專(zhuān)利名稱(chēng)：貝努利棒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本發(fā)明涉及半導(dǎo)體襯底處理系統(tǒng)，且更特別地涉及利用貝努 利(Bernoulli)效應(yīng)通過(guò)氣流抬升襯底的半導(dǎo)體襯底拾取設(shè)備。
背景技術(shù)：
0002集成電路通常由很多半導(dǎo)體器件組成，諸如晶體管和二極管 的這些半導(dǎo)體器件被形成在半導(dǎo)體材料薄片上，己知如晶片。用于加 工晶片中的半導(dǎo)體器件的一些過(guò)程涉及將該晶片放置到高溫室中，在 此處晶片暴露于高溫氣體，這導(dǎo)致在晶片上形成層。當(dāng)形成這種集成 電路時(shí)，通常必須將晶片加載到高溫室中并將其從高溫室中取出，在 高溫室中該晶片能夠達(dá)到高達(dá)1200攝氏度的溫度。這種高溫過(guò)程的示 例是外延化學(xué)氣相淀積，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易想到其它高于例 如400。C的處理的示例。然而，由于晶片極度易碎，且易受到微粒污 染物的損壞，因此必須特別小心，從而避免在傳送過(guò)程中物理破壞該 晶片，特別是當(dāng)晶片處于加熱狀態(tài)時(shí)。
0003為了避免在傳送過(guò)程中破壞晶片，已經(jīng)發(fā)展出各種晶片拾取 設(shè)備。抬升晶片所依賴(lài)的特殊應(yīng)用或環(huán)境通常確定最有效的拾取設(shè)備 類(lèi)型。被稱(chēng)為貝努利棒(Bernoulli wand)的一類(lèi)拾取設(shè)備特別好地適 用于傳送非常熱的晶片。由石英形成的貝努利棒特別有利地用于在高 溫室之間傳送晶片，因?yàn)榻饘僭O(shè)計(jì)不能承受如此高的溫度和/或可能在 這種升高的溫度下污染晶片。貝努利棒提供的優(yōu)點(diǎn)在于熱晶片一般不 接觸拾取棒，除了可能在一個(gè)或多于一個(gè)小定位器處，這些小定位器 位于棒的下側(cè)的晶片邊緣的外側(cè)，由此使棒對(duì)晶片的接觸損壞最小化。 用于高溫晶片處理的貝努利棒被公開(kāi)在被授予Goodwin等人的美國(guó)專(zhuān) 利第5,080,549號(hào)和被授予Ferro等人的美國(guó)專(zhuān)利第6,242,718號(hào)中，二 者的全部公開(kāi)內(nèi)容被合并于此作為參考。貝努利棒通常被安裝在自動(dòng) 機(jī)械或晶片處理臂的前端。0004特別地，當(dāng)被置于晶片上方時(shí)，貝努利棒使用氣體噴頭在晶 片上產(chǎn)生氣流型式(pattern),由此致使晶片正上方的壓力小于晶片正 下方的壓力。因此，該壓力失衡導(dǎo)致晶片受到向上的"升"力。此外， 當(dāng)朝著棒向上吸取晶片時(shí)，產(chǎn)生升力的相同噴頭產(chǎn)生越來(lái)越大的排斥 力，該排斥力防止晶片接觸貝努利棒。結(jié)果，有可能以基本非接觸的 方式使晶片懸浮在棒的下面。
0005

圖1A中示出了一種用于在高溫處理中傳送200mm和更小的 晶片的典型石英貝努利棒設(shè)計(jì)。該貝努利棒優(yōu)選由石英形成，其有利 地用于傳送非常熱的晶片。如圖1A所示，貝努利棒10具有切削側(cè)12， 從而貝努利棒IO能夠在卡式臺(tái)架上加載和卸載晶片，該卡式臺(tái)架用于 在多晶片處理裝置中支撐多個(gè)晶片。
0006圖1B是在卡式臺(tái)架的架子16之間的貝努利棒10的平頭部分 14的平面視圖。圖1C中示出了帶有各個(gè)槽17的典型卡式臺(tái)架8。每 個(gè)槽17能夠支撐晶片20。典型地，這些卡式臺(tái)架16在垂直柱中支撐 大約26個(gè)200 mm的晶片。如圖1B所示，切削側(cè)12允許貝努利棒10 插入到卡式臺(tái)架的架子16之間。當(dāng)被加載到卡式臺(tái)架8的槽17中(如 1C)時(shí)，在圖1B中用虛線(xiàn)20示出的晶片20的相對(duì)外圍側(cè)(其被保留 未被切削側(cè)12 "覆蓋")由卡式臺(tái)架8的架子16水平支撐，與此同時(shí) 貝努利棒10被插入到架子16之間。具有切削側(cè)12的貝努利棒10被 如此配置，從而它能夠適配于架子16之間，由此允許相對(duì)密集堆疊的 卡式臺(tái)架8。
0007本領(lǐng)域所熟知的是，在加載到熱處理室內(nèi)的過(guò)程中，特別是 加載到接受器的熱表面上時(shí)，晶片通常將變得扭曲，因?yàn)榫南虏?比上部升溫更快。這種不均勻的加熱產(chǎn)生晶片的暫時(shí)扭曲，其被稱(chēng)為
"巻曲"或"巻邊"。在具有超過(guò)400攝氏度的溫度的處理室中，巻曲 是特別有問(wèn)題的。當(dāng)室溫的晶片被置于諸如接受器的熱襯底支持器上 時(shí)，這種巻曲效應(yīng)會(huì)很快出現(xiàn)。如果足夠快，這一效應(yīng)會(huì)使得晶片一 接觸就跳起，并可能在接受器上移動(dòng)晶片偏離其期望位置。
0008巻曲的趨勢(shì)來(lái)源于拾取和下落過(guò)程中在晶片中產(chǎn)生的溫度梯 度，并且還依賴(lài)于被處理的晶片的類(lèi)型。晶片巻曲是一個(gè)問(wèn)題，特別 是對(duì)于非常薄的晶片。典型地，晶片越薄，它越有可能由于不同熱膨
7脹系數(shù)和溫度梯度的共同作用而巻曲。類(lèi)似地，由兩個(gè)層鍵合在一起 的絕緣體上的硅(SOI)晶片具有巻曲的趨勢(shì)。當(dāng)襯底接觸諸如接受器 的熱表面時(shí)，傾向于具有更高應(yīng)力水平的一些重?fù)诫s襯底更易于巻曲。 同樣，如上所述，晶片與落置晶片于其上的支撐襯底之間的非常高的 溫差將導(dǎo)致巻曲。
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便于結(jié)合卡臺(tái)使用的開(kāi)放側(cè)，己經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果晶片巻曲足夠嚴(yán)重到導(dǎo)致
晶片與棒IO之間的接觸的程度，巻曲晶片的前側(cè)(此處形成有源器件) 會(huì)被貝努利棒10的切削側(cè)12刮蹭。也已經(jīng)確定的是，棒IO的切削側(cè) 12也通過(guò)增大橫跨晶片的溫差而助長(zhǎng)巻曲的程度，該溫差的增大是由 于允許切削部分之下的晶片區(qū)域具有施加于其上的直接輻射而導(dǎo)致 的。貝努利棒10的非切削部分之下的晶片部分起到濾除晶片的一些輻 射的作用。

發(fā)明內(nèi)容
0010根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種晶片處理設(shè)備，其包括 高溫的基本透明的(high temperature substantially transparent)頭部以及 細(xì)長(zhǎng)的高溫頸。所述頭部被配置為傳送具有200 mm或更小的直徑的 晶片，并具有至少一個(gè)氣體出口，布置該氣體出口以引導(dǎo)氣流以一種 方式抵頂所述晶片，從而根據(jù)貝努利效應(yīng)支撐所述晶片。所述頭部被 配置為安置在整體晶片之上。所述細(xì)長(zhǎng)頸具有第一端和第二端，并且 被配置為在所述第一端連接到機(jī)械臂并在所述第二端連接到所述頭 部。所述頭部與所述頸流體連通。
0011根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種半導(dǎo)體處理工具，其 包括具有多個(gè)垂直堆疊的晶片槽的臺(tái)架、高溫的基本透明的晶片處理 設(shè)備以及處理室。所述晶片處理設(shè)備具有頭部，該頭部被配置為從上 面以基本非接觸的方式支撐晶片，且所述頭部被配置為安置在基本整 個(gè)晶片之上。所述晶片處理設(shè)備被配置為在所述臺(tái)架中存取所述晶片 并傳送所述晶片到所述處理室。
0012根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于傳送半導(dǎo)體晶片 的方法。將貝努利棒的頭部放置到具有200 mm或更小直徑的所述晶片的整個(gè)上表面之上。所述頭部是由用于高溫處理的材料形成的。通過(guò) 在所述晶片的所述上表面之上產(chǎn)生低壓區(qū)來(lái)朝向所述頭部吸取所述晶 片，并以基本非接觸的方式傳送所述晶片，同時(shí)通過(guò)所述低壓區(qū)支撐 所述晶片。
0013考慮到下面的說(shuō)明、隨附的權(quán)利要求和附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人 員將容易明白本發(fā)明的這些和其它方面，其中這些內(nèi)容意欲舉例說(shuō)明
而不是限制本發(fā)明，且其中
0014圖1A是貝努利棒的示意性平面視圖。
0015圖1B是在卡臺(tái)的架子之間的圖1A中貝努利棒的平頭部分的 示意性頂平面視圖。
0016圖1C是卡式臺(tái)架的示意性頂部正視圖。0017圖2A示意性圖示說(shuō)明根據(jù)實(shí)施例的晶片傳送系統(tǒng)，其包括配 置為接合半導(dǎo)體晶片的貝努利棒。
0018圖2B是圖2A中的貝努利棒的示意性頂部俯視圖。0019圖2C是圖2A中的貝努利棒的頭部的下板(lowerplate)中的 有角度的氣體出口孔的截面視圖。
0020圖2D是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的貝努利棒的頭部的側(cè)視圖。0021圖2E是包括貝努利棒的半導(dǎo)體處理系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
0022以下優(yōu)選實(shí)施方式和方法的詳細(xì)說(shuō)明展示某些特定實(shí)施例的 說(shuō)明，以幫助理解權(quán)利要求。然而，可以以權(quán)利要求所限定和覆蓋的 多種不同實(shí)施方式來(lái)實(shí)施本發(fā)明。
0023更具體地為了舉例說(shuō)明的目的參考附圖，本發(fā)明體現(xiàn)為附圖 中一般示出的設(shè)備。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，未偏離本文所公開(kāi)的基本原理的情 況下，這些設(shè)備在配置和部件細(xì)節(jié)方面可能變化，且這些方法在具體 步驟和次序方面可能變化。
0024下文所述的改進(jìn)的晶片傳送系統(tǒng)包括改良的貝努利棒，該貝 努利棒由用于高溫處理的透明材料制成，并使與上述棒相關(guān)聯(lián)的巻曲問(wèn)題最小化，特別是超薄的200mm或更小的晶片中的巻曲問(wèn)題。適當(dāng) 的透明高溫材料包括但不局限于石英、玻璃和陶瓷。這種貝努利棒能 夠承受的溫度在室溫至大約U50。C范圍內(nèi)，且更優(yōu)選地在大約 400-900。C范圍內(nèi)，且尤其優(yōu)選地在大約300-500。C范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技 術(shù)人員應(yīng)該理解超薄晶片通常具有大約250-300 pm的厚度。典型地， 在貝努利棒中存在"幵口區(qū)域"(如上所述在此處兩側(cè)被切削)，該"開(kāi) 口區(qū)域"允許晶片和周?chē)臻g之間的直接熱能量傳遞。晶片的直接加 熱和冷卻是通過(guò)貝努利棒中的這一 "開(kāi)口區(qū)域"發(fā)生的，由此助長(zhǎng)不 希望的巻曲效應(yīng)。因?yàn)榈湫偷母邷?00 mm貝努利棒10的切削側(cè)12 可能允許接觸和刮蹭晶片的前側(cè)，所以巻曲效應(yīng)顯得更加有問(wèn)題。通 過(guò)改良該棒以使其在從熱處理室加載和卸載過(guò)程中覆蓋薄晶片的整個(gè) 區(qū)域，由此使刮蹭導(dǎo)致的對(duì)晶片的潛在損傷最小化。由于其覆蓋晶片 的整個(gè)區(qū)域，改良的棒不具有如圖1A和1B所示的貝努利棒的切削側(cè)。
0025本文所述的晶片傳送機(jī)構(gòu)可以用在外延淀積系統(tǒng)中，但是它 也可以用在其它類(lèi)型的半導(dǎo)體處理系統(tǒng)中。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解， 由于改良的棒不具有切削側(cè)，它優(yōu)選用于在具有大于或等于0.375英寸 的架間隔或間距的臺(tái)架中存取晶片，這將在下面更詳細(xì)地描述。
0026現(xiàn)在參考附圖，其中相同的數(shù)字始終指示相同的部件。圖2A 示意性地圖示說(shuō)明半導(dǎo)體晶片傳送系統(tǒng)29的一個(gè)實(shí)施例，其適于傳送 基本平坦的半導(dǎo)體晶片60進(jìn)出高溫室。特別地，系統(tǒng)29包括具有可 移動(dòng)的貝努利棒50的晶片傳送組件30，該貝努利棒50被配置為接合 晶片60，優(yōu)選為200 mm或更小的晶片，以便以基本非接觸的方式進(jìn) 行傳送。系統(tǒng)29進(jìn)一步包括供氣組件31，該供氣組件適于向棒50提 供例如氮?dú)?N2)的惰性氣體33的氣流。應(yīng)該理解，貝努利棒50通 常安裝在自動(dòng)機(jī)械上，這與半導(dǎo)體處理領(lǐng)域中的其他末端執(zhí)行器相同。
0027如圖2A所示，供氣組件31通常包括主氣體容器32和與其相 連接的主氣體導(dǎo)管34。特別地，容器32優(yōu)選包括密閉腔和壓力調(diào)節(jié)器, 該密閉腔適于在相對(duì)高的壓力下存儲(chǔ)大量的氣體，而該壓力調(diào)節(jié)器適 于在較長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)可控地輸送氣體33流動(dòng)經(jīng)過(guò)導(dǎo)管34。作為替代，加
壓氣源可以用于替代氣體容器。
0028如圖2A所示，晶片傳送組件30包括氣體接口36、導(dǎo)管40、
10機(jī)械臂44，該機(jī)械臂具有近端或后端41、可移動(dòng)遠(yuǎn)端或前端43以及 在二者之間延伸的密閉氣體通道42。特別地，氣體接口 36適于和供氣 組件31的主氣體導(dǎo)管34耦連，從而使得氣體33能夠流入機(jī)械臂44。 此外，機(jī)械臂44的前端43適于可控地定位，從而以受控方式轉(zhuǎn)移與 其連接的貝努利棒50。
0029如圖2A所示，貝努利棒50包括細(xì)長(zhǎng)頸或后部52、前部或平 頭54以及多個(gè)對(duì)準(zhǔn)足56。頸52包括第一端51和第二端53、上表面 48以及從第一端51延伸到第二端53的密閉中央氣體通道70。此外， 頸52的第一端51被附連到機(jī)械臂44的前端43以允許氣體33從機(jī)械 臂44中的通道42流到貝努利棒50的頸部52中的中央氣體通道70內(nèi)。 另外，貝努利棒50的頸部52的第二端53被附連到棒50的頭54以物 理地支撐頭54并允許氣體33從中央氣體通道70流入頭54。
0030如圖2A示意性地顯示，頭54由基本平坦的上板(upperplate) 66和基本平坦的下板64組成，該上板和下板以平行的方式組合在一起 以形成具有第一端57、下表面55和上表面59的組合結(jié)構(gòu)。頭54被制 成的尺寸和形狀可覆蓋晶片的整個(gè)區(qū)域，如圖2B所示。在優(yōu)選實(shí)施例 中，頭54是基本圓形的，沒(méi)有切削側(cè)，且優(yōu)選被配置為用于傳送具有 200mm或更小直徑的晶片。頭54的直徑優(yōu)選大約與晶片的直徑相同。 例如，被配置為傳送200 mm晶片的棒50的頭54優(yōu)選具有大約200 mm 的直徑。在一些實(shí)施例中，頭54可能具有大于或小于晶片直徑的直徑。 本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到太大的頭54可能妨礙頭54與臺(tái)架或卡臺(tái)之 間的接口，而太小的頭54可能不能提供充足的貝努利效應(yīng)。因此，頭 54的直徑優(yōu)選為晶片直徑士5mm，且更優(yōu)選地為晶片直徑士 2 mm。在 一些實(shí)施例中，頭54并不完全是圓形的，且沿一個(gè)軸的直徑可能大于 沿另一個(gè)軸的直徑。頭54具有厚度"t"(圖2A和2D)，該厚度優(yōu)選 為大約1/8-3/8英寸，且更優(yōu)選地為大約0.120英寸。在優(yōu)選實(shí)施例中， 每個(gè)板64、 66的厚度為大約0.060英寸。
0031由于晶片的整個(gè)區(qū)域均被頭54覆蓋，不存在產(chǎn)生貝努利棒中 的"開(kāi)口區(qū)域"的切削側(cè)，所以如上所述的晶片巻曲問(wèn)題被最小化， 該"開(kāi)口區(qū)域"允許晶片和上面的周?chē)臻g之間的直接熱能量傳遞(例 如位于棒和晶片上方的熱燈)。盡管透明，該貝努利棒起到濾除某些頻
ii率的光的濾波器的作用。因此，由于不存在切削側(cè)，沒(méi)有通過(guò)"開(kāi)口 區(qū)域"發(fā)生的對(duì)晶片直接加熱或冷卻，由此在晶片的拾取和下落以及 傳送到和傳送出熱處理室的過(guò)程中最小化不希望的巻曲效應(yīng)。具有切 削側(cè)的棒在"開(kāi)口區(qū)域"根本不提供濾波器，而穿過(guò)"開(kāi)口區(qū)域"的 直接加熱加重了巻曲動(dòng)作。頭的圓形設(shè)計(jì)對(duì)晶片的整個(gè)上表面提供均 勻氣流(優(yōu)選為氮?dú)?，由此使巻曲最小化并允許在更高溫度下處理更 薄的晶片。
0032此外，由于棒50的頸52、頭54和足56優(yōu)選由例如石英的高 溫透明材料構(gòu)建成，因此貝努利棒50優(yōu)選能夠延伸到高溫室內(nèi)以操縱 晶片60，該晶片具有高達(dá)U50。C的溫度，且更優(yōu)選地在大約400-900°C 范圍內(nèi),且尤其優(yōu)選地在大約300-500°C范圍內(nèi)，同時(shí)最小化對(duì)晶片60 的破壞。使用這種高溫材料使得棒50能夠用于拾取相對(duì)熱的襯底而不 污染該襯底。
0033此外，頭54由頸52支撐并與頸52流體連通。如下所述，頭 54進(jìn)一步適于允許氣體33流向多個(gè)氣體出口孔74 (圖2B)，這些氣 體出口孔位于頭54的下表面55上(圖2A)。如圖2B所示，頭54進(jìn) 一步包括密閉中央氣體通道71和從通道71橫向延伸的多個(gè)密閉側(cè)通 道72，其中該中央通道71和每個(gè)側(cè)通道72形成為頭54的下板64的 上表面中的溝槽，如圖2B所示。作為替代，中央通道71和所述多個(gè) 通道可以形成在上板66的下表面中。此外，每個(gè)側(cè)通道72從中央通 道71處延伸以允許氣體33從中央通道71流向每個(gè)側(cè)通道72。另外， 頭54進(jìn)一步包括多個(gè)成角度分布的氣體出口孔74，這些氣體出口孔穿 過(guò)下板64從側(cè)通道72延伸到頭54的下表面55 (圖2A)，從而由此 處產(chǎn)生氣流76，該氣流具有在晶片上朝外的大致徑向型式，如圖2A 和2C所示。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解成角度氣流的型式造成貝努利效 應(yīng)。
0034當(dāng)棒50被置于具有平坦上表面62和平坦下表面68的晶片60 上時(shí)，晶片60變得以基本非接觸的方式接合棒50，如圖2A所示。特 別地，如圖2A所示，氣流76從上方水平地和徑向地射過(guò)晶片60的上 表面62，在晶片60之上產(chǎn)生低壓區(qū)，此時(shí)晶片上面的壓力小于晶片下 面的壓力。因此，根據(jù)貝努利效應(yīng)，晶片60受到向上的"升"力并被吸取到頭部54。
0035向上的力促使晶片60基本移置到平衡位置，其中晶片60飄 浮在頭54下方，基本不接觸頭54。特別地，在該平衡位置，由氣流 76造成的施加到晶片60上而沖擊晶片60的上表面62的向下反作用力 與施加到晶片60上的重力組合在一起抵消升力。因此，晶片60飄浮 在頭54下方相對(duì)于頭54基本固定的位置處。此外，當(dāng)晶片60以上述 方式與頭54接合時(shí)，晶片60的平面定向?yàn)榛酒叫杏陬^54的平面。 此外，與晶片60的直徑相比，晶片60的上表面62到頭54的下表面 55的距離通常較小。這一距離優(yōu)選在大約0.008-0.013英寸的范圍內(nèi)。-
0036為了防止晶片60以水平方式移動(dòng)，孔74成角度分布以對(duì)氣 流76施加橫向偏壓，這導(dǎo)致晶片60稍微朝向棒50的足56運(yùn)動(dòng)。根 據(jù)實(shí)施例，這些足具有從棒50的下表面55起大約0.08英寸的高度"h"
(圖2D)。因此，晶片60的非敏感邊緣表面69隨后接合所述足56以 防止晶片60相對(duì)于棒50的進(jìn)一步橫向運(yùn)動(dòng)，如圖2A所示。
0037本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，所述足可以放置在頭54的任一端以 防止晶片60相對(duì)于棒50的進(jìn)一步橫向運(yùn)動(dòng)。在一些實(shí)施例中，如圖 2A、 2B和2D所示，足56位于頭54的近端。在其他實(shí)施例中，這些 足位于頭的遠(yuǎn)端。應(yīng)該理解，如果棒50結(jié)合例如卡臺(tái)的臺(tái)架一起使用， 足56優(yōu)選位于頭54的近端，如圖2A、 2B和2D所示。本領(lǐng)域技術(shù)人 員將認(rèn)識(shí)到，如果棒50不結(jié)合臺(tái)架一起使用，這些足可以位于頭的遠(yuǎn) 端。足56優(yōu)選也由例如石英的高溫材料形成。
0038在圖2E中圖示說(shuō)明半導(dǎo)體處理系統(tǒng)85的一個(gè)實(shí)施例。圖2E 是示出半導(dǎo)體處理系統(tǒng)85的一部分的示意性縱覽圖。如圖2E所示， 負(fù)載端口或裝載室84優(yōu)選與晶片處理室(WHC) 86相連接。在圖示 說(shuō)明的實(shí)施例中，貝努利棒50連接到位于WHC86中的WHC自動(dòng)機(jī) 械89上。根據(jù)這一實(shí)施例，貝努利棒50被配置為在臺(tái)架或卡臺(tái)88內(nèi) 存取晶片，該臺(tái)架或卡臺(tái)被配置為支撐200 mm晶片以便實(shí)現(xiàn)從加載端 口或裝載室84到處理室87的傳送，其中可以在接受器上處理晶片。 優(yōu)選地，裝載室84內(nèi)的臺(tái)架88比標(biāo)準(zhǔn)200 mm晶片卡臺(tái)8 (圖1C) 具有更大的垂直槽間間距。因此，貝努利棒50可以伸入槽內(nèi)以便加載 和卸載晶片。0039本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在其他實(shí)施例中，靠近WHC 86和 WHC自動(dòng)機(jī)械89可以存在多個(gè)處理室87和/或裝載室84，且貝努利 棒50可以被定位以有效地進(jìn)入所有單個(gè)處理室和冷卻位置的內(nèi)部，而 不需要與臺(tái)架相互作用。在這種系統(tǒng)中，可以提供分離的末端執(zhí)行器
(例如藥匙)以與臺(tái)架相互作用。處理室87可以用于在晶片上執(zhí)行相 同處理。作為替代，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所認(rèn)識(shí)到的，處理室87可以分 別在晶片上執(zhí)行不同處理。該處理包括但不局限于濺射、化學(xué)氣相淀 積(CVD)、刻蝕、灰化氧化、離子注入、光刻、擴(kuò)散等等。每個(gè)處理 室87通常包含接受器或其他襯底支撐體以便在處理室87內(nèi)支撐要處 理的晶片。處理室87可以安裝有到真空泵、到處理氣體注入機(jī)構(gòu)以及 到排氣和加熱機(jī)構(gòu)的連接。
0040臺(tái)架88可以是便攜卡臺(tái)或固定臺(tái)架，其在裝載室84內(nèi)具有 優(yōu)選大約10—20且更優(yōu)選大約12 — 14的晶片容量。本領(lǐng)域技術(shù)人員 將理解，在貝努利棒50與裝載室84相互作用的實(shí)施例中，卡臺(tái)或臺(tái) 架88應(yīng)該具有配置為不太稠密的槽(與標(biāo)準(zhǔn)卡臺(tái)相比具有增大的間 距)，從而堆疊在臺(tái)架88中的每個(gè)晶片之間的距離大于配置為結(jié)合貝 努利棒10 —起使用的臺(tái)架中的晶片之間的距離，該貝努利棒10具有 如圖1A和1B所示的帶有切削側(cè)12的構(gòu)形。不太稠密地(與圖1C所 示的標(biāo)準(zhǔn)200 mm的晶片卡臺(tái)8相比)堆疊臺(tái)架88的原因在于具有基 本圓形頭54的該實(shí)施例的貝努利棒50不能插入到標(biāo)準(zhǔn)槽17的架子16 之間，因?yàn)樵谌鄙賵D1A和1B所示的貝努利棒10的切削側(cè)12的情況 下，頭54太寬。優(yōu)選地，優(yōu)選臺(tái)架88中的槽之間的間距或間隔優(yōu)選 為至少大約0.1875英寸，且更優(yōu)選地為至少大約0.25英寸，且最優(yōu)選 地為大約0.375英寸。因此，根據(jù)這一實(shí)施例，優(yōu)選將頭54插入到臺(tái) 架88內(nèi)且在插入晶片的槽的架子之上，從而可以由該架子支撐該晶片。
0041通過(guò)使貝努利棒50以上述方式接合晶片60，由機(jī)械臂44的 遠(yuǎn)端43的運(yùn)動(dòng)引起的貝努利棒50的運(yùn)動(dòng)有利地產(chǎn)生晶片60的實(shí)質(zhì)上 無(wú)接觸的拾取、運(yùn)動(dòng)和下落。由這一無(wú)接觸傳送晶片60造成的任何巻
曲導(dǎo)致(如果有的話(huà))只有晶片60的邊緣(與其上形成有源器件的晶 片的頂側(cè)或前側(cè)相對(duì))接觸貝努利棒50。
0042盡管己經(jīng)在某些特定實(shí)施例和示例的背景下公開(kāi)了本發(fā)明，
14本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明超越特別公開(kāi)的實(shí)施例而延伸到本 發(fā)明的其他可替代實(shí)施例和/或用途及其明顯修改。因此，應(yīng)認(rèn)識(shí)到此 處公開(kāi)的本發(fā)明的范圍不應(yīng)受到上述特別公開(kāi)的實(shí)施例的限制，而應(yīng) 僅由隨附權(quán)利要求的合理解釋來(lái)確定。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體晶片處理設(shè)備，其包括高溫的基本透明的頭部，其被配置為傳送具有200mm或更小的直徑的晶片，所述頭部具有至少一個(gè)氣體出口，該氣體出口被布置成以引導(dǎo)氣流以一種方式抵頂所述晶片，從而利用貝努利效應(yīng)支撐所述晶片，其中所述頭部被配置為安置在整體晶片之上；以及細(xì)長(zhǎng)的高溫材料透明頸，其具有第一端和第二端，所述頸被配置為在所述第一端連接到機(jī)械臂并在所述第二端連接到所述頭部，其中所述頭部與所述頸流體連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片處理設(shè)備，其中所述頭部具 有大約200 mm ± 5 mm的直徑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片處理設(shè)備，其中所述至少一 個(gè)氣體出口成一定角度以引導(dǎo)氣體越過(guò)所述晶片的上表面并向外流到 所述晶片的外圍，從而在所述晶片之上產(chǎn)生一壓力，該壓力小于所述 晶片之下的壓力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片處理設(shè)備，其中所述頸被連 接到氣體供給源。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片處理設(shè)備，其中所述頭部是 由石英形成的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片處理設(shè)備，其中所述頭部是 基本圓形的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體晶片處理設(shè)備，其中所述頭部和 所述頸包括石英。
8. —種半導(dǎo)體處理工具，其包括處理室；臺(tái)架，其具有多個(gè)垂直堆疊的晶片槽；以及高溫的基本透明的晶片處理設(shè)備，其具有頭部，該頭部被配置為從上面以基本非接觸的方式支撐具有200mm或更小的直徑的晶片，其 中所述頭部被配置為安置在基本整個(gè)晶片之上，其中所述晶片處理設(shè) 備被配置為在所述臺(tái)架中存取所述晶片并傳送所述晶片到所述處理 室。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體處理工具，其中所述槽的節(jié)距為 至少大約0.1875英寸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體處理工具，其中所述臺(tái)架具有至 少兩個(gè)槽。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體處理工具，其中所述晶片處理設(shè) 備被連接到氣體供應(yīng)源并被配置為沿著所述晶片的上表面產(chǎn)生氣流， 以在所述晶片的上表面與所述晶片的較低表面之間產(chǎn)生壓力差。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體處理工具，其中所述壓力差產(chǎn) 生升力，該升力在所述晶片處理設(shè)備的所述頭部之下支撐所述晶片。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體處理工具，其中所述晶片處理設(shè) 備是由石英形成的。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體處理工具，其中所述頭部包括多 個(gè)氣體出口。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體處理工具，其進(jìn)一步包括負(fù)載鎖 定室和晶片處理室，其中所述晶片處理室被連接到所述負(fù)載鎖定室和 所述處理室，其中所述晶片處理設(shè)備位于所述晶片處理室內(nèi)，且所述 臺(tái)架位于所述負(fù)載鎖定室內(nèi)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體處理工具，其中所述晶片處理設(shè)備被配置為根據(jù)貝努利原理傳送所述晶片。
17. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體處理工具，其中所述頭部是基本 平坦的，并具有大約200mm士5mm的直徑。
18. —種半導(dǎo)體襯底處理設(shè)備，其包括石英頭部，其被配置為位于具有200 mm或更小直徑的襯底的整 個(gè)上表面之上，其中所述頭部被配置為通過(guò)利用貝努利原理支撐所述 襯底；以及細(xì)長(zhǎng)的石英頸部，其與所述頭部流體連通。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體襯底處理設(shè)備，其中所述頭部 被配置為以一種方式提供氣體以在所述晶片的所述上表面之上產(chǎn)生低 壓區(qū)，由此朝向所述頭部吸取所述晶片。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體襯底處理設(shè)備，其中所述頭部 是基本圓形的。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體襯底處理設(shè)備，其中所述頭部 包括至少一個(gè)氣體出口，該氣體出口被配置為引導(dǎo)氣流抵頂所述晶片 的所述上表面。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體襯底處理設(shè)備，其中所述至少 一個(gè)氣體出口被連接到所述頭部中的至少一個(gè)氣體通道。
23. —種傳送半導(dǎo)體晶片的方法，其包括將貝努利棒的頭部放置到具有200 mm或更小直徑的所述晶片的 整個(gè)上表面之上，其中所述頭部是由用于高溫處理的材料形成的；通過(guò)在所述晶片的所述上表面之上產(chǎn)生低壓區(qū)來(lái)朝向所述頭部吸 取所述晶片；以及以基本非接觸的方式傳送所述晶片，同時(shí)通過(guò)所述低壓區(qū)支撐所述晶片。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述晶片之上的所述低壓 區(qū)中的壓力低于所述晶片下面的壓力。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中產(chǎn)生所述低壓區(qū)包括使氣 體以大致徑向方式流動(dòng)經(jīng)過(guò)所述晶片的所述上表面。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中氣體從所述頭部的較低表 面中的氣體出口孔流出。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述氣體出口孔與氣體供 應(yīng)源流體連通。
28. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述頭部是基本圓形的。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述頭部與細(xì)長(zhǎng)頸部流體 連通。
30. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中吸取所述晶片包括偏壓所 述晶片朝向位于所述貝努利棒的下側(cè)上的足部，從而當(dāng)傳送所述晶片 時(shí)僅有所述晶片的一個(gè)邊接觸所述貝努利棒。
31. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中用于高溫處理的所述材料 是石英。
全文摘要
一種貝努利棒50，其用于在臺(tái)架和熱處理室之間傳送薄的(例如200mm)半導(dǎo)體晶片60。所述棒50具有頭部54，該頭部被配置為覆蓋全部晶片60。該頭部54具有多個(gè)氣體出口74，這些氣體出口被配置為沿著晶片60的上表面產(chǎn)生氣流，以在晶片60的上表面62與該晶片的較低表面68之間產(chǎn)生壓力差。利用貝努利原理，該壓力差產(chǎn)生一種升力，該升力以基本非接觸的方式支撐晶片60于所述棒50的頭部54之下。
文檔編號(hào)H01L21/67GK101496159SQ200780027701
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2007年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日
發(fā)明者J·P·李哲思 申請(qǐng)人:Asm美國(guó)公司