專利名稱：樣品處理系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種樣品處理系統(tǒng)，尤其是包括一系列用來處理樣品的處理設(shè)備的處理系統(tǒng)。
具有SOI(Silicon On Insulator，硅絕緣技術(shù))結(jié)構(gòu)的襯底(SOI襯底)即為一種在絕緣層上形成一個(gè)單晶硅層的襯底。使用這種SOI襯底的器件有許多普通硅襯底所不能達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)，比如(1)由于介質(zhì)隔離容易，可以提高集成度。
(2)可以提高抗輻射性能。
(3)由于雜散電容小，可以提高運(yùn)算速度。
(4)不需要井步驟。
(5)可防止閂鎖(latch-up)。
(6)可以通過薄膜結(jié)構(gòu)形成完全耗盡型的場效應(yīng)晶體管(completelydepleted field effect transistor)。
由于SOI結(jié)構(gòu)具有上述各種優(yōu)點(diǎn)，幾十年來都在進(jìn)行其制造方法的研究。
作為一種SOI技術(shù)，SOS(Silicon On Sapphire，藍(lán)寶石硅片)技術(shù)早已為人所知。在SOS技術(shù)中，以CVD(化學(xué)汽相淀積)方法使硅在單晶藍(lán)寶石襯底上進(jìn)行異質(zhì)外延生長。這種SOS技術(shù)一度被認(rèn)為是最為成熟的SOI技術(shù)。但是，這種SOS技術(shù)至今還沒有投入實(shí)際應(yīng)用，這是因?yàn)?，例如在所述硅層和下層的藍(lán)寶石襯底之間的界面中由于晶格失配而產(chǎn)生大量的結(jié)晶缺陷；組成所述藍(lán)寶石襯底的鋁混入所述硅層中；襯底昂貴；難以獲得大面積產(chǎn)品。
在所述SOS技術(shù)之后，出現(xiàn)了各種各樣的SOI技術(shù)。對于這些SOI技術(shù)，試驗(yàn)了各種各樣的方法以減少結(jié)晶缺陷、降低制造成本。這些方法包括向襯底中進(jìn)行氧的離子注入從而形成一個(gè)氧化物埋層的方法；將兩個(gè)大晶片通過一層氧化物膜接合起來，然后將其中一層晶片磨光或腐蝕，從而在所述氧化物膜上留下一薄層單晶硅的方法；以及從具有一層氧化物膜的硅襯底的表面將氫離子注入預(yù)定深度，然后將該襯底與另一襯底接合起來，再通過加熱或類似手段使得在所述氧化物膜上只留下一薄層單晶硅，最后剝除所述接合襯底中的一個(gè)襯底(另外一個(gè)襯底)。
本申請人在公開號(hào)為5-21338的日本專利中公開了一種新的SOI技術(shù)。在這種技術(shù)中，在一個(gè)具有一多孔層的單晶半導(dǎo)體襯底上形成一個(gè)無孔的單晶層(包括一個(gè)單晶硅層)，從而制得第一襯底，通過一個(gè)絕緣層將該第一襯底接合到第二襯底上。然后，在所述多孔層處將所述襯底分割，從而就將所述無孔的單晶層轉(zhuǎn)移到了所述第二襯底上。這種技術(shù)很有用，因?yàn)檫@樣制得的SOI層的膜厚均一性好；可以降低SOI層中的結(jié)晶缺陷密度；SOI層的表面平度好；不需要使用昂貴的滿足特殊技術(shù)規(guī)范要求的制造設(shè)備；可以用單臺(tái)制造設(shè)備制造出具有厚度從大約幾百到10μm的SOI膜的SOI襯底。
本申請人還在公開號(hào)為7-302889的日本專利中公開了另一種技術(shù)。在該技術(shù)中，第一襯底和第二襯底接合在一起，所述第一襯底不被破碎而與所述第二襯底分開，被分割的第一襯底的表面被平面化，然后重新形成一個(gè)多孔層，然后該多孔層得到重新利用。由于所述第一襯底沒有被浪費(fèi)，這種技術(shù)大大有利于降低制造成本、簡化制造工藝。
按照本申請人所提出的所述SOI襯底制造方法，可以制造出高質(zhì)量的SOI襯底。但是，例如，如果要批量生產(chǎn)SOI襯底，則必需高速度地進(jìn)行處理操作。
本發(fā)明的提出考慮了上述情況，其目的在于提供一種適于制造例如一種SOI襯底的處理系統(tǒng)。
本發(fā)明提供了一種處理樣品的處理系統(tǒng)，其特征在于，其包括一系列用來操作或處理所述樣品的處理設(shè)備和一套傳送裝置，后者具有一個(gè)用來固定樣品的固定部分，所述傳送裝置在水平面內(nèi)直線移動(dòng)所述固定部分，并使之繞一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而使所述固定部分移近或遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)軸，從而完成樣品在所述系列處理設(shè)備之間的傳送，其中，所述系列處理設(shè)備設(shè)置的位置適合于所述傳送裝置輸送所述樣品。
在上述處理系統(tǒng)中，例如，所述系列處理設(shè)備最好設(shè)置在與所述旋轉(zhuǎn)軸的移動(dòng)范圍基本上等距的位置上。
在上述處理系統(tǒng)中，所述傳送裝置最好具有，例如一個(gè)水平驅(qū)動(dòng)軸，并沿著水平驅(qū)動(dòng)軸移動(dòng)所述固定部分。
在上述處理系統(tǒng)中，所述系列處理設(shè)備中的某些處理設(shè)備最好設(shè)置在，例如水平驅(qū)動(dòng)軸的一側(cè)的基本上平行于水平驅(qū)動(dòng)軸的直線上。
在上述處理系統(tǒng)中，所述系列處理設(shè)備中剩下的處理設(shè)備最好設(shè)置在，例如水平驅(qū)動(dòng)軸另一側(cè)的基本上平行于水平驅(qū)動(dòng)軸的直線上。
在上述處理系統(tǒng)中，所述系列處理設(shè)備中剩下的處理設(shè)備中的某些處理設(shè)備最好設(shè)置在，例如，與水平驅(qū)動(dòng)軸的一端和/或另一端相距預(yù)定距離的位置上。
在上述處理系統(tǒng)中，設(shè)置在水平驅(qū)動(dòng)軸的一側(cè)的所述處理設(shè)備最好包括一個(gè)用來操作所述樣品或?qū)χM(jìn)行物理或化學(xué)處理的處理設(shè)備，并且，設(shè)置在水平驅(qū)動(dòng)軸的另一側(cè)的所述處理設(shè)備最好包括一個(gè)用來操縱所述樣品的裝料器或卸料器。
在上述處理系統(tǒng)中，例如，設(shè)置在水平驅(qū)動(dòng)軸的一側(cè)的所述處理設(shè)備，以及設(shè)置在水平驅(qū)動(dòng)軸的一端和/或另一端的處理設(shè)備，最好包括一個(gè)用來操作所述樣品或?qū)χM(jìn)行物理或化學(xué)處理的處理設(shè)備，并且，設(shè)置在水平驅(qū)動(dòng)軸的另一側(cè)的所述處理設(shè)備最好包括一個(gè)用來操縱所述樣品的裝料器或卸料器。
在上述處理系統(tǒng)中，例如，所述要處理的樣品最好是板狀樣品，所述傳送裝置以所述固定部分基本上水平地固定并輸送該板狀樣品。
在上述處理系統(tǒng)中，例如，所述系列處理設(shè)備中的每一個(gè)設(shè)備向所述傳送裝置的固定部分輸送樣品或由之接收樣品，都最好在基本上水平的狀態(tài)下進(jìn)行。
在上述處理系統(tǒng)中，最好，例如，要處理的板狀樣品具有一個(gè)分割層，且所述系列處理設(shè)備包括至少一個(gè)分割設(shè)備，用來在所述分割層處分割所述板狀樣品。
在上述處理系統(tǒng)中，分割設(shè)備最好在例如將樣品水平固定的情況下分割所述板狀樣品。
在上述處理系統(tǒng)中，例如，分割設(shè)備最好在水平固定所述板狀樣品的情況下向所述分割層噴射液流以在該分割層處將所述板狀樣品分割。
在上述處理系統(tǒng)中，例如，分割設(shè)備最好在水平固定并旋轉(zhuǎn)所述板狀樣品的情況下向所述分割層噴射液流以在該分割層處將所述板狀樣品分割。
在上述處理系統(tǒng)中，分割設(shè)備最好在將所述樣品夾在上下兩側(cè)之間而固定的情況下分割所述板狀樣品。
在上述處理系統(tǒng)中，分割設(shè)備最好具有，例如一個(gè)伯努利吸盤(Bernoulli chuck)，作為固定所述板狀樣品的裝置。
在上述處理系統(tǒng)中，例如，分割設(shè)備最好向所述板狀樣品的至少局部分割層以基本上靜止的流體施加壓強(qiáng)，以在所述分割層處分割所述板狀樣品。
在上述處理系統(tǒng)中，最好，例如，分割設(shè)備有一個(gè)封閉的容器，所述板狀樣品存放于該封閉容器中，提高該封閉容器中的壓強(qiáng)，以便在所述分割層處分割所述板狀樣品。
在上述處理系統(tǒng)中，所述系列處理設(shè)備最好包括，例如，一個(gè)對中設(shè)備，用來在將所述板狀樣品輸送到分割設(shè)備之前令其對中。
在上述處理系統(tǒng)中，所述系列處理設(shè)備最好包括，例如，一個(gè)清洗設(shè)備，用來清洗由分割設(shè)備分割得到的板狀樣品。
在上述處理系統(tǒng)中，例如，所述清洗設(shè)備最好在水平狀態(tài)下清洗由分割設(shè)備分割得到的所述板狀樣品。
在上述處理系統(tǒng)中，所述系列處理設(shè)備最好包括，例如，一個(gè)清洗/干燥設(shè)備，用來清洗并干燥由分割設(shè)備分割得到的板狀樣品。
在上述處理系統(tǒng)中，例如，所述清洗/干燥設(shè)備最好在水平狀態(tài)下清洗并干燥由分割設(shè)備分割得到的所述板狀樣品。
在上述處理系統(tǒng)中，所述系列處理設(shè)備最好包括，例如，一個(gè)翻轉(zhuǎn)設(shè)備，用來將由分割設(shè)備分割得到的兩個(gè)板狀樣品中的上部板狀樣品翻轉(zhuǎn)180°。
在上述處理系統(tǒng)中，例如，所述系列處理設(shè)備最好同時(shí)進(jìn)行處理。
在上述處理系統(tǒng)中，所述傳送裝置最好包括，例如，一個(gè)梯級機(jī)械臂(scalar robot)和一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，后者用來在水平面內(nèi)直線驅(qū)動(dòng)梯級機(jī)械臂。
在上述處理系統(tǒng)中，所述分割層最好具有一種脆性結(jié)構(gòu)。
在上述處理系統(tǒng)中，所述具有脆性結(jié)構(gòu)的層最好是例如一種多孔層。
在上述處理系統(tǒng)中，所述具有脆性結(jié)構(gòu)的層最好是例如一種微孔層。
在上述處理系統(tǒng)中，所述被處理的板狀樣品最好是，例如，半導(dǎo)體襯底。
在上述處理系統(tǒng)中，所述被處理的板狀樣品最好，例如，通過將一第一襯底接合到第二襯底上而形成，并具有一個(gè)脆性結(jié)構(gòu)層以作為所述分割層。
在上述處理系統(tǒng)中，所述被處理的板狀樣品最好，例如，這樣形成在第一半導(dǎo)體襯底的一個(gè)表面上形成一個(gè)多孔層，然后在該多孔層上形成一個(gè)無孔層，再將一個(gè)第二襯底接合到所述無孔層上。
本發(fā)明其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從下文參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例所作的詳細(xì)說明中顯現(xiàn)出來。


圖1A到圖1E是用來說明按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例制造一種SOI襯底的各步驟的剖面圖；圖2是一個(gè)平面圖，示出了本發(fā)明第一種實(shí)施例的一處理系統(tǒng)的布局示意；圖3是一個(gè)平面圖示意地示出了本發(fā)明第二種實(shí)施例的一處理系統(tǒng)的布局；圖4示出的是第一種實(shí)施例中，由一梯級機(jī)械臂輸送接合在一起的襯底疊層組或者已分割的襯底的例子，以及處理系統(tǒng)中各設(shè)備的處理執(zhí)行程序；圖5示出的是第二種實(shí)施例中，由一梯級機(jī)械臂輸送接合在一起的襯底疊層組或者已分割的襯底的例子，以及處理系統(tǒng)中各設(shè)備的處理執(zhí)行程序；圖6是一流程圖，用來說明在處理系統(tǒng)中對接合在一起的襯底疊層組進(jìn)行處理的工序；圖7是分割設(shè)備第一種方案的簡圖；圖8簡要示出了示于圖7的襯底固定部分的外觀；圖9是分割設(shè)備第二種方案的簡圖；圖10示出的是示于圖9的分割設(shè)備的局部；圖11是分割設(shè)備第三種方案的簡要剖面圖；圖12是分割設(shè)備第三種方案的簡要剖面圖；圖13是分割設(shè)備第四種方案的簡圖；圖14A和圖14B示出了梯級機(jī)械臂的的機(jī)械手另一種結(jié)構(gòu)。
下面參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例加以說明。
圖1A到圖1E是剖面圖，用來說明按照本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例制造SOI襯底的各步驟。
在圖1A所示的步驟中，制備了一個(gè)單晶硅襯底11，通過例如陽極氧化在該單晶硅襯底11的表面上形成一個(gè)多孔硅層12。在圖1B所示的步驟中，通過外延生長方法在所述多孔硅層12上形成一個(gè)無孔單晶硅層13。在該無孔單晶硅層13上又形成一個(gè)絕緣層(例如SiO2層)。這樣操作后，就形成了第一襯底10。
在圖1C所示的步驟中，制備一個(gè)第二襯底20，在室溫下使之與所述第一襯底10緊密接觸，接觸時(shí)使所述絕緣層15與所述第二襯底20相對。然后，通過陽極焊接、緊壓、加熱或前述各種處理方法的組合而將所述第一襯底10和第二襯底20接合起來。這樣，所述絕緣層15與所述第二襯底20就牢固地接合在一起，形成一個(gè)接合襯底疊層組50。所述絕緣層15可以如上所述形成于所述無孔單晶硅層13上。或者，所述絕緣層15可以形成于所述第二襯底20上，或者既形成于所述無孔單晶硅層13上又形成于所述第二襯底20上，只要能夠通過將所述第一和第二襯底相互緊密接觸而獲得圖1C所示的狀態(tài)就行。
在圖1D所示的步驟中，所述兩個(gè)接合在一起的襯底在所述多孔硅層12處被分割開。所述第二襯底一側(cè)(10″+20)具有一種多孔硅層12″/單晶硅層13/絕緣層15/單晶硅襯底20的多層結(jié)構(gòu)。所述第一襯底一側(cè)(10’)的結(jié)構(gòu)是一個(gè)多孔硅層12’形成于所述單晶硅襯底11之上。
在去除剩下的多孔硅層12’，并將所述多孔硅層12’按需要平面化之后，所述被分割的襯底(10’)又再次被用作形成第一襯底(10)的單晶硅襯底11。
在所述接合襯底疊層組被分割后，在圖1E所示的步驟中，將所述第二襯底一側(cè)(10″+20)表面上的多孔層12″選擇性去除。這樣處理之后，就獲得了具有單晶硅層13/絕緣層15/單晶硅襯底20的多層結(jié)構(gòu)的襯底，也就是獲得了一種SOI結(jié)構(gòu)。
作為所述第二襯底，例如，不僅可以用單晶硅襯底，而且可以用絕緣襯底(例如石英襯底)或者透明襯底(例如石英襯底)。
在上述制造工藝中，為了方便兩襯底的接合和分割(圖1D)，在分割區(qū)形成一個(gè)具有脆性結(jié)構(gòu)的多孔硅層12。若不用多孔層，例如，也可行形成一種微孔層。所述微孔層可以通過例如向半導(dǎo)體襯底中注入離子而形成。
下面對適合在上述制造例如SOI襯底的方法中進(jìn)行接合襯底疊層組的分割處理的一種處理系統(tǒng)進(jìn)行說明。
下面對本發(fā)明的第一種實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖2是一個(gè)平面圖，簡要示出了本發(fā)明第一種實(shí)施例的處理系統(tǒng)的布局。在處理系統(tǒng)6000中，從一盒子中取出接合襯底疊層組，將其分割，被分割的襯底然后被清洗、干燥、分類，最后存放在另外的盒子中。
該處理系統(tǒng)6000具有一個(gè)作為接合襯底疊層組傳送裝置的梯級機(jī)械臂6150，以及用來直線驅(qū)動(dòng)梯級機(jī)械臂6150的水平驅(qū)動(dòng)軸6160。在處理系統(tǒng)6000中，梯級機(jī)械臂6150沿著水平驅(qū)動(dòng)軸6160被直線移動(dòng)，同時(shí)，該梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152繞一旋轉(zhuǎn)軸6151在一水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以靠近或遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)軸6151，從而在各設(shè)備之間輸送接合襯底疊層組或者分割形成的襯底。
該處理系統(tǒng)6000具有各種各樣的處理設(shè)備，用來在接合襯底疊層組或被分割的襯底能夠在各設(shè)備和梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152之間搬運(yùn)的位置對接合襯底疊層組或者分割形成的襯底進(jìn)行操作或處理。這些處理設(shè)備最好相對于梯級機(jī)械臂6150能夠移動(dòng)的位置基本上等距地設(shè)置。
更為具體地，在本實(shí)施例中，在水平驅(qū)動(dòng)軸6160一側(cè)，在與水平驅(qū)動(dòng)軸6160大致等距的位置，處理系統(tǒng)6000有一個(gè)翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130、一個(gè)對中設(shè)備6120、一個(gè)清洗/干燥設(shè)備6110，這些處理設(shè)備用來操縱接合襯底疊層組或分割形成的襯底，或者對接合襯底疊層組或分割形成的襯底進(jìn)行物理或化學(xué)處理。在本實(shí)施例中，在水平驅(qū)動(dòng)軸6160另一側(cè)，在與水平驅(qū)動(dòng)軸6160大致等距的位置，處理系統(tǒng)6000有一個(gè)裝料器6070、第一卸料器6080、第二卸料器6090和第三卸料器6100，這些處理設(shè)備用來操縱接合襯底疊層組或分割形成的襯底。在本實(shí)施例中，在離水平驅(qū)動(dòng)軸6160的一端一預(yù)定距離的位置，設(shè)置有一個(gè)分割設(shè)備6020。
在進(jìn)行處理之前，將存放有一個(gè)或多個(gè)接合襯底疊層組的第一盒子6071放置到所述裝料器6070上。在處理之前，還將一個(gè)空的第二盒子6081放置在所述第一卸料器6080上，將一個(gè)空的第三盒子6091放置在所述第二卸料器6090上，將一個(gè)空的第四盒子6101放置在所述第三卸料器6080上。
所述對中設(shè)備6120從梯級機(jī)械臂6150接收接合襯底疊層組，對其進(jìn)行處理(對中)，以將所述接合襯底疊層組的中心對正于預(yù)定位置，然后將所述接合襯底疊層組送回到梯級機(jī)械臂6150。
所述翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130用來將兩個(gè)分割形成的襯底的上襯底旋轉(zhuǎn)180°，以使之翻轉(zhuǎn)(將分割表面朝上)。梯級機(jī)械臂6150可以具有將襯底旋轉(zhuǎn)180°以使之翻轉(zhuǎn)的功能。在這種情況下，所述翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130就可以省掉。
在示于圖2的實(shí)施例中，分割設(shè)備6020向接合襯底疊層組的所述多孔層噴射一種流體(射流介質(zhì))，以利用所述流體在所述多孔層處分割所述接合襯底疊層組。分割設(shè)備6020被放置在一個(gè)腔室6010中，以防止下文要描述的射流介質(zhì)(例如水)濺撒到周圍。腔室6010有一個(gè)活門6060，梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152由之進(jìn)出腔室。分割設(shè)備6020有一個(gè)噴射流體的噴嘴6040。噴嘴6040的位置由一個(gè)正交的機(jī)械臂6050控制。作為分割設(shè)備6020，如下文將要描述的，也可以使用另一種類型的分割設(shè)備。
所述清洗/干燥設(shè)備6110用來清洗并干燥分割形成的襯底。可以用一個(gè)清洗設(shè)備和一個(gè)干燥設(shè)備來代替所述清洗/干燥設(shè)備6110。
處理系統(tǒng)6000是根據(jù)來自一控制面板6140的指令執(zhí)行對接合襯底疊層組的分割處理的。
下面說明該處理系統(tǒng)的處理工序。首先，自動(dòng)地或手工將裝有待處理的接合襯底疊層組(例如示于圖1C的接合襯底疊層組50)的第一盒子6071放置到所述裝料器6070上的預(yù)定位置。空的第二盒子6081，第三盒子6091，第四盒子6101被分別放置于第一卸料器6080，第二卸料器6090，第三卸料器6100上。
在本實(shí)施例中，所述第二盒子6081用來存放分割形成的下襯底，所述第三盒子6091用來存放分割形成的上襯底，所述第四盒子6101用來存放分割操作失敗的接合襯底疊層組(或者分割開的襯底)。
所述第一盒子6071在所述裝料器6070上的放置使得所存放的接合襯底疊層組是水平的。所述第二盒子6081、第三盒子6091和第四盒子6101分別在所述第一卸料器6080、第二卸料器6090和第三卸料器6100上的放置使得所述襯底可以在水平狀態(tài)下被存放。
圖6是一個(gè)流程圖，用來說明處理系統(tǒng)6000處理一個(gè)接合襯底疊層組時(shí)的處理工序。在步驟S101，梯級機(jī)械臂6150卡住所述裝料器6070上的第一盒子6071中最下面的接合襯底疊層組，將其抽出，在保持其水平狀態(tài)的同時(shí)將其送到所述對中設(shè)備6120。在步驟S102，所述對中設(shè)備6120令所述接合襯底疊層組對中，然后將其送回梯級機(jī)械臂6150。
在步驟S103，腔室6010的活門6060打開，將完成對中的所述接合襯底疊層組從梯級機(jī)械臂6150送到分割設(shè)備6020。梯級機(jī)械臂6150在向分割設(shè)備6020遞送對中后的接合襯底疊層組時(shí)，最好從下側(cè)以水平狀態(tài)支承所述接合襯底疊層組。這樣就防止了所述接合襯底疊層組的掉落。被傳遞到分割設(shè)備6020的接合襯底疊層組是已經(jīng)完成對中的。因此，當(dāng)梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152移動(dòng)到預(yù)定位置準(zhǔn)備向分割設(shè)備6020遞送所述接合襯底疊層組時(shí)，所述接合襯底疊層組能夠相對于分割設(shè)備6020定位到適當(dāng)位置。
在步驟S104，腔室6010的活門6060關(guān)閉，由分割設(shè)備6020進(jìn)行分割處理。具體地，在本實(shí)施例中，在水平地旋轉(zhuǎn)所述接合襯底疊層組的同時(shí)，分割設(shè)備6020從噴嘴6040向所述接合襯底疊層組的所述多孔層噴射流體，從而由所述流體在所述多孔層處將所述接合襯底疊層組分割為兩個(gè)襯底。
在步驟S105，腔室6010的活門6060打開，梯級機(jī)械臂6150從分割設(shè)備6020接收被分割形成的下襯底，并將該襯底遞送給清洗/干燥設(shè)備6110。梯級機(jī)械臂6150在從分割設(shè)備6020接收襯底并將其遞送給清洗/干燥設(shè)備6110時(shí)，最好從下側(cè)水平地支承所述襯底。這樣就防止了襯底掉落。
在步驟S106，清洗/干燥設(shè)備6110開始清洗并干燥分割形成的下襯底。
在進(jìn)行清洗/干燥處理的同時(shí)，在步驟S107，梯級機(jī)械臂6150從分割設(shè)備6020接收分割出的上襯底，并將其遞送到翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130。梯級機(jī)械臂6150在從分割設(shè)備6020接收襯底并將其遞送給翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130時(shí)，最好從上側(cè)水平地支承所述襯底。這樣，粘在分割表面上的碎屑就基本上不會(huì)粘到梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152上。并且也可以防止因?yàn)樗鏊樾级鴮σr底造成任何損傷。
在步驟S108，翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130將接收到的襯底旋轉(zhuǎn)180°。整個(gè)處理過程在此等待，直到清洗/干燥設(shè)備6110對所述下襯底的清洗/干燥處理完成。
在步驟S109，梯級機(jī)械臂6150從清洗/干燥設(shè)備6110接收所述下襯底，將其存放到第一卸料器6080上的第二盒子6081中。梯級機(jī)械臂6150在從分割設(shè)備6020接收襯底并將其存放到第二盒子6081中時(shí)，最好從下側(cè)水平地支承所述襯底。這樣就防止了襯底掉落。
在步驟S110，梯級機(jī)械臂6150從翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130接收所述上襯底，并將該襯底遞送給清洗/干燥設(shè)備6110。梯級機(jī)械臂6150在從翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130接收襯底并將其遞送給清洗/干燥設(shè)備6110時(shí)，最好從下側(cè)水平地支承所述襯底。這樣就防止了襯底掉落。
在步驟S111，清洗/干燥設(shè)備6110清洗并干燥所述上襯底。在步驟S112，梯級機(jī)械臂6150從清洗/干燥設(shè)備6110接收所述上襯底，并將其存放到第二卸料器6090上的第三盒子6091中。梯級機(jī)械臂6150在從清洗/干燥設(shè)備6110接收襯底并將其存放到第三盒子6091中時(shí)，最好從下側(cè)水平地支承所述襯底。這樣就防止了襯底掉落。
在圖6所示的處理過程中，首先清洗、干燥分割形成的所述下襯底。相反地，也可以首先清洗、干燥分割形成的上襯底。在這種情況下，處理工序就例如是這樣的S101、S102、S103、S104、S107、S108、S110、S111、S112、S105、S106和S109。
在處理系統(tǒng)6000中，梯級機(jī)械臂6150將分割操作失敗的襯底根據(jù)操作員通過控制面板6140發(fā)出的指令而放到所述第三卸料器6100上的第四盒子6101中。也可以不根據(jù)操作員的指令來使設(shè)備知道分割失敗，而提供一個(gè)分割狀態(tài)監(jiān)視設(shè)備來監(jiān)測是否有分割失敗的情況。
上面所說明的是處理系統(tǒng)6000處理一個(gè)接合襯底疊層組的操作情況。在處理系統(tǒng)6000中，能夠同時(shí)處理一系列接合襯底疊層組。
圖4示出的是由一梯級機(jī)械臂輸送接合襯底疊層組或者分割形成的襯底的例子，以及各設(shè)備的處理執(zhí)行程序。參看圖4，其中，水平線表示設(shè)備在進(jìn)行處理，斜線表示由梯級機(jī)械臂6150遞送襯底。另外，“#1”到“#3”表示接合襯底疊層組號(hào)，帶后綴“a”的標(biāo)號(hào)表示分割形成的上襯底，帶后綴“b”的標(biāo)號(hào)表示分割形成的下襯底。
在本實(shí)施例的處理系統(tǒng)6000中，由于只有一個(gè)梯級機(jī)械臂6150用來遞送接合襯底疊層組或分割形成的襯底，就不可能同時(shí)遞送一系列的接合襯底疊層組或者分割形成的襯底。
但是，梯級機(jī)械臂6150的遞送過程所需的時(shí)間通常要比分割設(shè)備6020的分割處理所需的時(shí)間要短得多。所以一個(gè)機(jī)械臂就足以遞送接合襯底疊層組或者分割形成的襯底。如果需要同時(shí)遞送一系列的接合襯底疊層組或者分割形成的襯底，例如當(dāng)僅用一個(gè)機(jī)械臂使得處理效率降低時(shí)，可以使用多個(gè)機(jī)械臂(例如梯級機(jī)械臂)。
如上所述，在處理系統(tǒng)6000中，能夠同時(shí)處理一系列接合襯底疊層組，因而有很高的生產(chǎn)率。
按照該實(shí)施例，由于接合襯底疊層組或者分割形成的襯底的遞送是在水平狀態(tài)下進(jìn)行的，就可以用結(jié)構(gòu)相對較簡單的機(jī)械臂(例如梯級機(jī)械臂)來作為傳送裝置。
按照該實(shí)施例，各處理設(shè)備設(shè)置在與所述梯級機(jī)械臂6150的移動(dòng)范圍基本上等距的位置上。當(dāng)梯級機(jī)械臂6150沿著水平驅(qū)動(dòng)軸6160移動(dòng)，同時(shí)該梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152繞旋轉(zhuǎn)軸6151在一水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)以靠近或遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)軸6151時(shí)，就可以在各設(shè)備之間輸送接合襯底疊層組或者分割形成的襯底。這樣，接合襯底疊層組或者分割形成的襯底就能夠高效率地遞送到所需的處理設(shè)備。
下面對根據(jù)本發(fā)明的第二種實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖3是一個(gè)平面圖，簡要示出了本發(fā)明第二種實(shí)施例的處理系統(tǒng)的布局。在處理系統(tǒng)6500中，如同在第一種實(shí)施例的處理系統(tǒng)6000中一樣，從一盒子中取出接合襯底疊層組，將其分割，被分割的襯底然后被清洗、干燥、分類，最后存放在一些盒子中。但是，處理系統(tǒng)6500與第一種實(shí)施例的不同之處在于該系統(tǒng)有兩個(gè)分割設(shè)備。
該處理系統(tǒng)6500具有一個(gè)作為接合襯底疊層組傳送裝置的梯級機(jī)械臂6150，以及用來直線驅(qū)動(dòng)梯級機(jī)械臂6150的水平驅(qū)動(dòng)軸6160。在處理系統(tǒng)6500中，梯級機(jī)械臂沿著水平驅(qū)動(dòng)軸6160直線移動(dòng)，同時(shí)，該梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152繞一旋轉(zhuǎn)軸6151在一水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以靠近或遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)軸6151，從而在各設(shè)備之間輸送接合襯底疊層組或者分割形成的襯底。
處理系統(tǒng)6500具有各種各樣的處理設(shè)備，用來在接合襯底疊層組或被分割的襯底能夠在各設(shè)備和梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152之間搬運(yùn)的位置對接合襯底疊層組或者分割形成的襯底進(jìn)行操作或處理。這些處理設(shè)備最好相對于梯級機(jī)械臂6150能夠移動(dòng)的位置基本上等距地設(shè)置。
更為具體地，在本實(shí)施例中，在水平驅(qū)動(dòng)軸6160一側(cè)，在與水平驅(qū)動(dòng)軸6160大致等距的位置，處理系統(tǒng)6500有一個(gè)翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130、一個(gè)對中設(shè)備6120、一個(gè)清洗/干燥設(shè)備6110，這些處理設(shè)備用來操縱接合襯底疊層組或分割形成的襯底，或者對接合襯底疊層組或分割形成的襯底進(jìn)行物理或化學(xué)處理。在本實(shí)施例中，在水平驅(qū)動(dòng)軸6160另一側(cè)，在與水平驅(qū)動(dòng)軸6160大致等距的位置，處理系統(tǒng)6500有一個(gè)裝料器6070、第一卸料器6080、第二卸料器6090和第三卸料器6100，這些處理設(shè)備用來操縱接合襯底疊層組或分割形成的襯底。
在本實(shí)施例中，在離水平驅(qū)動(dòng)軸6160的一端一預(yù)定距離的位置，設(shè)置有一個(gè)第一分割設(shè)備6020。在離水平驅(qū)動(dòng)軸6160另一端一預(yù)定距離的位置，設(shè)置有一個(gè)第二分割設(shè)備6320。所述第一和第二分割設(shè)備6020和6320的結(jié)構(gòu)可以相同也可以不同。
在示于圖3的實(shí)施例中，第一分割設(shè)備6020被放置在一個(gè)腔室6010中，以防止射流介質(zhì)(例如水)濺撒到周圍。腔室6010有一個(gè)活門6060，梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152由之進(jìn)出腔室。該分割設(shè)備6020有一個(gè)噴射流體的噴嘴6040。噴嘴6040的位置由一個(gè)正交的機(jī)械臂6050控制。作為分割設(shè)備6020，如下文將要描述的，也可以使用另一種類型的分割設(shè)備。
類似地，第二分割設(shè)備6320被放置在一個(gè)腔室6310中，以防止射流介質(zhì)(例如水)濺撒到周圍。腔室6310有一個(gè)活門6360，梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152由之進(jìn)出腔室。該分割設(shè)備6320有一個(gè)噴射流體的噴嘴6340。噴嘴6340的位置由另一個(gè)正交的機(jī)械臂6350控制。作為分割設(shè)備6320，如下文將要描述的，也可以使用另一種類型的分割設(shè)備。
下面說明該處理系統(tǒng)的處理工序。首先，自動(dòng)地或手工將裝有待處理的接合襯底疊層組的第一盒子6071放置到所述裝料器6070上的預(yù)定位置。并分別在第一卸料器6080、第二卸料器6090、第三卸料器6100上放置空的第二盒子6081、第三盒子6091和第四盒子6101。
在本實(shí)施例中，所述第二盒子6081用來存放分割形成的下襯底，所述第三盒子6091用來存放分割形成的上襯底，所述第四盒子6101用來存放分割操作失敗的接合襯底疊層組(或者分割開的襯底)。
所述第一盒子6071在所述裝料器6070上的放置使得所存放的接合襯底疊層組是水平的。所述第二盒子6081、第三盒子6091和第四盒子6101分別在所述第一卸料器6080、第二卸料器6090和第三卸料器6100上的放置使得所述襯底可以在水平狀態(tài)下被存放。
圖6是一個(gè)流程圖，用來說明處理系統(tǒng)6500處理一個(gè)接合襯底疊層組時(shí)的處理工序。在步驟S101，梯級機(jī)械臂6150卡住所述裝料器6070上的第一盒子6071中最下面的接合襯底疊層組，將其抽出，在保持其水平狀態(tài)的同時(shí)將其送到所述對中設(shè)備6120。在步驟S102，所述對中設(shè)備6120令所述接合襯底疊層組對中，然后將其送回梯級機(jī)械臂6150。
在步驟S103，在處理例如奇數(shù)號(hào)的接合襯底疊層組時(shí)，腔室6010的活門6060打開，將完成對中的所述接合襯底疊層組從梯級機(jī)械臂6150送到第一分割設(shè)備6020。另一方面，在步驟103，在處理例如偶數(shù)號(hào)的接合襯底疊層組時(shí)，腔室6310的活門6360打開，將完成對中的所述接合襯底疊層組從梯級機(jī)械臂6150送到第二分割設(shè)備6320。
在步驟S104，在處理例如奇數(shù)號(hào)的接合襯底疊層組時(shí)，腔室6010的活門6060關(guān)閉，由第一分割設(shè)備6020進(jìn)行分割處理。另一方面，在處理例如偶數(shù)號(hào)的接合襯底疊層組時(shí)，腔室6310的活門6360關(guān)閉，由第二分割設(shè)備6320進(jìn)行分割處理。
在步驟S105，在處理例如奇數(shù)號(hào)的接合襯底疊層組時(shí)，腔室6010的活門6060打開，梯級機(jī)械臂6150從第一分割設(shè)備6020接收被分割形成的下襯底，并將該襯底遞送給清洗/干燥設(shè)備6110。另一方面，在處理例如偶數(shù)號(hào)的接合襯底疊層組時(shí)，腔室6310的活門6360打開，梯級機(jī)械臂6150從第二分割設(shè)備6320接收被分割形成的下襯底，并將該襯底遞送給清洗/干燥設(shè)備6110。
在步驟S106，清洗/干燥設(shè)備6110開始清洗并干燥分割形成的下襯底。
在進(jìn)行清洗/干燥處理的同時(shí)，在步驟S107，在處理例如奇數(shù)號(hào)的接合襯底疊層組時(shí)，梯級機(jī)械臂6150從第一分割設(shè)備6020接收分割出的上襯底，并將其遞送到翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130。另一方面，在處理例如偶數(shù)號(hào)的接合襯底疊層組時(shí)，梯級機(jī)械臂6150從第二分割設(shè)備6320接收分割出的上襯底，并將其遞送到翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130。
在步驟S108，翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130將接收到的襯底翻轉(zhuǎn)180°。整個(gè)處理過程在此等待，直到清洗/干燥設(shè)備6110對所述下襯底的清洗/干燥處理完成。
在步驟S109，梯級機(jī)械臂6150從清洗/干燥設(shè)備6110接收所述下襯底，將其存放到第一卸料器6080上的第二盒子6081中。
在步驟S110，梯級機(jī)械臂6150從翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130接收所述上襯底，并將該襯底遞送給清洗/干燥設(shè)備6110。
在步驟S111，清洗/干燥設(shè)備6110清洗并干燥所述上襯底。在步驟S112，梯級機(jī)械臂6150從清洗/干燥設(shè)備6110接收所述上襯底，并將其存放到第二卸料器6090上的第三盒子6091中。
在圖6所示的處理過程中，首先清洗、干燥分割形成的所述下襯底。相反地，也可以首先清洗、干燥分割形成的上襯底。在這種情況下，處理工序就例如是這樣的S101、S102、S103、S104、S107、S108、S110、S111、S112、S105、S106和S109。
在處理系統(tǒng)6500中，梯級機(jī)械臂6150將分割操作失敗的襯底根據(jù)操作員通過控制面板6140發(fā)出的指令而放到所述第三卸料器6100上的第四盒子6101中。也可以不根據(jù)操作員的指令來使設(shè)備知道分割失敗，而提供一個(gè)分割狀態(tài)監(jiān)視設(shè)備來監(jiān)測是否有分割失敗的情況。
上面所說明的是處理系統(tǒng)6500處理一個(gè)奇數(shù)號(hào)或者偶數(shù)號(hào)的接合襯底疊層組的操作情況。在處理系統(tǒng)6500中，能夠同時(shí)處理一系列接合襯底疊層組。
圖5示出的是由一梯級機(jī)械臂輸送接合在一起的襯底疊層組或者已分割的襯底的例子，以及各設(shè)備的處理執(zhí)行程序。參看圖5，其中，水平線表示設(shè)備在進(jìn)行處理，斜線表示由梯級機(jī)械臂6150遞送襯底。另外，“#1”到“#7”表示接合襯底疊層組號(hào)，帶后綴“a”的標(biāo)號(hào)表示分割形成的上襯底，帶后綴“b”的標(biāo)號(hào)表示分割形成的下襯底。
在本實(shí)施例的處理系統(tǒng)6500中，由于只有一個(gè)梯級機(jī)械臂6150用來遞送接合襯底疊層組或分割形成的襯底，就不可能同時(shí)遞送一系列的接合襯底疊層組或者分割形成的襯底。
但是，梯級機(jī)械臂6150的遞送過程所需的時(shí)間通常要比分割設(shè)備6020的分割處理所需的時(shí)間要短得多。所以一個(gè)機(jī)械臂就足以遞送接合襯底疊層組或者分割形成的襯底。如果需要同時(shí)遞送一系列的接合襯底疊層組或者分割形成的襯底，例如當(dāng)僅用一個(gè)機(jī)械臂使得處理效率降低時(shí)，可以使用多個(gè)機(jī)械臂(例如梯級機(jī)械臂)。
在本實(shí)施例中，在假定在對中操作、分割處理、翻轉(zhuǎn)操作和清洗/干燥處理中分割處理費(fèi)時(shí)最長的前提下使用了兩個(gè)分割設(shè)備。如果另一項(xiàng)處理或操作需要的時(shí)間最長，則使用兩個(gè)執(zhí)行該項(xiàng)處理或操作的設(shè)備。在上述假設(shè)下，也可以使用能夠同時(shí)分割兩個(gè)或數(shù)個(gè)接合襯底疊層組的分割設(shè)備。
如上所述，在處理系統(tǒng)6500中，由于針對需要長時(shí)間的處理提供了多個(gè)處理設(shè)備，與第一個(gè)實(shí)施例相比就可以縮短總處理時(shí)間，從而提高了生產(chǎn)率。另外，第二種實(shí)施例的處理系統(tǒng)6500與第一種實(shí)施例的處理系統(tǒng)6000相比可以獲得完全相同的處理效果。
下面說明適用于第一種和第二種實(shí)施例的分割設(shè)備的結(jié)構(gòu)方案。
所述分割設(shè)備的第一種結(jié)構(gòu)方案使用水流噴射方法(water jetmethod)。通常，水流噴射方法向物體噴射高速高壓水流，例如用來切割或處理陶瓷、金屬、混凝土、樹脂、橡膠或木材，用來去除表面的覆蓋膜，或用來清洗表面(″Water Jet″，Vol.1，No.1，page 4(1984))。
該分割設(shè)備向用作接合襯底疊層組的脆性結(jié)構(gòu)的所述多孔層(分割區(qū))噴射液流以選擇性地破壞所述多孔層，從而在該多孔層處將襯底分割開。在本說明書中，所述噴射的液流被稱為“射流”。形成射流的流體稱為“射流介質(zhì)”。作為射流介質(zhì)，可以使用水，有機(jī)溶劑比如酒精，酸比如氫氟酸或者硝酸，堿比如氫氧化鉀，氣體比如空氣、氮?dú)?、碳酸氣、惰性氣體或者腐蝕性氣體，或者等離子體。
當(dāng)利用該分割設(shè)備來制造半導(dǎo)體器件或者分割例如接合襯底疊層組時(shí)，射流流體最好使用只含有最少的雜質(zhì)金屬或顆粒的純水。
射流的噴射條件可以依據(jù)例如分割區(qū)(例如多孔層)的類型或者所述接合襯底疊層組側(cè)表面的形狀來確定。作為射流噴射條件，例如，施加于射流介質(zhì)的壓強(qiáng)、射流掃描速度、噴嘴寬度或直徑(該直徑基本上與射流直徑相同)、噴嘴形狀、噴嘴和分割區(qū)間的距離以及射流的流速都是重要的參數(shù)。
根據(jù)利用水流噴射方法的分割方法，可以將接合襯底疊層組分割為兩個(gè)襯底而不對接合襯底疊層組造成損傷。
所述分割設(shè)備在所述樣品比如接合襯底疊層組表面基本上水平的情況下固定之，并在所述的水平狀態(tài)下在所述脆性結(jié)構(gòu)(例如多孔層)處分割所述樣品。在使樣品表面保持水平而被固定的情形下，由于樣品的各構(gòu)成單元(各層)在豎直方向上依次排列，因而可以有下列有益效果，例如(1)可以防止樣品掉落，(2)樣品易于固定，(3)樣品易于遞送，(4)樣品可以在分割設(shè)備和其他設(shè)備之間高效率地傳送，(5)可以縮減分割設(shè)備的投影面積(占用面積)。
圖7是分割設(shè)備第一種方案的簡圖。分割設(shè)備1000有一對襯底固定部分270和1010。
上襯底固定部分270與一旋轉(zhuǎn)軸140的一端相連。該旋轉(zhuǎn)軸140的另一端與一馬達(dá)110的旋轉(zhuǎn)軸通過一個(gè)聯(lián)軸器130相連。該馬達(dá)110和旋轉(zhuǎn)軸140可以不通過所述聯(lián)軸器130而是通過例如一個(gè)傳動(dòng)帶或者別的裝置相連。馬達(dá)110固定在一個(gè)支承部件120上，而后者固定在一個(gè)上承臺(tái)170上。馬達(dá)由一控制部分(圖中未示出)控制。
用來將接合襯底疊層組50真空吸附到襯底固定部分270上的真空管路141在所述旋轉(zhuǎn)軸140內(nèi)延伸。該真空管路141經(jīng)由一環(huán)形腔150而與一外部真空管路相連。該外部真空管路有一個(gè)電磁閥(圖中未示出)。該電磁閥的開關(guān)根據(jù)需要由前述控制部分(圖中未示出)控制。襯底固定部分270有一個(gè)用來真空吸附接合襯底疊層組50的抽吸孔271。該抽吸孔271與真空管路141相連。抽吸孔271、真空管路141和電磁閥共同構(gòu)成襯底固定部分270的真空吸附裝置。所述旋轉(zhuǎn)軸140通過一個(gè)軸承160而由所述上承臺(tái)170支承。
所述下襯底固定部分1010有一個(gè)伯努利吸盤1013。伯努利吸盤1013從傘狀吸盤的中央沿著傘狀體徑向噴射氣流從而利用吸盤中央部分的負(fù)壓吸附住樣品比如接合襯底疊層組。
具有伯努利吸盤1013的襯底固定部分1010與一提升軸1020的一端相連。所述伯努利吸盤1013的進(jìn)氣部分1011與所述提升軸1020中的壓力管路1021相連。該壓力管路1021通過一個(gè)環(huán)形腔1022而與一個(gè)外部壓力管路相連。該外部壓力管路有一個(gè)電磁閥(圖中未示出)。該電磁閥的開關(guān)由所述控制部分(圖中未示出)根據(jù)需要進(jìn)行控制。
提升軸1020的另一端通過一個(gè)聯(lián)軸器330與一氣缸320的活塞桿相連。提升軸1020通過一個(gè)往復(fù)/旋轉(zhuǎn)導(dǎo)座1030而由一個(gè)下承臺(tái)240支承。
噴嘴3040(與所述噴嘴6040或6340相應(yīng))由上文所述的正交機(jī)械臂6050或者6350控制。在噴嘴3040和襯底固定部分270和1010之間插有一個(gè)活門3030(對應(yīng)于前述活門6030或6330)。活門3030由一馬達(dá)250開閉。當(dāng)活門3030打開且在此狀態(tài)下從噴嘴3040噴射射流時(shí)，射流可以射入接合襯底疊層組50。當(dāng)活門3030關(guān)閉時(shí)，可以令射流停止射入所述接合襯底疊層組50。
下面說明用分割設(shè)備1000進(jìn)行分割處理的過程。所述氣缸320將活塞桿退回以在襯底固定部分270和襯底固定部分1010之間形成適當(dāng)?shù)拈g隙。在這種狀態(tài)下，由梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152從下方水平地支承的接合襯底疊層組50被插入襯底固定部分270和襯底固定部分1010之間的預(yù)定位置，并將其放置到襯底固定部分1010上。
圖8簡要示出了襯底固定部分270和1010的外觀。所述襯底固定部分270和1010在其外周緣部分有一系列導(dǎo)引件270a和1010a用來防止接合襯底疊層組在分割處理過程中發(fā)生位移或者從襯底固定部分彈出。
為了能夠用梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152在從下側(cè)支承接合襯底疊層組50的情況下將接合襯底疊層組遞送到襯底固定部分270或襯底固定部分1010，或者為了吸附住每一分割形成的襯底的下表面(上表面是分割表面)并允許所述機(jī)械手從所述襯底固定部分270和1010接納所述襯底，例如，所述系列導(dǎo)引件270a和1010a最好以合適的間隔設(shè)置，比如象圖8所示那樣，以便所述機(jī)械手能夠進(jìn)出。例如，可以以120°的角度間隔設(shè)置三個(gè)導(dǎo)引件270a和三個(gè)導(dǎo)引件1010a。
然后，氣缸320令所述活塞桿伸出以使所述下襯底固定部分1010向上移動(dòng)，直到接合襯底疊層組50的上表面與上襯底固定部分270的支承部分之間剩余一預(yù)定距離。
然后打開所述外部壓力管路的電磁閥，氣體就從襯底固定部分1010的伯努利吸盤1013的中央徑向噴射而出，從而將接合襯底疊層組50吸附住。
然后啟動(dòng)馬達(dá)110，向旋轉(zhuǎn)軸140施加旋轉(zhuǎn)力。所述旋轉(zhuǎn)軸140、襯底固定部分270、接合襯底疊層組50、襯底固定部分1010和旋轉(zhuǎn)軸1020整體旋轉(zhuǎn)。
在保持活門3030關(guān)閉的同時(shí)，啟動(dòng)與噴嘴3040相連的泵(圖中未示出)向該噴嘴3040供給高壓射流介質(zhì)(例如水)。高壓射流從噴嘴3040噴出。當(dāng)射流穩(wěn)定下來之后，活門3030打開。從噴嘴3040噴出的射流連續(xù)地射入所述接合襯底疊層組50的多孔層，開始分割所述接合襯底疊層組50。
接合襯底疊層組50的分割結(jié)束后，關(guān)閉活門3030，并停止連接到噴嘴3040的泵的工作，以停止射入接合襯底疊層組50的射流。同時(shí)也停止馬達(dá)110的工作。
在保持襯底固定部分1010的伯努利吸盤1013有效工作的同時(shí)，啟動(dòng)襯底固定部分270的真空吸附裝置。所述分割形成的上襯底被襯底固定部分270真空吸附。同時(shí)，分割形成的下襯底被襯底固定部分1010的伯努利吸盤吸附住。
然后，氣缸320將所述活塞桿縮回，在襯底固定部分270和襯底固定部分1010之間形成合適的間隙。這樣就使兩個(gè)分割開的襯底相互分離開。
然后，梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152插入襯底固定部分1010的伯努利吸盤1013和所述襯底之間。梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152吸附住所述襯底。此后，去除襯底固定部分1010的伯努利吸盤1013的吸附作用，襯底就從所述襯底固定部分1010轉(zhuǎn)到了梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152中。
然后，梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152插入襯底固定部分270和所述襯底之間。梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152吸附住所述襯底。此后，去除襯底固定部分270的吸附作用，襯底就從所述襯底固定部分270轉(zhuǎn)到了梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152中。
在所述接合襯底疊層組50被分割為兩個(gè)襯底后，在所述兩個(gè)襯底之間存在著射流介質(zhì)。如果射流介質(zhì)是液體(例如水)，則表面張力相當(dāng)大。這樣，為了用較小的力將兩個(gè)基底分離開，最好從所述噴嘴3040向兩襯底之間的縫隙中噴射射流。在這種情況下，所述從噴嘴3040噴出的射流在兩個(gè)襯底被分開后停止。或者也可以專門單獨(dú)提供用來分離兩個(gè)襯底的射流噴射裝置。
如同第一種方案一樣，分割設(shè)備的第二種結(jié)構(gòu)方案也是一種用射流來分割接合襯底疊層組的分割設(shè)備。
圖9是分割設(shè)備第二種方案的簡圖。圖10示出的是示于圖9的分割設(shè)備的局部。分割設(shè)備1900有一對襯底固定部分1909和1901。襯底固定部分1909和1901通過將接合襯底疊層組以其上下側(cè)夾住而將其水平固定起來。射流從噴嘴3040(對應(yīng)于噴嘴6040或6340)噴出，射入接合襯底疊層組50的多孔層，從而在所述多孔層處將接合襯底疊層組50分割為兩個(gè)襯底。
下襯底固定部分1901有一個(gè)凸形支承部1903，后者在接合襯底疊層組50和襯底固定部分1901的表面之間形成一個(gè)間隙，使得梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152能夠插入該間隙。支承部1903有一個(gè)抽吸孔1902，用來真空吸附接合襯底疊層組50。襯底固定部分1901有一個(gè)環(huán)繞著支承部1903的防位移部件1911。該防位移部件1911例如由橡膠或樹脂構(gòu)成，防止接合襯底疊層組50在平面方向內(nèi)移動(dòng)。由于有這個(gè)防位移部件1911，只用較小的壓強(qiáng)或者吸附力就能將接合襯底疊層組50固定住。
襯底固定部分1901與一旋轉(zhuǎn)軸1904的一端相連。該旋轉(zhuǎn)軸1904通過一個(gè)承座1906而支承于一個(gè)承臺(tái)1920上。承座1906在其上部有一個(gè)密封件1905，用來密封形成于所述承臺(tái)1920中用來通過旋轉(zhuǎn)軸1904的開口部分。一真空管路1907在所述旋轉(zhuǎn)軸1904內(nèi)延伸。該真空管路1907連接到襯底固定部分1901的抽吸孔1902。該真空管路1907還經(jīng)由一環(huán)形腔1908而與一外部真空管路相連。所述旋轉(zhuǎn)軸1904與一旋轉(zhuǎn)力源(圖中未示出)相連，由后者的旋轉(zhuǎn)力使之旋轉(zhuǎn)。
襯底固定部分1909設(shè)置在襯底固定部分1901的上方。襯底固定部分1909與一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置1930的驅(qū)動(dòng)軸1910相連，以便被所述驅(qū)動(dòng)裝置1930垂直移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)軸1910由所述驅(qū)動(dòng)裝置1930可旋轉(zhuǎn)地軸向支承。
上襯底固定部分1909有一個(gè)凸形支承部1912，后者在接合襯底疊層組50和襯底固定部分1909的表面之間形成一個(gè)間隙，使得梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152能夠插入該間隙。支承部1912有一個(gè)抽吸孔1914，用來真空吸附接合襯底疊層組50。襯底固定部分1909有一個(gè)環(huán)繞著支承部1912的防位移部件1913。該防位移部件1913例如由橡膠或樹脂組成，防止接合襯底疊層組50在平面方向內(nèi)移動(dòng)。由于有這個(gè)防位移部件1913，只用較小的壓力或者吸附力就能將接合襯底疊層組50固定住。
噴嘴3040由上文所述的正交機(jī)械臂6050或者6350控制。在噴嘴3040和襯底固定部分1901之間插有一個(gè)活門3030(對應(yīng)于前述活門6030或6330)?；铋T3030由一馬達(dá)250開閉。當(dāng)活門3030打開且在此狀態(tài)下從噴嘴3040噴射射流時(shí)，射流可以射入接合襯底疊層組50。當(dāng)活門3030關(guān)閉時(shí)，可以令射流停止射入所述接合襯底疊層組50。
下面說明用分割設(shè)備1900進(jìn)行分割處理的過程。首先，由驅(qū)動(dòng)裝置1930向上移動(dòng)襯底固定部分1909，在襯底固定部分1909和襯底固定部分1901之間形成適當(dāng)?shù)拈g隔。在這種狀態(tài)下，由梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152從下方水平地支承接合襯底疊層組50，將其放置到襯底固定部分1901的支承部1903上。然后由驅(qū)動(dòng)裝置1930向下移動(dòng)襯底固定部分1909，使得襯底固定部分1909壓住接合襯底疊層組50。這樣，襯底固定部分1909和1901就從兩側(cè)壓緊并固定住接合襯底疊層組50。
然后啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)力源(圖中未示出)，向旋轉(zhuǎn)軸1904施加旋轉(zhuǎn)力。所述旋轉(zhuǎn)軸1904、襯底固定部分1901、接合襯底疊層組50和襯底固定部分1909整體旋轉(zhuǎn)。
在保持活門3030關(guān)閉的同時(shí)，啟動(dòng)與噴嘴3040相連的泵(圖中未示出)向該噴嘴3040供給高壓射流介質(zhì)(例如水)。高壓射流從噴嘴3040噴出。當(dāng)射流穩(wěn)定下來之后，活門3030打開。從噴嘴3040噴出的射流連續(xù)地射入所述接合襯底疊層組50的多孔層，開始分割所述接合襯底疊層組50。
接合襯底疊層組50的分割結(jié)束后，關(guān)閉活門3030，并停止連接到噴嘴3040的泵的工作，以停止射入接合襯底疊層組50的射流。同時(shí)也停止對旋轉(zhuǎn)軸1904的驅(qū)動(dòng)以使接合襯底疊層組50停止旋轉(zhuǎn)。
啟動(dòng)襯底固定部分1901和1909的真空吸附裝置。所述分割形成的上襯底被襯底固定部分1909吸附。同時(shí)，分割形成的下襯底被襯底固定部分1901吸附。然后由驅(qū)動(dòng)裝置1930向上移動(dòng)襯底固定部分1909。這樣就使兩個(gè)分割開的襯底相互分離開了。
然后，梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152插入襯底固定部分1901和所述襯底之間。梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152吸附住所述襯底。此后，去除襯底固定部分1901的真空吸附裝置的吸附作用，襯底就從所述襯底固定部分1901轉(zhuǎn)到了梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152中。
然后，梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152插入襯底固定部分1909和所述襯底之間。梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152吸附住所述襯底。此后，去除襯底固定部分1909的吸附作用，襯底就從所述襯底固定部分1909轉(zhuǎn)到了梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152中。
在所述接合襯底疊層組50被分割為兩個(gè)襯底后，在所述兩個(gè)襯底之間存在著射流介質(zhì)。如果射流介質(zhì)是液體(例如水)，則表面張力相當(dāng)大。這樣，為了用較小的力將兩個(gè)基底分離開，最好從所述噴嘴3040向兩襯底之間的縫隙中噴射射流。在這種情況下，所述從噴嘴3040噴出的射流在兩個(gè)襯底被分開后停止。或者也可以專門單獨(dú)提供用來分離兩個(gè)襯底的射流噴射裝置。
圖11和圖12是分割設(shè)備第三種方案的簡要剖面圖。圖11所示的狀態(tài)是襯底支承部件打開的情況。圖12所示的是襯底支承部件閉合的情況。
分割設(shè)備4000有一對襯底支承部件4001和4004，后二者通過一個(gè)鉸鏈部分4003連接起來。每個(gè)襯底支承部件4001和4004都具有與接合襯底疊層組50的側(cè)表面相符合的環(huán)形。襯底支承部件4001和4004的功能是形成閉合空間，其在把接合襯底疊層組50夾到其間之后閉合而形成一個(gè)閉合空間4020，該空間環(huán)繞所述接合襯底疊層組50的多孔層50c所暴露出來的邊緣部分。
襯底支承部件4001和4004各有密封件(例如0型密封圈)4002和4005，以確保支承部件和接合襯底疊層組50之間的氣密性。襯底支承部件4004有一個(gè)密封件4008，用以確保襯底支承部件4001和4004之間的氣密性。
在分割設(shè)備4000中，將接合襯底疊層組50夾到襯底支承部件4001和4004之間并由后二者從兩側(cè)完成支承之后，用一鎖定裝置4007將襯底支承部件4001鎖住。
襯底支承部件4004有一個(gè)注入部分4006，用來向密封空間4020中注入流體。注入部分4006與一壓力源4011比如泵相連。所述密封空間4020中充滿由所述壓力源4011供給的流體(例如水)。
襯底支承部件4001和/或4004可以有一個(gè)脫泡口用來去除在向密封空間4020中注入流體的過程中所產(chǎn)生的氣泡，以及一個(gè)閥門用來在向所述密封空間4020中的流體加壓時(shí)關(guān)閉所述脫泡口。
壓力源4011向密封空間4020中所充的流體加壓。壓力源4011最好有一個(gè)裝置用來調(diào)節(jié)施加到所述流體的壓強(qiáng)。用所述調(diào)節(jié)裝置，在接合襯底疊層組50的分割操作的早期階段，最好將施加給流體的壓強(qiáng)設(shè)定得較高，然后逐漸或者分級降低。例如，在分割的早期階段，壓強(qiáng)可以設(shè)定為20kg/cm2，然后逐步降低，直到在分割操作的最后階段降至例如1kg/cm2。
下襯底支承部件4004由一承臺(tái)4006支承。該承臺(tái)4006有一個(gè)通氣孔4030，用來將接合襯底疊層組50的下表面連通到外部大氣。所述接合襯底疊層組50的所述下表面維持在大氣壓。所述承臺(tái)4006在中部附近有一個(gè)氣缸4010。一支承部4009裝在氣缸4010的活塞桿上。當(dāng)從梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152接收或向其遞送接合襯底疊層組或者分割形成的襯底時(shí)，將所述支承部4009向上推。通過該支承部4009，就在下襯底支承部件4004和接合襯底疊層組或分割形成的襯底之間形成了一個(gè)間隙以便接納所述梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152。
下面說明用分割設(shè)備4000對接合襯底疊層組50進(jìn)行分割處理的過程。分割處理是在例如大氣壓下進(jìn)行的。
首先，由鎖定裝置4007將襯底支承部件4001開鎖，將后者如圖11所示打開，然后將支承部4009向上移動(dòng)。由梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152將接合襯底疊層組50放置到襯底支承部件4004上。
如圖12所示，將支承部4009向下移，閉合襯底支承部件4001，并將其用鎖定裝置4007鎖上。在這樣的狀態(tài)下，就環(huán)繞接合襯底疊層組50的暴露出多孔層50c的周緣部分形成了密封空間4020。
用所述壓力源4011向所述密封空間4020中注入一種流體。然后用所述壓力源4011向密封空間4020中的流體施加壓強(qiáng)。從而，基本上保持靜止的流體的壓強(qiáng)就作用于暴露在接合襯底疊層組50的邊緣部分的多孔層50c上。
當(dāng)所施加的壓強(qiáng)使得暴露在接合襯底疊層組50的邊緣的多孔層50c破碎時(shí)，分割進(jìn)程就開始了。當(dāng)流體進(jìn)一步注入破碎部分時(shí)，多孔層50c的破碎就繼續(xù)發(fā)展。隨著多孔層50c破碎的進(jìn)展，所述流體被充分注入所述接合襯底疊層組50。此時(shí)，由于作用于接合襯底疊層組50內(nèi)部和作用于未密封空間(所述密封空間之外的空間)之間的流體壓強(qiáng)的差，就有一個(gè)分離力作用于接合襯底疊層組50上，將其分為襯底50a和50b。分割進(jìn)程隨著所述分離力向前推進(jìn)而推進(jìn)。
分割過程結(jié)束后，控制壓力源4011，使得密封空間4020中的壓強(qiáng)在例如大氣壓。此后，將鎖定裝置4007打開。然后打開襯底支承部件4001，向上移動(dòng)支承部4009，在下襯底支承部件4004和已被分割的接合襯底疊層組之間形成一個(gè)合適的間隔。然后梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152抽出所述上襯底50a，然后再抽出下襯底50b。
在此情況下，在所述上襯底50a被翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130翻轉(zhuǎn)、被清洗/干燥設(shè)備6110清洗并干燥并存放于第三盒子6091中后，或者在上襯底50a被遞送到所述翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130之后，所述下襯底50b被遞送到所述清洗/干燥設(shè)備6110。
圖13是分割設(shè)備第四種方案的簡圖。分割設(shè)備5000向整個(gè)接合襯底疊層組50施加壓力以將其在多孔層處分割開來。
該分割設(shè)備5000有一個(gè)封閉的容器5001，用來存放所述接合襯底疊層組50并形成一個(gè)密封空間。該分割設(shè)備還有一個(gè)閉合蓋5002，用來打開/關(guān)閉一開口部位，所述梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152即通過該開口部位進(jìn)出所述封閉容器5001。該封閉容器5001有一個(gè)樣品支承部件5011，用來從下方支承接合襯底疊層組50。
分割設(shè)備5000有一個(gè)注入口5008，用來向所述密封空間中供給流體。該注入口5008通過一個(gè)閥門5009與一個(gè)泵5010相連。分割設(shè)備5000還有一個(gè)排出口5006，用來排出封閉容器5001中的流體。該排出口5006與一個(gè)排出控制閥門5007相連。
分割設(shè)備5000最好有一個(gè)振動(dòng)源5004，用來向接合襯底疊層組50施加一種振動(dòng)能量比如超聲波。利用該振動(dòng)源5004，可以進(jìn)行兩步驟的分割處理。在第一階段，向由封閉容器5001形成的封閉空間中加壓，將所述多孔層中的孔腔壁象上面所述的那樣破壞掉。在第二階段，利用振動(dòng)能量將剩余的孔腔壁破壞掉，從而在所述多孔層處將所述接合襯底疊層組50完全分割開。
下面說明分割設(shè)備5000如何進(jìn)行分割處理。首先，將蓋子5002打開，用梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152將接合襯底疊層組送入封閉容器5001中，放置到支承部件5011上。
然后關(guān)上蓋子5102。啟動(dòng)泵5010，打開閥門5009向所述封閉空間中注入流體。將所述封閉空間的內(nèi)部壓強(qiáng)設(shè)定在一預(yù)定值(開始第一分割處理階段)。作為所述流體，可以用氣體比如空氣，或者用液體比如水。也可以用能夠選擇性地腐蝕含孔腔層的腐蝕性氣體或者腐蝕劑。在這種情況下，能夠有效地進(jìn)行分割處理，并可以減少在分割操作后仍然保留下來的孔腔壁的數(shù)目。
在這種狀態(tài)下，處理過程持續(xù)例如一段預(yù)定的時(shí)間。所述接合襯底疊層組50會(huì)在所述多孔層處被完全分割，或者絕大多數(shù)孔腔壁將被破壞。然后，停止泵5010的工作，并關(guān)閉閥門5009。打開閥門5007通過排出口5006排出密封空間中的流體，從而將密封空間中的壓強(qiáng)恢復(fù)到大氣壓(第一分割處理階段結(jié)束)。如果所使用的流體對自然環(huán)境有不利影響，則將通過排出口5006排出的流體回收并進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼?br> 然后驅(qū)動(dòng)所述振動(dòng)源5004，向封閉容器中的接合襯底疊層組施加振動(dòng)能量。通過這種處理，使得前一步驟中未被破壞的孔腔壁破壞，從而將接合襯底疊層組50完全分割開(第二分割處理階段)。該第二分割處理階段可以與所述第一分割處理階段同時(shí)進(jìn)行。
如果使用液體作為所述流體，則視需要通過打開閥門5007來排出所述封閉空間中的流體。然后打開蓋子5002。梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手6152先抽出上襯底，然后抽出下襯底。在這種情況下，在所述上襯底被翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130翻轉(zhuǎn)、被清洗/干燥設(shè)備6110清洗并干燥并存放于第三盒子6091中后，或者在上襯底被遞送到所述翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130之后，所述下襯底被遞送到所述清洗/干燥設(shè)備6110。
下面對梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手的另一種結(jié)構(gòu)加以說明。圖14A和圖14B示出了該梯級機(jī)械臂6150的機(jī)械手的另一種結(jié)構(gòu)。圖14A是平面圖，圖14B是沿圖14A中的A-A’線的剖面圖。示于圖14A和圖14B中的機(jī)械手有一個(gè)U形的主體9004和用來夾持接合襯底疊層組或分割形成的襯底的端部的夾持部9001到9003。所述夾持部9001到9003最好是例如PTFE(聚四氟乙烯)的。
具有這種結(jié)構(gòu)的機(jī)械手僅與接合襯底疊層組或者分割形成的襯底的端部接觸。因此接合襯底疊層組或者分割形成的襯底的表面基本上不會(huì)受到損傷。
具有這種結(jié)構(gòu)的機(jī)械手僅與接合襯底疊層組或者分割形成的襯底的端部接觸。因此，無論分割表面是朝上還是朝下，即使是從下方夾持分割形成的襯底，襯底表面也基本上不會(huì)受到碎屑或類似東西的損傷。
具有這種結(jié)構(gòu)的機(jī)械手在夾持住接合襯底疊層組或分割形成的襯底的同時(shí)約束了接合襯底疊層組或分割形成的襯底在平面方向上的移動(dòng)。因此，可以防止接合襯底疊層組或分割形成的襯底的掉落。
具有這種結(jié)構(gòu)的機(jī)械手在一個(gè)或所有的夾持部9001到9003上可以有一個(gè)吸附裝置。在這種情況下，可以更為有效地防止接合襯底疊層組或分割形成的襯底的掉落。另外，例如，可以從上側(cè)支承襯底。
具有這種結(jié)構(gòu)的機(jī)械手可以有一個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置，用來將吸附有分割形成的襯底的主體9004旋轉(zhuǎn)180°，從而將襯底翻轉(zhuǎn)。在這種情況下，可以不要所述翻轉(zhuǎn)設(shè)備6130。
按照本發(fā)明，例如，由于可以在各處理設(shè)備之間高效地傳遞被處理的樣品，各處理操作都可以高速度地進(jìn)行。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神和范圍之內(nèi)，還可以作各種各樣的變化和修改。因此，為了將本發(fā)明的范圍告知公眾，特提出如下權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種處理樣品的處理系統(tǒng)，其包括一系列用來操作或處理所述樣品的處理設(shè)備；和一套傳送裝置，后者具有一個(gè)用來固定樣品的固定部分，所述傳送裝置在水平面內(nèi)直線移動(dòng)所述固定部分，并使之繞一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而使所述固定部分移近或遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)軸，從而完成樣品在所述系列處理設(shè)備之間的傳送，其中，所述系列處理設(shè)備設(shè)置的位置適合于所述傳送裝置輸送所述樣品。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系列處理設(shè)備設(shè)置在與所述旋轉(zhuǎn)軸的移動(dòng)范圍基本上等距的位置上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳送裝置具有一個(gè)水平驅(qū)動(dòng)軸，并沿著水平驅(qū)動(dòng)軸移動(dòng)所述固定部分。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系列處理設(shè)備中的某些處理設(shè)備設(shè)置在水平驅(qū)動(dòng)軸的一側(cè)的基本上平行于水平驅(qū)動(dòng)軸的直線上。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系列處理設(shè)備中剩下的處理設(shè)備設(shè)置在水平驅(qū)動(dòng)軸另一側(cè)的基本上平行于水平驅(qū)動(dòng)軸的直線上。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系列處理設(shè)備中剩下的處理設(shè)備中的某些處理設(shè)備設(shè)置在與水平驅(qū)動(dòng)軸的一端和/或另一端相距預(yù)定距離的位置上。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置在水平驅(qū)動(dòng)軸的一側(cè)的所述處理設(shè)備包括一個(gè)用來操作所述樣品或?qū)χM(jìn)行物理或化學(xué)處理的處理設(shè)備，并且，設(shè)置在水平驅(qū)動(dòng)軸的另一側(cè)的所述處理設(shè)備包括一個(gè)用來操縱所述樣品的裝料器或卸料器。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置在水平驅(qū)動(dòng)軸的一側(cè)的所述處理設(shè)備，以及設(shè)置在水平驅(qū)動(dòng)軸的一端和/或另一端的處理設(shè)備，包括一個(gè)用來操作所述樣品或?qū)χM(jìn)行物理或化學(xué)處理的處理設(shè)備，并且，設(shè)置在水平驅(qū)動(dòng)軸的另一側(cè)的所述處理設(shè)備包括一個(gè)用來操縱所述樣品的裝料器或卸料器。
9.如權(quán)利要求1到8之任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述要處理的樣品是板狀樣品，所述傳送裝置以所述固定部分基本上水平地固定并輸送該板狀樣品。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系列處理設(shè)備中的每一個(gè)設(shè)備向所述傳送裝置的固定部分輸送樣品或由之接收樣品，都在基本上水平的狀態(tài)下進(jìn)行。
11.如權(quán)利要求9或10所述的系統(tǒng)，其特征在于，要處理的板狀樣品具有一個(gè)分割層，且所述系列處理設(shè)備包括至少一個(gè)分割設(shè)備，用來在所述分割層處分割所述板狀樣品。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分割設(shè)備在將樣品水平固定的情況下分割所述板狀樣品。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分割設(shè)備在水平固定所述板狀樣品的情況下向所述分割層噴射液流以在該分割層處將所述板狀樣品分割。
14.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分割設(shè)備在水平固定并旋轉(zhuǎn)所述板狀樣品的情況下向所述分割層噴射液流以在該分割層處將所述板狀樣品分割。
15.如權(quán)利要求13或14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分割設(shè)備在將所述樣品夾在上下兩側(cè)之間而固定的情況下分割所述板狀樣品。
16.如權(quán)利要求12到15之任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分割設(shè)備具有一個(gè)伯努利吸盤，作為固定所述板狀樣品的裝置。
17.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分割設(shè)備向所述板狀樣品的至少局部分割層以基本上靜止的流體施加壓強(qiáng)，以在所述分割層處分割所述板狀樣品。
18.如權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，其中，所述分割設(shè)備有一個(gè)封閉的容器，所述板狀樣品存放于該封閉容器中，提高該封閉容器中的壓強(qiáng)，以便在所述分割層處分割所述板狀樣品。
19.如權(quán)利要求11到18之任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系列處理設(shè)備包括一個(gè)對中設(shè)備，用來在將所述板狀樣品輸送到分割設(shè)備之前令其對中。
20.如權(quán)利要求11到19之任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系列處理設(shè)備包括一個(gè)清洗設(shè)備，用來清洗由分割設(shè)備分割得到的板狀樣品。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述清洗設(shè)備在水平狀態(tài)下清洗由分割設(shè)備分割得到的所述板狀樣品。
22.如權(quán)利要求11到21之任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系列處理設(shè)備包括一個(gè)清洗/干燥設(shè)備，用來清洗并干燥由分割設(shè)備分割得到的板狀樣品。
23.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述清洗/干燥設(shè)備在水平狀態(tài)下清洗并干燥由分割設(shè)備分割得到的所述板狀樣品。
24.如權(quán)利要求11到23之任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述系列處理設(shè)備包括一個(gè)翻轉(zhuǎn)設(shè)備，用來將由分割設(shè)備分割得到的兩個(gè)板狀樣品中的上部板狀樣品翻轉(zhuǎn)180°。
25.如權(quán)利要求1到24之任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系列處理設(shè)備同時(shí)進(jìn)行處理。
26.如權(quán)利要求1到25之任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳送裝置包括一個(gè)梯級機(jī)械臂和一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，后者用來在水平面內(nèi)直線驅(qū)動(dòng)梯級機(jī)械臂。
27.如權(quán)利要求1到26之任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分割層具有一種脆性結(jié)構(gòu)。
28.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述具有脆性結(jié)構(gòu)的層是一種多孔層。
29.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述具有脆性結(jié)構(gòu)的層是一種微孔層。
30.如權(quán)利要求1到26之任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述被處理的板狀樣品是半導(dǎo)體襯底。
31.如權(quán)利要求1到26之任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述被處理的板狀樣品是通過將一第一襯底接合到第二襯底上而形成，并具有一個(gè)脆性結(jié)構(gòu)層以作為所述分割層。
32.如權(quán)利要求1到26之任何一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述被處理的板狀樣品是這樣形成的在第一半導(dǎo)體襯底的一個(gè)表面上形成一個(gè)多孔層，然后在該多孔層上形成一個(gè)無孔層，再將一個(gè)第二襯底接合到所述無孔層上。
全文摘要
一種適合用來制造SOI襯底的處理系統(tǒng),包括一個(gè)翻轉(zhuǎn)設(shè)備(6130)、對中設(shè)備(6120)、清洗/干燥設(shè)備(6110)、裝料器(6070)、卸料器(6080、6090、6100)和分割設(shè)備(6020)。該處理系統(tǒng)還具有一個(gè)傳送裝置,后者在一水平面內(nèi)沿著一個(gè)水平驅(qū)動(dòng)軸(6160)直線移動(dòng)一個(gè)機(jī)械手(6152),并使之繞一旋轉(zhuǎn)軸(6151)旋轉(zhuǎn),從而使所述機(jī)械手(6152)移近或遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)軸(6151),從而完成接合襯底疊層組(50)或者分割形成的襯底在所述系列處理設(shè)備之間的傳送。
文檔編號(hào)H01L21/306GK1258093SQ9912344
公開日2000年6月28日 申請日期1999年11月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月6日
發(fā)明者柳田一隆, 近江和明, 坂口清文 申請人:佳能株式會(huì)社