CN107240570A - 晶圆转向装置 - Google Patents

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Abstract

一种晶圆转向装置包括一壳体、一转向件和一晶圆载具。壳体包括一壳体内置空间与一壳体外表面。转向件连接壳体外表面，用以使壳体旋转。晶圆载具承载于壳体内置空间，用以收容至少一晶圆。在转向件使壳体旋转，以翻转收容至少一晶圆的晶圆载具时，晶圆载具的摆放方式会对应得由平放或直放之间改变，使得晶圆载具和至少一晶圆可以一起从壳体内置空间内被取出。

Description

晶圆转向装置
技术领域
本发明是关于一种晶圆转向装置，特别是一种将晶圆的摆放方式由平放或直放之间改变，并将晶圆从不同载具之间转换的晶圆转向装置。
背景技术
在半导体工艺中，需要对晶圆进行多种加工工艺。在不同工艺中，用来承载晶圆的载具也会不用，并且晶圆的摆放方式也会不同。当晶圆在不同载具和不同的摆放方式之间转换时，会使用许多装置来让晶圆在二个不同载具之间安全得转换。若是需要将平放在平台或流水线机台上的晶圆300放置在直立摆放式的载具上时，如图1所示，会需要先使用机械臂400抬起平放的晶圆300，再将平放的晶圆300放入晶圆暂存盒500。当晶圆暂存盒500内放满晶圆300之后，如图2所示，可将晶圆暂存盒500旋转，使得晶圆暂存盒500的底部开口510朝向下方，以便顶升机构600沿着移动方向M移动而穿过底部开口510，而将晶圆暂存盒500内的晶圆300举起。接着，如图3所示，将晶圆移载机构700和晶圆暂存盒500对齐后，使用者可以让顶升机构600升高以穿过底部开口510并举起晶圆暂存盒500内的晶圆300，使得晶圆300进入晶圆移载机构700内，以便晶圆移载机构700的夹具710夹住晶圆300。最后，如图4所示，当夹具710夹住晶圆300后，夹具710可以沿着移动方向N移动至载具800的上方，并将直立的晶圆300放置在载具800上，如此一来，即可顺利完成载具之间的转换，并且也顺利得让晶圆300的摆放方式由平放改变为直放。
然而，在上述的转换载具和改变摆放方式的作业流程中，需要用到许多机台来协助移动晶圆和暂放晶圆，因此该些机台会占用较大的空间，并且作业流程时间也较长。因此，在工艺机台空间要求越来越小，工艺时间要求缩短的情况下，上述的作业流程就无法符合使用要求。
因此，有必要提供一种新的机台，其可以将晶圆的摆放方式由平放或直放之间改变，并将晶圆从不同载具之间转换，并且不会占用过多的空间和作业时间。
发明内容
本发明的主要目的是在提供一种晶圆转向装置，其可以将晶圆的摆放方式由平放或直放之间改变，并将晶圆从不同载具之间转换。
为达成上述的目的，本发明的晶圆转向装置包括一壳体、一转向件和一晶圆载具。壳体包括一壳体内置空间与一壳体外表面。转向件连接壳体外表面，用以使壳体旋转。晶圆载具承载于壳体内置空间，用以收容至少一晶圆。在转向件使壳体旋转，以翻转收容至少一晶圆的晶圆载具时，晶圆载具的摆放方式会对应得由平放或直放之间改变，使得晶圆载具和至少一晶圆可以一起从壳体内置空间内被取出。
根据本发明的一实施例，其中壳体更包括一底板和三个侧板，底板和三个侧板连接而形成壳体内置空间，当晶圆载具承载于壳体内置空间时，晶圆载具的部分侧面暴露于外。
根据本发明的一实施例，其中当晶圆载具承载或取出于壳体内置空间时，可选择性得沿着两种不同轴向而从壳体内置空间进出。
根据本发明的一实施例，其中壳体更包括一底板和四个侧板，底板和四个侧板连接而形成壳体内置空间，且四个侧板环绕式得连接而形成一开口；其中当晶圆载具承载或取出于壳体内置空间时，晶圆载具将仅经由开口进出。
根据本发明的一实施例，晶圆转向装置更包括一晶圆限位件，晶圆限位件设于壳体内，以防止晶圆从该开口滑出。
根据本发明的一实施例，晶圆转向装置更包括一晶圆夹持件，晶圆夹持件设于壳体内，其中晶圆夹持件与晶圆载具，用以夹持晶圆。
根据本发明的一实施例，其中晶圆载具为半圆式结构，晶圆载具用以固定晶圆的一部份；其中晶圆夹持件位于晶圆载具的旁边，晶圆夹持件用以夹持晶圆的另一部份。
根据本发明的一实施例，晶圆转向装置更包括一载具固定件，载具固定件设于壳体内，并位于晶圆载具的旁边以卡固住晶圆载具。
根据本发明的一实施例，晶圆转向装置更包括一旋转底座，旋转底座连接壳体的底部；旋转底座的底座轴向旋转会带动壳体旋转至一方向角度，并且转向件也可以旋转壳体，使得晶圆载具或至少一晶圆的摆放方式对应得由平放或直放之间改变。
根据本发明的一实施例，其中晶圆的摆放方式会随着壳体的旋转，而由平放改变为直放。
根据本发明的一实施例，其中在晶圆从外部以平放的方式，放入壳体内的晶圆载具之后，转向件使壳体旋转，使得壳体旋转至直立，并且使得晶圆承载于晶圆载具，且晶圆及晶圆载具的摆放方式由平放改变为直放。
根据本发明的一实施例，其中在晶圆从外部以平放的方式，放入壳体内的晶圆载具之前，晶圆载具承载进壳体内置空间，转向件使壳体旋转，使得壳体由直立旋转至平放，以供晶圆从外部以平放的方式放入。
附图说明
图1为现有技术的将晶圆放入晶圆暂存盒的示意图。
图2为现有技术的顶升机构和晶圆暂存盒的示意图。
图3为现有技术的顶升机构将晶圆移动至晶圆移载机构的示意图。
图4为现有技术的晶圆移载机构将晶圆移动至载具上的示意图。
图5为本发明的一实施例的开口朝向第一方向的晶圆转向装置的示意图。
图5a为本发明的一实施例的另一态样的晶圆转向装置的示意图。
图6为本发明的一实施例的载具固定件固定住晶圆载具的晶圆转向装置的示意图。
图7为本发明的一实施例的旋转后的晶圆夹持件的晶圆转向装置的示意图。
图8为本发明的一实施例的晶圆移动机构将晶圆放入开口朝向第二方向的晶圆转向装置的示意图。
图9为本发明的一实施例的晶圆位于晶圆转向装置内的示意图。
图10为本发明的一实施例的旋转后的晶圆限位件的晶圆转向装置的示意图。
图11为本发明的一实施例的容纳着晶圆且旋转至朝向第一方向的晶圆转向装置的示意图。
其中，附图标记为：
现有技术：
晶圆 300
机械臂 400
晶圆暂存盒 500
底部开口 510
顶升机构 600
晶圆移载机构 700
夹具 710
载具 800
移动方向 M、N
本发明：
晶圆转向装置 1、1a
壳体 10、10a
开口 11
底板 12
侧板 13、13a
壳体内置空间 14、14a
壳体外表面 15
转向件 20
晶圆载具 30
载具凹槽 31
晶圆夹持件 40
夹持件凹槽 41
晶圆限位件 50
载具固定件 60
马达 70
旋转底座 80
晶圆 100
晶圆移动机构 200
第一方向 A
第二方向 B
旋转方向 R1、R2、R3、R4、R5、R6
放置方向 P
具体实施方式
为能让贵审查委员能更了解本发明的技术内容，特举较佳具体实施例说明如下。
以下请一并参考图5至图11关于依据本发明的一实施例的晶圆转向装置。图5为本发明的一实施例的开口朝向第一方向的晶圆转向装置的示意图；图5a为本发明的一实施例的另一态样的晶圆转向装置的示意图；图6为本发明的一实施例的载具固定件固定住晶圆载具的晶圆转向装置的示意图；图7为本发明的一实施例的旋转后的晶圆夹持件的晶圆转向装置的示意图；图8为本发明的一实施例的晶圆移动机构将晶圆放入开口朝向第二方向的晶圆转向装置的示意图；图9为本发明的一实施例的晶圆位于晶圆转向装置内的示意图；图10为本发明的一实施例的旋转后的晶圆限位件的晶圆转向装置的示意图；图11为本发明的一实施例的容纳着晶圆且旋转至朝向第一方向的晶圆转向装置的示意图。
如图5和图8所示，在本发明的一实施例之中，晶圆转向装置1用以将收容着晶圆100的晶圆载具30的摆放方式由由平放或直放之间改变，并将原本平放的晶圆100放置在晶圆载具30上。晶圆转向装置1包括一壳体10、一转向件20、一晶圆载具30、二个晶圆夹持件40、二个晶圆限位件50、二个载具固定件60和一马达70。
在本发明的一实施例之中，壳体10包括一开口11、一底板12、四个侧板13、13a、一壳体内置空间14与一壳体外表面15；在四个侧板13、13a中，其中两个侧板13a的宽度较短，另外两个侧板13的宽度较长。底板12和四个侧板13、13a连接而形成壳体内置空间14，且四个侧板13、13a环绕式得连接而形成开口11，开口11用以供使用者放入或取出晶圆100。壳体外表面15是四个侧板13、13a朝向外部的表面。当晶圆载具30承载或取出于壳体内置空间14时，晶圆载具30将仅经由开口11进出。壳体10可以旋转，使得开口11朝向一第一方向A或一第二方向B。然而，晶圆转向装置1的壳体10的态样和侧板13、13a的数量并不以上述为限，如图5a所示，晶圆转向装置1a的壳体10a的侧板13、13a数量为三个，在三个侧板13、13a中，其中两个侧板13a的宽度较短，另外一个侧板13的宽度较长。底板12和三个侧板13、13a连接而形成壳体内置空间14a；当晶圆载具30承载于壳体内置空间14a时，晶圆载具30的部分侧面暴露于外；也就是说，当晶圆载具30承载或取出于壳体内置空间14a时，可选择性得沿着两种不同轴向(第一方向A或第二方向B)而从壳体内置空间14a进出。
转向件20连接壳体10的壳体外表面15，转向件20用以使壳体10旋转，使得开口11旋转至朝向第一方向A或第二方向B，并且晶圆100的摆放方式会随着壳体10的旋转，而由平放改变为直放，或由直放改变为平放。马达70连接转向件20，马达70用以提供扭力，使转向件20旋转，以使转向件20带动壳体10旋转。
在本发明的一实施例之中，晶圆载具30为半圆式结构，其设于壳体10的壳体内置空间14内，晶圆载具30用以收容晶圆100并固定晶圆100的一部份。晶圆载具30包括复数载具凹槽31，复数载具凹槽31用以在晶圆100的侧面和底部固定住晶圆100，以稳定得承载晶圆100。在转向件70使壳体10旋转，以翻转收容晶圆100的晶圆载具30时，晶圆载具30的摆放方式会对应得由平放或直放之间改变，使得晶圆载具30和晶圆100可以一起从壳体内置空间14内被取出。
如图5至图8所示，在本发明的一实施例之中，二个晶圆夹持件40设于壳体10内并位于晶圆载具30的旁边，晶圆夹持件40用以夹持晶圆100的另一部份。各个晶圆夹持件40包括复数夹持件凹槽41，复数夹持件凹槽41用以与晶圆载具30夹持晶圆100的侧面。二个晶圆夹持件40和壳体10枢接。当二个晶圆夹持件40分别沿着旋转方向R3、R4旋转时，各个晶圆夹持件40的夹持件凹槽41会由朝向开口11转变为朝向对方；此时，各个晶圆夹持件40的夹持件凹槽41可以稳定得夹持住晶圆100的侧面。然而，晶圆夹持件40的数量并不以两个为限，其可以照设计需求而改变，例如改变为一个。
如图5、图9和图10所示，在本发明的一实施例之中，二个晶圆限位件50设于壳体10内并位于晶圆载具30的上方，以防止晶圆100从开口11滑出。二个晶圆限位件50和壳体10枢接。当晶圆100位于壳体10之内，且二个晶圆限位件50分别沿着旋转方向R6、R7旋转时，二个晶圆限位件50可以限制晶圆100移动，以防止晶圆100从开口11滑出。然而，晶圆限位件50的数量并不以两个为限，其可以照设计需求而改变。
如图5和图6所示，在本发明的一实施例之中，二个载具固定件60设于壳体10内，并位于晶圆载具30的旁边，以卡固住晶圆载具30。二个载具固定件60可分别沿着旋转方向R1、R2旋转，以卡固住晶圆载具30的两侧，以达成使晶圆载具30保持稳固的功效。然而，载具固定件60的数量并不以两个为限，其可以照设计需求而改变，例如改变为一个。
如图10和图11所示，在本发明的一实施例之中，晶圆转向装置1包括一旋转底座80，旋转底座80连接晶圆转向装置1的壳体10的底部。旋转底座80的底座轴向旋转会带动壳体10旋转至所需的任一方向角度，并且转向件20也可以使壳体10旋转，使得晶圆载具30或晶圆100的摆放方式会对应得由平放或直放之间改变，以提升晶圆转向处理效率，并且方便晶圆载具30或晶圆100以适合的方向角度和摆放方式而进出晶圆转向装置1。
在本发明的一实施例之中，晶圆转向装置1和一外部的电脑电性连接。用户可以操作电脑，以从远程控制晶圆转向装置1的各个可活动的元件，如转向件20、晶圆夹持件40、晶圆限位件50、载具固定件60、马达70，或是旋转底座80，以使晶圆转向装置1于不同轴向间运行。
在半导体工艺中，常会需要将流水线机台上的平放的晶圆100，改变为直放并且转移到晶圆载具30上，因此，使用者可以运用本发明的晶圆转向装置1来转移晶圆100。首先，如图5所示，使用者可以先将直立的晶圆载具30放入朝向第一方向A的壳体10内。接着，如图6所示，用户可以操作外部的电脑，以控制晶圆转向装置1的二个载具固定件60分别沿着旋转方向R1、R2旋转，以卡固住晶圆载具30的两侧，使得晶圆载具30保持稳固。接着，如图7所示，用户可以操作外部的电脑，以控制晶圆转向装置1的二个晶圆夹持件40分别沿着旋转方向R3、R4旋转，使各个晶圆夹持件40的夹持件凹槽41由朝向开口11转变为朝向对方；藉此，各个晶圆夹持件40的夹持件凹槽41和晶圆载具30的载具凹槽31可以稳固得卡固住稍后放入的晶圆100的周围。接着，如图8和图9所示，用户可以操作外部的电脑，控制马达70带动转向件20沿着旋转方向R5旋转，以使转向件20带动壳体10旋转至开口11朝向第二方向B，使得壳体10由直立旋转至平放，以供晶圆100从外部以平放的方式放入；此时，用户可以操作外部的电脑以控制一外部的晶圆移动机构200，让晶圆移动机构200抬起流水线机台上的平放的晶圆100，将平放的晶圆100从开口11放入壳体10内部的晶圆载具30里，并将晶圆100和各个晶圆夹持件40的夹持件凹槽41以及晶圆载具30的载具凹槽31互相卡固，藉此，晶圆100可以稳固得位于壳体10内部。
如图9和图10所示，在本发明之中，当壳体10内部的晶圆载具30装满晶圆100之后，用户可以操作外部的电脑，控制二个晶圆限位件50分别沿着旋转方向R6、R7旋转；此时，旋转后的二个晶圆限位件50可以限制晶圆100移动，以防止晶圆100从壳体10滑出。最后，如图5和图11所示，用户可以操作外部的电脑，控制马达70带动转向件20沿着旋转方向R8旋转，以使转向件20带动壳体10旋转至开口11朝向第一方向A，也就是使得壳体10旋转至直立；藉此，晶圆100会承载于晶圆载具30上，且晶圆100及晶圆载具30的摆放方式会从平放变成直放，且晶圆100会承载于晶圆载具30上。因此，用户可以操作外部的电脑，控制二个晶圆限位件50和二个晶圆夹持件40恢复原状，使晶圆限位件50不再限制晶圆100移动，并且使晶圆夹持件40不再卡固晶圆100。如此一来，使用者即可将晶圆载具30以及位于晶圆载具30上的晶圆100，从壳体10内取出，让位于晶圆载具30上的直放的晶圆100进行其他的半导体工艺。
藉由本发明的晶圆转向装置1的设计，可以让晶圆100从外部的机台移动到晶圆载具30上，并且将晶圆100的摆放方式由平放或直放之间改变，以及可藉由旋转底座80的底座轴向旋转至所需的任一方向角度，增加晶圆载具30及晶圆100的进出晶圆转向装置1的方向选择，以提升晶圆转向处理效率。另外，本发明的晶圆转向装置1具有改变晶圆100的摆放方式以及将晶圆100摆放于晶圆载具30的功效，因此不需要使用传统的晶圆暂存盒、顶升机构和晶圆移载机构，就可以顺利得使平放的晶圆100以直放的方式承载于晶圆载具30，如此一来，可以省去传统的晶圆暂存盒、顶升机构和晶圆移载机构的占用空间，并且也可以减少使用传统的晶圆暂存盒、顶升机构和晶圆移载机构的作业时间。
需注意的是，上述仅为实施例，而非限制于实施例。譬如此不脱离本发明基本架构者，皆应为本专利所主张的权利范围，而应以本发明所附权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种晶圆转向装置，其特征在于，包括：
一壳体，包括一壳体内置空间与一壳体外表面；
一转向件，连接该壳体外表面，该转向件用以使该壳体旋转；以及
一晶圆载具，承载于该壳体内置空间，用以收容至少一晶圆；
其中在该转向件使该壳体旋转，以翻转收容该至少一晶圆的该晶圆载具时，该晶圆载具的摆放方式会对应得由平放或直放之间改变，使得该晶圆载具和该至少一晶圆可以一起从该壳体内置空间内被取出。
2.如权利要求1所述的晶圆转向装置，其特征在于，该壳体更包括一底板和三个侧板，该底板和该三个侧板连接而形成该壳体内置空间，当该晶圆载具承载于该壳体内置空间时，该晶圆载具的部分侧面暴露于外。
3.如权利要求2所述的晶圆转向装置，其特征在于，当该晶圆载具承载或取出于该壳体内置空间时，可选择性得沿着两种不同轴向而从该壳体内置空间进出。
4.如权利要求1所述的晶圆转向装置，其特征在于，该壳体更包括一底板和四个侧板，该底板和该四个侧板连接而形成该壳体内置空间，且该四个侧板环绕式得连接而形成一开口；其中当该晶圆载具承载或取出于该壳体内置空间时，该晶圆载具将仅经由该开口进出。
5.如权利要求4所述的晶圆转向装置，其特征在于，更包括一晶圆限位件，该晶圆限位件设于该壳体内，以防止晶圆从该开口滑出。
6.如权利要求1所述的晶圆转向装置，其特征在于，更包括一晶圆夹持件，该晶圆夹持件设于该壳体内，其中该晶圆夹持件与该晶圆载具，用以夹持该至少一晶圆。
7.如权利要求6所述的晶圆转向装置，其特征在于，该晶圆载具为半圆式结构，该晶圆载具用以固定该至少一晶圆的一部份；其中该晶圆夹持件位于该晶圆载具的旁边，该晶圆夹持件用以夹持该至少一晶圆的另一部份。
8.如权利要求1所述的晶圆转向装置，其特征在于，更包括一载具固定件，该载具固定件设于该壳体内，并位于该晶圆载具的旁边以卡固住该晶圆载具。
9.如权利要求1所述的晶圆转向装置，其特征在于，更包括一旋转底座，该旋转底座连接该壳体的底部；该旋转底座的底座轴向旋转会带动该壳体旋转至一方向角度，并且该转向件也可以旋转该壳体，使得该晶圆载具或该至少一晶圆的摆放方式对应得由平放或直放之间改变。
10.如权利要求1所述的晶圆转向装置，其特征在于，该至少一晶圆的摆放方式会随着壳体的旋转，而由平放改变为直放。
11.如权利要求10所述的晶圆转向装置，其特征在于，在该至少一晶圆从外部以平放的方式，放入该壳体内的该晶圆载具之后，该转向件使该壳体旋转，使得该壳体旋转至直立，并且使得该至少一晶圆承载于该晶圆载具，且该至少一晶圆及该晶圆载具的摆放方式由平放改变为直放。
12.如权利要求11所述的晶圆转向装置，其特征在于，在该至少一晶圆从外部以平放的方式，放入该壳体内的该晶圆载具之前，该晶圆载具承载进该壳体内置空间，该转向件使该壳体旋转，使得该壳体由直立旋转至平放，以供该至少一晶圆从外部以平放的方式放入。
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