-110um，因为晶圆的厚度为 100um，这样既能够保证柔性凸起32不与晶圆直接接触，不会将晶圆压坏，又能够在晶圆产生形变时阻止晶圆发生翘曲。
36.箱体11的右侧壁上开设有l形的安装槽14，传动组件4安装于安装槽14内，第一转轴 13的下端、第二转轴31的左端也均贯穿进安装槽14内；传动组件4包括键连接在第一转轴 13下端的第一皮带轮41和键连接在第二转轴31左端的第一锥齿轮44，安装槽14内还转动连接有第三转轴46，第三转轴46与第一转轴13平行设置、与第二转轴31垂直设置，第三转轴 46上分别键连接有第二皮带轮42和第二锥齿轮45，第二皮带轮42位于第二锥齿轮45下侧，第二皮带轮42与第一皮带轮41之间传动连接有皮带43，第二锥齿轮45与第一锥齿轮44啮合。
37.箱体11的左侧壁上固定有能够封盖安装槽14敞口端的盖板15，盖板15也为l形结构，盖板15通过螺栓固定在箱体11上。
38.箱体11的顶部内壁上安装有两个左右对称的照明灯6，箱体11上与箱门12接触的位置安装有控制照明灯6的开关61，当箱门12关闭时，箱门12与开关61接触，照明灯6关闭，当箱门12开启时，箱门12与开关61脱离接触，照明灯6打开。
39.箱体11内还设有进气管路71和出气管路72，进气管路71和出气管路72均从箱体11内贯穿到箱体11外，并将箱体11内与箱体11外连通，出气管路72上安装有电磁阀，进气管路 71上连通有位于箱体11外的氮气源7，晶体冷却过程中，氮气源7和电磁阀均会自动打开。
40.该实用新型的工作原理：当该退火炉工作时，首先将需要退火处理的晶圆放置在吸盘2 上，然后关闭箱门12，箱门12带动第一转轴13转动，第一转轴13带动第一皮带轮41转动，第一皮带轮41通过皮带43带动第二皮带轮42转动，第二皮带轮42带动第三转轴46转动，第三转轴46带动第二锥齿轮45转动，第二锥齿轮45带动第一锥齿轮44转动，第一锥齿轮 44带动第二转轴31转动，第二转轴31带动压盘3转动，当箱门12完全关闭时，压盘3与吸盘2平行，柔性凸起32也位于晶圆的正上方；然后在控制面板8上设置参数和工作流程，设置完毕后启动退火炉开始加热，真空发生器23同时打开，吸盘2对晶圆会产生轻微的负压吸力，将晶圆吸附在吸盘2上，使得晶圆在受热过程中始终保持一个平整的状态，从而降低晶圆在退火时发生翘曲的概率；当晶圆产生形变的力大于吸盘2的吸附力时，晶圆仍然会产生形变，此时，位于晶圆上侧的压盘3和柔性凸起32可以阻止晶圆产生形变，进一步降低晶圆在退火时发生翘曲的概率；退火过程中，氮气源7和电磁阀也同时打开，往箱体11内通入氮气，对晶圆进行气氛处理，出气管路72能够带走晶圆退火时产生的如氢离子等无用离子；退火完成后，机械臂5将晶圆和吸盘2一起送入外部的卡塞中，进行下一步工艺。
41.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。