專利名稱：放置熱電阻溫度檢測(cè)器晶片的高溫晶片夾持器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工業(yè)中對(duì)機(jī)臺(tái)進(jìn)行故障檢修或者定期維護(hù)時(shí)，用熱電阻溫度檢測(cè)器晶片測(cè)量調(diào)整熱板溫度的過(guò)程，尤其涉及一種用于放置熱電阻溫度檢測(cè)器晶片于熱板上的高溫晶片夾持器。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制程的許多應(yīng)用中，溫度都是必須監(jiān)測(cè)和控制的關(guān)鍵參數(shù)，例如在光刻制程中使用的Track Act-8，Mk-8等機(jī)臺(tái)，它們可以用于光刻制程中的光刻膠涂布，顯影或者微影制程的烘烤等步驟，這些機(jī)臺(tái)在進(jìn)行故障檢修或者定期維護(hù)的時(shí)候，會(huì)使用到熱電阻溫度檢測(cè)器(RTD，resistance temperature detector)晶片，這種晶片的功能和一般的溫度計(jì)相同，通過(guò)分布于其上適當(dāng)位置的溫度感知器，能均勻量測(cè)出高溫?zé)岚迳系臏囟茸兓Ａ繙y(cè)到的溫度數(shù)據(jù)可以用來(lái)校正機(jī)臺(tái)的加熱器，以得到需要的溫度規(guī)格，使之符合例如半導(dǎo)體黃光制程的生產(chǎn)規(guī)格，最后可得到精度較高的良率及制程。隨著技術(shù)發(fā)展，未來(lái)對(duì)精度要求愈來(lái)愈高，所需的工藝規(guī)格也愈來(lái)愈嚴(yán)謹(jǐn)，與之相應(yīng)，黃光制程對(duì)溫度的要求也愈來(lái)愈嚴(yán)格。
熱電阻溫度檢測(cè)器通常用于調(diào)節(jié)例如低溫?zé)岚?LHP，Low temperatureHot Plate)，高溫?zé)岚?HHP，High temperature Hot Plate)，精密熱板(PHP，Precision Hot Plate)，冷卻熱板(CHP，Chilling Hot Plate)，精密冷卻熱板(PCH，Precision Chilling Plate)等的溫度性能，溫度的范圍約為100℃～250℃。如果上述熱板的溫度異常，加熱時(shí)就不能得到令人滿意的結(jié)果，這將影響涂布光刻膠的厚度，關(guān)鍵尺寸均勻性，使光阻線寬大小不佳，最后導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)中的產(chǎn)品良率降低。
上述的熱電阻溫度檢測(cè)器晶片(RTD wafer，Resistance-Temperature-Detector wafer)在使用的時(shí)候，需要將其放到熱板上，然后其與熱板溫度控制系統(tǒng)分別與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行連接，根據(jù)對(duì)熱板進(jìn)行溫度控制時(shí)反饋的熱力學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)臺(tái)作故障檢修或維護(hù)。目前在這個(gè)過(guò)程中，將熱電阻溫度檢測(cè)器放置于熱板上的過(guò)程一般由熟練的工程師手工操作，但是由于熱電阻溫度檢測(cè)器晶片非常容易破裂，雖然由熟練人士操作，這種晶片在放置過(guò)程中仍然有極高的破損率，從多個(gè)半導(dǎo)體晶圓廠反饋的數(shù)據(jù)顯示破損率高達(dá)88％。如果熱電阻溫度檢測(cè)器晶片破損，那么在定期維護(hù)或者故障檢修的時(shí)候，工程師就沒有工具可以用來(lái)測(cè)量并校正熱板溫度，這樣會(huì)使熱板溫度不平衡或者異常，導(dǎo)致光刻膠厚度不均勻傾斜，關(guān)鍵尺寸的均勻性非常差，進(jìn)而影響產(chǎn)品性能，圖1和圖2分別顯示了熱板溫度異常狀態(tài)下所形成的光刻膠不均勻傾斜的情況，以及熱板溫度正常狀態(tài)下光刻膠表面應(yīng)該具有的外觀。
熱電阻溫度檢測(cè)器晶片破損本身也是一種很大的浪費(fèi)，因?yàn)闊犭娮铚囟葯z測(cè)器晶片是一種代價(jià)不菲的貴重物品。而另一方面，放置檢測(cè)晶片于熱板上的環(huán)境溫度約為150℃～250℃，同樣也不利于人工操作，完全用手進(jìn)行這樣的工作具有危險(xiǎn)性。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)目前在放置熱電阻溫度檢測(cè)器(RTD，resistance temperaturedetector)晶片到熱板上容易出現(xiàn)晶片破裂并且人工進(jìn)行這樣的操作具有危險(xiǎn)性的問(wèn)題，提出本發(fā)明。
本發(fā)明的目的在于，提供一種高溫晶片夾持器，用于在測(cè)量調(diào)整熱板溫度時(shí)放置熱電阻溫度檢測(cè)器晶片。此種工具可以防止所述晶片在放置過(guò)程中破裂。
所述的高溫晶片夾持器的設(shè)計(jì)構(gòu)想為1)在高溫下性質(zhì)穩(wěn)定，不至于和其夾持的物質(zhì)反應(yīng)，沒有微粒、鐵銹污染；2)在使用時(shí)保證操作人員安全；3)簡(jiǎn)單而使用方便，能輕易將檢測(cè)器晶片放置到位而不破裂；4)輕巧，但不易變形。
根據(jù)提出的各方面要求，本發(fā)明提供的夾持器具有如下所述的結(jié)構(gòu)握柄；和握柄一體成型的開口環(huán)形圈，其開口位于握柄的相對(duì)位置；至少三個(gè)固定于環(huán)形圈下面的支持塊，所述支持塊位于環(huán)形圈內(nèi)側(cè)；
本發(fā)明提供的高溫晶片夾持器中，所述的握柄為鏤空結(jié)構(gòu)，中間具有一道或多道橫梁；所述環(huán)形圈的半徑與熱電阻溫度檢測(cè)器晶片半徑相適應(yīng)，并且其位于握柄相對(duì)位置的開口角度為40°。
所述支持塊的形狀為弧形塊，弧形塊的外弧與環(huán)形圈相適應(yīng)，內(nèi)弧和外弧的圓心角相同，內(nèi)弧和外弧之間的圓心角邊作為弧形塊的兩邊，所述支持塊與開口環(huán)形圈鉚接或一體成型。其中內(nèi)弧和外弧的圓心角為40°。
上述的支持塊厚度為2mm，其具有內(nèi)弧面、外弧面、上表面、下表面以及兩個(gè)側(cè)面，其中，內(nèi)弧面和上下表面的結(jié)合部為弧形導(dǎo)角結(jié)構(gòu)，這樣不容易對(duì)放置于支持塊上的熱電阻溫度檢測(cè)器晶片造成刮傷。
另外，本發(fā)明提供的高溫晶片夾持器采用的材料為鋁，或者，其中的支持塊也可以采用不銹鋼作為材料。
在用熱電阻溫度檢測(cè)器晶片對(duì)半導(dǎo)體制程中使用的各種熱板溫度進(jìn)行檢測(cè)調(diào)整時(shí)，需要將熱電阻溫度檢測(cè)器晶片直接送入機(jī)臺(tái)中熱板所在位置，在其處一般有三個(gè)豎直向上的陶瓷針(支持棒)被用來(lái)支撐檢測(cè)器晶片。應(yīng)用本發(fā)明提供的工具，可以在機(jī)臺(tái)外先將檢測(cè)器晶片放入夾持器的開口環(huán)形圈，使其在環(huán)形圈內(nèi)被下方的至少三個(gè)支持塊穩(wěn)定支持。然后將承載晶片的高溫晶片夾持器送入預(yù)定放置的位置上方，控制夾持器向下降落，熱電阻溫度檢測(cè)器晶片即被放置在預(yù)定的位置上，例如，3個(gè)豎直向上用來(lái)支撐檢測(cè)器晶片的陶瓷針上。最后可以將高溫晶片夾持器向外抽出，整個(gè)放置熱電阻溫度檢測(cè)器晶片的過(guò)程完成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，由于放置所述檢測(cè)器晶片時(shí)避免了用手拿取放置的動(dòng)作，首先降低了較高溫度(100℃～250℃)下手工操作的危險(xiǎn)性，其次，用手拿取熱電阻溫度檢測(cè)器晶片時(shí)，由于晶片受到的應(yīng)力不平衡，非常容易破裂，而在本發(fā)明提供的高溫晶片夾持器中，晶片可以得到平衡的支持，不會(huì)因?yàn)閼?yīng)力不平衡導(dǎo)致其破裂；另外，如操作過(guò)程中所述，機(jī)臺(tái)中用于承載熱電阻溫度檢測(cè)器晶片的裝置為三個(gè)陶瓷針，這種陶瓷針也是很脆弱的結(jié)構(gòu)，在人工放置熱電阻溫度檢測(cè)器晶片于其上時(shí)，即使是熟練人士，仍然可能有操作不當(dāng)，發(fā)生熱電阻溫度檢測(cè)器晶片撞斷陶瓷針的情況，而如果采用本發(fā)明的高溫晶片夾持器，只需要到達(dá)位置后將高溫晶片夾持器下移即可完成放置，并且由于握柄的存在，在高溫環(huán)境外操作相對(duì)更加從容和準(zhǔn)確，因此不會(huì)發(fā)生陶瓷針撞斷的情況。
為了更容易理解本發(fā)明的目的、特征以及其優(yōu)點(diǎn)，下面將配合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)說(shuō)明。


本申請(qǐng)中包括的附圖是說(shuō)明書的一個(gè)構(gòu)成部分，附圖與說(shuō)明書和權(quán)利要求書一起用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容，用于更好地理解本發(fā)明。
附圖1為熱板溫度異常狀態(tài)下光刻膠不均勻傾斜的情況示意圖；附圖2為熱板正常溫度狀態(tài)下光刻膠表面應(yīng)該具有的外觀示意圖；附圖3為本發(fā)明所提供高溫晶片夾持器的俯視圖；附圖4為本發(fā)明所提供高溫晶片夾持器的側(cè)視圖；附圖5為圖3中AA剖面線處支持塊的截面放大示意圖，其中數(shù)字1表示支持塊的內(nèi)弧面，2表示支持塊的外弧面，3表示支持塊的上表面，4表示支持塊的下表面；附圖6為一個(gè)真實(shí)的熱板模塊示意圖，其中數(shù)字5表示支持棒，圖中所指示處為3根支持棒之一，數(shù)字6表示熱板，數(shù)字7表示熱板蓋子，字母a表示人工保養(yǎng)側(cè)(human maintain site)，b表示通過(guò)機(jī)械手臂傳送晶片一側(cè)(robot transfer wafer site)；和附圖7為本發(fā)明提供的高溫晶片夾持器具體操作流程示意圖，其中代表每個(gè)流程的字母(A)～(M)和實(shí)施例2中從人工保養(yǎng)側(cè)a進(jìn)行晶片取放的步驟(A)～(M)相對(duì)應(yīng)。
附圖標(biāo)記說(shuō)明


具體實(shí)施方式
為了更好地理解本發(fā)明的工藝，下面結(jié)合本發(fā)明的具體實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明，但其不限制本發(fā)明。
實(shí)施例1高溫晶片夾持器的結(jié)構(gòu)此實(shí)施例中顯示了一個(gè)本發(fā)明所述高溫晶片夾持器8的具體實(shí)例，結(jié)合其俯視圖3說(shuō)明結(jié)構(gòu)如下鏤空結(jié)構(gòu)的握柄83，中間有一道橫梁831，握柄長(zhǎng)度92mm，中間橫梁寬5mm，握柄底部橫梁寬8mm，被橫梁隔開的兩處鏤空分別長(zhǎng)65mm和14mm；和握柄一體成型的的開口環(huán)形圈82，為了和晶片大小相適應(yīng)，其內(nèi)側(cè)半徑為106mm，環(huán)形圈開口位于握柄的相對(duì)位置，環(huán)形圈的寬度為5mm，開口角度為40度；三個(gè)位于環(huán)形圈內(nèi)側(cè)，固定于環(huán)形圈下面的支持塊81，所述支持塊81的形狀為弧形塊，弧形塊的外弧與環(huán)形圈相適應(yīng)，內(nèi)弧的圓心角和外弧相同，為40°，內(nèi)弧和外弧之間的圓心角邊作為弧形塊的兩邊，所述支持塊與開口環(huán)形圈鉚接或一體成型。結(jié)合附圖4顯示的本發(fā)明高溫晶片夾持器的側(cè)視圖以及圖5所示的支持塊在圖3中AA剖面線處的截面放大示意圖可以更清楚得知其結(jié)構(gòu)；圖4的數(shù)字81表示支持塊，其位于開口環(huán)形圈下面，而從圖5支持塊的AA剖面放大示意圖可以看到，圖中數(shù)字1表示支持塊的內(nèi)弧面，2表示支持塊的外弧面，3表示支持塊的上表面，4表示支持塊的下表面，內(nèi)弧面1和上下表面3、4的結(jié)合部為弧形導(dǎo)角結(jié)構(gòu)，此實(shí)施例中支持塊的厚度為2mm，上述的弧形導(dǎo)角結(jié)構(gòu)可以避免在放置熱電阻溫度檢測(cè)器晶片過(guò)程中對(duì)器件造成損傷。
高溫晶片夾持器的整體長(zhǎng)度為365mm。所述的高溫晶片夾持器采用材料全部為金屬鋁合金，或者，也可以用不銹鋼作為支持塊的材料。
實(shí)施例2高溫晶片夾持器的操作過(guò)程圖6為一個(gè)真實(shí)的熱板模塊示意圖，其中數(shù)字5表示支持棒，圖中所指示處為3根支持棒之一，數(shù)字6表示熱板，數(shù)字7表示熱板蓋子。
上述模塊分為a、b兩側(cè)，其中b側(cè)為正常制程程序中，通過(guò)機(jī)械手臂傳送晶片的一側(cè)(robot transfer wafer site)，所述正常制程程序的模塊工作流程如下(A)機(jī)械手臂(robot)傳送晶片到熱板模塊(hot plate module)前面；(B)熱板蓋子(hot plate cover)打開；(C)3根支持棒(3pins)升上來(lái)；(D)機(jī)械手臂(robot)傳送晶片到3根支持棒(3pins)上方；(E)機(jī)械手臂(robot)降下來(lái)，晶片此時(shí)會(huì)由機(jī)械手臂(robot)交接到3根支持棒(3pins)上；(F)機(jī)械手臂(robot)退到熱板模塊(hot plate module)外面；(G)3根支持棒(3pins)降下；(H)熱板蓋子(hot plate cover)降下，晶片此時(shí)會(huì)坐落在熱板(hot plate)上，此時(shí)熱板(hot plate)作升溫的制程對(duì)晶片加熱一定時(shí)間；(I)制程完畢后熱板蓋子(hot plate cover)打開；(J)3根支持棒(3pins)上升；(K)機(jī)械手臂(robot)進(jìn)入熱板模塊(hot plate module)到達(dá)晶片下方；
(L)機(jī)械手臂(robot)上升，此時(shí)晶片會(huì)由3根支持棒(3pins)交接到機(jī)械手臂(robot)上；(M)機(jī)械手臂(robot)再傳送晶片到其它模塊繼續(xù)工作。
模塊的a側(cè)為人工保養(yǎng)側(cè)(human maintain site)，工程師對(duì)機(jī)臺(tái)熱板進(jìn)行保養(yǎng)時(shí)，通過(guò)這一側(cè)取放晶片，當(dāng)工程師使用本發(fā)明的高溫晶片夾持器，例如實(shí)施例1所述的高溫晶片夾持器時(shí)，完整的取放晶片流程如下(具體請(qǐng)參照附圖7所示流程圖)(A)熱板模塊的初始狀態(tài)；(B)工程師將熱板蓋子(hot plate cover)升起來(lái)；(C)將3根支持棒(3pins)升起；(D)用將熱電阻溫度檢測(cè)器晶片放入高溫晶片夾持器，并將熱電阻溫度檢測(cè)器晶片傳送到3根支持棒(3pins)上方；(E)高溫晶片夾持器再降下來(lái)，晶片此時(shí)會(huì)經(jīng)由機(jī)械手臂(robot)交接到3根支持棒(3pins)上；(F)取出高溫晶片夾持器；(G)3根支持棒(3pins)降下來(lái)使熱電阻溫度檢測(cè)器晶片坐落到高溫?zé)岚?hot plate)上→調(diào)整熱電阻溫度檢測(cè)器晶片于熱板的正圓心上；(H)蓋上熱板蓋子(hot plate cover)，此時(shí)可由軟件量測(cè)并得知熱板的工作溫度(100℃℃～250℃)；(I)量測(cè)好之后打開熱板蓋子(hot plate cover)；(J)并升起3根支持棒(3pins)；(K)再用高溫晶片夾持器伸在熱電阻溫度檢測(cè)器芯片下方；(L)高溫晶片夾持器上升；(M)高溫晶片夾持器將100°～250°的熱電阻溫度檢測(cè)器芯片取出。
可以看到整個(gè)操作過(guò)程中，工程師避免了直接用手在高溫環(huán)境下工作的危險(xiǎn)，并且在本發(fā)明提供的高溫晶片夾持器中，晶片可以得到平衡的支持，不會(huì)因?yàn)閼?yīng)力不平衡導(dǎo)致其破裂。
權(quán)利要求
1.一種放置熱電阻溫度檢測(cè)器晶片的高溫晶片夾持器，用來(lái)夾持熱電阻溫度檢測(cè)器晶片并將其放置于熱板上，使熱電阻溫度檢測(cè)器晶片可用于測(cè)量調(diào)整熱板溫度，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu)握柄；和握柄一體成型的開口環(huán)形圈，開口位于握柄的相對(duì)位置；至少三個(gè)固定于環(huán)形圈下面的支持塊，所述支持塊位于環(huán)形圈內(nèi)側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的高溫晶片夾持器，其特征在于，所述的握柄為鏤空結(jié)構(gòu)，中間具有一道或多道橫梁。
3.如權(quán)利要求1所述的高溫晶片夾持器，其特征在于，所述環(huán)形圈的半徑與熱電阻溫度檢測(cè)器晶片半徑相適應(yīng)，并且其位于握柄相對(duì)位置的開口角度為40°。
4.如權(quán)利要求1所述的高溫晶片夾持器，其特征在于，所述支持塊的形狀為弧形塊，弧形塊的外弧與環(huán)形圈相適應(yīng)，內(nèi)弧和外弧的圓心角相同，內(nèi)弧和外弧之間的圓心角的邊作為弧形塊的兩邊，所述支持塊與開口環(huán)形圈鉚接或一體成型。
5.如權(quán)利要求4所述的高溫晶片夾持器，其特征在于，所述內(nèi)弧和外弧的圓心角為40°。
6.如權(quán)利要求4所述的高溫晶片夾持器，其特征在于，所述支持塊的內(nèi)弧面和上下表面的結(jié)合部為圓弧形導(dǎo)角結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求4所述的高溫晶片夾持器，其特征在于所述的弧形支持塊厚度為2mm。
8.如權(quán)利要求1所述的高溫晶片夾持器，其特征在于采用的材料為金屬鋁合金。
9.如權(quán)利要求6所述的高溫晶片夾持器，其特征在于，所述支持塊采用的材料為不銹鋼。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高溫晶片夾持器，用于在測(cè)量調(diào)整熱板溫度時(shí)放置熱電阻溫度檢測(cè)器晶片。目前將熱電阻溫度檢測(cè)器晶片用于測(cè)量調(diào)節(jié)各種熱板溫度時(shí)，需要工程師手工放置熱電阻溫度檢測(cè)器晶片于熱板上，這個(gè)過(guò)程中，一方面由于空間狹窄使得操作不便，另一方面所述操作的環(huán)境溫度較高(100℃～250℃)，也不利于人手操作。這種條件容易造成工程師不小心打破熱電阻溫度檢測(cè)器晶片而造成浪費(fèi)，且容易造成危險(xiǎn)。使用本發(fā)明提供的工具可以防止這些問(wèn)題。
文檔編號(hào)H05B1/02GK101039537SQ20061002484
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月17日
發(fā)明者陳欽裕, 鐘建民, 林世鴻, 周敏祺 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司