一种硅晶圆研磨防护装置的制作方法

    专利2024-05-15  7



    1.本实用新型属于半导体硅晶片制造技术领域,具体涉及一种硅晶圆研磨防护装置。


    背景技术:

    2.目前业界硅晶圆片的制造工艺流程基本为:单晶硅棒初加工(切断、滚磨)、黏着、切片、倒角、研磨、蚀刻、背面处理、抛光、清洗等。研磨作为整个硅晶圆片制造工艺中不可或缺的一步,有其独特的制程工艺和技术价值。研磨加工的主要技术原理是:将研磨液均匀分布在晶片表面借由夹具带动形成有速度的旋转,利用研磨机台压力设定使研磨粉与晶片间有摩擦力而起机械加工作用,达到去除切片或倒角时所造成的锯痕或表面刮伤的目的,同时获得研磨所需之目标厚度及平坦度。当前行业内硅晶圆研磨工艺绝大部分都设置于一般环境区域生产,该区域粉尘、碎晶屑及其他杂质异物较多,若是上述粉尘、碎晶屑、异物等在研磨加工过程中进入研磨机台或者研磨定盘、研磨液管路后,在机台设定压力及转速作用下就会对正在加工的晶片造成表面划伤,更有甚者可能会造成晶片破碎或者导致定盘面损坏等,造成巨大的制程良率及经济损失。
    3.由此可见,研磨加工过程中如何避免非研磨液类物质(粉尘、碎晶屑、异物等)进入研磨加工环境(机台缝隙、研磨定盘、研磨液管路、晶片表面等)就显得尤为重要,因此对于现有研磨机台防护设备进行进一步优化改进,使其能够更全面无死角、稳定、安全地对加工过程进行防护,对于提高晶圆研磨品质具有重要的技术价值。


    技术实现要素:

    4.本实用新型的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种硅晶圆研磨防护装置。
    5.本实用新型的目的是以下述技术方案实现的:
    6.一种硅晶圆研磨防护装置,所述硅晶圆研磨采用研磨机台,所述研磨机台上设有横梁;所述防护装置包括两个分体设置的半圆形防护罩单元、以及连接件;
    7.两个所述防护罩单元形状、大小与所述研磨机台相适应,分别罩于所述横梁的两侧,与所述横梁无间隙配合将所述研磨机台封闭;所述防护罩单元上设有排气孔;
    8.所述连接件用于将两个所述防护罩单元固定连接于所述研磨机台上。
    9.优选的,所述防护罩单元的顶部设有供研磨用研磨液分液管路穿过的分液管孔。
    10.优选的,所述连接件包括多个u型折弯紧固件,所述u型折弯紧固件的两端横跨所述横梁,分别固定于两个所述防护罩单元的顶部。
    11.优选的,所述连接件还包括多个连接所述防护罩单元侧边和所述研磨机台的第一加强筋。
    12.优选的,所述防护罩单元的侧边的两端的中下部设有加长挡边;
    13.所述防护罩单元与所述横梁配合时,所述防护罩单元的侧边的两端与所述横梁侧
    边抵接,且所述加长挡边抵接于所述横梁的下表面。
    14.优选的,所述连接件包括多个连接所述加长挡边和所述研磨机台的第二加强筋。
    15.优选的,所述防护装置为完全对称结构。
    16.本申请通过设置防护罩单元和连接件,可与机台横梁无间隙贴合,将机台上方完全封闭,避免非研磨液类物质(粉尘、碎晶屑、异物等)进入研磨加工环境(机台缝隙、研磨定盘、研磨液管路、晶片表面等),有助于提高晶圆研磨品质。经实际生产实践,使用本实用新型提供的防护装置以后,研磨过程中硅片不合格率由0.65%降低至0.41%,有效节约了生产成本。
    附图说明
    17.图1是本实用新型提供的防护装置的结构示意图;
    18.图2是图1的爆炸结构示意图;
    19.其中,1-研磨机台;2-横梁;3-防护罩单元;4-u型折弯紧固件;5-第一加强筋;6-加长挡边;7-第二加强筋;8-分液管孔;9-排气孔。
    具体实施方式
    20.本实用新型提供了一种硅晶圆研磨防护装置,如图1~2所示,硅晶圆研磨采用研磨机台1,研磨机台上设有横梁2(横梁用于承载机台研磨盘的升降机构,通过升降机构的上下运动带动研磨盘上下运动,进而控制研磨过程的进行和终止);防护装置包括两个分体设置的半圆形防护罩单元3、以及连接件。
    21.两个防护罩单元为完全仿形设计,模拟原有机台外形轮廓,形状、大小与研磨机台相适应,分别罩于横梁2的两侧,与横梁2无间隙配合,可将研磨机台上方进行全包围覆盖,对机台进行全面无死角的遮蔽防护,防止生产环境中的粉尘、碎晶屑等异物进入;同时可以避免在研磨清洁过程中因使用水枪冲洗上下定盘带来的研磨废水飞溅至研磨机台周边环境中对机台周围的待研磨晶片、夹具等物料带来异物附着。分体设置的防护罩单元也不影响横梁的正常功能以及机台的正产研磨。
    22.防护罩单元上设有排气孔9,数量优选为8个,可有效保证研磨加工过程中机台的内外侧温差,防止出现因机台内外侧温差过大造成研磨液管路、集液环表面水珠聚集进而通过集液环稀释研磨液的风险。
    23.连接件用于将两个防护罩单元固定连接于研磨机台上。连接件可采用常规技术,对结构不加以限制。
    24.通过上述新型防护装置的实际使用,在很大程度上提升了硅晶圆的研磨良率及品质。因此,本申请所提供的新型研磨防护装置在晶圆加工制造、尤其是在晶圆研磨工艺中具有较好的实用价值和技术改进意义。
    25.优选的,防护罩单元的顶部设有供研磨用研磨液分液管路穿过的分液管孔8,可与机台原有研磨液分液管匹配,改善了原有分液管排列杂乱无章的状况,使分液管排液更均匀、顺畅。数量优选为4个。
    26.优选的,连接件采用如下结构:包括多个u型折弯紧固件4,u型折弯紧固件的两端横跨横梁,分别固定于两个防护罩单元的顶部,通过u型折弯紧固件,可实现将防护罩单元3
    无间隙与横梁2紧密贴合。
    27.优选的,连接件还包括多个连接防护罩单元3侧边和研磨机台1的第一加强筋5,从侧面将防护罩与研磨机台连接固定。
    28.优选的,防护罩单元的侧边的两端的中下部设有加长挡边6,加长挡边的高度低于防护罩单元的侧边的两端;优选的,防护罩单元与横梁配合时,防护罩单元的侧边的两端与横梁侧边抵接,且加长挡边6抵接于横梁2的下表面。
    29.进一步优选的,连接件包括多个连接加长挡边和研磨机台的第二加强筋7。通过设置加长挡边和第二加强筋,既可支撑防护罩,又使防护罩侧边与横梁紧密连接。
    30.优选的,该防护装置为完全对称结构,即除了两个防护罩为完全对称结构,u型折弯紧固件、第一加强筋、第二加强筋也完全对称设置,通过与机台自身无间隙贴合,保证机台整体承重的均匀性和平衡性。
    31.尽管已描述了本实用新型的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。


    技术特征:
    1.一种硅晶圆研磨防护装置,所述硅晶圆研磨采用研磨机台,所述研磨机台上设有横梁;其特征在于,所述防护装置包括两个分体设置的半圆形防护罩单元、以及连接件;两个所述防护罩单元形状、大小与所述研磨机台相适应,分别罩于所述横梁的两侧,与所述横梁无间隙配合将所述研磨机台封闭;所述防护罩单元上设有排气孔;所述连接件用于将两个所述防护罩单元固定连接于所述研磨机台上。2.如权利要求1所述的硅晶圆研磨防护装置,其特征在于,所述防护罩单元的顶部设有供研磨用研磨液分液管路穿过的分液管孔。3.如权利要求1所述的硅晶圆研磨防护装置,其特征在于,所述连接件包括多个u型折弯紧固件,所述u型折弯紧固件的两端横跨所述横梁,分别固定于两个所述防护罩单元的顶部。4.如权利要求3所述的硅晶圆研磨防护装置,其特征在于,所述连接件还包括多个连接所述防护罩单元侧边和所述研磨机台的第一加强筋。5.如权利要求1所述的硅晶圆研磨防护装置,其特征在于,所述防护罩单元的侧边的两端的中下部设有加长挡边;所述防护罩单元与所述横梁配合时,所述防护罩单元的侧边的两端与所述横梁侧边抵接,且所述加长挡边抵接于所述横梁的下表面。6.如权利要求5所述的硅晶圆研磨防护装置,其特征在于,所述连接件包括多个连接所述加长挡边和所述研磨机台的第二加强筋。7.如权利要求1所述的硅晶圆研磨防护装置,其特征在于,所述防护装置为完全对称结构。

    技术总结
    本实用新型公开了一种硅晶圆研磨防护装置,所述硅晶圆研磨采用研磨机台,所述研磨机台上设有横梁;所述防护装置包括两个分体设置的半圆形防护罩单元、以及连接件;两个所述防护罩单元形状、大小与所述研磨机台相适应,分别罩于所述横梁的两侧,与所述横梁无间隙配合将所述研磨机台封闭;所述防护罩单元上设有排气孔。本申请通过设置防护罩单元和连接件,可与机台横梁无间隙贴合,将机台上方完全封闭,避免非研磨液类物质(粉尘、碎晶屑、异物等)进入研磨加工环境(机台缝隙、研磨定盘、研磨液管路、晶片表面等),有助于提高晶圆研磨品质。有助于提高晶圆研磨品质。有助于提高晶圆研磨品质。


    技术研发人员:吴泓明 钟佑生 黄郁璿 景中正 张旭鹏 杨强杰 张辉
    受保护的技术使用者:郑州合晶硅材料有限公司
    技术研发日:2022.10.14
    技术公布日:2023/2/9
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