TW417141B - Boat for semiconductor wafers - Google Patents

Description

A7 B7 417141 五、發明説明（ MJLt. 本發明係關於一種用於容裝半導體晶面之承載血，而 更特疋S之，係有關一種用於減低晶圓接觸表面之半導體 晶圓的承載ϋΠ_。 技藜描祕：_ 一般而言，於半導體元件製造中，不同的程序係被重 覆的進行，而作為用以進行該等程序之製造系統，則有主 要的設備與附加的設備。 一作為用於容裝半導體晶圓之容器的半導體晶圚承載 孤，係文裝於上述半導鈸元件製造設備内，以當於其中容 裝夕片晶圓時，將半導體晶圓負載或卸下至其他製造設 備。 ν 半導體晶圓承載皿係由可經得起強韌製造環境之石英 系列材料所製成，例如，於一包含將一氧化層沈積於晶圓 上，或將硼（Β)或磷（Ρ)植入晶圓上，以提供電氣特性。 第1圖係顯示一習知與典型之半導體晶圓承載血。 如第1圖所示，習知垂直型半導體晶圓承載皿包含— 上部組件2及一下部組件3，其間係負載數片晶圓1;一用以 連接上部組件2與下部組件3之支承組件4;及數個形成於支 承組件4内之溝槽5，其用以當晶圓1之週緣置入溝槽5中 時，支樓該晶圓1。 ΤΓ------0 *. * (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第2圖顯示負載於第〗圖之承載亚内的晶圓底部，顯示 與承載皿之其接觸表面。如第2圖所示，負載於溝.

•4- ;4 1?··^·' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ______£7_五、發明説明（2 ) 晶811具有與溝槽5之半圓形接觸表面。 同時，第3圓係顯示另一習知半導體晶圃承截皿，而 如第3圈所示’其包括一上部組件7及一下部組件g，其間 係負載數片晶圓1;數個用以連接上部組件7與下部組件8之 支承組件9;及數個各呈而晶圓1係安裝 於其上。 此時’如第4圖所示’安裝於安裝板10上之晶圓1具有 與安裝板ίο之環形 然而’ “滑動’’現象係時常發生於習知半導體晶圓承載 皿内之晶圓上，其係導因於如第2及4圖所示之接觸表面6 及11 ’其中開始於晶圓與承载孤之接觸表面的細小刮痕係 導致晶圓表面上之結晶位移與裂痕缺限。易言之，於承載 皿内時常發生一微小的震動，碲各具有其不同熱係係數之 晶圓與其接觸溝槽或安裝板間之接觸磨擦係導致晶圓表面 上之、細小到痕’因而其表面係自刮痕龜裂或破壞。 導致“滑動”的原因包含下列晶圓加工程序：在高溫加 工條件下（約超過900。〇、加工室内之高加熱速率、承載 孤溝槽間或安裝板間之過窄的間隙、或於完成一程序後， 將半導體晶圓負載/卸下至加工室内之承載皿的過高/低速 度等。 因此’為了預防“滑動”，習知所製造之半導體晶圓係 考量該四個因子或如上所述者，因而減低了半導體元件之 生產良率。 再者’另有其他因子，即，所產生的細小刮痕愈多， 本紙¥歧適財轉（胁（2敝297公们 --- . &1------ΤΓ------漆， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 * 417141 A7 ' —_______ B7 五、發明説明（） 3 則阳圓與承載皿之接觸表面愈大，且“滑動，，產生的頻率愈 $貝'】晶圓與承載皿之接觸表面愈大。因此，其於晶圓上 造成嚴重的缺限’並減少晶圓上可獲得之區域。 發明概诚 ^發明係提供一種用於半導體晶圊之承載皿，其實質 上排除因㈣技藝之限制與缺點所產生之一或更多之問 題。 本發^之一目的在於提供一種半導體晶園之承載皿， 其用於@可能產生於晶®表面上之0，並19_晶 圊之結晶位移或其上之裂痕缺限的，藉而增進半導 想元件之生產率與生產良率。 為了獲得根據本發明之目的之此等與其他優點，如實 施與廣泛地描述，此半導體晶.園之承載皿包括一上部組 件，一下部組件，數片負載於該上部組件與該下部组件間 之aa圓；及數個垂直地於該上部組件與該下部組件間延 伸，以支撐該等晶園之支承組件，其中數個溝槽係連續且 水平地形成於各支承組件中，而晶園的週緣係置入該等溝 槽中，其中一半圓形突出物係形成於該溝槽内，並與晶園 之底部接觸。 就本發明之另一面而言，半導體晶圓之承載孤可包括 一上部組件，一下部組件，數片負載於該上部组件與該下 部組件間之晶圓；數個垂直地於該上部組件與該下部組件 間延伸，以支撐該等晶圓之支承組件；及數個垂直地以彼 此等間隔置放於該等支承組件内，以安裝該等晶圓之環形 本紙張从適用中關家樣準（CNS )从胁（21()><297公董—)-- ----------^-------ir------0 (諸先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 安裝板，丨中一環形突出物係形成於該安裝板上，並與晶 圓之底部接觸，其截面係為半圓形。 再就本發明之另一面而言，半導體晶圓之承載I可包 括-上部組件；-下部組件，數片負載於該上部組件與該 下部組件間之晶圓；數個垂直.地於該上部組件與該下部組 件間延伸，以支推該等晶圓之支承組件；丨數個垂直地以 彼此等間隔ϊ放於該等支承組件内，以安裝該等晶困之環 形安裝板，其中數個半Β]形突出物係形成於該安裝板上， 並與晶圓之底部接觸。 必須瞭解的是前面之一般描述與下面之詳細描述係用 以例不及說明並意圖對所請求之本發明提供進一步的解 說》 1式簡單説明 ν 本發明之此等與其他目的、特徵與優點將參考附圖加 以描述，其中： 第1圖係一透視圖，其顯示一習知用於半導體晶圓之 承載皿； 第2圖顯不晶圓之底部，其顯示負載於第〗圖承載孤上 之晶圓的接觸表面； 第3圖係一透視圖，其顯示另一習知用於半導體晶圓 之承載皿； 第4圖顯示晶園之底部，其顯示負載於第3圖承載皿上 之晶圓的接觸表面； 第5圖係一透視圖，其顯示根據本發明一實施例之用

i 裂 訂 H 線 (诗先W讀背面之注f項再填寫本頁) Α7 Β7 417141 五、發明説明（） 5 / 於半導艘晶圓的承載皿； 第6圖係一部分放大圖，其顯示第5圈中之半圓形突出 物； 第7圈係沿線A-A’之截面圖，其顯示根據第5圓實施例 之半圓形突出物周圍之經加熱氣流的走向； 第8®係顯示晶囿之底部，其顯示負載於第5囷承載皿 上之晶圓的接觸點； 第9圖係_透視圖，其顯示根據本發明另一實施例之 用於半導體晶園的承載皿； 第10圖係一部分放大圖，其顯示第9圖中之環形突出 物， 第11圖係沿線B-B’之截面囷，其顯示根據第9圖實施 例之環形突出物周圍之經加熱氟流的走向； 第12圖係顯示晶圓之底部，其顯示負載於第9圖承載 皿上之晶圓的接觸線； 第13圖係一透視圖，其顯示根據本發明另一實施例之 用於半導想晶圓的承載i; 第14圖係一部分放大圖，其顯示第13圖中之半圓形突 出物； 第15圖係沿線C-C’之截面圖，其顯示根據第13圖實施 例之半圓形突出物周圍之經加熱氣流的走向； 第16圖係顯示晶圓之底部，其顯示負載於第13圖承載 皿上之晶圓的接觸點。 較佳實施例之詳細說明 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A#規格（210 X 297公釐） ----------1------iT------0 (請先Μ讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 • Λ ' 'y ":. 分 f -1,· A7 B7五、發明説明（Λ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以下參照附圊詳細描述本發明之較佳實施例。 第5圖係顯示根據本發明一實施例之用於半導體晶圓 的承載皿。 麥照第5及6囷，此承載孤包括一上部組件丨2及一下部 組件13’其間係負載數片晶圓；及三個垂直地於該上部組 件12.與該下部組件13間延伸而將該二者連接之支承組件 (一般係設有三個或四個支承組件），其中數個溝槽15係形 成於各支承組件中，其中支撐於週緣之晶圓1係被置入溝 槽15中，震，並與 與晶圓1之底部接觸的半圓形突出物16係於其外表面 具有半圓形表面’而半圓形突出物16與晶圓1之接觸部分 係如第8圖所示之呈三個接觸路π。 此時，當半圓形突出物16之半圓形截面的曲率半徑過 小時’於晶圓1的表面上可能產生刮痕6另一方面當半 圚形突出物16之半圓形截面的曲率半徑過大時，半圓形突 出物16及接觸點17周圍之 不佳。 S此，半園形突出物16之可藉 由考量晶®ι的重量、強度與硬度來最佳化。 /此，如第7圖所示，產生於加工室之高溫之經加熱 的氣流可均勻地穿過晶圓1的頂部與底部而於半圓形突出 物:6周圍之空間循環。特別是’溝槽15周圍之經加熱氣流 的循環係為良好。 (請先《讀背面之注$項再填寫本頁) 裝· 訂 線 -I- 1 417141 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 因此，因突然的熱變化所產生於晶圓丨之頂部與底部 之熱壓力可被釋放，且 該半園形突出物16可當於支承組件14内形成溝槽15 時，以成，或可藉心 或者，以與支承組件14的相同材料製造該半圓形突出物16 後，將該半圓形突出物16焊接於肩支承組件14之溝槽15 上，並接著進行退火處理，以預防因熱膨脹所造成之破裂。 此時’為了增進支承組件14與半圓形突出物之黏著， 較佳係於溝槽15之表面形成一凹槽’其形狀係與半圓形突 出物16之底部契合。 根據本發明實施例之用於半導體晶圓之承載皿的半圓 形突出物16可適用於其他型式钓半導體晶圓承載孤，且其 替換或修改，對熟習此項技術者而言係為明顯的。 同時，第9圖顯示根據本發明另一實施例之用於半導 體晶圓的承載皿。參照第9及1 〇圖，該承載|可包括一上 部組件18及一下部組件19，其間係負載數片晶圓；三個垂 直地於該上部組件1 8與該下部組件〗9間延伸而將該二者連 接之支承組件（一般係安裝有三或四個支承組件及數個 垂直地以彼此等間隔置放於該等支承組件内，以支推晶園 1之環形安裝板21。另’ 一環形突出物22係形成於該安裝 板21上’其具有一半圓形外表面，以與晶圓1之底部接觸， 並具有一半圓形截面。 該安裝板21係用以避免晶圓〗在高溫下鬆脫或變形， 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4^ ( 210Χ297公羡） ----------^------tT------^ {請先Μ讀背面之注$項再填窝本頁) -10- A -y A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 且於本發明中’環形突出物22係形成於安裝板21上，以減 少於晶圓1之底面於安裝板21上的接觸表面。 該環形突出物22與晶圓1之底部係呈線性接觸，且如 第12®所示’晶園i之底部與環形突出物22之接觸表面係 呈一環形接觸線23。 該接觸線23係以維持一自晶圊i之底部中心等半徑的 方式形成’其防止晶圓1在高溫下鬆脫（變形）。 易言之’若接觸線23自晶圓1之邊緣的半徑愈小，其 可較容易預防晶圓於其中心鬆脫，但若接觸線23之半徑過 小而超過某一容限時，晶圓丨係於其邊緣鬆脫，故因此， 環形突出物22之半徑須考量上述而加以最佳化。 再者’環形突出物22之截面係一半圓形，且若環形突 出物22之半圓形截面的曲率申徑過小時，於晶圓1之表面 上可能發生刮痕。另一方面，當環形突出物22之半圓形截 面的曲率半徑過大時，環形突出物22及接觸線23周圍之經 加熱氣流與晶圓1的循環係為不佳。 因此’環形突出物22須考量所有上述因子來加以設 計，以使產生於加工室之高溫的經加熱氣流均勻地到達晶 圓I之頂部及底部，且特別是，經加熱的氣流可容易地環 繞安裝板21而循環於晶圓1之表面上。 因此，因突然的熱變化所產生於晶圓丨之頂部與底部 之熱壓力可被釋放，且，可藉由減少與具有不同熱膨脹係 數之安裝板21的接觸表面，來預防“滑動”。 該環形突出物22可當形成安裝板21時，以裁切程序形 裝·. 訂 線 (請先Μ讀背面之注$項再填寫本頁) -11- 417141

經 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 t 合 作 社 印 製 成，或可藉由射出成形或加壓程序形成。或者，以與安裝 板21的相同材料製造該環形突出物22後，將該環形突出物 22焊接於該支承組件2〇之安裝板21上，並接著進行退火處 理，以預防因熱膨脹所造成之破裂β 此時，為了增進安裝板21與環形突出物22之黏著，於 焊接前，較佳係於安裝板21上形成一凹槽，其形狀係與環 形突出物22之底部相契合。 根據本發明另一實施例之用於半導體晶園之承載皿的 環形突出物22可適用於其他型式的半導體晶圃承載皿，且 其替換或修改’對熟習此項技術者而言係為明顯的。 同時’第13圊顯示根據本發明另一實施例之用於半導 體晶圓的承載皿。參照第13及14圖，該承載皿包括一上部 組件24及一下部組件25，其間喺負載數片晶圓1;三個垂直 地於該上部組件24與該下部組件25間延伸而將該二者連接 之支承组件26( —般係安裝三或四個支承組件）；及數個垂 直地以彼此等間隔置放於該等支承組件内，以安裝晶圓1 之環形安裝板27。另，六個環形突出物28係形成於該安裝 板27上’各具有一半圓形外表面，以與晶圓1之底部接觸。 該安装板21係用以避免晶圓1在高溫下鬆脫或變形， 且於本發明中，環形突出物22係形成於安裝板21上，以減 少於晶圓1之底面於安裝板21上的接觸表面。 該環形安裝板27係被設計成用以防止晶圓1在高溫之 加工條件下鬆脫（變形），且藉由於該環形安裝板27上設置 半圓形突出物，可使負載於安裝板27上之晶圓1的接觸表 ^— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 -HI If 關家標準（CNS ) A4^ ( 21Q χ 2“y •12- A7 _______B7 五、發明説明（1()) ~— 面減小。 易言之，晶圖1之底面與半圓形突出物28之接觸表面 如第16圖所示係呈六個接觸點29。 接觸點29係以彼此等間隔沿晶圓1之底部邊緣形成， 而該半園形突出物係支撐晶圓卜以防止晶圓】在高溫下鬆 脫。 易言之，若自晶囿1之邊緣而連接接觸點29之圓的半 徑愈小，其可較容易預防晶圓】於其中心鬆脫，但若其半 徑過小而超過某一容限時，晶園丨係於其邊緣鬆脫。 再者，接觸點29間之間隔愈長（較少個半圓形突出物 28)，愈多的晶圓變形，而接觸點29間之間隔愈短（較多個 半圃形突出物28) ’則經加熱氣流之循環的破壞愈多，且 因而增加製造花費。 ν 此外，若半園形突出物28之曲率半徑過小時，於晶圓 1之表面上可能發生刮痕。另一方面，當半圓形形突出物28 之曲率半徑過大時，環繞半圓形突出物28之各接觸點29之 經加熱氣流與晶圓1的循環係為不佳。 因此’半圚形突出物28的個數、其置放的半徑（即連 接該突出物28之圓的半徑）’及半圓形突出物28之曲率半 徑等等，須考量晶圓1之重量、強度與硬度、其變形程度 與經加熱氣流之循環等來最佳化。 因此’產生於加工室之高溫的經加熱氣流係均勻地到 達BS圓1之頂部及底部，且特別是，經加熱的氣流可容易 地環繞環形安裝板27而循環於晶圓}之表面上„ . I----裝-- (請先E讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) 格（210X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 41714 1 A7 _______B7___ 五、發明説明（u) 因此，因突然的熱變化所產生於晶園丨之頂部與底部 之熱壓力可被釋放，且，可藉由減少與具有不同熱膨脹係 數之環形安裝板27的接觸表面，來預防“滑動”。 該半圓形突出物28可當形成該環形安裝板27時，以裁 切程序形成’或可藉由射出成形或加壓程序形成。或者， 以與環形安裝板27的相同材料製造該半圓形突出物28後， 將該半圓形突出物28焊接於該環形安裝板27上，並接著進 行退火處理’以預防因熱膨脹所造成之破裂。 此時’為了增進環形安裝板27與半圓形突出物28之黏 著’較佳係於環形安裝板27上形成一凹槽，其形狀係與半 圓形突出物28之底部相契合。 此外’該半圓形突出物28較佳係以彼此等間隔形成於 一單一環形安裝板27上，較佳啲個數為3至12。

根據本發明另一實施例之用於半導體晶圓之承載m的 半圓形突出物28可適用於其他型式的半導體晶圓承載m， 且其替換或修改，對熟習此項技術者而言係為明顯的D 因此’根據本發明實施例之用於半導體晶圓之承載 皿’可減少產生於晶圓表面上之細小刮痕，且，藉由使表 面以線或點被支撐來改變習知之晶圓的支承，而使“滑動” 減至最小。 因此’由於“滑動”係被更有效地避免，可使於高溫下 的加工更簡單，且可增進加熱加工室之速度。再者，由於 承載皿之溝槽間的間隙可形成得更窄，因此可負載更多片 晶圓.，且承載JBI之負載與卸下可更為快速。 本紙浪尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（2】0Χ297公釐） ----------Μ------、玎------^ {#先聞«背面之注$項再填寫本頁) -14- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ί A7 B7 五、發明説明（12) 熟此技藝之人士將瞭解到本發明之各種修飾及變化可 在不偏離本發明之精神或範圍下實現。因此，本發明及其 之修飾及變化係意圖包含於所附申請專利範圍及其相當之 範圍内^ 元件標號對照： 1 晶圓- 2 、 7 、 12 、 18、24 上部組件 3 、 8 ' 13 、 19、25 下部組件 4 、 9 、 14 、 20 ' 26 支承組件 5 、 10 、 15 溝槽 6 ' 11 接觸表面 10 、 21 、 27 安裝板 16 ' 28 半圓形突出物 17、29 接觸點 22 環形突出物 23 接觸線 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4说格（210X297公釐} ----------^------1T------0 (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 15-

Claims (1)

1. ABCD 417 14 1 中請專利範圍 L —種用於半導體晶圓之承載皿，其包括： 一上部組件； 一下部组件，數片負載於該上部組件與該下部組 件間之晶圓；及 數個支承组件，其係於該上部組件與該下部組件 間垂直地延伸，以支撐該等晶圓，其中數個溝槽係連 續且水平地形成於各該支承組件中，而晶圓的週緣係 置入該等溝槽中，其中一€1^1^係形成於該溝 槽内，並與晶圓之底部接觸。 2.如申請專利範圍第1項之用於半導體晶圓的承載血其 中該半圓形突出物係以同於該支承組件之材料製成。 3_如申請專利範圍第1項之用於半導體晶圓的承載I’其 中該半圓形突出物係藉由备接而設置於該支承組件之 該溝槽内。 4· 一種用於半導體晶圓之承載皿，其包括： 一上部組件； 一下部組件，數片負載於該上部組件與該下部组 件間之晶圓； 數個支承組件，其係於該上部組件與該下部組件 間垂直地延伸，以支撐該等晶圓；及 數個環形安裝板，其係以彼此等間隔垂直地置放 於該等支承組件内，以安裝該等晶圓，其中一 形成於該安裝板上，並與晶圓之底部接觸，其 裁面係為半圓形D 本紙張尺度遥用中國國家揉準（CNS ) A4規格（2〗0X297公釐） Hi t^i ^^1 ^^1 1^1 1- - - - - -—-I i - - ΐ - ..... ! - ί— . I ______ 1^1 _ ^ i ---镩 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 -16- 經濟部中夬榡準局員工消費合作社印策 4 ί q 1 * A8 Ιϊ 少 ^___D8 、、申詩'~~~~'~·—- 5.如申請專利範圍第4項之用於半導號晶圓的承栽皿，其 中該環形突出物係以同於該安裝板之材料製成。、 6·如申請專利範圍第4項之用於半導體晶圓的承栽皿，其 中該環形突出物係藉由焊接而形成於該安装板内。、 7·—種用於半導體晶圓之承載皿，其包括： 一上部組件； 一下部組件，數片負載於該上部組件與該下部組 件間之晶園； 數個支承组件，其係於該上部組件與該下部組件 間垂直地延伸，以支撐該等晶圓；及 數個環形安裴板，其係以彼此等間隔垂直地置放 於該等支承組件内，以安裝該等晶圓，其中^ 形成於該安裝&上，並與晶圓之底部接觸。 8·如申請專利範圍第7項之用於半導體晶圓的承載皿，其 中該環形突出物係以同於該安裝板之材料製成。 9. 如申請專利範圍第7項之用於半導體晶圓的承載皿，其 中該環形突出物係藉由焊接而形成於該安裝板内。 10. 如申請專利範圍第7項之用於半導體晶圓的承載凰，其 中數個該半圓形突出物係以彼此等間隔形成於該安裝 板上，該半圊形突出物之個數為3至12。 本紙張从適用巾關家縣（CNS )从胁（2獻聊公董） ^^------1T------^ (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) -17-