超薄大翘曲晶片的激光退火装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体制造装备领域，特别涉及一种超薄大翘曲晶片的激光退火
目.0
【背景技术】
[0002]在半导体制造领域，晶片的厚度越来越薄。例如:绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGate Bipolar Transistor，IGBT)技术发展已超过20年，从PT、NPT发展到最新的FS工艺，在改善IGBT的开关性能和通态压降等性能上取得了长足的进步，在新一轮国内IGBT研发热潮来临前夕，仍存在两大工艺难点，包括薄片工艺和背面工艺。其中薄片工艺，特定耐压指标的IGBT器件，芯片厚度也是特定的，需要减薄到200 μ m以下，甚至到60 μπι，当IGBT器件等晶片例如硅片的厚度磨薄到200 μπι以下时，后续的加工处理就比较困难了，特别是对于8英寸的超薄大翘曲硅片，极易破碎，翘曲量超过2 — 5_时，制作工艺难度将会更大，厚度50 μ m的硅片真是“薄如蝉翼”。为此，在对厚度减薄的IGBT器件等晶片进行退火工艺时，目的是晶化或提高结晶度，通常采用激光退火装置，对晶片例如硅片进行激光退火。在激光退火前，需通过传输装置将晶片传送到激光退火装置的腔体内的工件台上，将再工件台移动到激光退火装置的激光器的正下方，打开激光器时，激光器发出激光对晶片进行退火工艺。现有技术的退火装置一般采用的传输装置包括设置于工件台上的若干个吸附支架(即E-pin)例如三个，吸附支架内流通有正压或负压，通过三个吸附支架托撑晶片，则晶片在吸附支架的三个位置就会被吸附支架的自身直径面积所覆盖，从而导致晶片表面对应吸附支架托撑的三个位置与其它位置存在一定的温度差，则晶片通过工件台移动到激光器正下方进行退火时，特别是对产生翘曲的晶片进行激光退火时，由于晶片表面温度差以及晶片翘曲原因，就会在晶片表面产生退火不均匀的情况发生。特别是当晶片厚度减薄到50 μπι至150 μπι时，晶片表面的退火不均匀的情况就会更糟。
[0003]因此，如何实现对超薄大翘曲晶片进行均匀退火是人们亟需解决的重要问题。其中，超薄是指，晶片的厚度为50 μπι至300 μπι ;大翘曲是指晶片的翘曲度为2mm至5mm。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供一种超薄大翘曲晶片的激光退火装置，以将超薄大翘曲晶片传输到激光退火装置的退火腔室内，消除了晶片表面的温度差，使晶片能够均匀退火。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:一种超薄大翘曲晶片的激光退火装置，包括箱体，所述箱体内设置有退火腔室，垂直固定于所述箱体用于在所述退火腔室内发射激光能量的激光器，所述退火腔室的底部移动设置有工件台，位于所述退火腔室顶部的箱体上吊装固定设置有用于吸附晶片的伯努利真空吸附装置。
[0006]进一步的，上述的超薄大翘曲晶片的激光退火装置，所述箱体的外部设置有用于传送晶片的机械手。
[0007]进一步的，上述的超薄大翘曲晶片的激光退火装置，所述机械手为双臂机械手，包括上臂机械手和下臂机械手。
[0008]进一步的，上述的超薄大翘曲晶片的激光退火装置，所述箱体的底部设置有减振支架。
[0009]进一步的，上述的超薄大翘曲晶片的激光退火装置，所述激光器通过固定架垂直固定于所述箱体上。
[0010]进一步的，上述的超薄大翘曲晶片的激光退火装置，所述工件台通过滑轨移动设置在所述退火腔室的底部。
[0011]进一步的，上述的超薄大翘曲晶片的激光退火装置，所述伯努利真空吸附装置，包括设置有若干个均匀分布的吸孔的伯努利真空吸盘，与所述伯努利真空吸盘固定连接的垂直升降机构，与所述垂直升降机构固定连接的底座，与所述伯努利真空吸盘气路连接的进气管路和出气管路。
[0012]进一步的，上述的超薄大翘曲晶片的激光退火装置，还包括设置于所述努利真空吸盘上的负压传感器。
[0013]进一步的，上述的超薄大翘曲晶片的激光退火装置，所述垂直升降机构包括气缸，与所述气缸连接的电磁阀，与所述电磁阀气路连接的气源。
[0014]进一步的，上述的超薄大翘曲晶片的激光退火装置，所述垂直升降机构包括升降导轨，以及与所述升降导轨连接的电机。
[0015]本实用新型采用吊装设置在退火腔室顶部的箱体伯努利真空吸附装置，将机械手传送到退火腔室内的超薄大翘曲晶片吸附后，退出机械手，通过伯努利真空吸附装置将吸附的晶片放置到退火腔室底部的工件台上，移动工件台，使其移动到激光器的正下方，打开激光器使其发出激光能量，照射到位于工件台上的晶片上，从而完成对晶片的退火工艺。与现有技术相比，本实用新型通过伯努利真空吸附装置吸附超薄大翘曲晶片时，能够将超薄大翘曲晶片吸附平整，从而减小或消除晶片的翘曲度，以使放置在工件台上的晶片平整，则整个晶片的表面全部裸露在外，则激光发出激光光束能量时，可均匀地照射在晶片的表面，从而使晶片的退火更加均匀。由于本实用新型采用伯努利真空吸附装置吸附晶片，晶片的背面全部放置在了工件台的表面上，从而使晶片表面的温度相同，消除了现有技术中采用若干个吸附支架托撑晶片时，吸附支架占用晶片托撑点的面积给晶片带来的温度差对退火造成的影响。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型激光退火装置的结构示意图；
[0017]图2是本实用新型伯努利真空吸附装置的结构示意图；
[0018]图3至5是将未退火的晶片80传输到激光退火装置内的传输交接过程示意图；
[0019]图6至8是将已退火的晶片80传输到激光退火装置外的传输交接过程示意图。
[0020]图中所示:10、箱体，11、退火腔室，20、激光器，30、固定架，40、伯努利真空吸附装置，41、吸孔，42、伯努利真空吸盘，43、垂直升降机构，44、底座，45、进气管路，46、出所管路，47、负压传感器，50、工件台，60、减振支架、70、机械手，80、晶片。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型作详细描述:
[0022]如图1 一 2所示，本实施方式提供一种超薄大翘曲晶片的激光退火装置，包括箱体
10、激光器20、固定架30、伯努利真空吸附装置40、工件台50、减振支架60。其中，箱体10内设置有退火腔室11。其中，激光器20通过固定架30垂直固定于箱体10上，用于在退火腔室11内发射激光能量。激光器20的头部可以露出到退火腔室11内，也可以不露出到退火腔室11内。其中，固定架30，也可以用螺栓等紧固件替代，目的是将激光器20固定在箱体10上。其中，工件台50移动设置在退火腔室11的底部。其中，伯努利真空吸附装置40吊装设置在退火腔室11顶部的箱体10上，用于吸附超薄大翘曲晶片80或普通晶片，以实现将晶片80的位置变换传输。其中，减振支架60设置在箱体10的底部，以用于消除箱体10产生的振荡或外力干扰，使激光退火装置保持稳定。当然，也可以采用非减振支架，以节约成本。
[0023]如图1所示，本实用新型的超薄大翘曲晶片的激光退火装置，可以在所述箱体10的外部设置有用于传送晶片80的机械手70。机械手70可以是单臂机械手，也可以是双臂机械手。其中，双臂机械手，包括上臂机械手和下臂机械手。上臂机械手用于将未退火的晶片80从外部传输到激光退火装置的箱体10的退火腔室11内。下臂机械手用于将在退火腔室11内完成退火工艺的晶片80从退火腔室11内传输到激光退火装置的外部。或者上臂机械手和下臂机械手的功能作用互换，目的是提高晶片的传输效率。
[0024]作为较佳的实施方式，本实用新型的超薄大翘曲晶片的激光退火装置，工件台50可以通过滑轨移动设置在退火腔室11的底部，也可以通过轮子移动设置在退火腔室11的底部，目的是实现工件台50在退火腔室11内的位置移动，以将承载在工件台50上的晶片80移动到激光器20的正下方。滑轨的移动时，其惯性小，便于精确控制工件台50的移动位置。轮子特别是万向轮便于调整工件台50