CN104508813B - 半导体晶圆输送器具 - Google Patents
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Abstract
如图1所示,能够在对半导体晶圆进行加热时实现对晶圆表面进行均匀加热的晶圆输送器具用于对规定大小的半导体晶圆进行保持且进行输送,该半导体晶圆输送器具包括:主体构件,其设有口径大于半导体晶圆的直径的开口部;支承构件,其至少为三个,具有规定的长度且具有与半导体晶圆的直径相对应地配置的多个销构件,而且,该支承构件朝向开口部的中心以直线状设于主体构件,该支承构件构成用于在自开口部的内缘部位突出的位置将半导体晶圆以同心圆状保持的保持机构。
Description
技术领域
本发明为在半导体制造工序中用于输送半导体晶圆的输送器具,特别涉及一种在加热时能够对半导体晶圆进行均匀加热的半导体晶圆输送器具。
背景技术
以往以来,在半导体制造工序的半导体晶圆的热处理工序、输送线中,为了移送、输送较多数量的半导体晶圆,应用有专用的输送器具。
对于作为输送对象的半导体晶圆的尺寸,存在各个晶圆的尺寸不同的情况。因此,为了省略每次输送对象的尺寸变化都要更换输送器具的工序,公知有利用一种输送器具能够应对多个尺寸的晶圆输送的输送器具(参照专利文献1和专利文献2)。
在专利文献1中,公开有一种根据所输送的半导体晶圆的直径的大小来将保持销固定在相对应的固定孔内、从而能够应对多个尺寸的晶圆输送的晶圆叉(日文:ウエハフォーク)。另外,在专利文献2中公开有一种能够应对多个尺寸的晶圆输送的晶圆保持台。采用该晶圆保持台,通过利用垂直缸和水平缸进行上下移动和水平移动的输送梁来输送半导体晶圆W。为所谓的步进梁方式的半导体晶圆保持台。用于支承晶圆的销的高度为至少两种高度,相同的高度的销配置在同一圆周上,且各销以按照高度的顺序外侧升高的方式以同心圆状配置。支承于与晶圆的大小相对应的高度的销的晶圆与接下来较高的销相接触而被定位。
另外,作为能够应对多个尺寸的晶圆输送的晶圆输送的其他的例子,存在图5所示的例子。该图5所示的晶圆输送器具200的底板10和输送引导件11利用螺栓14等接合。在底板10的中心部存在外径小于晶圆W3(W4)的直径的开口部15。在底板10上配设有用于以同心圆状自晶圆W3(W4)的下方保持晶圆W3(W4)的销16A~16C、18A~18C、以及防止晶圆W3(W4)的位置偏移的引导件17A~17C、19A~19C。引导件17A~17C、19A~19C相对于晶圆W3(W4)分别设有三个,晶圆输送器具200利用未图示的输送装置被沿箭头方向输送。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平06-151550号公报
专利文献2:日本实开昭62-26037号公报
发明要解决的问题
然而,采用专利文献1中公开的晶圆叉、专利文献2中公开的晶圆保持台以及图5所示的以往例中的晶圆输送器具,存在以下这样的问题。在对晶圆进行加热时,在晶圆的表面与晶圆叉、晶圆保持台、输送器具相接触的部分中,热量会被晶圆叉、晶圆保持台、输送器具吸收。其结果,担心相比于晶圆的未与晶圆叉、晶圆保持台、输送器具相接触的其他部位、热传递变差。
在对半导体晶圆进行的热传递劣化的情况下,产生在晶圆表面的温度分布中温度低于其他部位的温度的部分即低温部,而额外地需要对半导体晶圆进行加热的加热量。由此,能量效率变差,另外,为了使低温部达到必要温度而进行加热的结果是,导致除低温部以外的被过度加热的部分破损,而引起多余的成本、不良。
发明内容
用于解决问题的方案
为了解决上述问题,技术方案1的半导体晶圆输送器具为一种在对规定大小的半导体晶圆进行加热时能够保持且输送该半导体晶圆的晶圆输送器具,其特征在于,该半导体晶圆输送器具包括:主体构件,其设有口径大于上述半导体晶圆的直径的开口部;和支承构件,其至少为三个,具有规定的长度且具有与上述半导体晶圆的直径相对应地配置的、高度不同的多个销,该支承构件安装于上述主体构件,上述支承构件构成用于自上述开口部的内缘部位突出的位置利用上述销将上述半导体晶圆以同心圆状保持的保持机构。根据技术方案1的半导体晶圆输送器具,设于输送器具的开口部大于半导体晶圆的直径,因此,该晶圆不会被输送器具主体覆盖。
根据技术方案1,技术方案2的半导体晶圆输送器具的特征在于,对应每一个上述销配置有一个以上高度高于上述销的高度的晶圆位置偏移防止引导件,该晶圆位置偏移防止引导件呈同心圆状设置。
根据技术方案2,技术方案3的半导体晶圆输送器具的特征在于,上述销的高度为至少两种高度,高度相同的销配置在同一圆周上,且以高度自上述主体构件的开口部的中心朝向外侧依次升高的方式以同心圆状配置上述销。
根据技术方案1,技术方案4的半导体晶圆输送器具的特征在于,上述保持机构由支承板、保持销以及晶圆位置偏移防止引导件构成,该支承板自上述开口部的中心以放射状配置;该保持销用于在上述支承板上自上述半导体晶圆的下方保持上述半导体晶圆;该晶圆位置偏移防止引导件在上述支承板上位于比该保持销靠外侧的位置且高度高于上述保持销的高度。
根据技术方案4,技术方案5的半导体晶圆输送器具的特征在于,自上述开口部的中心以放射状设有三个以上的上述支承板。
发明的效果
采用本发明的半导体晶圆输送器具,在具有口径大于半导体晶圆的直径的开口部的主体构件上至少具有三个的支承构件,该支承构件构成为用于自开口部的内缘部位突出的位置利用高度不同的多个销将半导体晶圆以同心圆状保持的保持构件。因此,在加热时,不会被晶圆输送器具主体吸收热量,而能够对晶圆整体均匀地进行加热。由此,能够通过防止多余电力消耗而降低成本,能够抑制由过度加热而导致产生不合格品。
另外,相对于保持半导体晶圆的销,通过以组的方式设置晶圆位置偏移防止引导件,能够在输送中防止晶圆偏移,而能够抑制对晶圆进行的加热不均匀。
而且,保持销的高度为至少两种高度,高度相同的销配置于同一圆周上,以高度自输送器具的中心朝向外侧依次升高的方式以同心圆状配置该销。由此,能够利用一个输送器具输送多种晶圆,从而能够省略以往的输送器具的更换工序,大幅降低作业负担。
附图说明
图1是表示作为本发明的实施例的晶圆输送器具100的结构例的俯视图。
图2是表示图1的F1―F2向视截面的放大图。
图3是使用本发明进行加热后的直径200mm的晶圆的温度分布。
图4是使用本发明进行加热后的直径300mm的晶圆的温度分布。
图5是表示以往例的晶圆输送器具200的结构例的俯视图。
图6是使用以往例的器具进行加热后的直径为200mm的晶圆的温度分布。
图7是使用以往例的器具进行加热后的直径为300mm的晶圆的温度分布。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种在对半导体晶圆进行加热时能够实现对晶圆表面进行均匀加热的半导体晶圆输送器具。
接着,参照附图说明本发明的实施例。图1是本发明的半导体晶圆输送器具的实施例的俯视图,图2是表示保持销和晶圆位置偏移防止引导件(以下简单称为防止引导件)的形状例的、图1的F1―F2向视截面放大图。
即,实施例的晶圆输送器具100构成半导体晶圆输送器具的一例子,为在半导体制造工序中用于对半导体晶圆进行保持且进行输送的器具。在成为主体构件的一例子的底板1的中心存在开口部9,在底板1的以箭头所示的输送方向为基准的左右两侧面利用螺栓8等分别安装有输送引导件2。在本实施例的情况下,自底板1朝向开口部9内设置有四个(3A~3D)支承板。支承板3A和支承板3C以及支承板3B和支承板3D构成支承构件的一例子,分别配设于对角线上,即在图1所示的实施例中,支承板3A~3D自开口部9的中心(Center)以大致放射状配设。支承板3A~3D构成为分别利用螺栓等固定于底板1。
底板1适用对铝施加了铝阳极化处理而成的构件。
另外,用于将外径200mm的晶圆W1和外径300mm的晶圆W2分别配设在规定的位置的支承板3A~3D、保持销4A~4D、6A~6D、以及防止引导件5A~5D、7A~7D在各支承板3A~3D上逐个配设在同心圆上。保持销4A~4D、6A~6D在开口部9自下方保持晶圆。防止引导件5A~5D、7A~7D用于防止输送时的晶圆的位置偏移。在各支承板3A~3D安装于底板时,保持销4A~4D、6A~6D以及防止引导件5A~5D、7A~7D在各支承板3A~3D上配置在同心圆上。各保持销和引导件的排列顺序按照靠近开口部9的中心的顺序成为保持销4A~4D、防止引导件5A~5D、保持销6A~6D、防止引导件7A~7D。销和引导件的高度构成为越远离开口部9的中心则越逐渐升高(4A的高度<5A的高度<6A的高度<7A的高度)。
另外,在本实施例的情况下,保持销4A~4D、6A~6D以及防止引导件5A~5D、7A~7D分别被压入于支承板3A~3D。支承板3A~3D朝向开口部9的中心以一直线状设于底板1,构成为用于在自该开口部9的内缘部位突出的位置以同心圆状保持半导体晶圆的保持机构。
支承板3A~3D可以与底板1相同地为铝制的,但由于铝为易带电的金属,因此,存在有因在通常的状态下带有的静电而导致晶圆破损的问题。因此,作为对策,必须使用难以带电那样的进行了表面处理的铝,而导致成本上升。因而,支承板进一步优选在通常的状态下难以产生静电的SUS制。
图3所示的图表是使用本发明进行加热后的直径200mm的晶圆的温度分布。根据该温度分布,使用图1的本发明的输送器具,且使用了与直径200mm的晶圆W1相当的尺寸的温度分布测量用器具(未图示)。然后,在器具的中心部(X3:Center)和距离器具的外周部10mm的上下左右四个部位(上(X1:Front)、下(X5:Rear)、左(X2:Left)、右(X4:Right))的共计五个部位安装了热电偶温度计。在通常的条件下,在对晶圆以1.3m/min沿箭头方向进行输送的同时,进行回流加热,测量每个加热时间的晶圆的表面温度变化。
图4所示的图表为使用本发明进行加热后的直径300mm的晶圆的温度分布。根据该温度分布,使用图1的本发明的输送器具,且使用了与直径为300mm的晶圆W2相当的尺寸的温度分布测量用器具(未图示)。然后,在器具的中心部(Y3:Center)和距离器具的外周部15mm的位置的上下左右四个部位(上(Y1:Front)、下(Y5:Rear)、左(Y2:Left)、右(Y4:Right))的共计五个部位安装了热电偶温度计。在其他条件与图3相同的条件下进行回流加热,测量每个加热时间的晶圆的表面温度变化。
图6和图7为为了进行对比而使用图5的以往的输送器具分别在与图3和图4相同的条件下测量每个加热时间的温度分布测量用器具的表面温度变化而得到的表。
对使用与直径200mm的晶圆相当的尺寸的温度分布测量用器具测量得到的X1~X5的各峰值温度的温度差(Δt)进行比较。
在图6所示的使用以往的输送器具的情况下,产生Δt=8.3℃(247.9(峰值温度最高的中心部X3)-239.0(峰值温度最低的部位X4))的温度差。
相对于此,在图3所示的使用本发明的输送器具的情况下,仅产生Δt=5.5℃(248.5(峰值温度最高的中心部X3)-243.0(峰值温度最低的部位X4))的温度差。
另外,对使用与直径300mm的晶圆相当的尺寸的温度分布测量用器具而得到的Y1~Y5的各峰值温度差(Δt)也同样地进行比较。
在图7所示的使用以往的输送器具的情况下,产生Δt=11.7℃(246.5(峰值温度最高的中心部Y3)-234.8(峰值温度最低的部位Y4))的温度差。
相对于此,在图4所示的使用了本发明的输送器具的情况下,仅产生Δt=6.3℃(248.6(峰值温度最高的中心部Y3)-242.3(峰值温度最低的部位Y2))的温度差。
由上所述,在对本发明的实施例和以往例的晶圆表面的每个部位的峰值温度差进行比较时,直径200mm的晶圆中产生最大2.8℃(=8.3-5.5)的差异,直径300mm晶圆中产生5.4℃(=11.7-6.3)的差异,而能够证明本发明具有充分的效果。
另外,图1的实施例设置有四个支承板3A~3D,但支承板的数量并不限定于四个,只要支承板设置为三个以上而使得晶圆不自输送器具落下,则支承板可以设置为任何数量。
在图1的实施例中,针对每一个保持(支承)销设置有一个防止引导件,但并不限定于此。如图2所示,例如,还可以是以这样的方式进行适当变更而使用的形态:利用防止引导件5A支承晶圆W5,而保持销6A成为位置偏移防止用的引导件。
另外,说明了支承板3A~3D利用螺栓等固定在底板1上的情况。并不限定于此,还可以以相对于底板1滑动自如的方式构成支承板3A~3D。该情况下,可以是,朝向开口部9的中心在底板1上以直线状设置纵长状的槽部,使支承板3A~3D分别沿该槽部滑动。能够构成可极细微地调整支承板3A~3D相对于底板1的位置的位置调整机构。
另外,在本实施例中,说明了支承板朝向开口部的中心以一直线状设于上述主体构件、即自上述开口部的中心以放射状设置的情况,只要是支承板对半导体晶圆以同心圆状进行支承的结构即可,只要是达成该目的的结构,就不必朝向开口部的中心、或自开口部的中心以放射状设置。
产业上的可利用性
本发明适合于在利用回流焊炉等对晶圆进行加热时对晶圆表面进行均匀加热的半导体晶圆输送器具。
附图标记说明
1、底板;2、输送引导件;3A~3D、支承板;4A~4D、保持销;5A~5D、防止引导件;6A~6D、保持销;7A~7D、防止引导件;8、螺栓;9、开口部;10、底板;11、输送引导件;14、螺栓;15、开口部;16A~16D、保持销;17A~17D、防止引导件;18A~18D、保持销;19A~19D、防止引导件;100、输送器具;200、输送器具;W1~W5、晶圆。
Claims (5)
1.一种半导体晶圆输送器具,其在对规定大小的半导体晶圆进行加热时能够保持且输送该半导体晶圆,其特征在于,
该半导体晶圆输送器具包括:
主体构件,其设有口径大于上述半导体晶圆的直径的开口部;
支承构件,其至少为三个,具有规定的长度且具有与上述半导体晶圆的直径相对应地配置的、高度不同的多个销,该支承构件安装于上述主体构件,
上述支承构件构成用于在自上述开口部的内缘部位突出的位置利用上述销将所述半导体晶圆以同心圆状保持的保持机构。
2.根据权利要求1所述的半导体晶圆输送器具,其特征在于,
高度设为比配置于上述开口部的中心侧的上述销高的晶圆位置偏移防止引导件对于每一个销以同心圆状配置一个以上。
3.根据权利要求2所述的半导体晶圆输送器具,其特征在于,
上述销的高度为至少两种高度,
高度相同的销配置在同一圆周上,且以高度自上述主体构件的开口部的中心朝向外侧依次升高的方式以同心圆状配置上述销。
4.根据权利要求1所述的半导体晶圆输送器具,其特征在于,
上述保持机构由支承板、保持销以及晶圆位置偏移防止引导件构成:
该支承板自上述开口部的中心以放射状配置;
该保持销用于在上述支承板上自上述半导体晶圆的下方保持上述半导体晶圆;
该晶圆位置偏移防止引导件在上述支承板上位于比该保持销靠外侧的位置且高度高于上述保持销的高度。
5.根据权利要求4所述的半导体晶圆输送器具,其特征在于,
自上述开口部的中心以放射状设有三个以上的上述支承板。
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