TW200301951A - Wafer lift pin for manufacturing a semiconductor device - Google Patents

Description

200301951 五、發明說明（1) 一、 【發明所屬之技術領域】 本申請案主張於20Π9&·! 2002-02093號之韓國專利月^日在韓國申請第 全面參考之方式併入。申明案的優先權，此案在此係以 本發明係關於—插^ 、， 是關於-種在用於掣$车：&半導體裝置的設備，特別 晶圓之升降銷衣導體裝置之腔室内上下移動— 二、 【先前技術】 在技術領域中，新好极 樣化大型積體電路（LSI ; u:已主動地破實現，而多 circuit)，朽I 洛办丄 r§e scale integrated 例超大型積體電路（ultra large — seale integrated circuit · Τϊτ cm、 ★ 、 Se scale 而發展起來。換古之：由’亦因為新材料的快速發展 置之絶緣層、半導體層及導體声 導體衣 地發展於技術領域中，因此吾义可取得諸如：料已經廣泛 路（ULS I )之大型積體電路（Ls丨） ' .σ 3大型積體電 重複沉精及rΪΓΓΪ 丰導體裝置-般係藉由 稷/儿積及圖案化之製程來製作。這 室型式之處理模組的真空環境下實行。f、㊉疋在—腔 圖1係一用於製造半導體裝置之典型 組的剖面視圖。圖1中’處理模組i 〇具有 ：2理拉 曰曰 材2反應材料之供應單元5。。腔室;。至係^ ‘二：：#貝及圖案化處理的地方。供應單元50儲存了； :末？料及反應材料且供應這些材料至腔室2 :乳 囫1之表面。氣體來源材料及反應材料係透過供應管56里而 200301951

’供應苔5 6係將腔室2 〇連接至供靡單元 係用來自腔室20中釋放内部氣體ΐ控制腔 ，為此，一泵「Ρ」係被連接至排氣管24 2 0中之晶座3 0通常係由石墨或氮化鋁所製 晶圓1。晶圓1的表面處理過程將簡短敘述 1從腔至2 0外部被放置於晶座3 〇上，且腔 外部大氣隔絕時，腔室2 〇之内部條件係由 泵「Ρ」所控制。此後，來源及反應材料 透過供應管56供應至腔室2〇，以利用來源 學反應來處理晶圓1。 五、發明說明（2) 供應入腔室2 〇中 5 〇。一排氣管2 4 室20之内部塵力 之'端。一腔室 成，且其上承載 於後。一旦晶圓 室2 0被關閉而與 排氣管2 4末端的 係從供應單元50 及反應材料之化 w 1ί接至供應管56之一端之注射器22，係用來將來源 Μ材料均勻地分佈及分散至腔室20之各個方向上。晶 内具有—内部加熱器34用以加熱晶圓ι並藉以加速來 ^反應材料的化學反應。複數升降鎖42係穿過晶座30而 形成’用以上下移動晶圓1。 圖2係相關技術之一晶座3 〇及複數晶圓升降銷“之立 圖，而圖3係沿著圖2之Η線之晶座30及晶圓升降銷 白、』面視圖。為了敘述用以處理晶圓i表面之腔室2 〇之 2部分的典型結# ’内部具有圖1之加熱器34之晶座30 糸'置放於腔至2 〇之中心，而複數升降銷4 2係穿過晶座3 〇 :^成’帛以上下移動晶圓i。晶圓i係被裝載於晶座3 〇上 ^地理’且複數導銷（未顯示）係形成在晶圓1之周圍以避 ft圓1自#升降銷42上滑動及掉落。導鎖及升降銷之數目 可刀別為一或四’但可依許多不同條件而作多樣的改變。 200301951 五、發明說明（3) 一旦升降銷4 2被外部驅動裝置（未顯示）向上移動後， 一機械手臂（未顯示）會從腔室2 〇外將晶圓1裝載至升降銷 42上，然後晶圓1會被下降至晶座3〇之一中心而處理。因 為晶圓1需要被裝載至晶座3 〇之中心以進行晶圓1表面的適 當處理’因而導銷（未顯示）係被形成於晶圓1之周圍以協 助晶圓1得以被置放於晶座3 〇之一中心。 然而’由於相關技術的升降銷4 2具有如圖3所示的一 單獨本體結構因而具有很多下列缺點。第一、因為相關技 術之升降銷42具有一相當大的直徑，例如幾近6mm，因而 不旎在熱敏處理中使用。第二、因為升降銷4 2之直徑很 大’晶圓1之底部表面會留有升降銷4 2為支撐晶圓1而與晶 ，1接觸的記號。因此，在處理的進行中，在區域「A」與 區域「B」之間會產生差異。區域「a」是升降銷42接觸的 地方’而區域「B」是升降銷42未接觸的地方。通常性 地在進行處理的時候，這兩個區域會顯現出一個非常大 的差異。在進行處理時，區域「A」及區域「b」之間的差 異對於半導體裝置的均勻性會有一不好的影響且會因此降 低產出之半導體裝置的品質。第三、當升降銷4 2斷裂或需 要換新時，必須將整個升降銷42之本體替換掉，而這不符 合經濟效益。 二、【發明内容】 夂因此’本發明係直指一半導體裝置製造設備之一晶圓 升降銷組件，其實質地排除了 一個或多個導因於相關技術 之限制及缺點的問題。

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n . 1個j占係k供一種用於製造半導體裝置的 晶圓升降銷組件，其包含一下 了宁股衣置的 ,一 L 4下升降銷、一下升降銷引導 件' 上升降銷及一上升降銷引導件。 j發明 < 另-優點在於提供一種使用 置設備，其具有-處理腔室、-承載晶圓iL; -曰曰圓升PM肖組件，其具有—下升降銷、-下升降銷引導 件 上升降銷及一上升降銷引導件。 在底下的敘述中，吾人將提出本發明額外的特性及優 點羽其中部分可直接從敘述中來了解或藉由發明的實施來 學白。本發明之目的及其他優點將藉由文中敘述及申請專 利範圍及隨附的圖形來實現及達成。 為了達成本發明上述及其他優點，如同文中實施及廣 泛欽述的一般，一種用於製造半導體裝置之設備的一晶圓 升降銷組件包含一下升降銷，係藉由一外部驅動裝置來驅 動其向上及向下；一下升降銷引導件，其導引該下升降銷 向上及向下移動；一上升降銷，其與該下升降銷接觸，該 上升降銷係藉由該下升降銷而驅動其向上及向下；及一上 升降銷引導件，其導引該上升降銷向上及向下移動。該上 升降銷之一直徑係介於1 · 5mm及2· 5mm之間且該下升降銷之 一直徑介於2· 5mm及3. 5mm之間。外部驅動裝置係選自於一 氣缸及一馬達。該上升降銷及該下升降銷係由陶瓷材料所 製成。

一種用於製造使用晶圓之半導體設備，包含一腔室 圓係於該腔室中處理；一晶座，該晶圓係被裝載於 其

第8頁 五、發明說B月（5) t ，晶圓升降 置來驅動其向上一 4，係藉由一外部驅動裝 升降銷向上及向I 一 y升降銷引導件，其導引該下 觸，該上升_ ^ = 升降銷，其與該下升降銷接 上升降錦引導件…引該上二：：= =向下；及- 吾人應了解的是前面的-^: t 移動。 兩者係為了例示及說明用，心下的詳細敘述 一步說明。 。曰在於k供所載發明之進 四、【實施方式】 m R下总將士參知^附的圖式來詳細說明本發明之實施例。 P, ^ 發明之一晶座及複數晶圓升降銷的立體視 ί著ΐ所示，一晶圓101係裝載在升降銷142上且在開始 ^曰曰圓1 〇 1的一特定時間内，晶圓1 0 1係藉由升降銷1 42 二維持向上。這是為了避免晶圓丨〇 i在開始進行裝載處理 牯’因為晶座1 3 0及晶圓1 〇 1之間的大溫度差而翹曲。換言 之’因為晶座1 3 0受安裝在晶座1 3 0内之加熱器（未顯示）之 影響而具有一高溫度，而從冷的外部環境被裝入腔室（未 顯示）之晶圓1 0 1具有一相當低的溫度，所以在晶圓丨0 1被 放入腔室（未顯示）後，晶座1 3 〇及晶圓1 〇 1在一短暫時間内 的突然接觸會讓晶圓1 〇 1因熱應力而產生魅曲。因此，晶 圓101在被裝載至晶座130上之前需要進行預先熱處理，以 避免溫度突然從晶座1 3 0傳送至晶圓1 〇 1。複數支撐晶圓 1 〇 1底部的升降銷1 4 2可藉由一外部驅動裝置（未顯示）來上

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下移動。舉例而古， 卜t 、 & # > 5 一乳缸或馬達可被選用來作為外部驅 1 t ΐ m 3數導銷（未顯示）更形成於晶圓1 0 1之周圍，以 避免日日圓1 0 1從晶座丨3 0上滑落。 圖^係本發明一晶圓升降銷組件1 4 0之一分解視圖。如 回所不，本發明之升降銷組件140包含一上升降銷142a、 增:升IV銷142b、一上升降銷引導件145a及一下升降銷引 V 4 145b。上升降銷引導件145 &係用來引導上升降銷i42a 向上及向下移動而下升降銷引導件145b係用來引導下升降 銷向上及向下移動。 圖7顯示晶座130及晶圓升降銷組件140沿著圖5之 Π I I的、剖面視圖。如圖7所示，本發明之升降銷1 4 2具有 上升降銷142a及下升降銷142b。下升降銷U2b係被連接至 夕外部驅動裝置（未顯示）且藉由外部驅動裝置向上及向下 移動。當下升降銷丨42b從外部驅動裝置接收一驅動力時， I升卩牛鎖便會推進上升降銷1 4 2 a向上或向下。上升降銷引 導件145a係被組裝至下升降銷引導件145b中且上下升降銷 引導件145a及145b之組件145係被裝設至晶座13〇之内部， 如圖7所示。 相較於相關技術之升降銷’本發明之升降銷1 4 2具有 下列優點。第一、相關技術之升降銷具有一相當大的直 极’例如幾近6mm，因此並不適合用於熱敏處理。為了克 服這個大直徑升降銷的缺點，必須將升降銷之直徑減小。 ;、、、；而’右升降銷太細便不能承受對抗外部驅動裝置（未顯 不）之驅動力。因此，升降銷之直徑之減小有一限制存

第10頁 200301951 五、發明說明（7) 。然而，j 被連接至外A本發明的情況中’因為下升降鎖142b係直接 向上及向下^驅動袭置而自外部驅動裝置接收一驅動力來 可被減小至^ ^上升降銷142a ’因此上升降銷142a之直徑 關係，本發明近2mm。因此，由於升降銷142具有小直徑的 降銷所造^的^升降銷可用在熱敏處理中。此外.，熱對升 第二、因 勺傷害可因為升降銷1 4 2直徑的減小而降低。 以并降雜1 ί 3中相關技術的升降銷42具有一大直徑，所 在進行處i日士 ίί晶圓101底部接觸的地方留下記號。這 間引起-局部m銷ΐ觸區域及升降銷未接觸區域之 的差異會對•導# :罢?進行處理時在曰曰曰圓1〇1表面上 低製造之半ΐ體；ϋ”性產生很大的影響並因此降 圓101底部表面的接觸Λ貝。然而，因為升降銷142與晶 ^ ^ ^ ,门、接觸區域可藉由減小上升降銷1 42a的直 $ # π # $ ί此升降銷142a在晶圓1 〇 1底部表面上所留的 5己就可被減小至如圖2 % - 王如圖8所不。一區域「A」係上升降銷142a 接觸的地方而一區诗「R 人」你上开P牛鈉iwa 方。tl·，n 4 < B」係上升降銷1 42a未接觸的地 ^ 077 i、又降銷在晶圓1 0 1底部表面所留的記號 結構之相關技術升降銷之本體因為斷 換新時，只須輕易地將升降銷組件14 0之要更換而 新。舉例而言，若上升降銷]列〇士 辦展#刀狭 升降銷1 42a換上新的升降銷。因衣I1輕易地將上 本發明之升降銷1 42會較相關技欠、、經濟上的目的’ 干又々日關技術升降銷更來得合適利

200301951 五、發明說明（8) 用。此外，當升降銷1 4 2之尺寸及形狀因應許多的變化條 件而需要被修改時，只須變化上升降銷1 4 2 a就能滿足這些 變化條件。 儘管本發明之較佳實施例中的升降銷1 4 2數目為4，然 而吾人仍可依據許多不同的情況及必要來多樣地變換此一 數目。 如前所述，依照工作條件的變化，吾人可輕易地改變 升降銷的尺寸及形狀。此外，升降銷在晶圓丨〇 1底部表面 所留下的記號「A」可被減小以使晶圓1 ο 1的均勻處理可以 被達成。此外，當升降銷組件1 4 0的各個部分斷裂時，藉 由選擇性地替換需要替換的部分’吾人可更容易地來完0成 替換。 在本發明的製作及應用中 的是只要不脫離本發明之精神 修正是可以被進行的。因此， 附申請專利範圍及其等效設計 ’、，習此項技術人士當了解 或fc圍’各種不同的變化及 ^么明思欲包含本發明在後 範圍内的修正及變化。 200301951 圖式簡單說明 五、【圖式簡單說明】 圖1係一用於製造半導體裝置之典型腔室型式處理模 組的剖面視圖； 圖2係相關技術之升降銷之一晶座及複數晶圓升降銷 的立體視圖； 圖3係晶座及晶圓升降銷沿著圖2之線I - I的剖面視圖； 圖4係在一腔室中利用典型晶圓升降銷來處理之晶圓 的底部視圖；

圖5係本發明之一晶座及複數晶圓升降銷的立體視圖； 圖6係本發明晶圓升降銷組件的分解視圖； 圖7係晶座及晶圓升降銷組件沿著圖5之線I I - I I的剖 面視圖； 圖8係在一腔室中利用本發明之晶圓升降銷組件處理 之晶圓的底部視圖。 元件符號說明： 1晶圓

1 0 處理模組 20腔室 2 2 注射器 24排氣管 3 0晶座 3 4加熱器 4 2 升降銷

第13頁 200301951 圖式簡單說明 5 6供應管 1 0 1晶圓 1 3 0晶座 1 4 0 晶圓升降銷組件 1 4 2 升降銷 142a上升降銷 1 4 2 b 下升降銷 1 4 5 組件

14 5a上升降銷引導件 145b 下升降銷引導件

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Claims (1)

1. 200301951 六、申請專利範圍 1. 一種用於製造半導體裝置之設備的晶圓升降銷組 件，包含： 一下升降銷，係藉由一外部驅動裝置來驅動其向上及 向下； 一下升降銷引導件，其導引該下升降銷向上及向下移 動； 一上升降銷，其與該下升降銷接觸，該上升降銷藉由 該下升降銷來驅動其向上及向下；及 一上升降銷引導件，其導引該上升降銷向上及向下。 2. 如申請專利範圍第1項之用於製造半導體裝置之設 備的晶圓升降銷組件，其中該上升降銷之直徑係介於 1.5mm 及2. 5mm 之間。 3. 如申請專利範圍第1項之用於製造半導體裝置之設 備的晶圓升降銷組件，其中該下升降銷之直徑係介於 2. 5mm 及3. 5mm 之間。 4. 如申請專利範圍第1項之用於製造半導體裝置之設 備的晶圓升降銷組件，其中該外部驅動裝置係由一氣缸及 一馬達所選出。 5c 如申請專利範圍第1項之用於製造半導體裝置之設 備的晶圓升降銷組件，其中該上升降銷及該下升降銷係由 陶瓷材料所製成。 6. 一種使用晶圓之半導體裝置的製造設備，包含： 一腔室，該晶圓係於該腔室中處理； 一晶座，該晶圓係被裝載於其上；及

   200301951 六、申請專利範圍 一晶圓升降銷組件，用以上下移動該晶圓，該晶圓升 降銷組件包含： 一下升降銷，係藉由一外部驅動裝置來驅動其向 上及向下； 一下升降銷引導件，其導引該下升降銷向上及向 下移動； 一上升降銷，其與該下升降銷接觸，該上升降銷 藉由該下升降銷來驅動其向上及向下；及 一上升降銷引導件，其導引該上升降銷向上及向

   下移動。 7. 如申請專利範圍第6項之使用晶圓之半導體裝置的 製造設備，其中該上升降銷之直徑係介於1.5mm及2. 5mm之 間。 8. 如申請專利範圍第6項之使用晶圓之半導體裝置的 製造設備，其中該下升降銷之直徑係介於2 . 5 m m及3. 5 m m之 間。

   9. 如申請專利範圍第6項之使用晶圓之半導體裝置的 製造設備，其中該外部驅動裝置係由一氣缸及一馬達所選 出。 10. 如申請專利範圍第6項之使用晶圓之半導體裝置 的製造設備，其中該上及下升降銷係由陶瓷材料所製成。

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