[发明专利]一种薄膜机械分离装置

说明书

本申请实施例提供一种薄膜机械分离装置，包括：工作面、直线拉伸组件和与所述直线拉伸组件连接的活动块；所述直线拉伸组件带动所述活动块在垂直于所述工作面方向直线运动；所述活动块的底端安装有第一吸附件；所述工作面上安装有第二吸附件，所述第二吸附件与所述第一吸附件相对设置，所述第二吸附件与所述第一吸附件的吸附方向相反。使用时，将键合体的一面与第一吸附件接触并吸附，另一面与第二吸附件接触并吸附，在直线拉伸组件的拉伸作用下，薄膜材料沿离子注入层分离，分离后的薄膜材料余料完整无缺陷，经过简单的研磨或者抛光等后处理后即可重复利用，本申请提供的薄膜机械分离装置结构简单，易于操作，同时不会损坏待处理的薄膜材料。

技术领域

本申请属于半导体元件制备领域，特别涉及一种薄膜机械分离装置。

背景技术

覆有铌酸锂或者钽酸锂等薄膜的硅基晶圆是制备芯片的基材，通常，在硅基片上制备铌酸锂、钽酸锂等半导体薄膜的方法包括，将铌酸锂基片、钽酸锂基片等薄膜基片的其中一面进行离子注入，使注入的离子薄膜基片内部集中于形成一层注入层；再将薄膜基片的注入层面以及硅基片分别进行表面活化，再将两活化面键合，得到键合体；再对键合体进行热处理，在热处理过程中，所述注入层内形成气泡，随着热处理进展，注入层内的气泡连成一片，最后注入层裂开，从而使薄膜基片由硅基片上剥离下来，在硅衬底上形成薄膜层。在此基础上进一步加工可得3-6寸晶圆。

然而，由于硅基片和薄膜基片材质不同，两者的热膨胀系数相差较大，因此，在热处理过程中，二者在受热后形变量不同，使硅衬底与薄膜基片的键合界面存在较大的应力，导致键合体容易碎裂，降低产品的良品率。目前，针对上述问题存在的解决方案是，硅基片与薄膜基片在键合后、热处理之前，将薄膜基片从非注入面处进行研磨减薄，即，预先将薄膜基片的主体研磨掉，例如，将厚度为0.3mm的薄膜材料研磨至30μm，减薄后的薄膜基片受热后形变量减小，从而，使薄膜基片与硅基片之间的应力变小，降低碎片率。

但是，上述方法不仅比传统工艺增加步骤，增加工艺复杂程度，而且，不利于批量化生产以及薄膜基片的重复利用。

发明内容

为解决键合体在热处理过程中易碎裂，并且无法重复利用等问题，本申请人经过研究发现，在薄膜剥离热处理过程中，在离子注入层内气泡数量达到预设数量之前停止热处理，再利用机械力作用于所述键合体，即，采用薄膜机械分离装置剥离薄膜基片，从而降低薄膜基片的碎片率，并且，剥离剩余的薄膜基片在进行简单处理后即可重复利用。

本申请的目的在于提供一种薄膜机械分离装置，所述装置包括：工作面、直线拉伸组件和与所述直线拉伸组件连接的活动块；所述直线拉伸组件带动所述活动块在垂直于所述工作面方向直线运动；所述活动块的底端安装有第一吸附件；所述工作面上安装有第二吸附件，所述第二吸附件与所述第一吸附件相对设置，所述第二吸附件与所述第一吸附件的吸附方向相反。

进一步地，所述活动块包括与所述直线拉伸组件长度方向垂直的连接块和与所述第一连接块垂直连接的第二连接块；

所述第一吸附件安装于所述第二连接块的底端，所述第一吸附件的吸附方向与所述直线拉伸组件的运动方向平行。

进一步地，所述第二连接块的内部为空腔结构，所述第二连接块上还安装有旋转组件，所述旋转组件位于所述第二连接块的腔体内，所述旋转组件与所述第一吸附件固定连接，所述旋转组件可带动所述第一吸附件以所述第一吸附件的中心轴为转动轴转动。

进一步地，所述旋转组件包括旋转轴、轴承、第一联轴器；

所述第一联轴器的一端与所述旋转轴第一连接端连接，所述第一联轴器的另一端与旋转伺服电机的电机轴连接，使所述旋转轴的转动中心与所述旋转伺服电机的电机轴的转动中心在同一条直线上；

所述轴承套接于所述旋转轴外侧；

所述旋转轴第二连接端与第一吸附件固定连接。