CN101320704A - 晶圆传送叶片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于半导体制造设备中的晶圆传送叶片。其中,在主体的晶圆装载区域18b的叶片表面上提供叶片16的隆起22支撑装载到叶片表面18a的晶圆W。由于隆起22具有通过表面粗加工形成的微槽,使用抑制移置将晶圆W夹持在隆起22上。叶片16具有简单的结构,该结构在没有真空抽吸器的情况下夹持晶圆W,以及在叶片16的主体18中没有接收孔的情况下夹持晶圆W。从而有效防止晶圆W上的缺陷的形成。
Description
技术领域
本发明涉及用于半导体制造设备中的晶圆传送叶片。
背景技术
用于半导体制造设备中的晶圆传送叶片需要高精度的校准。例如,为人所知的抽吸叶片的真空装置,其使用真空卡片抽吸晶圆的后表面以夹持晶圆。
通常所知道的用于真空装置的叶片为具有晶圆接收孔的平板叶片。晶圆接收孔设计为使得晶圆接收孔的直径稍微大于要装载的晶圆,并调节晶圆在晶圆接收孔的侧面上的位移(日本未审查的专利申请公布号2001-53135和6-181252)。
然而,传统的叶片具有以下问题。由于真空抽吸叶片设有真空设备,因此真空抽吸叶片的设置较复杂。此外,在提供接收孔的叶片中,晶圆的边界放入与接收孔的侧面接触,以调节晶圆的位移,从而在该操作期间引起晶圆上的缺陷。
本发明解决了上述问题,本发明的一个目的在于提供具有简单结构的晶圆传送叶片,其减少晶圆的缺陷。
发明内容
根据本发明的晶圆传送叶片传送装载到叶片主体的叶片表面上的晶圆,在主体的晶圆装载区域内的叶片表面上提供具有经过表面粗加工的顶表面的隆起(projection)。
在主体的叶片表面上的晶圆装载区提供的晶圆传送叶片的隆起支撑在叶片表面上装载的晶圆。由于隆起的顶表面经过表面粗加工处理,所以晶圆被夹持在隆起上,其位移受到抑制。更具体地,晶圆传送叶片具有简单的结构,其在没有真空抽吸器的情况下夹持晶圆。此外,由于夹持在叶片上的晶圆在叶片主体上不具有接收孔,从而能够避免晶圆上的缺陷。
在一个实施方式中,用于隆起的材料可以与主体的材料相同。在这种情况下,隆起和主体具有相同的热阻抗和耐久性。
在另一实施方式中,隆起可以结合到主体中。在这种情况下,简化了叶片的结构,从而更易于生产叶片。当隆起为独立的片,可以使用粘合剂将隆起粘结到主体上。这将引起杂质粘附在晶圆上或热阻抗减小。然而,这些问题可以通过将隆起结合到主体上来避免。
在一个实施方式中,每一个隆起可以具有锯齿状的凹槽,该凹槽通过对表面进行粗加工而形成并沿一个方向延伸。在这种情况下,产生的叶片在垂直于凹槽方向呈现较高的晶圆夹持能力。
在一个实施方式中,每一个隆起上的凹槽可在基本垂直于晶圆传送叶片的旋转方向的方向上延伸。通常,在晶圆传送叶片的旋转方向上的晶圆夹持能力是关键。然而,在凹槽沿基本垂直于晶圆传送叶片的旋转方向的方向延伸的的情况下,有效地抑制了在旋转方向上的位移。
在一个实施方式中,每一个隆起上的凹槽可以通过使用#30-90磨料粉研磨而形成。每一个隆起经过喷砂,如表面粗加工处理。
根据本发明的晶圆传送叶片传送装载到叶片主体的叶片表面上的晶圆,其中,主体的叶片表面上的晶圆装载区域的至少一部分是经过表面粗加工处理的粗糙表面,并且晶圆装载区域的边界的高度不大于晶圆装载区域的高度。
主体的叶片表面上的晶圆装载区域的边界的高度不大于晶圆装载区域的高度,从而晶圆传送叶片在晶圆装载区域的粗糙表面区域夹持晶圆。更具体地,晶圆传送叶片具有简单的结构,其能够在没有真空抽吸器的情况下夹持晶圆。此外,由于夹持晶圆的叶片在叶片主体不具有接收孔,从而避免了晶圆上的缺陷。
在一个实施方式中,整个晶圆装载区域可以是粗糙表面区域,在这种情况下,使得叶片具有高夹持能力。
在一个实施方式中,粗糙表面区域具有锯齿状的凹槽,该凹槽通过对表面进行粗加工而形成并沿一个方向延伸。在这种情况下,使得叶片在垂直于凹槽方向呈现较高的晶圆夹持能力。
在一个实施方式中,在粗糙表面区域形成的凹槽可以在基本垂直于晶圆叶片的旋转方向的方向上延伸。通常,在晶圆传送叶片的旋转方向上的晶圆夹持能力是关键。然而,在凹槽沿基本垂直于晶圆传送叶片的旋转方向的方向延伸的情况下,有效地抑制了在旋转方向上的位移。
在一个实施方式中,粗糙表面区域上的凹槽可以通过使用#30-90磨料粉研磨而形成。此外,在一个实施方式中,粗糙表面区域可以通过喷砂而形成,如表面粗加工处理。
根据本发明,晶圆传送叶片具有简单的结构,并能减小晶圆的缺陷。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施方式的群组化工具的示意图;
图2示出了图1中群组化工具的叶片的透视图;
图3示出了图2中叶片的粗糙隆起的形状;
图4示出了图2中的叶片的示意性横截面图;
图5示出了根据传统技术的叶片的示意性横截面图;
图6示出了根据本发明第二实施方式的叶片的透视图;
图7示出了图6中的叶片的示意性横截面图。
具体实施方式
以下将参照附图描述本发明的优选实施方式,相同的附图标记表示相同或相似的元件并且省略重复说明。
第一实施方式
如图1所示,根据本发明第一实施方式的群组化工具10包括传送腔室11和多个放射状地设置在传送腔室11周围的工艺腔室12。传送腔室11设有传送机械手14以便于在工艺腔室12之间传送晶圆W。
传送晶圆W(例如,直径为200mm的硅晶圆)的叶片16(晶圆传送叶片)粘附在传送机械手14上。传送机械手14在远离并靠近每一个工艺腔室12的方向上(图1中的α方向)移动叶片16,并在工艺腔室12之间的方向上(图1中的β方向)移动叶片16。
如图2所示,叶片16包括主体18和用于夹持主体18并将主体18连接到传送机械手14的连接器20。
主体18为由SiC制成的矩形板。主体18的延伸方向(方向X)基本与叶片的推进/收回方向(方向α)一致。主体18的主表面18a为装载晶圆W的叶片表面。传送装载在主体18的叶片表面18a上的晶圆W。主体18的叶片表面18a上的晶圆装载区域18b具有三个结合到主体18的隆起22。例如,在主体制造期间通过加工形成这些隆起22。
三个隆起22包括位于主体18横向(方向Y,垂直于主体的延伸方向)的两个隆起,和设置在所述两个隆起22之间的等分线一半的一个隆起22。每一个隆起22为柱形(约0.4mm高,4mm直径),其垂直于叶片表面18a延伸。如图3所示,每一个隆起22的顶表面经过表面粗加工处理。更具体地,每一个隆起22的顶表面具有锯齿状微槽(斜度约2001m,深度约100μm),其沿主体18的纵向方向延伸(方向X)。可以通过使用金刚石磨料粉研磨而形成这些微槽。可使用日本工业标准(JIS)R6001(1998)的金刚石磨料粉#60。可选地,也可以使用金刚石磨料粉#30-90。粗糙度大于#30的金刚石磨料粉不能削尖微槽的峰边,而优于#90的金刚石磨料粉不能形成足够高的尖峰。
当在上述的主体18上装载晶圆W时,如图4所示,晶圆W仅由隆起22支撑,因为隆起22形成于晶圆装载区域18b中。与晶圆W接触的隆起22的顶表面具有由表面粗加工处理形成的微槽,因此,在晶圆W和隆起22之间能够保证有较大的摩擦力。因此,将晶圆W夹持在隆起22上,其位移受到抑制。
由于微槽沿叶片16的推进/收回方向(图1中的α方向)在主体18(方向X)的延伸方向上延伸,尤其提高了与叶片16的旋转方向(图1中的β方向)相关的夹持能力。在图1中示出的群组化工具10中,由于位移的距离,叶片16在旋转中的加速度和最终速率通常高于在推进/收回方向时的加速度和最终速率。因此,与旋转移动相关的叶片16的晶圆夹持能力很重要。从而如上所述,隆起22具有垂直于叶片16旋转方向(方向β)(即,沿叶片16的推进/收回方向(方向α,方向X))的微槽。这可在旋转传送期间有效抑制晶圆W的位移。
图5示出了具有用于容纳晶圆W的接收孔18d的传统叶片16A的主体18A。在该传统主体18A中,晶圆装载区域18b的边界18c的高度高于晶圆装载区域18b的高度。装载晶圆W的边界与接收孔18d的侧面接触,从而主体18A调节晶圆W的位移。晶圆W与接收孔18d的侧面的接触引起晶圆W上的部分缺陷。
然而,在根据本实施方式的主体18中,晶圆装载区域18b与晶圆装载区域18b的边界18c具有相同的高度,从而有效防止晶圆W上的缺陷的形成。此外,由于根据本发明实施方式的主体18不像传统的主体18A,不需要接收孔18d,所以与传统主体18A的厚度d2(例如3mm)相比,主体18的厚度d2减小了。在叶片16处理盒中层叠的晶圆W时,这种厚度的减小便于将叶片16的主体18插入晶圆之间(例如,5.5mm间隔)。此外,大大抑制了叶片16的主体18与晶圆W接触的可能性
此外,通过实验,本发明者验证了,在相同的传送条件下,诸如传送速度,与具有接收孔18d的传统叶片16A相比,根据本发明实施方式的叶片16减小了在传送操作期间装载的晶圆W的位移。
如上面具体说明,在主体18的晶圆装载区域18b中的叶片表面上提供的叶片16的隆起22支撑装载在叶片表面18a上的晶圆W。由于隆起22具有由表面粗加工形成的微槽,将晶圆W夹持在隆起22,其位移受到抑制。即,叶片16具有简单的结构,其在没有真空抽吸器的情况下夹持晶圆,以及在在主体18中没有接收孔的情况下夹持晶圆。这有效防止了晶圆W上的缺陷的形成。
结合到主体18中的隆起22简化了叶片16的结构,便于叶片16的生产。当隆起22为独立件时,可使用粘合剂将隆起22粘结到主体18。这使得杂质粘附在晶圆W上或使得热阻抗减少。然而,这些问题可以通过将隆起22结合到主体18中来避免。如果需要,隆起22不必须结合到主体18中,可以是独立件。
此外,由于隆起22的材料与主体18的材料相同(在该情况下为SiC),隆起22和主体18具有相同的热阻抗和耐久性。即,相同材料形成的隆起22和主体18(例如,SiC、SiO2、A1203、玻璃碳(GC)、TiO2或A1)确保高的热阻抗。通过上述的表面粗加工处理,发明者实施具有足够夹持能力和能够成功传送晶圆W的叶片18,甚至当晶圆W由具有主体18中使用的高硬度的材料来支撑的时候。由于低热阻抗,树脂材料不能用于隆起22。尤其是,树脂在高温条件下,诸如晶圆W沉积,树脂将变质(例如,变形或熔化)。
此外,由于三个隆起22使用较小的表面接触面积支撑晶圆W,大大抑制了晶圆W的后表面上的叶片16的材料或其中杂质的传送。尤其是,隆起22的顶表面经过表面粗加工处理以减小晶圆W和叶片16之间的表面接触面积,从而有效抑制该传送。
当实施方式中的叶片16实际传送晶圆W时,仅有直径为几微米的三个迹线留在晶圆W的后表面上与三个隆起22相对应的位置。这表明经过表面粗加工的三个隆起22的整个顶表面不与晶圆W的后表面接触。只有隆起22的顶表面的微型区域与晶圆W的后表面接触。因此,隆起22的微型区域支撑晶圆W。即,实际上,晶圆W与叶片16接触的区域比隆起的顶表面小的多。
第二实施方式
以下将参照图6和图7描述根据本发明的第二实施方式。图6示出了根据第二实施方式的叶片16B的透视图。图7示出了图6所示的叶片16B的示意性横截面图。
叶片16B不同于第一实施方式中的叶片16,其中叶片16B没有隆起,而是完全粗糙表面18a。更具体地,叶片16b的主体18B具有叶片表面18a,该表面为平的而且没有隆起。图3所示的沿方向X延伸的锯齿状微槽形成于整个叶片表面18a。
在第二实施方式中,当在主体18B上装载晶圆W时,晶圆W和主体18之间确保具有强大的摩擦力,因为在整个叶片表面18a上形成有微槽。因此,晶圆W能够被夹持,其位移受到抑制。在图7示出的第二实施方式中,晶圆装载区域18b与在第一实施方式中的晶圆装载区域18b的边界18c具有相同的高度。这有效防止晶圆W上缺陷的形成并减小了主体18B的厚度。
如上面说明,主体16B的叶片表面18a上的晶圆装载区域18b的边界18c的高度不大于晶圆装载区域18b的高度,从而叶片16B在晶圆装载区域18b上的粗糙表面区域夹持晶圆。更具体地,叶片16B具有简单的结构,其能够在没有真空抽吸器的情况下夹持晶圆W。此外,由于夹持晶圆W的叶片16B在主体18中不具有接收孔,因此能够避免晶圆W上的缺陷。
整个叶片18a不是必须具有粗糙表面区域。晶圆装载区域18b的一部分可以是粗糙的表面区域。然而,当整个晶圆装载区域18b为粗糙表面区域时,叶片具有较高的晶圆夹持能力。
由于叶片16和16B不需要真空抽吸器,因此他们能够被应用到在真空或空气中传送晶圆W的群组化工具中。
本发明不只限于上面所描述的实施方式,可以包括多种修改。例如,隆起的数量、尺寸和形状可以根据需要进行适当修改。此外,由表面粗加工处理形成的微槽的尺寸、形状和延伸方向也可以根据需要进行修改。另外,可以使用喷砂工艺作为表面粗加工处理。考虑到确保充分的夹持能力和高生产率的角度,优选地,使用研磨工艺。
Claims (13)
1、一种晶圆传送叶片,用于传送装载到叶片主体的叶片表面上的晶圆,在所述主体的晶圆装载区域内的叶片表面上提供具有经过表面粗加工的顶表面的隆起。
2、根据权利要求1所述的晶圆传送叶片,其特征在于,所述隆起和所述主体包括相同的材料。
3、根据权利要求1或2所述的晶圆传送叶片,其特征在于,所述隆起结合到所述主体中。
4、根据权利要求1到3中的任意一项所述的晶圆传送叶片,其特征在于,所述每一个隆起具有通过表面粗加工处理形成并沿一个方向延伸的锯齿形凹槽。
5、根据权利要求4所述的晶圆传送叶片,其特征在于,在所述每个隆起上的凹槽沿基本垂直于所述晶圆叶片的旋转方向的方向延伸。
6、根据权利要求4或5所述的晶圆传送叶片,其特征在于,所述每一个隆起上的凹槽通过使用#30-90磨料粉研磨而形成。
7、根据权利要求1到3中的任意一项所述的晶圆传送叶片,其特征在于,所述隆起经过喷砂作为表面粗加工处理。
8、一种晶圆传送叶片,用于传送装载到叶片主体的叶片表面上的晶圆,其特征在于,在主体叶片表面上的至少部分晶圆装载区域是经过表面粗加工处理的粗糙表面区域,所述晶圆装载区域边界的高度不大于晶圆装载区域的高度。
9、根据权利要求8所述的晶圆传送叶片,其特征在于,所述整个晶圆装载区域是粗糙表面区域。
10、根据权利要求8或9所述的晶圆传送叶片,其特征在于,所述粗糙表面区域具有通过表面粗加工处理形成并沿一个方向延伸的锯齿形凹槽。
11、根据权利要求10所述的晶圆传送叶片,其特征在于,在在所述粗糙表面区域形成的凹槽沿基本垂直于所述晶圆叶片的旋转方向的方向延伸。
12、根据权利要求10或11所述的晶圆传送叶片,其特征在于,在所述粗糙表面区域上形成的凹槽通过使用#30-90磨料粉研磨而形成。
13、根据权利要求8或9所述的晶圆传送叶片,其特征在于,所述粗糙表面区域通过喷砂作为表面粗加工处理。
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