TWI827089B - 用於擴散接合的氣體淬火 - Google Patents
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Abstract
冷卻半導體部件基板的示例性方法可包括以下步驟：在腔室中將半導體部件基板加熱到大於或約500℃的溫度。半導體部件基板可為或包括鋁。方法可包括以下步驟：將氣體輸送到腔室中。氣體的特徵可在於低於或約100℃的溫度。方法可包括以下步驟：在小於或約1分鐘的第一時間段中將半導體部件基板冷卻至低於或約200℃的溫度。
Description
這份申請案主張於2021年6月9日提交的標題為「GAS QUENCH FOR DIFFUSION BONDING」的美國非臨時申請案第17/343,482號的權益和優先權，其內容藉由引用其全文的方式併入於此，用於所有目的。
本技術關於用於擴散接合的處理和系統。更具體地，本技術關於用於在擴散接合操作之後冷卻基板的系統和方法。
半導體處理系統可包括用以支撐基板、輸送形成和移除材料以及界定處理區域和流動路徑的多個部件。這些部件可能會曝露在高溫和低溫、高壓和低壓以及各種腐蝕性和侵蝕性材料中。因此，許多處理腔室包括經處置或塗佈的材料。然而，隨著處理系統和腔室變得更加複雜，合併在系統內的部件可能變成必須以一種或多種方式結合或接合的多件式設備。這些接頭和接縫可能類似地曝露於可能對部件造成損壞的環境條件和材料中。
因此，存在有可用以生產高品質裝置和結構的改進的系統和部件的需求。本技術解決了這些和其他需求。
冷卻半導體部件基板的示例性方法可包括以下步驟：在腔室中將半導體部件基板加熱到大於或約500℃的溫度。半導體部件基板可為或包括鋁。方法可包括以下步驟：將氣體輸送到腔室中。氣體的特徵可在於低於或約100℃的溫度。方法可包括以下步驟：在小於或約1分鐘的第一時間段中將半導體部件基板冷卻至低於或約200℃的溫度。
在一些實施例中，半導體部件基板可為或包括鋁6061。在冷卻之後，半導體部件基板的特徵可在於大於或約100的維氏硬度。方法可包括以下步驟：將半導體部件基板維持在在約150℃和約200℃之間的溫度下持續大於或約1小時的第二時間段。方法可包括以下步驟：在第二時間段之後，空氣冷卻半導體部件基板。半導體部件基板可為或包括擴散接合的鋁基板。擴散接合的鋁基板可界定一個或多個內部通道，內部通道可通過界定在擴散接合的鋁基板中的孔進入。氣體可為空氣、水蒸氣、氮氣或氬氣。腔室可包括加熱器和用於半導體部件基板的支撐件。可圍繞支撐件界定複數個氣孔。腔室可為擴散接合腔室。
本技術的一些實施例可涵蓋冷卻半導體部件基板的方法。方法可包括以下步驟：在擴散接合腔室中將半導體部件基板加熱到大於或約500℃的溫度，同時對半導體部件基板施加單軸力。半導體部件基板可包括第一鋁件和第二鋁件。方法可包括以下步驟：將氣體輸送到擴散接合腔室中。氣體的特徵可在於低於或約100℃的溫度。方法可包括以下步驟：在小於或約1分鐘的第一時間段中將半導體部件基板冷卻至低於或約200℃的溫度。
在一些實施例中，方法可包括以下步驟：將半導體部件基板維持在在約150℃和約200℃之間的溫度下持續大於或約1小時的第二時間段。方法可包括以下步驟：在第二時間段之後，空氣冷卻半導體部件基板。擴散接合腔室可包括加熱器、用於半導體部件基板的支撐件和機械壓力機。可圍繞支撐件界定複數個氣孔。擴散接合腔室可包括排氣系統，排氣系統配置成在將氣體輸送到擴散接合腔室中的同時維持流體流過擴散接合腔室。第一鋁件可界定一個或多個通道，並且第二鋁件可界定一個或多個孔。第一鋁件和第二鋁件的每一個可為或包括鋁6061。在冷卻之後，半導體部件基板的特徵可在於大於或約65的維氏硬度。方法可包括以下步驟：在冷卻半導體部件基板的同時，調整對半導體部件基板施加的單軸力。
本技術的一些實施例可涵蓋擴散接合系統。系統可包括腔室。腔室可包括腔室側壁。腔室側壁可界定複數個氣孔。腔室可包括基板支撐件。腔室可包括加熱器。腔室可包括機械壓力機。系統可包括氣體輸送系統。氣體輸送系統可與界定在腔室側壁中的複數個氣孔流體耦合。系統可包括排氣系統。擴散接合系統可配置為對設置在腔室內的部件執行空氣淬火。
這種技術可提供優於傳統系統和技術的許多好處。例如，本技術可形成半導體系統部件，其特徵在於與傳統技術相比具有改進的材料性質。此外，本技術可減少接合後處理以恢復接合部件的材料性質。結合以下描述和附加的圖式更詳細地描述這些和其他實施例以及它們的許多優點和特徵。
半導體處理利用配置為產生環境條件以促進半導體製造的系統，以及包括許多複雜部件以支持或促進基板處理的系統。因為可在其中執行半導體處理的環境，處理腔室內的許多部件可由鋁或鋁合金製成或包括鋁或鋁合金。這些部件的許多部件包括接合在一起的多個零件，以在部件內產生通道、流動路徑或密封區域。可以任何數量的方式形成接合，並且在一些處理中，執行擴散接合以基本上生產可以任何數量的內部特徵為特徵的單一部件部分。
擴散接合可以任何數量的方式進行，並且通常可包括將部件加熱到允許在部件之間的固溶體在界面處形成的溫度，以及向部件施加壓力以產生單個部件。然而，用作待接合在一起的零件的許多基礎材料的特徵可能是材料性質會受到接合處理的影響。例如，本技術所涵蓋的示例性材料可為鋁6061，其可為藉由沉澱硬化形成的鋁合金。用於生產每個部件的一般處理可包括將合金材料加熱到相對較高的溫度一段時間，這可產生所有摻入元素的固溶體。這之後可將部件放入浴中以淬火或快速冷卻部件，這會導致某些材料性質發生。例如，淬火浴可為水浴，或者可包括油或鹽水。快速冷卻可能導致材料應力，且因此為了減輕應力和增強材料性質，可在淬火之後執行時效處理，其中部件被重新加熱一段時間。這可能允許形成沉澱物，諸如用於鋁6061的鎂和矽材料，它們可能會接著擴散通過部件並改善機械性質。這可產生回火，諸如T4或T6回火，其可增加材料的強度和硬度。
然而，當隨後用兩種或更多種沉澱硬化材料執行擴散接合處理時，處理可包括施加甚至比熱處置期間更高的溫度。此外，擴散接合腔室通常必須執行緩慢冷卻以控制應力並保護擴散接合腔室的腔室部件。因此，這可能會使部件恢復為O回火，材料性質大大降低，因為可能會再次發生固溶化，但可能不會執行回火操作。傳統技術的結果不然是生產的最終部件可能在機械性質方面受到限制，或者是在接合後可能執行額外時間的熱處置，這可能會進一步惡化（strain）材料的材料性質，並降低極限強度和硬度。
重複回火處理的另一個問題是傳統技術使用流體浴進行淬火。這可能會汙染許多半導體處理系統部件。作為一個非限制性示例，可將擴散接合的材料結合到半導體支撐件中，這可界定多個通道，諸如用於背側氣流，其中氣體通過支撐件並沿著基板的背側輸送，以限制汙染物進入基板支撐件。流體淬火操作可能允許任何數量的汙染物滲入部件通道和凹槽，在安裝之前它們可能不會被完全移除。當氣體流過部件時，這些汙染物可能會被排出並輸送到處理區域，這可能會導致汙染和產量損失。
本技術藉由在擴散接合之後對部件執行氣體淬火處理來克服這些問題。無論是在擴散接合之後重複熱處理之後，還是在可採用氣體淬火的擴散接合腔室中，與傳統技術相比，本技術可提供改進的材料性質和減少的部件汙染。因此，在本技術的一些實施例中，可發生減少的材料應變，並且可減少後處理。儘管剩餘的揭露書將例行地識別利用所揭露技術的態樣的特定材料和部件，但將容易理解，系統、方法和材料同樣適用於可能出現在半導體處理系統中的各種其他裝置和處理，或者在可執行接合的其他製造中。因此，不應認為本技術僅限於與所描述的部件和處理一起使用。本揭露書將討論可根據本技術的實施例使用的示例性處理和示例性腔室系統的非限制性操作。
轉到第1圖顯示了根據本技術的一些實施例的對半導體部件基板進行氣體冷卻或淬火的方法100中的選定操作。方法100的許多操作可（例如）在任何數量的腔室或系統中執行，包括如下文進一步描述的擴散接合腔室，以及所討論的系統的任何組合，或者其可配置為執行用於方法所討論的操作100。方法100可包括在方法開始之前的一個或多個操作，包括處理以生產或製備可接合的一個或多個部分或零件，以及已經接合的部件。例如，上游處理可包括鑄造或處置金屬部件，以及將兩個或多個部件接合在一起。方法可包括如圖所示的多個可選操作，這些可選操作可能與根據本技術的方法具體相關聯，也可能不具體相關聯。例如，描述了許多操作，以便提供結構形成的更廣泛範圍，但對技術而言不是關鍵的，或者可藉由如下文進一步討論的替代方法來執行。
如貫穿本揭露書所討論的，根據本技術的實施例的基板可為或包括任何數量的部件或部件區段。例如，半導體處理系統中的示例性部件基板可包括結合在半導體處理系統中的任何部件，其可包括藉由擴散或其他接合技術產生的材料。例如，基板支撐部件、流體輸送部件（諸如噴頭或蓋板）、結構部件（諸如間隔件或襯墊）以及可接合以產生通道、特徵，或用以嵌入部件的任何其他多件式部件可被涵蓋為根據本技術的實施例的基板。部件可由多種材料製成，其可為或包括鋁、碳、鉻、銅、鐵、鎂、錳、鎳、矽、鈦或鋅。部件可為或包括合金，諸如鋁合金，其可包括任何數量的材料。示例性合金可包括任何已知的鋁合金，包括來自1xxx系列、2xxx系列、3xxx系列、4xxx系列、5xxx系列、6xxx系列或7xxx系列的合金。儘管下面的討論可能經常參考鋁6061，但應理解本技術可用於任何鋁合金以及任何數量的其他金屬的合金。
方法100可包括在操作105處將基板（諸如半導體處理系統部件）在腔室中加熱到大於或約400℃的溫度，並且可將其加熱到大於或約420℃、大於或約440℃、大於或約460℃、大於或約480℃、大於或約500℃、大於或約520℃、大於或約540℃、大於或約560℃、大於或約580℃、大於或約600℃或更高的溫度，取決於所使用的材料。如上所述，在根據本技術的實施例中利用的腔室可包括擴散接合腔室以及處置腔室，其可包括加熱器和氣體輸送系統，其可允許執行方法100的每個處理。可將部件維持在上述任何溫度範圍的時間段可大於或約1小時，並且可大於或約2小時、大於或約3小時、大於或約4小時、大於或約5小時，或更長，諸如在沉澱硬化操作期間。如將在下文進一步解釋的，在一些實施例中，在高溫下的時間也可更短，諸如在擴散接合操作期間。
在高溫下的一段時間之後，方法100可包括在操作110處將氣體輸送到腔室中。氣體可在部件周圍流動，並且可在操作115處導致部件被冷卻。可執行氣流和冷卻以確保部件以足以改善材料性質的速率冷卻。例如，可調節氣流的溫度和流率以改善冷卻，這可允許部件在一段時間內被冷卻到閾值溫度以下。可控制被輸送氣體的溫度以確保部件以足夠的速率冷卻。例如，在一些實施例中，氣體可在低於或約100℃的溫度下輸送，並且可在低於或約95℃、低於或約90℃、低於或約85℃、低於或約80℃、低於或約75℃、低於或約70℃、低於或約65℃、低於或約60℃、低於或約55℃、低於或約50℃、低於或約45℃、低於或約40℃、低於或約35℃、低於或約30℃、低於或約25℃、低於或約20℃、低於或約15℃、低於或約10℃、低於或約5℃、低於或約0℃或更低的溫度下輸送，儘管溫度可能維持在0℃以上或約0℃或更高，以限制由快速冷卻引起的應力。
可輸送氣體的流率可在很寬的範圍內變化，這可能受腔室尺寸和配置、部件尺寸、冷卻速率、被輸送氣體的溫度及其他變數影響，且因此氣體可以小於或約100sccm到幾十slm或更高的流率輸送。藉由執行氣體輸送，部件的溫度可以大於或約50℃/min的速率降低，並且可以大於或約100℃/min、大於或約150℃/min、大於或約200℃/min、大於或約250℃/min、大於或約300℃/min、大於或約350℃/min、大於或約400℃/min、大於或約450℃/min、大於或約500℃/min、大於或約550℃/min、大於或約600℃/min、大於或約650℃/min、大於或約700℃/min、大於或約750℃/min、大於或約800℃/min、大於或約850℃/min、大於或約900℃/min、大於或約950℃/min、大於或約1000℃/min，或更大的速率降低。因此，部件被冷卻的時間段可小於或約1分鐘，並且可小於或約55秒、小於或約50秒、小於或約45秒、小於或約40秒、小於或約35秒、小於或約30秒、小於或約25秒、小於或約20秒、小於或約15秒、小於或約10秒、小於或約5秒，或更小。
部件可冷卻到任何閾值溫度以下，諸如冷卻到低於或約400℃的溫度，並且部件可冷卻到低於或約350℃、低於或約300℃、低於或約250℃、低於或約200℃、低於或約190℃、低於或約180℃、低於或約170℃、低於或約160℃、低於或約150℃、低於或約140℃、低於或約130℃、低於或約120℃、低於或約110℃、低於或約100℃、低於或約90℃、低於或約80℃、低於或約70℃、低於或約60℃、低於或約50℃或更低的溫度。在一些實施例中，部件可接著在可選操作120處時效（aged）第二時間段。時效處理可包括將部件重新加熱到時效溫度，時效溫度可為上面提到的任何溫度，儘管在一些實施例中，可執行淬火處理以僅將部件溫度降低到時效溫度。作為一個非限制性示例，部件可僅冷卻至在約100℃和約200℃之間的溫度，或重新加熱回這個溫度範圍，並在這個溫度下維持一段時間以引發時效，如前面所描述地。在一些實施例中，方法可接著包括在可選操作125處藉由氣體、液體或簡單的空氣冷卻來冷卻部件。時效處理可執行前面提到的任何時間段，並且在一些實施例中可執行幾個小時。
如上所述，本技術可藉由輸送一種或多種氣體或蒸汽來執行淬火操作，這可限制部件的汙染。因為根據一些實施例的部件可能包括複雜的通道配置和有限的孔通路，所以利用氣流可控制隨後可能會被注入到處理腔室中汙染物的進入。例如，涵蓋的部件可包括結合在基板支撐件中的部件。一些部件可界定溝槽或通道，這些溝槽或通道可安置部件，諸如加熱器，或者可界定用於流體輸送（諸如氣體）的路徑，其可通過界定在部件的表面中的孔被排出。本技術所涵蓋的氣體可包括空氣，儘管在一些實施例中氣體可能不限制氧氣曝露，且因此在一些實施例中氣體可包括氮氣、氬氣、氦氣或一些其他非反應性氣體，其可為溫度受控的。此外，在一些實施例中，水蒸氣可噴射或輸送到部件，這可增加外表面處的溫度降低，並且可限制進入部件。
在處理之後，部件的特徵可在於可藉由本技術增強的材料性質，或者可在限制部件曝露於汙染物的同時提供，如前所述。例如，處理可提供由增加的硬度和極限抗拉強度為特徵的部件，這可能有利於在處理腔室中的使用。例如，根據本技術生產的鋁6061部件以及任何數量的其他材料的特徵可在於足以被認為是T4或T6回火的維氏硬度，並且特徵可在大於或約65、大於或約70、大於或約75、大於或約80、大於或約85、大於或約90、大於或約95、大於或約100、大於或約105，大於或約110，或更大的硬度。類似地，部件的特徵可在於大於或約200MPa的極限抗拉強度，並且特徵可在於大於或約210MPa、大於或約220MPa、大於或約230MPa、大於或約240MPa、大於或約250MPa、大於或約260MPa、大於或約270MPa、大於或約280MPa、大於或約290MPa、大於或約300MPa、大於或約310MPa、大於或約320MPa、大於或約330MPa、大於或約340MPa、大於或約350MPa或更高的極限抗拉強度，這可提供比傳統材料改進的強度。
如前面所解釋的，本技術可應用於先前已經接合並且可能已經失去或降低了材料性質的部件。此外，本技術可應用於在擴散接合處理期間執行淬火操作，這可減少或限制後處理操作。第2圖顯示了根據本技術的一些實施例的冷卻部件的方法200中的選定操作。方法200可包括上述方法100的一些或所有操作，並且在一些實施例中可描述方法100的附加細節。方法200可在如上所述的任何腔室中執行，也可在擴散接合腔室中執行，如下面將進一步描述的。方法可包括如圖所示的多個可選操作，這些可選操作可能與根據本技術的方法具體相關聯，也可能不具體相關聯。例如，描述了許多操作以便提供結構形成的更廣泛範圍，但對本技術而言不是關鍵的，或者可藉由替代方法來執行，因為熟悉本技術者將理解由本技術所類似地涵蓋。
方法200可包括擴散接合處理的操作，並且可包括對位於腔室中的兩個或更多個部件執行操作。例如，一個或多個部件可界定一個或多個溝槽或通道，並且一個或多個部件可界定穿過部件的一個或多個孔。在接合操作之後，通道及/或孔可界定部件內的流體路徑或區域，及/或可產生可安置附加部件的凹槽。在操作205處，可在擴散接合腔室內加熱兩個或更多個部件，其可為先前描述的任何部件，以及可由先前討論的任何材料形成。如前所述，可將部件加熱到任何溫度。在加熱操作期間，還可在操作210處壓縮部件。例如，機械壓力機可在部件上施加單軸力，當與熱量結合時，可使部件在零件的界面處產生固溶體，並且可擴散接合部件。取決於所使用的部件、溫度和材料，壓力機可施加從100psi到數千psi的力。之前討論的任何溫度和時間都可在方法200中利用，儘管在一些實施例中，擴散接合的發生時間可能比溶液化操作的時間短。
許多傳統的擴散接合腔室可能受限於可在接合之後執行的冷卻操作。例如，傳統的擴散接合冷卻操作以可能小於或約10℃/min的溫度速率下執行，這可能不提供淬火操作。因此，例如可能是T6回火的部件的零件可能會在擴散接合期間失去材料強度，並且緩慢冷卻可能不會在先前在每個零件中產生的接合部件內產生沉澱。然而，本技術可在操作215處冷卻部件，操作215可在擴散接合腔室中執行。例如，冷卻可包括將氣體提供到擴散接合腔室中，並且冷卻基板，諸如之前在方法100中描述的。可提供任何氣體，包括之前描述的任何材料。
在冷卻操作期間，可減少或停止熱量，儘管在一些實施例中，在冷卻期間仍然可將壓力施加到零件或接合部件。例如，機械壓力機可在部件冷卻時繼續對其施加壓力。壓力機可維持在恆定壓力，儘管在一些實施例中，壓縮可在可選操作220處調整，諸如在冷卻操作期間增加或減少。因為冷卻可能導致部件收縮，例如，壓力機可調整壓縮，以確保在冷卻操作期間維持接合。可將溫度降低到上述溫度的任一個，並且在一些實施例中，可在可選操作225處執行隨後的時效處理。例如，當仍在擴散接合腔室中時，或者在被傳送到單獨的加熱腔室之後，如前所述，基板可在時效溫度下維持一段時間。如前所述，在一些實施例中，可接著在可選操作230處冷卻部件。所得部件的特徵可在於前面描述的任何材料性質，並且處理可在擴散接合或時效處理之後直接完成。這可減少當執行多次回火和接合操作時可能影響部件的熱引起的應力。
因為擴散接合腔室可能沒有配備用來執行如前所述的氣體淬火，所以本技術在一些實施例中可包括配置成執行氣體淬火的擴散接合腔室。第3A圖顯示了根據本技術的一些實施例的示例性擴散接合腔室設置的示意性橫截面圖。應當理解，圖式旨在說明根據本技術包括的部件，並且其可允許執行如上所討論的方法。還應理解的是，可對商業實施例中的示意圖進行任何數量的修改，並且這些修改仍然可涵蓋在本技術中，用於在擴散接合腔室中執行氣體淬火。
如圖所示，系統300可包括擴散接合腔室305，其可為或包括可在其中執行接合處理的容器。容器可包括一個或多個腔室側壁310，界定了可在其中進行處理的容積。在容積內可為基板支撐件315，例如，部件可在其上被擴散接合。腔室可包括一個或多個加熱器320，其可結合在如圖所示的腔室側壁或基板支撐件中。腔室還可裝配有機械壓力機325，其可平移以壓縮擴散接合腔室內的部件，並且其可配置成施加如前所述的力。如圖所示，兩件式部件330可定位在基板支撐件315上，並且可接合以在腔室內產生單個部件。因為容器可在氣體被泵入腔室中的冷卻操作期間被加壓，所以在一些實施例中，壓力機325可用作腔室的密封件，或者可穿過可密封地含有內部容積並且允許容積被加壓的密封件。
本技術還可包括用於根據之前描述的任何方法提供氣體冷卻的部件或特徵。例如，系統300可包括氣體輸送系統，諸如氣體源335和一個或多個流體管線340，並且可包括一個或多個泵，其可將氣體輸送到擴散接合腔室。如圖所示，並且如下文將進一步詳細描述的，腔室側壁310可界定一個或多個氣孔345，其可允許在如上所述的冷卻操作期間將氣體輸送到擴散接合腔室中，並且其可裝配有噴嘴，例如，它可產生一種噴霧模式，諸如水蒸氣。系統300還可包括排氣系統，其可包括泵350，並且其可允許在冷卻操作期間從腔室泵出氣體，以及在一些實施例中用以產生真空環境。因為輸送的氣體可被部件快速加熱，所以排氣系統可主動泵送輸送的氣體量，這可強化部件的冷卻。
第3B圖顯示了根據本技術的一些實施例的示例性擴散接合腔室設置的示意性橫截面圖，並且可顯示沿第3A圖的線A-A的系統300。如橫截面所示，腔室側壁310可界定穿過系統的複數個孔345，並且其可允許氣體在腔室周圍的複數個位置處輸送。這可確保在前面描述的冷卻操作期間對部分進行更均勻的冷卻。氣體源335到複數個孔的耦合可以任何數量的方式發生，諸如藉由單獨的耦合，以及到側壁310上的單個接入點，如圖所示。接入點可提供對圍繞腔室的周邊延伸的通道360的接入，並且其可提供對所有氣孔345的流體接入，這可限制系統硬體和耦合。可包括控制器以操作壓力機、加熱器以及氣體輸送和排氣系統，這可允許根據之前討論的任何方法在擴散接合腔室中執行氣體淬火。
在前面的描述中，為了解釋的目的，已經闡述了許多細節以便提供對本技術的各種實施例的理解。然而，對於熟悉本領域者來說顯而易見的是，某些實施例可在沒有這些細節的一些的情況下或具有額外細節的情況下實施。
已經揭露了若干實施例，熟悉本領域者將認識到，在不背離實施例的精神的情況下，可使用各種修改、替代構造和等效元件。此外，為了避免不必要地混淆本技術，沒有描述許多眾所周知的處理和元件。因此，以上描述不應被視為限制本技術的範圍。
在提供數值範圍的情況下，應理解，除非上下文另有明確說明，否則也具體揭露在那個範圍的上限和下限之間的每個中間值（至下限單位的最小部分）。涵蓋了在宣稱範圍中的任何宣稱值或未宣稱的中間值與那個宣稱範圍中的任何其他宣稱或中間值之間的任何較窄範圍。那些較小範圍的上限和下限可獨立地包括在或排除在該範圍中，並且較小範圍中不包括上下限、任一個上下限或兩個上下限的每個範圍也涵蓋在技術內，但須符合宣稱範圍中任何具體排除的限制。當宣稱範圍包括上下限的一個或兩個時，排除那些所包括的上下限的任一個或兩個的範圍也包括在內。
如於此和附隨的申請專利範圍中使用的，單數形式「一（a）」、「一（an）」和「該（the）」包括複數引用，除非上下文另有明確規定。因此，例如，提及「一層」包括複數個這樣的層，提及「該前驅物」包括提及熟悉本領域者已知的一種或多種前驅物及其等效元件，等等。
此外，當在這份說明書和以下的申請專利範圍中使用時，詞語「包含（comprise(s)）」、「包含（comprising）」、「含有（contain(s)）」、「含有（containing）」、「包括（include(s)）」和「包括（including）」旨在說明宣稱特徵、整數、部件或操作的存在，但它們不排除一個或多個其他特徵、整數、部件、操作、動作或群組的存在或添加。
100:方法
105:操作
110:操作
115:操作
120:操作
125:操作
200:方法
205:操作
210:操作
215:操作
220:操作
225:操作
230:操作
300:系統
305:擴散接合腔室
310:側壁
315:基板支撐件
320:加熱器
325:壓力機
330:兩件式部件
335:氣體源
340:流體管線
345:孔
350:泵
360:通道
可藉由參考說明書的其餘部分和圖式來實現對所揭露技術的本質和優點的進一步理解。
第1圖顯示了根據本技術的一些實施例的冷卻部件的方法中的選定操作。
第2圖顯示了根據本技術的一些實施例的冷卻部件的方法中的選定操作。
第3A圖顯示了根據本技術的一些實施例的示例性擴散接合腔室設置的示意性橫截面圖。
第3B圖顯示了根據本技術的一些實施例的示例性擴散接合腔室設置的示意性橫截面圖。
包括若干圖式作為示意圖。應當理解，這些圖式是為了說明的目的，並且不被認為是按比例的，除非特別說明是按比例的。此外，作為示意圖，提供這些圖式是為了幫助理解，並且可能不包括與現實表示相比的所有態樣或資訊，並且可能包括用於說明目的的誇大材料。
在附隨的圖式中，相似的部件及/或特徵可具有相同的元件符號。此外，相同類型的各種部件可藉由在元件符號後加上區分相似部件的字母來區分。若說明書中僅使用了第一元件符號，則說明適用於任何一個具有相同第一元件符號的類似部件，而與字母無關。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
100:方法
105:操作
110:操作
115:操作
120:操作
125:操作
Claims (18)
- 一種冷卻一半導體部件基板的方法，該方法包含以下步驟：在一腔室中將該半導體部件基板加熱到大於或約500℃的一溫度，其中該半導體部件基板包含鋁，其中該腔室包含一加熱器和用於該半導體部件基板的一支撐件，且其中複數個氣孔圍繞該支撐件界定；將一氣體輸送到該腔室中，其中該氣體的特徵在於低於或約100℃的一溫度；及在小於或約1分鐘的一第一時間段中將該半導體部件基板冷卻至低於或約200℃的一溫度。
- 如請求項1所述之冷卻一半導體部件基板的方法，其中該半導體部件基板包含鋁6061。
- 如請求項2所述之冷卻一半導體部件基板的方法，其中在冷卻之後，該半導體部件基板的特徵在於大於或約100的一維氏硬度。
- 如請求項1所述之冷卻一半導體部件基板的方法，進一步包含以下步驟：將該半導體部件基板維持在約150℃和約200℃之間的一溫度下持續大於或約1小時的一第二時間段。
- 如請求項4所述之冷卻一半導體部件基板的方法，進一步包含以下步驟：在該第二時間段之後，空氣冷卻該半導體部件基板。
- 如請求項1所述之冷卻一半導體部件基板的 方法，其中該半導體部件基板包含一擴散接合的鋁基板。
- 如請求項6所述之冷卻一半導體部件基板的方法，其中該擴散接合的鋁基板界定一個或多個內部通道，該一個或多個內部通道通過界定在該擴散接合的鋁基板中的孔進入。
- 如請求項1所述之冷卻一半導體部件基板的方法，其中該氣體包含空氣、水蒸氣、氮氣或氬氣。
- 如請求項1所述之冷卻一半導體部件基板的方法，其中該腔室為一擴散接合腔室。
- 一種冷卻一半導體部件基板的方法，該方法包含以下步驟：在一擴散接合腔室中將該半導體部件基板加熱到大於或約500℃的一溫度，同時對該半導體部件基板施加一單軸力，其中該半導體部件基板包含一第一鋁件和一第二鋁件，其中該擴散接合腔室包含一加熱器、用於該半導體部件基板的一支撐件和一機械壓力機，且其中複數個氣孔圍繞該支撐件界定；將一氣體輸送到該擴散接合腔室中，其中該氣體的特徵在於低於或約100℃的一溫度；及在小於或約1分鐘的一第一時間段中將該半導體部件基板冷卻至低於或約200℃的一溫度。
- 如請求項10所述之冷卻一半導體部件基板的方法，進一步包含以下步驟： 將該半導體部件基板維持在約150℃和約200℃之間的一溫度下持續大於或約1小時的一第二時間段。
- 如請求項11所述之冷卻一半導體部件基板的方法，進一步包含以下步驟：在該第二時間段之後，空氣冷卻該半導體部件基板。
- 如請求項10所述之冷卻一半導體部件基板的方法，其中該擴散接合腔室包含一排氣系統，該排氣系統配置成在將一氣體輸送到該擴散接合腔室中的同時維持流體流過該擴散接合腔室。
- 如請求項10所述之冷卻一半導體部件基板的方法，其中該第一鋁件界定一個或多個通道，並且其中該第二鋁件界定一個或多個孔。
- 如請求項10所述之冷卻一半導體部件基板的方法，其中該第一鋁件和該第二鋁件的每一個包含鋁6061。
- 如請求項10所述之冷卻一半導體部件基板的方法，其中在冷卻之後，該半導體部件基板的特徵在於大於或約65的一維氏硬度。
- 如請求項10所述之冷卻一半導體部件基板的方法，進一步包含以下步驟：在冷卻該半導體部件基板的同時，調整對該半導體部件基板施加的該單軸力。
- 一種擴散接合系統，包含：一腔室，其中該腔室包含： 多個腔室側壁，其中該等腔室側壁界定複數個氣孔；一基板支撐件，用於一半導體部件，其中該複數個氣孔圍繞該基板支撐件界定；一加熱器；及一機械壓力機；一氣體輸送系統，其中該氣體輸送系統與界定在該等腔室側壁中的該複數個氣孔流體耦合；及一排氣系統，其中該擴散接合系統配置為對設置在該腔室內的該半導體部件執行一空氣淬火。
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