CN1805128A

Movatterモバイル変換

Info

Publication number: CN1805128A
Application number: CN 200510004617
Authority: CN
Inventors: 王民旭
Original assignee: United Microelectronics Corp
Current assignee: United Microelectronics Corp
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2006-07-19

Abstract

一种晶片装载室包括一装载室壳体，其具有至少一负载口、至少一负载门，设置于装载室壳体外侧以及至少一晶片载具，设于装载室壳体内，用以承载晶片。其中，晶片载具还包括至少一晶片座以及多个定位装置，设于晶片座上并突出于晶片座表面。当晶片置于晶片载具上时，晶片底表面仅与等定位装置相接触。本发明还涉及一种晶片载具。

Description

晶片装载室及其晶片载具

技术领域

本发明涉及一种晶片装载室及其晶片载具，特别是涉及一种减少热应力造成晶片破片的晶片装载室及其晶片载具。

背景技术

超大规模集成电路(VLSI)的制作以由半导体材料构成的晶片为基底，配合数十道甚至上百道的半导体工艺以于晶片上形成具有预设布局设计的电子元件以及连接线路，最后再利用切割以及封装工艺将形成的晶粒(die)制作成多个芯片(chip)以供使用。在这数十道甚至上百道的半导体工艺中，往往有数道加工过程温度极高，为使晶片快速降温散热至室温后，再进行下一工艺，因此需要架设晶片装载室，提供为晶片冷却的缓冲站。

请参考图1为现有技术晶片载具10的示意图。晶片载具10设置于一晶片装载室中(图未示)，其包括一晶片座12由二薄板12a、12b所形成，用来承载一晶片。通常一晶片装载室中设置有多个层层堆栈的晶片载具10，而各晶片载具10可分别容置一晶片。晶片加工过程中，有数道加工过程温度过高，因此设置一提供晶片冷却的缓冲站，将已完成工艺的高温晶片放置于晶片装载室的晶片座12上，待晶片冷却后再进行下一工艺。以去除光致抗蚀剂(strip)工艺为例，完成去光致抗蚀剂工艺的晶片通常温度高达200℃，因此无法直接进行下一道工艺，便会将高温晶片回传至晶片装载室中，置放在晶片座12上，等待冷却。

请参考图2，图2为图1所示晶片载具10表面置放有一晶片14的俯视图。图2显示出当晶片14置放在现有晶片座12之上时，晶片14两侧会与薄板12a、12b有大面积的接触，由于热量接触导热的原理，故接触到晶片座12的晶片14的两侧冷却速度较快，而未接触晶片座12的晶片14的中间部分冷却速度较慢，因此造成晶片14中间部分与两侧具有温度差而受到热应力影响造成晶片可能从中间裂开(如双箭头所指处)，导致破片并且刮伤晶片装载室里的其它晶片，形成多片晶片报废。

由上可知现有技术的晶片载具10与晶片14属于“面”的接触方式，因此有接触到晶片座12的晶片14散热冷却速度快，而未接触晶片座12的晶片14散热冷却速度慢，才会有热应力的影响。有鉴于此，申请人乃根据此等缺点及依据多年从事制造该类产品的相关经验，悉心观察且研究之，进而提出本发明，不但可以减少热应力的影响并有效提升晶片生产率，进一步减少晶片制造的成本。

发明内容

本发明的主要目的即在于提供一种能防止热应力造成晶片破片的晶片装载室及其晶片载具。

本发明提供一种晶片装载室(loadlock chamber)，其包括一装载室壳体，其具有至少一负载口(loading port)、至少一设置于装载室壳体外侧的负载门(loading door)以及至少一晶片载具(wafer holder)，设于装载室壳体之内，用以承载一晶片。其中，晶片载具还包括至少一晶片座以及多个定位装置(locator)，设于晶片座之上并突出于晶片座表面。当晶片置于晶片载具之上时，晶片的底表面仅与该些定位装置相接触。

由于本发明的晶片装载室在承载晶片时，晶片的底面仅与晶片载具上的定位装置相接，因此晶片与晶片载具之间采用“点”的接触方式，因此不但能使晶片以辐射冷却方式降温，并且可以有效避免整片晶片散热速度差异太大而造成晶片破片以及刮伤其它晶片，能有效提高晶片的成品率、降低制造成本。

为了更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。然而附图仅供参考与辅助说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1为现有技术晶片载具的示意图。

图2为图1所示晶片载具表面置放有一晶片的俯视图。

图3为本发明晶片装载室及其晶片载具的示意图。

图4为图3的晶片载具的放大示意图。

图5为图4定位装置的放大示意图。

图6为本发明晶片载具的另一实施例的示意图。

请参考图3，图3为本发明晶片装载室及其晶片载具的示意图。如图3所示，本发明提供一晶片装载室(loadlock chamber)30包括至少一侧壁32、一上盖34以及一底部36所形成的装载室壳体38、多个负载口(loading port)40设置于装载室壳体38的侧壁32、至少一负载门(loading door)42设置于装载室壳体38的侧壁32外侧以及多个晶片载具(wafer holder)44设置于装载室壳体38之内。其中负载40用来当作晶片进出晶片载具44的出入口，负载门42用来当作隔离外部的活门，而晶片载具44以堆栈方式堆栈于装载室壳体38之内，而且任一晶片载具44所包含的晶片座46与设于其上侧或下侧的另一晶片载具44的晶片座46间具有一空隙，用以承载晶片。

另外，晶片装载室30还包括一抽真空装置39，当晶片放置于晶片载具44上之后，将负载门42关上，可使用抽真空装置39将晶片装载室30内部抽真空，以使晶片在真空状态下冷却。晶片装载室30还可选择性包括一冷却装置(图未示)设置于装载室壳体38内部，其包括多条冷却水管路，能使置放于晶片载具44之上的晶片更快冷却。

如图4所示，图4为图3的晶片载具44的放大示意图，晶片载具44还包括至少一晶片座46以及多个定位装置(locator)48。其中，晶片座46包括二不相接触但共水平面的薄板46a、46b，用以承载一晶片，而晶片载具44包括至少三个定位装置48，定位装置48为一向上突起的凸点并且分别位于晶片座46的薄板46a、46b上。如图4所示，当定位装置48设置于晶片座46之上时，各定位装置48突出于晶片座46的上表面。在本发明的优选实施例中，各定位装置48具有一平坦的顶面，以供晶片放置。

当晶片放置于晶片载具44的晶片座46之上时，晶片的圆心落在定位装置48所围成的图形中，且晶片的底表面仅与定位装置48的上顶面相接触，而晶片与定位装置48的接触面积小于晶片面积的30％，其中优选接触面积可视情况而定为20％至30％、10％至20％，更佳为1％至10％。

如图5所示，图5为图4定位装置的放大示意图，定位装置48的形成方式可以使用钻孔并车牙方式将晶片座46挖一小洞后，再将定位装置48锁固于晶片座46上，或者直接制作出一体成型的定位装置48。其中，定位装置48的材料可选择相同于晶片座46的耐高温材料，例如铝、特氟龙(teflon)或上述的组合，另外，定位装置48的高度a优选小于7毫米，以使晶片能稳固放置于晶片座46上。

请参考图6，图6为本发明晶片载具的另一实施例的示意图。为便于说明，图6的部分图式符号仍沿用图4的图式符号。本发明晶片载具44包括一晶片座46，而晶片座46由一薄板所构成。晶片载具44还包括多个定位装置50，设于晶片座46之上，并突出于晶片座46的上表面。定位装置50为一向上突起的条状凸块并且分别位于晶片座46的一中心线46c两侧。当一晶片置于晶片载具44之上时，晶片的底面仅会与定位装置50相接触，且定位装置50会分别位于晶片的一直径的两侧。定位装置50的形成方式与图4所示的定位装置48相同，可以一体成形方式直接形成晶片座46以及定位装置50，或在现有晶片座46表面钻孔，再固定定位装置50于晶片座46上。后者可直接改良厂商已有的设备，以改善晶片散热不均的问题而不需增加成本汰换晶片座。

其中值得注意是，晶片装载室30为一冷却室(cooling chamber)用来当作半导体工艺中任一工艺的缓冲站并且使用晶片载具44来承载高温工艺后的晶片，使晶片的温度降为室温后再进行另一工艺，例如，半导体去光致抗蚀剂工艺后的缓冲站(buffer station)，使用晶片载具44承载完成去光致抗蚀剂工艺的高温晶片。

综上所述，由于本发明的晶片载具采用“点”的接触方式，而现有技术的晶片载具采用“面”的接触方式，可知本发明的晶片与定位装置的接触面积远小于现有晶片与晶片载具的接触面积，不但可使整片晶片散热速度相近，预防过高的温差产生热应力的效应影响，造成芯片的破片甚至因为破片而刮伤其它晶片等情形，而形成多片晶片报废，并可保持晶片水平。由此可知，本发明的晶片装载室及其晶片载具，不但能提高晶片生产的成品率，而且进一步降低晶片的制造成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种晶片装载室(loadlock chamber)，其包括：

一装载室壳体，其具有至少一负载口(loading port)；

至少一负载门(loading door)，设置于该装载室壳体的外侧；以及

至少一晶片载具(wafer holder)，设于该装载室壳体之内，用以承载一晶片，该晶片载具包括：

至少一晶片座；以及

多个定位装置(locator)，设于该晶片座之上并突出于该晶片座表面；

其中，当该晶片置于该晶片载具之上时，该晶片的底表面仅与该些定位装置相接触。

2.如权利要求1所述的晶片装载室，其中当该晶片置于该晶片载具之上时，该晶片与该些定位装置的接触面积小于该晶片面积的30％。

3.如权利要求2所述的晶片装载室，其中该晶片与该些定位装置的接触面积范围为该晶片面积的20％至30％。

4.如权利要求2所述的晶片装载室，其中该晶片与该些定位装置的接触面积范围为该晶片面积的10％至20％。

5.如权利要求2所述的晶片装载室，其中该晶片与该些定位装置的接触面积范围为该晶片面积的1％至10％。

6.如权利要求1所述的晶片装载室，其中各该定位装置皆为一向上突起的条状凸块。

7.如权利要求6所述的晶片装载室，其中该晶片载具包括二该定位装置，且当该晶片置于该晶片载具之上时，该些定位装置分别位于该晶片的一直径的两侧。

8.如权利要求1所述的晶片装载室，其中各该定位装置皆为一向上突起的凸点。

9.如权利要求8所述的晶片装载室，其中该晶片载具包括至少三该定位装置。

10.如权利要求1所述的晶片装载室，其中该晶片装载室包括多个该晶片载具。

11.如权利要求10所述的晶片装载室，其中该些晶片载具堆栈设置于该装载室壳体内。

12.如权利要求11所述的晶片装载室，其中该些晶片载具的任一该晶片座与设于其上侧或下侧的另一该晶片座之间具有一空隙。

13.如权利要求1所述的晶片装载室，其中该晶片座包括多个不相接触但共水平面的薄板，用以承载一该晶片。

14.如权利要求1所述的晶片装载室，其中该定位装置突出于该晶片座的高度小于7毫米。

15.如权利要求1所述的晶片装载室，其中该定位装置的材料相同于该晶片座的材料。

16.如权利要求1所述的晶片装载室，其中该定位装置的材料为耐高温材料。

17.如权利要求16所述的晶片装载室，其中该定位装置的材料包括铝、特氟龙(teflon)或上述的组合。

18.如权利要求1所述的晶片装载室，其中该晶片装载室为一冷却室(cooling chamber)。

19.如权利要求1所述的晶片装载室，其中该晶片装载室还包括一抽真空装置。

20.如权利要求1所述的晶片装载室，其中该晶片装载室适用于一半导体去光致抗蚀剂工艺后的缓冲站(buffer station)，且该晶片载具用以承载完成该去光致抗蚀剂工艺的晶片。

21.一种设置于一晶片装载室(loadlock chamber)中的晶片载具，用以承载一高温工艺后的晶片，该晶片载具包括：

一薄板状的晶片座；以及

至少二定位装置(locator)，设于该晶片座之上并突出于该晶片座表面，当该晶片置于该晶片载具之上时，该晶片仅与该些定位装置相接触，且该晶片与该些定位装置的接触面积小于该晶片面积的30％。

22.如权利要求21所述的晶片载具，其中该晶片与该些定位装置的接触面积范围为该晶片面积的20％至30％。

23.如权利要求21所述的晶片载具，其中该晶片与该些定位装置的接触面积范围为该晶片面积的10％至20％。

24.如权利要求21所述的晶片载具，其中该晶片与该些定位装置的接触面积范围为该晶片面积的1％至10％。

25.如权利要求21所述的晶片载具，其中各该定位装置皆为一向上突起的条状凸块。

26.如权利要求25所述的晶片载具，其中当该晶片置于该晶片载具之上时，该些定位装置分别位于该晶片的一直径的两侧。

27.如权利要求21所述的晶片载具，其中各该定位装置皆为一向上突起的凸点。

28.如权利要求27所述的晶片载具，其中该晶片载具包括至少三该定位装置。

29.如权利要求28所述的晶片载具，其中当该晶片置于该晶片载具之上时，该晶片的圆心落在该些定位装置所围成的图形中。

30.如权利要求21所述的晶片载具，其中各该定位装置包括一平坦的顶面，当该晶片置于该晶片载具之上时，该晶片仅与各该定位装置的该顶面相接触。

31.如权利要求21所述的晶片载具，其中该晶片座包括二不相接触但共水平面的薄板，用以承载一该晶片。

32.如权利要求21所述的晶片载具，其中该定位装置突出于该晶片座的高度小于7毫米。

33.如权利要求21所述的晶片载具，其中该定位装置的材料相同于该晶片座的材料。

34.如权利要求21所述的晶片载具，其中该定位装置的材料为耐高温材料。

35.如权利要求34所述的晶片载具，其中该定位装置的材料包括铝、特氟龙(teflon)或上述的组合。

36.如权利要求21所述的晶片载具，其中该晶片装载室为一冷却室(cooling chamber)。

37.如权利要求21所述的晶片载具，其中该晶片载具适用于一半导体去光致抗蚀剂工艺后的缓冲站(buffer station)中，且该高温工艺为该去光致抗蚀剂工艺。