CN210092044U - 水平载片装置 - Google Patents

Abstract

该实用新型涉及一种水平载片装置，包括基座，所述基座设置有卡槽，所述卡槽用于放置待装载的晶圆，且当所述水平载片装置水平放置时，所述卡槽的底面与水平面之间具有一预设夹角。上述水平载片装置在基座上设置了倾斜的卡槽，在使用倾斜的卡槽来装载晶圆时，避免了由于晶圆晃动而产生的碰撞、导致的晶圆边缘损伤、粘片以及双片键合片的开缝问题。且由于晶圆在卡槽中的倾斜设置，片间间距相同，不同位置炉内的气流和温场分布较均匀，在对晶圆进行热处理时，热处理的效果更好。

Description

水平载片装置

技术领域

本实用新型涉及晶体生产制造加工设备领域，具体涉及一种水平载片装置。

背景技术

在半导体材料工艺中，晶圆都需经过炉管进行热处理。在涉及到键合工艺时，由于键合后界面由键合力较弱的氢键等物理键连接，需要通过高温热处理对氢键等物理键进行加固，转变成键合力强的化学键。

在对晶圆进行加工的过程中，通常需要借用水平载片装置装载晶圆，便于处理晶圆。例如，在水平炉的工艺过程中，对双片键合片进行加固热处理时，通常需要将双片键合片装载在水平载片装置上，通过将所述水平载片装置水平传送进炉管，将装载在水平载片装置上的双片键合片推入水平炉管，从而进行加固热处理。

现有技术中的水平载片装置通常如图1所示，有数个用于装载晶圆101的卡槽102，且每个卡槽102宽度相等，并垂直于水平面。水平载片装置103传送进入炉管内时，由于惯性以及炉管内高温处理时的气流，会导致垂直装载在水平载片装置103上的单片晶圆或双片键合片发生晃动、朝不同的方向倾倒，导致装载在相邻卡槽102中的单片晶圆或双片键合片发生片间接触、碰擦，以及与卡槽的撞击。由于双片键合片重量约为单片晶圆重量的两倍，此时发生碰撞导致的损伤较单片晶圆大，还会产生额外的应力，从而影响双片键合片的键合力。而且，在高温处理的过程中，片与片之间间距不等会造成炉管内部气流与温场分布不均匀，对热处理的效果有影响，高温热处理时片间的接触也很容易使相邻片由于氧化而产生粘片。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水平载片装置，能够减小装载在该水平载片装置上的晶圆的摇晃，从而减小片间的接触、擦碰。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种水平载片装置，包括基座，所述基座设置有卡槽，所述卡槽用于放置待装载的晶圆，且当所述水平载片装置水平放置时，所述卡槽的底面与水平面之间具有一预设夹角。

可选的，所述预设夹角的范围为5°至20°。

可选的，所述卡槽的至少一个侧壁的顶部设置有倒角。

可选的，所述卡槽的两侧壁均垂直于所述卡槽的底面。

可选的，所述卡槽的两侧壁相互平行，与所述卡槽的底面呈70°至95°的夹角。

可选的，至少两个位于同一平面内的卡槽构成一个卡槽组，用于放置一片晶圆；位于同一卡槽组内的所有卡槽位于同一弧线上，且所述弧线的圆弧半径与晶圆的半径相同。

可选的，所述基座上具有两个以上沿基座的长度方向平行设置的卡槽组。

可选的，所述基座包括底座和两个基座侧壁，所述两个基座侧壁沿底座的长度方向对称设置于所述底座两侧；在所述基座侧壁的顶部以及基座侧壁与底座的连接处设置所述卡槽。

可选的，位于所述基座侧壁顶部的卡槽开口朝向另一侧的基座侧壁。

可选的，所述底座上设置有标记，用于标记晶圆放置于所述卡槽内时相对所述基座的倾倒方向。

可选的，所述标记设置于所述底座的端部，所述端部为晶圆的倾倒方向指向的一端。

上述水平载片装置在基座上设置了底面倾斜的卡槽，当将晶圆放置到所述基座上时，晶圆倾斜，具有在倾斜方向上重力的分力，不易发生晃动。且由于所述晶圆放置在所述卡槽中时，各晶圆均倾斜放置，片间间距相同，不同位置炉内的气流和温场分布较均匀，在对所述晶圆进行热处理时，热处理的效果更好。

进一步的，由于所述卡槽的侧壁的顶部设置有倒角，放置到所述卡槽中的晶圆不易与卡槽的侧壁的顶部发生碰撞，造成晶圆的毁损。

附图说明

图1为现有技术中的水平载片装置的结构示意图。

图2为本实用新型一种具体实施方式中的水平载片装置的结构示意图。

图3为图2所示具体实施方式中A-A方向上水平载片装置的前侧结构示意图。

图4为图3所示具体实施方式中B-B方向上水平载片装置的上排卡槽组的结构示意图。

图5为图3所示具体实施方式中C-C方向上水平载片装置的下排卡槽组的结构示意图。

图6为图2所示具体实施方式中D-D向上水平载片装置的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的一种水平载片装置进一步详细说明。

请参阅图2至图6，其中，图2为本实用新型一种具体实施方式中的水平载片装置的结构示意图，图3为本实用新型一种具体实施方式中的水平载片装置的结构示意图，图4为图3所示具体实施方式中B-B方向上水平载片装置的上排卡槽组的结构示意图，图5为图3所示具体实施方式中C-C方向上水平载片装置的下排卡槽组的结构示意图，图6为图2所示具体实施方式中D-D向上水平载片装置的剖面结构示意图。

在该具体实施方式中，所述水平载片装置包括基座200，所述基座200设置有卡槽203，所述卡槽203用于放置待装载的晶圆205，且当所述水平载片装置水平放置时，所述卡槽203的底面207与水平面之间具有一预设夹角。

在一种具体实施方式中，所述预设夹角的范围为5°至20°。在图2至图6所示的具体实施方式中，所述预设夹角为15°。由于具有所述预设夹角，因此当将晶圆205放置到所述卡槽203内时，晶圆205的侧边会沿着所述卡槽203的底面，与水平面呈预设夹角的倾斜，因此所述晶圆205具有重力在倾斜方向上的分力。时，只有在让该晶圆205前倾的力大于所述分力时，所述晶圆205才可能会发生，因此该分力能够起到将晶圆205稳住，使晶圆205不易发生晃动的作用。

在实际使用过程中，可根据需要设置所述预设夹角的角度，以晶圆205放置到所述卡槽203中时，所述晶圆205也与水平面呈预设夹角的倾斜时，不会发生倾倒为宜。实际上，随着预设夹角的增大，所述晶圆205的重力在所述晶圆205的倾倒方向上的分力逐渐增大，所述晶圆205放置在卡槽203中时越难以发生晃动。当预设夹角超过20°时，放入卡槽203中的晶圆205的倾斜倒程度过大，在水平载片装置的运动过程中，晶圆205有可能被抛出卡槽203。

在一种具体实施方式中，所述卡槽203的至少一个侧壁的顶部设置有倒角206。请参阅图2至图6，在该具体实施方式中，所述卡槽203的两侧壁的顶部设置有倒角206。通过在两侧壁的顶部设置倒角206，使得晶圆205放置到卡槽203内后，不管是往前倾倒还是往后倾倒，都不会与侧壁的顶部发生碰撞，造成晶圆205毁损，从而降低放置到所述卡槽203中的晶圆205与卡槽203的侧壁的顶部发生碰撞、造成晶圆205的毁损可能性。在其他的具体实施方式中，也可只在一个侧壁的顶部设置倒角206。当只在一个侧壁的顶部设置倒角206时，优选为在晶圆205放置至所述卡槽203内时的倒向的一个侧壁上设置倒角206。

在图2至图6所示的具体实施方式中，所述倒角206的角度范围为30°至60°。实际上，可以根据需要设置所述倒角206的角度。倒角206面的宽度也可由根据需要来设置，以当晶圆205放置至所述卡槽203内后不会由于倒角206的存在而发生后仰为宜。

在图2至图6所示的具体实施方式中，所述卡槽203的两侧壁均垂直于所述卡槽203的底面207，使所述晶圆205放入所述卡槽203中时，晶圆205的侧面与卡槽203的底面207贴合。晶圆205的表面与卡槽203的侧壁之间也无缝隙，与所述卡槽203侧壁完全贴合，从而使得放置在卡槽203内的晶圆205被三个面所限位，难以相对于卡槽203发生摇晃。

在其他的具体实施方式中，所述卡槽203的两侧壁相互平行，与所述卡槽203的底面207呈70°至95°的夹角。如当所述基座200水平放置时，所述卡槽203的两侧壁均垂直于水平面，此时，所述卡槽203的两侧壁与所述卡槽203的底面207呈70°至95°的夹角，当晶圆205放置到卡槽203内时，晶圆205的侧边与卡槽203的底面207并非完全接触的，晶圆205的表面与卡槽203的侧壁之间也存在空隙，晶圆205的表面被卡槽203的侧壁遮挡住的部位少，在直接对放置到所述水平载片装置中的晶圆205进行处理时，基座200对晶圆205表面的遮挡较少，对晶圆205的表面的处理会更加完全、彻底。

实际上，可根据需要设置所述卡槽203的两侧壁与卡槽203底面207之间的角度关系。当所述卡槽203的侧壁与卡槽203底面207的夹角为非直角时，所述卡槽203的侧壁与卡槽203底面207的夹角也可以是其他的角度。需要注意的是，在卡槽203侧壁的高度有限的情况下，随着卡槽203的侧壁与卡槽203底面207的夹角的逐渐增大，放置到卡槽203中的晶圆205会更加容易发生侧翻脱出卡槽203。因此，在实际情况中，需要根据卡槽203侧壁的高度和晶圆205的尺寸确定卡槽203的侧壁与卡槽203底面207之间的夹角。

在一种具体实施方式中，至少两个位于同一平面内的卡槽203构成一个卡槽组，用于放置一片晶圆205；位于同一卡槽组内的所有卡槽203位于同一弧线上，且所述弧线的圆弧半径与晶圆205的半径相同。一个卡槽组中的卡槽203数目越多，晶圆205放置到该卡槽组内时越稳固、越不易发生晃动。应当根据需要设置一个卡槽组中卡槽203的个数。

在图2至6所示的具体实施方式中，由四个位于同一平面内的卡槽203构成一个卡槽组，用于放置一片晶圆205。这是因为，在将晶圆205以图6中的方式放置到所述基座200中时，晶圆205与所述基座200之间只有四个接触点，因此在四个接触点上均设置卡槽203，构成一个卡槽组。

在一种具体实施方式中，所述基座200上具有两个以上沿基座200的长度方向平行设置的卡槽组，卡槽组的数目与基座200预计要放置的晶圆205的数目是一致的。基座200预计要放置的晶圆205数目越多，基座200上设置的卡槽组的数目越多。在图2至图6所示的具体实施方式中，由于需要在基座200上放置多片晶圆205，因此所述基座200上设置有远大于两个的卡槽组，以放置足够多的晶圆205。

在一种具体实施方式中，各个相邻卡槽组之间的距离相等，以保证放置至基座200内的相邻两晶圆205距离相等，不同位置炉内的气流和温场分布较均匀，在对所述晶圆205进行热处理时，具有更好的效果。

便于在之后的工艺流程中取用晶圆205。实际上，可以根据需要设置相邻卡槽组之间的距离，如根据要在基座200上放置的晶圆205的数目来设置相邻卡槽组之间的距离等。实际上，也可根据需要，设置各个相邻卡槽组之间的距离不等。

所述基座200包括底座和两个基座200侧壁，所述两个基座200侧壁沿底座的长度方向对称设置于所述底座两侧。在图2至图6所示的具体实施方式中，设置在两基座200侧壁的顶部、两基座200侧壁与底座的连接处的四个卡槽203刚好在一条圆弧半径与晶圆205的半径相同的弧线上，因此晶圆205能够稳稳的放入由设置在上述位置的卡槽203所组成的卡槽组内。

在该具体实施方式中，位于所述基座200侧壁顶部的卡槽203开口朝向另一侧的基座200侧壁，适应于所述晶圆205的形状。

在一种具体实施方式中，所述底座上设置有标记202，用于标记晶圆205放置于所述卡槽203内时相对所述基座200的倾倒方向，从而使所述晶圆205顺着倾倒方向放置至所述基座200内，避免逆着倾倒方向放置，与基座200发生碰撞，造成晶圆205毁损。

在图2所示的具体实施方式中，所述标记202设置于所述底座的端部，所述端部为晶圆205的倾倒方向指向的一端。实际上，可以根据需要设置所述标记202至所述底座的其他位置，只要能提示用户倾倒方向即可。

在一种具体实施方式中，根据卡槽203设置到的位置，以及所述基座200的形貌来确定所述卡槽203的深度，使得晶圆205放置至卡槽组中时能够获得更好的固定效果。请参阅图2至图6，所述基座200设置有两种不同深度的卡槽203，分别对应至图4和图5。其中，图4的卡槽203设置于所述基座200侧壁201的顶部，图5的卡槽203设置于所述基座200侧壁201与所述基座200的连接处，两处的卡槽203具有不同的深度。实际上，也可设置所述卡槽组中的所有卡槽203的深度相同。

在一种具体实施例中，所述基座200为石英材质。在其他具体实施方式中，所述基座200也可以为其他耐高温、不易与晶圆205发生反应的材料，如氮化硅、氮化铝等，在实际应用过程中，可根据实际需要进行设定。

请参阅图6，所述基座200的基座200侧壁201朝向卡槽203的倾倒方向倾斜，且所述底座204的端部设置有标记202，所述端部为晶圆205的倾倒方向指向的一端。当晶圆205放置到所述卡槽203中时，根据标记202进行倾倒，使所述晶圆205的表面贴合所述卡槽203的侧壁，以避免了与相邻卡槽组中放置的晶圆205碰擦，也能避免在装载晶圆205时晶圆205与所述卡槽203的侧壁发生碰撞，造成晶圆205毁损。

由于所述晶圆205倾斜装载在卡槽203中，因此晶圆205会由于自身的重力在倾斜方向上的分力而稳稳地靠在卡槽203侧壁上。在一种具体实施方式中，所述水平载片装置中装载的晶圆205包括单片晶圆和双片键合片。当所述水平载片装置中装载的晶圆205为单片晶圆时，所述单片晶圆的背面朝向所述标记202。当所述水平载片装置中装载的晶圆205为双片键合片时，支撑衬底背面朝向装置朝向所述标记202。当所述卡槽203中装载的晶圆205是双片键合片时，由于双片键合片的重量较大，自身重力在倾斜方向上的分力更大，因此较单片晶圆来看，在装载到在该水平载片装置中时，双片键合片更不易发生倾倒，具有更高的稳定性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种水平载片装置，包括基座，其特征在于，所述基座设置有卡槽，所述卡槽用于放置待装载的晶圆，且当所述水平载片装置水平放置时，所述卡槽的底面与水平面之间具有一预设夹角。

2.根据权利要求1所述的水平载片装置，其特征在于，所述预设夹角的范围为5°至20°。

3.根据权利要求1所述的水平载片装置，其特征在于，所述卡槽的至少一个侧壁的顶部设置有倒角。

4.根据权利要求1所述的水平载片装置，其特征在于，所述卡槽的两侧壁均垂直于所述卡槽的底面。

5.根据权利要求1所述的水平载片装置，其特征在于，所述卡槽的两侧壁相互平行，与所述卡槽的底面呈70°至95°的夹角。

6.根据权利要求1所述的水平载片装置，其特征在于，至少两个位于同一平面内的卡槽构成一个卡槽组，用于放置一片晶圆；位于同一卡槽组内的所有卡槽位于同一弧线上，且所述弧线的圆弧半径与晶圆的半径相同。

7.根据权利要求5所述的水平载片装置，其特征在于，所述基座上具有两个以上沿基座的长度方向平行设置的卡槽组。

8.根据权利要求5所述的水平载片装置，其特征在于，所述基座包括底座和两个基座侧壁，所述两个基座侧壁沿底座的长度方向对称设置于所述底座两侧；在所述基座侧壁的顶部以及基座侧壁与底座的连接处设置所述卡槽。

9.根据权利要求8所述的水平载片装置，其特征在于，位于所述基座侧壁顶部的卡槽开口朝向另一侧的基座侧壁。

10.根据权利要求1所述的水平载片装置，其特征在于，所述底座上设置有标记，用于标记晶圆放置于所述卡槽内时相对所述基座的倾倒方向。

11.根据权利要求10所述的水平载片装置，其特征在于，所述标记设置于所述底座的端部，所述端部为晶圆的倾倒方向指向的一端。

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