顶针安装治具及方法与流程

1.本公开涉及半导体技术领域，尤其涉及一种顶针安装治具及方法。


背景技术：

2.在半导体晶圆制造过程中，半导体晶圆传送到静电卡盘上时，是由静电卡盘上设置的顶针对半导体晶圆进行支撑。在设备保养过程中，会对静电卡盘上的顶针进行拆除或更换，再次安装、矫正时是人工手动操作的。由于顶针质地比较脆，在安装过程中很容易损坏，并且在人为量测过程中很难保证不同的顶针安装在同一高度，不仅效率低下，而且会导致在后续的运行过程中容易产生晶圆取放的水平偏移，导致加工误差或报废，甚至会导致晶圆破碎。


技术实现要素：

3.以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
4.本公开提供了一种顶针安装治具及方法，能够在安装矫正过程中保证顶针的安装高度一致，提高矫正效率，降低碎片风险，提升半导体加工效果和良品率。
5.本公开的第一方面提供了一种顶针安装治具，所述顶针安装治具用于安装静电卡盘上的顶针，包括：
6.定位托盘，可拆卸地设置在静电卡盘的外侧底座上，所述定位托盘设置有安装孔，所述安装孔与静电卡盘上的顶针的安装位置对应设置；
7.安装治具，可拆卸地安装于所述安装孔以调节顶针的安装深度。
8.根据本公开的一些实施例，所述安装治具包括：
9.量测装置，可拆卸地安装于所述安装孔，所述量测装置包括通孔；
10.按压杆，被配置为可设置于所述通孔；根据所述按压杆的高度和所述按压杆与所述量测装置的相对高度，调节所述顶针的安装深度。
11.根据本公开的一些实施例，所述量测装置包括：
12.量杆，可拆卸地安装于所述安装孔，所述量杆包括所述通孔；
13.量块，与所述量杆传动连接，调整所述量块与所述量杆的相对位置，以调整所述按压杆与所述量测装置的相对高度。
14.根据本公开的一些实施例，所述量块套设于所述量杆，所述量块的外径大于所述安装孔的孔径。
15.根据本公开的一些实施例，所述量杆上设置有刻度线。
16.根据本公开的一些实施例，所述量杆为螺杆，所述量块为螺母。
17.根据本公开的一些实施例，所述安装孔包括孔径为第一孔径的第一部分和孔径为第二孔径的第二部分；所述第一孔径与所述量测装置的外径相适配，所述第二孔径与所述按压杆的孔径相适配；
18.所述第二部分靠近所述静电卡盘。
19.根据本公开的一些实施例，所述按压杆包括手柄，所述手柄的外径大于所述通孔的孔径。
20.根据本公开的一些实施例，所述按压杆的高度大于所述量测装置的高度。
21.根据本公开的一些实施例，所述定位托盘上设置有至少两个定位孔，静电卡盘的外侧底座上设置有至少两个定位销，所述定位孔与所述定位销的位置相对应。
22.根据本公开的一些实施例，所述定位托盘上设置有方位标记，所述方位标记与静电卡盘上的方向标记相适配。
23.本公开的第二方面提供了一种顶针安装方法，所述顶针安装方法使用如以上内容所述的顶针安装治具实现，包括：
24.将所述定位托盘安装在静电卡盘的外侧底座上；
25.调节所述安装治具的安装高度到预设值，将所述安装治具放置到所述定位托盘的安装孔处，安装顶针。
26.根据本公开的一些实施例，所述调节安装治具的安装高度到预设值，包括：
27.调节量块到达量杆上的预定位置。
28.根据本公开的一些实施例，所述将所述定位托盘安装在静电卡盘的外侧底座上，包括：
29.将所述定位托盘的定位孔与静电卡盘上的定位销对应安装。
30.根据本公开的一些实施例，在将所述定位托盘的定位孔与静电卡盘上的定位销对应安装之前，还包括：
31.将所述定位托盘上的方位标记与静电卡盘上的方向标记对齐。
32.本公开实施例的顶针安装治具用于安装静电卡盘上的顶针，同时保证顶针的顺利安装和安装效率，可以精确调节顶针的安装深度，保证各顶针的安装深度的一致性，确保顶针所支撑的半导体器件的位置稳定性，避免产生加工误差或报废，提高生产的良品率。
33.在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。
附图说明
34.并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与描述一起用于解释本公开实施例的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本公开的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1是根据一示例性实施例示出的顶针安装治具的结构示意图；
36.图2是根据一示例性实施例示出的图1中的a
‑
a剖面图；
37.图3是根据一示例性实施例示出的安装治具的侧向结构示意图；
38.图4是根据一示例性实施例示出的安装治具的侧向结构示意图；
39.图5是根据一示例性实施例示出的安装治具的侧向结构示意图；
40.图6是根据一示例性实施例示出的安装治具的俯视结构示意图；
41.图7是根据另一示例性实施例示出的图1中的a
‑
a剖面图。
42.附图标记：
43.100、静电卡盘；101、外侧底座；102、定位销；200、顶针；
44.1、定位托盘；11、安装孔；111、第一部分；112、第二部分；12、定位孔；13、方位标记；2、安装治具；21、量测装置；210、通孔；211、量杆；211a、滑轨；211b、滑槽；212、量块；213、刻度线；214、顶丝；215、定位螺栓；22、按压杆；221、手柄。
具体实施方式
45.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
46.本公开提供了一种顶针安装治具及安装方法，用于安装静电卡盘上的顶针，同时提升顶针的安装精度和安装效率，利用定位托盘确保顶针安装位置的精准性，利用可调高度的安装治具保证各顶针的安装深度一致，从而保证顶针所支撑的半导体器件的位置稳定性，保证加工的稳定性和加工精度，避免因顶针安装深度不统一而导致的加工误差甚至报废，提高良品率。
47.图1示出了本公开一种实施例的顶针安装治具的结构示意图，图2示出了图1的a
‑
a剖面示意图。以下结合附图和具体实施方式对本公开提出的顶针安装治具及方法进行说明。
48.综合参照图1
‑
图2所示，本公开所描述的顶针安装治具用于安装静电卡盘100上的顶针200，该顶针安装治具包括定位托盘1和安装治具2，其中，安装治具2用于安装顶针200，保证对顶针200的安全、精确安装，同时保证每个顶针200的安装深度均相同，从而保证顶针200的安装一致性；定位托盘1用于对安装治具2进行定位，以保证安装治具2对顶针200进行精确安装。
49.在一些实施例中，定位托盘1可拆卸地设置在静电卡盘100的外侧底座101上，定位托盘1设置有安装孔11，安装孔11的数量与静电卡盘100上欲安装的顶针200的数量相同，并且安装孔11的位置与静电卡盘100上的顶针200的安装位置一一对应设置。
50.在实际应用中，安装治具2可拆卸地安装于安装孔11，以调节顶针200的安装深度。其操作过程可以如下：先将定位托盘1按预定方向固定到静电卡盘100的外侧底座101上，然后将安装治具2放置到一个安装孔11中，调节安装治具2的安装深度到预定深度位置，再将预定数量的顶针200分别放置到预定安装位置，然后将安装治具2逐一放置到各安装孔11上，对各安装孔11对应的顶针200逐一进行定深安装。
51.在本公开中，安装治具2主要通过定深按压的方式实现对顶针200的精确安装。安装治具2包括量测装置21和按压杆22，其中，量测装置21用于精确调节按压杆22的按压深度，进而调节顶针200的按压深度。
52.在一些可选的实施例中，量测装置21可拆卸地安装于安装孔11，以精确量测按压杆22对顶针200的按压安装深度。
53.图3示出了一种实施例中量测装置21的侧向结构示意图，综合参照图2和图3所示，量测装置21包括通孔210，按压杆22被配置为可设置于通孔210，通过该通孔210来按压安装
顶针200。其中，根据按压杆22的高度和按压杆22与量测装置21的相对高度，调节顶针200的安装深度。
54.在本公开的一些实施例中，量测装置21包括量杆211和量块212，其中，量杆211包括通孔210。量杆211可拆卸地安装于安装孔11，量块212与量杆211传动连接，调整量块212与量杆211的相对位置，以调整按压杆22与量测装置21的相对高度。
55.示例性地，量块212与量杆211之间可以选用滑块与滑轨的组合结构，量块212与量杆211之间通过顶丝或定位螺栓来进行调节限位。图4和图5分别示出了一种实施例中的量测装置21的侧向结构示意图，图6为一种实施例中的量测装置21的俯视结构示意图。例如，在图4所示的实施例中，量块212套设在量杆211上、与量杆211滑动连接，顶丝214穿过量块212、与量杆211紧固连接，实现对量块212和量杆211的相对位置的调节和固定。在图5所示的实施例中，在量杆211的一侧设置有滑轨211a，量块212通过滑轨211a与量杆211滑动连接，定位螺栓215穿过量块212、与量杆211紧固连接，从而将量块212固定在量杆211的预定位置。
56.再例如，在图6所示的实施例中，在量杆211的中部设置一穿透量杆211的滑槽211b，该滑槽211b的长度延伸方向与量杆211的长度延伸方向一致，量块212穿过该滑槽211b、并通过该滑槽211b与量杆211滑动连接，同时，定位螺栓215穿过量杆211的一侧与量块212紧固连接，通过移动量块212在滑槽211b中的位置，并利用定位螺栓215固定，实现量块212与量杆211的相对位置的调整，从而实现该量测装置21的量测深度的调整，达到调节顶针200的安装深度的目的。需要指出的是，在图6所示的实施例中，通孔210不仅设置在量杆211上，而且穿透量块212设置，从而可以保证按压杆22不会受到量块212的影响，既能达到调节按压杆22按压深度的目的，又能够确保按压杆22完成对顶针200的按压安装。
57.在图2所示的实施例中，采用的是图3或图4所示实施例的量测装置21的结构。在本实施例中，量块212套设于量杆211，量块212的外径大于安装孔11的孔径，以通过量块212实现对量杆211伸入安装孔11内的深度的控制，从而控制按压杆22的按压深度，即控制顶针200的安装深度。
58.在本公开中，按压杆22的外径与通孔210的孔径相匹配，并且按压杆22的外径大于或等于顶针200的外径，以保证对顶针200的安全安装，避免顶针200在安装过程中被压碎。示例性地，按压杆22在按压过程中的中心轴线的位置与顶针200的中心轴线在同一条直线上，从而确保顶针200的安全、顺利安装。
59.为便于精确调节按压杆22的按压深度，即精确调节顶针200的安装深度，在本公开中，量杆211上设置有刻度线213。可依据刻度线213，精确调节量杆211与量块212的相对位置，进而达到精确调节顶针200的安装深度的目的。
60.在一个可选的实施例中，如图3所示，量杆211可以选择设置为螺杆，量块212为螺母。其中，量杆211的一侧或相对的两侧可以设置为平面，在该平面上、沿量杆211的长度延伸方向分布刻度线213，从而通过旋转螺杆或螺母，达到调节量杆211与量块212之间的相对位置的目的，进而实现按压杆22的按压深度的调节，实现对顶针200的安装深度的调节。
61.图7示出了图1的另一种实施例的a
‑
a剖面示意图，在这类实施例中，安装孔11包括孔径为第一孔径的第一部分111和孔径为第二孔径的第二部分112；第一孔径与量测装置21的外径相适配，第二孔径与按压杆22的直径相适配。其中，在安装状态下，第二部分112靠近
静电卡盘100。在使用时，量测装置21位于第一部分111内，按压杆22穿过量测装置21的通孔210后，进入第二部分112内，对顶针200进行定深按压安装。
62.在这类实施例中，可以先安装定位托盘1，然后将欲安装的顶针200逐一放入各安装孔11的第二部分112中，再调节好量测装置21的量测深度后，将量测装置21放入安装孔11的第一部分111中，然后利用按压杆22穿过量测装置21向安装孔11的第二部分112内进行按压，对放入安装孔11的第二部分112中的顶针200进行定深安装。
63.在本公开的实施例中，为控制按压杆22的按压深度，按压杆22包括手柄221，手柄221的外径大于通孔210的孔径。通过不会被按压进入通孔210中的手柄221来控制按压杆22的按压范围，从而结合量测装置21的量测深度来控制按压杆22的按压深度，进而精确控制顶针200的安装深度。
64.为实现对顶针200的充分按压安装，按压杆22的高度大于量测装置21的高度，以保证按压杆22的端部能够伸入第二部分112中对顶针200进行按压。
65.在本公开的技术方案中，按压杆22对顶针200的按压安装的安全性和精准性，依赖于定位托盘1的定位精准性。返回参照图1和图2、图7所示，在静电卡盘100的外侧底座101上设置有至少两个定位销102，在定位托盘1上设置有至少两个定位孔12，定位孔12与定位销102的数量和位置相对应，定位托盘1的定位孔12与静电卡盘100的外侧底座101上的定位销102一一对应安装，利用定位孔12和定位销102实现对定位托盘1的定位安装，进而实现定位托盘1上的安装孔11的精准定位，从而达到精准安装顶针200的目的。
66.在一些实施例中，在定位孔12与定位销102匹配安装的过程中，为防止定位孔12与定位销102错位安装，避免安装孔11与顶针200的安装位置发生偏差，可以参考静电卡盘100上的方向标记(图中未示出)，在定位托盘1上设置有方位标记13，方位标记13与静电卡盘100上的方向标记相适配。
67.在实际安装过程中，将定位托盘1上的方位标记13与静电卡盘100上的方向标记的方位对齐，然后再将定位孔12与定位销102一一适配安装，从而完成定位托盘1的安装，保证定位托盘1上的安装孔11与静电卡盘100上的顶针200的安装位置一一对齐，有效提升安装效率和顶针200的安装精确性，避免定位托盘1安装错位而导致的安装效率低下。
68.相适应于上述顶针安装治具，本公开实施例还提供了一种顶针安装方法，该顶针安装方法使用如以上内容所描述的顶针安装治具实现。其操作过程如下：
69.将定位托盘1安装在静电卡盘100的外侧底座101上；
70.调节安装治具2的安装高度到预设值，将安装治具2放置到定位托盘1的安装孔11处，安装顶针200。
71.在安装定位托盘1的过程中，需要将定位托盘1上的安装孔11的位置与静电卡盘100上的顶针200的安装位置一一对应，以便于通过安装治具2对各顶针200逐一进行安装。
72.其中，调节安装治具2的安装高度到预设值，包括：调节量测装置21的量测深度到预设值。在一些实施例中，调节量测装置21的量测深度到预设值，包括：调节量块212到达量杆211上的预定位置。
73.调节量块212到达量杆211上的预定位置(刻度线)后，将量杆211放入安装孔11中，然后再利用按压杆22通过通孔210对该安装孔11对应的顶针200进行定深按压安装。
74.在本公开的顶针安装方法中，将定位托盘1安装在静电卡盘100的外侧底座101上，
包括：将定位托盘1的定位孔12与静电卡盘100上的定位销102对应安装。在此过程中，需要保证定位托盘1上的各安装孔11与静电卡盘100上的各顶针200的安装位置相对应。
75.为提升安装效率，避免安装孔11与顶针200的安装位置不对应的情况发生，在本公开实施例中，在将定位托盘1的定位孔12与静电卡盘100上的定位销102对应安装之前，还包括：将定位托盘1上的方位标记13与静电卡盘100上的方向标记对齐。
76.本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
77.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例性的实施例”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施方式或示例中。
78.在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
79.在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
80.可以理解的是，本公开所使用的术语“第一”、“第二”等可在本公开中用于描述各种结构，但这些结构不受这些术语的限制。这些术语仅用于将第一个结构与另一个结构区分。
81.在一个或多个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的多个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的结构。在下文中描述了本公开的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本公开。但正如本领域技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本公开。
82.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。