CN211205958U - 一种硅片制样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种硅片制样装置，所述装置包括：承载台；角度规，所述角度规可拆卸地安装于所述承载台上，所述角度规的上表面包括两个相交的样片固定斜面，所述两个相交的样片固定斜面呈倒置的V形；样片校准机构，所述样片校准机构包括支撑轴和样片挡板，所述支撑轴竖向固定于所述承载台上，所述样片挡板与所述支撑轴活动连接并垂直于所述支撑轴，所述样片挡板可沿所述支撑轴做竖向升降运动，所述样片挡板在所述角度规的上表面的正投影与所述两个相交的样片固定斜面的交线完全重合。根据本实用新型实施例的硅片制样装置，可以准确且高效地将样片固定，从而提高样片测试结果的准确性。

Description

一种硅片制样装置

技术领域

本实用新型涉及硅片生产技术领域，具体涉及一种硅片制样装置。

背景技术

随着集成电路的集成度不断增大，对所需的衬底单晶硅片的质量要求也越来越高。外延片是在抛光片衬底上生长一层单晶硅薄膜的单晶硅片，由于其采用化学气相沉积的方法来生长高质量的单晶硅薄膜，不会产生单晶硅原缺陷且不含氧沉淀等杂质，在IC(Integrated Circuit Chip)器件制造的过程中越来越被广泛使用。

对于硅片而言，电阻率是一个重要的规格参数来反应硅片的品质。常用的电阻测量方法有四探针法、涡电流法、CV法(电容电压法)以及扩展电阻法。四探针与涡流法是对整张单晶硅片的电阻率进行测量，CV法和扩展电阻法可以测量硅片的纵向电阻率，但是CV法在测量纵向电阻率时会受到自由载流子的影响，在接近表面的区域无法测量。对于由于扩展电阻法优越的空间解析度，可用测量外延层的纵向电阻率来反映外延层的品质。

单晶硅片的扩展电阻指的是金属探针与半导体上某一参考点之间的电势降与流过探针的电流之比。其测量方法是将单晶硅样片固定在有一定斜角的角度规上，在含有金刚石研磨液中将单晶硅片磨成一个斜角，利用二探针测量斜面上不同位置的扩展电阻。

但是目前采用扩展电阻法测量单晶硅片的扩展电阻时，样片的制备效率低下，样片的位置固定不准确，容易导致单晶硅片的研磨角度不足或过度，继而导致测量结果产生较大的误差。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种硅片制样装置，以解决现有技术中样片的制备效率低下，样片位置固定不准确继而导致测量产生较大误差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型实施例提供一种硅片制样装置，包括：

承载台；

角度规，所述角度规可拆卸地安装于所述承载台上，所述角度规的上表面包括两个相交的样片固定斜面，所述两个相交的样片固定斜面呈倒置的V形；

样片校准机构，所述样片校准机构包括支撑轴和样片挡板，所述支撑轴竖向固定于所述承载台上，所述样片挡板与所述支撑轴活动连接并垂直于所述支撑轴，所述样片挡板可沿所述支撑轴做竖向升降运动，所述样片挡板在所述角度规的上表面的正投影与所述两个相交的样片固定斜面的交线完全重合。

可选的，所述承载台的顶部中央设有凹槽，所述凹槽的形状与所述角度规的外形相适配，所述角度规可拆卸地安装在所述凹槽内。

可选的，所述凹槽的形状为圆形。

可选的，所述承载台的高度为15～25mm，所述凹槽的深度为3～7mm，所述角度规的高度为5～15mm。

可选的，所述支撑轴的数量为两根，所述两根支撑轴分别竖向固定于所述凹槽的外侧。

可选的，所述样片挡板的两端分别与所述两根支撑轴通过滚轴连接。

可选的，所述样片挡板为非金属材质，且可耐130℃以上的高温。

本实用新型上述技术方案的有益效果如下：

根据本实用新型实施例的硅片制样装置，可以准确且高效地将样片固定，从而提高样片测试结果的准确性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的硅片制样装置的正视图；

图2为本实用新型实施例中的硅片制样装置的立体示意图；

图3为本实用新型实施例中的硅片制样装置的使用流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

随着集成电路的集成度不断增大，对所需的衬底单晶硅片的质量要求也越来越高。外延片是在抛光片衬底上生长一层单晶硅薄膜的单晶硅片，由于其采用化学气相沉积的方法来生长高质量的单晶硅薄膜，不会产生单晶硅原缺陷且不含氧沉淀等杂质，在IC(Integrated Circuit Chip)器件制造的过程中越来越被广泛使用。

对于硅片而言，电阻率是一个重要的规格参数来反应硅片的品质。常用的电阻测量方法有四探针法、涡电流法、CV法(电容电压法)以及扩展电阻法。四探针与涡流法是对整张单晶硅片的电阻率进行测量，CV法和扩展电阻法可以测量硅片的纵向电阻率，但是CV法在测量纵向电阻率时会受到自由载流子的影响，在接近表面的区域无法测量。对于由于扩展电阻法优越的空间解析度，可用测量外延层的纵向电阻率来反映外延层的品质。

单晶硅片的扩展电阻指的是金属探针与半导体上某一参考点之间的电势降与流过探针的电流之比。其测量方法是将单晶硅样片固定在有一定斜角的角度规上，在含有金刚石研磨液中将单晶硅片磨成一个斜角，利用二探针测量斜面上不同位置的扩展电阻。

但在单晶硅样片的固定过程中，需要将要样片待研磨的一边对准角度规的水平面与斜面所夹的边，通过目视确定是否对准，而这样的固定方法会导致单晶硅样片并不能精准的使两条边对齐，继而使得样片在研磨过程中研磨角度不足或者研磨角度过度，这样不仅制样效率低下，而且会导致测量结果产生较大的误差。

由此，本实用新型实施例提供一种硅片制样装置，如图1-2所示，所述装置可以包括承载台1、角度规2以及样片校准机构3，其中，角度规2可拆卸地安装在承载台1上，角度规2的上表面包括两个相交的样片固定斜面，所述样片固定斜面自两个所述样片固定斜面的交线向下倾斜，也就是说，两个样片固定斜面呈倒置的V形，任意一个样片固定斜面均可用于放置样片4；样片校准机构3具体可以包括支撑轴31和样片挡板32，支撑轴31竖向固定在承载台1上，而样片挡板32则与支撑轴31活动连接，并且样片挡板32可以沿支撑轴做竖向的升降运动，样片挡板32在角度规2的上表面的正投影与两个样片固定斜面的交线完全重合，也就是说，当样片挡板32下降到角度规2的上表面时，样片挡板32将与两个样片固定斜面的交线完全重合，由此，当将样片4放置在角度规2的样片固定斜面上时，只需要将样片4待研磨的一边推至与样片挡板32接触，便可使得样片4的待研磨的一边与两个样片固定斜面的交线重合，继而实现样片4的位置调整。通过将角度规2与承载台1可拆卸的固定，当在角度规2上完成样片4的固定定位后，将角度规2以及其上的样片4直接取离承载台1，便可进行后续的样片4的研磨和测量工作，极大地提高了样片4的制样效率，并且制得的样片4定位准确，能够确保后续的测量结果的准确性。

在本实用新型的一些实施例中，承载台1与角度规2之间的可拆卸连接具体可以为：在承载台1的顶部中央设有凹槽11，并且凹槽11的形状与角度规2的外形相适配，从而角度规2可以直接放入承载台1上的凹槽11中，实现两者之间的可拆卸连接。当然，也可以在承载台1上设置若干凸块，而角度规2的底部对应开设若干凹槽，通过所述若干凸块与所述若干凹槽的对应关系，也可以实现承载台1与角度规2的可拆卸连接。通过这样的连接方式，可以方便快速地将角度规2放入/取离承载台1，使角度规2上固定的样片4可以快速的进入下一工艺。

在本实用新型的一些具体实施例中，承载台1上的凹槽11呈圆形，从而角度规2的底部即为与所述凹槽相对应的圆柱形，具体的，承载台1的高度可以为15～25mm，而凹槽11的深度可以为3～7mm，角度规2的高度可以为5～15mm。通过将凹槽11的形状设为圆柱形，并设置为上述的尺寸，可以进一步方便角度规2放入/取离承载台1。

在本实用新型的另一些实施例中，支撑轴31的数量具体可以为两根，两根支撑轴分别竖向固定在凹槽11的外侧，样片挡板32的两端分别与两根支撑轴31活动连接，具体的，可以通过滚轴进行连接。通过这样的活动连接方式，可以实现样片挡板32可沿支撑轴31做竖向的升降运动，从而，当需要调节样片4的位置时，将样片挡板32下降至角度规2的上表面；在完成样片4的位置调节后，上升样片挡板32，以便取出角度规2，从而实现样片4的快速固定定位，提高制样的效率。

需要指出的是，本实用新型实施例中，由于角度规2的上表面由两个样片固定斜面组成，当样片4的待研磨一边与两个样片固定斜面的交线重合时，样片4的待研磨一侧部分高出于角度规2的上表面，从而方便对样片4的待研磨的一侧进行倒角研磨，避免角度规2的外形对样片4的倒角研磨造成阻碍。

在本实用新型实施例中，为了方便将样片4固定在样片固定斜面上，可以在样片固定斜面上涂覆粘结剂，利用粘结剂将样片4粘结在角度规2上。较优的，粘结剂可以选择石蜡，石蜡不会掺杂影响测量结果的杂质，不会影响样片4的测量结果，在使用时，将硅片制样装置放置于高温环境(例如120～130℃以上)，使得石蜡熔化，然后便可将石蜡涂覆在样片固定斜面上，在将样片4放置在涂覆有石蜡的样片固定斜面后，降低环境温度，使得石蜡凝固，最终将样片4固定在角度规2的样片固定斜面上。

本实用新型实施例中，样片挡板32的材质为非金属材质，以免引入金属元素对样片4的测量结果造成影响。较优的，样片挡板32可耐一定程度的高温，以确保其结构受热不变形，具体的，可以耐130℃以上的高温。

本实用新型实施例提供的硅片制样装置的具体使用方法可以包括以下步骤：

步骤301：将角度规安装于承载台上，在所述角度规的任一样片固定斜面上涂覆粘结剂；

步骤302：将样片挡板下降至所述角度规的上表面，在所述样片固定斜面上放置样片，将所述样片推至与所述样片挡板相接触后，静置所述样片直至与所述角度规完全固定。

具体来说，首先，将角度规2放置在承载台1的凹槽11中，并在角度规2的样片固定斜面上涂覆粘结剂；然后将样片挡板32下降至角度规2的上表面，使样片挡板32与两个样片固定斜面的交线重合，再在样品固定斜面上放置样片4，并将样片4的待研磨一侧推至与样片挡板32相接触，从而样片4的待研磨一侧的边缘与交线重合，静置样片4直到样片4与角度规2完全固定。

在本实用新型的一些具体实施例中，粘结剂具体可以为石蜡，具体使用时，石蜡加热至熔化，然后均匀涂覆在样片固定斜面上，待石蜡冷凝后，可以将样片4牢固固定在角度规2上，并且石蜡不会对样片4的表面造成污染，从而避免了对测量结果的影响。

在本实用新型实施例中，所述使用方法还可以包括：

升起所述样片挡板，取出所述角度规，对所述角度规上固定的所述样片进行倒角研磨，得到用于测量电阻率的硅片样品。

也就是说，在样片4实现完全固定定位后，通过升起样片挡板32，可以方便快速地将角度规2及其上固定的样片4取离承载台，以便后续对样片4进行倒角研磨，得到具有测量斜面的硅片样品，最终实现通过扩展电阻法对硅片样品进行测量。

根据本实用新型实施例的硅片制样装置，可以使操作人员快速固定单晶硅样片的位置，无需目测确定其位置，不仅缩短了单晶硅样片的制样时间，并且使样片均可精确地固定在所需位置，保证了后续研磨角度的精准度，提高了样片测量结果的准确性。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种硅片制样装置，其特征在于，包括：

承载台；

角度规，所述角度规可拆卸地安装于所述承载台上，所述角度规的上表面包括两个相交的样片固定斜面，所述两个相交的样片固定斜面呈倒置的V形；

样片校准机构，所述样片校准机构包括支撑轴和样片挡板，所述支撑轴竖向固定于所述承载台上，所述样片挡板与所述支撑轴活动连接并垂直于所述支撑轴，所述样片挡板可沿所述支撑轴做竖向升降运动，所述样片挡板在所述角度规的上表面的正投影与所述两个相交的样片固定斜面的交线完全重合。

2.根据权利要求1所述的硅片制样装置，其特征在于，所述承载台的顶部中央设有凹槽，所述凹槽的形状与所述角度规的外形相适配，所述角度规可拆卸地安装在所述凹槽内。

3.根据权利要求2所述的硅片制样装置，其特征在于，所述凹槽的形状为圆形。

4.根据权利要求2所述的硅片制样装置，其特征在于，所述承载台的高度为15～25mm，所述凹槽的深度为3～7mm，所述角度规的高度为5～15mm。

5.根据权利要求2所述的硅片制样装置，其特征在于，所述支撑轴的数量为两根，所述两根支撑轴分别竖向固定于所述凹槽的外侧。

6.根据权利要求5所述的硅片制样装置，其特征在于，所述样片挡板的两端分别与所述两根支撑轴通过滚轴连接。

7.根据权利要求1所述的硅片制样装置，其特征在于，所述样片挡板为非金属材质，且可耐130℃以上的高温。

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