TWM528516U - 測溫晶圓結構 - Google Patents

Description

測溫晶圓結構

本創作是有關一種半導體製程溫度測試技術，特別是有關一測溫晶圓結構。

一般半導體晶圓製程前，為避免因機台本身的些許誤差使得製程時溫度不均而降低良率，皆會於製程前或特定時機做升溫測試以取的晶圓載盤上的溫度，一種傳統的半導體晶圓製程設備的溫度量測方式如圖1所示，須先將半導體晶圓製程設備停機(習知技術步驟S10)，接著解離測試頭，並開啟測試頭平台(習知技術步驟S11)。再來，等待晶圓載盤升溫(習知技術步驟S12)。接著，利用有線式平面接觸式熱電偶感測器量測晶圓載盤上之溫度(習知技術步驟S13)，再將測試數值回填至測試機台(離線狀態(off-line))，以做程式補正(習知技術步驟S14)。最後，關閉測試平台(習知技術步驟S15)、組合測試頭(習知技術步驟S16)、再做復機設定(習知技術步驟S17)。

上述量測方法皆為離線量測，亦即先關機，後再開啟機台測試頭平台，再將晶圓載盤升溫至所需溫度，於開放的環境下使用熱電偶感測器量測晶圓載盤上之溫度。這種方式會讓量測的環境與實際量測的環境不同，而產生些許誤差，此外，需額外停機才能量測，會產生機台稼動率的損失。

本創作提供一種測溫晶圓結構，測溫晶圓的使用，可減少停機互換之操作時間的損失，以有效增加機台稼動率。

本創作一實施例之測溫晶圓結構，其係用於一半導體晶圓製程設備之晶圓載盤溫度量測方法，測溫晶圓結構包含：一偽晶圓主體；一中介電路板，設置於偽晶圓主體之中央；以及複數溫度感測元件， 設置於偽晶圓主體上並與中介電路板電性連接。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本創作之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

本創作主要提供一種測溫晶圓結構應用於一半導體晶圓製程中，舉例而言可為測試或非測試製程，傳送一測溫晶圓至晶圓載盤上，利用將半導體晶圓製程設備中的測試探針組與測溫晶圓電性接觸，以取得由於測溫晶圓上之複數溫度感測元件所測得之一溫度資訊。以下將詳述本案的各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細描述之外，本創作還可以廣泛地施行在其他的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本案的範圍內，並以之後的專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本創作有較完整的瞭解，提供了許多特定細節；然而，本創作可能在省略部分或全部這些特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免造成本創作不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，圖式僅為示意之用，並非代表元件實際的尺寸或數量，不相關的細節未完全繪出，以求圖式的簡潔。

請先參考圖2，圖2為本創作一實施例之晶圓載盤溫度量測方法的流程圖。如圖所示，本創作一實施例之晶圓載盤溫度量測方法，包含以下步驟：首先，提供一半導體晶圓製程設備，其包含一晶圓載盤及一測試探針組(步驟S20)。接著，傳送一測溫晶圓至晶圓載盤上，測溫晶圓包含一偽晶圓主體(dummy wafer)、一中介電路板與複數溫度感測元件，其中中介電路板與溫度感測元件設置於該偽晶圓主體上，且中介電路板與溫度感測元件電性連接(步驟S22) 。再來，將測試探針組之探針與測溫晶圓之中介電路板電性接觸，以取得由溫度感測元件所測得之一溫度資訊(步驟S24)。

接續上述，於一實施例中，如圖3所示，晶圓載盤溫度量測方法更包含將溫度資訊傳送至半導體晶圓製程設備之一主機，以補正晶圓載台之溫度分布(步驟S26)。上述方法可於半導體晶圓製程階段不停機地實施線上(on-line)量測，可做及時補正的動作。上述晶圓載盤溫度量測方法可用於半導體晶圓製程設備之一測試製程中或一非測試製程中。在同一設備裡進行溫度量測，量測環境與測試環境量測條件相同，量測資料較為準確。此外，上述方式可減少習知需先停機並於開放環境下進行溫度量測操作，有效避免時間損失。於又一實施例中，溫度感測元件係利用黏貼方式設置於偽晶圓主體上，黏貼設置的方式可使設計更加彈性，可依據不同測試需求設計溫度感測元件的位置跟數量，此外，溫度感測元件如欲維修，可方便更換。

測溫晶圓的詳細結構由以下實施例作為說明。

請參考圖4A、圖4B，圖4A為本創作一實施例之測溫晶圓結構的示意圖；圖4B為圖4A的剖視結構示意圖。請先參考圖4A，測溫晶圓結構100包含：一偽晶圓主體110、一中介電路板120及複數溫度感測元件130。如圖所示，中介電路板120，設置於偽晶圓主體110之中央，且溫度感測元件130， 設置於偽晶圓主體110上並與中介電路板電性連接。於一實施例中，溫度感測元件130係以一膠層黏貼設置於偽晶圓主體110上。於又一實施例中，中介電路板120包含：複數溫度感測接點組122以及複數探針接點124，其中複數溫度感測接點組122與溫度感測元件130電性連接，且任一探針接點124與任一溫度感測接點組122電性連接。舉例而言，如圖4B所示，複數溫度感測元件130之任一係以導線140與任一溫度感測接點組122電性連接，可以理解的是，溫度感測元件130與溫度感測接點組122連接的線體亦可為導電薄膜所形成之線路。此外，溫度感測接點組122之數量亦不限於圖中所示，可依據所需測量的溫度位置變換所需數量。

接續上述，於又一實施例中，請參考圖5A、圖5B，圖5A、圖5B分別為中介電路板的示意圖及結構剖視示意圖，如圖5A、圖5B所示，中介電路板120之梯型結構外觀由複數基板堆疊而成。於一實施例中，中介電路板120由一第一基板1201與一第二基板1202上下堆疊而成，且複數探針接點124設置於第一基板1201，複數組溫度感測接點組122設置於第二基板1202。此外，為能取得晶圓載盤之中央的溫度資訊，於一實施例中，中介電路板120之第一基板1201與第二基板1202可具有不同大小的第一穿孔12011、第二穿孔12021，第一穿孔12011用以暴露出設置於第二基板1202上的溫度感測接點組122的至少其中之一，而第二穿孔12021用以暴露出設置於偽晶圓主體110上的溫度感測元件130的至少其中之一(如圖4A、圖4B所示)。再者，依據不同的溫度感測元件130(如圖4A所示)，與其搭配的溫度感測接點組122可有不同配置，於此實施例中，任一溫度感測接點組122包含一接地接點G與至少一訊號接點I，但可以理解的是，其包含但不限於圖中所示之四個接點。

綜合上述，本創作之測溫晶圓結構及使用此測溫晶圓結構之晶圓載盤溫度量測方法，在半導體晶圓製程階段不停機地實施線上量測，可大幅提升機台稼動效率。此外，線上量測具有及時補正之優勢。此外，在同一設備裡進行溫度量測，量測環境與測試環境量測條件相同，量測資料較為準確。更者，本技術可減少習知需先停機並於開放環境下進行溫度量測操作，有效增加效益。

以上所述之實施例僅是為說明本創作之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本創作之內容並據以實施，當不能以之限定本創作之專利範圍，即大凡依本創作所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本創作之專利範圍內。

S10,S11,S12,S13,S14,S15,S16,S17‧‧‧習知技術步驟
100‧‧‧測溫晶圓結構
110‧‧‧偽晶圓主體
120‧‧‧中介電路板
1201‧‧‧第一基板
12011‧‧‧穿孔
1202‧‧‧第二基板
12021‧‧‧穿孔
122‧‧‧溫度感測接點組
124‧‧‧探針接點
130‧‧‧溫度感測元件
140‧‧‧導線
G‧‧‧接地接點
I‧‧‧訊號接點
S20,S22,S24,S26‧‧‧步驟

圖1為習知之晶圓載盤溫度量測方法的流程圖。 圖2為本創作一實施例之晶圓載盤溫度量測方法的流程圖。 圖3本創作又一實施例之晶圓載盤溫度量測方法的流程圖。 圖4A為本創作一實施例之測溫晶圓結構的示意圖。 圖4B為圖4A的剖視結構示意圖。 圖5A為本創作一實施例之中介電路板的示意圖。 圖5B為圖5A的剖視結構示意圖。

100‧‧‧測溫晶圓結構

110‧‧‧偽晶圓主體

120‧‧‧中介電路板

122‧‧‧溫度感測接點組

124‧‧‧探針接點

130‧‧‧溫度感測元件

140‧‧‧導線

Claims (10)

1. 一種測溫晶圓結構，其係用於一半導體晶圓製程設備之晶圓載盤溫度量測方法，該測溫晶圓結構包含： 一偽晶圓主體； 一中介電路板，設置於該偽晶圓主體之中央；以及 複數溫度感測元件， 設置於該偽晶圓主體上並與該中介電路板電性連接。
2. 如請求項1所述之測溫晶圓結構，其中該複數溫度感測元件係以一膠層貼設置於該偽晶圓主體上。
3. 如請求項1所述之測溫晶圓結構，其中該中介電路板包含： 複數溫度感測接點組，其與該溫度感測元件電性連接；以及 複數探針接點，其中任一該探針接點與任一該溫度感測接點組電性連接。
4. 如請求項3所述之測溫晶圓結構，其中該中介電路板由一第一基板與一第二基板上下堆疊而成，且該複數探針接點設置於該第一基板，該複數組溫度感測接點組設置於該第二基板。
5. 如請求項4所述之測溫晶圓結構，其中該中介電路板具有一梯型結構之外觀。
6. 如請求項3所述之測溫晶圓結構，其中該複數溫度感測元件之任一係以導線與任一該溫度感測接點組電性連接。
7. 如請求項3所述之測溫晶圓結構，其中任一該溫度感測接點組包含一接地接點與至少一訊號接點。
8. 如請求項4所述之測溫晶圓結構，其中該第一基板與該第二基板具有不同大小的一第一穿孔及一第二穿孔；該第一穿孔係曝露出設置於該第二基板上的該複數溫度感測接點組的至少其中之一；及該第二穿孔用以暴露出設置於該偽晶圓主體上的該複數溫度感測元件的至少其中之一。
9. 如請求項1所述之測溫晶圓結構，其中該中介電路板具有一梯型結構之外觀。
10. 如請求項9所述之測溫晶圓結構，其中該中介電路板為一體成形。