TW201024194A - Wafer transfer unit and probe station including the same - Google Patents

Description

201024194 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種晶圓搬運單元及包含該晶圓搬運單 元之一探針台，尤指一種用來搬運從一晶圓盒中之一晶圓 至一晶圓盤之一晶圓搬運單元，以及包含該晶圓搬運單元 之一探針台。 【先前技術】 一般來說，一探針台包含有一裝載單元及一探測單 _ 元。裝載單元用來搬運一晶圓，其中該晶圓上具有複數個 晶片形成’以及裝載早元預先排列該晶圓。探測單元從裝 載單元接收該晶圓後’電連接該晶片’使一測試器可測試 該晶片之電特性。 * 纟載單元係用來從—晶圓盒取出晶圓，其中該晶圓盒 中具有複數個晶圓連續堆疊，並振運晶圓至探測單元。 探測單元包含有一晶圓盤及一晶圓調整元件。晶圓盤 • 以x_y_z三維座標轴向移動，並旋轉以引導晶圓朝向一探 針卡，透過該探針卡，每一晶片可電連接至一測試器。此 外，當晶圓盤負載晶圓時，晶圓調整元件可調整晶圓的位 置’使該晶圓與探測卡之位置可相互對應。 此時，裝載單元及探測單元内部需保持相當程度的清 潔。因此，裝載單元及探測單元内部需有效率的將微粒清 除。值得注意的是，當探針台用來測試複數個形成於晶圓 上並應用至一互補式金屬氧化層半導體（c〇_ ementary metal-oxide semiconduct〇r，CM〇s )影像感測元件之晶.片

5180-10484-PF 3 201024194 時’一高度乾淨的環境是必要的。 【發明内容】 晶 本發明實施例提供一晶圓搬運單元，可有效移除一 圓上之微粒。 * 此外，本發明實施例提供一探針台，其 、苗留- „ 开^ 3該晶圓搬 運單兀，以及可移除一晶圓上之微粒。 微 根據本發明實施例，一晶圓搬運單元包含有.— 盤；一搬運臂，設置於該旋轉盤上方，用來搬運轉 :驅動部’設置於該旋轉盤下方，用來線性移動該搬 以及蓋體’覆蓋於該旋轉盤及該搬運臂上，其包含 第一通孔，使-清潔氣體經由該第—通孔向^ : 圓。另外，該驅動部包含有：一發 、μ曰日 接於該旋轉盤之一底面；一驅動滑輪，式連 動機接合；一傳動滑輪，以可轉動 /與該發 ❹ 底面；以及-驅動帶，用來結合該接㈣轉盤之該 並連接該搬運臂，以線性移動該搬該驅動滑輪’ 在本發明-實施例中，該晶圓搬 測盤設置於該旋轉盤與該蓋體之 匕含有一偵 確感測元件，用來偵測位於—晶圓盒；偵測盤包含有-精 該晶圓盒中之該晶圓的存在。另義=之一晶圓，以判斷 二通孔，相鄰於該第一通孔，使該主：：測盤包含有-第 曰曰曰圓。此外’ 1¾晶圓搬運單元另包含、氣體順暢地流經該 器，配置於該嗔測盤之-邊緣處， 貞離子空乳淨化 負離子空礙淫^ # 除該晶圓與微粒間的靜電荷。 八冷化器移

5180-10484-PF 4 201024194 根據本發明之實施例，一探針台包含有：一底座單元， 其具有一測試空間，用來測試複數個形成於一晶圓上之晶 片；一裝載單元，用來提供該晶圓予該底座單元；一氣體 供應單元，配置於該裝載單元上方，用來提供一清潔氣體 至該裝載早元，以及一氣體釋出單元，配置於該裝載單元 下方’用來向下釋出該清潔氣體；其中該裝載單元包含有： 一旋轉盤；一搬運臂，設置於該旋轉盤上方，用來搬運一 ❹ 晶圓；一驅動部，設置於該旋轉盤下方，用來線性移動該 搬運臂；以及一蓋體，覆蓋於該旋轉盤及該搬運臂上，其 包含有一第一通孔，使一清潔氣體經由該第一通孔向下流 經該晶圓。 ， 根據本發明實施例，當一清潔氣體向下流動移除晶圓 ’ 上之微粒時’一形成於一蓋體之通孔可使清潔氣體順暢流 動’以有效清除晶圓上之微粒。此外，由於一搬運臂，設置 於旋轉盤上方，以及用來驅動搬運臂之一第一驅動部設置 • 於旋轉盤下方，使第一驅動部運作而產生之微粒，透過向 下流動之清潔氣體，避免停留在搬運臂上的晶圓上。除此 之外，一負離子空氣淨化器’可用來移除晶圓表面與微粒 間的靜電荷，以減少晶圓與微粒間之結合力，使清潔氣禮 可更有效移除晶圓上之微粒。 【實施方式】 本發明實施例茲配合以下圖示詳細說明。本發明可以 不同樣式具體實現，且其構造不限制於在七所述之實施 例。此外，本發明實施例係用來揭露本發明技術，並提供 5180-10484-PF 5 201024194 完整技術範圍予熟知此技術領域者。本發明相關元件係配 合相關圖示標號說明。 值得注意的是，當一元件在另一元件之上，其可視為 直接在另一元件之上，或當中具有其他元件存在。反·之， 當一元件直接在另一元件之上，該元件與另一元件.之不具 有其他元件存在。在此使用之名詞”以及（或），，包含任一 種及所有相關物件之組合。

值得注意的是，在此使用之名詞”第一、第二...，，可 用來描述不同元件’但這些元件並不因此設限。舉例來說， 第一薄膜可為一第二薄膜’同理，一第二薄膜可為一第 一薄膜’而不違反揭露之技術。 在此所使用之術語僅用來說明特定實施例，並不限制 發明技術。在此使用之單數名詞”一，，，除非說明内容清 楚指明，其可用來包含複數種結構。此外，在說明書中之 名碉包含以及(或)”具有”係用來說明特定特徵、範 圍、整體、步驟、運作、元件，以及(或)構件，但不排除 一個或多個其他相關特徵、範圍、整體、步驟、運作、元 件、構件，以及（或）集合。 ，匕、 从久 高於 或”頂”纟此可用來說明圖示中之元“關係 " 的是，關係名詞除了描述圖示中裝置的方向，巾包含= 的不同方向。舉例來說，當圖示中之裝置為反置，說 中·描述70件為”低於”其他元件 述成”高於’，·他元件。因此，在'說該=亦可描 W Τ，根據圖示中

5180-10484-PF 6 W1024194 裝置的方向”低於”可包 ” 的描述。同理’當圖示中之：於&”高於”之關係 件為另-元件的，，了方，，或，，為反置，說明書中描述元 方，，或、上，，。因此二二二’亦可代表為，，上 關係的描述 方向，，下方，，或，，之下，，月書中，根據圖示中裝置的 〆 可包含有”下方”及，，上方，，之

除特殊定義名詞，太I

者所本發使用之名詞為具有通常知識 者所热知之特殊技術名詞。 礅 千常使用以及相關領域 為 名詞之意義。 辯代表之意義，並不過度解釋定義 說月書中之實施例為本發明之較佳實施例，因 此實施例可能會有不同形狀的結果產生，舉例來說，根據 製&的技術’會產生不同結果。本發明實施例之結構不受 特疋形狀限制，其可包含不同形狀的結果。舉例來說，一 空間範圍描述為平面’-般來說，其具有概略以及(或)非 線性特徵。此外’說明書中描述之銳角可為圓弧狀。因此， 說明圖示中之範圍不限制於一特定形狀範圍，且不限制本 發明之領域。 請參考第1圖’其為本發明實施例之一晶圓搬運單元之 示意圖，第2圖為第1圖所示之一搬運臂之侧視圖，以及第3 圖為第1圖所示之一蓋體之側視圖。 請參考第1-3圖，本發明實施例之一晶圓搬運單元1〇〇 包含有一旋轉盤110、一搬運臂12〇、一第一驅動部1.30及 一蓋體150。

5180-10484-PF 7 201024194 旋轉盤110為可旋轉，舉例來說，當旋轉盤110旋轉 時曰曰圓搬運單元loo搬運一晶圓於一晶圓盒（未繪於圖 中）與-晶圓盤（未繪於圖中”[其中晶圓盒係用來接 收晶圓，以及晶圓盤係用來支托晶圓。旋轉盤110包含一 第三孔洞115，使—清潔氣體可快速地流過第三孔洞115。 旋轉盤110包含有—引導元件（未繪於圖中），可用來引 導搬運臂120進行線性移動，其中引導元件可對應一形成 鲁 於旋轉盤11〇之第四孔洞（未緣於圖中）。 搬運臂120配置於旋轉盤上，其可搬運晶圓盒中 之晶圓至一預定位置，其中預定位置可包含晶圓盤上之一 位置。 在本發明實施例中，搬運臂120包含有一第一臂121、 一第二臂122及一連接部123，其中連接部i 23係用來連 接第一臂121及第二臂122至第一驅動部13〇β第一臂121 及第二臂122可搬運置於晶圓盒或晶圓盤之晶圓，以及連 • 接部123可順沿著形成於旋轉盤110上之第四孔洞移動。 第一驅動部120配置於旋轉盤110下方，其可驅動搬 運臂120朝向晶圓盒線性移動。 在本發明實施例中’第一驅動部i 3〇包含有一發動機 131、一驅動滑輪133、一傳動滑輪135,以及—驅動帶137。 發動機131配置於旋轉盤110下方。驅動滑輪133連接於 發動機131，以與發動機131同步轉動。驅動帶137連接 驅動滑輪13〗與傳動滑輪135’並連接至搬運臂Ho。因此 當驅動帶137轉動時，搬運臂120可線性移動。 5180-10484-PF 8 201024194 蓋體150配置於旋轉盤no及搬運臂12〇上。蓋體i5〇 覆蓋旋轉盤U0及搬運臂120,以避免微粒接近搬運臂i2〇 上之晶圓。此外，蓋體150包含有一第一通孔155，使清 潔氣體可流經第一通孔155。 由於第一驅動部130配置於旋轉盤11〇下方，以及搬 運臂120配置於旋轉盤11〇上方，當清潔氣體從旋轉盤 之上半部朝旋轉盤110之下半部流動時，搬運臂12〇上之 • 晶圓可避免因第一驅動部130運作而產生之微粒的污染。 在本發明實施例中，晶圓搬運單元100另包含有一偵 測盤1 6 0、一精確感測元件i 6 5及一負離子空氣淨化器1 7 〇。 偵測盤160配置於旋轉盤11〇及蓋鱧15〇之間，舉例 來說，偵測盤160可與旋轉盤11〇平行設置，以及其具有 弘形此外，一連接元件161結合偵測盤160與旋轉盤 110 〇 精確感測元件1 65以可移動方式配置於偵測盤160之 下表面，以及其可線性移動。精確感測元件165可向前移 動遠離偵測盤16〇之邊緣，使精確感測元件165可偵測晶 圓a中之晶圓’以判斷晶圓盒中之晶圓的存在。 在實施例中’晶圓搬運單元1〇〇另包含有一第二驅 動P (未繪於圖中）’其用來移動精確感測元件165。第 二驅動部係配置於偵測盤160,以及包含有一線性移動導 引几件（未緣於圖中）及一汽红（未繪於圖中）。 、負離子空氣淨化器170配置於偵測盤160之下表面， 並朝向支托晶圓之搬運臂12〇。舉例來說，負離子空氣淨

5180-1Q484-PF 201024194 化器1 70配置於偵測盤1 60之弧形的邊緣部分。負離子空 氣淨化器170可移除產生於晶圓與微粒間的靜電荷，以減 少晶圓與微粒間的一結合力。因此，當清潔氣體向下流經 晶圓時’微粒可有效地從晶圓上移除。 在本發明實施例中’一第二通孔163形成於偵測盤160 上’以及其位置係對應於第一通孔15 5，使清潔氣體可順 利流過第一通孔155及第二通孔1 63。 在本發明實施例中，晶圓搬運單元丨〇〇另包含有一第 二驅動部140，使旋轉盤no旋轉。在一實施例中，第三 驅動部140包含一旋轉馬達141，以及一旋轉軸，其用來 連接旋轉馬達141至旋轉盤11〇。在另一實施例中，第三 驅動部140包含有一旋轉軸（未繪於圖中）、一旋轉馬達 (未繪於圖中）及連接旋轉轴與旋轉馬達之一皮帶，其中 旋轉轴從旋轉盤110向下延伸。 請參考第4圖，其為本發明實施例之一探針台之示意 圖’以及第5圖為第4圖所示之—裝載單元之示意圖。 明參考第4-5圖，本發明實施例之探針台2〇〇包含有 一底座單元210、一裝載單元22〇、 以及一第一氣體釋出單元24〇。探d 圓上之複數個晶片至一測 底座單元210提供— 土于几r1 u扠供—測試空間 形成於晶圓上之晶片的電特性。 21 5，用.來測試複數個 、一第一氣體供應單元，

片是否為良好或劣質。

5180-10484-PF 10 201024194 在一實施例中，底座單元210包含有—轉盤211、一 平台213,以及一第二蓋體215。轉體211用來支托晶圓。 平台213配置於轉盤211下方，並連接轉盤211，因此當 平台213移動時’轉盤211隨之移動，第二蓋體215覆蓋 於轉盤211與平台213之側邊’以及具有一流線型狀，因 此，第二蓋體215可允許一清潔氣體從探針台2〇〇之一側 進入，並順暢地流至探針台2 0 0之另一側。 轉盤211配置於測試空間215中，以及其可利用—真 $ 空力保護晶圓。 在一實施例中，底座單元210另包含有複數個凸出之 柱腳（未繪於圖中），用來提升或下降轉盤211，以支托 裝載單元220所搬運之晶圓。此外，底座單元21〇包含有 一真空泵（未繪於圖中），用來產生一真空力，以及一真 空管道（未繪於圖中），用來連接真空泵與形成於轉盤211 之一真空洞（未繪於圖中），使轉盤2 j 1可利用真空力保 | 護晶圓。 平台213配置於轉盤211之下方，並連接轉盤211， 使得當平台213移動時，轉盤211亦跟著移動。舉例來說， &平〇 213以X y-z二維座標方向移動時，轉盤211亦以 x-y-z三維座標方向移動。此外，當平台213轉動時，轉 盤211亦轉動。在另一實施例中，底座單元21〇另包含有 一驅動來源（未繪於圖中）連接至平台213。驅動來源可 為了汽缸、一線性馬達、一滾珠螺桿等。 第二蓋體215覆蓋平台213之—側邊’其可避免平台

5180-10484-PF 11 201024194 213運作產生之微粒進入測試空間215。另外，第二蓋體 215具有一流線型狀，以覆蓋平台213侧邊，因此剛試空 間215中之清潔氣體的流動阻力可被減少，使其可順利流 通。 裝載單元220係配置相鄰於底座單元210，並以對接 方式連接’意指底座單元210與裝載單元220可分離或結 合。裝載單元220可裝載堆疊於晶圓盒2〇中之晶圓至底座 單元210。 裝載單元220包含有一裝載口 221、一搬運部222，以 一控制部223。裝載口 221支撐晶圓盒20，其中晶圓盒内 具有複數個連續堆疊之晶園。搬運部222包含有一搬運臂 (未繪於圖中），其用來搬運晶圓盒2〇中之晶圓至底座單 元210。控制部223包含有接線或電路，用來控制搬運部 222。舉例來說’裝載口 221、搬運部222及控制部223可 相繼排列設置。 • 請參考第1圖至第3圖，裝載單元22〇另包含有旋轉 盤110、搬運臂12〇、第一驅動部13〇及第一蓋體15〇，其 與第1圖至第3圖之晶圓搬運單元1〇〇中之旋轉盤11〇、 搬運臂120、第一驅動部13〇及第一蓋體15〇相同，故相 關運作方式可參考上述，在此不再贅述。 °月繼蹟參考第1圖至第3圖，以及第5圖。裝載單元 j20另包含有一活動擋板229，其形成於裝載口 221與搬運 部222之間，以隔離搬運部似與裝載口 221。活動.撞板 229可垂直或水平移動。舉例來說，當活動擔板娜開啟

5180-104 84-PF 12 201024194 時’搬運臂120可裝載或卸載晶圓於裝載口 221上 盒20與搬運部222之間。反之，當活動撞板229=1圓 搬運臂120停止運作。因此 9關閉時， 入搬運部222。 日日^ 之微板可避免進 在一實施例中，奘澈55 _ n 裝載單70 220另包含有一第 其覆蓋具有接線及電路之控制部223第二蓋體 可引導清潔氣體朝控制# β # 一 體226 因此，進入裝載單元並導向⑽運部222 ° Φ 221上之1氣料集巾裝載口 ώΖ丄上工日日圓，以有被銘私曰面， 力双移除晶圓上之微粒。 在一實施例中，裝载單元220另’包含有一緩衝部227, 其配置於控制部223下方，以；5银金 万以及—第四蓋體228,用來隔 離搬運部222與緩衝部227。 用來隔 緩衝部如包含有用來支揮晶in 於圖中）’其用來磨擦探針卡之頂端，以及—第二平面（二 緣於圖中），用來支撑一測試晶圓。 # 冑四蓋體228置於搬運部222與緩衝部227之間，用 來隔離搬運部222盥經 2與緩衝部227，使停留在緩衝部227之 :粒：避免進入搬運部222。另外，第四蓋體挪可避免 π潔虱體向下流經緩衝部m，以有效排出清潔氣體。 命!中’裝載單兀220另包含有一預設調整元 件225，用來預先排列晶圓。 預設調整元件225可配置於裝載口 221的下方，其包 含有一輔助轉盤（未繪於圓中），用來預先排列晶圓，以 及一資料讀取元件（未緣於圖中），用來讀取晶圓之辨識

5180-10484-PF 13 201024194 資料’例如一光學字元讀取器及一條碼讀取器。 根據本發明實施例，當清潔氣體向下流動清除晶圓上 之微粒時’透過形成於蓋體之通孔，使清潔氣體可順利流 過’並有效清除晶圓上之微粒。另外，透過搬運臂配置於 旋轉盤的上方’以及用來驅動搬運臂之第一驅動部配置於 旋轉盤的下方’第一驅動部運作而產生之微粒可避免附著 搬運臂上的晶圓上。此外，負離子空氣淨化器可移除晶圓 ❿ 與微粒間的靜電荷，以降低晶圓與微粒間之結合力，使清 潔氣體更有效地移除晶圓上的微粒。 综上所述’在本發明實施例中，當清潔氣體向下流動 清除晶圓上之微粒時，透過形成於蓋體之通孔，使清潔氣 體可順利流過，並有效清除晶圓上之微粒。另外，透過搬 運臂配置於旋轉盤的上方，以及用來驅動搬運臂之第一驅 動部配置於旋轉盤的下方，第一驅動部運作而產生之微粒 "T避免附著搬運臂上的晶圓上。此外，負離子空氣淨化器 _ 可移除晶圓與微粒間的靜電荷，以降低晶圓與微粒間之結 合力，使清潔氣體更有效地移除晶圓上的微粒。本發明亦 可應用至探針台，以測試晶圓之電特性。 惟以上所述者’僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修部，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。另外本發明的任—實施例或 申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全坪目的或優點或 特點。此外’摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋 5180-10484-PF 14 201024194 之用，並非用來限制本發明之權利範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明實施例之一晶圓搬運單元之示意圖。 第2圖為第1圖所示之一搬運臂之側視圖。 第3圖為第1圖所示之一蓋體之側視圖。 第4圖為本發明實施例之一探針台之示意圖。 第5圖為第4圖所示之一裝載單元之示意圖。 【主要元件符號說明】 ❿ 100晶圓搬運單元 110旋轉盤 115第三孔洞 120搬運臂 121第一臂 122第二臂 123連接部 φ 131發動機 1 3 3驅動滑輪 135傳動滑輪 137驅動帶 14 0第三驅動部 141旋轉馬達 150蓋體 15 5第一通孔 160偵測盤 5180-10484-PF 15 201024194 161連接元件 163第二通孔 165精確感測元件 170負離子空氣淨化器 200探針台 20 晶圓盒 210底座單元 211轉盤 213平台 215第二蓋體 217測試空間 220裝載單元 221裝載口 222搬運部 223控制部 φ 225預設調整元件 226第三蓋體 227緩衝部 228第四蓋體 229活動擋板 240第一氣體釋出單元 5180-10484-PF 16

Claims (1)

1. 201024194 七、申請專利範圍： 1. 一種晶圓搬運單元包含有： 一旋轉盤； 搬運臂，設置於該旋轉盤上方，用來搬運一晶圓； 一驅動部’設置於該旋轉盤下方，用來線性移動該搬 運臂；以及 一蓋體，覆蓋於該旋轉盤及該搬運臂上，其包含有一 0 第通孔使，月潔氣體經由該第一通孔流經該晶圓。 2. 如申睛專利範圍第丨項所述之晶圓搬運單元，其中 該驅動部包含有： -發動機，以彳轉動方式連接於該旋轉盤之一底面； -驅動滑輪，以機械方式與該發動機接合； 一傳動清輪’以可轉動方式固接該旋轉盤之該底面； 以及 -驅動帶’用來結合該傳動滑輪至該驅動滑輪，並連 ❿ 接該搬運臂’以線性移動該搬運臂。 3. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓搬運單元，另包 含有一伯測盤設置於該旋轉盤與該蓋體之間，該痛測盤包 含有-精確感測元件，用來相位於—晶圓盒中之一晶 圓，以判斷該晶圓盒中之該晶圓的存在。 4.如_請專利範園第3項所述之晶ϋ搬運單元，其中 該伯測盤包含有-第二通孔，相鄰於該第一通孔，使該清 潔氣體順暢坱流經該晶圓。 5.如申請專利範圍第3項所述之晶圓搬運單元，另包 5180-10484-PF 17 201024194 含有一負離子空氣淨化器’配置於該偵測盤之一邊緣處 該負離子空氣淨化器移除該晶圓與微粒間的靜電荷。 6. —種探針台包含有： 一底座單元，具有一測試空間，用來測試複數個形成 於一晶圓上之晶片； 一裝載單元，用來提供該晶圓予該底座單元； 一氣體供應單元，配置於該裝載單元上方，用來提供 • 一清潔氣體至該裝載單元；以及 一氣體釋出單元，，配置於該裝載單元下方，用來向下 釋出該清潔氣體； 其中該裝栽單元包含有： 一旋轉盤； 一搬運臂，設置於該旋轉盤上方，用來搬運一晶圓； 驅動部，設置於該旋轉盤下方，用來線性移動該 搬運臂；以及 _ 蓋體，覆蓋於該旋轉盤及該搬運臂上，其包含有 第通孔，使一清潔氣體經由該第一通孔流經該晶圓。 5180-10484-PF 18