CN109273391B

CN109273391B - 晶圆传递模块及传递晶圆的方法

Info

Publication number: CN109273391B
Application number: CN201710582044.3A
Authority: CN
Inventors: 王林伟; 任勇彰; 陈政廷; 张正峰
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2017-07-17
Filing date: 2017-07-17
Publication date: 2021-10-26
Anticipated expiration: 2037-07-17
Also published as: CN109273391A

Abstract

本公开实施例提供一种晶圆传递模块及传递晶圆的方法。晶圆传递模块包括一驱动组件。晶圆传递模块还包括一载片。载片设置于驱动组件上且包括一延伸部。延伸部沿一延伸方向自一第一端延伸至一第二端并按序包括一第一段部、一第二段部及一第三段部。该第一段部与该第二段部配置用于承载该晶圆，且该第二段部与该第三段部的交界与该第一端的距离大于该晶圆的宽度。晶圆传递模块也包括一末端压力感测器。末端压力感测器设置于载片的第三段部之上并配置用于感测一压力并根据所感测的压力发出电子信号。本公开实施例可以避免晶圆掉片、晶圆刮伤或机台被偏移的晶圆传递模块碰撞等问题，以有效提高晶圆制造的良率。

Description

晶圆传递模块及传递晶圆的方法

技术领域

本发明实施例涉及半导体制造技术领域，具体而言，涉及一种用于传递半导体晶圆的晶圆传递模块与传递半导体晶圆的方法。

背景技术

半导体装置被用于多种电子应用，例如个人电脑、移动电话、数码相机以及其他电子设备。半导体装置的制造通常是通过在半导体基板上按序沉积绝缘或介电层材料、导电层材料以及半导体层材料，并通过包括光刻 (lithography)制程及微影制程等程序将各种材料层图案化，以形成电路组件和零件于此半导体基板之上。通常数十个或数百个集成电路是在一个半导体晶圆上进行制造。

在集成电路制程中，随着对产量及良率与日渐增的需求，而发展出高度专业化与自动化的系统来传递晶圆。晶圆通常储存在卡匣(Cassette)内，且根据不同制程，例如溅镀(Sputtering)制程、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition)制程、微影(Photolithography)制程、或蚀刻制程、化学电镀 (ECP)制程、化学机械研磨(CMP)制程等，需不同反应室或反应槽。而在各个卡匣与制程反应室间，便需使用晶圆传递模块(Robot)来传递晶圆。

然现有的晶圆传递技术及设备已经足以应付其需求，然而仍未全面满足。因此，需要提供一种改善晶圆传递的方案。

发明内容

本发明的实施例提供一种晶圆传递模块。晶圆传递模块包括一驱动组件。晶圆传递模块还包括一载片。载片设置于驱动组件上且包括置用于承载晶圆的一延伸部。延伸部自一第一端沿一延伸方向延伸至一第二端。晶圆传递模块也包括多个压力感测器。压力感测器设置于载片的延伸部之上并配置用于感测一压力并根据所感测的压力发出电子信号。

本发明的实施例提供一种传递一晶圆的方法。传递晶圆的方法包括沿一既定路径移动一晶圆传递模块的一载片。传递晶圆的方法还包括根据晶圆传递模块的多个压力感测器所产生的信号判断晶圆传递模块的状况是否有异常发生。传递晶圆的方法也包括当晶圆传递模块的状况判定为异常时，停止移动晶圆传递模块的载片。

附图说明

图1A显示根据本发明部分实施例的一传递系统以及一半导体制程机台的示意图，其中晶圆载具的门板尚未开启。

图1B显示根据本发明部分实施例的一传递系统以及一半导体制程机台的示意图，其中晶圆载具的门板已开启并连通至半导体制程机台的前腔室。

图2显示根据本发明部分实施例的晶圆载具的示意图。

图3显示根据本发明部分实施例的晶圆传递模块的载片的示意图。

图4显示根据本发明部分实施例的制程室的上视图。

图5显示根据本发明部分实施例的传递晶圆的方法的流程图。

图6显示根据本发明部分实施例的传递晶圆的方法的步骤示意图，其中晶圆传递模块的载片进入晶圆载具内。

图7显示根据本发明部分实施例的传递晶圆的方法的步骤示意图，其中晶圆传递模块的载片进入制程室内。

图8显示根据本发明部分实施例的传递晶圆的方法的流程图。

图9显示根据本发明部分实施例的传递晶圆的方法的步骤示意图，其中晶圆传递模块的载片放置有一晶圆。

附图标记说明：

10 晶圆

100 传递系统

110 晶圆载具

112 壳体

112a (开放式)前侧

112b 门板

112c 顶面

112d、112e 壳体的相对两侧

114 握把

116 机械凸缘

120 传输机构

130 轨道

140 系统控制器

200 半导体制程机台

200a 前侧

210 载端

210a 顶面

220 闸口

230 开门器

240 前腔室

260 装载室

270 制程室

300 晶圆传递模块

310 驱动组件

320 载片

330 基部

331 第一端

332 第二端

333 上表面

334 下表面

335 锁附孔

340 延伸部

341 第一端

342 第二端

343 上表面

344 下表面

361 压力感测器(后端压力感测器)

362 压力感测器(前端压力感测器)

363 压力感测器(第一末端压力感测器)

364 压力感测器(第二末端压力感测器)

365 压力感测器

366 压力感测器

400 无尘室

500 方法

510-540 操作

600 方法

610-640 操作

C 中心

d1、d2 间距

E 延伸方向

L 长轴线

R1 第一段部

R2 第二段部

R3 第三段部

T 横轴线

T1、T2、T3 厚度

具体实施方式

以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例，以实施本发明的不同特征而本说明书以下的公开内容是叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以求简化发明的说明。当然，这些特定的范例并非用以限定本发明实施例。例如，若是本说明书以下的公开内容叙述了将一第一特征形成于一第二特征之上或上方，即表示其包含了所形成的上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦包含了尚可将附加的特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与上述第二特征可能未直接接触的实施例。另外，本发明实施例的说明中不同范例可能使用重复的参考符号及/或用字。这些重复符号或用字为了简化与清晰的目的，并非用以限定各个实施例及/或所述外观结构之间的关系。

再者，为了方便描述附图中一元件或特征部件与另一(多个)元件或 (多个)特征部件的关系，可使用空间相关用语，例如“在...的下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”及类似的用语等。可以理解的是，除了附图所示出的方位之外，空间相关用语涵盖使用或操作中的装置的不同方位。所述装置也可被另外定位(例如，旋转90度或者位于其他方位)，并对应地解读所使用的空间相关用语的描述。可以理解的是，在所述方法之前、期间及之后，可提供额外的操作步骤，且在某些方法实施例中，所述的某些操作步骤可被替代或省略。

应注意的是，此处所讨论的实施例可能未必叙述出可能存在于结构内的每一个部件或特征。举例来说，附图中可能省略一个或多个部件，例如当部件的讨论说明可能足以传达实施例的各个样态时可能将其从附图中省略。再者，此处所讨论的方法实施例可能以特定的进行顺序来讨论，然而在其他方法实施例中，可以以任何合理的顺序进行。

图1A-图1B显示根据本发明部分实施例的一传递系统100以及一半导体制程机台200的示意图。值得注意的是，半导体制程机台200的数量可为多个，但为简化起见，图1A-图1B仅示出一个半导体制程机台200。

在部分实施例中，如图1A所示，传递系统100包括多个晶圆载具110、一传输机构120、一轨道130、以及一系统控制器140。应当理解的是，传递系统100中的元件可以额外增加或减少，并不以此实施例为限。另外，为简化起见，图1A-图1B仅示出一晶圆载具110，且下文中将介绍此晶圆载具110。其他未示出的晶圆载具110的结构可相同于图1A-图1B所示的晶圆载具110的结构。

晶圆载具110是用以搬运多个晶圆10。晶圆载具110例如包括一前开式晶圆盒(front opening unified pod，FOUP)。晶圆载具110可包括不同尺寸的前开式晶圆盒，例如可搬运直径130毫米(mm)的晶圆10的晶圆盒、或是可搬运直径450毫米的晶圆10的晶圆盒。当然，晶圆载具110也可以是其他类型及/或尺寸的晶圆载具。

图2显示根据本发明部分实施例的晶圆载具的示意图。在部分实施例中，如图1A与图2所示，晶圆载具110包括一壳体112、多个握把114、以及一机械凸缘或是一圆头(knob)116。壳体112可为一盒状壳体，其可包括一(开放式)前侧112a以及一门板112b。

在部分实施例中，门板112b可拆卸式地安装在壳体112的前侧112a。可利用一锁固结构(未示出)将门板112b固定在前侧112a。可利用一开门器使锁固结构解锁，以使门板112b可脱离壳体112。握把114安装于壳体 112的相对两侧112d、112e以利于搬运晶圆载具110。因为视角的缘故，图 2未能显示安装于壳体112的一侧112e的握把114。机械凸缘116安装在壳体112的一顶面112c上，因此，传输机构120可例如通过抓持(或夹持) 机械凸缘116的方式提起晶圆载具110。

传输机构120以可移动的方式安装于轨道130上。传输机构120可抓住(或夹持)机械凸缘116并沿着轨道130移动以将晶圆载具110传递至 (或是传递离开)半导体制程机台200。传输机构120例如包括一悬吊式自动搬运系统(overhead hoist transfer system，OHT system)。传输机构120亦可称为一晶圆载具传输机构(wafer carrier transportmechanism)。

系统控制器140可控制传输机构120使其进行传输。在部分实施例中，系统控制器140连接半导体制程机台200以及传输机构120及/或轨道130。系统控制器140控制传输机构120以使传输机构120抓持晶圆载具110并将晶圆载具110移至一预期的位置。

系统控制器140可接收来自于半导体制程机台200的信号。根据前述信号，系统控制器140控制传输机构120以将载有晶圆10的晶圆载具110 传递至需要晶圆10的半导体制程机台200。系统控制器140可包括一电脑整合制造系统(computer integratedmanufacturing system，CIM system)。

半导体制程机台200用于半导体制造。举例来说，半导体制程机台200 包括一沉积装置、一电镀装置、一蚀刻装置、一加热炉、一显影装置、或其他适合的装置。在部分实施例中，半导体制程机台200具有一装载端(load port)210、一闸口220、一开门器230、一前腔室240、一装载室 (load-lock chamber)260、以及一制程室270及一晶圆传递模块300。

装载端210装设于半导体制程机台200的一前侧200a以承载晶圆载具 110。闸口220是形成在前侧200a并位于装载端210上方。闸口220是位于前腔室240与(外界的)无尘室400之间，晶圆载具110是于无尘室400 中传递。位于前腔室240中的开门器230可关起闸口220。

放置并开启晶圆载具110的过程如下：如图1A所示，传输机构120将晶圆载具110置于装载端210上。同时，晶圆载具110的门板112b可朝向闸口220。接着，如图1B所示，开门器230开启晶圆载具110的门板112b 并带着门板112b一起向下移动。因此，开启了晶圆载具110，且晶圆10被装载入半导体制程机台200中。晶圆载具110的壳体112隔离开闸口220 (以及前腔室240)与无尘室400。

晶圆传递模块300是配置于前腔室240中。在部分实施例中，晶圆传递模块300是用以将晶圆载具110内的晶圆10装载入装载室260中、或是用以由装载室260将晶圆10卸载入晶圆载具110中。

根据本发明部分实施例，晶圆传递模块300包括一驱动组件310及一载片320。驱动组件310可包括一六轴的机械手臂，并受系统控制器140所发出的电子信号驱动。载片320设置于驱动组件310之上，并配置用于承载一晶圆10。当驱动组件310移动时，载片320同时移动。

根据本发明部分实施例的晶圆传递模块300的载片320的结构说明如下：

图3显示根据本发明部分实施例晶圆传递模块300的载片320的示意图。在部分实施例中，载片320包括一基部330及一延伸部340。基部330 自其第一端331沿一延伸方向E延伸并终结于一第二端332。在部分实施例中，多个锁附孔335形成于载片320的基部330用以供一锁附件(例如：螺丝)通过，以固定载片320于驱动组件310(图1A)之上。在部分实施例中，基部330的第二端332具有一弧形的侧缘，且弧形的侧缘的曲率可以大于或相近于所欲承载的晶圆10的边缘的曲率。

延伸部340配置用于承载晶圆10。在部分实施例中，延伸部340的第一端341连结基部330的第二端332，并沿上述延伸方向E延伸一既定长度，最后终结于一第二端342。上述既定长度可大于所欲承载的晶圆10的直径，例如延伸部340的第一端341与延伸部340的第二端342之间距大于300 毫米。当晶圆10设置于延伸部340之上时，延伸部340的部分区域并未为晶圆10所覆盖。然而，本发明实施例并不仅此为限，延伸部340所延长的既定长度亦可小于所欲承载的晶圆10的直径。

在部分实施例中，载片320的延伸部340上形成有多个吸附槽(图未示)。吸附槽可利用铣刀加工方式形成于载片320的上表面，吸附槽下方则是和真空帮浦(图未示)互相导通，并通过抽真空方式在吸附槽上方产生真空吸附力，使晶圆10可以被吸附于载片320上。

在部分实施例中，自上视图视的，延伸部340具有实质为U形的外观，但本发明实施例并不仅此为限。载片320的延伸部340可具有实质Y形的外观。或者，延伸部340具有实质T形的外观。或者，延伸部340具有实质为矩形的外观。在部分实施例中，载片320的延伸部340相对于一长轴线L对称，上述长轴线L平行延伸方向E，并且在晶圆10放至于延伸部340 上时，长轴线L通过晶圆10的中心。

载片320可以利用耐高温的陶瓷材料例如石英所制成，但本发明实施例并不限定于此。载片320亦可使用具有导电特性的金属所制成。

在部分实施例中，自延伸部340的第一端341至第二端342，延伸部340包括有多个段部，例如第一段部R1、第二段部R2及第三段部R3。第一段部R1、第二段部R2及第三段部R3在上述延伸方向E上连续排列，其中第一段部R1紧邻基部330，第三段部R3较第一段部R1与第二段部R2 远离基部330，且第二段部R2位于第一段部R1与第三段部R3之间。

应当理解的是，图3所显示的实施例中，将延伸部340区分为第一段部R1、第二段部R2及第三段部R3仅是为了对其进行说明目的。在部分实施例中，延伸部340的第一段部R1、第二段部R2及第三段部R3是一体成形所构成，并非可分离。

在部分实施例中，延伸部340的第一段部R1的内边界(靠近第一端 341的边界)位于延伸部340的第一端341，而延伸部340的第一段部R1 的外边界(靠近第二端342的边界)通过所欲承载的晶圆10的实质中心C。延伸部340的第二段部R2的内边界通过所欲承载的晶圆10的实质中心C，而延伸部340的第二段部R2的外边界通过所欲承载的晶圆10的远离基部330一侧的外缘。亦即，第一段部R1与第二段部R2的宽度在延伸方向E 上的宽度大于或等于晶圆10的宽度。延伸部340的第三段部R3的内边界通过所欲承载的晶圆10的远离基部330一侧的外缘，且而延伸部340的第三段部R3的外边界通过位于延伸部340的第二端342。亦即，第二段部R2 与第三段部R3的交界与第一端341的距离大于晶圆10的宽度。

在部分实施例中，延伸部340的第一段部R1与第二段部R2的厚度小于基部330的厚度。举例而言，基部330具有厚度T1，且延伸部340的第一段部R1与第二段部R2具有厚度T2。基部330的厚度T1大于延伸部340 的第一段部R1与第二段部R2的厚度T2。并且，延伸部340相对于第一段部R1与第二段部R2的下表面344与基部330的下表面334齐平。于是，延伸部340相对于第一段部R1与第二段部R2的上表面343的高度低于基部330的上表面333的高度。

在部分实施例中，延伸部340的第一段部R1与第二段部R2的厚度小于延伸部340的第三段部R3的厚度。举例而言，延伸部340的第一段部 R1与第二段部R2具有厚度T2，且延伸部340的第三段部R3具有厚度T3。延伸部340的第三段部R3的厚度T3大于延伸部340的第一段部R1与第二段部R2的厚度T2。并且，延伸部340相对于第一段部R1与第二段部 R2的下表面344与延伸部340相对于第三段部R3的下表面344齐平。于是，延伸部340相对于第一段部R1与第二段部R2的上表面343的高度低于延伸部340相对于第三段部R3的上表面343的高度。

上述厚度T1、厚度T2与厚度T3可介于约2毫米至约3毫米之间。如此一来，载片320可以通过相当窄小的通道以传递晶圆10至指定目的。通过上述载片320具有厚度变化的配置，当晶圆10设置于延伸部340的第一段部R1与第二段部R2之上时，晶圆10在延伸方向E上的相对两个边缘是受到基部330的第二端332与延伸部340的第三段部R3的侧缘所抵靠，晶圆10可以稳定放置于载片320上而不致从载片320滑落。然而，本发明的实施例并不仅此为限，在其余实施例中，载片320的延伸部340不具有厚度变化，延伸部340具有一致的厚度。

在部分实施例中，晶圆传递模块300还包括多个压力感测器，例如两个后端压力感测器361、两个前端压力感测器362、两个第一末端压力感测器363、及两个第二末端压力感测器364。

两个后端压力感测器361设置于延伸部340相对于第一段部R1的上表面343，并以对称的方式排列于长轴线L的两侧。另外，两个后端压力感测器361分别与第一段部R1与第二段部R2的交界(通过晶圆10的中心C 且垂直长轴线L的横轴线T)相隔间距d1。然而，应当理解的是，第一段部R1内的压力感测器的数量可以依照需求进行变更。在部分实施例中，延伸部340的第一段部R1设置两个以上的压力感测器。在部分实施例中，延伸部340的第一段部R1仅设置一个压力感测器。在另一些实施例中，延伸部340的第一段部R1内并未设置压力感测器。在另一些实施例中，延伸部 340相对第一段部R1的下表面344亦设置有压力感测器。

两个前端压力感测器362设置于载片320相对第二段部R2的上表面 343，并以对称的方式排列于长轴线L的两侧。另外，两个前端压力感测器 362分别与第一段部R1与第二段部R2的交界(通过晶圆10的中心C且垂直长轴线L的横轴线T)相隔间距d2。然而，应当理解的是，第二段部R2 内的压力感测器的数量可以依照需求进行变更。在部分实施例中，延伸部340的第二段部R2设置两个以上的压力感测器。在部分实施例中，延伸部 340的第二段部R2仅设置一个压力感测器。在另一些实施例中，延伸部340 的第二段部R2内并未设置压力感测器。在另一些实施例中，延伸部340相对第二段部R2的下表面344亦设置有压力感测器。

在部分实施例中，第一段部R1内的压力感测器的配置是与第二段部 R2内的压力感测器的配置相对于横轴线T对称配置。亦即，第一段部R1 内与第二段部R2内位于长轴线L同一侧的压力感测器与横轴线T相隔相同间距。

举例而言，位于长轴线L左侧的后端压力感测器361与横轴线T间相隔间距d1，并且位于长轴线L左侧的前端压力感测器362与横轴线T间相隔间距d2。间距d1相同于间距d2。关于此特征所产生的技术效果将于后续关于图8中关于传递晶圆的方法的说明中详述。然而，应当理解的是，本发明的实施例并不仅此为限，在其余实施例中，位于长轴线L一侧的后端压力感测器361以及前端压力感测器362与横轴线T相隔不同之间距。

两个第一末端压力感测器363设置于载片320相对第三段部R3的上表面343，并以对称的方式排列于长轴线L的两侧。两个第一末端压力感测器 363可以与延伸部340的第二端342紧邻设置或间隔一间距。然而，应当理解的是，第三段部R3内的压力感测器的数量可以依照需求进行变更。在部分实施例中，延伸部340的第三段部R3的上表面343设置两个以上的压力感测器。在部分实施例中，延伸部340的第三段部R3的上表面343仅设置一个压力感测器。在另一些实施例中，延伸部340的第三段部R3的上表面 343内并未设置压力感测器。

两个第二末端压力感测器364设置于载片320相对第三段部R3的下表面344，并以对称的方式排列于长轴线L的两侧。两个第二末端压力感测器364可以与延伸部340的第二端342紧邻设置或间隔一间距。然而，应当理解的是，第三段部R3内的压力感测器的数量可以依照需求进行变更。在部分实施例中，延伸部340的第三段部R3的下表面344设置两个以上的压力感测器。在部分实施例中，延伸部340的第三段部R3的下表面344仅设置一个压力感测器。在另一些实施例中，延伸部340的第三段部R3的下表面344内并未设置压力感测器。

上述后端压力感测器361、前端压力感测器362、第一末端压力感测器 363及第二末端压力感测器364可为一压电式压力感测器(Piezoelectric sensor)。压电式压力感测器包括一种压电材料(氧化锌(ZnO)或锆钛酸铅 (PZT))。当压电材料受到应力的情况下，会产生电极化(polarization)的现象而提供电荷，通过电荷的变化以感测压力的大小。

或者，上述后端压力感测器361、前端压力感测器362、第一末端压力感测器363及第二末端压力感测器364可为一电容式压力感测器 (Capacitive sensor)。电容式压力感测器包括两个平行电容板。当电容式压力感测器上的一电容板受压力而变形时，其与另一电容板间之间隙改变进而造成电容的变化，通过电容的变化以感测压力的大小。

或者，上述后端压力感测器361、前端压力感测器362、第一末端压力感测器363及第二末端压力感测器364可为压阻式压力感测器 (Piezoresistive sensor)。压阻式压力感测器包括一压阻材料。当压阻材料收到应力变化而变形时，其电阻值也会因而改变，因此可通过检测通过压阻材料的电路输出或者电阻的变化来测量压力的大小。

上述后端压力感测器361、前端压力感测器362、第一末端压力感测器 363及第二末端压力感测器364可通过设置于载片320上的线路(图未示) 连结于系统控制器140。上述线路可以暴露于载片320外部或者可以走线于载片320内。

继续参照图4，制程室270是配置于装载室260的背侧。晶圆10可由装载室260传递至制程室270以进行处理制程。在部分实施例中，制程室 270包括一晶圆传递室271位于制程室270中央并与装载室260连结。并且，晶圆传递室271中设置有晶圆传递模块350作为晶圆搬运传递装置。在部分实施例中，晶圆传递模块350的结构特征可与上述任一实施例所述的晶圆传递模块的结构特征相似，为简化说明，不再重复。

在部分实施例中，多个制程反应室273设置在晶圆传递室271的外圈。晶圆通过晶圆传递室271中的晶圆传递模块350自装载室260移出并送至反应室273内进行加工。并且，晶圆通过晶圆传递室271中的晶圆传递模块350自反应室273移出并移至装载室260，以送离制程室270。

在部分实施例中，反应室273包括一晶圆座274用以承载晶圆。晶圆座274可为静电式晶圆座(e-chuck)。或者，晶圆座274是连结至一真空源，并通过真空源所产生的真空固定半导体晶圆10于晶圆座274上方。

在部分实施例中，反应室273还包括一支撑销275用以支撑等待加工的晶圆。支撑销275穿设晶圆座274，并可连结于一升降构件(图未示)，以在晶圆装载于晶圆座274上或自晶圆座274卸除时使晶圆相对于晶圆座 274上下移动。例如，可从晶圆座274内抬升到晶圆座274上以及从晶圆座 274上调降到晶圆座274内。在部分实施例中，支撑销275包括金属材料、陶瓷材料或其他适合的材料。

图5显示本发明的部分实施例的传递一晶圆10的方法500的流程图。为了举例，该流程以图1A、图1B、图2-4、图6-7的示意图来说明。在不同的实施例中，部分阶段可以替换或是消去。可加入额外的特性至半导体装置结构中。在不同的实施例中，部分上述特性可以替换或是消去。

方法500起始于操作510，其中沿一既定路径移动晶圆传递模块300的载片320。在部分实施例中，晶圆传递模块300沿一既定路径进入晶圆载具 110、装载室260或者制程室270内，并用以装载位于晶圆载具110、装载室260或者制程室270内的一晶圆10。或者，晶圆传递模块300沿一既定路径进入晶圆载具110、装载室260或者制程室270内，并用以卸除晶圆传递模块300上的一晶圆10于晶圆载具110、装载室260或者制程室270中。在上述过程中，晶圆传递模块300的驱动组件310受系统控制器140所发出的电子信号驱动，将晶圆传递模块300的载片320朝晶圆载具110、装载室260或者制程室270移动。

方法500继续于操作520，根据压力感测器所产生的信号判断晶圆传递模块300的状况是否有异常发生。在部分实施例中，如图3所示，晶圆传递模块300包括后端压力感测器361、前端压力感测器362、第一末端压力感测器363及/或第二末端压力感测器364设置于载片320之上。在晶圆传递模块300的载片320沿既定路径前进的过程中，且在晶圆传递模块300 的载片320未到达既定路径的终点前，系统控制器140持续监控压力感测器361-364所产生的信号变化，以判断晶圆传递模块300的状况是否有异常发生。

举例而言，如图6所示，在晶圆传递模块300的载片320沿既定路径往晶圆载具110内前进，且在晶圆传递模块300的载片320未到达既定路径终点(晶圆载具110内的晶圆10对齐载片320的第一段部R1与第二段部R2)之前，系统控制器140持续监控第一末端压力感测器363与第二末端压力感测器364所产生的信号变化。在晶圆传递模块300沿既定路径往晶圆载具110内前进，且在晶圆传递模块300到达既定路径终点之前的过程中，若第一末端压力感测器363以及第二末端压力感测器364的信号皆未发生变化，则判断晶圆传递模块300的状况为正常，持续晶圆传递模块 300的移动(操作530)。

然而，在晶圆传递模块300的载片320沿既定路径往晶圆载具110内前进，且在晶圆传递模块300的载片320到达既定路径终点之前的过程中，若晶圆传递模块300的载片320如图6所示具有向下偏移的情况，第二末端压力感测器364将因受到碰撞而产生信号改变。当系统控制器140检测此信号变化，即判断晶圆传递模块300的状况具有异常，并发出一控制信号停止晶圆传递模块300的移动(操作540)。在部分实施例中，系统控制器140还发出一警告信号来驱动警报装置(图未示)。

或者，在在晶圆传递模块300的载片320沿既定路径往晶圆载具110 内前进，且在晶圆传递模块300的载片320到达既定路径终点之前的过程中，若晶圆传递模块300的载片320具有向上偏移的情况，第一末端压力感测器363将因受到碰撞而产生信号改变。当系统控制器140检测此信号变化，即判断晶圆传递模块300的状况具有异常，并发出一控制信号停止晶圆传递模块300的移动(操作540)。在部分实施例中，系统控制器140 还发出一警告信号来驱动警报装置(图未示)。

通过上述传递晶圆的方法500，晶圆传递模块300的载片320在移动的过程中由于内部机构的耗损或松脱，造成载片320的水平位置偏移，甚或无法稳定的保持水平状态，而产生上下振动的问题可以得到避免。于是，可以避免晶圆10传递过程中的例如晶圆掉片、晶圆刮伤、以及晶圆载具110 因撞击而损坏等问题，进而减少生产上的损失。

又举例而言，如图7所示，在晶圆传递模块300的载片320沿既定路径往制程室270内前进，且在晶圆传递模块300的载片320未到达既定路径终点(制程室270内的晶圆10对齐载片320的第一段部R1与第二段部 R2)之前，系统控制器140持续监控第一末端压力感测器363与第二末端压力感测器364所产生的信号变化。在晶圆传递模块300的载片320沿既定路径往制程室270内前进，且在晶圆传递模块300的载片320到达既定路径终点之前的过程中，若第一末端压力感测器363以及第二末端压力感测器364的信号皆未发生变化，则判断晶圆传递模块300的状况为正常，持续晶圆传递模块300的移动(操作530)。

然而，在晶圆传递模块300的载片320沿既定路径往制程室270内前进，且在晶圆传递模块300的载片320到达既定路径终点之前的过程中，若晶圆传递模块300的载片320如图7所示具有向上偏移的情况，第一末端压力感测器363将因受到碰撞而产生信号改变。当系统控制器140检测此信号变化，即判断晶圆传递模块300的状况具有异常，并发出一控制信号停止晶圆传递模块300的移动(操作540)。在部分实施例中，系统控制器140还发出一警告信号来驱动警报装置(图未示)以呼叫作业人员对晶圆传递模块300进行调校或维护。

或者，在晶圆传递模块300的载片320沿既定路径往制程室270内前进，且在晶圆传递模块300的载片320到达既定路径终点的过程中，若晶圆传递模块300的载片320具有向下偏移的情况，第二末端压力感测器364 将因受到碰撞而产生信号改变。当系统控制器140检测此信号变化，即判断晶圆传递模块300的状况具有异常，并发出一控制信号停止晶圆传递模块300的移动(操作540)。或者，系统控制器140可发出一警告信号来驱动警报装置(图未示)以呼叫作业人员对晶圆传递模块300进行调校或维护。

通过上述传递晶圆的方法500，晶圆传递模块300在移动的过程中由于内部机构的耗损或松脱，造成载片320的水平位置偏移，甚或无法稳定的保持水平状态，而产生上下振动的问题可以得到避免。于是可以避免晶圆传递过程中的例如晶圆掉片、晶圆刮伤、以及制程室270因撞击而损坏等问题，进而减少生产上的损失。

在上述实施例中，如图3所示，由于第一末端压力感测器363与第二末端压力感测器364是设置于载片320远离驱动组件310的第二端342，第一末端压力感测器363与第二末端压力感测器364可以较后端压力感测器361及前端压力感测器362更早检测出晶圆传递模块300的异常状况，故可减少芯片刮伤的程度并避免芯片发生破损。因此，后端压力感测器361 及前端压力感测器362可以省略设置。然而，本发明的实施例并不仅此为限，系统控制器140亦可针对后端压力感测器361及前端压力感测器362 的信号进行检测，并根据后端压力感测器361及前端压力感测器362的信号是否具有变化而判断晶圆传递模块300的状况是否具有异常。

图8显示本发明的部分实施例的传递一晶圆10的方法600的流程图。为了举例，该流程以图1A、图1B、图2-4、图9的示意图来说明。在不同的实施例中，部分阶段可以替换或是消去。可加入额外的特性至半导体装置结构中。在不同的实施例中，部分上述特性可以替换或是消去。

方法600起始于操作610，其中以晶圆传递模块300移动晶圆10。在部分实施例中，晶圆传递模块300的载片320沿一既定路径自晶圆载具110 传递晶圆10至装载室260。或者，晶圆传递模块300的载片320沿一既定路径自装载室260传递晶圆10至制程室270。或者，晶圆传递模块300的载片320沿一既定路径自制程室270传递晶圆10至装载室260。在上述传递过程中，晶圆10放置于晶圆传递模块300的载片320之上，并覆盖载片 320上的部分或者全部的压力感测器。

举例而言，如图9所示，晶圆10放置于晶圆传递模块300的载片320 相对于第一段部R1与第二段部R2的上表面243之上，并覆盖设置于第一段部R1与第二段部R2的上表面243的后端压力感测器361与前端压力感测器362。

方法600继续于操作620，根据压力感测器所产生的信号判断晶圆传递模块300的状况是否有异常发生。在部分实施例中，系统控制器140同时针对后端压力感测器361及前端压力感测器362的信号进行比对，以判断载片320在平行长轴线L的方向上是否产生水平高度的偏移。

详而言之，系统控制器140将后端压力感测器361与前端压力感测器 362发出的信号进行比较。由于后端压力感测器361与前端压力感测器362 相隔横轴线T(图3)相同距离，若载片320在平行长轴线L的水平高度为一致，晶圆10提供在后端压力感测器361的压力与晶圆10提供在前端压力感测器362的压力也会趋近相同。若后端压力感测器361与前端压力感测器362所检测的信号间具有差异，则可判断载片320在平行长轴线L的方向上可能产生水平高度的偏移。

因此，在晶圆10移动过程中，当系统控制器140检测后端压力感测器 361与前端压力感测器362所提供的信号两者间具有差异时，系统控制器 140即发出一驱动信号停止移动晶圆10(操作640)并且选择性发出一警告信号来驱动警报装置(图未示)以呼叫作业人员对晶圆传递模块300进行调校或维护。相反地，在晶圆10移动过程中，当系统控制器140持续检测后端压力感测器361与前端压力感测器362所提供的信号两者间皆为相同时，则判断传递过程正常，而继续移动晶圆10(操作630)。

在部分实施例中，系统控制器140同时针对位于长轴线L两侧的两个后端压力感测器361的信号进行比对，以判断载片320在平行横轴线T(图 3)的方向上是否产生水平高度的偏移。

详而言之，系统控制器140将两个后端压力感测器361发出的信号进行比较。由于两个后端压力感测器361相隔长轴线L相同距离，在晶圆10 中心C位于长轴线L之上的状况下，晶圆10提供在长轴线L左侧的后端压力感测器361的压力相同于晶圆10提供在长轴线L右侧的后端压力感测器 361的压力。若两个后端压力感测器361所检测的信号间具有差异，则可判断位于晶圆传递模块300上的晶圆10可能发生偏移。

因此，在晶圆10移动过程中，当系统控制器140检测两个后端压力感测器361所提供的信号两者间具有差异时，系统控制器140即发出一驱动信号停止移动晶圆10(操作640)并且选择性发出一警告信号来驱动警报装置(图未示)以呼叫作业人员对晶圆传递模块300进行调校或维护。相反地，在晶圆10移动过程中，当系统控制器140持续检测两个后端压力感测器361所提供的信号两者间皆为相同时，则判断晶圆10未发生偏移，而继续移动晶圆(操作630)。

同样的，系统控制器140亦可同时针对位于长轴线L两侧的两个前端压力感测器362的信号进行检测，以判断晶圆10在平行载片320的长轴线 L上的方向是否已经发生偏移。详而言之，在晶圆10移动过程中，当系统控制器140检测两个前端压力感测器362所提供的信号两者间具有差异时，系统控制器140即发出一驱动信号停止移动晶圆10(操作640)并且选择性发出一警告信号来驱动警报装置(图未示)以呼叫作业人员对晶圆传递模块300进行调校或维护。相反地，在晶圆10移动过程中，当系统控制器 140持续检测两个前端压力感测器362所提供的信号两者间皆为相同时，则判断晶圆10未发生偏移，而继续移动晶圆(操作630)。

在部分实施例中，系统控制器140同时针对后端压力感测器361及前端压力感测器362的信号进行检测，以判断晶圆传递模块300的载片320 是否发生震动。举例而言，当系统控制器140检测后端压力感测器361及前端压力感测器362的信号持续发生固定或非固定幅度的来回震荡时，即可判断晶圆传递模块300的载片320可能发生震动，进而发出一驱动信号停止移动晶圆10并且选择性发出一警告信号来驱动警报装置(图未示)以呼叫作业人员对晶圆传递模块300进行调校或维护。

在部分实施例中，系统控制器140针对两个后端压力感测器361以及两个前端压力感测器362其中的一者的信号进行检测，以判断晶圆10是否位于晶圆传递模块300。举例而言，当系统控制器140检测两个后端压力感测器361以及两个前端压力感测器362其中的一者的信号大于一既定数值时，即判断晶圆10位于晶圆传递模块300。上述既定数值可将晶圆10放置于晶圆传递模块300时各压力感测器所产生的数值预先储存于系统控制器 140。

在部分实施例中，如图9所示，系统控制器140还同时检测第一段部 R1与第二段部R2的下表面244的压力感测器365、366的信号，并利用上述方法500判断晶圆传递模块300是否有异常发生。

本发明实施例的晶圆传递模块利用多个压力感测器，在不干扰晶圆传递模块正常运行的情况下，随时检测晶圆传递模块的载片是否保持于正常的水平高度。于是，可以避免晶圆掉片、晶圆刮伤或机台被偏移的晶圆传递模块碰撞等问题，以有效提高晶圆制造的良率。另外一方面，作业人员也可以实时获得警示通知并进行适当处理，使机台更稳定并提升机台生产率。

本发明的实施例提供一种晶圆传递模块。晶圆传递模块包括一驱动组件。晶圆传递模块还包括一载片。载片设置于驱动组件上且包括置用于承载晶圆的一延伸部。延伸部沿一延伸方向自一第一端延伸至一第二端，且在延伸方向上按序包括一第一段部、一第二段部及一第三段部。第一段部与第二段部配置用于承载晶圆，且第二段部与第三段部的交界与第一端的距离大于晶圆的宽度晶圆传递模块也包括一第一末端压力感测器。第一末端压力感测器设置于载片的延伸部之上并配置用于感测一压力并根据所感测的压力发出电子信号。

在部分实施例中，晶圆传递模块还包括一后端压力感测器及一前端压力感测器。后端压力感测器设置于第一段部。前端压力感测器设置于第二段部。第一段部连结第二段部于一横轴线。后端压力感测器与横轴线间之间距相同于前端压力感测器与横轴线之间距。

在部分实施例中，晶圆传递模块还包括两个后端压力感测器。两个后端压力感测器设置于第一段部并分别位于载片的一长轴线的两侧，且与长轴线相隔相同间距。

在部分实施例中，晶圆传递模块还包括两个前端压力感测器。两个前端压力感测器设置于第二段部并分别位于载片的一长轴线的两侧，且与长轴线相隔相同间距。

在部分实施例中，晶圆传递模块还包括一第二末端压力感测器，第一末端压力感测器设置于载片相对于第三段部的一上表面，且第二末端压力感测器设置于载片相对于第三段部的一下表面。

在部分实施例中，晶圆传递模块的异常状况发生于压力感测器受碰撞时。

在部分实施例中，上述方法包括承载晶圆于晶圆传递模块上，并同时比对压力感测器中受晶圆覆盖的两个压力感测器的信号。当两个压力感测器的信号相异时，停止移动晶圆传递模块的载片。

在部分实施例中，载片自一第一端沿一延伸方向延伸至一第二端，且载片的一长轴线平行上述延伸方向。同时比对压力感测器中受晶圆覆盖的两个压力感测器的信号的操作包括同时比对分别位于载片的长轴线的二侧的两个压力感测器的信号。

或者，同时比对压力感测器中受晶圆覆盖的两个压力感测器的信号的操作包括同时比对分别位于载片的横轴线的二侧的两个压力感测器的信号。

以上概略说明了本发明数个实施例的特征，使所属技术领域中技术人员对于后续本发明实施例的详细说明可更为容易理解。任何所属技术领域中技术人员应了解到本说明书可轻易作为其它结构或制程的变更或设计基础，以进行相同于本发明实施例的目的及/或获得相同的优点。任何所属技术领域中技术人员也可理解与上述等同的结构或制程并未脱离本发明实施例的构思和保护范围内，且可在不脱离本发明实施例的构思和范围内，当可作变动、替代与润饰。

Claims

1.一种晶圆传递模块，适用于承载一晶圆，包括：

一驱动组件；

一载片，设置于该驱动组件上且包括用于承载该晶圆的一延伸部，其中该延伸部沿一延伸方向自一第一端延伸至一第二端，且在该延伸方向上按序包括一第一段部、一第二段部及一第三段部，该第一段部与该第二段部配置用于承载该晶圆，且该第二段部与该第三段部的交界与该第一端的距离大于该晶圆的宽度，其中该第三段部的厚度大于该第一段部的厚度或该第二段部的厚度；以及

一第一末端压力感测器，设置于该延伸部的该第三段部的上表面并配置用于感测一压力并根据所感测的压力发出电子信号以判断该载片是否发生偏移。

2.如权利要求1所述的晶圆传递模块，还包括：

一后端压力感测器，设置于该第一段部；以及

一前端压力感测器，设置于该第二段部，其中该第一段部连结该第二段部于一横轴线，该后端压力感测器与该横轴线间之间距相同于该前端压力感测器与该横轴线之间距。

3.如权利要求1所述的晶圆传递模块，还包括两个后端压力感测器，该两个后端压力感测器设置于该第一段部并分别位于该载片的一长轴线的两侧，且与该长轴线相隔相同间距。

4.如权利要求3所述的晶圆传递模块，还包括两个前端压力感测器，该两个前端压力感测器设置于该第二段部并分别位于该载片的该长轴线的两侧，且与该长轴线相隔相同间距。

5.如权利要求1所述的晶圆传递模块，还包括一第二末端压力感测器，该第一末端压力感测器设置于该载片相对于该第三段部的一上表面，且该第二末端压力感测器设置于该载片相对于该第三段部的一下表面。

6.一种传递一晶圆的方法，包括：

沿一既定路径移动一晶圆传递模块的一载片，其中该载片包括用于承载该晶圆的一延伸部，该延伸部沿一延伸方向自一第一端延伸至一第二端，且在该延伸方向上按序包括一第一段部、一第二段部及一第三段部，该第一段部与该第二段部配置用于承载该晶圆，且该第二段部与该第三段部的交界与该第一端的距离大于该晶圆的宽度，其中该第三段部的厚度大于该第一段部的厚度或该第二段部的厚度；

根据该晶圆传递模块的多个压力感测器中的至少一个所产生的信号判断该载片是否发生偏移；以及

当该晶圆传递模块的状况判定为异常时，停止移动该晶圆传递模块的该载片，其中该晶圆传递模块的异常状况发生于该晶圆对齐该载片之前，所述压力感测器受碰撞时。

7.如权利要求6所述的方法，还包括承载该晶圆于该晶圆传递模块上，并同时比对所述压力感测器中受该晶圆覆盖的两个压力感测器的信号，当该两个压力感测器的信号相异时，停止移动该晶圆传递模块的该载片。

8.如权利要求7所述的方法，该载片的一长轴线平行该延伸方向；

其中，同时比对所述压力感测器中受该晶圆覆盖的两个压力感测器的信号的操作包括同时比对分别位于该载片的该长轴线的二侧的两个压力感测器的信号。

9.如权利要求7所述的方法，该载片的一横轴线垂直该延伸方向且通过该晶圆的中心；

其中，同时比对所述压力感测器中受该晶圆覆盖的两个压力感测器的信号的操作包括同时比对分别位于该载片的该横轴线的二侧的两个压力感测器的信号。