专利名称：半导体晶片输送系统的制作方法
半导体晶片输送系统
背景技术：
半导体晶片通常在加工操作期间由“伯努利棒(Bernoulli wand)”移动。所述伯努利棒利用伯努利原理直接在所述棒下方形成低压气穴(pocket)。所述低压气穴是通过在气体被从所述棒的下侧引出时气体的流动速度的増加形成的。所述低压气穴朝所述棒的底部表面吸引晶片，同时气体的流动阻止了晶片的顶部表面与所述棒的下侧接触。在所述棒的边缘处设有向下突出的支脚，以便沿侧向定位晶片并且防止在所述棒运动期间晶片从所述棒的下方滑出。所述棒的支脚通过接触晶片的边缘来定位晶片。由于伯努利棒通常用在高温环境中，因此所述棒和支脚由耐高温的石 英或其它材料制成。因而柔顺材料例如塑料不适合用在所述棒的支脚上以减轻或缓和晶片边缘和所述棒的支脚之间的接触。
发明内容
本发明的ー个方面是ー种包括板和定位器的半导体晶片输送系统。所述板包括多个板出口，用于对着晶片引导气体流以便利用伯努利原理保持晶片。所述定位器从所述板延伸，并且包括用于引导气体流的定位出口，以便相对于所述板沿侧向定位晶片。所述板出ロ和定位出ロ进行操作以防止晶片与所述板或定位器接触。另ー个方面是ー种用于输送晶片的包括板和多个定位器的棒(wand)。所述板包括多个板出口，用于对着晶片引导气体流以便利用伯努利原理保持晶片。所述板具有颈部以有助于定位所述板。所述多个定位器从所述板延伸，并且均包括用于引导气体流的定位出ロ，以便相对于所述板沿侧向定位晶片。所述板出口和定位出口进行操作以防止晶片与所述板或定位器接触。对于上述各方面中提及的特征存在各种改迸。其它特征也可以结合在上述各方面中。这些改进和附加特征可以单独地或者以任何组合存在。例如，下文在任何所示的实施例中讨论的各种特征可以单独地或者以任何组合方式结合在任何上述方面中。
图I是ー种示例性棒的俯视平面图；图2是图I的示例性棒的局部侧视图；图3是ー种示例性棒支脚的俯视平面图；图4是图3的示例性棒支脚的侧视图；以及图5是另ー个实施例的棒支脚的俯视平面图。
具体实施例方式图I和2示出一种示例性伯努利棒100 (在下文中称为“棒”)以及定位在棒下方的晶片W。在该不例性实施例中，晶片W是半导体晶片，而在其它实施例中可以通过棒100输送任何衬底。图I是棒100的俯视平面图，而图2是棒的一部分的侧视图。此实施例的棒适于输送直径为至少200mm或至少300mm或至少400mm的晶片，或者在一些实施例中适于输送直径为至少450mm的晶片。棒100包括具有颈部106的板102，所述颈部106构造为附接到能够移动棒和晶片W的臂105。在一些实施例中，臂105是机器人臂。棒100由在高温下适当地不易发生反应(non-reactive)的任何材料(例如石英)形成。在其它实施例中，棒100不包括颈部106,相反地，板102构造为附接到臂105。棒100的板102具有多个内部通道108或沟槽，以便引导气体流从中通过。内部通道108引导来自气体源112的气体流通过棒100的颈部106，并进入板102的内部。气体流通过在板102的底部表面103中的多个板出ロ 109离开棒100。离开板102的气体流在图2中用虚线示出。所述多个板出ロ 109中的每ー个与内部通道108的至少一部分流体连通。在该示例性实施例中，所述多个板出口 109的形状是圆形的，但是在不同实施例中板出ロ可以具有不同形状(例如，狭缝形状)。在该示例性实施例中，板出口 109构造为它们在气体离开板102时以一定角度引导气体流。在一些实施例中，根据不同的板出口 109在板102上的位置，所述角度对于这些不同的板出口 109是不同的。通过板出口 109的气体流的角度偏移(angling)将晶片W朝向棒100的一部分偏压。例如，晶片W可以在ー个或多个定位器(S卩，如下文所讨论的ー对棒支脚)的方向上被偏压。在该示例性实施例中，板出ロ 109是在板102的底部表面103中形成的开ロ。被引导通过内部通道108并且经由板出口 109流出的特定气体是不会不利地与晶片W反应的任何合适的惰性气体(例如,氩或氮)。当气体离开板出ロ 109时，根据伯努利原理在晶片W和板102的底部表面103之间的区域107中形成低压区。该低压区是在气体通过板出ロ 109离开板102时由所述气体产生的。该低压区导致产生朝着板102的底部表面103吸引晶片W的提升力。当晶片W的顶部表面114被吸引靠近板102的底部表面103时，通过流经板出口 109的气体流阻止了所述顶部表面接触所述底部表面。尽管通过板出口 109的气体流足以相对于棒100将晶片W垂直地保持就位，但是通过流动所产生的提升カ不能够沿侧向安置或定位晶片。如图3和4所示，一对支脚200 (广义上为“定位器”)从棒100的边缘101向外延伸并且从棒100的底部表面103向下延伸。一般地，支脚200相对于棒100沿侧向定位晶片W。尽管在该示例性实施例中示出了一对支脚200，但是可以使用任何数量的支脚而不会偏离实施例的范围。例如，除了所述ー对支脚200以外，可以使用第三支脚。所述第三支脚可以在所述颈部106处或附近定位在所述ー对支脚200之间，并且构造为防止晶片W旋转。如同棒100 —祥，支脚200由耐高温的材料构成(例如石英)。每个支脚200具有将衬垫220附接到棒100的支承结构210。支承结构210中形成有内部通道230或沟槽，用于供气体流过该支承结构和经由定位出口 240流出。如同板出口 109 —祥，所述定位出口 240可以平行于由板102限定的平面引导通过所述定位出口240离开的气体流。在一个实施例中，气体流通过定位出口 240离开的角度可以相对于所述平面在+/-10度之间变化，或者在另ー个实施例中，在+/-30度之间变化。在该示例性实施例中，在支脚200的衬垫220上具有五个定位出ロ 240，其它实施例可以使用更多或更少的出口而不会偏离实施例的范围。此外，尽管附图中所示的定位出口 240的形状为圆形，但是可以使用不同形状的出口而不会偏离实施例的范围。例如，在一个实施例中，定位出口 240为在衬垫220中形成的总体平行于板102的平面的狭縫。
支承结构210的内部通道230与板102的内部通道108流体连通，并且由相同的气体源112供应气体。可以使用任何合适的连接器将支承结构210的内部通道230联接到板102的内部通道108。在其它实施例中，支承结构210的内部通道230可以不联接到板的内部通道108。相反地，内部通道230可以直接联接到气体源112。尽管图I和2中示出了一对支脚200，但是可以使用任何数量的支脚而不会偏离实施例的范围。在一个实施例中，一个附加支脚定位在板102上以便接合在晶片W的边缘中形成的凹ロ。所述附加支脚和所述凹ロ之间的接合防止了晶片W相对于板102旋转。在图5示出的另ー个实施例中，气体流没有被引到支承结构210内部。相反地，气体流过邻近支承结构210设置的外部管道250。管道250由耐高温的材料(例如石英)构成。管道250在衬垫220处或附近终止于管道出口 260，并且在与使用定位出口 240的实施例相 同的方向上引导气体流。在图5的实施例中，使用了三个管道出口 260，但是可以使用更多或更少的管道出口而不会偏离实施例的范围。在操作中，棒100用于在晶片加工操作期间在不与晶片的任何部分包括边缘物理接触的情况下输送晶片W。在常规伯努利棒中，晶片的边缘与棒支脚接触。晶片边缘与棒支脚之间的接触会损坏边缘。对晶片边缘导致的损坏可能导致晶片不能满足质量标准或者使得晶片不适合用在器件中。在一个实施例中，棒100将晶片W输送到外延反应器(epitaxial reactor)中，在该反应器中晶片W在1050°C至1200°C的高温环境中经历外延生长过程，而所述棒可经受600°C至950°C的温度。在生长过程完成之后，通过棒100将晶片W从反应器移开。在提起晶片W期间，气体从气体源112被引导通过棒100的内部通道108并经由板开ロ 109流出。至少其中一些板开ロ 109相对于由板102限定的平面成一定角度，使得气体流在支脚200的方向上偏压晶片W。气体还被引导通过棒100的内部通道108并且进入支脚200的支承结构的内部通道230。气体然后通过定位器出口 240从支脚流出。因此气体通过至少其中一些板开ロ 109的成角度流动在支脚200的方向上偏压晶片W。气体通过定位器出ロ 240的流动防止了晶片W的边缘与支脚的衬垫220进入接触。在一些实施例中，多对支脚200定位在板102的边缘上。在这些实施例中，板出ロ109可以不成一定角度，因为晶片W不需要在任何支脚200的方向上被偏压，这是因为通过所述多对支脚防止了晶片相对于棒100沿侧向移动。在这些实施例中，支脚200可以定位在板102的边缘上的等间距位置处，以防止晶片W的侧向移动。当介绍本发明或其实施例的元件时，冠词“一”、“该”和“所述” g在意味着具有一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”是包含性的，意味着除了列出的元件以外可以有附加的元件。由于可以对以上构造进行各种改变而不会偏离本发明的范围，因此以上说明书中包含的以及附图中示出的所有内容应解释为示例性的，而不是限制性的。
权利要求
1.ー种用于输送半导体晶片的半导体晶片输送系统，包括 包含多个板出口的板，所述板出口用于对着晶片引导气体流以便利用伯努利原理保持品片; 从所述板延伸并且包含定位出口的定位器，所述定位出口用于引导气体流以便相对于所述板沿侧向定位晶片； 其中，所述板出口和定位出口进行操作以防止晶片与所述板或定位器接触。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述板限定一平面，所述定位出ロ以相对于所述平面成O度至30度的角度引导气体。
3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述定位出口是总体平行于所述板的平面延伸的狭缝。
4.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述定位器是第一定位器，所述系统还包括与所述第一定位器间隔开的第二定位器，所述第二定位器从所述板延伸并且包含用于相对于所述板定位晶片的定位出ロ。
5.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述板中设置有沟槽，所述沟槽将气体源连接到气体出口。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括从所述板延伸的颈部，以及从用于定位所述板的所述颈部延伸的臂，所述颈部中包含沟槽以用于将气体源连接到所述板中的沟槽。
7.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述系统与半导体晶片结合，所述晶片的直径为至少300mm。
8.ー种用于输送晶片的棒，所述棒包括 包含多个板出口的板，所述板出口用于对着晶片引导气体流以便利用伯努利原理保持晶片，所述板具有颈部以有助于定位所述板； 从所述板延伸并且分别包含定位出口的多个定位器，所述定位出口用于引导气体流以便相对于所述板沿侧向定位晶片； 其中，所述板出口和定位出口进行操作以防止晶片与所述板或定位器接触。
9.根据权利要求8所述的棒，其特征在于，所述板限定一平面，至少其中ー个定位出ロ以相对于所述平面成O度至10度的角度引导气体。
10.根据权利要求9所述的棒，其特征在于，至少ー个板出ロ相对于所述平面引导气体的角度与至少另ー个板出口相对于所述平面引导气体的角度是不同的。
11.根据权利要求9所述的棒，其特征在于，至少ー个板出ロ相对于所述平面引导气体的角度选择为朝向所述多个定位器中的至少ー个定位器偏压晶片。
12.根据权利要求8所述的棒，其特征在于，所述板出口的形状为圆形。
13.根据权利要求8所述的棒，其特征在于，所述多个定位器中的ー个定位器构造为与设在晶片的边缘上的凹ロ接合。
14.根据权利要求8所述的棒，其特征在于，所述多个定位器中的每个定位器彼此间隔开。
15.根据权利要求14所述的棒，其特征在于，所述板是圆形的，所述定位器沿所述板的圆周彼此均匀间隔开。
16.根据权利要求8所述的棒，其特征在于，所述板和所述多个定位器由石英制成。
17.根据权利要求8所述的棒，其特征在干，所述板中设置有沟槽，所述沟槽将气体源连接到板出口。
18.根据权利要求17所述的棒，其特征在于，所述多个定位器中均设有沟槽，所述沟槽将气体源连接到定位出口。
19.根据权利要求17所述的棒，其特征在于，所述多个定位器均包含设在定位器外部的管道，所述管道将气体源连接到定位出ロ。
20.根据权利要求8所述的系统，其特征在干，所述系统与半导体晶片结合，所述晶片的直径为至少400mm。
全文摘要
本发明公开了一种用于输送半导体晶片的系统和棒。所述系统和棒包括板和定位器。所述板包括多个板出口，用于对着晶片引导气体流以利用伯努利原理保持晶片。所述定位器从所述板延伸并且包括定位出口，所述定位出口用于引导气体流以便相对于所述板沿侧向定位晶片。所述板出口和定位出口进行操作以防止晶片与所述板或定位器接触。在一些实施例中，使用多个定位器以相对于所述板沿侧向定位晶片。
文档编号H01L21/683GK102687262SQ201080058651
公开日2012年9月19日 申请日期2010年12月16日 优先权日2009年12月23日
发明者J·A·皮特尼, L·G·赫尔维格, T·A·托拉克 申请人:Memc电子材料有限公司