TWM573513U - Ultra-thin heating plate - Google Patents

Abstract

一種超薄型加熱盤，包括一上蓋、一下蓋、一加熱線圈、一熱電偶及兩絕緣層，該上蓋的底面具有一容槽，該下蓋係封蓋住該容槽，該加熱線圈設於該容槽之中且設計成佈滿該容槽之所有區域的形狀，其兩端分別接設有兩電極供用於分別導入正、負電流，該熱電偶設於該容槽之中供偵測該加熱線圈的溫度，並連接有兩連接器供用於將偵測之溫度資訊傳送出去，該兩絕緣層設於該容槽之中且分別位於該加熱線圈的上、下側面與該上蓋及下蓋之間；藉由上述結構係可將多片超薄型加熱盤整合在一個狹小的晶圓載入反應室中以對多片晶圓同時加熱以提高產能者。

Description

超薄型加熱盤

本創作係一種超薄型加熱盤之結構方面的技術領域，其主要適用於半導體覆晶封裝的凸塊製程、晶圓級封裝的導線凸塊製程、扇出封裝的導線凸塊製程、2.5維度的矽插封裝以及三維度的封裝技術，尤指一種可多片整合在一個狹小的晶圓載入反應室中以對多片晶圓同時加熱以提高產能之超薄型加熱盤者。

一般在半導體覆晶封裝技術、晶圓級封裝以及扇出封裝的凸塊製程之中，在濺鍍金屬之前，晶圓電極上會有些原生氧化物，為避免直接將凸塊金屬濺鍍層鍍在原生氧化物上造成將來凸塊與晶圓電極的導電不良之情形，因此在製作金屬濺鍍層以前，必須要以氬氣電漿轟擊的方式將這些氧化物移除，這個製程我們稱之為前置蝕刻製程，而為了避免晶圓上的電極在氧化物去除後再度氧化，因此前置蝕刻製程必須在高真空環境下進行，但是在半導體後段封裝製程的晶圓，通常有許多產品都會使用聚酰亞胺當保護層，而聚酰亞胺這種材料即使在固化後，本身仍然含有許多有機溶劑及水分，這些水分在高真空環境下，很容易會被 釋放出來，而影響電漿清潔的真空度，如果真空度沒有控制好，也將造成清潔過的晶圓電極再度氧化。因此，晶圓在進行電漿清潔以前，必須先送至一烘烤裝置(如晶圓載入反應室)中進行去除水氣的製程，以將晶圓上的聚酰亞胺烤乾，以使其不會在製程中產生有機溶劑或是水分的氣體。

目前習知晶圓的烘烤裝置主要係有燈泡加熱式、爐管加熱式及單片加熱盤加熱式三種。其中，該燈泡加熱式具有「不同材料因為表面反射率不同，使得不同材料會有不同的加熱溫度，而造成難以控溫」、「燈泡加熱的均勻度不好，單片晶圓內的溫度高低溫很難控制在攝氏5度以內」及「很難做到在同一個腔體，多片同時做加熱的製程，因為即使在不同的晶圓位置採用獨立的控溫器，也無法避免各晶圓位置互相熱干涉影響」等無法克服的缺點。該爐管加熱式具有「加熱速度慢之缺點，而且同樣的其之加熱均勻度亦不好，尤其是晶圓會因為放置在爐管的位置不同，而會有不同的溫度，為了要遷就加熱最慢的晶圓，則便必須將烘烤的時間拉長，造成很長的加熱時間進而使半導體晶圓去除水氣的製程非常沒有效率」。該單片加熱盤加熱式主要係直接將一加熱盤設置於一晶圓的背面使從該晶圓的背面對其加熱，其雖然具有好控溫的優點，但是因該習知加熱盤的厚度很厚，且重量很重，而不適合在狹小的空間放入太多片加熱盤，但是如果加熱盤的數量不足，會使產能達不到需求(一次僅只能加熱一片晶圓)，因此便必須在真空傳送室加裝去除水氣反應室，如此則將 多佔用一個製程反應室空間，變成必須少掛一個製程反應室以滿足去除水氣反應室產能需求。

有鑒於此，本創作人乃係針對上述之問題，而深入構思，且積極研究改良試做而開發設計出本創作。

本創作之主要目的係在於解決習知加熱盤厚度厚、重量重，而不適合在狹小的空間放入太多片加熱盤，導致產能無法達到需求之問題。

本創作所述之超薄型加熱盤，包括一上蓋、一下蓋、一加熱線圈、一熱電偶及兩絕緣層。其中，該上蓋係金屬材質製成且底面具有一容槽。該下蓋係金屬材質製成且供與該上蓋結合以封蓋住該容槽。該加熱線圈係設於該容槽之中，且設計成佈滿該容槽之所有區域的形狀以使其具有較好的熱均勻度，該加熱線圈的兩端係分別接設有兩電極供用於分別連接外部之正、負電流。該熱電偶係設於該容槽之中供偵測該加熱線圈產生的溫度，該熱電偶連接有兩連接器供用於導接外部之傳輸線，以將其偵測之溫度資訊傳送出去。該兩絕緣層係設於該容槽之中且分別位於該加熱線圈的上、下側面與該上蓋及下蓋之間。

本創作所提供之超薄型加熱盤，係可藉由上述之特殊結構設計而製作出較薄之加熱盤，而且亦能具有良好的加熱穩定度及熱均勻度。因此便可於一個狹小的晶圓載入反應室中放入較多片本創作之較薄加熱盤，以使其可對較多片晶圓同時加熱烘 烤，以進而大幅提高產能。

10‧‧‧上蓋

11‧‧‧凸緣

12‧‧‧階緣

13‧‧‧容槽

14‧‧‧支撐塊

15‧‧‧螺孔

20‧‧‧下蓋

21‧‧‧穿孔

30‧‧‧加熱線圈

31‧‧‧電極

40‧‧‧熱電偶

41‧‧‧連接器

50‧‧‧絕緣層

60‧‧‧結合螺栓

第1圖係本創作之立體分解示意圖。

第2圖係本創作之立體組合放大示意圖。

第3圖係本創作之俯視示意圖。

第4圖係本創作之仰視示意圖。

第5圖係第4圖的A-A剖面放大示意圖。

第6圖係本創作之上蓋中加熱線圈的形狀示意圖。

請參閱第1~6圖所示，係顯示本創作所述之超薄型加熱盤包括一上蓋10、一下蓋20、一加熱線圈30、一熱電偶40、兩絕緣層50及複數結合螺栓60，其中：該上蓋10，係金屬材質(如鋁合金或不銹鋼)製成，底面的周邊形成有一凸緣11，順著該凸緣11的內側形成有較低之一階緣12，於該階緣12的內側形成有較深之一容槽13，該容槽13之中設有與該階緣12齊平之複數支撐塊14，於該階緣12及其中複數支撐塊14上分別設有複數螺孔15。

該下蓋20，係金屬材質(如鋁合金或不銹鋼)製成，且供嵌設於該凸緣11所圍成之空間中，並使頂面抵於該階緣12及該複數支撐塊14上，使該下蓋20的底面與該凸緣11的端面齊平。該下蓋20上對應該複數螺孔15處係分別設有複數穿孔21。

該加熱線圈30，係鎳合金製成，且設於該容槽13之中，且設計成佈滿該容槽13之所有區域的形狀，其係可加溫至750℃。該加熱線圈30之佈線方式主要係採溫度較低之處較密集，溫度過高處則較疏離者，藉此來使其具有較好的熱均勻度。該加熱線圈30的兩端係分別接設有兩電極31，該兩電極31可供分別連接外部之電線以導入正、負電流。

該熱電偶40，係設於該容槽13之中，可供偵測該加熱線圈30產生的溫度，該熱電偶40並連接有兩連接器41供用於導接外部之傳輸線，以將其偵測之溫度資訊傳送出去。

該兩絕緣層50，係設於該容槽13之中，且位於該加熱線圈30的上、下側面，供分別被夾設在該加熱線圈30與該上蓋10及下蓋20之間，且並露出該複數支撐塊14。該兩絕緣層50的材質係為雲母片。

該複數結合螺栓60，係分別穿過該下蓋20之複數穿孔21而螺鎖於該上蓋10的複數螺孔15中，藉此以將該上蓋10及該下蓋20結合，每一穿孔21的端部係分別具有一沉頭槽供容納該結合螺栓60的頭部沉設於其中。第1圖中為避免過於雜亂僅以一個結合螺栓60表示之，實際應有複數個，此合先敘明。

在本創作中，當該超薄型加熱盤應用於加熱溫度400℃以下時，則該上蓋10與該下蓋20的材質可為鋁合金。當該超薄型加熱盤應用於加熱溫度400℃以上時，則該上蓋10與該下蓋20的材質應為不銹鋼。

本創作所提供之超薄型加熱盤，係可藉由上述之特殊結構設計而製作出較薄之加熱盤，而且亦能具有良好的加熱穩定度及熱均勻度。因此便可於一個狹小的晶圓載入反應室中放入較多片本創作之較薄加熱盤，以使其可對較多片晶圓同時加熱烘烤，以進而大幅提高產能。

本創作所述之超薄型加熱盤，除可應用於半導體製程的領域之中，另外只要是因為空間或是其他限制因素導致必須要使用超薄加熱盤者，本創作亦適用於其領域及範圍。

綜上所述，由於本創作具有上述優點及實用價值，而且在同類產品中均未見有類似之產品發表，故已符合新型專利之申請要件，乃爰依法提出申請。

Claims (10)

1. 一種超薄型加熱盤，包括：一上蓋，係金屬材質製成，底面具有一容槽；一下蓋，係金屬材質製成，且供與該上蓋結合以封蓋住該容槽；一加熱線圈，係設於該容槽之中，且設計成佈滿該容槽之所有區域的形狀以使其具有較好的熱均勻度，該加熱線圈的兩端係分別接設有兩電極，該兩電極供分別連接外部之電線以導入正、負電流；一熱電偶，係設於該容槽之中，可供偵測該加熱線圈產生的溫度，該熱電偶並連接有兩連接器供用於導接外部之傳輸線，以將其偵測之溫度資訊傳送出去；以及兩絕緣層，係設於該容槽之中，且分別位於該加熱線圈的上、下側面與該上蓋及下蓋之間。
2. 如請求項1所述之超薄型加熱盤，更包括有複數結合螺栓，其中該上蓋之底面的周邊形成有一凸緣，順著該凸緣的內側形成有較低之一階緣，該容槽係形成於該階緣的內側且具較深之深度，該容槽之中設有與該階緣齊平之複數支撐塊，於該階緣及其中複數支撐塊上分別設有複數螺孔，該下蓋係供嵌設於該凸緣所圍成之空間中，並使頂面抵於該階緣及該複數支撐塊上，使該下蓋的底面與該凸緣的端面齊平，該下蓋上對應該複數螺孔處係分別設有複數穿孔，該複數結合螺栓係分別穿過該下蓋之複數穿孔而螺鎖於該上蓋的複數螺孔中，藉此以將該上蓋及該下蓋結合。
3. 如請求項2所述之超薄型加熱盤，其中該上蓋及該下蓋之材質為鋁合金。
4. 如請求項2所述之超薄型加熱盤，其中該上蓋及該下蓋之材質為不銹鋼。
5. 如請求項2所述之超薄型加熱盤，其中該加熱線圈的材質為鎳合金。
6. 如請求項2所述之超薄型加熱盤，其中該兩絕緣層的材質為雲母片。
7. 如請求項2所述之超薄型加熱盤，其中該兩絕緣層係露出該複數支撐塊。
8. 如請求項2所述之超薄型加熱盤，其中該加熱線圈可加溫至750℃。
9. 如請求項2所述之超薄型加熱盤，其中該加熱線圈之佈線方式主要係採溫度較低處較密集，溫度過高處則較疏離者，藉此來使其具有較好的熱均勻度。
10. 如請求項2所述之超薄型加熱盤，其中每一穿孔的下端部係分別具有一沉頭槽供容納該結合螺栓的頭部沉設於其中。