专利名称：一种用于加工薄型硅单晶片的行星片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种半导体材料加工夹具，特别涉及一种用于加工薄型单晶 片的行星片。
背景技术：
现今，薄型硅单晶片需求愈来愈旺，薄型硅单晶片市场需求量迅速扩大。对 于硅片供应商本身来说，在目前多晶硅价格居高不下的情况下，改生产薄型硅单 晶片是一条提高经济效益的重要举措，生产薄型硅单晶片可以使每公斤单晶多产
出20%硅单晶片，显著降低成本。而IC客户也开始省略减薄工序，即啦文好IC的 硅片不经过减薄直接划成芯片，可提高成品率。因此，在供需双方的共同需求下， 薄型硅单晶片逐渐取代传统厚硅单晶片而成为市场的主角，随着电子产品向薄、 小、轻方向发展，薄型硅单晶硅片是电子产业发展的必然趋势。研磨工序在硅单 晶加工过程中起着决定硅单晶片的最终厚度的作用，研磨过程中行星片材质和开 孔设计对硅单晶片厚度控制、TTV以及产品良率起到决定性的作用。
薄型硅片的加工关键在于硅片的双面研磨工序，8英寸以下硅片加工均必须 经过研磨工序，以便修正硅片的重要几何参数TTV, —般线切割硅片的TTV在15 微米左右，内圆切片的TTV在10微米以下，而经过研磨后的硅片TTV均能保证 在2微米以下；其次是控制研磨硅片的厚度偏差，若能做到同一车加工的硅片厚 度偏差小于3微米以内，有利于后道加工工序对厚度的控制。
针对厚硅片(研磨后硅片厚度大于400微米)研磨使用的行星片(以USP-22B 机型为例)， 一个行星片内设计成双排孔(用于制造6英寸以下硅片，主要用于制造3-5英寸的硅片)，由于厚度大于400微米的行星片的基板材质为经热处理 蓝钢，强度大，冲压加工工艺不会导致行星片基板变形，而且研磨过程中在上下 磨盘之间的摩擦力也不会造成行星片形变，因而能够避免硅片研磨过程中的碎片 和崩边。
然而，当硅片研磨厚度小于400微米时，使用现有技术的双排孔的行星片制 造3-5英寸硅片，会导致大量的碎片、崩边和划伤，因为双排孔的行星片厚度过 薄，由于开孔面积大造成行星片的强度降低，在研磨加工过程中行星片容易发生 形变，产生大量研磨不良片，如碎片、崩边和划伤等。
因此，如何提供一种行星片，既能保证行星片的强度，又能确保行星片在上 下磨盘之间的摩擦力足够小，使得研磨加工过程中产生的摩擦力不会使行星片产 生形变，增加薄型硅单晶片的良率，已成为本技术领域人员需要解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的所要解决的技术方案是提供一种用于加工薄型硅单晶片的行 星片，以解决现有技术的不足。
为解决上述技术方案，本实用新型提供一种用于加工薄型硅单晶片的行星 片，其厚度小于400jum，包括自行星片中心向边缘顺次排布的中心通孔、第 三通孔组、第二通孔组、及第一通孔组。
较佳的，所述第一通孔组至少包含7个通孔，且所述第一通孔组中所有通孔 的中心位于与所述中心通孔具有相同中心的一第 一 同心圆上。
较佳的，所述第二通孔组至少包含7个通孔，且所述第二通孔组中所有通孔 的中心位于与所述中心通孔具有相同中心的一第二同心圓上。
较佳的，所述第三通孔组至少包含4个通孔，且所述第三通孔组中所有通孔的中心位于与所述中心通孔具有相同中心的一第三同心圆上。
较佳的，所述第一通孔组、所述第二通孔组、及所述第三通孔组中所有通孔 均为圆孔，所述中心通孔为方孔或圆孔。
较佳的，所述第一通孔组中所有通孔的直径为25~45mm。 较佳的，所述第二通孔组中所有通孔的直径为101-151mra。 较佳的，所述第三通孔组中所有通孔的直径为20 - 126mm。 较佳的，行星片边缘与上述所有通孔边缘的最小距离范围为5-40ran。
较佳的，所述中心通孔为用于安装厚度石英振荡器检测的石英片的通孔，其 尺寸形状与所述石英片配套。
本实用新型的有益效果在于既能保证行星片的强度，又能确保行星片在上 下磨盘之间的摩擦力足够小，使得研磨加工过程中产生的摩擦力不会使行星片产 生形变，增加薄型硅单晶片的良率，改善薄型硅单晶研磨片的TTV、 Warp、 THK 等几何参数。。
图1为四英寸行星片的结构示意图。 图2为五英寸行星片的结构示意图。 图3为六英寸行星片的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
本实用新型提供一种用于加工薄型硅单晶片的行星片，其厚度小于400 ym， 包括第一通孔组、第二通孔组、第三通孔组及中心通孔。
进一步地，所述第一通孔组至少包含7个通孔，且所述第一通孔组中所有通孔的中心位于与所述中心通孔具有相同中心的一第 一同心圆上。所述第二通孔组 至少包含7个通孔，且所述第二通孔组中所有通孔的中心位于与所述中心通孔具 有相同中心的一第二同心圆上。所述第三通孔组至少包含4个通孔，且所述第三 通孔组中所有通孔的中心位于与所述中心通孔具有相同中心的一第三同心圓上。 进一步地，所述第一通孔组、所述第二通孔组、及所述第三通孔组中所有通 孔均为圆孔，所述中心通孔为方孔或圓孔。所述第一通孔组中所有通孔的直径为 25~45mm,正负误差0.13mm以内。所述第二通孔组中所有通孔的直径为101 ~ 151mm,正负误差0. 13fflffl以内。所述第三通孔组中所有通孔的直径为20~126mm, 正负误差0. 13mm以内。所述中心通孔为用于安装厚度石英振荡器检测的石英片 的通孔，其尺寸形状与所述石英片配套。
进一步地，行星片边缘与上述所有通孔边缘的最小距离范围为5-40mm。 进一步地，所述行星片的材料为经过热处理的蓝钢或弹簧钢等。 在采用本实用新型提供的行星片研磨薄型硅单晶片的过程中，浆液流量 400 ~ 800mL/min,研磨压力0. 2 ~ 0. 5Kgf/inch2,磨盘转速20 ~ 60rpm。加工出 的薄型硅单晶片，TTV小于3iam,良率大于98%。进一步的，4英寸行星片开孔 率为31.5-54.5%; 5英寸行星片开孔率为43-63.7%; 6英寸行星片开孔率为 38. S-61.7%。进一步地，适合于4英寸薄片研磨加工的行星片开孔率为50. 6%; 适合于5英寸薄片研磨加工的行星片开孔率为54. 9%;适合于6英寸薄片研磨加 工的行星片开孔率为58. 5%。
以下以三个实施例，进一步说明本实用新型的技术要点。 实施例一
请参阅图l，四英寸行星片采用经过热处理的蓝钢，其厚度为0. 012英寸(304um)，其包括第一通孔组ll、第二通孔组12、第三通孔组13及中心通孔14 (为 了简洁起见，仅在第一通孔组11中的一个通孔上标注了记号，第二通孔组12 及第三通孔组13同理如上)；第一通孔组ll、第二通孔组12、及第三通孔组13 中所有通孔均为圆孔，中心通孔14为方孔或圆孔，中心通孔14主要用于安装厚 度石英振荡器检测的石英片，其尺寸形状与所述石英片配套。
第一通孔组11共包括10个通孔、通孔直径均为25mm，误差0. 13mm以内。 10个通孔的圆心均位于一第一同心圆上，所述第一同心圆与中心通孔14具有相 同的圆心。
第二通孔组12共包括10个通孔、通孔直径均为101mm,误差0. 13mm以内。 10个通孔的圓心均位于一第二同心圆上，所述第二同心圆与中心通孔14具有相 同的圆心，行星片边缘与上述所有通孔边缘的最小距离，即第二通孔组12中的 通孔边缘与行星片边缘的最小距离a == 18mm或40mm。
第三通孔组13共包括4个通孔、通孔直径均为101mm,误差0. 13mm以内。 4个通孔的圓心均位于一第三同心圆上，所述第三同心圆与中心通孔14具有相 同的圆心。
所述第 一 同心圆、所述第二同心圆及所述第三同心圆在行星片上并不实际存 在，为了说明第一通孔组1,1、第二通孔组12、第三通孔组13的位置而引入。
在采用本实用新型提供的行星片研磨薄型硅单晶片的过程中，浆液流量500 ±50mL/min，研磨压力0. 3 ± 0. 0"gf/inch2,磨盘转速45rpm，研磨后薄型珪单 晶片TTV小于2)am,同一车硅片间厚度偏差小于3 |i m,开孔率约为47.8%,良 率大于98. 5% 。
实施例二
8请参阅图2，五英寸行星片采用经过热处理的蓝钢，其厚度为0.015英寸(381 jum),其包括第一通孔组21、第二通孔组22、第三通孔组23及中心通孔24(为 了简洁起见，仅在第一通孔组21中的一个通孔上标注了记号，第二通孔组22 及第三通孔组23同理如上)；第一通孔组21、第二通孔组22、及第三通孔组23 中所有通孔均为圆孔，中心通孔24为方孔或圆孔，中心通孔24主要用于安装厚 度石英振荡器^r测的石英片，其尺寸形状与所述石英片配套。
第一通孔组21共包括9个通孔、通孔直径均为30mm，误差O. 13mm以内。9 个通孔的圆心均位于一第一同心圆上，所述第一同心圓与中心通孔24具有相同 的圓心。
第二通孔组22共包4舌9个通孔、通孔直径均为126mm，误差0. 13mm以内。 9个通孔的圓心均位于一第二同心圓上，所述第二同心圆与中心通孔24具有相 同的圓心，行星片边缘与上述所有通孔边缘的最小距离，即第二通孔组22中的 通孔边缘与行星片边缘的最小距离a = 10mm或5mm。
第三通孔组23共包括6个通孔、通孔直径均为50mm，误差O. 13mm以内。6 个通孔的圆心均位于一第三同心圆上，所述第三同心圓与中心通孔24具有相同 的圓心。
所述第 一 同心圆、所述第二同心圆及所述第三同心圓在行星片上并不实际存 在，为了说明第一通孔组21、第二通孔组22、第三通孔组23的位置而引入。
在采用本实用新型提供的行星片研磨薄型硅单晶片的过程中，浆液流量500 士50mL/min,研磨压力0. 35 ± 0. 05Kgf/inch2，磨盘转速45rpm,研磨后薄型硅 单晶片TTV小于2pm，同一车硅片间厚度偏差小于3ym，开孔率约为47.8%, 良率大于98. 5%。实施例三
请参阅图3,六英寸行星片采用经过热处理的蓝钢，其厚度为0. 015英寸(381 iam)，其包括第一通孔组31、第二通孔组32、第三通孔组33及中心通孔34 (为 了简洁起见，仅在第一通孔组31中的一个通孔上标注了记号，第二通孔组32 及第三通孔组33同理如上)；第一通孔组31、第二通孔组32、及第三通孔组33 中所有通孔均为圆孔，中心通孔34为方孔或圆孔，中心通孔34主要用于安装厚 度石英振荡器检测的石英片，其尺寸形状与所述石英片配套。
第一通孔组31共包4舌7个通孔、通孔直径均为30mm,误差O. 13mm以内。7 个通孔的圆心均位于一第一同心圆上，所述第一同心圆与中心通孔34具有相同 的圓心。
第二通孔组32共包括7个通孔、通孔直径均为151mm,误差0. 13mm以内。 7个通孔的圆心均位于一第二同心圆上，所述第二同心圓与中心通孔34具有相 同的圓心，行星片边缘与上述所有通孔边缘的最小距离，即第二通孔组32中的 通孔边缘与行星片边缘的最小距离a = 12mm。
第三通孔组33共包括7个通孔、通孔直径均为50mm,误差0. 13mm以内。4 个通孔的圆心均位于一第三同心圆上，所述第三同心圆与中心通孔34具有相同 的圆心。
所述第 一同心圆、所述第二同心圆及所述第三同心圆在行星片上并不实际存 在，为了说明第一通孔组31、第二通孔组32、第三通孔组33的位置而引入。
在采用本实用新型提供的行星片研磨薄型硅单晶片的过程中，浆液流量500 ±50mL/min,研磨压力0. 4 ± 0. 0SKgf/inch2,磨盘转速45rpm，研磨后薄型硅单 晶片TTV小于2)am，同一车硅片间厚度偏差小于3 jam,开孔率约为52. 5%，良率大于98. 5%。
在上述所有实施例中，磨片机型号均为FUJIKOSHI USP-22B，生产厂家 FUJIKOSHI MACHINERY CORP;研磨砂、均为F01000 # ,生产厂家FUJIMI CORPORATION;悬浮液均为AQUALAP200,生产厂家PROCESS RESEARCH PRODUCTS。
以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案。不脱离本实用新型
精神和范围的任何修改或局部替换，如将通孔的形状由圆孔替换为其他通孔等，
均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1、一种用于加工薄型硅单晶片的行星片，其厚度小于400μm，其特征在于，包括自行星片中心向边缘顺次排布的中心通孔(14)、第三通孔组(13)、第二通孔组(12)、及第一通孔组(11)。
2、 如权利要求1所述的用于加工薄型硅单晶片的行星片，其特征在于所 述第一通孔组(11)至少包含7个通孔，且所述第一通孔组(ll)中所有通孔的中 心位于与所述中心通孔(14)具有相同中心的一第一同心圆上。
3、 如权利要求1所述的用于加工薄型硅单晶片的行星片，其特征在于所 述第二通孔组(12 )至少包含7个通孔，且所述第二通孔组(12 )中所有通孔的 中心位于与所述中心通孔(14)具有相同中心的一第二同心圆上。
4、 如权利要求1所述的用于加工薄型硅单晶片的行星片，其特征在于所 述第三通孔组(13 )至少包含4个通孔，且所述第三通孔组(13 )中所有通孔的 中心位于与所述中心通孔(14)具有相同中心的一第三同心圓上。
5、 如权利要求2或3或4所述的用于加工薄型硅单晶片的行星片，其特征 在于所述第一通孔组(ll)、所迷第二通孔组(12)、及所述第三通孔组(13)中所 有通孔均为圆孔，所述中心通孔(14)为方孔或圆孔。
6、 如权利要求5所述的用于加工薄型硅单晶片的行星片，其特征在于所 述第一通孔组(11)中所有通孔的直径为25~45mm。
7、 如权利要求5所述的用于加工薄型硅单晶片的行星片，其特征在于所 述第二通孔组(12)中所有通孔的直径为101~151mm。
8、 如权利要求5所述的用于加工薄型硅单晶片的行星片，其特征在于所 述第三通孔组(13)中所有通孔的直径为20~126mm。
9、 如权利要求l所述的用于加工薄型硅单晶片的行星片，其特征在于行星片边缘与上述所有通孔边缘的最小距离范围为5-4Omm。
专利摘要本实用新型揭示了一种用于加工薄型硅单晶片的行星片，其厚度小于400μm，包括自行星片中心向边缘顺次排布的中心通孔、第三通孔组、第二通孔组、及第一通孔组，所述第一通孔组至少包含7个通孔，且所述第一通孔组中所有通孔的中心位于与所述中心通孔具有相同中心的一第一同心圆上；所述第二通孔组至少包含7个通孔，且所述第二通孔组中所有通孔的中心位于与所述中心通孔具有相同中心的一第二同心圆上；所述第三通孔组至少包含4个通孔，且所述第三通孔组中所有通孔的中心位于与所述中心通孔具有相同中心的一第三同心圆上。本实用新型的有益效果在于防止行星片产生形变，增加薄型硅单晶片的良率，改善薄型硅单晶研磨片的TTV、Warp、THK等几何参数。
文档编号H01L21/304GK201419354SQ20092007134
公开日2010年3月10日 申请日期2009年4月29日 优先权日2009年4月29日
发明者强 李, 栾兴伟, 黄春峰 申请人:上海合晶硅材料有限公司