承載裝置的製造方法
2023-12-07 23:42:36
承載裝置的製造方法
【專利摘要】一種承載裝置，適用於承載多片晶圓，該承載裝置包含一底板、多個限位柱及一頂板。所述限位柱自該底板向上延伸，該底板及所述限位柱共同界定出一限位空間以容置所述晶圓且使所述晶圓上下對齊地堆疊，並由所述限位柱將所述晶圓在水平方向限位，該頂板連接於所述限位柱頂端，且遮蓋該限位空間的頂側。通過頂板與所述限位柱連接，使所述限位柱不會在輸送晶圓或是在擴散製程中被晶圓推擠而傾斜，進而避免所述堆疊晶圓傾斜。此外，限位塊提供一下壓力，可抑制晶圓在擴散製程中浮動。
【專利說明】
承載裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種承載裝置，特別是涉及一種用於輸送晶圓的承載裝置。
【背景技術】
[0002]現有的矽晶圓的主要材料為矽，高純度的矽是一種電阻高且耐高溫的材料，透過擴散製程將硼或磷等元素摻雜進矽晶圓即可改變矽晶圓的電阻，將純矽從一個高電阻的材料改造成一個受控導電且耐高溫的電子元件。為了製造不同功能的電子元件，已發展出多種擴散方法，例如，透過氣體將硼及磷摻雜至晶圓，以及以硼紙及磷紙接觸晶圓而透過高溫將硼及磷原子摻雜進矽晶圓。在進行該硼、磷紙擴散製程之前，必須先將硼、磷紙夾設於堆積成疊的各片大小相同的晶圓之間，並將該疊晶圓以及夾設於各晶圓之間的硼、磷紙擺置於一承載裝置，並連同該承載裝置輸送進高溫爐中，進行硼磷紙擴散製程。現有的承載裝置包括一底板及四支由該底板向上延伸的直柱，該底板及所述直柱共同形成一供該疊晶圓片擺放的容置空間。所述堆積成疊的晶圓片放置於該底板上，所述直柱緊迫鄰近該疊晶圓片的外周側以使所述晶圓片在該承載裝置中形成一上下對齊的堆疊型態。
[0003]然而，現有的承載裝置結構強度低，僅能乘載少量的晶圓片，晶圓片的數量太多會以其過重的重量壓迫所述直柱而破壞所述直柱與底板的連結，進一步導致該疊晶圓片的傾斜滑移，使各片晶圓的反應不均，各晶圓片出現碎邊、破片或是產生影響良率的副產物，該疊晶圓就不能再被使用。再者，各片晶圓之間非完全密合而具有供爐內的氣體進入的縫隙，在高溫環境(1200度至1300度)下硼、磷紙便燃燒並使各個晶圓向上浮動，而進一步增強所述直柱被推擠的力道，使得所述直柱更容易傾斜而影響該製程的良率。根據統計，在擴散製程(製程時間約為20至40小時之間)中成疊的晶圓片傾斜的機率高達63%，已嚴重影響良率，因此，如何避免成疊的晶圓在擴散製程中傾斜，為一必須解決的課題。再者，擴散製程中各個晶圓的浮動導致各個晶圓之間的縫隙擴大，擴散速度較快的磷離子因而能侵入硼的擴散區，則晶圓與硼紙的反應受幹擾並且增生損壞所述晶圓的副產物。因此，如何避免晶圓浮動是另一需被解決的問題。此外，在高溫擴散爐中，所述晶圓除了會跟硼、磷紙反應，也會跟相鄰元件反應而相互沾粘，導致相鄰元件受損而無法重複被使用，因此，如何避免晶圓跟相鄰元件反應亦為本新型欲解決的問題。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在於提供一種能避免成疊的晶圓在擴散製程中傾斜的承載裝置。
[0005]本實用新型的另一目的，即在提供一種能避免晶圓浮動的承載裝置。
[0006]本實用新型的再一目的，即在提供一種能避免晶圓跟相鄰元件反應的承載裝置。
[0007]本實用新型承載裝置，適用於承載多片晶圓，該承載裝置包含一底板、多個限位柱及一頂板。所述限位柱自該底板向上延伸，該底板及所述限位柱共同界定出一限位空間以容置所述晶圓且使所述晶圓上下對齊地堆疊，並由所述限位柱將所述晶圓在水平方向限位，該頂板連接於所述限位柱頂端，且遮蓋該限位空間的頂側。
[0008]本實用新型所述的承載裝置，該承載裝置還包含一限位塊，設置於所述晶圓上。
[0009]本實用新型所述的承載裝置，該限位塊的重量介於所述晶圓的總重量的0.33倍到
0.67倍之間。
[0010]本實用新型所述的承載裝置，該承載裝置還包含一上擋片，設置於該限位塊與所述晶圓之間。
[0011]本實用新型所述的承載裝置，該承載裝置還包含一下擋片，設置於該底板與所述晶圓之間。
[0012]本實用新型所述的承載裝置，所述限位柱分別具有一主體及一自該主體的頂端往上凸伸的上凸塊，該頂板具有數量及位置對應所述限位柱的穿孔且所述穿孔分別配合容置所述上凸塊，使該頂板與所述限位柱卡合固定。
[0013]本實用新型所述的承載裝置，所述限位柱分別還具有一自該主體的底端往下凸伸的下凸塊，該底板具有數量及位置對應所述限位柱的凹槽且所述凹槽分別配合容置所述下凸塊，使該底板與所述限位柱卡合固定。
[0014]本實用新型所述的承載裝置，所述限位柱的數目為四，各限位柱的主體的橫截面概呈矩形。
[0015]本實用新型的有益效果在於:通過頂板與所述限位柱連接，使所述限位柱不會在輸送晶圓或是在擴散製程中被晶圓推擠而傾斜，
[0016]進而避免所述堆疊晶圓傾斜。此外，限位塊提供一下壓力，抑制晶圓在擴散製程中浮動。
【附圖說明】
[0017]圖1是一立體分解示意圖，說明本新型承載裝置的第一實施例與多數晶圓；
[0018]圖2是一立體分解示意圖，說明該第一實施例的一限位空間；
[0019]圖3是一側視示意圖，說明該第一實施例承載所述晶圓；
[0020]圖4是一上視示意圖，說明該第一實施例的四個限位柱將所述晶圓在水平方向限位；
[0021]圖5是一立體分解示意圖，說明本新型承載裝置的第二實施例與多數晶圓；
[0022]圖6是一側視不意圖，說明該第一■實施例承載所述晶圓；及
[0023]圖7是一上視示意圖，說明該實施例的四個限位柱將一限位塊在水平方向限位。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0025]在本實用新型被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的組件是以相同的編號來表不。
[0026]參閱圖1至圖4，本實用新型一種承載裝置的第一實施例適用於承載多片晶圓7，該承載裝置包含一底板1、四個限位柱2及一頂板3。
[0027]所述限位柱2自該底板I向上延伸並與該底板I共同界定出一限位空間6以容置所述晶圓7且使所述晶圓7上下對齊地堆疊，並由所述限位柱2將所述晶圓7在水平方向限位。該頂板3連接於所述限位柱2頂端，且遮蓋該限位空間6的頂側。
[0028]該限位空間6的頂側被遮蔽可減少在擴散製程中於該限位空間6內產生的擾流，在本實施例中，該頂板3呈八邊形，但不以此為限，只要能達到遮蓋該限位空間6的頂側的目的即可。在本實施例中，所述限位柱2的數目為四，但不以此為限。
[0029]再者，所述限位柱2分別具有一主體21、一自該主體21的頂端往上凸伸的上凸塊22，及一自該主體21的底端往下凸伸的下凸塊23。各限位柱2的主體21的橫截面概呈矩形而以其一側面接觸所述晶圓7，但不以此為限。該頂板3具有數量及位置對應所述限位柱2的穿孔31且所述穿孔31分別配合容置所述上凸塊22，使該頂板3與所述限位柱2卡合固定。此外，該底板I具有數量及位置對應所述限位柱2的凹槽11且所述凹槽11分別配合容置所述下凸塊23，使該底板I與所述限位柱2卡合固定。
[0030]通過該頂板3的穿孔31與所述限位柱2的上凸塊22相連接能夠固定所述限位柱2的頂端，同樣地，該底板I的凹槽11與所述限位柱2的下凸塊23相連接能夠固定所述限位柱2的底端。藉此，所述限位柱2能抵抗所述晶圓7所施加的往外推力，以避免所述限位柱2在擴散製程中傾斜，進而大幅降低所述晶圓7傾斜的機率。根據多次實驗結果，本實施例在擴散製程(製程時間約為20至40小時之間；溫度為1200度至1300度)中所述晶圓7傾斜的機率下降至零。
[0031 ]在第一實施例中，該底板I為石英或碳化矽，所述限位柱2為藍寶石，該頂板3為矽。前述元件的材料亦可分別改選用石英、矽、碳化矽或藍寶石，但不以此為限。
[0032]參閱圖5至圖7，本實用新型的第二實施例與第一實施例大致相同，差別在於第二實施例還包含位於該限位空間6內的一限位塊4、一上擋片51及一下擋片52。該限位塊4設置於所述晶圓7上，而該上擋片51設置於該限位塊4與所述晶圓7之間，且該下擋片52設置於該底板I與所述晶圓7之間。在本實施例中，該限位塊4及該上、下擋片51、52皆呈圓板狀且直徑所述晶圓7相同而被所述限位柱2於水平方向限位。換言之，上述元件在該限位空間6內上下對齊地層疊，且由下而上依序為該下擋片52、所述晶圓7、該上擋片51及該限位塊4。在本實施例中，該限位塊4及該上、下擋片51、52的材料皆為矽，亦可分別改選用石英、矽、碳化矽或藍寶石，但不以此為限。
[0033]在本實施例中，該限位塊4施加一下壓力以將所述晶圓7於垂直方向限位，即抑制所述晶圓7浮動。然而，若該下壓力過輕則不能抑制所述晶圓7的浮動，但太強又會破壞所述晶圓7。為使限位塊4能提供一大小適當的下壓力，在本實施例中，該限位塊4的重量介於所述晶圓7的總重的0.33倍到0.67倍之間，遵循此條件限定的限位塊4所提供的下壓力較為適中。
[0034]該上擋片51橫設在該限位塊4與所述晶圓7之間，以隔絕限位塊4與所述晶圓7的接觸，以避免該限位塊4與所述晶圓7反應而受損。類似地，該下擋片52是橫設於該底板I與所述晶圓7之間，以避免該底板I與所述晶圓7反應而受損。該上、下擋片51、52為耗材，使用若干次即可拋棄，其他的元件皆可重複使用。
[0035]第二實施例於的拆裝步驟配合擴散製程簡述如下，需注意的是，以下敘述並非用以限縮本實用新型欲保護的範圍。
[0036]進行擴散製程之前，先排硼紙、磷紙(圖未示)於所述晶圓7之間，並由下而上依序地將該下擋片52、所述晶圓7、該上擋片51及該限位塊4於該底板I上擺放定位，並將所述限位柱2的下凸塊23插設於該底板I的凹槽11內，再把該頂板3的穿孔31與所述限位柱2的上凸塊22對齊卡置固定，最後將整個承載裝置連同所述晶圓7—起送進高溫擴散爐中進行擴散製程。在擴散製程結束後，將該頂板3以及所述限位柱2自該底板I分離，並把所述晶圓7、該上、下擋片51、52及該限位塊4連同該底板I浸泡至酸性溶液中進行分離製程，以將前述元件分咼。
[0037]綜上所述，頂板3與所述限位柱2的頂端相互連接，所述限位柱2即使被所述晶圓7推擠也能維持直立，以避免所述晶圓7在擴散製程中傾斜。再者，該頂板3遮蔽該限位空間6的頂側，以減少在擴散製程中在該限位空間6內產生的擾流。再者，該限位塊4提供一大小適當的下壓力將所述晶圓7於垂直方向限位，以抑制晶圓7浮動。此外，該上、下擋片51、52能隔絕該限位塊4及該底板I與所述晶圓7的接觸，避免該限位塊4及該底板I與晶片反應，而能重複使用。故確實能達成本實用新型之目的。
[0038]惟以上所述者，僅為本實用新型的實施例而已，當不能以此限定本實用新型實施的範圍，即大凡依本實用新型權利要求書及說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本實用新型涵蓋的範圍內。
【主權項】
1.一種承載裝置，適用於承載多片晶圓；其特徵在於:該承載裝置包含: 一底板、多個限位柱及一頂板，所述限位柱自該底板向上延伸，該底板及所述限位柱共同界定出一限位空間以容置所述晶圓且使所述晶圓上下對齊地堆疊，並由所述限位柱將所述晶圓在水平方向限位，該頂板連接於所述限位柱頂端，且遮蓋該限位空間的頂側。2.如權利要求1所述的承載裝置，其特徵在於:還包含一限位塊，設置於所述晶圓上。3.如權利要求2所述的承載裝置，其特徵在於:該限位塊的重量介於所述晶圓的總重量的0.33倍到0.67倍之間。4.如權利要求2所述的承載裝置，其特徵在於:還包含一上擋片，設置於該限位塊與所述晶圓之間。5.如權利要求1所述的承載裝置，其特徵在於:還包含一下擋片，設置於該底板與所述晶圓之間。6.如權利要求1所述的承載裝置，其特徵在於:所述限位柱分別具有一主體及一自該主體的頂端往上凸伸的上凸塊，該頂板具有數量及位置對應所述限位柱的穿孔且所述穿孔分別配合容置所述上凸塊，使該頂板與所述限位柱卡合固定。7.如權利要求6所述的承載裝置，其特徵在於:所述限位柱分別還具有一自該主體的底端往下凸伸的下凸塊，該底板具有數量及位置對應所述限位柱的凹槽且所述凹槽分別配合容置所述下凸塊，使該底板與所述限位柱卡合固定。8.如權利要求7所述的承載裝置，其特徵在於:所述限位柱的數目為四，各限位柱的主體的橫截面概呈矩形。
【文檔編號】H01L21/673GK205723477SQ201620452687
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】陳思婷, 張元豪, 謝啟祥, 李德浩, 施英汝, 徐文慶
【申請人】環球晶圓股份有限公司