JP7144547B2 - Non-contact substrate handling equipment and epitaxial reactor - Google Patents
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Description
本発明は半導体集積製造の技術分野に関し、特に非接触式基板操作機器及びエピタキシャルリアクタに関する。 The present invention relates to the technical field of integrated semiconductor manufacturing, and more particularly to non-contact substrate handling equipment and epitaxial reactors.
半導体集積回路の製造分野では、エピタキシャルコーティングされた半導体ウエハを生成するために、通常、エピタキシャルリアクタ内の半導体ウエハをエピタキシャル塗布することを採用し、堆積ガスがエピタキシャルリアクタを通過して半導体ウエハの表面上にエピタキシャル材料を堆積することができる。エピタキシャルリアクタにおいて、基板(ウエハ)搬送は非常に重要な一環である。ウエハは一般に円形であり、正面及び裏面を有し、ウエハ正面は集積回路構造を形成して実現するウエハ面である。従って、ウエハ搬送過程では、損傷を受けないようにウエハ正面を保護するのは非常に重要である。 In the field of semiconductor integrated circuit manufacturing, to produce an epitaxially coated semiconductor wafer, it is usually adopted to epitaxially coat the semiconductor wafer in an epitaxial reactor, and the deposition gas passes through the epitaxial reactor to the surface of the semiconductor wafer. Epitaxial material can be deposited thereon. Substrate (wafer) transportation is a very important part of the epitaxial reactor. A wafer is generally circular and has a front side and a back side, the wafer front side being the side of the wafer that forms and implements the integrated circuit structure. Therefore, it is very important to protect the front surface of the wafer from damage during the wafer transfer process.
現在、従来のエピタキシャルリアクタにおいて基板(ウエハ)を搬送することに用いられる機器は複数種あるが、それぞれの欠陥がある。たとえば、1種のエピタキシャルリアクタ内の非接触式基板操作機器の場合、基板ピックアップ過程では、各抽気孔の箇所に形成される吸着力が基板の正面中央部に作用し、基板の中央部に作用する吸着力によって基板を過度に変形させ、それによって押傷を形成しやすく、また、プロセスチャンバーから基板をピックアップする際に、基板はまだ一定の温度を有し、機器のピックアップ装置との間に一定の付着性が存在し、基板が十分に水平に吸着されない可能性があり、安定的な吸着を確保できず、それによって基板ピックアップの失敗又は落下をもたらす。さらに、たとえば、もう1種のエピタキシャルリアクタ内の非接触式基板操作機器の場合、吸盤の接線方向孔の向き及びレイアウトに問題があるため、各吸盤の気流の大きさ、回転渦巻きのいずれにも差異があり、ウエハが吸着される際に、不安定、自己回転、揺れの現象が発生し、位置決め、所定部位に対するピックアンドプレース、ウエハ搬送のニーズを満たすことができない。従って、基板を搬送するための新たな機器が必要とされる。 There are several types of equipment currently used to transport substrates (wafers) in conventional epitaxial reactors, each with their own deficiencies. For example, in the case of a non-contact substrate handling device in a kind of epitaxial reactor, during the substrate pickup process, the adsorption force formed at each bleed hole acts on the front central portion of the substrate and acts on the central portion of the substrate. When the substrate is picked up from the process chamber, the substrate still has a certain temperature, and there is a gap between the pick-up device of the equipment. There is a certain stickiness, the substrate may not be sucked horizontally enough, and the stable sucking cannot be ensured, thereby causing substrate pick-up failure or drop. Furthermore, for example, in the case of another type of non-contact substrate handling equipment in an epitaxial reactor, there are problems with the orientation and layout of the tangential holes of the suction cups, so that neither the magnitude of the air flow nor the rotating vortex of each suction cup There is a difference, the phenomenon of instability, self-rotation and shaking occurs when the wafer is picked up, which cannot meet the needs of positioning, pick and place to a predetermined site, and wafer transfer. Therefore, new equipment for transporting substrates is needed.
上記事情に鑑みて、本発明の実施例は非接触式基板操作機器及びエピタキシャルリアクタを提供する。 In view of the above circumstances, embodiments of the present invention provide a non-contact substrate handling device and an epitaxial reactor.
本発明の実施例の一態様によれば、非接触式基板操作機器を提供し、ここで、前記非接触式基板操作機器はピックアッププレート装置、及び前記ピックアッププレート装置の底面において設けられる複数の基板吸着ユニットを含み、
複数の前記基板吸着ユニットは中心対称に分布しており、各前記基板吸着ユニットはいずれも空洞部が設けられ、且つ各前記基板吸着ユニットはいずれも前記空洞部の側壁内面と接する複数の接線方向孔が設けられ、
前記ピックアッププレート装置の内部に通気通路が設けられ、前記通気通路はすべての前記接線方向孔と連通し、ここで、前記通気通路は前記通気通路の入り口を介して受けるガスを、前記接線方向孔を介して対応する空洞部内に導入し、それによってガスが対応する空洞部内で回転渦巻きを形成し、且つ対応する空洞部の開口箇所で圧力差を形成して前記基板を吸着することに用いられる。
According to one aspect of an embodiment of the present invention, there is provided a non-contact substrate handling device, wherein the non-contact substrate handling device comprises a pick-up plate device and a plurality of substrates provided on a bottom surface of the pick-up plate device. including an adsorption unit,
The plurality of substrate adsorption units are distributed centrally symmetrically, each of the substrate adsorption units is provided with a cavity, and each of the substrate adsorption units has a plurality of tangential directions in contact with the inner surface of the side wall of the cavity. holes are provided,
A vent passage is provided inside said pick-up plate device, said vent passage communicates with all of said tangential holes, wherein said vent passage directs gas received through said vent passage entrance to said tangential hole. into the corresponding cavity through the gas, whereby the gas forms a rotating vortex in the corresponding cavity, and forms a pressure difference at the opening of the corresponding cavity to adsorb the substrate. .
選択可能に、前記通気通路は複数の第1密閉通路を含み、複数の前記第1密閉通路は複数の前記基板吸着ユニットに1対1で対応して設けられ、複数の前記第1密閉通路の第1端がそれぞれ対応する基板吸着ユニットの接線方向孔と連通し、複数の前記第1密閉通路の第2端が相互に連通し、且つ複数の前記第1密閉通路は前記ピックアッププレート装置の底面の中心を中心に放射状を呈して分布しており、ここで、圧縮ガスは複数の前記第1密閉通路の第2端を経由して導入され、且つ複数の前記第1密閉通路を介してそれに対応する基板吸着ユニットの接線方向孔に輸送される。 Optionally, the ventilation passage includes a plurality of first sealed passages, and the plurality of first sealed passages are provided in one-to-one correspondence with the plurality of the substrate adsorption units, and the plurality of first sealed passages are provided. first ends communicate with corresponding tangential holes of the substrate adsorption unit, second ends of the plurality of first sealed passages communicate with each other, and the plurality of first sealed passages are connected to the bottom surface of the pick-up plate device. , wherein compressed gas is introduced through the second ends of the plurality of first sealed passages and into it through the plurality of first sealed passages. It is transported to the tangential hole of the corresponding substrate suction unit.
選択可能に、前記通気通路はさらに第2密閉通路を含み、前記第2密閉通路は前記ピックアッププレート装置の中心に位置し、前記第2密閉通路の延伸方向が前記ピックアッププレート本体の厚さ方向と一致し、複数の前記第1密閉通路の第2端がいずれも前記第2密閉通路と連通し、それによって圧縮ガスを前記第2密閉通路を経由して複数の前記第1密閉通路に分配する。 Optionally, the ventilation passage further includes a second sealed passage, the second sealed passage is located at the center of the pickup plate device, and the extending direction of the second sealed passage is the thickness direction of the pickup plate body. The second ends of the plurality of first sealed passages are all in communication with the second sealed passages, thereby distributing compressed gas through the second sealed passages to the plurality of first sealed passages. .
選択可能に、前記通気通路はさらに第3密閉通路を含み、ここで、前記第3密閉通路の一端が前記通気通路の入り口として形成され、前記第3密閉通路の他端が前記第2密閉通路と連通する。 Optionally, said vent passageway further comprises a third sealed passageway, wherein one end of said third sealed passageway is formed as an inlet of said vent passageway and the other end of said third sealed passageway is formed as said second sealed passageway. communicate with.
選択可能に、前記ピックアッププレート装置はベースプレート及びアダプタープレートを含み、
前記アダプタープレートは前記ピックアッププレート装置の厚さ方向に沿って設けられるアダプターベースプレート、中間プレート及びトッププレートを含み、ここで、前記アダプターベースプレートの底面が前記ベースプレートに連結され、
前記第3密閉通路は前記アダプターベースプレートの底面において形成される第1凹溝、前記アダプターベースプレートを貫通する第3密閉通路入り口、及び前記アダプターベースプレートを貫通する第3密閉通路出口を含み、前記第3密閉通路入り口は前記第1凹溝と前記通気通路の入り口を連通し、前記ベースプレートの一部は前記第1凹溝と対向して設けられ、それによって前記第1凹溝を密閉し、前記中間プレートの前記アダプターベースプレートと連結する位置の箇所に第2密閉通路入り口が形成され、前記第3密閉通路出口は前記第2密閉通路入り口と連通し、前記第2密閉通路は前記中間プレート内に形成され、前記トッププレートは前記第2密閉通路を密閉する。
optionally, the pick-up plate device includes a base plate and an adapter plate;
the adapter plate comprises an adapter base plate, an intermediate plate and a top plate provided along the thickness direction of the pickup plate device, wherein a bottom surface of the adapter base plate is connected to the base plate;
The third sealing passage includes a first groove formed in a bottom surface of the adapter base plate, a third sealing passage inlet passing through the adapter base plate, and a third sealing passage outlet passing through the adapter base plate, A sealing passage inlet communicates the first groove with an inlet of the ventilation passage, and a portion of the base plate is provided facing the first groove to thereby seal the first groove and the intermediate A second sealed passage inlet is formed at a portion of the plate where it connects with the adapter base plate, the third sealed passage outlet communicates with the second sealed passage inlet, and the second sealed passage is formed in the intermediate plate. and the top plate seals the second sealed passageway.
選択可能に、前記アダプタープレートはさらに放射円板を含み、前記放射円板は前記中間プレートと前記ベースプレートとの間に位置し、ここで、
前記ベースプレートの上面において第2凹溝が形成され、前記中間プレートの前記ベースプレートと連結する位置の箇所に第2密閉通路出口が形成され、前記放射円板の一部が前記第2凹溝を密閉し、それによって前記第1密閉通路を形成し、前記第2密閉通路出口が前記第1密閉通路と前記第2密閉通路を連通する。
Optionally, said adapter plate further comprises a radial disc, said radial disc located between said intermediate plate and said base plate, wherein:
A second groove is formed on the upper surface of the base plate, a second closed passage outlet is formed at a position where the intermediate plate is connected to the base plate, and a portion of the radial disc seals the second groove. and thereby forming said first sealed passage, said second sealed passage outlet communicating said first sealed passage and said second sealed passage.
選択可能に、前記ベースプレートの底面においてバンプが設けられ、前記バンプは前記基板に対して位置決め及び制限を行うことに用いられる。 Optionally, bumps are provided on the bottom surface of the base plate, said bumps being used to position and limit the substrate.
選択可能に、前記バンプは複数であり、且つ複数の前記バンプは前記ベースプレートの底面にその円周方向に沿って均一に分布している。 Optionally, the bumps are plural, and a plurality of the bumps are evenly distributed on the bottom surface of the base plate along its circumference.
選択可能に、前記ピックアッププレート装置内に複数の前記基板吸着ユニットに1対1で対応する複数の密閉空洞部が設けられ、複数の前記基板吸着ユニットはそれぞれ、それに対応する前記密閉空洞部内に設けられ、複数の前記基板吸着ユニットに1対1で対応して設けられる複数の環状密閉通路を形成し、ここで、前記第1密閉通路の第1端は前記環状密閉通路と連通し、それによって圧縮ガスを前記第1密閉通路、及び前記環状密閉通路を経由して対応する基板吸着ユニットの接線方向孔に輸送する。 Selectively, a plurality of closed cavities are provided in the pick-up plate device corresponding to the plurality of substrate suction units one-to-one, and the plurality of substrate suction units are respectively provided in the corresponding closed cavities. forming a plurality of annular sealed passages provided in one-to-one correspondence with the plurality of substrate adsorption units, wherein a first end of the first sealed passage communicates with the annular sealed passage, thereby Compressed gas is transported through the first sealed passage and the annular sealed passage to the corresponding tangential holes of the substrate suction unit.
選択可能に、前記ピックアッププレート装置の中心に排気機能を有するスルーホールが設けられる。 Optionally, a through hole with an exhaust function is provided in the center of the pick-up plate device.
選択可能に、前記非接触式基板操作機器はさらにピックアップアームを含み、前記ピックアップアームの一端が前記ピックアッププレート装置に接続され、前記ピックアップアームの内部に通気管が設けられ、前記通気管が前記通気通路と連通し、それによって前記通気通路にガスを供給する。 Optionally, the non-contact substrate manipulating device further comprises a pick-up arm, one end of the pick-up arm is connected to the pick-up plate device, a vent pipe is provided inside the pick-up arm, and the vent pipe communicates with the vent. communicates with the passageway thereby supplying gas to said vent passageway;
選択可能に、前記通気通路の入り口と各前記基板吸着ユニットとの間の距離が等しく、それによってガスを各基板吸着ユニットの接線方向孔に均一に輸送する。 Selectably, the distance between the entrance of said vent passage and each said substrate adsorption unit is equal, thereby uniformly transporting gas to the tangential holes of each substrate adsorption unit.
選択可能に、前記基板吸着ユニット内の前記空洞部が円筒状空洞部であり、同一の前記基板吸着ユニット内では、複数の前記接線方向孔が前記空洞部の最上部で前記空洞部と連通し、且つ複数の前記接線方向孔が同一高さに位置する。 Optionally, the cavity within the substrate adsorption unit is a cylindrical cavity, and within the same substrate adsorption unit a plurality of the tangential holes communicate with the cavity at the top of the cavity. and the plurality of tangential holes are located at the same height.
選択可能に、前記基板吸着ユニットの数は偶数であり、且つ隣接する2つの前記基板吸着ユニットによって前記空洞部内で形成される回転渦巻きの方向が反対である。 Selectably, the number of said substrate adsorption units is an even number, and the directions of rotating spirals formed in said cavity by two adjacent said substrate adsorption units are opposite.
選択可能に、複数の前記基板吸着ユニットの空洞部の開口は円周方向に沿って前記ピックアッププレート装置の底部に均一に分布している。 Optionally, the openings of the cavities of the plurality of substrate suction units are evenly distributed on the bottom of the pick-up plate device along a circumferential direction.
本発明の第2態様として、エピタキシャルリアクタを提供し、非接触式基板操作機器を含み、前記非接触式基板操作機器は本発明が提供する上記非接触式基板操作機器であることを特徴とする。 A second aspect of the present invention provides an epitaxial reactor, comprising a non-contact substrate handling device, wherein the non-contact substrate handling device is the non-contact substrate handling device provided by the present invention. .
本発明の非接触式基板操作機器では、複数の基板吸着ユニットが均一に分布し、且つ圧縮ガスが各基板吸着ユニットに均一に輸送されることで、各基板吸着ユニットによって形成される持ち上げ力が同じであり、生成される回転力が相互に相殺でき、基板(又はウエハ)の自己回転、傾きの現象を除去し、機器の精度を向上させ、浮遊状態での基板ピックアンドプレース、基板搬送を実現し、基板のピックアンドプレース過程で基板搬送ツールが基板の表面に与える汚れ、押傷等の問題を効果的に回避し、製品の品質を向上させることができ、高温ガスによる外部気路及び機器等の破損を効果的に防止でき、高温での基板ピックアンドプレースを行うことができ、機器の降温冷却時間を短縮させ、機器の生産性を向上させる。 In the non-contact substrate handling device of the present invention, the plurality of substrate adsorption units are evenly distributed, and the compressed gas is uniformly transported to each substrate adsorption unit, so that the lifting force generated by each substrate adsorption unit is At the same time, the generated rotational forces can cancel each other, eliminating the self-rotation and tilting phenomenon of the substrate (or wafer), improving the accuracy of the equipment, and allowing the substrate pick-and-place and substrate transfer in the floating state. In the process of picking and placing the board, it can effectively avoid the problems such as staining, scratching, etc. on the surface of the board by the board conveying tool, and improve the product quality. It is possible to effectively prevent damage to equipment, etc., to perform board pick-and-place at high temperatures, shorten the cooling time of the equipment, and improve the productivity of the equipment.
本発明の実施例の付加的な態様及び利点は以下の説明から部分的に与えられ、これらは以下の説明から明らかになり、又は本発明の実践によって把握される。 Additional aspects and advantages of embodiments of the invention will be set forth, in part, in the description that follows and will be apparent from the description, or may be learned by practice of the invention.
本発明の実施例又は従来技術における技術的解決手段をさらに明確に説明するために、以下、実施例又は従来技術の説明に使用される必要がある図面を1つずつ簡単に説明し、明らかなように、以下の説明における図面は単に本発明のいくつかの実施例であり、当業者にとっては、創造的な労働をしない前提の下で、これらの図面に基づきほかの図面を得ることもできる。 In order to describe the embodiments of the present invention or the technical solutions in the prior art more clearly, the following briefly describes the drawings that need to be used in the description of the embodiments or the prior art one by one, and the obvious As such, the drawings in the following description are merely some embodiments of the present invention, and those skilled in the art can also obtain other drawings based on these drawings under the premise of not doing creative work. .
以下、図面を参照しながら本発明をさらに全面的に説明し、ここで、本発明の例示的な実施例を説明する。以下、本発明の実施例における図面と合わせて、本発明の実施例の技術的解決手段を明確かつ完全に説明し、明らかなように、説明される実施例は単に本発明の一部の実施例であり、すべての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的な労働をしない前提の下で得るすべてのほかの実施例はいずれも本発明の保護範囲に属する。以下、図及び実施例と合わせて本発明の技術的解決手段を様々な点から説明する。 The invention will now be more fully described with reference to the drawings, where exemplary embodiments of the invention will now be described. The following clearly and completely describes the technical solutions in the embodiments of the present invention together with the drawings in the embodiments of the present invention. Examples, not all implementations. Based on the embodiments of the present invention, all other embodiments obtained by those skilled in the art under the premise of no creative work shall fall within the protection scope of the present invention. The technical solutions of the present invention are described below from various aspects in conjunction with the drawings and embodiments.
以下、説明の便宜上、以下に記載の「左」、「右」、「上」、「下」は図面自体の左、右、上、下の方向と一致する。 Hereinafter, for convenience of explanation, "left", "right", "top", and "bottom" correspond to the left, right, top, and bottom directions of the drawings themselves.
以下の「第1」、「第2」等は、説明上区別することのみに用いられ、且つほかの特殊の意味がない。 The following "first", "second", etc. are used only for distinction in explanation and have no other special meaning.
本発明の一態様として、図1~5に示すように、本発明は非接触式基板操作機器を提供し、該非接触式基板操作機器はピックアッププレート装置、及び該ピックアッププレート装置の底面において設けられる複数の基板吸着ユニット(図1に示される実施形態では、複数の基板吸着ユニットは基板吸着ユニット102及び基板吸着ユニット103を含む)を含み、ピックアッププレート装置及び複数の基板吸着ユニットは複数種の具体的な構造として実現できる。
As one aspect of the present invention, the present invention provides a non-contact substrate handling device, which is provided on a pick-up plate device and a bottom surface of the pick-up plate device, as shown in FIGS. It includes a plurality of substrate adsorption units (in the embodiment shown in FIG. 1, the plurality of substrate adsorption units includes a
図1に示すように、複数の基板吸着ユニット(基板吸着ユニット102及び基板吸着ユニット103を含む)は中心対称に分布しており、且つ複数の基板吸着ユニットは同一円周上に分布している。本発明では、複数の基板吸着ユニットの対称中心を特に規定しないが、複数の基板吸着ユニットの対称中心がピックアッププレート装置の底面において位置すればよい。図1に示される具体的な実施形態では、複数の基板吸着ユニットの対称中心はピックアッププレート装置の底面の中心である。
As shown in FIG. 1, the plurality of substrate suction units (including the
各基板吸着ユニットはいずれも空洞部が設けられ、且つ各基板吸着ユニットの空洞部の側壁にいずれも複数の接線方向孔が設けられ、なお、接線方向孔は接線方向孔が設けられる基板吸着ユニットの空洞部の側壁内面と接する。 Each substrate adsorption unit is provided with a cavity, and each side wall of the cavity of each substrate adsorption unit is provided with a plurality of tangential holes, and the tangential holes are substrate adsorption units in which the tangential holes are provided. contacts the inner surface of the side wall of the cavity of the
ピックアッププレート装置の内部に通気通路が設けられ、設計要件に応じて通気通路の具体的な配置方式を設けできる。ここで、図4に示すように、通気通路は通気通路の入り口を介して受けるガス(選択可能に、該ガスは圧縮ガスである)を、接線方向孔を介して対応する空洞部内に導入し、それによってガスが対応する空洞部内で回転渦巻きを形成することに用いられる。ピックアッププレート装置を含む非接触式基板操作機器を利用して基板を移す際に、各基板吸着ユニットの空洞部の開口の向きを同一にし(すなわち、いずれも基板を向く)、且つ各基板吸着ユニットの接線方向孔に圧縮ガスを注入し、回転渦巻きによって接線方向孔と対応する空洞部の開口との間で生じる圧力差(すなわち、負圧)を利用して基板を吸着する。 A ventilation passage is provided inside the pick-up plate device, and a specific arrangement of the ventilation passage can be provided according to design requirements. Here, as shown in FIG. 4, the vent passages introduce the gas (optionally the gas is a compressed gas) received through the entrance of the vent passages into the corresponding cavity through the tangential holes. , whereby the gas is used to form a rotating vortex within the corresponding cavity. When transferring a substrate using a non-contact substrate handling device including a pick-up plate device, the openings of the cavities of the substrate adsorption units are oriented in the same direction (that is, they all face the substrate), and each substrate adsorption unit A pressurized gas is injected into the tangential holes of the substrate, and the pressure difference (ie, negative pressure) created between the tangential holes and the corresponding cavity opening by the rotating vortex is used to attract the substrate.
複数の基板吸着ユニットの空洞部の開口は円周方向に沿ってピックアッププレート装置の底部に均一に分布しており、それによって複数の基板吸着ユニットを利用して基板上に均一に分布する吸着点を形成し、それにより安定的な基板吸着を実現することができる。 The openings of the cavities of the plurality of substrate suction units are evenly distributed on the bottom of the pickup plate device along the circumferential direction, so that the suction points are uniformly distributed on the substrate using the plurality of substrate suction units. can be formed, thereby realizing stable substrate adsorption.
図2及び図3に示される具体的な実施形態を例とし、図2には、基板吸着ユニット102の空洞部が接線方向孔102-1と連通し、図3には、基板吸着ユニット103の空洞部が接線方向孔103-1と連通する。圧縮ガスが通気通路及び接線方向孔102-1と接線方向孔103-1を介してそれぞれ基板吸着ユニット102の空洞部内及び基板吸着ユニット103の空洞部内に導入され、且つそれぞれ基板吸着ユニット102の空洞部内、及び基板吸着ユニット103の空洞部内で回転渦巻きを形成し、回転渦巻きによって生じる圧力差を利用して基板を吸着する。基板は複数種の半導体ウエハ基板等であってもよい。
Taking the specific embodiment shown in FIGS. 2 and 3 as an example, FIG. A cavity communicates with the tangential hole 103-1. Compressed gas is introduced into the cavity of the
1つの具体的な実施形態として、基板吸着ユニット(基板吸着ユニット102及び基板吸着ユニット103を含む)は円筒状の空洞部が設けられ、空洞部の最上部で且つ同一高さに位置する箇所には、空洞部と連通する少なくとも2つの接線方向孔が設けられ、接線方向孔が対応する円筒状空洞部の内壁と接する。具体的には、図2に示される実施形態では、基板吸着ユニット102の空洞部の最上部に2つの接線方向孔102-1が設けられ、接線方向孔102-1が基板吸着ユニット102の空洞部の円筒状空洞部の内壁と接し、基板吸着ユニット103の空洞部の最上部に2つの接線方向孔103-1が設けられ、接線方向孔103-1が基板吸着ユニット103の空洞部の円筒状空洞部の内壁と接する。複数の基板吸着ユニット(複数の基板吸着ユニット102及び複数の基板吸着ユニット103を含む)は均一に分布しており、且つ基板吸着ユニットの総数は偶数であり、たとえば6、8個等である。隣接する2つの基板吸着ユニットの接線方向孔は左回り・右回りで交互に配列されてもよく、隣接する基板吸着ユニット102及び基板吸着ユニット103によって空洞部内で形成される回転渦巻きの方向は異なり、それぞれ左回り回転渦巻き及び右回り回転渦巻き又はその逆である。
As one specific embodiment, the substrate adsorption unit (including the
図4に示すように、圧縮ガスは基板吸着ユニットの最上部から接線方向孔に沿って空洞部に入り、円筒状空洞部の壁面の拘束下で回転渦巻きを形成する。高速回転するガスは空洞部の中心領域のガスを回転させるように駆動し、遠心力作用によってそれを壁面に飛ばさせ、それによって空洞部の中心で負圧領域を発生させる。基板吸着ユニットの下方に置かれたシリコンウエハが負圧の作用によって垂直上向きの吸着力を受け、吸着過程を実現する。圧力の作用によって、ガスが螺旋状に下向きに運動し、基板吸着ユニットの底部で放射状を呈して排出され、それによってシリコンウエハの外周と吸盤との間でエアクッションを形成し、最終的に非接触基板吸着を実現する。基板吸着ユニットはベルヌーイの原理を利用して、回転渦巻きによって形成される低圧を使用して圧力差を発生させて持ち上げ力を実現し、単一の基板吸着ユニットによって形成される渦巻きがウエハ回転を招くことがあるため、基板吸着ユニットが中心回転対称分布を採用し、それらの間の回転力を平衡させることに用いられる。 As shown in FIG. 4, the compressed gas enters the cavity from the top of the substrate adsorption unit along the tangential holes and forms a rotating vortex under the restraint of the walls of the cylindrical cavity. The rapidly rotating gas drives the gas in the central region of the cavity to rotate, causing it to fly to the wall surface by centrifugal action, thereby generating a negative pressure region in the center of the cavity. A silicon wafer placed under the substrate suction unit receives a vertically upward suction force due to the action of the negative pressure, thereby realizing the suction process. Due to the action of the pressure, the gas spirals downward and is discharged radially at the bottom of the substrate suction unit, thereby forming an air cushion between the outer circumference of the silicon wafer and the suction cup, and finally non-removable. Realize contact substrate adsorption. The substrate chucking unit utilizes Bernoulli's principle to use the low pressure formed by the rotating vortex to create a pressure differential to achieve the lifting force, and the vortex formed by a single substrate chucking unit to drive the wafer rotation. Therefore, the substrate adsorption unit adopts central rotational symmetry distribution and is used to balance the rotational force between them.
基板をさらに安定的に吸着するために、選択可能に、複数の基板吸着ユニットの空洞部の開口は円周方向に沿ってピックアッププレート装置の底部に均一に分布している。 Optionally, the openings of the cavities of the plurality of substrate-sucking units are evenly distributed on the bottom of the pick-up plate device along the circumferential direction so as to pick up the substrate more stably.
一実施例では、通気通路は圧縮ガスを各基板吸着ユニットの接線方向孔に均一に輸送し、具体的には、圧縮ガスを各基板吸着ユニット102の接線方向孔102-1及び各基板吸着ユニット103の接線方向孔103-1に均一に輸送できる。
In one embodiment, the vent passage uniformly transports the compressed gas to the tangential holes of each substrate adsorption unit and, specifically, to the tangential holes 102-1 of each
通気通路の入り口と各基板吸着ユニットとの間の距離が等しく、それによって圧縮ガスを各基板吸着ユニットの接線方向孔(具体的には、圧縮空気を基板吸着ユニット102の接線方向孔102-1及び基板吸着ユニット103の接線方向孔103-1に輸送する)に均一に輸送する。 The distances between the entrances of the ventilation passages and each substrate adsorption unit are equal, thereby allowing compressed gas to flow through the tangential holes of each substrate adsorption unit (specifically, compressed air to the tangential holes 102-1 of the substrate adsorption unit 102). and the tangential hole 103-1 of the substrate adsorption unit 103).
通気通路は複数種の具体的な構造として実現できる。たとえば、通気通路は複数の第1密閉通路105を含み、複数の第1密閉通路105は複数の基板吸着ユニット(基板吸着ユニット102及び基板吸着ユニット103を含む)に1対1で対応して設けられる。複数の第1密閉通路105の第1端はそれぞれ対応する基板吸着ユニットの接線方向孔と連通し、複数の第1密閉通路105の第2端は相互に連通し、且つ複数の第1密閉通路105はピックアッププレート装置の底面の中心を中心に放射状を呈して分布している。圧縮ガスは第1密閉通路105の第2端を経由して導入され、且つ第1密閉通路105を介してそれに対応する基板吸着ユニットの接線方向孔に均一に輸送される。各第1密閉通路105の長さは同じであり、それによって通気通路の入り口と各基板吸着ユニットとの間の距離が等しいことを実現する。
The ventilation passages can be realized as a plurality of specific structures. For example, the ventilation passage includes a plurality of first sealed
本発明では、どのように第1密閉通路105にガスを供給するかを特に限定しない。選択可能に、通気通路はさらに第2密閉通路104を含む。第2密閉通路104はピックアッププレート装置の中心に位置し、第2密閉通路104の延伸方向(すなわち、軸線方向)はピックアッププレート装置の厚さ方向と一致する。理解すべきことは、第2密閉通路104の出口は通気通路の入り口であり、複数の第1密閉通路105の第2端はいずれも第2密閉通路104と連通し、それによって圧縮ガスを第2密閉通路104を経由して複数の第1密閉通路105に均一に分配する。
The present invention does not particularly limit how the gas is supplied to the first sealed
本発明では、どのように第2密閉通路104にガスを供給するかを特に限定せず、選択可能に、通気通路はさらに第3密閉通路106を含み、該第3密閉通路106の一端の開口は通気通路の入り口として形成される。第3密閉通路106はピックアッププレート装置のエッジに位置し、第3密閉通路106の他端の開口は第2密閉通路104と連通する。第3密閉通路106の数は複数であってもよい。
The present invention does not particularly limit how the gas is supplied to the second sealed
複数の基板吸着ユニットをピックアッププレート装置に設けし、且つピックアッププレート装置の通気通路を介して各基板吸着ユニットにガスを供給するために、選択可能に、ピックアッププレート装置内に複数の基板吸着ユニット(基板吸着ユニット102及び基板吸着ユニット103を含む)に1対1で対応する複数の密閉空洞部が設けられる。複数の基板吸着ユニット(基板吸着ユニット102及び基板吸着ユニット103を含む)はそれぞれ、それに対応する密閉空洞部内に設けられ、複数の基板吸着ユニット(基板吸着ユニット102及び基板吸着ユニット103を含む)に1対1で対応して設けられる複数の環状密閉通路130を形成する。ここで、第1密閉通路105の第1端は環状密閉通路130と連通し、それによって圧縮ガスを第1密閉通路105、及び環状密閉通路130を経由して対応する基板吸着ユニットの接線方向孔に輸送する。
In order to provide a plurality of substrate adsorption units in the pickup plate device, and to supply gas to each substrate adsorption unit through the ventilation passage of the pickup plate device, selectably, a plurality of substrate adsorption units ( (including the
図5に示すように、ピックアッププレート装置はベースプレート101及びアダプタープレート装置121を含み、ベースプレート101の底面はピックアッププレート装置の底面として形成され、アダプタープレート装置121は複数種の構造を採用できる。たとえば、アダプタープレート装置121はベースプレート101の該ベースプレート101の底面から離れた表面上に設けられ、アダプタープレート装置121はピックアッププレート装置の厚さ方向に沿って設けられるアダプターベースプレート110、中間プレート111及びトッププレート109を含む。アダプターベースプレート110の底面がベースプレート101に連結される。
As shown in FIG. 5, the pickup plate device includes a
アダプターベースプレート110、中間プレート111、及びベースプレート101の間に第3密閉通路106が形成され、中間プレート111、及びトッププレート109の間に第2密閉通路104が形成される。具体的には、第3密閉通路106はアダプターベースプレート110の底面において形成される第1凹溝、アダプターベースプレート110を貫通する第3密閉通路入り口、及びアダプターベースプレート110を貫通する第3密閉通路出口を含む。第3密閉通路入り口は第1凹溝と通気通路の入り口を連通し、ベースプレート101の一部は第1凹溝と対向して設けられ、それによって第1凹溝を密閉する。中間プレート111のアダプターベースプレート110と連結する位置の箇所に第2密閉通路入り口が形成される。第3密閉通路出口は第2密閉通路入り口と連通し、第2密閉通路104は中間プレート111内に形成され、トッププレート109は第2密閉通路104を密閉する。
A third sealed
選択可能に、アダプタープレート121はさらに放射円板108を含み、該放射円板108は中間プレート111とベースプレート101との間に位置する。
Optionally, the
アダプタープレート121が放射円板108を含む実施形態では、第1密閉通路105は放射円板108、中間プレート111、及びベースプレート101の間に形成される。具体的には、ベースプレート101の上面において第2凹溝が形成され、中間プレート111のベースプレート101と連結する位置の箇所に第2密閉通路出口が形成され、放射円板108の一部は第2凹溝を密閉し、それによって第1密閉通路105を形成し、第2密閉通路出口は第1密閉通路105と第2密閉通路104を連通する。
In embodiments in which
選択可能に、ベースプレートの底部にバンプ101-1が設けられ、バンプ101-1は基板に対して位置決め及び制限を行うことに用いられる。 Optionally, bumps 101-1 are provided on the bottom of the base plate, and bumps 101-1 are used to position and limit the substrate.
本発明では、バンプ101-1の数を特に限定しないが、基板に対して位置決め及び限定を行えばよい。選択可能に、ベースプレートの底部に複数のバンプ101-1が設けられ、且つ複数のバンプ101-1がベースプレートの底面にその円周方向に沿って均一に分布している。該複数のバンプ101-1が同一円周上に均一に分布していることで、基板に対して位置決め及び制限をよりよく行う。 Although the number of bumps 101-1 is not particularly limited in the present invention, it is sufficient to position and limit them with respect to the substrate. Optionally, a plurality of bumps 101-1 are provided on the bottom of the base plate, and the plurality of bumps 101-1 are evenly distributed on the bottom surface of the base plate along its circumference. The uniform distribution of the bumps 101-1 on the same circumference provides better positioning and confinement to the substrate.
選択可能に、ピックアッププレート装置の中心に排気機能を有するスルーホール107が設けられる。
Optionally, a through-
基板を移す際に、ピックアッププレート装置を移動する必要がある。本発明では、どのようにピックアッププレート装置を移動するかについて特に限定しない。選択可能に、非接触式基板操作機器はさらにピックアップアーム222を含んでもよく、該ピックアップアーム222の一端がピックアッププレート装置に接続される。ピックアップアーム222の内部に通気管が設けられ、通気管が通気通路と連通し、それによって通気通路にガスを供給する(選択可能に、ガスは圧縮ガスである)。上述したように、ピックアッププレート装置がベースプレート101及びアダプタープレート装置121を含む具体的な実施形態では、通気管の出口が第2密閉通路104と直接連通してもよい。
When transferring the substrate, it is necessary to move the pick-up plate device. The present invention does not specifically limit how the pick-up plate device is moved. Optionally, the non-contact substrate handling device may further include a pick-up
以下、どのようにピックアップアーム222を介してピックアッププレート装置の基板吸着ユニット102、及び基板吸着ユニット103にガスを供給し、それによって基板の非接触式搬送を実現するかを説明する。ピックアップアーム222の内部に設けられる通気管を介して圧縮ガス源と繋がり、圧縮ガスが第3密閉通路106を介して第2密閉通路104内に入り、第2密閉通路104の中心孔を経由して第1密閉通路105に均一に入り、基板吸着ユニットが位置する環状密閉通路130に到達し、それによって各基板吸着ユニットの接線方向孔に入った気流をすべて同じにし、最終的に形成される持ち上げ力の大きさを同じにし、基板が傾きのまま吸着されることがない。それと同時に、複数の基板吸着ユニット102、103がセンタリングして均一に対称的に分布し、基板吸着ユニットの吸気口(すなわち、基板吸着ユニットの接線方向孔)も対称的に分布し、生じる回転力がいずれも相互に相殺するため、基板が回転することがなく、且つ、搬送過程における基板の位置決めを確保する。
A description will now be given of how gas is supplied to the
本発明では、どのように複数の基板吸着ユニットをベースプレート101及びアダプタープレート装置121を有するピックアッププレート装置上に設けするかを特に限定しない。図1に示される具体的な実施形態では、基板吸着ユニット102、及び基板吸着ユニット103はアダプタープレート121の放射円板108とベースプレート101との間に嵌入され、且つ環状密閉通路130を形成する。
The present invention does not particularly limit how the plurality of substrate suction units are provided on the pickup plate device having the
以下、どのように基板吸着ユニット102及び基板吸着ユニット103を放射円板108とベースプレート101との間に嵌入するかを簡単に説明する。図5に示すように、放射円板108上に複数の第1収容孔が形成され、ベースプレート101上に複数の第2収容孔が設けられ、第1収容孔、第2収容孔及び基板吸着ユニットの三者は1対1で対応して設けられ、且つ第1収容孔は対応する第2収容孔と連通して密閉空洞部を形成し、対応する基板吸着ユニットは密閉空洞部内に収容される。環状密閉通路も基板吸着ユニットに1対1で対応し、且つ環状密閉通路は対応する第1収容孔と対応する第2収容孔との間に位置する。
How to insert the
基板吸着ユニットの最上部は対応する第1収容孔内に設けられ、基板吸着ユニットの中間部分は対応する環状密閉通路130内に位置し、基板吸着ユニットの底部は対応する第2収容孔内に設けられる。
The top of the substrate adsorption unit is provided in the corresponding first receiving hole, the middle part of the substrate adsorption unit is located in the corresponding annular
一実施例では、エピタキシャルリアクタを提供し、上記実施例のいずれかにおける非接触式基板操作機器を含む。 In one embodiment, an epitaxial reactor is provided and includes the non-contact substrate handling device of any of the above embodiments.
上記実施例が提供する非接触式基板操作機器は、基板吸着ユニットが均一に分布し、且つ圧縮ガスが各基板吸着ユニットに均一に輸送されることで、各基板吸着ユニットによって形成される持ち上げ力が同じであり、生成される回転力が相互に相殺でき、基板の自己回転、傾きの現象を除去し、機器の精度を向上させ、浮遊状態での基板ピックアンドプレース、基板搬送を実現し、基板のピックアンドプレース過程で基板搬送ツールが基板の表面に与える汚れ、押傷等の問題を効果的に回避し、製品の品質を向上させることができ、高温ガスによる外部気路及び機器等の破損を効果的に防止でき、高温での基板ピックアンドプレースを行うことができ、機器の降温冷却時間を短縮させ、機器の生産性を向上させる。 In the non-contact substrate handling device provided by the above embodiments, the substrate adsorption units are evenly distributed, and the compressed gas is uniformly transported to each substrate adsorption unit, so that the lifting force generated by each substrate adsorption unit is are the same, the generated rotational forces can cancel each other, eliminate the phenomenon of substrate self-rotation and tilting, improve the accuracy of the equipment, and realize substrate pick-and-place and substrate transfer in the floating state, In the process of picking and placing the board, it can effectively avoid problems such as contamination and scratches on the surface of the board by the board transfer tool, improve product quality, and prevent external air passages and equipment from being affected by high temperature gas. It can effectively prevent breakage, can perform substrate pick-and-place at high temperature, shorten the cooling time of the equipment, and improve the productivity of the equipment.
上記本発明に開示されているいずれかの技術的解決手段について、別途声明しない限り、それについて数値範囲が開示されている場合、開示されている数値範囲がいずれも好適な数値範囲であり、当業者であれば、好適な数値範囲は単に多くの実施可能な数値のうち技術的効果が比較的著しい又は代表性を有する数値であると理解すべきである。数値が比較的多く、一々列挙できないため、本発明は数値の一部を開示して本発明の技術的解決手段を例示的に説明し、且つ、上記列挙した数値は本発明の保護範囲に対する制限を構成すべきではない。 For any of the technical solutions disclosed in the present invention above, unless otherwise stated, if a numerical range is disclosed for it, any numerical range disclosed is a preferred numerical range, It should be understood by those skilled in the art that the preferred numerical ranges are simply those numbers that have a relatively significant or representative technical effect among many possible numbers. Since the numerical values are relatively large and cannot be enumerated individually, the present invention discloses a part of the numerical values to exemplify the technical solution of the present invention, and the enumerated numerical values are limitations on the protection scope of the present invention. should not be configured.
それと同時に、上記本発明は相互に固定して接続される部品又は構造体を開示する又はそれらに関する場合、別途声明しない限り、固定接続を、取り外し可能な固定接続(たとえば、ボルト又はねじを使用して接続する)と理解してもよく、取り外し不能な固定接続(たとえば、リベット締め、溶接)と理解してもよく、勿論、相互な固定接続は一体式構造(たとえば、鋳造プロセスを使用して一体成形して製造される)によって代替されてもよい(明らかに一体成形プロセスを採用できない場合は除外)。 At the same time, the above invention discloses or when pertaining to parts or structures that are fixedly connected to each other, unless otherwise stated, fixed connections may be defined as fixed connections that are removable (e.g., using bolts or screws). may be understood as a fixed connection (e.g. riveted, welded), and of course the fixed connection to each other may be understood as a one-piece construction (e.g. using a casting process). manufactured by integral molding) may be substituted (except where the integral molding process cannot be adopted obviously).
また、上記本発明に開示されているいずれかの技術的解決手段に応用される位置関係又は形状を示すための用語について、別途声明しない限り、その意味はそれと近似、類似する又は近い状態又は形状を含む。本発明が提供するいずれかの部材は複数の単独な構成部分を組み立ててなるものであってもよく、一体成形プロセスによって製造される単独な部材であってもよい。 In addition, unless otherwise stated, the term for indicating the positional relationship or shape applied to any of the technical solutions disclosed in the present invention means that the meaning is approximate, similar or close to it including. Any member provided by the present invention may be assembled from a plurality of individual components or may be a single member manufactured by an integral molding process.
以上の実施例は単に本発明の技術的解決手段を説明するためのものであり、それを制限せず、好ましい実施例を参照しながら本発明を詳細に説明したが、当業者であれば、依然として本発明の具体的な実施形態を変更する又は技術的特徴の一部を同等置換することができると理解すべきであり、本発明の技術的解決手段の精神を逸脱しない限り、それらのすべては本発明が保護を要求する技術的解決手段の範囲に含まれる。 The above examples are merely for describing the technical solutions of the present invention, and do not limit it, and the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments. It should be understood that the specific embodiments of the present invention can still be modified or some of the technical features can be replaced by equivalents, and all of them without departing from the spirit of the technical solution of the present invention is included in the scope of the technical solutions that the present invention claims to protect.
本発明の説明は例示及び説明のために与えられるものであり、本発明を漏れなく説明する又は開示されている形態に限定するのではない。多くの変更や変化は当業者にとって明らかなことである。実施例を選択して説明することは、本発明の原理及び実際の応用をよりよく説明し、且つ当業者が本発明を理解して特定の用途に適用できる各種の変更を有する各種の実施例を設計できるようにすることを目的とする。 The description of the present invention has been presented for purposes of illustration and description, and is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the form disclosed. Many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. The selection and description of the embodiments are intended to better illustrate the principles and practical application of the present invention, and to describe various embodiments having various modifications that allow those skilled in the art to understand the present invention and apply it to their particular applications. The purpose is to be able to design
101 ベースプレート
102 基板吸着ユニット
102-1 接線方向孔
103-1 接線方向孔
104 第2密閉通路
105 第1密閉通路
106 第3密閉通路
108 放射円板
111 中間プレート
121 アダプタープレート装置
130 環状密閉通路
222 ピックアップアーム
101
Claims (15)
複数の前記基板吸着ユニット(102,103)は中心対称に分布しており、各前記基板吸着ユニット(102、103)はいずれも空洞部が設けられ、且つ各前記基板吸着ユニット(102,103)はいずれも前記空洞部の側壁内面と接する複数の接線方向孔(102-1、103-1)が設けられ、
前記ピックアッププレート装置の中心に排気機能を有するスルーホール(107)が設けられ、前記ピックアッププレート装置の内部に通気通路が設けられ、前記通気通路はすべての前記接線方向孔(102-1、103-1)と連通し、ここで、前記通気通路は前記通気通路の入り口を介して受けるガスを、前記接線方向孔(102-1、103-1)を介して対応する前記空洞部内に導入し、それによってガスが対応する前記空洞部内で回転渦巻きを形成し、且つ対応する前記空洞部の開口箇所で圧力差を形成して基板を吸着することに用いられることを特徴とする非接触式基板操作機器。 A non-contact substrate handling device, the non-contact substrate handling device comprising: a pick-up plate device; and a plurality of substrate suction units (102, 103) provided on the bottom surface of the pick-up plate device;
The plurality of substrate adsorption units (102, 103) are distributed centrally symmetrically, each of the substrate adsorption units (102, 103) is provided with a cavity, and each of the substrate adsorption units (102, 103) is provided with a plurality of tangential holes (102-1, 103-1) that are all in contact with the inner surface of the side wall of the cavity,
A through-hole (107) having an exhaust function is provided in the center of the pickup plate device, and a ventilation passage is provided inside the pickup plate device, and the ventilation passage extends through all the tangential holes (102-1, 103- 1), wherein said vent passages introduce gas received through said vent passage inlets into said corresponding cavities through said tangential holes (102-1, 103-1); A non-contact type substrate characterized in that gas thereby forms a rotating vortex in the corresponding cavity and forms a pressure difference at the corresponding opening of the cavity, which is used to adsorb the substrate . operating equipment.
前記アダプタープレート(121)は前記ピックアッププレート装置の厚さ方向に沿って設けられるアダプターベースプレート(110)、中間プレート(111)及びトッププレート(109)を含み、ここで、前記アダプターベースプレート(110)の底面が前記ベースプレート(101)に連結され、
前記第3密閉通路(106)は前記アダプターベースプレート(110)の底面において形成される第1凹溝、前記アダプターベースプレート(110)を貫通する第3密閉通路入り口、及び前記アダプターベースプレート(110)を貫通する第3密閉通路出口を含み、前記第3密閉通路入り口は前記第1凹溝と前記通気通路の入り口を連通し、前記ベースプレート(101)の一部は前記第1凹溝と対向して設けられ、それによって前記第1凹溝を密閉し、前記中間プレート(111)の前記アダプターベースプレート(110)と連結する位置の箇所に第2密閉通路入り口が形成され、前記第3密閉通路出口は前記第2密閉通路入り口と連通し、前記第2密閉通路(104)は前記中間プレート(111)内に形成され、前記トッププレート(109)は前記第2密閉通路(104)を密閉することを特徴とする請求項4に記載の非接触式基板操作機器。 The pick-up plate device includes a base plate (101) and an adapter plate (121),
The adapter plate (121) comprises an adapter base plate (110), an intermediate plate (111) and a top plate (109) arranged along the thickness direction of the pickup plate device, wherein the adapter base plate (110) a bottom surface is connected to the base plate (101);
The third sealing passage (106) passes through a first groove formed in the bottom surface of the adapter base plate (110), a third sealing passage entrance through the adapter base plate (110), and the adapter base plate (110). said third sealed passage inlet communicates with said first recessed groove and the entrance of said ventilation passage, and a part of said base plate (101) is provided facing said first recessed groove. a second sealed passage inlet is formed at a position where the intermediate plate (111) is connected to the adapter base plate (110), and the third sealed passage outlet is the Communicating with a second sealed passageway inlet, said second sealed passageway (104) is formed in said intermediate plate (111), and said top plate (109) seals said second sealed passageway (104). 5. The non-contact substrate manipulation device according to claim 4.
前記ベースプレート(101)の上面において第2凹溝が形成され、前記中間プレート(111)の前記ベースプレート(101)と連結する位置の箇所に第2密閉通路出口が形成され、前記放射円板(108)の一部が前記第2凹溝を密閉し、それによって前記第1密閉通路(105)を形成し、前記第2密閉通路出口が前記第1密閉通路(105)と前記第2密閉通路(104)を連通することを特徴とする請求項5に記載の非接触式基板操作機器。 Said adapter plate (121) further comprises a radiating disc (108), said radiating disc (108) located between said intermediate plate (111) and said base plate (101), wherein:
A second groove is formed on the upper surface of the base plate (101), a second sealed passage outlet is formed at a position where the intermediate plate (111) is connected to the base plate (101), and the radial disc (108) ) seals the second groove, thereby forming the first sealed passage (105), and the second sealed passage outlet connects the first sealed passage (105) and the second sealed passage ( 104) are communicated with each other.
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