CN216488000U - 一种硅片定位结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硅片定位结构，该结构置于冷盘表面并与冷盘固定，包括：定位部，该定位部为表面向内凹陷的贯通条状件，其凹陷贯通部分，于定位部底部形成与条状定位部延伸方向一致的腰槽，定位部本体的外壁面为自顶向下地朝远离腰槽方向延伸的倾斜延伸面；垫片层，该垫片层为，自定位部一端的端底朝向远离定位部的方向水平延伸的片状结构，垫片层伸出所述定位部的部分形成一绕设定位部该侧端面的平整放置面，其中，固定件穿过腰槽后与冷盘上的定位孔适配定位，锁紧状态下，固定件将硅片定位结构与冷盘固定，调整状态下，腰槽被所述固定件限位地于冷盘表面移动，其将导向结构和垫片结构一体成型，且能够在冷盘上滑动以实现垫片灵活定位调节。

Description

一种硅片定位结构

技术领域

本实用新型涉及半导体制造加工设备技术领域，具体地说，涉及一种周转时在冷盘上存放硅片的硅片定位结构及硅片定位方法。

背景技术

在半导体设备制造工艺中，硅片完成前道工序，并待转后道工序时，通常在冷盘上进行存放。而为了保证硅片的定位和导向，现有技术下，是在冷盘上设置多个固定垫片，再在每一固定垫片上压设表面形成锥面的导向柱。

图1为俯视图，示出了现有技术下的常规垫片的俯视结构。参看图1，常规垫片100呈如图所示的“D”字形，在一些情景下也会设置成圆形。垫片100表面形成一通孔101，采用平面磨或者单面磨的方式将垫片本体精磨至0.1毫米至0.15毫米的厚度范围内，而硅片是平放在冷盘上放置的多个垫片所形成的放置面上的。而导向柱是如图2所示的结构，包括圆柱底座和底座上的锥柱体，图2为侧视图，示出了垫片上设置导向柱的结构，垫片100置于冷盘200表面后，导向柱300再压设在垫片上，从而将垫片100压紧。再参看图2，导向柱300为台状件，其截面形状呈圆形，且该圆形截面的直径长度小于垫片100表面所在圆的直径长度，换句话说，导向柱300在冷盘上的投影面积小于垫片100在冷盘上的投影面积，这样，当导向柱300压设于垫片100上形成一体结构时，垫片100表面上形成一自导向柱300底面外廓向外延伸，直至垫片100外廓位置处的环状台面102。多个垫片100与导向柱300即形成了多个环状台面，再看图3，图3为状态图，示出了硅片置于冷盘表面并被垫片定位的状态，垫片置于冷盘200表面后通过四个导向柱300与冷盘压合。导向柱300压设垫片100后形成的四个一体结构，以设定的圆心，按照90度等角距分布，则四个一体结构各自形成的环状台面，即构成了硅片放置面。圆形硅片400从导向柱的锥度柱面放入，并平放在硅片纺织面上，硅片400的圆周与各导向柱300的柱面形成相切。

现有技术下，导向柱、垫片和冷盘之间的固定方式，是于导向柱内形成自上而下贯穿导向柱的螺孔，并且，将该螺孔、垫片表面的通孔以及冷盘上的定位孔设置成相同规格，这样旋紧螺母先后穿过这三者即可实现将导向柱、垫片与冷盘压紧。但，硅片的规格尺寸并非固定，例如，实际生产中，需要使用到的硅片，其尺寸从6寸到12寸不等。

针对不同规格硅片的定位问题，一种容易想到的思路，是在冷盘上开设多组定位孔，当导向柱和垫片选取不同组的定位孔时，即可形成不同规格的硅片放置面。但一方面，由于冷盘的材质、结构和制备工艺，再加上硅片取用时，机械臂又是从冷盘底部伸入，并伸至冷盘底部开设的对应轨道内，从而将冷盘上承载的硅片拖起，因此诸多因素造成了现有技术中无法在冷盘上开设多组定位孔；另一方面，即使可以开设多组定位孔，则应对不同规格的硅片存取时，又需要将导向柱取下，并重新选择定位孔再次定位，然而，精磨后的垫片表面粗糙度较小，容易与表面同样光滑平整的硅片形成粘黏。故而，实际加工时，垫片不论是加工过程中的取放、安装、或者是成品的清洗中，都极易破碎开裂。因此，基于上述两方面，这种在冷盘上开设多组定位孔的思路无法被用来解决不同规格硅片的定位问题。

有鉴于此，应当对现有技术进行改进，以解决现有技术下硅片定位垫片难以根据硅片尺寸实现调整，且在加工过程中取放、安装清洗容易破碎开裂的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种将导向结构和垫片结构一体成型，且能够在冷盘上滑动以实现定位调节的硅片定位结构。

为解决以上技术问题，本实用新型采取了一种硅片定位结构，该陶瓷定位垫片结构置于冷盘表面并与冷盘表面的定位孔固定，所述硅片垫片结构包括：定位部，该定位部为表面向内凹陷的贯通条状件，其凹陷贯通部分，于所述定位部底部形成与条状定位部延伸方向一致的腰槽，所述定位部本体的外壁面为自顶向下地朝远离所述腰槽方向延伸的倾斜延伸面；垫片层，该垫片层为，自所述定位部一端的端底朝向远离所述定位部的方向水平延伸的片状结构，所述垫片层伸出所述定位部的部分形成一绕设所述定位部该侧端面的平整放置面，其中，固定件穿过所述腰槽后与冷盘上的定位孔适配定位，锁紧状态下，固定件将所述定位垫片结构与冷盘固定，调整状态下，所述腰槽被所述固定件限位地于所述冷盘表面移动。

优选地，所述定位槽至少一端，朝向所述腰槽方向形成向内凹陷的让位部，所述让位部形成弧状表面，该弧面两侧的弧形端面进一步延伸，并各自通过一凹陷的弧面与所述定位部的外侧面形成对接，其中，将所述让位部及其两侧的弧面整体定义为导向部，则垫片层为设置于所述导向部底部，并朝向远离所述定位部的方向水平延伸的片状结构，所述垫片层形成一绕设所述导向部的平整放置面。

进一步优选地，所述定位部上，所述让位部的边沿形成倒角，其所述倒角的范围在25°至35°的范围内。

又进一步优选地，冷盘上设置有至少三个所述硅片定位结构，三个所述硅片定位结构的所述放置面形成共面，定义该经过三个所述放置面的平面为垫面，其中，硅片从所述让位部的导向部置入，并放置于所述垫面上。

还优选地，所述垫片层的伸出长度在2毫米至3毫米的范围内。

由于以上技术方案的采用，本实用新型相较于现有技术具有如下的有益技术效果：

1、现有技术下，是将用于承载硅片的垫片结构，通过导向柱压设在冷盘表面，固定螺母先后穿过导向柱、垫片，使得导向柱和垫片形成整体定位结构，再整体地与冷盘固定，虽然导向柱和垫片的分体结构利于在两者之间进行位置调整，然而，现有的导向柱和垫片是需要与冷盘上的定位孔进行固定的，则受到冷盘定位孔的限制，使得分体结构的垫片结构难以适用于不同规格尺寸的硅片的定位。因此，本实用新型解决其技术问题的第一个思路，也即将定位结构和垫片结构一体化，并且对两者形成的整体结构与冷盘之间的固定方式进行改进，基于该思路，本实用新型中的硅片定位结构是于其本体上向内凹陷形成贯通的腰槽，从而将孔对孔的定位固定方式改进为槽对孔的固定方式，这样，固定螺母穿过腰槽与冷盘上的定位孔实现定位，而此时硅片定位结构可以实现被固定螺母限位地于冷盘上进行滑动，从而使得硅片定位结构在冷盘上的移动成为可能；

2、垫片层不再设置成中间开孔的圆形或者D字形整片结构，而是仅包含从硅片定位结构底部的至少一端伸出2毫米至3毫米的片状结构，该垫片层于定位部的底部形成一绕设定位部端部的平整放置面，这样，垫片层在与定位部一并移动的同时，又能够降低垫片在使用过程中受损；

3、现有技术中，放置硅片时，导向柱的柱面能够对圆形硅片的外廓形成导向，而在本实用新型中，同样是将硅片定位结构的定位部的至少一个端部，设置成形成让位的结构，该让位结构的表面为半圆曲面，且其两端又分别通过一个凹面与定位部的侧壁对接；

4、基于上述三点的结构性改进，从而使得定位结构在冷盘上的调节方式改进为腰槽对孔的方式，并且，当需要适配不同规格尺寸的硅片时，硅片定位结构不仅做靠近或者远离冷盘中心位置的线性方向上的平移，还可以以固定螺母为圆心在冷盘表面进行旋转调整。从而使得定位结构在冷盘上的调整方式更加灵活。

附图说明

图1为俯视图，示出了现有技术下的常规垫片的俯视结构；

图2为侧视图，示出了垫片上设置导向柱的结构；

图3为状态图，示出了硅片置于冷盘表面并被垫片定位的状态；

图4为俯视图，示出了本实用新型的实施例一中所述的硅片定位结构的俯视结构；

图5为示意图，示出了本实用新型实施例二中所述的硅片定位结构；

图6为俯视图，示出了图5所示的硅片定位结构的俯视结构；

图7为流程图，示出了本实用新型实施例三中所述硅片定位方法的步骤；

图8为状态图，示出了冷盘上设置有三个硅片定位结构的状态

图9为状态图，示出了实施例三中的对硅片定位结构进行直线和/或旋转调整的状态。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本实用新型所述的一种硅片定位结构的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

需要说明的是，本实用新型实施例中所使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”、“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

现有技术下，垫片在冷盘上的定位，需要实现导向柱、垫片和冷盘上定位孔这三者的对应，再将固定螺母先后穿过三者并旋紧形成固定。可见，因其结构和定位方式的限制，使得垫片无法形成在冷盘表面上的位置调整。当需要适配承载不同规格尺寸(例如6寸、8寸、12寸等)的硅片时，则面临的问题主要包括：

1)由于冷盘上的定位孔位置固定，从而使得无法改变现有技术下与之对应的导向柱和垫片的位置，换句话说，多个垫片共面所形成的硅片放置面的大小被限制；再加之，无法在冷盘上开设更多的定位孔以满足导向柱和垫片的调整需要，则，为了满足不同规格的承载需求，只能根据不同规格的硅片配置不同尺寸的冷盘；

2)即使是这样，另一个问题在于，虽然可以是在不同尺寸的冷盘上都配置相应的导向柱以及垫片，也可以是反复拆装导向柱和垫片，但是，前者需要增加制造和生产成本，而后者的问题在于，反复拆装过程中，薄片状的垫片极易出现破裂。

针对上述问题，本实用新型试图实现的技术目的为：无需反复拆装或者制备更多的定位结构，也能够在单个冷盘上实现不同规格硅片的承载，并且相应地改进现有的硅片定位和固定方式，使其更加灵活。

下面将结合附图和实施例，对本实用新型的较佳实施例如何实现其技术效果进行说明。

实施例一

图4为俯视图，示出了本实用新型的实施例一中所述的硅片定位结构的俯视结构。参看图，本实用新型的实施例一所述的硅片定位结构10整体为长直的条状件，包括作为本体的定位部11和定位部11一侧端底的垫片层12。

定位部11表面向内凹陷并凹陷至形成一贯通的腰槽111，如图所示，该腰槽111的延伸方向与定位部11的同向，且腰槽111是从定位部11的一端延伸至另一端，腰槽111开口处两侧壁面形成倾斜坡面，同时，腰槽111的槽口尺寸也设置成与固定螺母一致，也即固定螺母可以从腰槽111的槽口处伸入后，再与冷盘上的定位孔(未示出)对接实现定位。

定位部11的外壁，分别形成两弧形端面112，和两长直的侧壁面113，弧形端面和侧壁面围成了定位部11的外部壁面。弧形端面112也即形成硅片的导向面。

垫片层12可以视作从定位部11一端的端底向远离定位部的方向水平延伸的片状结构，参看图4，在本实用新型的实施例一中，垫片层12贴合在定位部11的一侧弧形端面的底部，并向外延伸2毫米，从而，垫片层12伸出定位部11的部分，形成了一绕设定位部11的弧形端面112的平整放置面。设想，可以通过在冷盘上设置多个所示的硅片定位结构，并使得多个平整放置面形成共面，从而构成了放置硅片的垫面。

当作为固定件的固定螺母穿过腰槽111后与冷盘上的定位孔适配时，则对硅片定位结构进行了初步定位，换句话说，在固定件锁紧之前，硅片定位结构仍可以于冷盘表面实现位置上的移动调整，而其位置的移动调整又被作为固定件的固定螺母限制。实际使用时，根据所要承载的硅片的规格尺寸，将冷盘上的硅片定位结构定位至正确的位置。对硅片定位结构的位置调整，可以是在冷盘表面上的平移，也可以是绕固定件的旋转移动，具体会在定位方法中进行说明，在此不再赘述。

实施例二

实施例一中提出了一种用带腰槽的硅片定位结构，从而当固定件插入槽口并与冷盘定位孔实现定位后，硅片定位结构仍可以在冷盘上实现定位调整。然而，承载硅片的另一问题在于硅片承载中的导向问题。也即，圆形的硅片的外廓应当在导向结构的导向下，与垫片的边沿位置形成相切。虽然，实施例一中将定位部的端部面设置成弧形端面，从而使得弧形端面也能实现一定的导向作用。但一方面，实施例一中，两端对称的弧形端面为自定位部顶部向下，并朝远离腰槽的方向延伸的，则导向作用有限；另一方面，由于需要适应硅片定位结构在冷盘表面上的旋转调整，则应当改善实施例一所述结构的导向效果。

一种容易想到的思路，是改变实施例一中两端弧形端面的倾斜度，使得硅片可以沿弧形端面的表面滑入，然而该方式需要相应调整垫片层的伸出宽度。因此，仅仅改变弧形端面的倾斜度仍不足以解决该技术问题。

图5为示意图，示出了本实用新型实施例二中所述的硅片定位结构，图6为俯视图，示出了图5所示的硅片定位结构的俯视结构。参看图5和图6，本实用新型的实施例二中所述的硅片定位结构，其定位部11的一端朝向其腰槽111的方向形成向内凹陷的让位部13。同样，让位部13也形成弧状曲面，且让位部13设置成35°的倒角结构。另一方面，让位部13的两侧弧形端面又进一步延伸，并分别通过一个凹陷的弧面与定位部的侧壁面113实现对接。继续参看图5，让位部13的两侧又分别形成两“S”状的凹陷让位结构。则，将让位部13包括其两侧“S”状的凹陷让位结构整体定义为导向部，这样，硅片可以是从导向部的多个位置滑入，显著改善了本实用新型较佳实施例的导向效果，也能适应本实用新型所述的硅片定位结构的旋转调整需要。在实施例二中，垫片层12是形成于整个导向部底部，并朝向远离定位部11的方向水平延伸的片状结构，并且同样，多个共面的垫片层12即可在冷盘表面形成承载硅片的垫面。

实施例三

实施例一和实施例二说明了本实用新型的一个较佳实施例，也即提供一种设置于冷盘上的，位置可调的硅片定位结构。下面结合附图说明该硅片定位结构的实际运用。

图7为流程图，示出了本实用新型实施例三中所述硅片定位方法的步骤。如图7所示，所述硅片定位方法包括如下步骤：

于冷盘上放置至少三个如实施例一或者实施例二所述的硅片定位结构，并使得三个所述硅片定位结构位于等边三角形的三个顶点上的步骤S1；

将三个所述硅片定位结构的通槽与冷盘上的定位孔对应，并分别插入固定件，以定位所述硅片定位结构的步骤S2；

根据待周转的硅片的尺寸确定所述硅片定位结构的预设位置，并滑动所述硅片定位结构至预设位置的S3；

锁定所述固定件，将所述硅片定位结构固定，再将待周转的硅片从三个所述硅片定位结构的所述让位部位置伸入，并置于三个所述硅片定位结构的放置面形成的垫面上的步骤S4。

具体地说。实施例三所述方法的第一步，也即确定硅片定位结构在冷盘上的位置。由于待周转的硅片的规格为圆形片，则理想状态下，采用三个硅片定位结构，并分别放置于该硅片所在圆形确定的一个最大的等边三角形的各个顶点上。

从而根据预设位置，于冷盘上确定一点作为中心点，并以该中心点确定等边三角形三个顶点的位置，并开设三个定位孔。再将三个硅片定位结构分别与定位孔对应设置。图8为状态图，示出了冷盘上设置有三个硅片定位结构的状态。如图8所示，任一硅片定位结构的垫片层，其轴线延长线都经过在冷盘上确定的这一中心点。由于三个硅片定位结构位于等边三角形的三个顶点上，则任意两个硅片定位结构的轴线延长线相交形成的夹角的度数都相等，在图8所示的结构中，形成的夹角的度数为120°。

如前所述，滑动所述硅片定位结构至预设位置的步骤具体为：使得所述硅片定位结构朝靠近或者远离所述中心点的方向做直线移动，和/或使得所述硅片定位结构以所述固定件为中心点的旋转移动。

先说直线方向上的调整。假设，图8所示的位置是用于周转8寸硅片，则当需要周转6寸硅片时，则保持每一硅片定位结构的垫片层的朝向不变，使得硅片定位结构靠近中心点的方向做直线运动。反之，当需要周转12寸硅片时，则同样在保持每一硅片定位结构的垫片层的朝向不变的情况下，使得硅片定位结构远离中心点的方向做直线运动。

而考虑到不论是垫片和硅片都属于薄片状，理想状态下使得硅片的边缘与垫片的边沿相切的情况难以实现，实际情况下，往往在导向周转过程中出现两者碰擦或者局部挤压的情况，这无疑会导致两者不同程度的受损。因此如上所述的线性调整方式仍不足以应对实际周转时的情况。

在本实用新型的较佳实施例中，硅片定位结构还提供了一种旋转调节方式。也即，可以固定螺母为中心实现旋转。图9为状态图，示出了实施例三中的对硅片定位结构进行直线和/或旋转调整的状态。参看图9，按照附图的呈现方向，将顶部的硅片定位结构定义为第一组300，底部的硅片定位结构分别定义为第二组400、第三组500。设定，在初始位置下，第一至第三组构成的垫面可以用于周转6寸硅片，而当需要转用于周转8寸硅片时，可以选择将第一至三组按照前述的方式分别进行远离中心点的线性调整。也可以选择将第一组300向远离中心点的方向做直线运动，同时将第二组400和第三组500旋转至垂直方向。

实施例四

当然，本实用新型的其他实施例中，也可以根据定位和周转需要。在例如，在本实用新型的实施例四中，在冷盘上设置四个硅片定位结构，则四个硅片定位结构，应当是位于内切圆形的正方形的四个顶点上。四个硅片定位结构可以进行如下设置：

1)按照实施例三的方式，将四个硅片定位结构中任一者的轴线延长线经过冷盘上确定的中心点，或者理解成，位于正方形任一对角线两个端点的两硅片定位结构的轴线连线都经过冷盘上的中心点；

2)将四个硅片定位结构水平设置，并且，将四个硅片定位结构分成两组，保持每组中的两个硅片定位结构，其垫片层相对地设置。

在不同尺寸的硅片周转过程中，仍可以按照实施例三中的方式对实施例四中的硅片定位结构进行位置调整。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种硅片定位结构，该硅片定位结构置于冷盘表面并与冷盘表面的定位孔固定，其特征在于，所述硅片定位结构包括：

定位部，该定位部为表面向内凹陷的贯通条状件，其凹陷贯通部分，于所述定位部底部形成与条状定位部延伸方向一致的腰槽，所述定位部本体的外壁面为自顶向下地朝远离所述腰槽方向延伸的倾斜延伸面；

垫片层，该垫片层为，自所述定位部一端的端底朝向远离所述定位部的方向水平延伸的片状结构，所述垫片层伸出所述定位部的部分形成一绕设所述定位部该侧端面的平整放置面，其中，

固定件穿过所述腰槽后与冷盘上的定位孔适配定位，锁紧状态下，固定件将所述硅片定位结构与冷盘固定，调整状态下，所述腰槽被所述固定件限位地于所述冷盘表面移动。

2.根据权利要求1所述的硅片定位结构，其特征在于，所述定位部的至少一端，朝向所述腰槽方向形成向内凹陷的让位部，所述让位部形成弧状表面，该弧面两侧的弧形端面进一步延伸，并各自通过一凹陷的弧面与所述定位部的外侧面形成对接，其中，

将所述让位部及其两侧的弧面整体定义为导向部，则垫片层为设置于所述导向部底部，并朝向远离所述定位部的方向水平延伸的片状结构，所述垫片层形成一绕设所述导向部的平整放置面。

3.根据权利要求2所述的硅片定位结构，其特征在于，所述定位部上，所述让位部的边沿形成倒角，其所述倒角的范围在25°至35°的范围内。

4.根据权利要求2或者3所述的硅片定位结构，其特征在于，冷盘上设置有至少三个所述硅片定位结构，三个所述硅片定位结构的所述放置面形成共面，定义该经过三个所述放置面的平面为垫面，其中，

硅片从所述让位部的导向部置入，并放置于所述垫面上。

5.根据权利要求1至3任一项所述的硅片定位结构，其特征在于，所述垫片层的伸出长度在2毫米至3毫米的范围内。

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