DE4342901A1

DE4342901A1 - Suction tweezer head for silicon wafers in semiconductor manufacture

Info

Publication number: DE4342901A1
Application number: DE19934342901
Authority: DE
Inventors: Dirk Dipl Ing Braeuer
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1993-12-16
Filing date: 1993-12-16
Publication date: 1995-06-22

Abstract

The suction tweezer head comprises the wafer holder (1), a collar (4) and a plug insert (5) arranged axially. An axial suction duct leads from the plug insert (5) to a recess in the holder. The holder has two curved arms (1a,1b) in a plane perpendicular to the axis. Each arm has a recess (2a,2b) connected with the axial suction duct. The curvature of the arms is chosen to suit the curvature of the wafer edge. The head may be made in one piece out of plastics and used manually or by machine.

Description

Die Erfindung betrifft einen Saugpinzettenkopf zur Handhabung von Siliciumscheiben (Wafern), sowohl bei deren Herstellung selbst wie auch bei deren Weiterverarbeitung zu Halbleiterbauelementen.The invention relates to a suction head for Handling of silicon wafers, both in their Manufacturing itself as well as in their further processing Semiconductor devices.

Um Wafer im Verlauf der Verarbeitung aufnehmen und an anderer Stelle wieder absetzen zu können, wird der einzelne Wafer üblicherweise mittels einer Saugpinzette erfaßt, aufgehoben und an der gewünschten Stelle wieder abgesetzt. Der Saugpinzettenkopf, der für gewöhnlich zum Aufnehmen der Wafer Verwendung findet, hat dabei die in Fig. 1 gezeigte Form. Nachteilig bei dessen Handhabung ist, daß der Saugteil nicht nur am Rand angreift, wo keine oder oftmals fehlerhafte Bauelemente liegen, sondern in Richtung auf das Zentrum des Wafers zu ausgerichtet ist, also in ein Gebiet, das die Ausbeute an Einzelbauelementen bestimmt. Zwar greift der Saugpinzettenkopf an der Unterseite des Wafers an, das heißt an der Fläche, in der keine Bauelemente ausgebildet werden, durch den Angriff können aber auf die Unterseite Verunreinigungen wie z. B. Metallspuren gelangen. Beim Erhitzen im z. B. Diffusionsofen oder beim Tempern können diese Verunreinigungen dann in den Wafer hineindiffundieren und geraten so bis zu den aktiven Bereichen, die von der Oberseite in den Wafer eingebracht werden. Es können sich auf diese Weise z. B. im oberflächennahen Bereich Rekombinationszentren ausbilden, wodurch die Lebensdauer bzw. die Diffusionslänge der Ladungsträger negativ beeinflußt wird.In order to be able to pick up wafers in the course of processing and to set them down again at another point, the individual wafers are usually grasped by means of tweezers, picked up and put down again at the desired point. The suction forceps head, which is usually used to hold the wafers, has the shape shown in FIG. 1. A disadvantage of its handling is that the suction part not only acts on the edge, where there are no or often defective components, but is oriented towards the center of the wafer, that is to say in an area that determines the yield of individual components. Although the suction forceps head attacks on the underside of the wafer, that is to say on the surface in which no components are formed, contaminants such as e.g. B. metal traces. When heating in z. B. diffusion furnace or during annealing, these impurities can then diffuse into the wafer and thus reach the active areas that are introduced into the wafer from the top. It can z. B. in the near-surface area form recombination centers, as a result of which the service life or the diffusion length of the charge carriers is negatively influenced.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Saugpinzettenkopf anzugeben, durch dessen Verwendung eine Verunreinigung vom für die Halbleiterherstellung wichtigen Flächenteil an Wafern vermieden wird. The invention is therefore based on the object Specify suction forceps head, by using a Contamination of what is important for semiconductor production Area part on wafers is avoided.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Gleiche Teile sind dabei durch gleiche Bezugsziffern gekennzeichnet.The invention is then based on the figures of the Drawing explained in more detail. The same parts are through same reference numerals marked.

Fig. 1 zeigt dabei die Draufsicht auf einen Saugpinzettenkopf nach dem Stand der Technik, Fig. 1 shows the top view of a Saugpinzettenkopf according to the prior art,

Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Saugpinzettenkopfes nach der Erfindung, Fig. 2 shows the plan view of an embodiment of a Saugpinzettenkopfes according to the invention,

Fig. 3 zeigt die Ansicht eines für beide Typen von Saugpinzettenköpfen verwendbaren Stabgriffes, und Fig. 3 is a view showing a usable for both types of Saugpinzettenköpfen rod handle, and

Fig. 4 zeigt die Draufsicht auf einen Wafer, an dessen Unterseite sowohl ein Saugpinzettenkopf nach dem Stand der Technik als auch einer gemäß der Erfindung angreift. FIG. 4 shows the top view of a wafer, on the underside of which both a tweezer head according to the prior art and one according to the invention act.

Der in Fig. 1 gezeigte Saugpinzettenkopf nach dem Stand der Technik ist aus z. B. Kunststoff einstückig ausgeformt und weist ein flaches Halteteil 1 auf, an dessen einem Ende eine Vertiefung 2 angeordnet ist, in der ein Ansaugkanal 3 mündet. Am gegenüberliegenden Ende geht das Halteteil 1 in eine einen Anschlag 4 bildende Verdickung über, an die sich ein rohrförmiger Steckansatz 5 anschließt, der in einen Haltegriff 6 einsteckbar ist. Der Ansaugkanal 3 ist als Längsbohrung durch die drei genannten Elemente ausgebildet.The suction forceps head shown in Fig. 1 according to the prior art is made of z. B. molded plastic in one piece and has a flat holding part 1 , at one end of which a recess 2 is arranged, in which an intake duct 3 opens. At the opposite end, the holding part 1 merges into a thickening forming a stop 4 , which is followed by a tubular plug-in projection 5 which can be inserted into a handle 6 . The intake duct 3 is designed as a longitudinal bore through the three elements mentioned.

Der in Fig. 2 gezeigte Saugpinzettenkopf nach der Erfindung weist ebenfalls einen Steckansatz 5 und einen Anschlag 4 auf, die den entsprechenden Elementen nach dem Stand der Technik gleichen. Das sich an den Anschlag anschließende Halteteil 1 für den Wafer ist jedoch nicht wie dort fluchtend zur Achse - Anschlag 4, Steckansatz 5 - ausgerichtet, sondern liegt im rechten Winkel dazu. Die Ansaugfläche für den Wafer, Vertiefung 2 beim Stand der Technik, ist bei der Erfindung zweigeteilt und jeweils an den beiden Enden 1a, 1b des Halteteils 1 angeordnet, es entsteht sozusagen ein T-förmiger Kopf mit Vertiefungen 2a/2b an den Enden des Querschenkels. Die Krümmung des Halteteils 1 ist dabei der Größe des Wafers anzupassen, das heißt, je größer der Waferdurchmesser, um so geringer die Krümmung. Durch den schwach gekrümmten T-Kopf und dem kurzen Anschlag ist eine Berührung des Wafers nur an dessen Rand möglich und gewährleistet, wodurch ein tieferes Eindringen zur Wafermitte hin verhindert wird.The suction forceps head according to the invention shown in FIG. 2 also has a plug-in projection 5 and a stop 4 , which are similar to the corresponding elements according to the prior art. However, the holding part 1 for the wafer adjoining the stop is not aligned with the axis — stop 4 , plug-in projection 5 — as is there, but is at right angles to it. The suction surface for the wafer, depression 2 in the prior art, is divided into two in the invention and arranged at the two ends 1 a, 1 b of the holding part 1 , so to speak, a T-shaped head with depressions 2 a / 2 b the ends of the cross leg. The curvature of the holding part 1 is to be adapted to the size of the wafer, that is, the larger the wafer diameter, the smaller the curvature. Due to the slightly curved T-head and the short stop, the wafer can only be touched at its edge, which prevents deeper penetration towards the center of the wafer.

Der in Fig. 3 gezeigte Haltegriff 7 ist sowohl bei einem Saugpinzettenkopf nach dem Stand der Technik (Fig. 1) wie auch bei dem nach der Erfindung (Fig. 2) verwendbar. Er besteht aus einem Rohr r mit Anschlußnippel n für das Ansaugvakuum und einem Absperrventil v. Der Innendurchmesser des Rohres r ist dabei so dimensioniert, daß der Steckansatz 5 eingeschoben werden kann.The handle 7 shown in FIG. 3 can be used both with a suction forceps head according to the prior art ( FIG. 1) and with that according to the invention ( FIG. 2). It consists of a pipe r with a nipple n for the suction vacuum and a shut-off valve v. The inner diameter of the tube r is dimensioned so that the plug-in projection 5 can be inserted.

In Fig. 4 wird deutlich gemacht, wie der Angriffsbereich am Wafer w zwischen dem Saugpinzettenkopf nach dem Stand der Technik und dem nach der Erfindung verschieden ist. Dabei wird der Blick von oben auf den Wafer so dargestellt, als wäre dieser durchsichtig. Man erkennt, daß beim Stand der Technik der Saugpinzettenkopf weit in den Wafer hineinragt, während er beim erfindungsgemäßen Saugpinzettenkopf nur am Rand des Wafers angreift.In Fig. 4 it is made clear how the area of attack on the wafer w is different between the suction forceps head according to the prior art and that according to the invention. The view from above of the wafer is shown as if it were transparent. It can be seen that, in the prior art, the suction forceps head projects far into the wafer, while in the suction forceps head according to the invention it only engages at the edge of the wafer.

Der Vorteil eines derartig T-förmig ausgebildeten Saugpinzettenkopfes liegt somit darin, daß nur der schmale Waferrand zur Berührungszone wird. Da der Waferrand im allgemeinen ohnehin zur Ausschußzone gehört, je nach Chipgröße werden 2-3 mm desselben nicht bearbeitet, ist eine Kontamination am Rande ohne Folgen für die zur Mitte hin angeordneten Chips.The advantage of such a T-shaped design Suction forceps head is therefore that only the narrow Wafer edge becomes the contact zone. Since the wafer edge in generally belongs to the committee zone anyway, depending on The chip size is not processed 2-3 mm contamination on the edge with no consequences for the center arranged chips.

Der erfindungsgemäße Saugpinzettenkopf ist nicht nur zur manuellen Handhabung von Wafern geeignet, sondern kann auch in Verbindung mit Robotsystemen angewendet werden.The suction forceps head according to the invention is not only for manual handling of wafers, but can also can be used in connection with robot systems.

Claims

1. Suction tweezers head, consisting of three axially arranged, interconnected elements, a holding part, a stop part and a plug-in attachment, wherein a suction channel in the form of a longitudinal bore leads from the plug-in attachment into a recess in the holding part, characterized in that

- The holding part ( 1 ) is arranged centrally at right angles to the longitudinal axis through the three elements and on both legs ( 1 a, 1 b) each has a recess ( 2 a, 2 b) with a suction opening ( 3 ) into which a Side branch of the intake duct ( 5 ) opens out.

2. suction forceps head according to claim 1, characterized characterized in that it consists of plastic.

3. suction forceps head according to claim 1 or 2, characterized in that the holding part ( 1 ) is adapted to the wafer edge curvature.