半導體製程晶圓在製程、運送上一直是很重要的議題,因為無污染、方便、安全、精確、穩定的在製程機台轉換運送如此昂貴的成品和半成品是極為重要的標準程序。在此,特藉由本篇技術簡介資料,將以往對於製程晶舟的設計研究之結果,作系統性的整理,讓各位對於製程晶舟的相關產品,有更深入的了解;才能夠正確選擇最適化的晶舟。
對於選擇製程晶舟(Wafer Cassette) 應注意的重點,經歸納,共計有下列幾點:
1. 耐化性及溫度
2. 結構應力
3. 穩定性
4. 抗靜電力
5. 避免晶圓邊緣刮傷污染
分述如下
■耐化性及溫度
一般針對其製程化性及溫度需求材料的選擇有下列幾大項
1.Nature PFA(聚四氟乙烯)
PFA即聚四氟乙烯,長期接觸硫酸、硝酸、磷酸、氫氟酸、溴酸及各種有機溶劑不蝕變;化性最佳也應用最廣。連續耐溫180℃、暫時耐溫290℃。
2. PEEK(聚醚醚酮)聚合物
性質異常的堅韌,和極易作熱塑性加工,可以為運用特性來設計,如耐磨損性、靜電放電量控制、和精密尺寸(tighttolerance)。有極佳抗衝擊性的機械性質,更快的設備安裝和產品堅固性。高抗化學性可以承受大部分的化學物質,讓設備受到保護和提高使用壽命。使整個系統的成本降低,和提升投資報酬率(ROI)。連續耐溫120℃、暫時耐溫340℃。
3.P.P. Polypropylene(聚丙烯(- C3 H5 -)n)
為人工合成之晶形熱塑型聚合物。在60℃以下能抗酸、鹼,但卻受氯氣、發煙硝酸以及其他強氧化劑之作用,具可燃性。所以,此材質適用在(1)Solvent (2)Selected acids andbases (3)DI and RO Water
4.Metal 金屬
一般有鋁及不鏽鋼,耐用性高;大部分應用在乾製程或
Solvent 中;連續或暫時耐溫均可達到450℃。
■結構應力
Cassette的整體設計除了化性及溫度之外要推結構為最重要的考量重點;因為其承載的是昂貴的晶圓,任何結構性的改變或損壞,所造成的破片及設備停機或損壞失,都將是一筆可觀的損失;特別是承載25片以上晶圓及濕製程,Cassette強化的應力設計是特別的重要。
由於晶圓(Wafer)方便、安全、穩定的在製程機台轉換運送運送儲存是極為重要的;因此, Entegris 有著多樣的專利設計及材料選用重點;一般市場使用經驗壽命是同款其它廠牌的1.2~ 1.5 倍以上。
■穩定性
穩定性包括材料及結構兩方面Entegris 在相關產業超過40年;Entegris 在Wafer Handling 的技術及應用鑽研多年,一直居於領導地位,更參與主導標準的制定;是佔有率超過80% 的主要的供應商;有著如此的資源及經驗,以確保產品品質穩定性,避免與自動化設備介面的Window 飄移,造成毀滅性的損失。
■抗靜電力
晶元在搬運儲存的過程中對靜電危害十分敏感,稍有不慎就會造成Wafer fail 或Die defect;因此,不論是Process Cassette或Shipper Cassette 甚至是hipping Box 對抗靜電力的要求都十分重視。一般是加入Carbon Fiber 或Carbon Powder;唯, Powder會有粉沒剝離及Particle 污染的潛在危害。
一般有:
PEEK+Carbon Fiber
P.P.+Carbon Fiber
■避免晶圓邊緣刮傷污染
一片晶圓可利用率是相當重要的,因為它直接關係到單位成本;特別是,當半導體產業線寬向更小的製程發展,半導體製造商就更在乎可使用的晶元面積。這也促使設備製造商尋求減少之前原本忽視的邊緣粒子污染。Entegris 的設計可以減少因晶圓邊緣和cassette 接觸而造成的particle 污染所造成的device defects,使用者能具體看到至少50%的改善;此外,設計可多次使用,可降低COO 和環保問題。
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