專利名稱：改善半導(dǎo)體單晶硅研磨硅片平行度的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
改善半導(dǎo)體單晶硅研磨硅片平行度的裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種改善半導(dǎo)體單晶硅研磨硅片平行度的裝置。背景技術(shù)：
用單晶硅棒制作硅元件，期間需通過(guò)切片機(jī)、磨片機(jī)、拋光機(jī)等設(shè)備將單 晶硅棒加工成符合一定要求的單晶硅片。其中，磨片機(jī)對(duì)硅片研磨是對(duì)硅切割 片進(jìn)行整形處理的過(guò)程，主要目的是保證硅片的幾何形狀，在切割片的質(zhì)量指 標(biāo)基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高硅片表面形態(tài)的完整性，包括平行度。
有色金屬工人技術(shù)理論教材《硅片加工工藝》(侯連武編，北京內(nèi)部書(shū)刑準(zhǔn)
印證86—016號(hào)) 一書(shū)第69頁(yè)第5節(jié)介紹了硅片研磨加工技術(shù)。從單晶棒切割 下來(lái)的硅片，由于機(jī)器精度，內(nèi)園金剛石刀片和操作者修正刀片技術(shù)等原因， 不可能完全達(dá)到平行度要求，因此，研磨加工成為目前需要探索的重要的硅片 加工工藝，通過(guò)研磨加工，使硅片的厚度公差〈5wm，平行度〈2um，翹曲度 <20um，并去除刀痕等。
現(xiàn)有雙面磨片機(jī)屬于行星傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，從載體片運(yùn)動(dòng)形式分析，設(shè)計(jì)中都保 證了硅片在磨盤(pán)上的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，以使所有被磨硅片不因磨盤(pán)直徑因素引起的 線速度變化而影響硅片的平行度。但是，現(xiàn)有技術(shù)的雙面磨片機(jī)在實(shí)際使用中 對(duì)于大直徑的硅片研磨存在如下問(wèn)題由于磨盤(pán)直徑方向的各處線速度不同， 位于磨盤(pán)外圓的硅片部分要比中間部分磨去較多，不但磨盤(pán)本身需要經(jīng)常進(jìn)行 修磨，如C62-640B/YJ型雙面研磨機(jī)連續(xù)研磨4)3"硅片120片就要修正一次 磨盤(pán)，修磨圈數(shù)600圈，而且，硅片在這樣的磨盤(pán)上進(jìn)行研磨，其平行度和彎 曲度等很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，既影響生產(chǎn)效率，又浪費(fèi)大量的磨料，加大生產(chǎn)成本， 況且給后道拋光工序提供這樣的研磨片，拋光片的平行度差異會(huì)進(jìn)一步加大， 以致達(dá)不到集成電路制作要求而報(bào)廢。
發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型旨在提供一種具有新型結(jié)構(gòu) 的改善半導(dǎo)體單晶硅研磨硅片平行度的裝置，利用該磨片機(jī)對(duì)硅片進(jìn)行研磨作 業(yè)，不但可以大大減少磨盤(pán)的修磨次數(shù)，還可以有效確保被磨硅片的平行度指 標(biāo)符合要求。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案這種改善半導(dǎo)體單晶
硅研磨硅片平行度的裝置的結(jié)構(gòu)包括下磨盤(pán)、內(nèi)齒輪、外齒輪和載體片，內(nèi)齒 輪外壁和外齒輪內(nèi)壁為齒形壁，內(nèi)齒輪外壁和外齒輪內(nèi)壁之間的區(qū)域底部設(shè)置 下磨盤(pán)，多個(gè)圓形狀的載體片水平狀布置在下磨盤(pán)上，載體片經(jīng)外輪廓上的齒
件與內(nèi)齒輪和外齒輪的齒形壁嚙合；載體片上設(shè)有用于接納硅片的若干個(gè)放片
孔，其特征是所述下磨盤(pán)的下磨盤(pán)內(nèi)輪廓直徑擴(kuò)大后與內(nèi)齒輪外壁之間留有
一圈內(nèi)空磨區(qū)，所述下磨盤(pán)的下磨盤(pán)外輪廓直徑縮小后與外齒輪內(nèi)壁之間留有
一圈外空磨區(qū)；所述載體片的放片孔，每個(gè)放片孔的局部運(yùn)動(dòng)軌跡分別與內(nèi)空 磨區(qū)、外空磨區(qū)重疊。
如上所述的改善半導(dǎo)體單晶硅研磨硅片平行度的裝置，所述的下磨盤(pán)上方 還設(shè)有上磨盤(pán)，上磨盤(pán)內(nèi)輪廓和上磨盤(pán)外輪廓的直徑與下磨盤(pán)的下磨盤(pán)內(nèi)輪廓 和下磨盤(pán)外輪廓的直徑相一致。
如上所述的改善半導(dǎo)體單晶硅研磨硅片平行度的裝置，上磨盤(pán)外輪廓和下 磨盤(pán)外輪廓的直徑縮小值外空磨區(qū)為5 8ram，上磨盤(pán)內(nèi)輪廓和下磨盤(pán)內(nèi)輪廓的 直徑擴(kuò)大值內(nèi)空磨區(qū)為3 5 mm。
有益效果本申請(qǐng)針對(duì)被磨硅片因磨盤(pán)直徑因素引起的線速度變化，使被 磨硅片外圓部分比中心部分磨去較多，導(dǎo)致被磨硅片中間厚而邊緣薄的塌邊現(xiàn) 象，對(duì)于雙面磨片機(jī)來(lái)說(shuō)，通過(guò)縮小上、下磨盤(pán)的外圓直徑和加大內(nèi)圓直徑的 技術(shù)方案，設(shè)置內(nèi)、外空磨區(qū)后，利用磨片機(jī)行星輪結(jié)構(gòu)即載體片的公轉(zhuǎn)和自 轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，使被磨硅片的外圓部分減少被磨時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)均衡被磨硅片中部 與外部的實(shí)際被磨削量，控制平行度的目的。載體片在公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)情況下，設(shè) 置內(nèi)、外空磨區(qū)后，使所有被磨硅片的周邊部分相對(duì)于上下磨盤(pán)各處均有一個(gè) 周期性的偷閑(不被研磨)的間隙，因此，被磨硅片因磨盤(pán)直徑因素引起的線 速度變化，使被磨硅片外圓部分比中心部分磨去較多，導(dǎo)致被磨硅片中間厚而 邊緣薄的塌邊現(xiàn)象得到抑制，被磨硅片的平行度得到有效改善和提高，從而也 實(shí)現(xiàn)了減少磨盤(pán)修磨次數(shù)的目的。
為加深理解本實(shí)用新型內(nèi)容，
以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。

圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖中刪去了上磨盤(pán)等部件。
圖中序號(hào)分別表示載體片l，放片孔ll，外輪廓12，硅片2，外露部21， 內(nèi)露部22，外齒輪3，外齒輪內(nèi)壁31，下磨盤(pán)4，下磨盤(pán)內(nèi)輪廓41，下磨盤(pán)外
輪廓42，內(nèi)齒輪5，內(nèi)齒輪外壁51，內(nèi)空磨區(qū)52，外空磨區(qū)6，轉(zhuǎn)軸7。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1。本實(shí)用新型的基本思路是在現(xiàn)有雙面磨片機(jī)(也可以是單面磨 片機(jī))的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，通過(guò)擴(kuò)大磨盤(pán)內(nèi)輪廓直徑和縮小磨盤(pán)外輪廓直徑來(lái)實(shí)現(xiàn) 的，其它結(jié)構(gòu)沒(méi)有作任何改變，形成內(nèi)空磨區(qū)52、外空磨區(qū)6后，使放片孔ll 內(nèi)的被磨硅片2的局部運(yùn)動(dòng)軌跡分別與內(nèi)空磨區(qū)52、外空磨區(qū)6重疊，即公轉(zhuǎn) 和自轉(zhuǎn)情況下循環(huán)出現(xiàn)外露部21、內(nèi)露部22。
下面以雙面磨片機(jī)為例來(lái)說(shuō)明本裝置，由于雙面磨片機(jī)是硅片研磨工序中 公知的一種常用機(jī)械，因此在說(shuō)明中有些具體的結(jié)構(gòu)不再贅述。
參見(jiàn)圖l，該圖是沿著上下磨盤(pán)作水平切割后，并移去上磨盤(pán)后的俯視結(jié)構(gòu) 示意圖。最外圍是外齒輪3，外齒輪3的外齒輪內(nèi)壁31向上凸起，形成朝向圓 心的圓弧狀齒形壁。與外齒輪3相對(duì)應(yīng)，中部設(shè)有一內(nèi)齒輪5，內(nèi)齒輪5的內(nèi)齒 輪外壁51也向上凸起形成圓弧的齒形壁。內(nèi)、外齒形壁之間的區(qū)域形成一個(gè)環(huán) 形槽，環(huán)形槽以內(nèi)齒輪外壁51和外齒輪內(nèi)壁31為擋邊，環(huán)形槽的底面即為水 平狀設(shè)置的下磨盤(pán)4。
多個(gè)圓形狀的載體片1環(huán)布在下磨盤(pán)4上，載體片1的載體片外輪廓12的 壁上也設(shè)有與上述內(nèi)、外齒形壁相匹配的齒件，經(jīng)載體片外輪廓12上的齒件實(shí) 現(xiàn)與內(nèi)齒輪5和外齒輪3的齒形壁嚙合。載體片1上設(shè)有用于接納硅片2的若 干個(gè)放片孔11，每片載體片1上一般設(shè)四個(gè)放片孔。下磨盤(pán)4的下磨盤(pán)內(nèi)輪廓 41與內(nèi)齒輪外壁51之間留有一圈內(nèi)空磨區(qū)52，下磨盤(pán)4的下磨盤(pán)外輪廓42與 外齒輪內(nèi)壁31之間留有一圈外空磨區(qū)6，所謂內(nèi)、外空磨區(qū)實(shí)際上是一個(gè)不對(duì)
被磨硅片進(jìn)行研磨的區(qū)域。
載體片1上的每個(gè)放片孔11的局部運(yùn)動(dòng)軌跡分別與內(nèi)空磨區(qū)52、外空磨區(qū) 6重疊的意思是放置在載體片1的放片孔11內(nèi)的被磨硅片2，在自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn) 過(guò)程中，被磨硅片的周邊部分都會(huì)呈周期性地渡過(guò)內(nèi)空磨區(qū)52、外空磨區(qū)6而 不被研磨，獲得"偷閑"機(jī)會(huì)，已此來(lái)應(yīng)對(duì)被磨硅片因磨盤(pán)直徑因素引起的線 速度變化，克服被磨硅片周邊部分比中心部分磨去較多的缺陷，使被磨硅片中 間厚而邊緣薄的塌邊現(xiàn)象得到抑制，提高平行度。
根據(jù)現(xiàn)有磨片機(jī)磨盤(pán)狀況，申請(qǐng)人反復(fù)試驗(yàn)得出上磨盤(pán)外輪廓和下磨盤(pán) 外輪廓42的直徑縮小值外空磨區(qū)為5 8 mm，上磨盤(pán)內(nèi)輪廓和下磨盤(pán)內(nèi)輪廓41 的直徑擴(kuò)大值內(nèi)空磨區(qū)為3 5ran為佳。
利用本實(shí)用新型改善半導(dǎo)體單晶硅研磨硅片平行度的裝置進(jìn)行磨片作業(yè) 時(shí)首先將載體片1 (或稱行星片)放置在下磨盤(pán)4上，并使載體片1的外輪廓
上的齒件與外齒輪內(nèi)壁31和內(nèi)齒輪外壁52的齒形壁嚙合。然后，將被磨硅片 分別擺放到載體片1的放片孔11內(nèi)。此時(shí)，可觀察到有些硅片2的周邊部分的 局部外露于下磨盤(pán)4，即外露部21，內(nèi)露部22分別位于外空磨區(qū)6、內(nèi)空磨區(qū) 52內(nèi)。此時(shí)，將上磨盤(pán)降落到被磨硅片的上表面，注入磨料、啟動(dòng)馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)研 磨。在轉(zhuǎn)軸7帶動(dòng)下，隨著內(nèi)齒輪5和外齒輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)，載體片1在上、下磨 盤(pán)之間作行星式運(yùn)動(dòng)而帶動(dòng)放片孔ll內(nèi)的被磨硅片也作行星式運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn) 研磨。在整個(gè)研磨過(guò)程中，所有被磨硅片周邊部分的內(nèi)露部22、外露部21依次 輪換、周期性循環(huán)渡過(guò)內(nèi)空磨區(qū)52和外空磨區(qū)6，獲得"偷閑"時(shí)間，從而達(dá) 到本實(shí)用新型目的。
上述實(shí)施例只是為了加深理解本實(shí)用新型內(nèi)容的個(gè)案，如將技術(shù)方案應(yīng)用 至單面磨片機(jī)，根據(jù)實(shí)質(zhì)內(nèi)容而進(jìn)行簡(jiǎn)單的變換也應(yīng)屬于本專利的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種改善半導(dǎo)體單晶硅研磨硅片平行度的裝置，包括磨盤(pán)、內(nèi)齒輪(5)、外齒輪(3)和載體片(1)，內(nèi)齒輪外壁(51)和外齒輪內(nèi)壁(31)為齒形壁，內(nèi)齒輪外壁(51)和外齒輪內(nèi)壁(31)之間的區(qū)域底部設(shè)有下磨盤(pán)(4)，多個(gè)圓形狀的載體片(1)水平狀布置在下磨盤(pán)(4)上，載體片(1)經(jīng)外輪廓(12)上的齒件與內(nèi)齒輪(5)和外齒輪(3)的齒形壁嚙合；載體片(1)上設(shè)有用于接納硅片(2)的若干個(gè)放片孔(11)，其特征是所述下磨盤(pán)(4)的下磨盤(pán)內(nèi)輪廓(41)直徑擴(kuò)大后與內(nèi)齒輪外壁(51)之間留有一圈內(nèi)空磨區(qū)(52)，所述下磨盤(pán)(4)的下磨盤(pán)外輪廓(42)直徑縮小后與外齒輪內(nèi)壁(31)之間留有一圈外空磨區(qū)(6)；所述載體片(1)的放片孔(11)，每個(gè)放片孔(11)的局部運(yùn)動(dòng)軌跡分別與內(nèi)空磨區(qū)(52)、外空磨區(qū)(6)重疊。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種改善半導(dǎo)體單晶硅研磨硅片平行度的裝置，其 特征是所述的下磨盤(pán)(4)上方還設(shè)有上磨盤(pán)，上磨盤(pán)內(nèi)輪廓和上磨盤(pán)外輪廓 的直徑與下磨盤(pán)(4)的下磨盤(pán)內(nèi)輪廓(41)和下磨盤(pán)外輪廓(42)的直徑相一 致。
3、 如權(quán)利要求2所述的一種改善半導(dǎo)體單晶硅研磨硅片平行度的裝置，其 特征是上磨盤(pán)外輪廓和下磨盤(pán)外輪廓(42)的直徑縮小值外空磨區(qū)為5 8mm， 上磨盤(pán)內(nèi)輪廓和下磨盤(pán)內(nèi)輪廓(41)的直徑擴(kuò)大值內(nèi)空磨區(qū)為3 5mm。
專利摘要一種改善半導(dǎo)體單晶硅研磨硅片平行度的裝置，包括下磨盤(pán)、內(nèi)齒輪、外齒輪和載體片，內(nèi)齒輪外壁和外齒輪內(nèi)壁為齒形壁，內(nèi)齒輪外壁和外齒輪內(nèi)壁之間的區(qū)域底部設(shè)有下磨盤(pán)。載體片水平狀布置在下磨盤(pán)上，載體片經(jīng)外輪廓上的齒件與內(nèi)齒輪和外齒輪的齒形壁嚙合；載體片上設(shè)有用于接納被磨硅片的若干個(gè)放片孔，下磨盤(pán)內(nèi)輪廓與內(nèi)齒輪外壁之間留有一圈內(nèi)空磨區(qū)，下磨盤(pán)外輪廓與外齒輪內(nèi)壁之間留有一圈外空磨區(qū)；所述載體片的放片孔，每個(gè)放片孔的局部運(yùn)動(dòng)軌跡分別與內(nèi)空磨區(qū)、外空磨區(qū)重疊。本裝置對(duì)被磨硅片進(jìn)行研磨作業(yè)，不但可以大大減少磨盤(pán)的修磨次數(shù)，還可以有效確保被磨硅片的平行度指標(biāo)符合要求。
文檔編號(hào)F17D5/00GK201177164SQ200820085030
公開(kāi)日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日
發(fā)明者徐永忠, 樓春蘭, 汪貴發(fā), 賴建華, 輝 鄭 申請(qǐng)人:萬(wàn)向硅峰電子股份有限公司