CN213381025U - 硅片夹紧状态校准工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种硅片夹紧状态校准工具，包括校准板，校准板的边缘设置有切口，所述校准板的尺寸及厚度与待校准的硅片的尺寸及厚度相同，所述切口的尺寸及位置与硅片切口的尺寸及位置一致；所述校准板的中央还设置有通孔，当所述校准板放置于抛光设备的抛光台上时，所述通孔显露出抛光设备的夹紧度调整装置。本实用新型经改善的结构设计，可用于校准硅片的夹紧位置和/或夹紧度，依其进行的调整操作非常方便，可以有效解决现有技术中在调整硅片的位置时需反复装卸硅片的问题，不仅可以有效降低人力成本及提高生产效率，且可以有效降低硅片的碎片风险。且在进一步的方案中，通过增加水平测量装置检测抛光台的水平状态，可以提高抛光精度。

Description

硅片夹紧状态校准工具

技术领域

本实用新型涉及硅片制备领域，特别是涉及一种硅片夹紧状态校准工具。

背景技术

硅片(bare wafer)是半导体芯片制造过程中最基础也是最重要的原材料之一，其制造过程通常包括将多晶硅料通过CZ(Czochralski，直拉单晶法)法拉制成高品质的单晶硅棒的拉晶步骤、将单晶硅棒分割成多段单晶硅棒，同时进行单晶硅棒外径的研磨和加工切口(notch)的滚磨分段步骤、将单晶硅棒进行分割成硅片的切割步骤，以及通过研磨提高硅片表面平坦度的步骤等。这其中，切口是指在硅片的边缘设置的一个诸如V型结构的开口，该切口用于晶向识别以及作为芯片制备过程中的对位标记。当前在12寸硅片的边缘抛光工序中，都需要对硅片的切口进行抛光，抛光时对硅片在抛光台上的位置精确度要求很高，比如要求硅片的切口居中，并且不同硅片在同一抛光台上的夹紧度要一致。如果硅片在抛光台上的夹紧度出现问题，容易出现抛光不良，比如如果夹持过紧，则在抛光过程中容易导致硅片裂片，而如果夹持过松，则在抛光过程中容易导致硅片移动错位，严重时还可能自抛光台上飞出，造成人员伤害等严重的生产事故。为了预防此类问题发生，需要对硅片在抛光台上的位置定期确认，以将硅片的位置和夹紧度维持在最佳的状态。

现有技术中确认硅片在抛光台上的位置和夹紧度的常用方法为：首先，使夹紧装置位于抛光台的中心，将硅片放置到夹紧装置上，此时硅片将夹紧装置的调整部件，比如磁力调整开关等完全挡住，当发现硅片的位置和/或夹紧度不合适需进行调整时，需要先将硅片自夹紧装置上方移除(也即自抛光台上取出)，调整磁力调整开关等调整部件，然后再通过机械手臂将硅片自对准台上重新放回到抛光台测试，若经测试发现夹紧度仍不合适再调整，如此反复多次，整个调整过程费时费力，导致生产效率下降和人力成本上升，且硅片在多次移除作业过程中的碎片风险急剧增加。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种硅片夹紧状态校准工具，用于解决现有的调整硅片在抛光台上的位置和/或夹紧度的调整方式复杂，费时费力，导致生产效率下降和人力成本上升、以及硅片碎片风险增加等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种硅片夹紧状态校准工具，包括校准板，所述校准板的边缘设置有切口，所述校准板的尺寸及厚度与待校准的硅片的尺寸及厚度相同，所述切口的尺寸及位置与硅片切口的尺寸及位置一致；所述校准板的中央还设置有通孔，当所述校准板放置于抛光设备的抛光台上时，所述通孔显露出抛光设备的夹紧度调整装置。

可选地，所述硅片夹紧状态校准工具还包括位于所述校准板上的水平测量装置。

更可选地，所述水平测量装置包括2个气泡水平尺，所述2个气泡水平尺位于所述通孔的相对两侧且所述2个气泡水平尺的放置方向相垂直。

更可选地，所述2个气泡水平尺的中心点和所述校准板的中心点位于同一直线上。

可选地，所述校准板的切口及硅片切口均为V型切口。

可选地，所述校准板的表面形成有非金属材料层。

更可选地，所述非金属材料层包括陶瓷层和碳化硅层中的一种。

如上所述，本实用新型的硅片夹紧状态校准工具，具有以下有益效果：本实用新型的硅片夹紧状态校准工具经改善的结构设计，可用于校准硅片的夹紧位置，以及硅片在对应位置上的夹紧度，依其进行的调整操作非常方便，可以有效解决现有技术中在调整硅片的位置和/或夹紧度时需反复装卸硅片的问题，不仅可以有效降低人力成本及提高生产效率，且可以有效降低硅片的碎片风险。且在进一步的方案中，通过增加水平测量装置检测抛光台的水平状态，有助于提高抛光设备的抛光精度。

附图说明

图1显示为现有的抛光设备对硅片切口抛光的示意图。

图2显示为硅片在抛光设备上的放置位置示意图。

图3显示为硅片放置在抛光设备上的示意图。

图4显示为本实用新型的硅片夹紧状态校准工具的结构示意图。

图5显示为采用本实用新型的硅片夹紧状态校准工具进行硅片夹紧度校准的示意图。

元件标号说明

10 硅片

11 抛光台

12 抛光轮

13 机械手臂

14 夹紧块

15 磁力调整开关

16 夹紧块松紧调节件

21 校准板

211 切口

212 通孔

22 水平气泡尺

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质技术内容的变更下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

在硅片的制备过程中，通常会在硅片的边缘设置一个切口(notch)，比如V型切口，以用于识别硅片晶向以及在半导体芯片制备过程中作为对准标记。而在该切口制备完成之后，通常需要对该切口进行抛光。比如采用机械手臂13将硅片10放置到如图1所示的抛光设备上，将硅片10放置在抛光台上并将切口调整到预定位置，之后采用抛光轮12深入到该切口内进行抛光。由于硅片切口通常很小，为确保抛光效果以及避免硅片损伤，抛光时对硅片在抛光台装置上的位置精确度要求很高，通常要求硅片的V型切口居中，并且在抛光台上夹紧后的重复性要一致，以确保抛光质量的稳定性。而如果硅片在抛光台上夹紧出现问题，将会出现抛光不良，严重时导致硅片裂片等产品缺陷，为了预防此类问题发生，需要对硅片在抛光台上的位置定期确认。但现有技术中，硅片在抛光台上的放置位置如图2所示，硅片10被放置在抛光台上，包括磁力调整开关15和夹紧块松紧调节件16等调节结构则位于硅片下方，通过位于硅片周向上的夹紧块14将硅片夹持住(夹紧块14与磁力调整开关15及夹紧块松紧调节件16相连接以实现夹紧度调节)。如图3所示，当硅片被放置在抛光台上时，磁力调整开关15和夹紧块松紧调节件16被硅片10完全挡住，此时如果发现硅片10的位置和/或夹紧度不合适需进行调整时，需将硅片移开，然后调整磁力调整开关15和夹紧块松紧调节件16，然后再把硅片10放回原处，之后再进行调试，如此反复多次，直至调整到最佳位置和夹紧度。这样的过程不仅费时费力，导致人力成本的增加和生产效率的下降，而且多次取放作业加剧了硅片的碎片风险。对此，本实用新型提供了一种改善对策。

具体地，如图4所示，本实用新型提供一种硅片夹紧状态校准工具，硅片夹紧状态通常包括硅片的夹紧位置和夹紧度，所述硅片夹紧状态校准工具包括校准板21，所述校准板21的边缘设置有切口211，所述校准板21的尺寸及厚度与待校准的硅片10的尺寸及厚度相同，所述切口211的尺寸、形状及位置与硅片切口的尺寸、形状及位置一致；所述校准板21的中央还设置有通孔212，当所述校准板21放置于抛光设备的抛光台上时，所述通孔212显露出抛光设备的夹紧度调整装置，因而在无需移开校准板的情况下，即可自通孔操作夹紧度调整装置以进行夹紧度的调节。本实用新型的硅片夹紧状态校准工具经改善的结构设计，可用于校准硅片的夹紧位置，以及硅片在对应位置上的夹紧度，依其进行的调整操作非常方便，可以有效解决现有技术中在调整硅片的夹紧位置和/或夹紧度时需反复装卸硅片的问题，不仅可以有效降低人力成本及提高生产效率，而且可以有效降低硅片的碎片风险。

所述校准板21的表面为平坦表面，以确保校准精度。在进一步的示例中，所述硅片夹紧状态校准工具还包括位于所述校准板21上的水平测量装置，以通过检测所述校准板的水平度，从而检测抛光台的水平度，确保后续的抛光作业过程中，硅片能处于水平状态，以提高抛光精度。

所述水平测量装置的具体结构可以根据需要设置。本实施例中，作为示例，所述水平测量装置包括2个气泡水平尺22，2个气泡水平尺22的结构优选相同，所述2个气泡水平尺22位于所述通孔212的相对两侧且所述2个气泡水平尺22的放置方向相垂直，以提高检测精度。在进一步的示例中，所述2个气泡水平尺22的中心点和所述校准板21的中心点位于同一直线上。

作为示例，所述校准板21的切口及硅片切口均为V型切口。

作为示例，所述校准板21的表面形成有非金属材料层，以避免校准过程中产生金属颗粒造成污染。在进一步的示例中，所述非金属材料层包括陶瓷层和碳化硅层中的一种，因为陶瓷层和和碳化硅层具有与硅片相似的硬度，因而采用这两种材料层可以最大程度模拟硅片在抛光台上的夹紧状态。比如，所述校准板可以为纯非金属材料板，包括但不限于陶瓷板，也可以是诸如不锈钢等金属板表面镀有非金属材料层的复合板结构，本实施例中并不严格限制，但采用不锈钢等金属板表面镀有非金属材料层的复合板结构有助于延长校准板的使用寿命，降低校准成本。

如图5所示，采用本实用新型的硅片夹紧状态校准工具进行硅片夹紧位置和夹紧度校准的一示例性过程如下：

首先，进行抛光设备的调试，以使夹紧块14对应V型切口的部位和抛光轮12对应(夹紧块的初始空间通常比较大以便于硅片的放入)；

然后采用机械手臂13将本实用新型的硅片夹紧状态校准工具放置到抛光台上(当然也可以手动操作，但优选采用机械手臂)并且使其位于夹紧度调整装置，比如位于磁力调整开关15和夹紧块松紧调节件16的上方，且使校准板21的V型切口和抛光轮12对应，此时，穿过所述校准板21的通孔212操作所述磁力调整开关15和夹紧块松紧调节件16以慢慢调整所述校准板21的夹紧度以调整到最佳状态，若设置有所述水平测量装置，则可以开始水平检测；

最后将所述校准板21移除，通过所述机械手臂13将待抛光的硅片放入调整好的空间内，将硅片的V型切口调整到对应抛光轮的位置即可以开始抛光作业。

当然，上述过程仅是示例性的。比如也可以先检测抛光台的水平状态再开始夹紧度的调整，本实施例中不做严格限制。现有的抛光设备通常有多个工位，比如9个，同一抛光设备可以同时进行多片硅片的抛光作业，因而根据需要，需同时将多个工位的硅片的夹紧度调节到最佳状态后再开始抛光作业。

本实用新型的硅片夹紧状态校准工具不仅可以用于抛光作业时的硅片夹紧位置和/或夹紧度校准，而且可以用于其他类似的对硅片的切口位置要求非常严格的作业环境中用于硅片的位置调试。

综上所述，本实用新型提供一种硅片夹紧状态校准工具，所述硅片夹紧状态校准工具包括校准板，所述校准板的边缘设置有切口，所述校准板的尺寸及厚度与待校准的硅片的尺寸及厚度相同，所述切口的尺寸及位置与硅片切口的尺寸及位置一致；所述校准板的中央还设置有通孔，当所述校准板放置于抛光设备的抛光台上时，所述通孔显露出抛光设备的夹紧度调整装置。本实用新型的硅片夹紧状态校准工具经改善的结构设计，可用于校准硅片的夹紧位置，以及硅片在对应位置上的夹紧度，依其进行的调整操作非常方便，可以有效解决现有技术中在调整硅片的位置和/或夹紧度时需反复装卸硅片的问题，不仅可以有效降低人力成本及提高生产效率，且可以有效降低硅片的碎片风险。且在进一步的方案中，通过增加水平测量装置检测抛光台的水平状态，有助于提高抛光设备的抛光精度。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种硅片夹紧状态校准工具，其特征在于，包括校准板，所述校准板的边缘设置有切口，所述校准板的尺寸及厚度与待校准的硅片的尺寸及厚度相同，所述切口的尺寸及位置与硅片切口的尺寸及位置一致；所述校准板的中央还设置有通孔，当所述校准板放置于抛光设备的抛光台上时，所述通孔显露出抛光设备的夹紧度调整装置。

2.根据权利要求1所述的硅片夹紧状态校准工具，其特征在于，所述硅片夹紧状态校准工具还包括位于所述校准板上的水平测量装置。

3.根据权利要求2所述的硅片夹紧状态校准工具，其特征在于，所述水平测量装置包括2个气泡水平尺，所述2个气泡水平尺位于所述通孔的相对两侧且所述2个气泡水平尺的放置方向相垂直。

4.根据权利要求3所述的硅片夹紧状态校准工具，其特征在于，所述2个气泡水平尺的中心点和所述校准板的中心点位于同一直线上。

5.根据权利要求1所述的硅片夹紧状态校准工具，其特征在于，所述校准板的切口及硅片切口均为V型切口。

6.根据权利要求1-5任一项所述的硅片夹紧状态校准工具，其特征在于，所述校准板的表面形成有非金属材料层。

7.根据权利要求6所述的硅片夹紧状态校准工具，其特征在于，所述非金属材料层包括陶瓷层和碳化硅层中的一种。

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