晶片舟制造技术

公开一种晶片舟，用于容置晶片，特别是半导体晶片的晶片舟。所述晶片舟具有至少两个长形容置元件。每个容置元件均由石英构成且具有横向于纵向延伸度的平行延伸的容置槽。此外，所述晶片舟具有若干长形支撑元件，其中每个容置元件均分配有至少一个支撑元件。所述支撑元件由不同于石英的第二材料构成。在所述晶片舟的工作定向上，所述支撑元件沿重力方向至少部分地位于相应的容置元件下方。所述晶片舟还具有两个端板，所述容置元件如此地布置和固定在所述端板之间，使得所述容置元件的容置槽彼此朝向。该第二材料例如可指SiC和Si‑SiC，但也可以采用任一其他材料，该材料的强度、形状稳定性和/或耐热性高于容置元件的材料，因而适于支撑容置元件。

Wafer boat

【技术实现步骤摘要】
晶片舟
本专利技术涉及一种用于保持晶片，特别是半导体晶片的晶片舟(waferboot)，其中本文所使用的晶片这一术语将任意周边形状的常见盘形衬底包括在内。
技术介绍
晶片舟通常用于保持处理设备(如用于半导体晶片的扩散设备)内的多个晶片，在晶片舟中对半导体晶片进行热处理。在此过程中，晶片舟除了处理期间的热负荷外还必须承受保持以及装载和卸载晶片所产生的机械负荷。此外，晶片舟也需要承受晶片所承受的处理环境，因此，该制程应在较长期间内不对晶片舟造成影响。通常情况下会产生以下需求：不仅晶片舟不会因相应制程而受到影响，而且晶片舟本身也应不对制程造成影响。特别是在半导体技术中需要注意的是，晶片舟不将任何杂质带入制程。在DE102014002280A中描述过石英晶片舟。石英晶片舟由两个端板构成，其间装有多个长形的杆状容置元件。这些容置元件分别具有多个横向于纵向延伸度的平行容置槽。将晶片装载入这些容置槽，使得每个晶片均被保持在容置元件的多个点上。因此，过去例如使用的是由石英构成的晶片舟，其一方面对多数制程不敏感，另一方面不会将杂质带入半导体制程。但需要使用越来越大的石英舟，以便增大处理装置的装载质量。特别是需要达到更大的晶片流量/处理行程。例如可以通过加长晶片舟和/或减小槽距来实现这一点，从而增大每个晶片舟所容置的晶片数。所装载的晶片的总质量有所增大，而晶片舟的质量尽可能不随之增大。满载的晶片舟优选能够容置数倍于晶片舟质量的晶片质量。减小晶片舟质量能够在热处理过程中实现节能并能实现更为迅速的加热和冷却周期。此外，晶片舟的晶片容置区域应尽可能采用金银丝细线工艺，以减轻对晶片的遮蔽，从而实现均匀的处理效果。但会产生以下问题：易碎的石英材料难以承受机械负荷。这一点特别是会出现在以下情况下：例如用来形成容置槽的每次机械加工均会对材料造成损害，从而带来微裂纹(缺口效应)。此外，石英材料在特别是高于1000℃的温度负荷下会急剧变形。这种变形是不可逆的并可能使得晶片舟随时间而变得不可用。为了增大晶片舟，以往例如也将碳化硅(SiC)或硅渗入碳化硅(Si-SiC)用作材料以取代石英。这类晶片舟的特点是机械特性良好，但这种材料有时会将有害杂质带入制程。此外与石英相比，Si-SiC贵得多且加工复杂度高得多。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种晶片舟，其克服上述缺点中的至少一项。本专利技术描述一种用于容置晶片，特别是半导体晶片的晶片舟。所述晶片舟具有至少两个长形容置元件。每个容置元件均由石英构成且具有横向于纵向延伸度的平行延伸的容置槽。此外，所述晶片舟具有若干长形支撑元件，其中每个容置元件均分配有至少一个支撑元件。所述支撑元件由不同于石英的第二材料构成。在所述晶片舟的工作定向上，所述支撑元件沿重力方向至少部分地位于相应的容置元件下方。所述晶片舟还具有两个端板，所述容置元件如此地布置和固定在所述端板之间，使得所述容置元件的容置槽彼此朝向。不过石英仅是一种示例性材料，也可以用任一其他材料取而代之，该材料满足容置元件的必要的热负荷和机械负荷要求，并满足额外的纯度要求。该第二材料例如可指SiC和Si-SiC，但也可以采用任一其他材料，该材料的强度、形状稳定性和/或耐热性高于容置元件的材料，因而适于支撑容置元件。此外，支撑元件的材料的不对晶片造成污染的要求是易于满足的，因为晶片不与支撑元件发生直接接触。附图说明下面结合附图对本专利技术进行详细说明。其中：图1为本专利技术的晶片舟的示意性透视图；图2为该晶片舟在端板区域内的示意性局部透视图；图3为一个实施例中的晶片舟的示意性截面图；图4为该晶片舟示意性侧视图；图5为一个实施例中的晶片舟的示意性截面图；图6为一个实施例中的晶片舟的示意性截面图；图7为一个实施例中的晶片舟的示意性截面图。图8为一个实施例中的晶片舟的示意性截面图。图9为一个实施例中的晶片舟的示意性截面图。图10为一个实施例中的晶片舟的示意性截面图。具体实施方式说明书中所用术语，如上、下、左和右针对的是附图中的展示，不对本专利技术构成任何限制。下文结合附图对晶片舟1的基本结构进行详细说明。附图中描述相同或类似的元件时使用的是同一附图标号。晶片舟1主要由端板3、容置元件5、6和支撑元件7、8构成。如图1及图2所示，晶片舟1具有长形配置方案，亦即，该晶片舟沿纵向的长度远大于其他维度上的长度。在晶片舟1的末端上分别设有一个端板3，其优选由石英构成。该端板也可以由另一适宜材料构成。在这些端板3之间延伸有容置元件5、6以及支撑元件7、8，它们均支承在端板3上，下文将对此进行详细说明。在端板3的外侧上还装有承载元件9，其用来按现有技术中的方式自动搬运晶片舟。端板3整体上具有适宜的形状，其具有不同的凹槽和开口。如图所示设有若干下凹槽10，其例如用来实现正常的放置。此外在端板3上也可以设有定位孔和/或其他标志，这些标志例如表明型号、定向和/或其他特性。容置元件5、6由上容置元件5与下容置元件6构成。上容置元件5对晶片进行保持，而下容置元件6以不承载晶片重量的方式承担导引功能。如前所述，容置元件5、6在端板3之间延伸且特别是通过焊接或接合固定在这些端板上，下文将对此进行详细说明。容置元件5、6由石英构成且均呈长形杆状。容置元件5、6具有中容置区域和位于相对末端上的固定区域。上容置元件5大体上具有矩形横截面，其中“大体上”特别是也将四角呈倒圆状的矩形包括在内。下容置元件6大体上具有圆形横截面。容置元件5、6原则上也可以具有其他形状，下文将对此进行详细说明。在上容置元件5的窄面中和在下容置元件6中分别设有多个上容置槽13或下容置槽14，其横向于相应容置元件5、6的纵向延伸度且优选与该纵向延伸度成90°角。容置槽13、14均等距设置且具有用于容置每个待容置晶片的边缘区域的预设的(恒定)深度。该深度优选大致等于或小于晶片的边缘切头区域。杆状上容置元件5优选通过固定附件12而杆状下容置元件优选以不另设固定附件的方式安装在端板3上，使得容置槽13、14的底部与垂直线成45°倾斜。上容置槽13彼此朝向，使得上容置槽13大体上彼此成90°角。类似地，下容置槽14彼此朝向，使得下容置槽14大体上成90°角。容置槽13、14大体上在容置元件5、6的整个长度范围内延伸。在与容置元件5、6的固定区域相邻的末端区域内，设有相应的去应力槽15，其不具有晶片容置功能。去应力槽15的深度小于相应的容置槽13、14，从而减小机械应力。图中示出两个这类去应力槽15，但也可以设有大于或小于此数的去应力槽15或者不设去应力槽15。去应力槽15的槽深度可以从最后一个容置槽出发朝固定区域递减。从而逐级减小所出现的应力。深度较小的去应力槽15在使用时在第一槽中实现较小的机械应力。固定附件12大体呈板状且通常同样由石英构成。在当前优选的实施方式中，固定附件12与端板3一体成型且例如通过铣削而由形成端板的板材料构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶片舟，用于容置晶片，所述晶片舟包括：/n至少两个长形的容置元件，其中每个所述容置元件均由石英构成且具有横向于纵向延伸度的平行延伸的容置槽；/n长形的支撑元件，其中每个容置元件均分配有至少一个所述支撑元件，其中所述支撑元件由不同于石英的第二材料构成，且其中在工作定向上，所述支撑元件沿重力方向至少部分地位于相应的所述容置元件下方；以及/n两个端板，其中所述容置元件如此地布置和固定在所述端板之间，使得所述容置元件的所述容置槽彼此朝向。/n

【技术特征摘要】
20180906 DE 102018215183.0;20190827 DE 102019212791.一种晶片舟，用于容置晶片，所述晶片舟包括：
至少两个长形的容置元件，其中每个所述容置元件均由石英构成且具有横向于纵向延伸度的平行延伸的容置槽；
长形的支撑元件，其中每个容置元件均分配有至少一个所述支撑元件，其中所述支撑元件由不同于石英的第二材料构成，且其中在工作定向上，所述支撑元件沿重力方向至少部分地位于相应的所述容置元件下方；以及
两个端板，其中所述容置元件如此地布置和固定在所述端板之间，使得所述容置元件的所述容置槽彼此朝向。


2.根据权利要求1所述的晶片舟，其中所述容置元件与相应的所述支撑元件间隔很近、存在接触或者通过支点而间隔很近或相接触。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的晶片舟，其中所述支撑元件固定支承在所述端板上或者沿纵向松弛支承在所述端板上。


4.根据权利要求3所述的晶片舟，其中所述支撑元件以间隙支承在所述端板上。

【专利技术属性】
技术研发人员：安德利斯·里查，
申请(专利权)人：商先创国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE