TW200845272A - Apparatus for holding disk-like objects - Google Patents

Description

200845272 i x w wpxx 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種保持半導體晶圓的裝置 【先前技術】 德國專利公開申請案第DE 196 01 708 A1號公開了一 種可用於確定物體表面位置的系統。物體可以是半導體晶 o c 圓，諸如，此半導體晶圓具有在其表面和多個方向特徵 (directional feature)上的基本垂直格線(grid Une)的規則排 列。相對於麥考坐標系統方向的格線方向可以在此系統的 輔助下確定。也可以確定與多個方向特徵的方向變化相關 的格線、$化。可在*考坐標系統巾提供方向變化的位置。 使用這個裝置也使得可能確定距表面幾何中心的特徵的距 離，此距離是參考方向特徵確定的。 【發明内容】 此是提供—翻於保持碟狀物體的裝置， 衣置允泎在可罪的方式下安全 物，而與物體邊， 保持碟狀 利乾圍弟-項所述之特性的裝置來完成。 甲明專 ，發明是關於_细於保觸狀物(尤 的I置’具有至少三個用於 命體日日0) 邊緣區域的觸或支承# 0以&碟狀物於其外部 持物的尺寸㈣精確^ 具有可崎據每個待保 此裝支承部件的定位的優點。 用£域(_咖_)是在實施例t 5 200845272 作爲用於接收和保持掃 圓的後部盡可能完全相：二上晶圓的接收盤。爲了保持晶 置區域上的支承是自由，在晶圓被放 此，根據本發明裝ϋ 取低限度地覆盖邊緣區域。為 要非常精確地件是相對小的，然而，由於 承部件是必需的。將至以，因此此相對小的支 成可移動的以便可補产 支承部件中的至少一個製 可以用_來失住了形尺村的容許度益且/或者 本發明的較佳實施例 三個支承部件被安排以大部件，此至少 周圍。在這種方法中物體可避旁^角^刀佈於碟狀物的 的保持在不理想條件中會導體: ::::持，此單邊 在這種情况下：初士7 物體傾斜並跌出保持裝置。 離是120。的形^存在件以射的每一個到下一個的距 f支承部件設置在公用機架（CO·— 有馬狀物。此機架可具 提供了砗肤物-T 在故開口）。本發明的實施例 碟狀物=者:==^ Ϊ:=)組：諸如，其中的兩個是_=: 私動的。_，可以將此可移

Med 件的帝動^ 例也是可能的’諸如’可移動支承部 电動鶴、水壓驅動、線性的或旋轉的可移動部件等 200845272 等。在打開的條件下，將待保持的晶圓或物體放置在三個 針脚上並且通過閉合氣缸將其夾在此三個針脚之間。 本發明的另外一個實施例提供了至少一個可移動的 固定部件(securing element)，此可移動的固定部件設置在 機=上，其在碟狀物的邊緣下方延伸(reach)很小的距離。 可選擇地，也可提供兩個或多個可移動的固定部件，每個 移動的固定部件在碟狀物的邊緣向下方延伸很小的距 Ο 離二，些f定部件形成固定裝置來避免待保持的物體或晶 圓等等跌^。爲了避免具有料錄雜低限值的尺寸的 曰曰圓或物體在放置於保持件(h〇lder)中時通過保持件從支 承部件跌落，-個、兩個、三個或更多附加支承點框轴轉 入(pivoted in) ’其作爲除支承針脚之外的固定部件。在樞 車峨入狀態(Piv〇ted-instate)中它們更加靠近晶圓巾心。將 支承物合適地調整以便使其離晶圓底部只有幾十分之 …毛米的距離並且通常不會接觸晶圓。較佳地，可移動固 空間上與支承部件相關聯或者此可移動固定部件設 置在支承部件附近。 —ΐ發明進一步的較佳實施例提供了可移動部件，當碟 ;支承α卩件之上時，此可移動部件可以 物體的接合區域外。碟狀物體或晶圓如果放置 針脚此上’彻針脚的幾何邊緣通過閉合可移動 或晶圓可在其三個支承針脚上移位(趟）。 曰”柑’三個姉轉人的支承件賴㈣㈣ 7 200845272 j. 離開掃描器的可視區域。 本發明的可選實施例可提供至少一 件和/或至少一個可移動固定部 + "可移動支承部 可繞軸線樞軸轉動的。至少_個二f5疋可移置的和/或 _個可移動时部件可赠如機械或至少 水屢地、氣麼地或用其他方法來促動。電力發電機、 Ο 本發明的較佳實施例提供了兩個或 的固定部件，此兩個或者更多個可移動〜口可私動 接部件（晴獄ting element)純並且可由=件=葬 (common actuator)來促動⑽赚）。此兩 用夕㈣盗 =::動通過 △祕—來絲。输部件可轉 :面的位準㈣)以上或以下。促動器的—個實 作=M k (pneumatic cylinder)。到獨立轉杆 (mdmdual pawls)或耦接件(c〇upling Unk)的運動傳輪可以

C 通過輕接件在晶®上謂輸或通過_在晶圓下方傳輸。 線繞异體的優點在於其在晶圓水平面的上方無移動機件 (moving part)。結果，如果空氣被適當地引入到此袖珍環 境中’晶圓表面不會有污染。 本發，不但用於可靠地保持碟狀物（如晶圓或類似 物），而且還可用於有利地來確定晶圓的中心點而不用考慮 晶圓邊緣的形狀。爲了這個目的，首先將晶圓放置在保持 件中。在本文中’將晶圓的邊緣壓在至少三個機械接觸部 件上，其中佈置至少三個機械接觸部件使得晶圓的中心點 8 Ο Ο 200845272 在由接觸部件定義的幾何 確定每個接觸部件的付罢I 然後 晶圓的幾何參數=幾:且:_件的位置 =或，晶圓的圓度(一)。每二 置可以從明場像⑽;者通孔^母接觸部件的位 、札水確疋。本文中，如果接觸部件中 :=::1:=碼器’那會是非常有利的，以便以 ΐ 了 tr部件的位置。除了至少三個接觸部件， 二=個機械傳感器，此機械傳感器可以確定晶 1發明的進—步實施例提供了至少一個參考面，此參 置架if晶，持件上用於校準光學傳感器裝 、/子、寸。也可以提供多個這種參考面。這些參考面 可以形成為諸如晶圓保持件中的凹部，此凹部適合於改善 成像:考面K土疋由不同材料組成(如石夕或合適的塑璆材 2 ::$°午獲侍各種各樣的資訊，此資訊是關於照明質 ^ 口聽:Ϊ各樣照明模式（明場像、暗場像)的照相機功 月匕。可將麥考面設置在圖像中的多個位置處。這些固定定 位的表面的獨特優勢在於它們允許在照明或成像中的長期 效應可以被#估且糾正而不造成干擾影響，此干擾影塑是 由所^及晶圓的特性改變而産生的。在參考面的協助;校 未顯示）常常用於光學檢測晶圓。就此 而論’待檢測晶圓的中心點常常被根據本發明的裝置所確 9 Ο L) 200845272 定，此確定中心點 快速的方法下完成。 依讀觸部件在非常精確和 【實施方式】 圖I圖解說明了根據本發明 其用於保持諸如半導體晶圓12的碟的-㈣施例， 12的f心點或其找何參數 ^了確定晶圓 將晶圓12插入公用機架例如是晶圓:;二=^ 持件14具有圓形開口 16(circuIar〇penin ) 阳圓保 16製成稍微大於晶圓12本身。 f將此_開口 持…有三個接觸部件18。對於本;二== 來^常明顯的’這裏所示的接觸或支承 部件。將晶圓12插入到晶圓保持件Η的開口 晶圓被支承在接觸部件18的支承部件2〇(如圖]此 為了使晶圓12的邊緣22與接觸部件18或它們的停止面 24(St〇P surface)(如圖2)具有機械的接觸，將至少—個 觸部件設置爲可移動的。可將接觸部件18沿著橫向哭 (traversing directions移動。通過可移動接觸部件^使^ 圓12的邊緣22與剩餘的接觸部件18具有機械的接觸。= 接觸部件18的位置出發，可定義接觸部件18到晶圓u 的邊緣22的距離，並且也可定義接觸部件18到晶圓η 的中心點的距離。 曰曰' 圖2是晶圓12的邊緣22的圖解視圖。晶圓12的邊 緣22是圓的。未㈣出晶圓邊緣的尖角。接觸部件心 10 200845272 ==通過此接觸部件18將晶圓12機械地保持和接觸。 接觸邰件18包括支承部分20和停止面24。晶圓12及复 邊緣22與接觸部件18的停止面24具有機械特性的接觸。 通過設置在接觸部件18上的支承部件2〇與晶圓12的 部分28相接觸來確保對晶圓12的支承。 圖3到圖11顯示了依照本發明的裝置1G的兩個 例的各種視圖和操作狀態，此裝置10用於保持半導體晶圓 Ο Ο 置通常應用於對晶圓12的光學檢測、錯誤檢 二詈似檢測’其中’在—方面，—直(甚至諸如將此 衣置_轉動或_時)將晶圓12安全地蚊是十分重要 Γ=一方面，應當將最小可能的晶圓背部表面區域覆 ::::妨礙光學檢測。由於這個原因，應當在盡可 月匕小的支承面上支承晶圓。 如圖3到圖11所示的保持裝置1〇包括〇型 =機=晶圓保持件14，其在—邊開口以接=曰7 圓保持件14具有圓弧开彡門η κ U 曰曰 的内部，此确娜牛18設置於開口16 圍分佈，來確保晶圓=可靠大於⑽。的角度範 ## 14 ^Ho ^了罪支承。將晶圓插入到晶圓保 】支承二^ 形式的三個附4I Ά動支架(Pivoting brackets) 傾斜，或者發生0最日不會擠塞或 個都可在兩個端位置之間二動此轉在動第== 200845272 並不會進入到開口 16中，而在第二端位置中，在通過大約 60°-90°旋轉角度的樞軸轉動後，它們從邊緣實質地徑向延 伸到開口 16内。於此第二端位置中，每個轉動支架延伸到 已插入的晶圓12之下，然而，它們並不接觸此晶圓12， 但設置成離此晶圓12有一段距離，使得只有接觸部件18 處於接觸嚙合(touching engagement)中。此距離通常非常 小，諸如，可以在幾百分一或幾十分一毫米範圍内。 圖3的圖解顯示了在其第一端位置中的轉動支架32， 此第一端位置對應於其餘的位置，在此第一端位置中，轉 動支架32不會在開口 16中突出。只有當插入晶圓12時， 轉動支架32轉換到其第二端位置(如圖句，用此二 置來防止晶圓12跌落。然後，可將晶圓12插入晶圓保持 件14中並且通過接觸部件18(如圖5)固定此晶圓12。在理 想的情形中，轉動支架32不會接觸晶圓12，但會與此晶 圓12保持-段距離。由於在其第二端位置中轉動支架= Ο 的尺寸大小的原因’此轉動支架32能够不良地影響晶圓 部的光學檢測，因此，在成功地將晶圓1;2插入之後(如 6)，此轉動支架32能從晶圓12的周圍區域收回到其第一 端位置。現在晶圓12可輯過預制光學檢測站㈣^ inspection station) 〇 在實施例中所示的轉動支架32常常設置在接觸部 18的附近’或者空間上與接觸部件18相關聯 上適當的’但不總是必需的。本質在於晶 j 180。的角度制被支承，續當其不精確地被放置於^ 12 200845272 x 傾斜或跌落的情況。每個轉動支架32都被公 件u 動和移動，此氣壓紅設置在晶圓保持 ’、 諸如’如圖所示在合適的凹部中。 Η到圖11說明了促動轉動支架32在每個端位置之 間的樞轴運動的處理模式，其中圖3到圖9說明了第—實 Ο

加！個錢财依靠耦接杆和附加減件將轉動支 續敕1土促動，而在根據圖10和圖11的第二實施例中的 二:"通過重定向纔線(redirected cable)來實現。在兩個變 勺:、、’？靠氣壓缸啓動運動，在第-實施例中，此氣壓缸 =/舌基杆(plst〇n r〇d)或推力杆(thrusting _)，此活塞 ，或推力杆與減杆協同工作，而在第二實施例中ς氣 ^促動齡。祕杆是在晶κ上的平面巾，峨線則在 :員下延伸。使用纜線的實施例之優點在於在晶圓位準上 2移動機件。這是#空氣被適#地引人姆環境中時晶 W表面沒有污染的原因。 ，第貝粑例中（圖7到圖9)，支承於晶圓保持件14 ^的氣壓缸34通過推動杆36與可姉轉動的被支承盤式 連軸節38(supported coupling disk)協同工作，其中盤 ，節38與中間的轉動支架32岐連接在—‘並且在繞 軸40轉動的_轉動運動中定義其轉動運動，此轴4〇^ 承於晶圓㈣件14巾。兩個她杆42與盤式連轴節％ 的兩邊連接在-起並且與附加盤式連轴節伽齡， d^k)44相連，此盤式連軸節44均環繞開口 16的外圍支承 在晶圓保持件14上。這些附加盤式連軸節44也設有附加 13 Ο Ο 200845272 耦接杆(further coupling r〇d)46，用於最終建立所要求的到 另士外兩個轉動支架32的有效連接，使得#促動氣壓缸^ 日^可以紐所有的三個猶支架實質上同步的樞袖轉動 、’此同步繞轉動運動通過大概相同馳軸轉動角 =如從圖7和圖8可見’兩個附加轉動支架32也可固定 地設有相應的盤式連㈣48，此兩_加轉動支架32是 ，過耦接杆42、46與盤式連軸節38以及盤 來控制的。 々β在圖7的圖解視圖中，當推力杆％向左延伸時，與 孔，紅34的推力杆^協同卫作的中央盤式連軸節％向左 =轉動，使_接杆42和46以及與其祕的盤式連轴 ，和48沿相同方向樞轴轉動。轉動支架32處於超出其 契晶圓接觸範圍的第一休止位置(resting p〇siti〇n)。 列士ί圖8的圖解視圖中，中央盤式連轴節38樞轴轉動 Ί且推力杆％亦收縮至右邊，使得與其連接的柄接 ^告46與耦接的盤式連軸節44和48沿相同方向樞軸轉 曰三當插人晶圓時’轉動機架32處於其第二端位置，在與 曰曰圓:接觸範圍中或在晶圓的外邊緣之下。 圖9的不思性透視圖詳細地顯示了盤式連軸節38、44 5^及兵其連接的耦接杆42和46的協同工作。可以看 :::彼此間的聯接或在晶圓保持件14内的聯接，以及彼 此耦合的機件的連接。 結合圖10和圖u說明了用於轉動支架32的另一驅 月况’此轉動支架32可以不通過祕杆而通過重定向規 14 200845272 線50、52和54進行樞軸轉動。在這^ 中，總體上更緊凑的結構是可能的，因 =平=内氣壓缸34與三個同步可移_· 線 矛連接，在這種情况中，此纜線50、52和 54的每-個都與一個轉動支架32編連。通過 = Ο Ο 個滑輪56合適地重定向觀，可完成轉動料1 轉動，其可避免晶圓！2的傾斜或跌落。魏 = 50可促動中間的轉動核32，通過滑輪兄將此 線50重定向，此滑輪56離待拖轴轉動的轉/ 接=此第一_。總體上是相對短的:兩： 的轉動支架32通過較長魏線％和M 此卜 和54均在三個滑輪56上彡丨導 、，見線52 軸轉動的固定支架32 n衣有回拉㈣(mum sp麵)(未顯示），_ 缸34不再施加牽力於繞線5〇、52和5 :用 赞^丨恤”^^些^彈簧製成螺旋轉矩彈 32的枢軸轉動軸區域4如’其中每-個都設置在機架 也可在圖3到圖6及圖1n 14中的凹部形式參考φ 6〇°，此來到形成於晶圓保持件 的。此參考面較佳由不㈤的材像是必需 材料。它們允許獲得關於昭旦 石夕或合適的塑膠 以用於各種各㈣模烟#£和照域功能的資訊， 圓保持件14_部右方^ 附財所示，在晶 ^ 二固疋設置的表面的獨特 15 200845272

【圖式簡單說明】 優勢在於trt〗切評估並且糾正在照 應而不•成附帶的干擾影響，此千 的特式财相时紹本翻。树明進一步 、 目的和優點將會從附圖中獲得，其中·· 圖1，用於保持半導體晶圓的裝置的圖解視圖。 圖2是晶圓邊緣的放大視圖。 一立圖3是&有接觸部件和附加固定部件的晶圓保持件的 不思視圖。 圖4是根據圖3的晶圓保持件的另一視圖。 圖5是根據圖3的帶有已插入晶圓的晶圓保持件的示 意視圖。 圖6是根據圖5的晶圓保持件的又一視圖。 圖7是根據圖3的晶圓保持件的背面平面圖。 圖8疋根據圖7的晶圓保持件的又一視圖。 圖9是晶圓保持件的一部分的示意透視圖。 圖10是晶圓保持件的可選實施例的背面平面圖。 圖11是根據圖10的晶圓保持件的示意透視圖。 在圖中相同的參考編號顯示了相同的或基本上等同的 16 200845272 部件或功能組。 【主要元件符號說明】 ， ίο ： 12 : 14 : 16 : 18 : 20 : 22 : 24 : 26 : 28 : 32 : 34 : 36 : 38 : ϋ 40 ·· 42 : 44 : 46 : 48 : 50 : 52 : 54 : 裝置 晶圓 晶圓保持件 圓弧形開口 接觸部件 支承部件 晶圓的邊緣 停止面 橫向器 平面部份 轉動支架 氣壓红 推力杆 盤式連軸節 軸 耦接杆 附加盤式連軸節 耦接杆 盤式連軸節 第一條重定向纟覽線 較長的重定向、纜線 較長的重定向纜線 17 200845272

56 : 60 : 滑輪 參考面 18

Claims (1)

1. 200845272 十、申晴專利範圍： 半圓_:^寺置碟1 物=裝置，所述碟狀物懸包括 體，其中所述接觸部===:述碟狀物 少三個接觸部件設置在公用機芊上，二所逑至 Ο Ο 段距離。體邊緣的下方延伸並且離所述碟狀物- 牡署2. 利申請範圍第1項所述之用於保持碟狀物Μ I置，其特徵在於所述至少三個 ::二大物體的 狀物體的周圍以大於180。的角度分佈。排在所述碟 3·如專利申請範圍第】項或 狀物體的農置，其射丈在於可通過所述至;於保持碟 觸部件來固定或壓 “述碟:=所述至少一個可移動接 的裝4置如其專特==:= 輪廓。 咬木^、有早邊開口或u型的 5. ，專利申請範圍第4項所述之用於 衣置，其特徵在於提供兩個或多 ^物體的 所述可移動固定部件均在所述碟狀物體部件， 且離所述碟狀物體一段距離。 體ι彖的下方延伸並 6. 如專利申請範圍第4項或第5 狀物體的裝置，其特徵在於 移用於保持碟 、了私動固定部件與所述 19 200845272 接觸部件空間上相關聯或者設置在 7.如專利申請範圍第 件的附近。 ^ 少—個可移動 至少一個可移誠定部件可叫機觀、斤述 水壓地、氣壓地或用其他方法來促動。 电功機地、 8.如專利申請範圍第7項所述之 裝置，其特徵在於所述_或多個所述可物體的 Ο 過聯接部件祕並且可通過公用促_來促動牛通 =接杆和/或通過齡減，並且可通過公用促動器來= 的牡t 利t請範圍第1項所述之用於保持碟狀物體 、衣置，/、4寸徵在於至少一個參考面設置在所述公用機架 上，所述參考面用於校準光學檢測裝置的光學特性。/、 CJ 20