TWM548702U - 雙層式複合坩堝 - Google Patents

Description

雙層式複合坩堝

本新型是有關於一種坩堝，特別是指一種雙層式複合坩堝。

在半導體之矽晶圓拉晶技術(crystal pulling)中，通常會使用石墨坩堝作為石英坩堝的外部載具，藉以維持拉晶的高溫製程進行。目前常見的石墨坩堝，多由數片大小、形狀一致的石墨片結合成坩堝的整體結構。然而，即便將每個石墨片製作為相同規格，在高溫下各石墨片仍常因熱膨脹因素導致結構膨脹後邊緣形狀不吻合，使得石墨坩堝在製程過程中產生變形及結構縫隙的問題，而有礙於拉晶過程的進行，影響製程良率。

因此，本新型之其中一目的，即在提供一種能避免高溫製程下之結構變形與結構縫隙問題的雙層式複合坩堝。

於是，本新型雙層式複合坩堝，包含一底座及一圍罩。該底座的主要材質為石墨，並包括多個底板件。該等底板件組配形成堝狀結構，每一底板件具有一底壁及一由該底壁的一側緣向上延伸的側壁。該圍罩為一體式結構且材質包含石墨及碳纖維，該圍罩係環繞地設置於該底座的頂側並嵌設於該等底板件的該等側壁。

在一些實施態樣中，每一底板件的該側壁的頂面形成一凹槽，該等凹槽供該圍罩嵌設於內。

在一些實施態樣中，該等凹槽係在該等側壁的頂面及內壁面凹陷形成階梯狀結構。

在一些實施態樣中，該等凹槽的寬度範圍係等同於該圍罩的厚度至該圍罩的2倍厚度。

在一些實施態樣中，該等凹槽的寬度範圍為7毫米至20毫米。

在一些實施態樣中，該等凹槽的深度範圍係等同於該圍罩的厚度至該圍罩的2倍厚度。

在一些實施態樣中，該等凹槽的深度範圍為7毫米至20毫米。

在一些實施態樣中，該圍罩的厚度不小於7毫米。

在一些實施態樣中，該圍罩的厚度範圍為7毫米至10毫米。

本新型至少具有以下功效：由於該圍罩為一體式結構且結構強度佳，因此將該圍罩設置於該等底板件組配形成的該底座上，能夠避免僅使用該等底板件作為坩堝結構所產生的結構變形及隙縫問題，而能有效提升製程良率。

參閱圖1至圖3，為本新型雙層式複合坩堝100之一實施例，該雙層式複合坩堝100可在矽晶棒的拉晶過程(crystal pulling)中供石英坩堝(未圖示)作為外部載具，具體包含一底座1及一圍罩2。

該底座1的主要材質為石墨，並包括三個底板件11。該等底板件11的形狀規格一致，三者組配形成如圖2所示的堝狀結構。每一底板件11具有一底壁111及一由該底壁111的一側緣向上延伸的側壁112。每一底壁111的俯視形狀(見圖1)大致呈現三分之一圓的扇形，其半徑可視需要容納的石英坩堝而定。每一側壁112的頂面形成一凹槽113，該等凹槽113係相互連接並可供該圍罩2嵌設於內，以對該圍罩2提供定位容納的效果。進一步來說，本實施例中該等凹槽113係在該等側壁112的頂面及內壁面凹陷形成階梯狀結構，如此能夠便利地直接將該圍罩2置放其中。要說明的是，本實施例中該底座1雖是由3個底板件11組配而成，然而視實際需要，該底座1還可以由其他數量的底板件11進行結構組配，不以特定實施方式為限。

該圍罩2以包含石墨及碳纖維的材質製作為圓型環狀罩體的一體式結構，係環繞地設置於該底座1的頂側並嵌設於該等底板件11的該等側壁112的該等凹槽113中，可視為該等底板件11的該等側壁112的延伸。根據該圍罩2的材質選用及一體式結構的結構設計，能讓該圍罩2具有良好的結構強度，以避免在拉晶的高溫製程中發生結構變形或產生縫隙等問題。

參閱圖2至圖4，進一步來說，本實施例還能以特定結構規格實施前述之該底座1及該圍罩2。例如，該圍罩2的較佳厚度T為不小於7毫米，更進一步來說該厚度T能以7毫米至10毫米的範圍實施，在此厚度範圍中能讓該圍罩2具備良好的結構強度。此外，該底座1的該等凹槽113的寬度W1、深度H，以及該底座1之該等側壁112未形成該等凹槽113部位的寬度W2，均能以等同於該圍罩2的厚度T至兩倍於厚度T的範圍實施，也就是說寬度W1、深度H、寬度W2三者分別能以T~2T的範圍實施。若進一步考量該厚度T的具體實施規格，則寬度W1、深度H、寬度W2三者的實施尺寸範圍各為7毫米至20毫米。在上述寬度W1、深度H、寬度W2的實施範圍中，能夠讓該等凹槽113對該圍罩2提供良好的卡固效果，並足以讓該底座1維持良好的結構強度，而且不會在高溫製程狀態下發生結構變形的問題。本實施例中，該圍罩2與該底座1的内徑相當，因此當寬度W1等於厚度T時，恰好能將該圍罩2嵌入該等凹槽113中，此時該圍罩2及該底座1的内壁面係如圖2及圖3般相互齊平；若寬度W1大於寬度T，則代表該等凹槽113預留較多空間供該圍罩2嵌入安置。然而，要特別說明的是，視實際需要，該圍罩2與該底座1的相對結構尺寸關係均能相應調整，不以上述實施方式為限。

綜合前述，本新型雙層式複合坩堝100由該底座1及該圍罩2組配形成，藉由將該圍罩2設計為一體式結構且採用強度較佳的材料製作，能讓該圍罩2實現較佳的結構強度。因此，將該圍罩2設置於該等底板件11組配形成的該底座1上，能夠避免僅使用該等底板件11作為坩堝結構所容易發生的結構變形及縫隙問題，以有效提升製程良率，故確實能達成本新型的目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

100‧‧‧雙層式複合坩堝
1‧‧‧底座
11‧‧‧底板件
111‧‧‧底壁
112‧‧‧側壁
113‧‧‧凹槽
2‧‧‧圍罩
T‧‧‧厚度
W1‧‧‧寬度
W2‧‧‧寬度
H‧‧‧深度

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本新型雙層式複合坩堝的一實施例的一俯視圖； 圖2是沿圖1之II-II線的剖視圖； 圖3是圖2中A部位的不完整的局部放大圖；及 圖4是類似於圖3的不完整的局部拆解放大圖。

100‧‧‧雙層式複合坩堝

1‧‧‧底座

11‧‧‧底板件

111‧‧‧底壁

112‧‧‧側壁

113‧‧‧凹槽

2‧‧‧圍罩

T‧‧‧厚度

Claims (9)

1. 一種雙層式複合坩堝，包含： 一底座，主要材質為石墨，並包括多個底板件，該等底板件組配形成堝狀結構，每一底板件具有一底壁及一由該底壁的一側緣向上延伸的側壁；及 一圍罩，為一體式結構且材質包含石墨及碳纖維，該圍罩係環繞地設置於該底座的頂側並嵌設於該等底板件的該等側壁。
2. 如請求項1所述之雙層式複合坩堝，其中，每一底板件的該側壁的頂面形成一凹槽，該等凹槽供該圍罩嵌設於內。
3. 如請求項2所述之雙層式複合坩堝，其中，該等凹槽係在該等側壁的頂面及內壁面凹陷形成階梯狀結構。
4. 如請求項2或3所述之雙層式複合坩堝，其中，該等凹槽的寬度範圍係等同於該圍罩的厚度至該圍罩的2倍厚度。
5. 如請求項2或3所述之雙層式複合坩堝，其中，該等凹槽的寬度範圍為7毫米至20毫米。
6. 如請求項2或3所述之雙層式複合坩堝，其中，該等凹槽的深度範圍係等同於該圍罩的厚度至該圍罩的2倍厚度。
7. 如請求項2或3所述之雙層式複合坩堝，其中，該等凹槽的深度範圍為7毫米至20毫米。
8. 如請求項1所述之雙層式複合坩堝，其中，該圍罩的厚度不小於7毫米。
9. 如請求項1所述之雙層式複合坩堝，其中，該圍罩的厚度範圍為7毫米至10毫米。