TW201641209A - 工件夾持器 - Google Patents

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田季弘
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68721—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by edge clamping, e.g. clamping ring

Abstract

一種工件夾持器，其包括一內環。內環的內緣可分為一圓弧部與兩個第一直線部。第一直線部彼此相連且位於圓弧部的缺口。圓弧部具有一圓心。第一直線部在一連接點彼此相連。圓心至連接點的連接線與各第一直線部的夾角為大於約90度且小於約93度。

Description

工件夾持器
本發明是有關於一種半導體零件，且特別是有關於一種工件夾持器。
薄膜沉積技術已是半導體產業所廣泛應用的技術之一。薄膜沉積技術可分為物理氣相沉積(physical vapor deposition；PVD)以及化學氣相沉積(chemical vapor deposition；CVD)。前者主要是藉由物理現象進行薄膜沉積，而後者主要是以化學反應的方式進行薄膜沉積。而無論是何種方式之氣相沉積均需於一沉積機台上進行相關製程。
通常，沉積機台上的晶圓夾持器會先固持晶圓，而後進行晶圓表面的沉積製程。然而，當沉積機台的晶圓夾持器產生偏移時，會造成壓邊異常而影響晶圓的沉積結果，甚至造成良率降低。
有鑒於此，本發明提供一種改良的工件夾持器，藉由控制其內環的平邊為特定角度，可有效改善習知的壓邊異常現象。
本發明提供一種工件夾持器，包括一內環，其中內環的一內緣分為一圓弧部與二第一直線部，第一直線部彼此相連且位於圓弧部的缺口，圓弧部具有一圓心，第一直線部在一連接點彼此相連，圓心至連接點的連接線與各第一直線部的夾角為大於約90度且小於約93度。
在本發明的一實施例中，上述圓心至連接點的連接線與各第一直線部的夾角為大於約90度且小於等於約92度。
本發明的一實施例中，上述圓心至連接點的連接線與各第一直線部的夾角為約91~92度。
本發明的一實施例中，上述內環的一底面包括鄰接內緣的環狀平面與自環狀平面的外側延伸的環狀斜面。
本發明的一實施例中，上述環狀平面與環狀斜面之間的夾角為約115~125度。
本發明的一實施例中，上述內環的一外緣具有分開的二第二直線部。
本發明的一實施例中，上述第一直線部與第二直線部的一者相對配置。
本發明的一實施例中，上述第一直線部的長度相同。
本發明的一實施例中，上述第一直線部的長度不同。
本發明的一實施例中，上述工件夾持器更包括一外環，用以接合內環。
基於上述，本發明藉由限定工件夾持器的內環的平邊為特定角度，可減少內環偏移，進而減少產品異常、降低維修成本、並提高機台穩定性。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
1‧‧‧氣相沉積機台
10‧‧‧工件夾持器
12‧‧‧工件承載台
14‧‧‧工件
14a‧‧‧平邊
100‧‧‧內環
100a‧‧‧內緣
100b‧‧‧外緣
100c‧‧‧底面
102、110、112‧‧‧圓弧部
103‧‧‧圓心
104、106‧‧‧第一直線部
105‧‧‧連接點
108‧‧‧連接線
114、116‧‧‧第二直線部
118、122‧‧‧環狀平面
120‧‧‧環狀斜面
123‧‧‧階梯部
200‧‧‧外環
θ1、θ2‧‧‧夾角
D‧‧‧直徑
圖1A是依照本發明一實施例所繪示的一種工件夾持器的內環的上視示意圖。
圖1B沿圖1A的I-I線所繪示的剖面示意圖，其下方為局部放大圖。
圖2A是依照本發明一實施例所繪示的工件夾持器於機台閒置位置時的剖面示意圖。
圖2B是依照本發明一實施例所繪示的工件夾持器於機台操作位置時的剖面示意圖。
圖3A是依照本發明一實施例所繪示的工件與工件夾持器的內環於無偏移狀態時的上視示意圖。
圖3B是依照本發明一實施例所繪示的工件與工件夾持器的內環於偏移狀態時的上視示意圖。
圖1A是依照本發明一實施例所繪示的一種工件夾持器的內環的上視示意圖。圖1B沿圖1A的I-I線所繪示的剖面示意圖，其下方為局部放大圖。
請參照圖1A與1B，工件夾持器10包括一內環100。內環100的一內緣100a分為一圓弧部102與兩個第一直線部104、 106。
第一直線部104、106彼此相連且位於圓弧部102的缺口。圓弧部102具有一圓心103。第一直線部104、106在一連接點105彼此相連。圓心103至連接點105的連接線108與第一直線部104、106的每一者的夾角θ1為大於約90度且小於約93度。在一實施例中，夾角θ1為大於約90度且小於等於約92度。在另一實施例中，夾角θ1為約90~92度。更具體地說，夾角θ1可為90.1度、90.2度、90.3度、90.4度、90.5度、90.6度、90.7度、90.8度、90.9度、91.0度、91.1度、91.2度、91.3度、91.4度、91.5度、91.6度、91.7度、91.8度、91.9度、92.0度、92.1度、92.2度、92.3度、92.4度、92.5度、92.6度、92.7度、92.8度或92.9度，或者上述任意兩端點之間的任意數值。
在本發明中，第一直線部104、106構成本發明的內環100的「平邊」。雖然實質上第一直線部104、106並非構成直線狀平邊而是構成略為內凹狀的V形，但本文中仍以平邊來描述之。
在一實施例中，第一直線部104、106的長度可相同，則圓心103至連接點105的連接線108與第一直線部104、106的每一者的夾角θ1相同。換言之，第一直線部104、106相對於連接線108為對稱配置。此時，第一直線部104、106之間的夾角可為2×θ1。然而，本發明並不以此為限。
在另一實施例中，第一直線部104、106的長度可不同，則圓心103至連接點105的連接線108與第一直線部104、106的每一者的夾角θ1不同。換言之，第一直線部104、106相對於連接線108為非對稱配置。
當本發明的工件夾持器10應用於六吋工件(例如六吋晶圓)時，第一直線部104、106的每一者的長度為約33~35微米(例如約34微米)，且圓弧部102的直徑D為約143~146微米(例如約144微米)。當然，若本發明的工件夾持器10應用於其他尺寸的工件時，第一直線部104、106的長度與圓弧部102的直徑也可以因應調整。
此外，如圖1B所示，內環100的一底面100c包括環狀平面118、環狀斜面120以及環狀平面122。環狀平面118鄰接內緣100a。環狀斜面120自環狀平面118的外側延伸且與另一環狀平面122鄰接。此外，環狀平面118與環狀斜面120之間的夾角θ2為約115~125度，例如約120度。環狀斜面120的設置是為了工件對準用。當工件上升至機台操作位置時，若未直接定位到環狀平面118與環狀斜面120的交界處(可視為對準點)，仍可藉由環狀斜面120而滑至對準點，使工件的邊緣與環狀平面118接觸。
另外，如圖1A所示，內環100的一外緣100b可分為彼此分開的圓弧部110、112以及第二直線部114、116。圓弧部110、112與第二直線部114、116交替配置。更具體地說，外緣100b具有依序配置的圓弧部110、第二直線部114、圓弧部112以及第二直線部116。
在一實施例中，外緣100b的圓弧部110、112的圓心即為內緣100a的圓弧部102的圓心，如圖1A所示，但本發明並不以此為限。在另一實施例中，外緣100b的圓弧部110、112的圓心與內緣100a的圓弧部102的圓心並不重疊。此外，內環100的內緣100a的第一直線部104、106與外緣100b的第二直線部114 相對配置。
圖2A是依照本發明一實施例所繪示的工件夾持器於機台閒置位置時的剖面示意圖。圖2B是依照本發明一實施例所繪示的工件夾持器於機台操作位置時的剖面示意圖。
氣相沉積機台1可包括工件夾持器10以及工件承載台12。工件夾持器10位於工件承載台12上方。氣相沉積機台1可為物理氣相沉積機台或化學氣相沉積機台。在一實施例中，氣相沉積機台1可為鎢金屬化學氣相沉積機台(tungsten(wolfram)chemical vapor deposition；WCVD)。工件夾持器10可包括內環100以及外環200。內環100以及外環200的材料可包括陶瓷。
當氣相沉積機台1處於閒置(idle)狀態時，如圖2A所示，工件14處於機台閒置位置，即位於工件承載台12上，且內環100座落在外環200上。更具體地說，內環100的外側的階梯部123(如圖1B的放大圖所示)與外環200的內側的階梯部彼此對應，使內環100以及外環200接合在一起。在一實施例中，工件14可為具有平邊的六吋晶圓，且當工件14處於機台閒置位置時，工件14的平邊對應於內環100的內緣100a的第一直線部104、106。
當氣相沉積機台1處於操作(active)狀態時，如圖2B所示，工件承載台12承載著其上的工件14一起上升，直到接觸到內環100的環狀平面118後，工件14舉起內環100一起上升到機台操作位置，以進行工件14的表面沉積製程。
特別要說明的是，當工件14舉起工件夾持器10的內環100一起上升到機台操作位置時，內環100可能會因與工件14之 間的撞擊而略微移動，但因為其內緣100a的第一直線部104、106的特殊設置，內環100的偏移程度受限，故不會偏移到造成產品的壓痕異常，如無壓痕或壓痕面積太大。
更具體地說，當工件14與工件夾持器10的內環100均處於無偏移狀態時，工件14的平邊14a與內環100的第一直線部104、106大致對應，如圖3A所示。此外，雖未繪示於圖3A，外環的第二直線部114與工件14的平邊14a亦大致對應。
而當工件14與/或工件夾持器10的內環100處於偏移狀態時，因內環100之外緣100b的第二直線部114、116會頂到外環200停住，因此停止內環100的旋轉，且因為內環100的第一直線部104、106的特殊設置，使其生產之工件14得已在規格內，如圖3B所示。
發明人發現，如圖1A所示，當連接線108與第一直線部104、106的每一者的夾角θ1為90度時(即內環100的平邊呈直線狀時)，改善效果有限，仍會有內環偏移發生。當連接線108與第一直線部104、106的每一者的夾角θ1為91~92度時(即內環100的平邊呈略為內凹狀時)，改善效果佳。而當連接線108與第一直線部104、106的每一者的夾角θ1為93度時，會造成產品的部分邊緣無壓痕。因此，當連接線108與第一直線部104、106的每一者的夾角θ1為大於約90度且小於約93度時，具有不可預期的功效，可明顯改善工件夾持器10的內環偏移現象。
綜上所述，本發明藉由限定工件夾持器的內環的平邊為特定角度，可減少內環偏移，進而減少產品異常、降低維修成本、並提高機台穩定性。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧工件夾持器
100‧‧‧內環
100a‧‧‧內緣
100b‧‧‧外緣
102、110、112‧‧‧圓弧部
103‧‧‧圓心
104、106‧‧‧第一直線部
105‧‧‧連接點
108‧‧‧連接線
114、116‧‧‧第二直線部
θ1‧‧‧夾角
D‧‧‧直徑

Claims (10)

  1. 一種工件夾持器，包括：一內環，其中該內環的一內緣分為一圓弧部與二第一直線部，該些第一直線部彼此相連且位於該圓弧部的缺口，該圓弧部具有一圓心，該些第一直線部在一連接點彼此相連，該圓心至該連接點的連接線與各該第一直線部的夾角為大於90度且小於93度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的工件夾持器，其中該圓心至該連接點的連接線與各該第一直線部的夾角為大於90度且小於等於92度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的工件夾持器，其中該圓心至該連接點的連接線與各該第一直線部的夾角為91~92度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的工件夾持器，其中該內環的一底面包括鄰接該內緣的一環狀平面與自該環狀平面的外側延伸的一環狀斜面。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的工件夾持器，其中該環狀平面與該環狀斜面之間的夾角為115~125度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的工件夾持器，其中該內環的一外緣具有分開的二第二直線部。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的工件夾持器，其中該些第一直線部與該些第二直線部的一者相對配置。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的工件夾持器，其中該些第一直線部的長度相同。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的工件夾持器，其中該些第一 直線部的長度不同。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的工件夾持器，更包括一外環，用以接合該內環。
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