[發(fā)明專利]卡吸裝置和卡吸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110415647.7
• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN102543814A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大井浩之
• 申請（專利權(quán)）人: 富士電機(jī)株式會社
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683;B25B11/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 浦易文;李丹丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種卡吸裝置和卡吸方法。

背景技術(shù)

近年來，作為環(huán)保電子器件的絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)或絕緣柵型場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的功率半導(dǎo)體器件的重要性日益提升。已提出通過真空卡吸保持半導(dǎo)體基板的卡吸裝置，用于沿生產(chǎn)線傳送半導(dǎo)體基板，或用于在半導(dǎo)體器件的制造步驟中將半導(dǎo)體基板固定至支承支架。

圖20是示出迄今已知的卡吸裝置的圖示。圖20中所示卡吸裝置包括基部101，基部101中設(shè)有環(huán)形或徑向溝槽部分102。聯(lián)接到溝槽部分102的通氣孔(真空系統(tǒng))103和104被真空抽吸，由此真空將半導(dǎo)體基板1真空卡吸到基部101上(例如參見美國專利第3,627,338號(圖1)、美國專利第3,747,282號(圖1)以及日本專利第2,821,678號)。

此外，作為另一裝置，提出這樣一種類型的卡吸方法(銷卡吸類型)，其中保持半導(dǎo)體基板的銷狀突出部分設(shè)置在基部的表面上，半導(dǎo)體基板保持在突出部分上。圖21是示出迄今已知的銷卡吸型卡吸裝置的圖示。此外，圖22是示出圖21的卡吸裝置的平面圖。圖21和22所示的卡吸裝置包括基部111、圓筒形周緣部分113以及通氣孔(真空系統(tǒng))114，基部111上設(shè)有與半導(dǎo)體基板的中心部分接觸的多個(gè)銷狀突出部分112，圓筒形周緣部分113與半導(dǎo)體基板1的外部周邊部分接觸，通氣孔114真空抽吸由半導(dǎo)體基板1、基部111以及周緣部分113所圍繞的空間。由半導(dǎo)體基板1、基部111、周緣部分113所圍繞的空間通過通氣孔114被真空抽吸，使半導(dǎo)體基板1與突出部分112和周緣部分113接觸并保持在突出部分112和周緣部分113上(例如參見JP-B-60-15147(圖2))。

但是，使用銷卡吸型卡吸裝置，由于真空抽吸時(shí)抽吸力，半導(dǎo)體基板1的不與突出部分112和周緣部分113接觸的一部分部分地下垂。作為消除這類問題的卡吸裝置，提出這樣一種裝置，使得在包括具有多個(gè)突出部分的中心部分和具有溝槽部分的外周緣部分的真空抽吸固定架上，突出部分的陣列間距是2mm或更小，中心部分和外部周邊部分各構(gòu)造成可抽空的(例如參照日本專利第2,574,818號)。

在日本專利第2,574,818號中，通過用兩端由突出部分自由支承的支承梁的模型模擬支承在以柵格形式設(shè)置的銷狀突出部分的一個(gè)突出部分和相鄰的突出部分之間的半導(dǎo)體基板的一部分，并計(jì)算施加在突出部分上的集中載荷，計(jì)算出相鄰的突出部分之間的間隔(陣列間距)為2mm或更小。此時(shí)，半導(dǎo)體基板的厚度為0.4mm，突出部分之間半導(dǎo)體基板的下垂公差范圍為-0.5μm以上、+0.5μm以下。

此外，使用銷卡吸型卡吸裝置，會發(fā)生這樣的問題：由于突出部分之間半導(dǎo)體基板的下垂，半導(dǎo)體基板表面與每個(gè)突出部分的接觸點(diǎn)的位置與將半導(dǎo)體基板放置在突出部分上而沒有真空抽吸的情況相比偏離更多(此后稱為晶片扭曲)。

作為減少晶片扭曲的裝置，提出一種包括用于支承半導(dǎo)體基板的多個(gè)突出部分裝置，該裝置將半導(dǎo)體基板卡吸和保持支承在突出部分上，其中突出部分的陣列間距和半導(dǎo)體基板的卡吸力的最佳設(shè)定值基于半導(dǎo)體基板的厚度、半導(dǎo)體基板的柵格密度、半導(dǎo)體基板的靜摩擦力以及其上放置卡吸裝置的臺子的最大加速度而設(shè)定。

使用日本專利第4,298,078號中所示的技術(shù)，提出當(dāng)使用突出部分以柵格形式布置、相鄰的突出部分之間的間隔為2mm的銷卡吸型卡吸裝置保持直徑為200mm(8英寸)的半導(dǎo)體基板時(shí)，當(dāng)對于0.25μm標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝采用80nm的半導(dǎo)體基板平坦度公差值和5nm的晶片扭曲公差值，具有1.69×10¹¹(N/m)的縱向彈性模量和725μm的半導(dǎo)體基板厚度時(shí)，保持半導(dǎo)體基板的卡吸力P(N/m²)與相鄰的突出部分之間的間隔(陣列間距)L(m)之間的關(guān)系滿足以下方程式1和方程式2。

P≤0.0033/L³…(1)

L≤0.0125…(2)

此外，作為另一銷卡吸型保持裝置，提出這樣一種裝置，該裝置包括多個(gè)突出部分、吸孔和基部，多個(gè)突出部分具有上面放置基板的基板放置表面，吸孔敞開在多個(gè)突出部分的至少一個(gè)中形成的基板放置表面上，且多個(gè)突出部分設(shè)置在基部上，其中多個(gè)突出部分的基板放置表面設(shè)置在同一水平面上(例如，參見JP-A-2007-322806)。