熱處理用晶圓支持器的製作方法

2023-05-24 10:50:26 1

專利名稱：熱處理用晶圓支持器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及半導體晶圓熱製程中用以承載晶圓的支持器。
背景技術：
關於半導體晶圓熱製程當中所普遍使用的一種加熱機具，可參考中國TW專利第 M266541號，該案的圖l表示了上述的加熱機具，該加熱機具的加熱區可供承載晶圓 的託盤定置，其託盤可在相關運送機械的帶動下將晶圓載入加熱區進行加熱處理， 以及將完成加熱處理的晶圓移出加熱區。
上述託盤事實上是以若干鎖固於其底部的支持器10來支持晶圓。習知支持器10如 圖1所示，包括一體相連的一固定部11以及一延伸部12，該固定部11設二鎖孔13，該 延伸部12開放端以一下降的階層構成一晶圓支託部14，該晶圓支託部14於開放端設 一珠槽15及一滾輪容置空間16，該珠槽15中設一可滾動的圓珠17，該滾輪容置空間 i6則以一輪軸18樞架一滾輪19。 一扣夾90從該晶圓支託部14的幵放端水平地嵌於其 外部，據以限位該圓珠17以及該輪軸18。該支持器10經鎖固元件穿鎖於固定部11的 鎖孔13而固定在前述託盤底部，該延伸部12則向該託盤的中心方向延伸。至少三個 支持器10以其晶圓支託部14共同支託一晶圓，以該圓珠17支託於晶圓的底面，該滾 輪18則觸接晶圓的圓周側部。
值得注意的問題焦點在於晶圓進出加熱區時，該支持器IO及其上的所有組件均 反覆的承受差異極大的冷熱溫度變化，熱脹冷縮作用使支持器IO及其組件內部形成 壓應力及張應力，造成的熱應力破壞不容小覷。不僅如此，在晶圓鍍鉤程序中，該 支持器10、扣夾31均受到化學侵蝕作用，而於所述結構表面殘留的鉤層需再以電漿 清洗技術去除。而習知支持器10容易受熱應力、化學侵蝕以及電漿清洗而破壞斷裂 之處在於該晶圓支託部14、扣夾90以及珠槽15兩側的薄弱部141、 142。
習知扣夾90是由晶圓支託部14的開放端水平地嵌於其外部，其延伸長度含括 該晶圓支託部14以及大部份的延伸部12,而延伸長度愈長則彎折應力相對增加，以 致扣夾90承受熱應力、化學侵蝕以及電漿清洗時極容易斷裂。
習知晶圓支託部14除了承受晶圓的重量之外，尚需承受另外設置的圓珠17以 及扣夾90的重量，彎折應力易集中在晶圓支託部14與延伸部12的連接處，該晶圓 支託部14極容易受熱應力影響而從應力集中處斷裂。
習知晶圓支託部14設有珠槽15以便填設圓珠17，而珠槽15的設置使晶圓支託 部14相對位置左右部份的結構厚度變薄，形成了兩處的薄弱部141、 142，受熱應力 或震動時極易斷裂，而致生圓珠17脫位的問題。
不論是支持件10或扣夾90損壞或圓珠17脫位，均可能嚴重磨損晶圓，而且必 需令生產線停工維修，造成龐大損失。
基於上述支持件10及扣夾90的種種問題，本實用新型新型人提出了解決方案。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種熱處理用晶圓支持器，以克服上述傳統結構的缺陷，使其在承受熱應力、震動、化學侵蝕、電漿清洗等狀況時，減少斷裂的發生 率及損壞率。
為實現上述目的，本實用新型一種熱處理用晶圓支持器，包括 一體相連的一 固定部以及一延伸部；該延伸部開放端以一下降的階層構成一晶圓支託部，該晶圓 支託部於開放端頂面一體設一半球珠，該延伸部設一滾輪容置空間， 一滾輪以一輪 軸樞設於該滾輪容置空間；該延伸部設一扣夾樞設孔； 一扣夾，包括二平行的夾臂、 連接於二夾臂一端的連接部、以及設於該夾臂開放端相對的彈力作用部；該扣夾以 該連接部樞設於該扣夾樞設孔中，其二夾臂貼著該延伸部的側面，其彈力作用部將 該扣夾的彈夾力作用於該輪軸的兩端。
其中，該扣夾樞設孔上方的延伸部二側壁各設一凹槽。
其中，該延伸部是以左右內縮的階層使該晶圓支託部的左右寬度小於該延伸部 的左右寬度。
本實用新型有益效果
基於本實用新型技術方案，使扣夾能以較佳的結構強度應付熱應力以及震動， 確實減少扣夾斷裂的問題。
基於本實用新型技術方案，使晶圓支託部的負荷減少，緩和其與延伸部連接處 的彎折應力，確實減少晶圓支託部從與延伸部連接之處斷裂的機率。
基於本實用新型技術方案，可省除於支持器上設置圓珠的加工手續。且使先前 技術中所述的珠槽兩側的薄弱部不存在，而完全避免薄弱部受熱應力或震動而破損 以致圓珠脫位的問題。
基於本實用新型技術方案，確實減少支持件於晶圓熱製程中的損壞機率。


圖l為習知支持器的外觀圖。
圖2為本實用新型支持器的立體分解圖。
圖3為本實用新型支持器與扣夾結合的動作示意圖之一。
圖4為本實用新型支持器與扣夾結合的動作示意圖之二。
圖5為本實用新型支持器與扣夾結合的外觀圖。
圖6為本實用新型支持器與扣夾結合的俯視圖。
圖7為本實用新型支持器與扣夾結合的側視圖。
圖8為圖2中關於該支持器的8-8剖面圖。
圖9為本實用新型支持器結合於習知託盤以及承載晶圓的示意圖。
圖10為圖9中10-IO剖面圖。
具體實施方式
本實用新型支持器20如圖2以及圖6至圖8所示，包括一體相連的一固定部21 以及一延伸部22，該固定部21設二鎖孔23，該延伸部22開放端以一下降的階層構 成晶圓支託部24，該晶圓支託部24於開放端頂面一體成型一半球珠25,該延伸部 22接近該晶圓支託部24設一滾輪容置空間26以及二軸孔27， 一滾輪28以輪軸29 樞設於二軸孔27中而設置於該滾輪容置空間26。該延伸部22設有一側向貫穿的扣 夾樞設孔30。
一扣夾31，包括二平行的夾臂32、連接於二夾臂32—端的連接部33、以及設 於該夾臂32開放端相對的彈力作用部34。如圖5所示，該扣夾31是以連接部33 樞設於該扣夾樞設孔30中，其二夾臂32貼著該延伸部22的側面，其彈力作用部34 將扣夾31的夾力作用於該輪軸29的兩端。
將扣夾31設置於夾持器20的方式如圖3、圖4、圖5所示。先將扣夾31的其 中一夾臂32穿過該扣夾樞設孔30，使扣夾31與夾持器20呈直角相交，之後翻轉該 扣夾31使其二夾臂32相對該延伸部22的左、右垂直面，再使該扣夾31與該延伸 部22平行，即可令其彈力作用部34著力於該輪軸29軸端。
如圖6所示，該扣夾樞設孔30上方延伸部22二側壁各設一凹槽35，使扣夾31 能較容易地從圖3的狀態被翻轉成圖4所示的狀態。該延伸部22是以左右內縮的階 層使該晶圓支託部24的左右寬度Wl小於該延伸部21的左右寬度W2。
如圖9、圖10，本實用新型支持器20經鎖固元件37穿鎖於固定部21的鎖孔 23而固定在一習知晶圓加熱機具的託盤40底部，該延伸部22則向該託盤40的中心 方向延伸。至少三個支持器20以其晶圓支託部24共同支託一晶圓50，以該半球珠 25支託於晶圓50的底面，該滾輪28則觸接晶圓50的圓周側部。
如先前技術所述，該託盤40可在相關運送機械的帶動下將晶圓50載入一加熱 單元的加熱區中進行鍍鎢處理，或將完成加熱處理的晶圓移出加熱區。而無可避免 的狀況系該晶圓進出加熱區時，該支持器20及扣夾31均反覆的承受差異極大的冷
熱溫度變化，熱脹冷縮作用使支持器20及扣夾31仍承受熱應力的問題。不僅如此，
在加熱以及晶圓鍍鎢程序中，該託盤40、支持器20、扣夾31均受到化學侵蝕作用， 而於所述結構表面的殘留鎢層則需再以電漿清洗技術去除。而本實用新型對該支持 器20以及該扣夾31的設計，使其在承受熱應力、化學侵蝕、電槳清洗等狀況時， 減少斷裂的發生率，申請人將原因詳述如下。
本實用新型晶圓支託部24以一體成型的半球珠25支託晶圓50，且該扣夾31未作 用至該晶圓支託部24，以及該晶圓支託部24的左右寬度小於該延伸部22左右寬度而 縮減體積的多重有利條件下，該晶圓支託部24除了承受晶圓50的重量之外，並不需 額外承受如習知的整顆圓珠及扣夾的重量，所以本實用新型晶圓支託部24的負荷減 少，緩和其與延伸部22連接處的彎折應力，在支持器20反覆進出加熱區而承受熱應 力及震動時，可確實減少該晶圓支託部24斷裂的機率。
本實用新型晶圓支託部24以一體成型的半球25支託晶圓50,可省除習知者外置 圓珠的加工手續。除此之外，本實用新型晶圓支託部24與該半球25為一體式的結構， 在先前技術中位於珠槽兩側的薄弱部即不存在，而完全避免薄弱部受熱應力或震動 而破損以致圓珠脫位的問題。
本實用新型扣夾31是由該延伸部22與固定部21交界處的扣夾樞設孔30向該滾輪 28輪軸29的方向延伸，習知扣夾則是由晶圓支託部14的開放端向固定部11的方向延 伸；所以本實用新型扣夾31的延伸長度大致上僅含括該延伸部22的長度，但是習知 扣夾90的延伸長度則含括了延伸部12以及晶圓支託部14兩者的長度；相較之，本實 用新型扣夾31的延伸長度較短，彎折應力較小，所以本實用新型扣夾31能以較佳的 結構強度應付進出上述加熱區時的熱應力、震動、化學侵蝕、電漿清洗，而確實減 少扣夾31斷裂的問題。
雖然本實用新型是以一個最佳實施例做說明，但精於此技藝者能在不脫離本實 用新型精神與範疇下做各種不同形式的改變。以上所舉實施例僅用以說明本實用新 型而已，非用以限制本實用新型的範圍。舉凡不違本實用新型精神所從事的種種修 改或變化，俱屬本實用新型申請專利範圍。
權利要求1.一種熱處理用晶圓支持器，其特徵在於一體相連的一固定部(21)以及一延伸部(22)；該延伸部(22)開放端以一下降的階層構成一晶圓支託部(24)，該晶圓支託部(24)於開放端頂面一體設一半球珠(25)，該延伸部(22)設一滾輪容置空間(26)，一滾輪(28)以一輪軸(29)樞設於該滾輪容置空間(26)；該延伸部(22)設一扣夾樞設孔(30)；一扣夾(31)，包括二平行的夾臂(32)、連接於二夾臂(32)一端的連接部(33)、以及設於該夾臂(32)開放端相對的彈力作用部(34)；該扣夾(31)以該連接部(33)樞設於該扣夾樞設孔(30)中，其二夾臂(32)貼著該延伸部(22)的側面，其彈力作用部(34)將該扣夾(31)的彈夾力作用於該輪軸(29)的兩端。
2. 如權利要求l所述熱處理用晶圓支持器，其特徵在於，該扣夾樞設孔(30) 上方的延伸部二側壁各設一凹槽(35)。
3. 如權利要求l所述熱處理用晶圓支持器，其特徵在於，該延伸部(22)是以 左右內縮的階層使該晶圓支託部(24)的左右寬度小於該延伸部(22)的左右寬度。
專利摘要一種熱處理用晶圓支持器，包括一體相連的一固定部以及一延伸部；該延伸部開放端設一晶圓支託部，該晶圓支託部包括半球珠以及滾輪，半球珠系一體成型的設在晶圓支託部頂面；該延伸部設一扣夾樞設孔，供一扣夾的端部定位其中，該扣夾沿著該延伸部，其開放端的彈夾力作用於該滾輪的輪軸兩端。使其在承受熱應力、震動、化學侵蝕、電漿清洗等狀況時，減少斷裂的發生率及損壞率。
文檔編號H01L21/687GK201075384SQ20072012745
公開日2008年6月18日 申請日期2007年8月15日 優先權日2007年8月15日
發明者陳漢陽 申請人:陳漢陽