TW535198B - Membrane for vacuum suction of wafer - Google Patents

Description

535198 A7 8422twf.doc/008 β7 五、發明説明（（） 本發明是有關於一種半導體傳輸裝置，且特別是有關 於一種真空吸附晶圓用薄膜（Membrane)。 目前的晶圓傳輸系統所使用的機制包含各式各樣的方 法，其中運用真空（Vacuum)作吸附（Suction)與保持 (Holdmg)晶圓的方法已經被廣泛運用，以化學機械硏磨 (Chemical Mechanical Polishing)裝置的演進爲例，請參 照第1圖與第2圖，並配合下面的描述。 第1圖所示爲習知一種化學機械硏磨裝置之局部簡 圖。 請參照第1圖，習知的化學機械硏磨裝置包括一硏磨 頭（Polishing Head) 100 與一硏磨平台（Polishing Table) 110，而在硏磨平台110上覆蓋一層硏磨墊（Polishing Pad) 120。其中，硏磨頭loo包括用來固定晶圓i〇8的夾盤102， 而在夾盤102內還有一層彈性的薄膜106,可以在硏磨頭 100壓迫晶圓108時，使硏磨頭100施加至晶圓108的下 壓力盡量平均分布，使硏磨步驟順利進行。 經濟部中央標隼局貝工消费合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 然而’原本在執行化學機械硏磨後，都是利用額外的 機械手臂作晶圓的卸載（Unloading)與傳輸（Transfer) ’ 但是爲使製程更爲順暢並縮減其花費的時間，目前的作法 是將硏磨頭100與一真空系統作結合。換句話說，就逶改 良夾盤102結構，使其內部包含一些氣體管路，而在夾盤 102與薄卩吴106間增加一個多孔板，且薄膜1〇6係包覆於 .多孔板底部。在執行化學機械硏磨後，可以啓動真空系統 並經由氣體管路，將硏磨頭1〇〇內部變成真空狀態，而使 3 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印裝 535198 A7 8422twf.doc/008 B7 五、發明説明（>) 原本壓迫晶圓108的薄膜106轉而吸附晶圓108。之後， 只要移動硏磨頭1〇〇，就可以進行晶圓108的傳輸。最後’ 只要將硏磨頭1〇〇中的真空狀態解除’使薄膜106與晶圓 108之間的吸附力消失，就能卸載晶圓1〇8 °爲說明上述 增加的多孔板結構，請見第2圖所示。 第2圖是習知一種用於真空吸附硏磨頭的多孔板之平 面不意圖。 請參照第2圖’多孔板200爲配合晶圓形狀’因此大 多是圓形的，而且具有數個孔洞202。當硏磨製程完成後’ 硏磨頭內部會轉爲真空狀態’並藉由孔洞2〇2處產生的壓 力差，致使彈性的薄膜106往孔洞202處內縮，而吸附住 晶圓。 但是，上述運用真空吸附以達到晶圓傳輸的習知技 術，經由實際操作後卻發現’這樣的技術具有不易施行的 致命傷。因爲在硏磨製程結束之後’要將硏磨頭內部回復 常壓以卸載吸附於薄膜上的晶圓時’由於真空吸附晶圓用 薄膜與晶圓之間的吸附力很大，往往會發生晶圓無法正常 卸載，也就是說，晶圓在硏磨頭回復常壓後仍吸附於薄膜 上，而導致製造流程發生失誤（Failure)，更有造成晶圓被 破壞的可能。 此外，如果是目前藉由真空傳輸與保持晶圓的吸附晶 圓裝置，因爲於吸附晶圓用的多孔板與被吸附的晶圓間並 沒有一層薄膜，所以在真空吸附的同時會有因爲真空吸 力’將環境中的微粒吸向晶圓，而導致晶圓被污染。 4 本紙張尺度適用巾Ug家縣（CNS )以祕（2iQx 297公竣） 11111111 n n n ϋ n n ^ I n I I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印^ 535198 A7 8422twf.doc/008 B7 五、發明説明（、） 因此，本發明的目的就是提供一種真空吸附晶圓用薄 膜’以防止因真空吸附晶圓用薄I吴與晶圓之間的吸附力過 大所導致的晶圓卸載失誤。 本發明的又一目的是提供一種真空吸附晶圓用薄膜， 可有效地卸載晶圓，改善習知未取下卸載失敗的晶圓所花 費的時間與人力。 本發明的另一目的是提供一種真空吸附晶圓用薄膜， 可防止習知晶圓受污染的情形發生,。 根據本發明之上述目的，本發明提供一種真空吸附晶 圓用薄膜，適用於硏磨頭，其裝置包括一片狀主體與數個 分布於片狀主體表面的微小突出物例如小顆粒，其配置可 以是搭配硏磨頭吸附板上的孔洞，只分布在相對於孔洞的 位置。 本發明利用真空吸附晶圓用薄膜上的微小突出物，以 改善習知在卸載晶圓時，因薄膜與晶圓之間的吸附力過大 所導致的晶圓卸載失誤，以降低晶圓發生卸載失誤的機 率。 而且，本發明所提供的真空吸附晶圓用薄膜’可有效 地卸載晶圓，改善習知未取下卸載失敗的晶圓所花費的時 間與人力，進而能提升晶圓良率。 另外，本發明因爲晶圓吸附板與被吸Jit的晶圓間存在 有一層薄膜，所以在真空吸附的周時，並不會有習知因真 空吸力而將環境中的微粒吸向晶圓，造成污染的缺點。 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 L_____ 本紙張尺度適用中國國家標準·（ CNS )八4说格（210X29*7公釐） I I I I I I I I ―― I I I 訂— I I I I I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 535198 A7 B7 8422twf.doc/008 五、發明説明（k) 顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明如下： 圖式之簡單說明： 第1圖所示爲習知一種化學機械硏磨裝置之局部簡 圖， 第2圖是習知一種用於真空吸附硏磨頭的多孔板之平 面示意圖； 第3A圖是依照本發明一較隹實施例之一種吸附晶圓 用多孔板與包覆其底部的薄膜之剖面示意圖； 第3B圖係經過抽真空後第3A圖所示之吸附晶圓用多 孔板與包覆其底部的薄膜之剖面示意圖；以及 第4圖是依照第3B圖所示之第IV部位的局部放大示 意圖。 圖式之標記說明： 100 :硏磨頭 102 :夾盤 106 :薄膜 108 :晶圓 110 :硏磨平台 120 :硏磨墊 200，300 :多孔板 202，302 :孔洞 304:薄膜 305 :片狀主體 6 裝---------訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（2丨OX 297公釐） 535198 A7 8422twf.doc/008 B7 五、發明说明（β) 306 :突出物 308 :抽真空 實施例 本發明所提供之真空吸附晶圓用薄膜（Membrane)可 應用於化學機械硏磨（Chemical Mechanical Polishing)裝 置中，作爲包覆真空吸附硏磨頭（Polishing Head)中之多 孔板的薄膜。然而，本發明亦可運用於其他以真空 (Vacuum)吸附（Suction)、傳輸（Transfer)與保持（Holding) 晶圓的裝置，並不只限於本實施例所述。 而本實施例所描述的化學機械硏磨裝置大致上包括一 硏磨頭與一硏磨平台（Polishing Table)。其中，硏磨頭外 接一真空系統，還包括用來固定晶圓的夾盤，而在夾盤內 的裝置請參照關於本發明之較佳實施例的第3A圖、第3B 圖與第4圖。 第3A圖是依照本發明一較佳實施例之一種吸附晶圓 用多孔板與包覆其底部的薄膜之剖面示意圖。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印袈 ---------裝.-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -線· 請參照第3A圖，於硏磨頭之夾盤內（於圖中並未繪 示）包括一具有數個孔洞302的多孔板300，而本發明之 薄膜304包覆於此多孔板300的底部，其中薄膜304包括 一片狀主體305與數個分布於片狀主體305表面的微小突 出物306，而片狀主體305與突出物306之材質相同，其 中突出物306之形狀例如是顆粒狀，而其配置係搭配多孔 板300上的孔洞302，例如分布在相對於孔洞302的位置。 以300mm薄膜之顆粒狀突出物306爲例，突出物306之直 7 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4現格（210X 297公釐) 五 經濟部中央標率局貝工消費合作社印^ 535198 8422twf.doc/008 B7 發明説明（) 徑例如是約2mm、高度則例如是約2mm。然而’本發明可 有相關不同之變型’凡符合本發明之精神，皆適用於本發 明之範疇。比如將突出物306的尺寸作改變、將突出物306 之式樣作變形’或是改變突出物306的排列密度等，以獲 致可吸附與卸載（Unloading)晶圓的最佳條件。舉例來說， 突出物306之數量可以依照多孔板300的孔洞302尺寸來 決定，譬如分布在相對於孔洞尺寸較大之突出物的數量大. 於分布在相對於孔洞尺寸較小者' 當硏磨頭在進行硏磨時，多孔板300是往下壓在晶圓 上的，但是當硏磨製程結束後，只要啓動真空系統，將硏 磨頭內部變成真空狀態並移動硏磨頭，就可以進行晶圓的 傳輸。爲詳細顯示本發明之裝置用於真空吸附晶圓時的狀 態，請參照第3B圖。 第3B圖係經過抽真空後第3A圖所示之吸附晶圓用多 孔板與包覆其底部的薄膜之剖面示意圖。 請參照第3B圖，當硏磨製程結束後，硏磨頭（未繪 示）內部會進行抽真空308步驟，使多孔板300之內外壓 力不同，而導致位於孔洞302處的薄膜304往多孔板300 頂部縮，而使原本壓迫晶圓（未繪示）的薄膜304轉而吸 附晶圓。因爲本發明之吸附晶圓用薄膜304具有數個微小 突出物306，所以在進行吸附晶圓時，可以降低薄膜306 與晶圓之間的吸附力。爲詳細說明孔洞302處的薄膜304 之真空吸附情形，請參照第4圖。 第4圖是依照第3B圖所示之第IV部位的局部放大示 8 I —. —— I I I I I I ^^, .1 I I I I I 訂 I I n I I n (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 535198 A7 8422twf.doc/008 g7 五、發明説明〇 ) 意圖。 請參照第4圖，當硏磨頭內部爲真空狀態時，孔洞302 處的薄膜304會往多孔板300頂部收縮，因此在孔洞302 位置的薄膜304會產生一個向上的吸附力。 因此，經由比較習知與本發明之後可知，習知於進行 真空吸附晶圓時’常因爲在解除硏磨製程中壓迫晶圓之下 壓力的同時，會產生一個類似吸附力的反作用力，使得晶 圓於真空吸附前就被已存在的反作用力力吸附於薄膜上。 因此，藉真空吸附進行傳輸晶圓時，晶圓與多孔板底部之 薄膜間的吸附力將大於預期，進而導致卸載晶圓時發生晶 圓仍然被吸附於薄膜上的製程錯誤，這樣的失誤尤其應發 生在於浮動狀態下進行硏磨之浮動拋光（Float PoUshmg)式 硏磨裝置上。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 相反地本發明之薄膜利用相對於多孔板孔洞處的突出 物，可以消除於解除壓迫晶圓之下壓力的同時所產生的反 作用力，而於真空吸附前之晶圓與薄膜間沒有多餘的作用 力存在。所以，只要完成晶圓傳輸後將硏磨頭中的真空状 態解除，使薄膜304與晶圓之間的吸附力消失，就能順利 卸載晶圓，並降低晶圓發生卸載失誤的機率。 此外，如果將本發明應用於其他藉由真空傳輸與保持 晶圓的吸附晶圓裝置時，因爲吸附晶圓用的多孔板與被吸 附的晶圓間存在有一層薄膜，所以在真空吸附的同時並不 .會有習知因真空吸力，將環境中的微粒吸向晶圓而造成污 染的缺點。 9 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ----- 535198 A7 8422twf.doc/008 B7 五、發明説明（B ) 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 ---------裝·----^----、tr------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 535198 8422twf.doc/008 8 8 s' 8 ARCn 六 、申請專利範圍 1. 一種真空吸附晶圓用薄膜，適於包覆一硏磨頭中具有 複數個孔洞之一多孔板的薄膜，其裝置至少包括： 一片狀主體；以及 複數個突出物，分布於該片狀主體的表面，其中該些 突出物之配置係搭配該硏磨頭之該多孔板上的該些孔洞， 使該些突出物分布在相對於該些孔洞的位置。 2. 如申請專利範圍第1項所述之真空吸附晶圓用薄膜， 其中該片狀主體與該些突出物之材質相同。 3. 如申請專利範圍第1項所述之真空吸附晶圓用薄膜， 其中該些突出物之直徑約2mm。 4. 如申請專利範圍第1項所述之真空吸附晶圓用薄膜， 其中該些突出物之高度約2mm。 5. 如申請專利範圍第1項所述之真空吸附晶圓用薄膜， 其中該些突出物之形狀包括顆粒狀。 6. —種吸附晶圓裝置，係外接一真空系統，其裝置至少 包括： 一多孔板，該多孔板具有一底部與複數個孔洞；以及 一薄膜，配置於該多孔板之該底部/並包覆該底部， 其中該薄膜包括： 一片狀主體；以及 複數個突出物，位於該片狀主體的表面，其中該 些突出物係分布在相對於該多孔板之該些孔洞的位 置。 7. 如申請專利範圍第6項所述之吸附晶圓裝置，其中該 -------------^--------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]0 X ) 535198 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

   A8 R8 CS «.i99twf.doc/008_^---- 、申請專利範圍 些突出物之數量係依照該多孔板上的該些孔洞尺寸決定。 8. 如申請專利範圍第7項所述之吸附晶圓裝置，其中分 布在相對於該些孔洞尺寸較大者的該些突出物之數量大於 分布在相對於該些孔洞尺寸較小者的該些突出物之數量。 9. 如申請專利範圍第6項所述之吸附晶圓裝置’其中該 片狀主體與該些突出物之材質相同° 10. 如申請專利範圍第6項所述之吸附晶圓裝置，其中該 些突出物之直徑約2mm。 11. 如申請專利範圍第6項所述之吸附晶圓裝置’其中該 些突出物之高度約2mm。 12. 如申請專利範圍第6項所述之吸附晶圓裝置，其中該 ‘些突出物之形狀包括顆粒狀。 13. —種真空吸附硏磨頭，具有一夾盤，於該夾盤內的裝 置至少包括： 一多孔板；以及 一薄片，配置於該多孔板底部，其中該薄片表面具有 複數個突出物。 14. 如申請專利範圍第13項所述之真空吸附硏磨頭，其 中該些突出物的配置包括分布在相對於該多孔板之孔洞的 位置。 15. 如申請專利範圍第14項所述之真空吸附硏磨頭，其 中該些突出物之數量係依照該多孔板上的孔洞尺寸決定。 16. 如申請專利範圍第15項所述之真空吸附硏磨頭，其 中分布在相對於孔洞尺寸較大者的該些突出物之數量大於 ---Illlilm — *111111— ^ ·111111! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（〇Νβ)Λ4規格（2〗0 X 29,公裣） 535198 A8 R8 CS _8422twf.doc/008_™______ 六、申請專利範圍 分布在相對於孔洞尺寸較小者的該些突出物之數量。 17. 如申請專利範圍第13項所述之真空吸附硏磨頭，其 中該薄片與該些突出物之材質相同。 18. 如申請專利範圍第13項所述之真空吸附硏磨頭，其 中該些突出物之直徑約2mm。 19. 如申請專利範圍第13項所述之真空吸附硏磨頭，其 中該些突出物之高度約2mm。 20. 如申請專利範圍第13項所述之真空吸附硏磨頭，其 中該些突出物之形狀包括顆粒狀。 -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇χ 297 )