TWI523141B - Semiconductor wafers - Google Patents

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TWI523141B TW102126825A TW102126825A TWI523141B TW I523141 B TWI523141 B TW I523141B TW 102126825 A TW102126825 A TW 102126825A TW 102126825 A TW102126825 A TW 102126825A TW I523141 B TWI523141 B TW I523141B
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Description

半導體晶圓的運送治具
本發明係關於一種在半導體製造工序中，被使用於半導體晶圓運送之運送治具，且特別有關於一種在加熱時，可對半導體晶圓均勻加熱之半導體晶圓的運送治具。
先前以來，在半導體製造工序的半導體晶圓的熱處理工序或運送線中，為搬移運送很多個半導體晶圓，專用之運送治具被使用。
關於做為運送對象之半導體晶圓的尺寸，有時各個不同。因此，為省略在運送對象的尺寸改變時，變更運送治具之工序，眾所周知有以一種運送治具，可對應複數個尺寸之晶圓運送之運送治具(參照專利文獻1及專利文獻2)。
在專利文獻1中，係開示有對應運送之半導體晶圓的直徑大小，固定保持銷到對應之固定孔，使得可對應複數個尺寸之晶圓運送之晶圓叉。又，在專利文獻2中，開示有可對應複數個尺寸之晶圓運送之晶圓保持座。依據此晶圓保持座，藉以垂直壓缸與水平壓缸而上下移動及水平移動之運送柱，而半導體晶圓W被運送。其係所謂行走柱方式之半導體晶圓保持座。關於此物件，運送背部之高度係至少有三種以上，相同背部高度之物件被配置於同一圓周上，而且，被配置 成同心圓狀，使得背部高度愈往外側愈高。被對應晶圓大小之背部高度之銷體支撐之晶圓，係接觸次高之銷體以被定位。
又，可對應複數個尺寸之晶圓運送之晶圓運送另一例，有第5圖所示者。第5圖所示之晶圓運送治具200，係基座板10與運送導引器11藉螺栓14等被接合。在基座板10的中心部，存在有外徑比晶圓W3(W4)的直徑還要小之開口部15。在基座板10上，配設有用於自下方同心圓狀地保持晶圓W3(W4)之銷體16A~16C、18A~18C及防止晶圓W3(W4)位置偏移之導引器17A~17C、19A~19C。導引器17A~17C、19A~19C係對於晶圓W3(W4)，分別設有三個，合計設有三組，藉未圖示之運送裝置，被往箭頭方向運送。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開平06-151550號公報
【專利文獻2】日本實開昭62-26037號公報
使用開示在專利文獻1之晶圓叉、開示在專利文獻2之晶圓保持座及第5圖所示先前例之晶圓運送治具，有下述之問題。當加熱晶圓時，關於晶圓表面接觸到晶圓叉或晶圓保持座或運送治具之部分，熱被晶圓叉或晶圓保持座或運送治具奪走。結果，有與未接觸到晶圓叉或晶圓保持座或運送治具之其他晶圓處所相比較下，熱傳導變差之疑慮。
當對半導體晶圓之熱傳導惡化時，在晶圓表面的溫度分佈中，會產生溫度比其他處所低之部分，亦即，會產生低溫部，必須要額外之對半導體晶圓之加熱量。藉此，能源效率很差，又，為使低溫部達到必要溫度而加熱後，結果，在低溫部以外之過度加熱部分破損，其成為成本增加或不良之原因。
為解決上述課題，申請專利範圍第1項之半導體晶圓的運送治具，係一種半導體晶圓的運送治具，在加熱既定大小之半導體晶圓時，可保持運送前述既定大小之半導體晶圓，其特徵在於具有：本體構件，設有口徑比前述半導體晶圓的直徑還要大之開口部；以及至少三個以上之支撐構件，具有既定長度，而且具有對應前述半導體晶圓的直徑以配置之高度相異的複數銷構件，安裝於前述本體構件，前述支撐構件藉由於自前述開口部的內圓部突出之位置之前述銷，構成用於使前述半導體晶圓保持為同心圓狀之保持機構。當依據申請專利範圍第1項之半導體晶圓的運送治具時，被設於運送治具之開口部，係直徑比半導體晶圓的直徑還要大，所以，該晶圓不被運送治具本體覆蓋。
申請專利範圍第2項之半導體晶圓的運送治具係在申請專利範圍第1項中，背部高度被形成為比配置在前述開口部的中心側的前述銷體還要高之晶圓位置偏移防止導引器，係成同心圓狀地在各銷體，每一個設置一個以上。
申請專利範圍第3項之半導體晶圓的運送治具係在 申請專利範圍第2項中，前述銷體係背部高度至少有兩種以上，同一背部高度者係被配置於同一圓周上，而且被設置成同心圓狀，使得背部高度自述本體構件的開口部的中心往外側，依序變高。
申請專利範圍第4項之半導體晶圓的運送治具係在申請專利範圍第1項中，前述保持機構由支撐板、保持銷及晶圓位置偏移防止導引器所構成，前述支撐板係自前述開口部的中心配置成放射狀，前述保持銷係用於在前述支撐板，自下方保持前述半導體晶圓，前述晶圓位置偏移防止導引器，係位於比前述保持銷還要外側之位置，其高度比前述保持銷的高度還要高。
申請專利範圍第5項之半導體晶圓的運送治具係在申請專利範圍第4項中，前述支撐板係自前述開口部的中心，放射狀地設有三個以上。
當依據本發明之半導體晶圓的運送治具時，其具有直徑比半導體晶圓的直徑還要大之開口部，以及至少三個以上之支撐構件，前述支撐構件藉由於自開口部的內圓部突出之位置之高度相異的複數個銷，構成用於使半導體晶圓保持為同心圓狀之保持機構。因此，當加熱時，熱不被晶圓運送治具本體侵奪，可均勻地加熱晶圓全體。藉此，可防止消耗過度電力而減少成本，也可以抑制由過度加熱所致之不良品產生。
又，對於保持半導體晶圓之銷體，成組設置晶圓位置偏移防止導引器，藉此，可防止在運送中之晶圓偏移，可 抑制對晶圓之加熱不均勻。
而且，使保持銷係背部高度至少有兩種以上，同一背部高度者係被配置於同一圓周上，而且被設置成同心圓狀，使得背部高度自運送治具的中心往外側，依序變高。藉此，以一個運送治具，可運送複數種類之晶圓，可省略先前運送治具之變更工序，可大幅減少作業負荷。
1‧‧‧基座板
2‧‧‧運送導引器
3A~3D‧‧‧支撐板
4A~4D‧‧‧保持銷
5A~5D‧‧‧防止導引器
6A~6D‧‧‧保持銷
7A~7D‧‧‧防止導引器
8‧‧‧螺栓
9‧‧‧開口部
10‧‧‧基座板
11‧‧‧運送導引器
14‧‧‧螺栓
15‧‧‧開口部
16A~16D‧‧‧保持銷
17A~17D‧‧‧防止導引器
18A~18D‧‧‧保持銷
19A~19D‧‧‧防止導引器
100‧‧‧運送治具
200‧‧‧運送治具
W1~W5‧‧‧晶圓
第1圖係表示做為本發明實施例之晶圓的運送治具100的構成例之俯視圖。
第2圖係表示第1圖中之F1-F2箭視剖面之放大圖。
第3圖係使用本發明以加熱後之直徑200mm晶圓的溫度曲線圖。
第4圖係使用本發明以加熱後之直徑300mm晶圓的溫度曲線圖。
第5圖係表示先前例之晶圓運送治具200的構成例之俯視圖。
第6圖係使用先前例治具以加熱後之直徑200mm晶圓的溫度曲線圖。
第7圖係使用先前例治具以加熱後之直徑300mm晶圓的溫度曲線圖。
本發明之目的在於提供一種當加熱半導體晶圓時，可實現均勻加熱晶圓表面之半導體晶圓的運送治具。
接著，參照附圖說明本發明之實施例。第1圖係表示本發明半導體晶圓的運送治具的實施例之俯視圖。第2圖係表示保持銷與位置偏移防止導引器(以下，單稱「防止導引器」)的形狀例之第1圖中的F1-F2箭視剖面之放大圖。
亦即，實施例之半導體晶圓運送治具100，係構成半導體晶圓運送治具的一例，其係在半導體製造工序中，保持運送半導體晶圓之治具。在做為本體構件一例之基座板1的中心，存在有開口部9，在將基座板1的箭頭所示之運送方向當作基準之左右兩側面上，藉螺栓8等分別安裝有運送導引器2。在本實施例中，支撐板係自基座板1往開口部9內，設有四個(3A~3D)。支撐板3A與3C及3B與3D構成支撐構件的一例，分別在對角線上，亦即，在第1圖所示之實施例中，支撐板3A~3D係自開口部9的中心(Center)大概被配設成放射狀。支撐板3A~3D之構成係分別藉螺栓等，被固定在基座板1上。
基座板1係很適合施加陽極氧化處理到鋁上者。
又，支撐板3A~3D係使外徑200mm之晶圓W1與外徑300mm之晶圓W2分別在既定位置上，保持銷4A~4D、6A~6D及防止導引器5A~5D、7A~7D，各一個且同心圓地配設於各支撐板3A~3D。保持銷4A~4D、6A~6D，係可自開口部9的下方保持者。防止導引器5A~5D、7A~7D係用於防止晶圓位置偏移者。保持銷4A~4D、6A~6D與防止導引器5A~5D，各一個且同心圓地配設於各支撐板3A~3D。各保持銷與導引器之並列順序，係自接近開口部9的中心開始，依序為 保持銷4A~4D、防止導引器5A~5D、保持銷6A~6D及防止導引器7A~7D。銷體與導引器的高度，係愈遠離開口部9的中心，則逐漸變高(4A的高度<5A的高度<6A的高度<7A的高度)。
而且，在本實施例中，保持銷4A~4D、6A~6D及防止導引器5A~5D、7A~7D，分別被壓入支撐板3A~3D。支撐板3A~3D係往開口部9的中心，一直線狀設於基座板1，在自該開口部9的內緣部位突出之位置上，構成用於保持半導體晶圓成同心圓狀之保持機構。
支撐板3A~3D係也可以與基座板1相同地以鋁製成，但是，鋁係很容易帶電之金屬，所以，如果係通常之狀態下，因為帶電之靜電，有晶圓破損之問題。因此，必須使用實施過不帶電對策之表面處理後之鋁，其成本則提高。因此，支撐板最好使用在通常狀態下，不產生靜電之不銹鋼製成。
第3圖所示之曲線圖，係使用本發明以加熱過之直徑200mm晶圓的溫度曲線圖。當依據此溫度曲線圖時，使用第1圖之本發明運送治具，使用尺寸相當於直徑200mm之晶圓W1之溫度曲線圖測量用治具(未圖示)。而且，在治具的中心部(X3：Center)與自治具的外周部偏離10mm之上下左右四處(上(X1：Front)、下(X5：Rear)、左(X2：Left)、右(X4：Right))合計五處，安裝熱電偶溫度計。在一般的條件下，一邊以1.3m/min運送晶圓往箭頭方向，一邊進行回焊加熱，在每個加熱時間，測量晶圓的表面溫度變化。
第4圖所示之曲線圖，係使用本發明以加熱過之 直徑300mm晶圓的溫度曲線圖。當依據此溫度曲線圖時，使用第1圖之本發明運送治具，使用尺寸相當於直徑300mm之晶圓W2之溫度曲線圖測量用治具(未圖示)。而且，在治具的中心部(Y3：Center)與自治具的外周部偏離15mm之上下左右四處(上(Y1：Front)、下(Y5：Rear)、左(Y2：Left)、右(Y4：Right))合計五處，安裝熱電偶溫度計。此外，以與第3圖相同條件，進行回焊加熱，在每個加熱時間，測量晶圓的表面溫度變化。
第6圖及第7圖係為對比，使用第5圖之先前運送治具，以分別與第3圖及第4圖相同之條件，在每一加熱時間，測量溫度曲線圖測量用治具的表面溫度變化之圖表。
比較使用尺寸相當於200mm晶圓之溫度曲線圖測量用治具，以測量過之X1~X5的各峰值溫度之溫度差(Δt)。
當係第6圖所示先前運送治具時，甚至產生Δt=8.9℃(247.9(峰值溫度最高之中心部X3)-239.0(最低處所X4))之溫度差。
相對於此，當係第3圖所示先前運送治具時，僅產生Δt=5.5℃(248.5(峰值溫度最高之中心部X3)-243.0(最低處所X4))之溫度差。
又，也同樣比較使用尺寸相當於300mm晶圓之溫度曲線圖測量用治具，以測量過之Y1~Y5的各峰值溫度之溫度差(Δt)。
當係第7圖所示先前運送治具時，甚至產生Δt=11.7℃(246.5(峰值溫度最高之中心部Y3)-234.8(最低處所 Y4))之溫度差。
相對於此，當係第4圖所示先前運送治具時，僅產生Δt=6.3℃(248.6(峰值溫度最高之中心部Y3)-242.3(最低處所Y2))之溫度差。
如上所述，當比較本發明實施例與先前例之晶圓表面各處所的峰值溫度差時，在200mm晶圓係最大2.8℃(=8.3-5.5)，在300mm晶圓係最大5.4℃(=11.7-6.3)，而有差異，證明本發明之效果很充分。
又，第1圖之實施例，係使支撐板3A~3D設置四個，但是，其數量並不侷限於四個，只要支撐板係三個以上，使得晶圓不自運送治具落下，其可設置任意個。
在第1圖之實施例中，防止導引器雖然係每一個保持(支撐)銷設有一個，但是，本發明並不侷限於此。如第2圖所示，也可以適當變更使用，使得例如以防止導引器5A支撐晶圓W5，以保持銷6A做為位置偏移防止用之導引器。
而且，說明過支撐板3A~3D藉螺栓等，固定在基座板1之情形。本發明並不侷限於此，支撐板3A~3D之構成，也可以相對於基座板1滑動自如。在此情形下，在基座板1上，只要往開口部9的中心直線狀地設置縱向凹槽部，沿著此凹槽部，使支撐板3A~3D分別滑動即可。使得可構成可極細微調整對於基座板1之支撐板3A~3D的位置之位置調整機構。
又，在本實施例中，說明過支撐板係往開口部的中心，一直線狀地被設於前述本體構件，亦即，說明過自前述 開口部的中心設成放射狀之情形，但是，支撐板之構成只要同心圓狀地支撐半導體晶圓即可，只要係達成此目的之構成，未必要朝向開口部的中心，或者，自開口部的中心設成放射狀。
【產業上之利用可能性】
本發明適用於當以回焊爐等加熱晶圓時，均勻加熱晶圓表面之半導體晶圓的運送治具。
1‧‧‧基座板
2‧‧‧運送導引器
3A~3D‧‧‧支撐板
4A~4D‧‧‧保持銷
5A~5D‧‧‧防止導引器
6A~6D‧‧‧保持銷
7A~7D‧‧‧防止導引器
8‧‧‧螺栓
9‧‧‧開口部
100‧‧‧運送治具
W1~W2‧‧‧晶圓

Claims (5)

  1. 一種半導體晶圓的運送治具，在加熱既定大小之半導體晶圓時，可保持運送前述既定大小之半導體晶圓，其特徵在於具有：本體構件，設有口徑比前述半導體晶圓的直徑還要大之開口部；以及至少三個以上之支撐構件，具有既定長度，而且具有對應前述半導體晶圓的直徑以配置之高度相異的複數銷構件，安裝於前述本體構件；前述支撐構件藉由於自前述開口部的內圓部突出之位置之前述銷，構成用於使前述半導體晶圓保持為同心圓狀之保持機構。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體晶圓的運送治具，其中，背部高度被形成為比配置在前述開口部的中心側的前述銷體還要高之晶圓位置偏移防止導引器，係成同心圓狀地在各銷體，每一個設置一個以上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之半導體晶圓的運送治具，其中，前述銷體係背部高度至少有兩種以上，同一背部高度者係被配置於同一圓周上，而且被設置成同心圓狀，使得背部高度自前述本體構件的開口部的中心往外側，依序變高。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之半導體晶圓的運送治具，其中，前述保持機構由支撐板、保持銷及晶圓位置偏移防止導引器所構成， 前述支撐板係自前述開口部的中心配置成放射狀，前述保持銷係用於在前述支撐板，自下方保持前述半導體晶圓，前述晶圓位置偏移防止導引器，係位於比前述保持銷還要外側之位置，其高度比前述保持銷的高度還要高。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之半導體晶圓的運送治具，其中，前述支撐板係自前述開口部的中心，放射狀地設有三個以上。
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