專利名稱：傳輸半導(dǎo)體晶片的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及不會(huì)沾污或損壞晶片的裝卸半導(dǎo)體晶片的設(shè)備，尤其是涉及從接受器輸送半導(dǎo)體晶片或輸送至接受器的設(shè)備。
生產(chǎn)高質(zhì)量半導(dǎo)體晶片需要供給表面無損傷的晶片。裝卸晶片會(huì)增加損傷或沾污的機(jī)會(huì)。例如，在晶片向用于在晶片正面上淀積外延層的接受器傳輸期間，經(jīng)常發(fā)生損傷或沾污。接受器通常是垂直取向的多邊形管，由涂敷有石墨的碳化硅制成。管壁外表面具有圓形凹座，每個(gè)凹座的尺寸可保持一張晶片，晶片正面從接受器向外。在外延層淀積處理期間接受器在反應(yīng)室內(nèi)保持多張晶片。晶片反面通常與凹座基底配合，以使淀積在反面的材料量最少。
一般，采用特制鑷子(夾鉗)或真空桿把晶片從儲(chǔ)存盒傳輸至接受器凹座。夾鉗在正反兩面上沿正反兩面的周圍邊緣夾住晶片。真空桿吸住晶片反面的中心部位。真空桿不能從周圍邊緣向內(nèi)吸住晶片的正面，或者可能發(fā)生沾污。與正面周圍邊緣的吸住不能使真空桿足以安全拾取地抓住晶片。
使用夾鉗或真空桿需要操作者以相對(duì)于接受器為非平行的形式把晶片插入晶片凹座，在凹座底壁與夾住晶片反面的夾鉗或真空桿之間設(shè)置空間。在這兩種情況下，晶片首先在凹座底部以晶片頂部與凹座呈向上傾斜的方式與接受器接觸。然后常常用分立的尖頭工具或夾鉗把晶片頂部推入凹座，使晶片安置于凹座。這經(jīng)常導(dǎo)致晶片被工具或夾鉗損壞。此裝載和隨后的安置工藝也增加了晶片放入凹座時(shí)晶片被凹座側(cè)邊刮傷的機(jī)會(huì)，結(jié)果損壞晶片。即使是微小的刮傷也會(huì)引起反應(yīng)器和晶片本身的微粒污染。這些技術(shù)偶爾導(dǎo)致由熱致滑動(dòng)引起的晶片不能確實(shí)置于接受器或者處理期間晶片從接受器滑落。
使用夾鉗或真空桿也會(huì)導(dǎo)致難于在接受器凹座以協(xié)調(diào)方式對(duì)晶片取向，結(jié)果由上述反應(yīng)器淀積的硅跑到晶片之下，從而避免晶片反面與凹座底壁接觸。而且，用于搬運(yùn)晶片的夾鉗僅依靠與晶片面的摩擦配合來抓住晶片。于是，經(jīng)常發(fā)生晶片滑出夾鉗受損的情況。
使用夾鉗或真空桿還要求操作者具有高度的手工技巧，放置晶片于接受器凹座，而不使晶片脫落或被凹座側(cè)邊刮傷。
在本發(fā)明的幾個(gè)目的中應(yīng)該提到以下措施，提供一種用于從接受器輸送半導(dǎo)體晶片或輸送至接受器、而不會(huì)損壞晶片的設(shè)備；提供一種安全地保持晶片的設(shè)備；提供一種能在只夾住晶片一面的同時(shí)把晶片垂直地置于接受器上的設(shè)備；提供一種使半導(dǎo)體晶片在接受器上協(xié)調(diào)取向的設(shè)備；提供一種以使晶片因設(shè)備的夾持而受沾污的機(jī)會(huì)減至最小的方式保持晶片的設(shè)備；和提供一種易于使用的設(shè)備。
本發(fā)明的設(shè)備是用于從晶片正面裝卸半導(dǎo)體晶片的，正面上通過半導(dǎo)體晶片的處理形成拋光表面。正面包括外周邊緣。通常，該設(shè)備包括具有在保持晶片中用來吸持晶片的尖端部位的抓手，和安裝抓手的框架，使抓手確實(shí)定位，在晶片正面的外周邊緣上吸持晶片，同時(shí)不在晶片反面吸持。真空壓力通道裝置終止于抓手的尖端部位，通過抓手尖端部位向晶片施加真空力強(qiáng)，抓住晶片。
本發(fā)明的其他目的和特征在以下的說明中將部分地明了及部分地給出。


圖1是用于裝卸半導(dǎo)體晶片的設(shè)備的側(cè)視圖，其中展示了保持半導(dǎo)體晶片的狀態(tài)。
圖2是圖1所示保持半導(dǎo)體晶片的設(shè)備的正視圖。
圖3是圖1所示設(shè)備的部分放大圖，展示了設(shè)備的抓手尖端部位與晶片的吸持狀態(tài)。
在所有幾幅圖中對(duì)應(yīng)的參考符號(hào)代表對(duì)應(yīng)的部件。
參見附圖，首先參見圖1，本發(fā)明的用于裝卸半導(dǎo)體晶片W的設(shè)備概括地表示為10。概括地表示為W的半導(dǎo)體晶片包括正面FF，其上通過對(duì)半導(dǎo)體晶片的處理所形成拋光表面，和可以拋光或不拋光的反面RF。晶片正面FF包括在拋光晶片中不使用的外周邊緣M。在直徑為150mm的晶片上邊緣例如約為3mm寬。因此，在晶片W的裝卸期間外周邊緣M不必保持無缺陷。晶片通常是圓形的，并具有沿外周邊緣部位形成的平坦部分F。
設(shè)備10以適當(dāng)方式把晶片W垂直地置于接受器(未示出)的晶片凹座內(nèi)，用以在外延反應(yīng)室內(nèi)(未示出)進(jìn)行處理，例如共同授予的美國專利5518549所公開的方式，該公開在此引為參考。應(yīng)該了解，雖然本發(fā)明是具體應(yīng)用于在外延層淀積的意義上裝卸半導(dǎo)體晶片W，但是也可以在其他應(yīng)用中用于裝卸其他物體，仍舊處于本發(fā)明的范圍。晶片凹座通常是圓形的，并位于接受器的直立壁上，晶片W被支撐在凹座的薄凸緣部上。更具體地，晶片W通常是沿其邊緣與該凸緣部接合。由于位于晶片凹座中，晶片W的正面FF從凹座朝外。通過淀積來自化學(xué)汽相的半導(dǎo)體材料，在正面FF形成外延層，化學(xué)汽相經(jīng)過反應(yīng)室并在接受器上面循環(huán)。
設(shè)備10包括抓手22；安裝抓手和真空壓力通道裝置(一般表示為23)的框架(一般表示為24)；真空壓力通道裝置用于經(jīng)過抓手的尖端部位25向晶片W施加真空壓力以便吸住晶片?？蚣?4包括手柄26，其從被設(shè)備10保持的半導(dǎo)體晶片W的正面FF垂直延伸，支管部分28在其中限定了框架通道?？蚣芡ǖ琅c每個(gè)抓手22的抓手通道30呈流體連通。手柄26和框架通道提供流體通道，用于準(zhǔn)備傳送至安裝于支管部分28上的抓手22的真空壓力。支管部分28由多條管部件組成。六個(gè)管部件32形成五邊形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)位于一般平行于由設(shè)備10保持的半導(dǎo)體晶片W的正面FF的平面內(nèi)。
如圖2所示，框架24具有設(shè)備保持晶片時(shí)與半導(dǎo)體晶片W的中心一般為共心的中心C。抓手22構(gòu)成和布置為只在其外周邊緣M抓住晶片W，從而避免抓手與處理后即將使用的晶片部分的接觸。支管部分28按如下方式設(shè)置，從五邊形(見圖2)的下角延伸的兩個(gè)抓手22位于距框架中心C的距離為r的位置，從五邊形最上角延伸的第三抓手位于距中心C的距離小于r的位置。通常，距離r對(duì)應(yīng)于晶片W的半徑(但稍大于)。第三抓手22距框架24中心的距離對(duì)應(yīng)于晶片中心與平坦部分F之間的最短距離。此設(shè)置可由與外周邊緣M的平坦部分F吸持的第三抓手22僅在一個(gè)位置使設(shè)備10安全地保持晶片W。這樣，按前后晶片相同的方式(例如在凹座頂部)，以晶片平坦部分F定位在接受器凹穴，可使晶片W放置于接受器?？蚣?4構(gòu)型如下，從框架各角延伸的各抓手22相互隔開，用于僅與晶片W的正面FF的外周邊緣M吸持。對(duì)于直徑的晶片需要不同尺寸的設(shè)備。應(yīng)該知道，在不脫離本發(fā)明范圍的條件下，可以使用各種其他框架形狀，和使不同數(shù)量的抓手連接于框架。
框架24包括連接于支管部分28的第七管部件44，并位于與支管部分相同的平面內(nèi)。第六管部件44從支管部分28的底部一般延伸至框架中心C。手柄26與第六管部件44連接，并從支管部分28垂直延伸。在所示實(shí)施例中，手柄26取自真空管，例如加利福尼亞、Sunnyvale的H-Square公司銷售的樣品牌號(hào)為NOP191或NCP191的產(chǎn)品。例如，圖1所示手柄尺寸，直徑為0.62英寸，長度為6.2英寸。手柄26包括安裝于框架24的尖端45和可安裝于真空壓力源(未示出)的倒刺連接器46。手柄26由聚合材料或其他適合材料制成。手柄26還包括用于選擇地開閉手柄中的通道的閥48，控制通過抓手尖端部位25的真空壓力的使用。因此，可以在設(shè)備10控制壓力，代替在真空壓力源的遠(yuǎn)程控制。閥包括旋鈕49和蒸汽套管51，用于在手柄內(nèi)定位閥門或球式閥門，或者其他適合的截流裝置。
管部件32由0.25英寸的不銹鋼管制成。管部件32與不銹鋼彎頭58和三通60連接。也可使用其他適合材料例如塑料和不同的管尺寸。可以預(yù)見，也可以用實(shí)心棒制成框架(未示出)，其形成結(jié)構(gòu)與圖1和2所示框架相同，沿實(shí)心棒延伸的柔性管在剛性棒的外部提供流體通道。
每個(gè)抓手尖端部位具有切口50，其構(gòu)成用于在其中接受晶片W的外周邊緣M的部分，抓住晶片，如圖3中一個(gè)抓手2所示。切口50限定了軸向端表面52和從軸向端表面向外軸向延伸的突出部件54。兩個(gè)下抓手22的突出部件54位于晶片之下并支撐其，以便有助于由真空壓力保持晶片。通常，距離r是從框架中心到突出部件的內(nèi)徑端面部位的距離。抓手通道開口31位于軸向端表面52。尖端部位還包括從軸向端表面52斜出的軸向向后斜面56。抓手尖端部位最好用耐熱塑料制成，例如E.I.DuPont de Nemours and Company銷售的商標(biāo)為VESPEL的塑料。
操作中，利用手柄26一手抓住晶片裝卸設(shè)備10，操作者壓住旋鈕49打開閥門48，使真空壓力流至尖端部位25。然后用突出部件54靠近晶片的外周邊緣，使設(shè)備10與晶片W接觸。從支管部分28的上角延伸的抓手22置于晶片W的平坦部分F。沿突出部件54的真空壓力把晶片保持在晶片裝卸設(shè)備的固定位置。然后垂直地把晶片W輸送至接受器，適當(dāng)?shù)嘏c凹座對(duì)準(zhǔn)，確實(shí)地放置于凹座。操作者然后松開閥門48的旋鈕49，截?cái)嗟竭_(dá)抓手尖端部位25的真空力強(qiáng)，釋放晶片。設(shè)備10還可用于把晶片輸送至其他處理設(shè)備或從其輸送出。真空管(未示出)可用于從盒向晶片裝卸設(shè)備輸送晶片。
由以上可見，本發(fā)明的晶片裝卸設(shè)備具有許多優(yōu)點(diǎn)。所示構(gòu)形可在僅接觸晶片的外周邊緣的同時(shí)，拾取半導(dǎo)體晶片并由真空壓力保持，因此減少了損壞晶片正面的可能性。該設(shè)備可以垂直于設(shè)備的方式把晶片放置于外延反應(yīng)器接受器上，于是提供了比以一定角度在凹座上放置晶片更好地在接受器上的對(duì)準(zhǔn)，避免損壞晶片。此外，該設(shè)備可使晶片以選擇的取向協(xié)調(diào)地定位于凹穴，還改進(jìn)了拋光晶片的質(zhì)量。
如上所述，可知達(dá)到了本發(fā)明的幾個(gè)目的并獲得了其他優(yōu)點(diǎn)。
在不脫離本發(fā)明范圍的條件下可對(duì)上述結(jié)構(gòu)和方法做出各種變化，應(yīng)該指出上述說明中包含的或者附圖所示的全部內(nèi)容均應(yīng)理解為示例性的，并無限制含義。
權(quán)利要求
1.一種用于從晶片正面裝卸半導(dǎo)體晶片的設(shè)備，晶片正面上通過半導(dǎo)體晶片的處理形成拋光表面，正面包括外周邊緣，所述設(shè)備包括具有在保持晶片時(shí)用來吸持晶片的尖端部位的抓手，和安裝抓手的框架，使抓手確實(shí)定位，在晶片正面的外周邊緣上吸持晶片，同時(shí)不在晶片反面吸持，真空壓力通道裝置終止于抓手的尖端部位，通過抓手尖端部位向晶片施加真空壓力，抓住晶片，尖端部位構(gòu)造成用于沿正面的外周邊緣吸持晶片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的晶片裝卸設(shè)備，其中所述通道裝置包括在每個(gè)抓手內(nèi)終止于每個(gè)抓手的尖端部位的開口的抓手通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的晶片裝卸設(shè)備，其中所述通道裝置還包括框架內(nèi)的框架通道，框架通道與每個(gè)抓手的抓手通道保持流體連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的晶片裝卸設(shè)備，其中框架包括在其中限定框架通道的支管部分，抓手安裝于支管部分上，手柄連接于框架，框架通道從支管部分經(jīng)過手柄延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的晶片裝卸設(shè)備，其中還包括位于手柄上的閥門，用于選擇地開閉所述通道，從而對(duì)經(jīng)過抓手尖端部位施加真空壓力進(jìn)行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)的晶片裝卸設(shè)備，其中每個(gè)抓手的抓手尖端部位具有切口，限定軸向端表面和從軸向端表面軸向向外延伸的突出部件，抓手通道在軸向端表面開口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的晶片裝卸設(shè)備，其中抓手尖端部位的突出部件被構(gòu)造和設(shè)置成由突出部件的內(nèi)徑接受半導(dǎo)體晶片的徑向朝外的薄邊緣，用抓手尖端部位的軸向端面吸持晶片正面的外周邊緣，突出部件構(gòu)造成用于從正面吸持外周邊緣保持晶片，而不在與正面相反的晶片反面吸持。
8.根據(jù)權(quán)利要求6和7中任一項(xiàng)的晶片裝卸設(shè)備，其中突出部件被構(gòu)造和設(shè)置成用于以單一預(yù)定的取向接受晶片，由設(shè)備保持晶片時(shí)框架具有與半導(dǎo)體晶片中心共心的中心，第一和第二突出部件與框架中心有一固定距離r，第三突出部件與中心的固定距離小于r。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)的晶片裝卸設(shè)備，其中抓手尖端部位還包括從軸向端表面軸向向后斜出的傾斜表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的晶片裝卸設(shè)備，其中抓手被設(shè)置成在框架頂部以單一預(yù)定取向用晶片平坦部分保持半導(dǎo)體晶片。
全文摘要
一種用于從晶片正面裝卸半導(dǎo)體晶片的設(shè)備,晶片正面上通過半導(dǎo)體晶片的處理形成拋光表面,正面包括外周邊緣。所述設(shè)備包括具有在保持晶片時(shí)用來吸持晶片的尖端部位的抓手,和安裝抓手的框架,使抓手確實(shí)定位,僅在晶片正面的外周邊緣上吸持晶片。該設(shè)備還包括終止于抓手的尖端部位的真空壓力通道裝置,通過抓手尖端部位向晶片施加真空壓力,抓住晶片。抓手設(shè)置成以單一預(yù)定取向保持晶片。
文檔編號(hào)H01L21/677GK1182703SQ97122548
公開日1998年5月27日 申請(qǐng)日期1997年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月3日
發(fā)明者埃里克·李·蓋洛德, 詹姆斯·斯圖爾特·泰勒 申請(qǐng)人:Memc電子材料有限公司