CN108732180B - 硅片夹、检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种硅片夹、检测装置及其检测方法。硅片夹包括夹片以及与所述夹片连接的夹持器，所述夹片与所述夹持器共同形成有一容置空间，一硅片与所述容置空间相结合，且通过所述容置空间能够看到所述硅片的所有表面。检测装置包括硅片夹，并且还包括与所述硅片夹连接的手持杆，所述手持杆驱动所述硅片夹运动，以实现对所述硅片上所有表面的检测。检测方法包括：利用手持杆翻转所述硅片夹，以对所述硅片夹上的所述硅片的上下表面以及侧面进行检测。本发明提供的硅片夹、检测装置及其检测方法，能够检测到硅片的全部边缘，同时，在操作人员不熟练的情况下，能够提高检测准确度。

Description

硅片夹、检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种硅片夹、检测装置及其检测方法。

背景技术

随着半导体特征尺寸的不断减小，半导体行业对于12寸硅片的表面缺陷要求越来越高。也即，半导体行业不仅对硅片正面的缺陷要求越来越高，而且对硅片背面缺陷和边缘缺陷的要求也越来越苛刻。这些缺陷例如包括污点、刮痕以及硅片边缘的缺口等，这些缺陷通常由人为通过检测装置发现。

图1为现有的一种检测装置的结构示意图，图2为现有的一种硅片夹于夹持硅片的结构示意图。如图1和图2所示，所述检测装置包括光源101、电机103和硅片夹201，光源101提供检测环境的照明，电机103驱动硅片夹201转动，而被硅片夹201夹持的硅片102同步随之转动，转动过程中，由人为目测并判断硅片102上的缺陷。

若采用这种检测方式，硅片夹201覆盖了硅片102的一部分边缘。如图2所示，硅片102的一部分边缘202暴露，另一部分边缘(未标号)被硅片夹201所覆盖，从而造成被覆盖的硅片边缘无法被检测到；特别的，操作人员无法按照自己的检测速度来控制检测的进度，检测准确度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅片夹、检测装置及其检测方法，以解决现有技术中硅片的部分边缘无法被检测到以及检测效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种硅片夹，包括夹片以及与所述夹片连接的夹持器；其中，

所述夹片与所述夹持器共同形成有一容置空间，一硅片与所述容置空间相结合，且通过所述容置空间能够看到所述硅片的所有表面。

可选的，所述硅片夹还包括与所述夹持器连接的第一驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动所述夹持器开闭，以实现所述硅片的固定或释放。

可选的，所述夹持器包括夹具槽、上夹具以及下夹具；所述夹具槽设置在所述夹片上，所述上夹具与所述夹具槽固定连接，所述下夹具与所述夹具槽活动连接；所述第一驱动机构与所述下夹具连接，并用于驱动所述下夹具作靠近或远离所述上夹具的运动，以实现所述夹持器的开闭。

可选的，所述第一驱动机构包括顶针以及弹簧；

所述下夹具通过所述弹簧与所述夹具槽活动连接，所述顶针的一端与所述下夹具连接，通过所述顶针驱动所述下夹具作远离所述上夹具的运动，以打开所述夹持器，并通过所述弹簧驱动所述下夹具作靠近所述上夹具的运动以闭合所述夹持器。

可选的，所述夹具槽具有一安装空间，所述第一驱动机构设置在所述安装空间内，且所述夹具槽上设置有与所述安装空间连通的通孔，所述顶针经由所述通孔与所述下夹具连接。

可选的，所述硅片夹还包括与所述夹持器连接的另一夹片；所述另一夹片与所述夹片层叠设置，且所述另一夹片与所述夹片之间形成有一间隙。

可选的，所述硅片夹与一手持杆连接。

可选的，所述硅片夹具有一封闭的内腔，所述内腔构成所述容置空间的一部分。

可选的，所述夹片具有一C形内腔，所述C形内腔构成所述容置空间的一部分。

可选的，所述夹持器至少为两个，多个所述夹持器沿所述容置空间的周向间隔分布。

本发明还提供一种检测装置，包括：硅片夹，并且还包括与所述硅片夹连接的手持杆，所述手持杆驱动所述硅片夹运动，以实现对所述硅片上所有表面的检测。

可选的，所述检测装置还包括硅片盒、传送部件以及支撑台；所述硅片盒用于存放所述硅片，所述传送部件用于在所述硅片盒以及所述硅片夹之间传送所述硅片，所述支撑台用于放置所述硅片夹。

可选的，所述检测装置包括用于与第一驱动机构连接的第二驱动机构，所述第二驱动机构通过所述第一驱动机构驱动所述夹持器打开或关闭以固定或释放所述硅片，所述第一驱动机构连接所述夹持器。

可选的，所述第二驱动机构设置在所述支撑台上。

可选的，所述检测装置还包括设置在所述支撑台一侧的透明件，透过所述透明件能够看到所述支撑台上的所述硅片夹。

可选的，所述支撑台上设置有与第一定位机构相配合的第二定位机构，所述第一定位机构设置在所述硅片夹上。

可选的，所述检测装置还包括拿取所述硅片夹的手套。

可选的，所述检测装置包括设置在所述硅片夹一侧的风机过滤单元，所述风机过滤单元用于产生朝着所述硅片夹方向的风流。

本法发明还提供一种应用于所述检测装置的检测方法，包括：利用手持杆翻转所述硅片夹，以对所述硅片夹上的所述硅片的上下表面以及侧面进行检测。

可选的，利用所述手持杆翻转所述硅片夹之前，还包括：

将所述硅片夹放置于支撑台上；

利用传送部件将硅片盒内的所述硅片传送至所述硅片夹固定；以及

利用所述手持杆从所述支撑台上拿取所述硅片夹。

可选的，在所述硅片夹放置于所述支撑台上后，还包括：

通过所述硅片夹上的第一定位机构和所述支撑台上的第二定位机构相配合，将所述硅片夹定位在所述支撑台上；

通过第二驱动机构驱动所述夹持器打开，并令所述传送部件将所述硅片从所述硅片盒内传送至所述硅片夹，并通过第一驱动机构驱动所述夹持器关闭，固定所述硅片；

利用手套握持所述手持杆，并从所述支撑台上拿取所述硅片夹

综上所述，本发明提供的一种硅片夹、检测装置及检测方法中，所述硅片夹包括夹片以及与所述夹片连接的夹持器，其中，所述夹片与所述夹持器共同形成有一容置空间，一硅片与所述容置空间相结合，且通过所述容置空间能够看到所述硅片的所有表面，如此一来，操作人员能够透过硅片夹的容置空间观测到硅片的所有表面，包括硅片的上下表面以及侧面，尤其在检测时通过手持杆驱动硅片夹运动，便于翻转硅片夹实现对硅片所有表面的检测，这样的检测方式，检测效率和检测准确度高；而且，这样的检测方式便于人工转动硅片夹进行检测，此不限于检测人员的熟练程度，因此，操作人员能够根据自己的熟练程度，灵活的调整检测时间和次数，因此，可有效保证检测的准确度。

附图说明

图1为现有技术的一种检测装置的结构示意图；

图2为现有技术的一种硅片夹于夹持硅片的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种硅片夹的结构示意图；

图4为本发明较佳实施例提供的一种硅片夹的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种夹持器夹持硅片的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种检测装置的结构示意图；

图7为本发明较佳实施例提供的一种检测装置的结构示意图。

附图标记说明如下：

101-光源；102-硅片；103-电机；201-硅片夹；202-硅片的部分边缘；

301-容置空间；302-夹片；303-夹持器；304-另一夹片；

401-第一定位机构；402/602/702-手持杆；501-夹具槽；502-上夹具；

503-下夹具；504-弹簧；505-顶针；506/707-硅片；601/703-硅片夹；

603-硅片盒；604-传送部件；605-支撑台；701-手套；704-风机过滤单元；

705-透明玻璃；706-硅片盒；708-传送部件；709-支撑台；

710-另一驱动机构。

具体实施方式

下面将结合附图2至附图7，以及具体实施方式对本发明提出的硅片夹、检测装置及其检测方法进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

图3为本发明实施例提供的一种硅片夹的结构示意图，如图3所示，所述硅片夹包括夹片302和夹持器303。其中，所述夹片302与夹持器303连接并共同形成有一个容置空间301，且当一硅片容置在该容置空间301内并与硅片夹固定时，透过该容置空间301能够看到所述硅片的所有表面，即所述硅片的所有表面暴露在外，包括硅片的上下表面以及侧面，如此，便于操作人员检测时直接观测到该硅片的所有表面，特别的，能够观测到硅片的全部边缘(即侧面)。

本实施例中，夹片302可以是环形结构(即具有封闭的内腔)，也可以是C形结构(即具有C形的内腔，未图示)。且夹片302的内腔构成容置空间301的一部分，即，通过夹片302的内腔可以观测硅片的上下表面。

本实施例中，所述硅片夹还包括与夹持器303连接的第一驱动机构(优选方案，清楚显示于图5)，该第一驱动机构由弹簧504和顶针505组成，用于驱动夹持器303开闭，从而通过夹持器303的开闭实现硅片在硅片夹上的固定或释放。

优选的，夹片302上可开设定位槽，该定位槽用于将该硅片夹放置在外部机构上时，起定位该硅片夹的作用。当然，除定位槽的方式外，夹片302上亦可设置定位柱，通过定位柱将硅片夹进行定位。显然，夹片302上的定位槽或定位柱构成了本发明的定位机构，本文中，将夹片302上的定位机构定义为第一定位机构401，下同。

此外，夹持器303优选为多个，更优选为二个或三个，夹持效果好，且结构和操作简单。另外，多个夹持器303可以沿容置空间301的周向间隔分布，特别的，三个夹持器303可构成等边三角形分布。

进一步的，图4为本发明较佳实施例提供的一种硅片夹的结构示意图。相比于图3，图4的硅片夹还包括与夹持器303连接的另一夹片304，另一夹片304与上述夹片302层叠设置，且该两个夹片之间形成有间隙，那么当一硅片与容置空间301结合时，透过该间隙能够看到硅片的全部边缘(即侧面)。

更进一步的，另一夹片304与夹片302优选具有相同的结构(包括形状或尺寸，或形状和尺寸)，以此来增加硅片夹的美观性。

在图4的硅片夹中，同样可设置有第一定位机构401。第一定位机构401可为定位槽或定位柱，其可与检测装置上相应的第二定位机构配合，将硅片夹定位在检测装置上。第一定位机构401可以设置在夹片302上，也可以设置在另一夹片304上，或者同时设置在该两个夹片上。第一定位机构401的数量可以是一个或多个，具体不限，以能够有效定位硅片夹为宜。

一个较佳方案中，图4的硅片夹与手持杆402连接，但是，该手持杆402的一端既可以与其中一个夹片连接，也可同时与两个夹片连接，这种结构便于通过手持杆402拿取硅片夹，且还可通过手持杆402翻转硅片夹，以对硅片的所有表面进行检测，同时，相比于单层的硅片夹，这种设计也使得硅片夹更美观。应当知晓的是，无论是具有一个夹片还是多个夹片的硅片夹，均优选连接一根手持杆402。手持杆402可以拆卸或不可拆卸的方式与硅片夹固定，具体本发明不限定。

配置有手持杆402的硅片夹中，操作人员能够通过手持杆402握持硅片夹并以转动硅片夹的方式对硅片进行检测，这样一来，操作人员能够灵活的调整检测时间和检测方式。而且相对于通过电机驱动硅片夹转动的检测方式，本发明的硅片夹利用手持杆在操作人员不熟练的情况下，有助于提高检测准确度。

更进一步的，图5为本发明实施例提供的一种夹持器夹持硅片的结构示意图。如图5所示，夹持器303可包括夹具槽501、上夹具502以及下夹具503。为了便于叙述，现以单层的硅片夹作为示意，来详细说明该夹持器303的结构。具体的，夹具槽501固定设置在夹片302上，上夹具502与夹具槽501固定连接，下夹具503与夹具槽501活动连接，进而上述第一驱动机构与下夹具503连接并可驱动下夹具503作靠近或远离上夹具502的运动，从而实现夹持器303的开闭。

较佳地，所述第一驱动机构包括弹簧504以及顶针505。下夹具503通过弹簧504与夹具槽501活动连接，顶针505的一端与下夹具503连接，应用时，通过顶针505驱动下夹具503作远离上夹具502的运动以打开夹持器303，并通过弹簧504驱动下夹具503作靠近上夹具502的运动以闭合夹持器303。

更具体的，在未对硅片506进行检测时，弹簧504通过自身的弹力推动下夹具503靠近上夹具502至接触，使夹持器303处于闭合状态(即上夹具502和下夹具503之间无间隙)。当需要对硅片506进行检测时，顶针505驱动下夹具503远离上夹具502，使下夹具503和上夹具502分开，使夹持器303处于打开状态，进而将硅片506放入下夹具503和上夹具502之间，之后，顶针505与下夹具503分离，使弹簧504回弹，从而令弹簧504推动下夹具503靠近上夹具502，使夹持器303夹住硅片506。

可选的，夹具槽501具有一安装空间，夹持器303安装在该安装空间内，且夹具槽501上设置有与所述安装空间连通的通孔，505顶针经由该通孔与下夹具503连接。

基于上述实施例的硅片夹，本实施例另提供了一种检测装置，其中图6为本发明实施例提供的一种检测装置的结构示意视图。如图6所示，该检测装置包括硅片夹601以及手持杆602。需要说明的是，本文中，凡是名称相同但标号不同的部件，其可具有相同或相似的结构。优选的，所述检测装置还包括硅片盒603、传送部件604以及支撑台605。

实际检测时，硅片盒603用于放置硅片606，传送部件604用于在硅片盒603与硅片夹601之间传送硅片606，支撑台605用于放置硅片夹601。更优选的，支撑台605上设置有第二驱动机构710(引用图7)，第二驱动机构710通过夹持顶针505的方式驱动下夹具503作远离上夹具502的移动。

具体地说，传送部件604将置于硅片盒603内的硅片606传送至支撑台605上的硅片夹601夹持固定，之后，优选人工通过手持杆602拿取支撑台605上的硅片夹601，进而利用手持杆602对硅片606进行检测。其中，在拿取硅片夹601后，具体的检测方式可包括：

通过手持杆602放平硅片夹601，以目视检测硅片一面的缺陷；该一面可以是硅片的上表面或下表面；

通过手持杆602水平翻转硅片夹601，对硅片606的另一面进行检测；该另一面与上述一面相对设置；

再次转动手持杆602，使视线正对硅片606的边缘(即侧面)，对硅片606的边缘进行检测。

检测完毕，可人工通过手持杆602将硅片夹601放回支撑台605；最后，硅片夹601释放硅片606后，传送部件604将硅片606放回硅片盒603。

传送部件604可以是一机械手，可以通过夹持拿取硅片。硅片盒603可以是标准的前开式晶圆盒(load port)。

或者，基于上述实施例的硅片夹，本实施例还提供了另一种检测装置，其中图7为本发明较佳实施例提供的一种检测装置的结构示意图。如图7所示，该检测装置包括手套701、手持杆702、硅片夹703、风机过滤单元704、透明玻璃705、硅片盒706、硅片707、传送部件708、支撑台709以及第二驱动机构710。此处的透明玻璃705用于充当透明件，其由透明材质制成，包括但不限于玻璃材质。

其中，优选人工将硅片夹703放置于支撑台709，且放置时，硅片夹703可通过其上的第一定位机构以及支撑台709上的第二定位机构配合定位。此外，风机过滤单元704位于支撑台709的上方，通过产生风流清除硅片707表面影响检测的杂质，从而使硅片707表面的缺陷更容易被检测到。

另外，优选人工通过手套701拿取硅片夹703，以避免污染和损坏硅片，并且手套701优选可分离地设置在透明玻璃705上，例如透明玻璃705上开设有通孔，操作人员经由手套701并通过该通孔拿取硅片夹。手套701的材料可以是乳胶等材质较软的非金属材料。显然地，透明玻璃705类似一挡板，设置在支撑台709的外部，可包围部分或整个支撑台709，以此来隔离支撑台709，从而以透明玻璃705为界形成一个供检测的内外部环境，进而视线能够透过透明玻璃705对硅片707进行目测。

可选的，支撑台上709设置有第二驱动机构710，当硅片夹703放置在支撑台709上后，该第二驱动机构710便可夹持顶针505，并以驱动顶针505运动的方式实现夹持器303开闭，从而将硅片707固定在硅片夹703上。

具体来说，对硅片707进行检测时：

首先第二驱动机构710朝支撑台709方向拉动顶针505使夹持器303打开；

之后，传送部件708将硅片盒706内的硅片707传送至硅片夹703；

随后，第二驱动机构710与顶针505脱离，此时弹簧504回弹使夹持器303闭合，令夹持器303夹紧硅片707；

然后，人工通过手套701握住手持杆702，将硅片夹703从支撑台709上取下，且目测视线通过透明玻璃705对硅片703的一面进行缺陷检测，该面缺陷检测完毕后，转动手持杆702，对硅片707的另一面进行缺陷检测，该面缺陷检测完毕后，再转动手持杆702，对硅片707的边缘进行缺陷检测，缺陷检测顺序包括但不限于上述顺序；

接着，硅片703的正反面和边缘缺陷检测完毕后，优选手动将硅片夹703放回支撑台709，相应地，硅片夹703与支撑台709通过对应的定位机构定位；

最后，第二驱动机构710拉动顶针505控制夹持器303打开，释放硅片707，以便于传送部件708将硅片707重新传送至硅片盒706。

所述第二驱动机构710可包括电机以及与所述电机连接的夹持机构，所述电机驱动夹持机构运动，所述夹持机构用于夹持顶针505的另一端。该夹持机构可以是钳子等具有夹持臂的机构。

本发明较佳实施例如上所述，但并不局限于上述实施例所公开的范围，例如夹持器不限于通过弹簧和顶针的方式实现自身的开闭，而且，拿取硅片夹时，不限于人工，也可以是机械手拿取硅片夹。

综上，本实施例提供的硅片夹、检测装置及检测方法中，当硅片与硅片夹的容置空间相结合时，操作人员能够通过该容置空间观测到硅片的全部表面，特别的，在检测时通过手持杆驱动硅片夹运动，便于翻转硅片夹实现所有表面的检测，这样的检测方式，检测效率和检测准确度高；而且，这样的检测方式便于人工转动硅片夹进行检测，此不限于检测人员的熟练程度，因此，操作人员能够根据自己的熟练程度，灵活的调整检测时间和次数，因此，可有效保证检测的准确度。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种硅片夹，其特征在于，包括夹片、与所述夹片连接的夹持器以及与所述夹持器连接的第一驱动机构；其中，

所述夹片与所述夹持器共同形成有一容置空间，一硅片与所述容置空间相结合，且通过所述容置空间能够看到所述硅片的所有表面；

所述夹持器包括夹具槽、上夹具以及下夹具；所述夹具槽设置在所述夹片上，所述上夹具与所述夹具槽固定连接，所述下夹具与所述夹具槽活动连接；

所述第一驱动机构与所述下夹具连接，并用于驱动所述下夹具作靠近或远离所述上夹具的运动，以实现所述夹持器的开闭，进而以实现对所述硅片的固定或释放。

2.如权利要求1所述的硅片夹，其特征在于，所述第一驱动机构包括顶针以及弹簧；

所述下夹具通过所述弹簧与所述夹具槽活动连接，所述顶针的一端与所述下夹具连接，通过所述顶针驱动所述下夹具作远离所述上夹具的运动，以打开所述夹持器，并通过所述弹簧驱动所述下夹具作靠近所述上夹具的运动以闭合所述夹持器。

3.如权利要求2所述的硅片夹，其特征在于，所述夹具槽具有一安装空间，所述第一驱动机构设置在所述安装空间内，且所述夹具槽上设置有与所述安装空间连通的通孔，所述顶针经由所述通孔与所述下夹具连接。

4.如权利要求1所述的硅片夹，其特征在于，所述硅片夹还包括与所述夹持器连接的另一夹片；所述另一夹片与所述夹片层叠设置，且所述另一夹片与所述夹片之间形成有一间隙。

5.如权利要求1所述的硅片夹，其特征在于，所述硅片夹与一手持杆连接。

6.如权利要求1所述的硅片夹，其特征在于，所述硅片夹具有一封闭的内腔，所述内腔构成所述容置空间的一部分。

7.如权利要求1所述的硅片夹，其特征在于，所述夹片具有一C形内腔，所述C形内腔构成所述容置空间的一部分。

8.如权利要求1所述的硅片夹，其特征在于，所述夹持器至少为两个，多个所述夹持器沿所述容置空间的周向间隔分布。

9.一种检测装置，其特征在于，包括：如权利要求1-8中任意一项所述的硅片夹，并且还包括与所述硅片夹连接的手持杆，所述手持杆驱动所述硅片夹运动，以实现对所述硅片上所有表面的检测。

10.如权利要求9所述的检测装置，其特征在于，还包括硅片盒、传送部件以及支撑台；所述硅片盒用于存放所述硅片，所述传送部件用于在所述硅片盒以及所述硅片夹之间传送所述硅片，所述支撑台用于放置所述硅片夹。

11.如权利要求10所述的检测装置，其特征在于，包括用于与第一驱动机构连接的第二驱动机构，所述第二驱动机构通过所述第一驱动机构驱动所述夹持器打开或关闭以固定或释放所述硅片，所述第一驱动机构连接所述夹持器。

12.如权利要求10所述的检测装置，其特征在于，所述第二驱动机构设置在所述支撑台上。

13.如权利要求10所述的检测装置，其特征在于，还包括设置在所述支撑台一侧的透明件，透过所述透明件能够看到所述支撑台上的所述硅片夹。

14.如权利要求10所述的检测装置，其特征在于，所述支撑台上设置有与第一定位机构相配合的第二定位机构，所述第一定位机构设置在所述硅片夹上。

15.如权利要求9所述的检测装置，其特征在于，还包括拿取所述硅片夹的手套。

16.如权利要求9所述的检测装置，其特征在于，包括设置在所述硅片夹一侧的风机过滤单元，所述风机过滤单元用于产生朝着所述硅片夹方向的风流。

17.一种如权利要求9-16中任意一项所述的检测装置的检测方法，其特征在于，包括：利用手持杆翻转所述硅片夹，以对所述硅片夹上的所述硅片的上下表面以及侧面进行检测。

18.如权利要求17所述的检测方法，其特征在于，利用所述手持杆翻转所述硅片夹之前，还包括：

将所述硅片夹放置于支撑台上；

利用传送部件将硅片盒内的所述硅片传送至所述硅片夹固定；以及

利用所述手持杆从所述支撑台上拿取所述硅片夹。

19.如权利要求18所述的检测方法，其特征在于，在所述硅片夹放置于所述支撑台上后，还包括：

通过所述硅片夹上的第一定位机构和所述支撑台上的第二定位机构相配合，将所述硅片夹定位在所述支撑台上；

通过第二驱动机构驱动所述夹持器打开，并令所述传送部件将所述硅片从所述硅片盒内传送至所述硅片夹，并通过第一驱动机构驱动所述夹持器关闭，固定所述硅片；

利用手套握持所述手持杆，并从所述支撑台上拿取所述硅片夹。

Images