TW511217B - Wafer retaining device - Google Patents

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TW511217B
TW511217B TW089117680A TW89117680A TW511217B TW 511217 B TW511217 B TW 511217B TW 089117680 A TW089117680 A TW 089117680A TW 89117680 A TW89117680 A TW 89117680A TW 511217 B TW511217 B TW 511217B
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protrusion
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fork
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TW089117680A
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Tetsuya Nakai
Fumitomo Kawahara
Makoto Saito
Yasuhiko Kawamura
Makoto Shinohara
Original Assignee
Mitsubishi Material Silicon
Mitsu Engineering & Amp Ship B
Shinku Giken Co Ltd
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Description

511217 五、發明說明（1) * 本發明係關於適合於在矽晶圓之熱處理時使用，特別 是適合於製作SIMOX(Separation by IMplanted OXygen) 晶圓時之高溫退火處理時使用之晶圓之保持具。 以往揭示有一種，大致成平行狀配設多數支柱，藉安 裝在此等支柱之晶圓支持板保持矽晶圓，並且在上述支持 板形成切除成凹狀之缺口之晶圓保持裝置（日本國特開平5 -1 1 4 6 4 5號）。此裝置之晶圓支持板係由S i C燒結體等之高 融點陶竞形成。在如此構成之晶圓保持裝置’因為是要將 晶圓載置於安裝在支柱之晶圓支持板上插入電氣爐内，因 此晶圓支持板與晶圓之接觸面積會增大。其結果，負載不 會集中加在晶圓之一部分，因此，可以防止熱處理時之晶_ 圓之塑性變形。 同時，因為在晶圓支持板形成缺口 ，不僅可以達成裝 置整體之輕量化，又可以使用夾鉗等夾入失出石夕晶圓。 惟，上述特開平5 - 1 1 4 6 4 5號公報所揭示之晶圓保持裝 置，由於在晶圓支持板形成缺口 ，支持板變成對此支持板 之中心不是點對稱，因此在製造此支持板時有時會在缺口 之部分扭曲。因此，將矽晶圓載置於支持板時，有時晶圓 會接觸到缺口之緣部，而因熱處理時之熱應力等在晶圓之 結晶中產生所謂滑動（s 1 i p ) 之結晶缺陷。 為了解決這種缺陷，揭示有一種，在配設於上板及下# 板間之支柱，成裝卸自如狀安裝環狀之碳化矽質構成之晶_ 圓支持體之半導體縱型擴散爐用工模（日本國特開平6 - 1 6 3 4 4 0號）。此工模係藉上述晶圓支持體將晶圓之周緣部支持
C:\Program Files\patent\FCP-9116.ptd 第5頁 511217 五、發明說明（2) ' 成水平狀。 在如此構成之半導體縱型擴散爐用工模，因為是對晶 圓外周均一配置晶圓支持體，且增加晶圓支持體之面積， 因此可以減少作用於晶圓支持體之面壓，且使負載分散。 其結果，可以防止在晶圓發生滑動。 惟，上述特開平6 - 1 6 3 4 4 0號所揭示之半導體縱型擴散 爐用工模，當晶圓之外周緣接觸到晶圓支持體時，因為晶 圓外周部之表面下垂之影響，要在外周緣均等保持晶圓十 分困難，晶圓仍有產生滑動之可能。 本發明之第1個目的在提供，可防止在製造保持具本 體時之保持具本體之扭曲，可藉此抑制在晶圓發生滑動之< 晶圓保持具。 本發明之第2個目的在提供，可阻止晶圓外周緣接觸 到保持具本體，可藉此抑制在晶圓發生滑動之晶圓保持 具。 本發明之第3個目的在提供，能夠以同一個保持具本 體確貫保持直徑不相同之晶圓而位置不會偏移之晶圓保持 具 。 本發明之第4個目的在提供，能夠順暢進行將晶圓載 置於保持具本體之作業，及卸下之作業之晶圓保持具。 申請專利範圍第1項之發明係如第1圖及第3圖所示， 具備有可在上面載置晶圓2 2之保持具本體2 3，保持具本體 2 3被插入形成在熱處理爐1 0内之多數保持具用凹溝1 4，而 保持成水平之晶圓保持具。
C:\Program Fi1es\patent\FCP-9116.ptd 第6頁 31121/ 五、發明說明（3) m & ί具f徵之架構是，保持具本體23被形成為無缺口之 ! ^二呆持具本體2 3形成有以此保持具本體2 3之軸線為 ::向延伸，i向上方突出之環狀之突起24，晶 亩〆 ^犬起24上面而載置於保持具本體23，晶圓22之 ^ =為D %犬起突起24之外徑在〇. 5D〜〇. 98d 晶圓22之外周緣不會接觸到突起24。 U内使 23被範圍第1項之晶圓保持具，其保持具本體 為热缺口之圓板狀，，亦即，保持 =;2:9稱狀，因此，在製作保持具本㈣時可2 突起24^ί ^ ΐ生扭曲:其結果，晶圓22可均一接觸在 #，m Β η μ，t此，晶圓2 2幾乎不會發生内部應力。同《 圓22不會發生滑動。5^ θ可均專保持晶圓22，因此晶 ，者，本說明書内之「缺口」係指到達保持呈本俨 ::口口: ΐ i ΐ:，形成在保持具本體外周緣之深度“ 持具ί體43曲…口不止保 之發明，、特項進之專利範圍第1項 = 成有向出之二上= 上逆夕數突起24a、24h之所古空如 2 4a、24b均較上述凸狀環26低，最外侧之突起仏最高， 第7頁 C:\Program Files\patent\FCP-9116.ptd 511217 五、發明說明（4) ^ 且愈往内側依次降低高度。 申請專利範圍第2項之晶圓保持具在將直徑大之晶圓 2 2載置於保持具本體2 3時，此晶圓2 2會接觸到最外侧之突 起24a上面，此晶圓22之外周面由凸狀環26之内周面阻止 其向水平方向偏移。另一方面，將直徑小之晶圓2 7載置於 保持具本體2 3時，此晶圓2 7會接觸到内側之突起2 4 b上面 ，同時，此晶圓2 7之外周面由最外側之突起2 4 b之内周面 阻止其向水平方向偏移。此結果，可以藉同一保持具本體 2 3將直徑不相同之晶圓2 7確實保持在一定之位置而不會偏 移。 申請專利範圍第3項之發明，係如申請專利範圍第1項馨 或第2項之發明，其特徵在於，進一步如第1圖所示，突起 (24)之上面經過平面加工。 此申請專利範圍第3項之晶圓保持具，因為其突起 (24)之上面經過平面加工，CVD處理時因粒子成長等而產 生在突起2 4上面之凸部被去除變成很光滑。其結果，將晶 圓22載置於突起24上時，晶圓22會均一接觸於突起24之上 面，晶圓2 2幾乎不會發生内部應力，亦即，晶圓2 2之面壓 減少，且晶圓2 2之負載被分散，因此，不會在晶圓2 2發生 滑動。 申請專利範圍第4項之發明，係如申請專利範圍第3項g 之發明，其特徵在於，進一步如第1圖所示，突起2 4上面· 之周緣成圓弧狀。 此申請專利範圍第4項之晶圓保持具，其突起2 4之上
C:\Program Files\patent\FCP-9116.ptd 第8頁 511217 五、發明說明（5) 面經過平面加工後，突起2 4上面之周緣會成為尖銳之邊緣 ，但在將突起24之上面平面加工後，再使突起24上面之周 緣成圓弧狀，便可以去除上述尖銳之邊緣。其結果，將晶 圓22載置於突起24上面時，晶圓22也不會發生起因於突起 2 4周緣之滑動。 申請專利範圍第5項之發明，係如申請專利範圍第1項 至第4項中任一項之發明，其特徵在於，進一步如第4圖所 示，在上述保持具本體2 3之中心形成有，可以遊插用以將 晶圓22、27載置於保持具本體23，且令上述晶圓22、27脫 離上述保持具本體23之柱塞28之通孔23a。 此申請專利範圍第5項之晶圓保持具，若從保持具本馨 體23之通孔23a之下方，將柱塞28插通於此通孔23a，在此 狀態下令柱塞2 8下降，則可使晶圓2 2載置於保持具本體2 3 ，同時柱塞2 8則脫離晶圓2 2。與此作業相反，從此通孔 2 3 a下方將柱塞2 8插入載置有晶圓2 2之保持具本體2 3之通 孔2 3 a，則可使晶圓2 2脫離保持具本體2 3而載置於柱塞2 8 上面。如此，可以順暢進行將晶圓2 2載置於保持具本體2 3 之作業，或從保持具本體2 3卸下之作業。 申請專利範圍第6項之發明，係如申請專利範圍第2項 至第4項中任一項之發明，其特徵在於，進一步如第6圖及 第7圖所示，突起74之高度形成為2.0〜20 mm，凸狀環76之· 一部分形成有可以插入運送晶圓用之叉狀臂7 7之叉狀臂用_ 凹部76a，上述叉狀臂用凹部76a之底壁與上述凸狀環76周 圍之保持具本體73成同一平面。
C:\Program Files\patent\FCP-9116.ptd 第9頁 MI21 / 五、發明說明（6) 容於埶虛:專利範圍第6項之晶圓保持具，在將晶圓2 2收 7 7移動:狀爐時，先將晶圓2 2載置於叉狀臂7 7，令叉狀臂 7 7位於伴括_圓2 2運送到保持具本體7 3之上方，使叉狀臂 22之中二迤具本體73之叉狀臂用凹部76a之上方，且晶圓 下降，晶》; ^持具本體73之中心一致。然後，令叉狀臂77 凹部7 6 a拔屮^ M、每開突起7 4。在這種狀態下從叉狀臂用 容於熱處埋焯。大臂77，將載置晶圓22之保持具本體73收 入叉狀臂I :邱^熱處理爐取出晶圓22係先將叉狀臂口插 便會接觸到a圓22&。接著，令叉狀臂77上昇，叉狀臂77 ( ，晶圓22貝==2、之下面、，再進一步令叉狀臂U上昇起 出叉狀臂77，； ： J74 :載置於叉狀臂77。在此狀態下拔 主（攸熱處理爐取出晶圓2 2。 至第4項月中專任利犯首圍第7項之發明’係如申請專利範圍第1項 第9圖=工二其特徵在於，進-步如第8圖及 一部分及突把Q/j 之问度形成為2· 0〜20mm，凸狀環96之 狀臂7 7之又& f ^ —物分形成有可以插入運送晶圓用之又 之保持具本體93成同底一壁平與面上。述凸狀環96及突起94之周圍 此申請專利範圍第7項之 ^ | 容於熱處理爐時，先將s圓？7 ^罢干认行'，將曰曰0 27收 97移動，將日n97 t日日0載置於叉狀臂97，令又狀臂 9”夕動將B曰圓27運送到保持具本體 ；
511217 五、發明說明（7) f，且晶圓2 7之中心與保持具本體9 3之中心一 々又狀臂97下降，晶圓27便接觸於突起二 叉狀臂97下降時，叉狀臂97便離開突起94。:士違 從叉肤劈用W郭Q β。、Π Ο η ^ η ...... # &種 9 7位於保持具本體9 3之叉狀臂用凹部g 6 &、 方’且晶圓27之中心血租姓@ 士 ， 然後， 從叉狀臂用凹部96a、93a、93b拔出了狀Y97w種狀^ 圓2 7之保持具本體9 3收容於熱處理爐。 字栽薏晶 插 另一方面，從熱處理爐取出晶圓27係先將 入叉狀臂用凹部96a、93a、93b。接著，人叉壯辟狀臂97 ，叉狀臂9 7便會接觸到晶圓2 7之下面，再進一牛9 7上昇 昇日夺，晶圓27則離開突起94而載置於又狀又狀 匕狀恶下拔出叉狀臂9 7，從熱處理爐取出晶圓2 7。。在 申請專利範圍第8項之發明，係如申 起（94)之兩端部呈βμ瓜狀。 S及弟11圖所不，突 曰曰 此申請專利範圍第8項之晶圓保持具，其突起"之上 平面t工後，、又狀臂用凹部93a、93b之兩端部，即 ^起之=端部會成為尖銳之邊緣，但在將突起94之上 ^加工* :再使突起94之兩端部成圓弧狀，*可以 上述笑銳之邊緣。因此將晶圓27载置於突起94上面時” 圓2 7也不會發生滑動。 、 其次，參照附圖說明本發明之第丨實施形態如下。 如弟卜乐y圖所不，縱型之熱處理爐1〇備有：垂直 向延伸之SlC製之反應管u ;分開一定間隔豎立在此反庫 管11内之SlC形成之棒狀之多數支持具12 ;纟長度方心
C:\Program Files\patent\FCP-9116.ptd 第12頁 511217
口之圓板狀，亦即，保持具本體2 3係形成為以其軸線 心之點對稱，因此製作保持具本體23時不會使此保持呈 體2 3產生扭曲。 一 此保持具本體2 3之外周緣形成有向上方突出之凸狀^ 26 ’上述凸狀環26載置於支持具12之保持具用凹溝η之下 部水平面。多數環狀之突起2 4形成在凸狀環2 6内側之上述 保持具本體2 3，其直徑互異，此等突起2 4較上述凸狀環2 β 低，最外側之突起2 4 a最高，且愈往内側依次降低高度。 本實施形態之多數環狀之突起24由直徑大之第1突起2^a， 直徑小之第2突起24b構成，第1突起2 4a之上面較凸狀環26 之上面低，但較第2突起24b之上面高。另外，在保持具本馨 體2 3設有位於凸狀環2 6與第1突起2 4 a間之第1凹狀環3丨 '及 位於第1突起2 4a與第2突起2 4b間之第2凹狀環32。凸狀環 2 6之内徑較8吋之矽晶圓2 2之外徑稍大（第1圖及第2圖）， 第1突起2 4 a之内徑較6吋之矽晶圓2 7之外徑稍大（第5圖）。 而在形成於保持具本體23之中央之圓形通孔23a可以遊插 後述之柱塞2 8。再者，第1圖及第2圖之記號2 2 a係用以表 示晶圓2 2之結晶方位之定向平面，形成在晶圓2 2之外周緣 之一定位置。 另一方面，晶圓之直徑為D時，突起24之外徑為0.5D〜 0.98D，最好是形成在0.6D〜0.8D之範圍内。具體上是，4 徑是8吋（2 0 0 mm )之晶圓2 2時，突起2 4 a之外徑1 0 0〜1 9 6 mm， 最好是形成在在1 2 0〜1 6 0 mm之範圍内，6吋之晶圓2 7時，突 起24b之外徑為75〜147mm，最好是形成在90〜120mm之範圍
C:\Program Files\patent\FCP-9116.ptd 第13頁 511217 五、發明說明αο) 内。再者，將突起2 4之外徑限制在0 · 5 D〜0 · 9 8 D之理由是， 外徑未滿0 · 5D時，使其能以單一之保持具本體保持直徑不 1同之晶圓時，因突起之寬度太窄，致使突起所受之面壓 變大’晶圓有可能發生滑移，而超過〇 · 9 8 D時，則晶圓之 外周緣會有接觸到保持具本體之可能。 ' 茲參照第4圖，說明將8吋之矽晶圓22載置於如此構成 之晶圓保持具i 3而收容於熱處理爐丨〇之程序如下。 首先將保持具本體23載置於設置在熱處理爐丨〇旁 保持具暫時放置台33。在此狀態下，令上面成水平= 六下=動之柱塞28上昇，從下方插人保持具本體23之通孔 2曰3a(弟4圖（a))。接著，使用第}運送具41將熱處理前之_ :曰0 22從晶圓£(未圖示)取出，載置於柱塞28之上面。， 弟1運达具41之上面形成有未圖示之連接在直 數吸引，，當使第i運送具41之上面接觸在晶圓：=日； 上述真空幫浦2 2之吸引力使晶圓2 2密接到第丄運送且4 i 1 ^氣，使吸引孔連通大氣時’第1運送具41便會脫離 曰曰0 2—2。亦即’將晶圓22沿第4圖（&)之實線所示方向降下 到柱基2 8_上後（苐4圖（a )之兩點虛線所示位置），再切換氣 閥（未圖示）使吸引孔連通於大氣，即可使第i運送呈4丨向” 虛^所示方向移動，藉此使第i運送具41以載置晶圓22於 柱基2 8上之狀態下脫離晶圓2 2。 接著，使柱塞28向第4圖（b)之一點虛線所示方向下降1 ，曰曰圓2 2便以接觸於第i突起2 4 a上面之狀態載置於保持具 本體2 3 ’進一步使柱塞2 8下降時，柱塞2 8便脫離晶圓2 2。
C:\Program Files\patent\FCP-9116.ptd 第14頁 511217 五、發明說明（11) ϊ 2之ί :2。2夕!周面ί水ί方向之偏移受到凸狀環26之内 之下方八JL上^ ΐ狀態將第2運送具4 2插入保持具本體2 3 ,而進二，保持具本體23便載置於第2運送具42 上u m λ具42向第4圖(c)之兩點虛線所示方向 藉第2運^呈、4 Γ本體2 3便脫離保持具暫時放置台3 3。而再 ^1〇 ,將^伴捭星將士晶圓保持具13連同晶圓22運送到熱處理 f 〇冑保持具本體23之外周緣插 面内之4個保持具用凹、、盖〗4，验位杜曰丄于，、1 Z ^ U 水千 保持具用凹溝14之下部屢二面將保二具/體23产置於此等 同支# 11 2 # X , :將此晶圓保持具1 3連 J叉符/、1 2寻一起插入反應管丨丨 容於熱處理爐1 0之作業。 丨了兀成將日日0 22收· mo::此ϊί圓2,容於熱處理爐10之狀態，令熱處理 5 ΐ 、: ί °内之溫度便因加熱管17而上昇到 此，為到=^目為保持具本體23係無缺口之圓板狀，因 而因加熱’保持具本體23也不會發生扭曲。 向LJ弟1及2犬起24a、24h之卜而々设、τ 9, 0,u L ^ Z4D之上面經過平面加工，因此突起 24a、24b上面之因CVD處理時之顆粒成長 被去除而變光滑。同時，進一牛办寺產生之凸邛 平面加工後，將突224a = a、…之上面之 « W^w ΐ 束0弧狀。其結果，將晶圓22 ，，日曰日圓22幾乎不會產生任何内nm =:且ί圓22之負載被分散，因此晶圓 夕同牯’曰曰圓22之外周緣不會接觸保持具本體㈡，不受
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晶圓2 2外周部之表面下垂 叮a , 此晶圓22不會發生滑移。之…可均句保持晶圓22，因 亚在結束熱處理爐1 〇内之晶圓2 2之熱處理後，以跟上 取：反ίΪΐ置具本體23連同晶圓22從熱處理爐10 於卡£。 寸，、θ恰放置台3 3，在將晶圓2 2收容 99再^二本貫施形態係在保持具本體2 3載置8吋之晶圓 22，但也曰可以如，5圖所示，載置6 口寸之晶圓η。寸這個曰曰時口候 吋之a曰圓2 7係接觸於較第1突起2 4 a低之第2突起2 4 b之 ^面而載置於保持具本體23，且第i突起24a之内徑較此晶 圓2 2之外徑稍大，因此，此晶圓2 7之水平方向之偏移由第， 1犬起2 4 a之内周面加以阻止。其結果，6吋之晶圓2 7被保 持成位於保持具本體2 3中心之狀態。 — 第6圖及第7圖表示本發明之第2實施形態。在第6圖及 第7圖，與第1圖及第2圖相同之記號表示同一零件。 在此實施形態，形成在保持具本體7 3之突起7 4之高度 Η為2.0〜20mm，最好是形成在3〜l〇mm，而在凸狀環76之一 部分形成可插入運送晶圓用之又狀臂7 7之叉狀臂用凹部 76a、76a，此叉狀臂用凹部76a、76a之底壁與凸狀環76周 圍之保持具本體7 3成同^一平面。此保持具本體7 3係僅用以 載置8吋之矽晶圓22，上述突起74之截面略呈角狀。同時 ，將突起74之高度Η限定在2·〇〜20mm之範圍之理由是，未 滿2 · 0 m m時，當將叉狀臂7 7遊插於叉狀臂用凹部7 6 a、7 6 a 或從此抽出時，叉狀臂7 7有可能接觸到晶圓2 2或保持具本
C:\Program Files\patent\FCP-9116.ptd 第16頁 511217 五、發明說明（13) 〜___ 體7 3 ’超過2 〇 m m時，則插入保持足 具本體73間之間隔太寬，收容於四溝（未圖示）之保持 2 2之片數會減少之故。再者，突g處理爐（未圖示）之晶圓 (平面研磨或平面研削等），而在 74之上面經過平面加工 面之周緣成圓弧狀（第6圖）。 “面力口工後再使突起7 4上 叉狀臂7 7具有基部7 7 a，及從 股之一對承受部77b、77b。在_ b基部77a之前端分成雙 ，與第1實施形態一樣，設有連接f承受部77b、77b之上面 多數吸引孔（未圖示）。此等係用在真空幫浦（未圖示）之 之上面接觸於晶圓2 2之下面時，葬使—對承受部7 7b、7 7b 使晶圓22密接於一對承受部77b、^上述真空幫浦之吸引力 圖示）使吸引孔連通於大氣時， 7 b，以及，切換閥（未_ 易脫離晶圓2 2。 斜承受部7 7 b、7 7 b容 而凸狀環7 6係向上方突出形 緣，叉狀臂用凹部7 6 a、7 6 a係/战在保持具本體7 3之外周 具體上是，兩個叉狀臂用凹部A狀環76上形成兩個。 、7 7 b具有同一間隔，且分別較二“ 7 6 a與一對承受部7 7 b 度稍大。在保持具本體7 3形成有你姆承受部7 7 b、7 7 b之寬 之第1凹狀環71，上述叉狀臂用 ^凸狀環76及突起74間 環71在同一平面。再者，第6圖及=76a之底壁與第1凹狀 士 π杜曰I。。 丄 口及昂7圖之記號7 3 a係形成 在保持具本體7 3之中心之圓形之福了丨 > _ 回❿i逋孔。上述以外之架構盥 第1實施形態相同。 、《 兹再說明在如此構成之保持具本體7 3載置8吋之矽晶圓 2 2收容於熱處理爐之程序。
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^17 一、發明說明G4) 預先將保持具本體7 3之外周緣插入支持具（未圖示）之 =一水平面内之4個保持具用凹溝（未圖示），將保持具本 =73载置於此等保持具用凹溝之下部水平面。首先令真空 =浦動作，使一對承受部77b、77b之吸引孔連通至真空幫 、立 將日日圓卡E(未圖不）内之晶圓22載置於上述一對承受 部7 7b、7 7b。在此狀態下令叉狀臂7 7移動，將晶圓2 2運送 ^保持具本體73之上方，使上述一對承受部77b、77b分別 位於保持具本體7 3之兩個叉狀臂用凹部7 6 ^、7 6 a之上方， 使μ圓2 2之中心與保持具本體7 3之中心一致。然後，令 =承受部7 7 b、7 7 b之吸引孔連通到大氣後，使叉狀臂7 7 下卩牛，晶圓22則接觸到突起74之上面，進一步使叉狀臂77儀 ^77b 將，=狀臂用凹部76a、76a抽出一對承受部771)、？71)後， 肉b曰圓保持具6 3連同支持具等一併插入反應管（未圖示） 而元成將晶圓2 2收容到熱處理爐之收容作業。 如此’在將石夕晶圓2 2收容在熱處理燐之狀能 =動作日寺，則與η實施形態時一樣處 ，犬起74之上面，因此，晶圓22幾乎不會產生内蜀 因此可以抑制在晶圓2 2内發生滑移。 … ’ 、， 另一方面’完成在熱處理爐内之晶圓2 2之埶考饰 :2 2熱處理爐取出晶圓保持具6 3連同支持具、等' ，後， 然後令叉狀臂77上昇，則_ 又 4 對承受 二ί、f浦動!!，以一對承受部77b、77b之吸引孔連、甬’令囊 工幫浦之狀態下，將—對承受部7 7b、7 7b分別插入、於真 狀臂用凹部76a、76a。鍊你厶受站辟77 u刀曰別插入兩個又
第18頁 C:\Program Files\patent\FCP-9116.ptd 511217 五、發明說明（15) 部77b、77b接觸於晶圓22之下面，進一步使叉狀臂77上昇 日π ’晶圓2 2便離開突起7 4而載置於一對承受部7 7 b、7 7 b。 在此狀悲下’令叉狀臂7 7向水平方向抽出一對承受部7 7 b 、7Jb之方向移動、。再令又狀臂77移動，將晶圓22收容於 晶圓卡匣，而完成從熱處理爐取出晶圓2 2之作業。如此可 以將晶圓2 2收容於熱處理爐之收容作業或從熱處理爐取出 之取出作業，可在較第i實施形態為短之時間内順暢完 成。 第8圖〜第1 1圖表示本發明之第3實施形態。 本實施形態之形成在保持具本體93之第1及第2突起 94a \9 4b中之較低之第2突起94b之高度η形成為2· 〇mm〜2〇 mm :取好是3〜10_，在凸狀環96之一部分及突起“之一部 分形成有可插入運送晶圓之又狀臂g 7之多數叉狀臂用凹部 96a、93a、93b，並將叉狀臂用凹部96a、93a、93b形成 其底壁與凸狀壞96及突起94之周圍之保持具本體93在同二 平面。此保持具本體93可以載置8吋之矽晶圓及6吋之矽晶 圓27之任-冑。15]時，凸狀環％係向上方突出形成在保持 具本體93之1周緣。第}及第2突起94a、9杣較凸狀環％為 低二内側之第2突起9 4 b較外侧之第i突起9 4 a為低。同時了 在第2突起！ 4b之内側形成較此第2突起⑽低之凸狀肋^。 …凸#狀環9 6之内徑較8吋之矽晶圓（未圖示）之外徑稍大 第1突起—9 4 a之上端附近之内徑較6吋之矽晶圓2 7之外徑, 稍大。在第1突起94a上載置8吋之晶圓，在第2突 ^ 載置6对之晶圓27。此等突起9^、9楠之截面略呈角狀。
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五、發明說日3 (16) ' ----- ，=第2犬起94b之馬度Η限定為2.0〜20mm之範圍之理由是 滿日$ ’當將叉狀臂97遊插於叉狀臂用凹部96a、 a、93b或從此抽出時，叉狀臂97有可能接觸到晶圓u或 二寺具本體93，超過2〇 mm時，則插入保持具用凹溝（未圖 二之保持具本體93間之間隔太寬，收容於熱處理爐（未圖 之晶圓2 7之片數會減少之故。再者，突起9 4之上面經 過=面加工（平面研磨或平面研削等），而在平面加工後二再 使突起9 4上面之周緣成圓弧狀（第8圖）。 、 而叉狀臂9 7係形成為一直線延伸之形狀，在其前端附 近之上面，與第1實施形態一樣，設有連通於真空幫浦（未 ，示）之多數吸引孔（未圖示）。此等吸引孔用以在使叉狀馨| 臂9 7之上面接觸於矽晶圓2 7之下面時，藉上述真空幫浦之 吸引力使晶圓2 7密接於叉狀臂9 7，以及，切換閥（未圖示） 使吸引孔與大氣連通時較容易使叉狀臂9 7脫離晶圓2 7。 另一方面，叉狀臂用凹部96a、93a、93b、98a在凸狀 環96、第1突起94a、及第2突起94b之外，也形成在凸狀肋 98之一部分。此等叉狀臂用凹部96a、93a、93b、98a係形 成為從保持具本體9 3之中心向半徑方向連成一直線，且較 叉狀臂9 7之寬度稍寬。保持具本體9 3分別形成有，位於凸 狀環96及第1突起94a間之第1凹狀環1 0 1 ，位於第1突起94a 及第2突起9 4b間之第2凹狀環1 02，位於第2突起9 4b及凸狀g 肋9 8間之第3凹狀環1 〇 3，以及，位於凸狀肋9 8内側之凹狀· 圓板1 0 4。上述第1凹狀環1 〇 1 ，第2凹狀環1 0 2，第3凹狀環 103及凹狀圓板104在同一平面，同時，與叉狀臂用凹部
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96a、93a、93b、98a之底壁也在同一 圖及第1 1圖所示，因形成上述叉狀臂 除之弟1及弟2突起94b、94a之兩端部 9 3 a、9 3 b之兩端部分別加工成圓弧形 與第1實施形態一樣。 平面。同時，如第1 〇 用凹溝9 3 a、9 3 b而切 ’即又狀臂用凹溝 。除此之外，其架構 五、發明說明（17) 茲再說明在如此構成之晶圓保持具8 3 圓2 7收容於熱處理爐之程序。 as 預先將保持具本體93之外周緣插入支持具（未圖示）之 同一水平面内之4個保持具用凹溝（未圖示）， 體93載置於此等保持具用凹溝之下部水平面。’首先/、直\ 幫浦動作，使叉狀臂9 7之吸引孔連通至真空 7 ^ 卡Ε(未圖示）内之晶圓22載置於上述叉狀臂9?二在此；態 下令叉狀臂97移動，將晶圓27運送到保持具本體93之上方 ，使此叉狀臂97分別位於保持具本體93之又狀^用凹部 96a、9 3a、93b、9 8a之上方，且使晶圓22之中心與保持具 本體93之中心一致。然後，令叉狀臂97之吸引孔連通到大 氣後，使叉狀臂9 7下降，晶圓2 7則接觸到第2突起9 4b之上 面，進一步使叉狀臂97下降時，叉狀f97J2離大開%924b突起 9 4b。在此狀態下，從叉狀臂用凹部96a、93&、g3b、98a 抽出叉狀臂9 7後，將晶圓保持具9 3連同支持具等一併插入 反應管内，而完成將晶圓2 7收容到熱處理爐^收容作業。 如此，在將矽晶圓2 7收容在熱處理爐之狀g下，熱處理爐< 動作時，熱處理爐内之溫度便因加熱器（未^圖示）而上昇到 1 3 0 0。C。這時，因為保持具本體93係無缺口之圓板狀，
511217 發明說明（18) 因此，受到如上述之加熱，保持具本體9 3也不會發生扭 曲。而因第1及2突起94a、94b之上面經過平面加工，因此 突起94a、94b上面之因CVD處理時之顆粒成長等而產生之 凸部被去除而變光滑。同時，進一步在突起94a、94b之上 面之平面加工後，將突起94a、94b上面之周緣及突起9 4a 、9 4 b之兩端部（叉狀臂用凹部9 3 a、9 3 b之兩端部）施以圓 弧加工，使突起94a、94b上面之周緣及突起94a、94b之兩 端部程圓弧狀。其結果，將晶圓2 7載置於第2突起9 4b時， 晶圓27會均勻接觸於第2突起94b之上面，晶圓27幾乎不會 產生任何内部應力，即，晶圓2 7之面壓減少，且晶圓2 7之 負載被分散’因此晶圓2 7不會發生滑移。同時，晶圓2 7之參 外周緣不會接觸保持具本體93，不受晶圓27外周部之表面 下垂之影響，可均勻保持晶圓2 7，因此晶圓2 7不會發生滑 移。 另一方面，完成在熱處理爐内之晶圓2 2之熱處理後， 首先從熱處理爐取出晶圓保持具9 3連同支持且等後，八 真空幫浦動作，以叉狀臂97之吸引孔連通於真空'幫浦之·"狀 態下，將叉狀臂97分別插入叉狀臂用凹部96a'、93 & \ 93b 、9 8 a。然後令叉狀臂9 7上昇，叉狀臂9 7則接觸於晶圓2 7 之下面，進一步使叉狀臂97上昇時，晶圓27便離開第2突 起94b而載置於叉狀臂97。在此狀態下，向水平方向抽 叉狀臂9 7。再令叉狀臂9 7移動，將晶圓2 7收容於晶圓卡 E ’而完成從熱處理爐取出晶圓2 7之作業。如此，可以將 晶圓27收容於熱處理爐之收容作業或從熱處理爐取出之取
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511217 五、發明說明（19) 出作業，在較第1實施形態為短之時間内順暢完成。 再者，上述第1及第3實施形態係在保持具本體形成兩 個環狀之突起，第2實施形態係在保持具本體形成一個環 狀之突起，但也可以形成3個以上之直徑不相同之環狀之 突起。 同時，上述第1〜3實施形態之晶圓係以矽晶圓為例子 ，但G a P晶圓，G a A s等晶圓也可以，晶圓之外徑不限定為8 忖及6对，具有其他外徑之晶圓也可以。 如以上所述，依據本發明時，因為將保持具本體形成 為無缺口之圓板狀，在保持具本體形成，以此保持具之軸 線為中心向圓周方向延伸，且向上方突出之環狀之突起，馨[ 使晶圓接觸於突起上面載置於保持具本體，且使晶圓之外 周緣不接觸於突起，因此保持具本體以其中心成點對稱， 可以防止製造保持具本體時之保持具本體之扭曲。其結果 ，晶圓會均勻接觸於突起之上面，因此晶圓之内部幾乎不 會發生内部應力，可以抑制在晶圓内部產生滑移。同時， 因為晶圓之外周緣不會接觸到保持具本體，可以不受晶圓 外周部之表面下垂之影響，可均等保持晶圓，因此不會在 晶圓產生滑移。 同時，若在保持具本體之外周緣形成向上方突出之凸 狀環，在凸狀環之内側之保持具本體形成多數直徑互異之g 環狀之突起，使此等突起較凸狀環為低，最外側之突起最_ 高，且向内側依序降低高度，便可以用同一保持具本體確 實保持直徑互異之晶圓，而不致於從一定位置偏移。
C:\Program Fi1es\patent\FCP-9116.ptd 第23頁 511217 五、發明說明（20) 又若將突起之上面施以平面加工，便可 面之因C V D處理時之粒成長等而發成之凸部， 。其結果，將晶圓載置於突起時，晶圓會均 之上面，晶圓内幾乎不會發生任何内部應力 壓減少，且晶圓之負載被分散，因此晶圓不 同時，若在突起上面之平面加工後，使突起 圓弧狀，因對突起上面施加平面加工而發生 緣之尖銳邊緣可以加以去除，因此，將晶圓 上，晶圓也不會發生起因於突起上面之周緣 而如果在保持具本體之中心形成可遊插 便可藉柱塞之插入或抽出通孔，將晶圓載置 或從保持具本體卸下。其結果，可以較順暢 内完成將晶圓載置於保持據本體之作業或從 下之作業。 而若將突起之高度形成為2.0〜20 mm，在 分形成可插入運送晶圓用之叉狀臂之多數叉 使此等叉狀臂用凹部之底壁與凸狀環周圍之 同一平面，便可以與上述一樣順暢完成將晶 理爐之作業或從熱處理爐取出之作業。 而且，若在突起上面之平面加工後，使 成圓弧狀，便可以去除因對突起之上面施加 生之尖銳邊緣，因此將晶圓載置於突起上面 移。 本發明之晶圓保持具可以利用在石夕晶圓 以去除突起上 使其變平滑 勻接觸到突起 ，即晶圓之面 會發生滑移。 上面之周緣成 在突起上面周 載置於突起 之滑移。 柱塞之通孔， 於保持具本體_ 地’在短時間 保持具本體卸 凸狀環之一部 狀臂用凹部， 保持具本體在 圓收容於熱處 突起之兩端部 平面加工而發I 也不會發生滑胃 之熱處理，特
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C:\Program Files\patent\FCP-9116.ptd 第25頁 511217 圖式簡單說明 第1圖係包含本發明實施形態之晶圓保持具之第2圖之 A - A線截面圖。 第2圖係第3圖之B-B線截面圖。 第3圖係包含該晶圓保持具之熱處理爐之截面架構 圖。 第4圖係表示將晶圓載置於保持具本體而收容於熱處 理爐之程序之製程圖。 第5圖係表示在該保持具本體載置小徑之晶圓之狀態 之對應第1圖之截面圖。 第6圖係表示本發明第2實施形態之晶圓保持具之第7 圖之C_C線截面圖。 第7圖係第6圖之箭頭D方向之圖。 第8圖係表示本發明第3實施形態之晶圓保持具之第9 圖之E - E線截面圖。 第9圖係第8圖之箭頭F方向之圖。 第1 0圖係第9圖之G-G線截面圖。 第1 1圖係第9圖之H-H線截面圖。 符號說明 10----熱處理爐 11----反應管 12----支持具 13、63 晶圓保持具 14----保持具用凹溝 16----均熱管 17----力口熱管 18----基座 19----保溫筒 21----蓋體 22 ^ 27——晶圓 23、73、93 ---保持具本體
C:\Program Files\patent\FCP-9116.ptd 第26頁 511217 圖式簡單說明 23a 、73a- —1¾孑匕 24(24a > 24b) 、 74 、 94 26 ^ 76 、9 6---凸狀環 28---- 柱塞 3卜 71 — 第1凹狀環 3 2---- 第2凹狀環 33-- 保持具暫時放置 台 41-- — 第1 運送具 4 2---- 第2運送具 76a 、9 6 a 、93a 、 93b 、 9 8a --叉狀臂用凹 部 ΊΊ、 97 — -叉狀臂 7 7a--- -基部 77b- -承 受部 98---- -凸狀肋 -突起
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Claims (1)

  1. 案號 89Π6780 、申請專利範圍 曰 修正 備 體 4) 有載置晶圓（22、27)之 (2 3 )插入形成於熱處理 内’保持成水平’其特 1 · 一種晶圓保持具，上面且 保持具本體（23)，上述保持具^ 爐（1 0 )内之多數保持具用凹溝 徵在於， U 述保持具本體（23)被形成為無缺口之圓板狀， # &在上述保持具本體（23)形成以此保持具本體（23)之軸 ;泉為中心向圓周方向延伸，且向上方突出之環狀之突起 上述晶圓（22、27)接觸於上述突起（24)上面而載置於* 上述保持具本體（2 3 )， /上述晶圓（22、27)之直徑為D時上述突起突起（24)之j 外徑在0.5D〜0.98D之範圍内，使上述晶圓（22、27)之外周 緣不會接觸到上述突起（2 4 )。 2 ·如申請專利範圍第1項之晶圓保持具， 保持具本體（23)之外周緣形成有向上方突出之凸狀環（26) 5 上述凸狀環（26)之内側之上述保持具本體（23)形成有 直徑不同之多數環狀之突起（24a、24b)， 上述多數突起（24a、24b)之所有突起（24a、24b)均較· 上述凸狀環（2 6 )低，最外側之突起（2 4 a )最高，且愈往内嫌| 側依次降低高度。 3 ·如申請專利範圍第1項或第2項之晶圓保持具，突起
    511217 修正 案號 89116780 六、申請專利範圍 (24)之上面經過平面加工。 4 .如申請專利範圍第3項之晶圓保持具，突起（2 4 )上 面之周緣成圓弧狀。 5 .如申請專利範圍第1項或2項之晶圓保持具，在上述 保持具本體（2 3 )之中心形成有，可以遊插用以將晶圓（2 2 、2 7 )載置於保持具本體（2 3 )，且令上述晶圓（2 2、2 7 )脫 離上述保持具本體（23)之柱塞（28)之通孔（23a)。 6 .如申請專利範圍第2項之晶圓保持具，突起（7 4 )之 高度為2 . 0〜2 0 mm，凸狀環（7 6 )之一部分形成有可以插入運 送晶圓用之叉狀臂（7 7 )之叉狀臂用凹部（7 6 a )，上述叉狀 臂用凹部（7 6 a )之底壁與上述凸狀環（7 6 )周圍之保持具本 體（73)成同一平面。 7 .如申請專利範圍第1項或第2項之晶圓保持具，突起 (94)之高度為2.0〜20mm，凸狀環（96)之一部分及上述突 起（9 4 )之一部分形成有可以插入運送晶圓用之叉狀臂（9 7 ) 之多數叉狀臂用凹部（96a、93a、93b)，上述叉狀臂用凹 部（96a、93a、93b)之底壁與上述凸狀環（96)及上述突起 (94)之周圍之保持具本體（93)成同一平面。 8 .如申請專利範圍第7項之晶圓保持具，突起（9 4 )之
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