CN113496930A - 一种集成电路用硅片无损伤转移方法 - Google Patents
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Abstract
一种集成电路用硅片无损伤转移方法，采用非密闭结构的片盒推车，控制推车上片盒的倾斜角度和硅片的倾斜方向。非密闭结构的片盒推车分为上下两层，可同时放置四个片盒；由四个竖直立柱(1)、两个后片盒档板(2)、四组片盒卡位槽(3)、两个前横梁(4)、四个侧横梁(5)、两个后横梁(6)构成；片盒卡位槽(3)由两个相互对称的直角型角板构成，安装在前横梁(4)后横梁(6)上，推车上片盒卡位槽向下倾斜，片盒从推车前面放入，放置于一组片盒卡位槽内，由后片盒档板档住片盒。在重力作用下形成硅片圆形向下倾斜，并倾斜的均匀排列；在转移过程中不会因振动而发生碰撞和摩擦，也不会在取放片盒时发生硅片裂片，从而实现硅片无损伤转移，并可同时转移多种规格的硅片和片盒。
Description
技术领域
本发明属于集成电路用单晶硅片加工技术领域，具体涉及一种对集成电路用硅片进行无损伤转移的方法。
背景技术
在集成电路用硅片加工过程中，硅片的安全存取和运输是集成电路生产线的一个非常重要的技术指标：通常要求运输设备自身导致的硅片破片率应小于十万分之一。集成电路用硅片对纯度、几何机械加工参数和表面质量参数的加工精度要求都非常高，生产过程中硅片不能发生磕碰与划伤，任何损伤甚至是纳米级的损伤都将导致整片报废。而硅片在加工过程中常需要进行运输和转移。
目前，通常将硅片存储于片盒内再进行分批转移，除在特殊窗口采用传递箱进行传送带运输外，大都采用推车运输的转移方式。硅片被逐片放入片盒内的硅片卡槽内，为防止硅片出现表面划伤、磕碰等不良问题，几乎所有片盒在进行设计时都在硅片卡槽与放入的硅片之间留有一定的余隙。采用推车进行片盒内的硅片转移时，外力作用下推车进行方向及加速度均不确定地移动，由于片盒卡槽和硅片之间存在一定余隙，这导致硅片在片盒硅片卡槽内的位置无法得到固定，随着外力的变化硅片将不断地与卡槽壁发生来回磕碰，硅片极易出现碎片、表面质量不良等问题，影响硅片质量的风险极高。专利CN105109526A提供了一种硅片运输工具，目的是提高运输的方便性和效率，适合于光伏硅片的运输，没有考虑集成电路用硅片的微小损伤。专利CN206742264U提供了一种硅片运输装置，目的是对应运输过程中硅片的N面和P面。专利CN107331640A提供了一种片盒运输装置，是一种智能小车，可同时适用于两种规格的片盒。以上的技术均没有解决集成电路用硅片运输过程中的损伤问题。
本发明针对现有技术中硅片在转移时极易受到不同程度的损伤，而极微小的损伤也会严重影响集成电路用硅片的质量。为消除硅片在转移过程中受到损伤的风险，提供了一种集成电路用硅片的无损伤转移方法，并设计了一种具有特殊结构的片盒推车，使硅片的运输过程中精确定位，并均匀排列。使用该方法进行硅片转移有利于增加硅片在存放和运输过程中的稳定性，消除硅片在转移过程中受到磨损、磕碰及碎片的风险，避免因存储或运输不当导致的硅片翘曲度、平坦度不良等品质问题，从而实现硅片的无损伤转移。
发明内容
为达到以上目的，本发明提供了一种集成电路用硅片的无损伤转移方法，通过特定倾斜片盒的角度和硅片的倾斜方向，集成电路用硅片在片盒内由于片盒卡位槽向下倾斜，在重力作用下形成硅片圆形向下倾斜，并倾斜的均匀排列；在转移过程中不会因振动而发生碰撞和摩擦，也不会在取放片盒时发生硅片裂片。具体方法为：
采用非密闭结构的片盒推车，控制推车上片盒的倾斜角度和硅片的倾斜方向。非密闭结构的片盒推车分为上下两层，可同时放置四个片盒；由四个竖直立柱(1)、两个后片盒档板(2)、四组片盒卡位槽(3)、两个前横梁(4)、四个侧横梁(5)、两个后横梁(6)构成；片盒卡位槽(3)由两个相互对称的直角型角板构成，安装在前横梁(4) 后横梁(6)上，中间宽度与片盒底座宽度相同；后片盒档板(2)与后横梁(6)的高度为片盒高度的1/2-2/3；见图1-图3所示。
片盒卡位槽(3)从推车前面到后部向下倾斜，与水平面形成锐角(7)，角度记为θ，θ的取值范围特征满足下式关系：
式中，D为片盒内单片硅片卡槽的内侧间距，d为硅片厚度，
为硅片直径, 单位为mm。
片盒的倾斜角度不能小也不能大。角度小了硅片倾斜不足，在运输过程中还会因振动而发生磨损或磕碰损伤；角度大了硅片的自身重量形成的水平力过大，会导致硅片发生内应力过大，使硅片发生翘曲、变形，甚至于发生碎片，尤其是在Norch角处易产生各种缺陷。
装有硅片的片盒放入推车的方法为：从推车的前面放入，放入到片盒卡位槽(3)中，要求片盒内硅片的圆形面（见图4所示）向后倾斜，形成倾斜的均匀排列，硅片不得左右倾斜；同时片盒与后片盒档板(2)紧密接触，不留空隙，档住片盒。
这样集成电路用硅片在片盒内由于片盒卡位槽向下倾斜，在重力作用下形成硅片圆形向下倾斜，并倾斜的均匀排列，见图5所示。在转移过程中不会因振动而发生碰撞和摩擦，也不会在取放片盒时发生硅片裂片。
而其他水平方式的普通运输或转移方法运输硅片时，硅片在片盒内是无规则排布的，见图6所示。无法消除硅片在转移过程中受到磨损、磕碰及碎片的风险，易因运输不当，而导致硅片翘曲度、平坦度发生不良等品质问题。
本发明专利打车中的四组片盒卡位槽(3)可根据不同片盒和不同的硅片进行单独调整，适应同时转移多种规格的硅片和片盒。同时本发明专利方法操作简单，实用可靠性高。
附图说明
图例1 推车结构示意图(主视图)。
图例2 推车结构示意图(右视图)。
图例3 推车结构示意图(俯视图)。
图例4 硅片圆形面示意图(主视图)。
图例5 采用本方法运输时硅片在片盒内位置示意图(右视图)。
图例6 采用普通方法运输时硅片在片盒内示意图(右视图)。
具体实施例
实施例1
将直径200mm的硅片逐片放入片盒内，片盒内的单片硅片卡槽的内侧间距为9mm，硅片厚度为0.725mm。调节片盒卡位槽(3)的倾斜角度θ为3°，后片盒档板(2)与后横梁(6)的高度为片盒高度的1/2。放置一个片盒进行检验，转移路线中经过平坦地面、地板缝隙、地板钉凸起、电线过线槽、设备电线等洁净室内可能遇到的障碍，实验路线总计1km。
实验员对整个转移过程中硅片在片盒内的状态进行了实时跟踪、检验。检验发现，硅片在转移的初始过程中100%处于稳定状态，在经历两分钟的推车运输过程中，硅片依然100%保持稳定状态，如图例5所示。实验结果表明，硅片在转移过程中均处于稳定状态，稳定状态下完全不产生磕碰、震颤与滑动，较稳定状态下除受到撞击外硅片发生磕碰、震颤及滑动的概率为零。本发明提供的方法使得减少了硅片发生磨损与震荡的风险，实现了硅片的无损伤转移。
实施例2
将直径200mm的硅片逐片放入片盒内，片盒内的单片硅片卡槽的内侧间距为9mm，硅片厚度为0.725mm。调节片盒卡位槽(3)的倾斜角度θ为10°，后片盒档板(2)与后横梁(6)的高度为片盒高度的1/2。放置二个片盒进行检验，转移路线中经过平坦地面、地板缝隙、地板钉凸起、电线过线槽、设备电线等洁净室内可能遇到的障碍，实验路线总计1km。。
实验员对整个转移过程中硅片在片盒内的状态进行了实时跟踪、检验。检验发现，硅片在转移的初始过程中100%处于稳定状态，在经历两分钟的推车运输过程中，硅片依然100%保持稳定状态，如图例5所示。实验结果表明，硅片在转移过程中均处于稳定状态，稳定状态下完全不产生磕碰、震颤与滑动，较稳定状态下除受到撞击外硅片发生磕碰、震颤及滑动的概率为零。本发明提供的方法使得减少了硅片发生磨损与震荡的风险，实现了硅片的无损伤转移。
实施例3
将直径200mm的硅片逐片放入片盒内，将直径200mm的硅片逐片放入片盒内，片盒内的单片硅片卡槽的内侧间距为9mm，硅片厚度为0.725mm。调节片盒卡位槽(3)的倾斜角度θ为5°，后片盒档板(2)与后横梁(6)的高度为片盒高度的1/2。放置三个片盒进行检验，转移路线中经过平坦地面、地板缝隙、地板钉凸起、电线过线槽、设备电线等洁净室内可能遇到的障碍，实验路线总计1km。。
实验员对整个转移过程中硅片在片盒内的状态进行了实时跟踪、检验。检验发现，硅片在转移的初始过程中100%处于稳定状态，在经历两分钟的推车运输过程中，硅片依然100%保持稳定状态，如图例5所示。实验结果表明，硅片在转移过程中均处于稳定状态，稳定状态下完全不产生磕碰、震颤与滑动，较稳定状态下除受到撞击外硅片发生磕碰、震颤及滑动的概率为零。本发明提供的方法使得减少了硅片发生磨损与震荡的风险，实现了硅片的无损伤转移。
实施例4
将直径300mm的硅片逐片放入片盒内，将直径300mm的硅片逐片放入片盒内，片盒内的单片硅片卡槽的内侧间距为10mm，硅片厚度为0.775mm。调节片盒卡位槽(3)的倾斜角度θ为2°，后片盒档板(2)与后横梁(6)的高度为片盒高度的2/3。放置一个片盒进行检验，转移路线中经过平坦地面、地板缝隙、地板钉凸起、电线过线槽、设备电线等洁净室内可能遇到的障碍，实验路线总计1.1km。
实验员对整个转移过程中硅片在片盒内的状态进行了实时跟踪、检验。检验发现，硅片在转移的初始过程中100%处于稳定状态，在经历两分钟的推车运输过程中，硅片依然100%保持稳定状态，如图例5所示。实验结果表明，硅片在转移过程中均处于稳定状态，稳定状态下完全不产生磕碰、震颤与滑动，较稳定状态下除受到撞击外硅片发生磕碰、震颤及滑动的概率为零。本发明提供的方法使得减少了硅片发生磨损与震荡的风险，实现了硅片的无损伤转移。
实施例5
将直径300mm的硅片逐片放入片盒内，将直径300mm的硅片逐片放入片盒内，片盒内的单片硅片卡槽的内侧间距为10mm，硅片厚度为0.775mm。调节片盒卡位槽(3)的倾斜角度θ为7°，后片盒档板(2)与后横梁(6)的高度为片盒高度的2/3。放置二个片盒进行检验，转移路线中经过平坦地面、地板缝隙、地板钉凸起、电线过线槽、设备电线等洁净室内可能遇到的障碍，实验路线总计1.1km。
实验员对整个转移过程中硅片在片盒内的状态进行了实时跟踪、检验。检验发现，硅片在转移的初始过程中100%处于稳定状态，在经历两分钟的推车运输过程中，硅片依然100%保持稳定状态，如图例5所示。实验结果表明，硅片在转移过程中均处于稳定状态，稳定状态下完全不产生磕碰、震颤与滑动，较稳定状态下除受到撞击外硅片发生磕碰、震颤及滑动的概率为零。本发明提供的方法使得减少了硅片发生磨损与震荡的风险，实现了硅片的无损伤转移。
实施例6
将直径300mm的硅片逐片放入片盒内，将直径300mm的硅片逐片放入片盒内，片盒内的单片硅片卡槽的内侧间距为10mm，硅片厚度为0.775mm。调节片盒卡位槽(3)的倾斜角度θ为5°，后片盒档板(2)与后横梁(6)的高度为片盒高度的2/3。放置四个片盒进行检验，转移路线中经过平坦地面、地板缝隙、地板钉凸起、电线过线槽、设备电线等洁净室内可能遇到的障碍，实验路线总计1.1km。。
实验员对整个转移过程中硅片在片盒内的状态进行了实时跟踪、检验。检验发现，硅片在转移的初始过程中100%处于稳定状态，在经历两分钟的推车运输过程中，硅片依然100%保持稳定状态，如图例5所示。实验结果表明，硅片在转移过程中均处于稳定状态，稳定状态下完全不产生磕碰、震颤与滑动，较稳定状态下除受到撞击外硅片发生磕碰、震颤及滑动的概率为零。本发明提供的方法使得减少了硅片发生磨损与震荡的风险，实现了硅片的无损伤转移。
对比例1
将直径300mm的硅片逐片放入片盒内，将直径300mm的硅片逐片放入片盒内，片盒内的单片硅片卡槽的内侧间距为10mm，硅片厚度为0.775mm。调节片盒卡位槽(3)的倾斜角度θ为0°，即水平放置片盒，后片盒档板(2)与后横梁(6)的高度为片盒高度的2/3。放置一个片盒进行检验，共25片。转移路线中经过平坦地面、地板缝隙、地板钉凸起、电线过线槽、设备电线等洁净室内可能遇到的障碍，实验路线总计0.5km。。
作业员对整个转移过程中硅片在片盒内的状态进行了实时跟踪、查验。查验发现，硅片在转移开始时99%都处于非稳定状态，如图例5所示。硅片在转移过程中因受到变化的不同方向的作用力始终在不稳定的状态下发生来回震颤与滑动，并于与片槽壁发生碰撞，且98%以上无法达到稳定状态。实验结果表明，硅片在转移过程中均处于非稳定状态，25片都出现了一定程度地磕碰、震颤与滑动，通过后续检验发现，2片硅片出现边缘损坏，5的硅片在后道工序检验时出现了裂痕、TTV、WARP不良，Norch角片出现裂纹一片。
Claims (5)
1.一种集成电路用硅片无损伤转移方法，其特征在于，采用非密闭结构的片盒推车，控制推车上片盒的倾斜角度和硅片的倾斜方向；推车上具有向下倾斜的片盒卡位槽，装有硅片的片盒从推车前面放入，放置于一组片盒卡位槽内，由后片盒档板档住片盒；集成电路用硅片在片盒内由于片盒卡位槽向下倾斜，在重力作用下形成硅片圆形向下倾斜，并倾斜的均匀排列；在转移过程中不会因振动而发生碰撞和摩擦，也不会在取放片盒时发生硅片裂片，从而实现硅片无损伤转移，并可同时转移多种规格的硅片和片盒。
2.根据权利要求1中所述的集成电路用硅片无损伤转移方法，其技术特征在于：非密闭结构的片盒推车分为上下两层，可同时放置四个片盒；由四个竖直立柱(1)、两个后片盒档板(2)、四组片盒卡位槽(3)、两个前横梁(4)、四个侧横梁(5)、两个后横梁(6)构成；片盒卡位槽(3)由两个相互对称的直角型角板构成，安装在前横梁(4) 后横梁(6)上，中间宽度与片盒底座宽度相同；后片盒档板(2)与后横梁(6)的高度为片盒高度的1/2-2/3；见图1-图3所示。
3.根据权利要求1中所述的集成电路用硅片无损伤转移方法，其技术特征在于：
片盒卡位槽(3)从推车前面到后部向下倾斜，与水平面形成锐角(7)，角度记为θ，θ的取值范围特征满足下式关系：
式中，D为片盒内单片硅片卡槽的内侧间距，d为硅片厚度，
为硅片直径,单位为mm。
4.根据权利要求1中所述的集成电路用硅片无损伤转移方法，其技术特征在于：装有硅片的片盒放入推车的方法为：从推车的前面放入，放入到片盒卡位槽(3)中，要求片盒内硅片的圆形面向后倾斜，形成倾斜的均匀排列，硅片不得左右倾斜；同时片盒与后片盒档板(2)紧密接触，不留空隙，档住片盒。
5.根据权利要求1中所述的集成电路用硅片无损伤转移方法，其技术特征在于：四组片盒卡位槽(3)可根据不同片盒和不同的硅片进行单独调整，适应同时转移多种规格的硅片和片盒。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211012 |
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