TW201301427A - 濕製程設備晶圓夾自動進出旋乾機之裝置 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種濕製程設備晶圓夾自動進出旋乾機之裝置，利用傳送機構使得晶圓夾沿著滑軌傳送軌道進入旋乾機或從旋乾機取出。滑軌傳送軌道可向前或向後移動，前端有定位銷，可與製程腔體轉子之定位孔進行對位，推進機構使晶舟進入該製程腔體轉子內，或自該製程腔體轉子內取出晶舟。或利用可容納各種不同形狀晶舟之特殊晶舟載具，與晶舟同時進入固定形狀之製程腔體，以進行高速旋轉之晶圓蝕刻、清洗、或晶圓乾燥等製程。

Description

濕製程設備晶圓夾自動進出旋乾機之裝置

本發明係有關於一種濕製程設備晶圓夾自動進出旋乾機之裝置，特別是利用傳送機構將晶圓夾沿着傳送軌道進入旋乾機或從旋乾機取出之裝置。

一般晶圓之清洗、蝕刻及旋乾有兩種方式，其一為在同一槽中完成，如授予Oliver David Jones等人之美國專利第6,012,470號案教導一種晶圓乾燥方法，將晶圓面向上置於旋轉座上，以噴灑方式蝕刻及清洗，隨即旋乾，晶圓不必傳送。但是其缺點是不能成批次進行，製程時間長，產能低。另一為將蝕刻及清洗後之晶圓置於晶圓夾具中以旋乾機旋乾，而且必須傳送晶圓。一般以人工搬送，雖然安全，但製程時間長，而且費工。其次為以機械手臂傳送晶圓。如授予Gonzalez-Martin等人之美國專利第6,364,745號案教導一種晶圓夾之定位方法，以機械手臂之濕端受動器(wet end-effector)將已清洗之晶圓夾移至旋乾機，旋乾後再以機械手臂之乾端受動器(dry end-effector)將已旋乾之晶圓夾具自旋乾機移至原來之晶圓夾具之位置。此先前技術雖有高度自動化之優點，但設備成本較高，晶圓夾沒有保護，易形成破片。

故有一種需求，能得到更快速、更安全、更精確、更經濟之自動進出旋乾機之方法及裝置。

本發明即針對此一需求，提出一種能解決以上缺點之濕製程設備晶圓夾具自動進出旋乾機之方法及裝置。

本發明之目的在提供一種濕製程設備晶圓夾自動進出旋乾機之方法及裝置，取代人工傳送，以增進製程之自動化。

本發明之次一目的在提供一種濕製程設備晶圓夾自動進出旋乾機之方法及裝置，取代機械手臂，以減少設備成本。

本發明之再一目的在提供一種濕製程設備晶圓夾自動進出旋乾機之方法及裝置，以減少傳送時間，增進製程效率。

本發明之又一目的在提供一種濕製程設備晶圓夾自動進出旋乾機之方法及裝置，以增進準確度，減少破損率。

為達成上述目的及其他目的，本發明之第一觀點教導一種濕製程設備晶圓夾自動進出旋乾機之裝置，利用傳送機構將晶圓夾沿滑軌傳送軌道送進旋乾機或自旋乾機取出，具有：一個晶舟，用以裝載晶圓，可在滑軌傳送軌道上前進或後退；一組滑軌傳送軌道，可向前或向後移動，前端有定位銷，可與製程腔體轉子之定位孔對正；一組定位裝置，滑軌傳送軌道前端有之定位銷可與製程腔體轉子的定位孔對正，定位裝置亦可為光學定位；一個傳送機構，前端以晶舟夾持器夾持晶舟，滑軌傳送軌道向前，於定位銷進入定位孔後，傳送機構可將晶舟在滑軌傳送軌道上平穩傳送至製程腔體內，以避免震動所引起的晶圓破片；一組推進機構，以螺旋桿或空壓機推送傳送機構使晶舟進入製程腔體轉子內，或自製程腔體轉子內取出晶舟。

本發明之第二觀點教導一種濕製程設備晶圓夾自動進出旋乾機之裝置，利用傳送機構將晶圓夾沿滑軌傳送軌道送進旋乾機或自旋乾機取出，具有：一個晶舟，用以裝載晶圓，可在滑軌傳送軌道上前進或後退；一個特殊晶舟載具，可容納各種不同形狀的晶舟，並以晶圓固定器與晶舟固定器將晶舟與晶圓固定，以方便與晶舟同時進入固定形狀之製程腔體，以進行高速旋轉之晶圓蝕刻、清洗、或晶圓乾燥等製程；一組滑軌傳送軌道，可向前或向後移動，前端有定位銷，可與製程腔體轉子之定位孔對正；一組定位裝置，滑軌傳送軌道前端有定位銷可與製程腔體轉子之定位孔對正，定位裝置亦可為光學定位；一個傳送機構，前端以特殊晶舟載具夾持器夾持特殊晶舟載具，滑軌傳送軌道向前，於定位銷進入定位孔後，傳送機構可將特殊晶舟載具及其內之晶舟，在滑軌傳送軌道上平穩傳送至製程腔體內，以避免震動所引起的晶圓破片；一組推進機構，以螺旋桿或空壓機之推力推送傳送機構使晶舟進入製程腔體轉子內，或自製程腔體轉子內取出晶舟。

本發明之以上及其他目的及優點參考以下之參照圖示及最佳實施例之說明而更易完全瞭解。

請參考第1圖，第1圖(A)係依據本發明實施例晶舟在滑軌傳送軌道上之透視圖。第1圖(A)中，晶圓10放置於晶舟12內，晶舟12置於滑軌傳送軌道16上，以便將晶舟12與晶圓10平穩傳送至製程腔體內，以避免震動所引起的晶圓破片。第1圖(B)係依據本發明實施例A種滑軌傳送軌道之部面圖；滑軌傳送軌道之較佳實施例有兩種：A種滑軌傳送軌道16-1及B種滑軌傳送軌道16-2，第1圖(C)係依據本發明實施例B種滑軌傳送軌道之剖面圖。在第1圖(A)中，晶舟12係置於B種滑軌傳送軌道之滑軌卡槽18內。滑軌傳送軌道16之前端上有左右兩個定位銷14，另一個定位銷在滑軌傳送軌道16之前端下之中間位置(見第8圖)。第2圖顯示不同之晶舟置於不同之滑軌傳送軌道之剖面圖。第2圖(A)顯示滑軌傳送軌道16-1上之晶舟12有兩個晶舟卡腳13-1；第2圖(B)顯示滑軌傳送軌道16-2上之晶舟12僅有一個晶舟卡腳13-2。

第3圖係依據本發明實施例晶舟被傳送機構夾取之透視圖。晶圓10放置於晶舟12內，傳送機構17之前端有兩個晶舟夾持器20-1及20-2夾取晶舟12。傳送機構17與晶舟12皆置於滑軌傳送軌道上(未顯示)。傳送機構17可將晶舟12在滑軌傳送軌道上平穩傳送至製程腔體內，以避免震動所引起的晶圓破片。推進機構(未顯示)以螺旋桿(未顯示)推送傳送機構17使晶舟12進入該製程腔體轉子內(未顯示)，或自該製程腔體轉子內取出晶舟。

第4圖係依據本發明實施例特殊晶舟載具及其中之不同晶舟之剖面圖。晶舟有許多種設計，例如第4圖(A)之晶舟12-1僅有一個晶舟卡腳13-2，而且晶舟12-1較高，可容納整個晶圓10；而第4圖(B)之晶舟12-2有兩個晶舟卡腳13-1，而且晶舟12-2較淺，高度僅有晶圓10之半。以上僅舉兩例。本發明之特殊晶舟載具(Special Cassette)22可容納各種不同形狀的晶舟，並且將晶舟與晶圓以晶圓固定器24做固定，第4圖中之晶圓固定器24係開啟，第5圖顯示特殊晶舟載具之晶舟夾蓋關閉後之剖面圖。如此即可進入固定形狀之製程腔體，進行高速旋轉之晶圓蝕刻、清洗、或晶圓乾燥等製程。第6圖顯示特殊晶舟載具及其中之晶舟及晶圓為晶舟固定器夾持固定之剖面圖。在晶舟12內之晶圓10被晶圓固定器24固定，晶舟12則為晶舟固定器25夾持固定(見第7圖)。

請參考第7圖，第7圖係依據本發明另一實施例晶舟在特殊晶舟載具內置於滑軌傳送軌道上之透視圖。晶圓10放置於晶舟12內，晶舟12置於特殊晶舟載具22內，特殊晶舟載具22置於滑軌傳送軌道16上，由左右兩個特殊晶舟夾持器26夾持，以便將特殊晶舟載具22及其內之晶舟12與晶圓10平穩傳送至製程腔體內，以避免震動所引起的晶圓破片。特殊晶舟載具22係置於B種滑軌傳送軌道之滑軌卡槽18內。滑軌傳送軌道16之前端上有左右兩個定位銷14，另一個定位銷在滑軌傳送軌道16之前端下之中間位置(見第8圖)。傳送機構16之前端有兩個特殊晶舟載具夾持器26夾取特殊晶舟載具22。傳送機構17與特殊晶舟載具22皆置於滑軌傳送軌道16上。傳送機構17可將特殊晶舟載具22在滑軌傳送軌道16上平穩傳送至製程腔體內，以避免震動所引起的晶圓破片。推進機構(見第8圖)以螺旋桿(見第8圖)推送傳送機構17，使特殊晶舟載具22進入該製程腔體轉子內(見第8圖)，或自該製程腔體轉子內取出特殊晶舟載具22。

第8圖顯示依據本發明實施例製程腔體轉子與滑軌傳送軌道上之定位銷與定位孔關係之透視圖。滑軌傳送軌道16之前端上有左右兩個定位銷14，另一個定位銷14在滑軌傳送軌道16之前端下之中間位置，製程腔體轉子28上有三個定位孔30與三個定位銷14對應，此定位銷與定位孔可為單點式或多點式。對準後滑軌傳送軌道16再向前使定位銷14進入定位孔30，即可將特殊晶舟載具及其中之晶舟及晶圓送進製程腔體轉子28。第8圖亦顯示由推進螺桿34及推進機構32使其上之傳送機構向前或向後。

第9圖顯示依據本發明實施例特殊晶舟載具及其中之晶舟及晶圓在製程腔體內之透視圖。定位銷14進入定位孔後，特殊晶舟載具22及其中之晶舟12及晶圓10送進製程腔體轉子28之實際形狀。然後晶舟夾持器鬆開，滑軌傳送軌道後退，定位銷脫離定位孔，製程腔體即可以高速旋轉。

藉由以上較佳之具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本創作之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實例來對本發明之範疇加以限制。相反的，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範疇內。

10．．．晶圓

12．．．晶舟

12-1．．．晶舟

12-2．．．晶舟

13-1．．．晶舟卡腳

13-2．．．晶舟卡腳

14．．．定位銷

16．．．滑軌傳送軌道

16-1．．．滑軌傳送軌

16-2．．．滑軌傳送軌

17．．．傳送機構

18．．．滑軌卡槽

20-1．．．晶舟夾持器

20-2．．．晶舟夾持器

22．．．特殊晶舟載具

24．．．晶圓固定器

25．．．晶舟固定器

26．．．特殊晶舟載具夾持器

28．．．製程腔體轉子

30．．．定位孔

32．．．推進機構

34．．．推進螺桿

第1圖(A)係依據本發明實施例晶舟在滑軌傳送軌道上之透視圖。

第1圖(B)係依據本發明實施例A種滑軌傳送軌道之剖面圖

第1圖(C)係依據本發明實施例B種滑軌傳送軌道之剖面圖。

第2圖(A)顯示滑軌傳送軌道上之晶舟有兩個晶舟卡腳。

第2圖(B)顯示滑軌傳送軌道上之晶舟僅有一個晶舟卡腳。

第3圖係依據本發明實施例晶舟被傳送機構夾取之透視圖。

第4圖係依據本發明實施例特殊晶舟載具及其中之不同晶舟之剖面圖。

第5圖顯示特殊晶舟載具之晶舟夾蓋關閉後之剖面圖。

第6圖顯示特殊晶舟載具及其中之晶舟及晶圓為晶舟夾持桿夾持固定之剖面圖。

第7圖係依據本發明另一實施例晶舟在特殊晶舟載具內置於滑軌傳送軌道上之透視圖。

第8圖顯示依據本發明實施例製程腔體轉子與滑軌傳送軌道上之定位銷與定位孔關係之透視圖。

第9圖顯示依據本發明實施例特殊晶舟載具及其中之晶舟及晶圓在製程腔體內之透視圖。

10．．．晶圓

12．．．晶舟

14．．．定位銷

16．．．滑軌傳送軌道

17．．．傳送機構

22．．．特殊晶舟載具

26．．．特殊晶舟夾持器

Claims (8)

1. 一種濕製程設備晶圓夾自動進出旋乾機之裝置，利用傳送機構將晶圓夾緣滑軌傳送軌道送進旋乾機或自旋乾機取出，至少包含：一個晶舟，用以裝載晶圓，可在滑軌傳送軌道上前進或後退；一組滑軌傳送軌道，可向前或向後移動，前端有定位銷，可與製程腔體轉子之定位孔對正；一組定位裝置，該滑軌傳送軌道前端有之定位銷可與製程腔體轉子的定位孔對正；一個傳送機構，前端以晶舟夾持器夾持晶舟，該滑軌傳送軌道向前，於定位銷進入定位孔後，該傳送機構可將晶舟在滑軌傳送軌道上平穩傳送至製程腔體內，以避免震動所引起的晶圓破片；一組推進機構，以推進螺桿推送該傳送機構使晶舟進入該製程腔體轉子內，或自該製程腔體轉子內取出晶舟。
2. 一種濕製程設備晶圓夾自動進出旋乾機之裝置，利用傳送機構將特殊晶舟載具內之晶圓夾緣滑軌傳送軌道送進旋乾機或自旋乾機取出，至少包含：一個晶舟，用以裝載晶圓，可在滑軌傳送軌道上前進或後退；一個特殊晶舟載具，可容納各種不同形狀的晶舟，並以晶圓固定器與晶舟固定器將晶舟與晶圓固定，以方便與晶舟同時進入固定形狀之製程腔體，以進行高速旋轉之晶圓蝕刻、清洗、或晶圓乾燥等製程；一組滑軌傳送軌道，可向前或向後移動，前端有定位銷，可與製程腔體轉子之定位孔對正；一組定位裝置，該滑軌傳送軌道前端有之定位銷可與製程腔體轉子之定位孔對正；一個傳送機構，前端以特殊晶舟載具夾具夾持持該特殊晶舟載具，該滑軌傳送軌道向前，於定位銷進入定位孔後，該傳送機構可將特殊晶舟載具及其內之晶舟在滑軌傳送軌道上平穩傳送至製程腔體內，以避免震動所引起的晶圓破片；一組推進機構，以螺旋桿之推力推送該傳送機構使晶舟進入該製程腔體轉子內，或自該製程腔體轉子內取出晶舟。
3. 如申請專利範圍第1或2項之方法或裝置，其中該傳送機構為齒輪式。
4. 如申請專利範圍第1或2項之方法或裝置，其中該傳送機構為空壓式。
5. 如申請專利範圍第1或2項之方法或裝置，其中該定位裝置為定位銷及定位孔定位。
6. 如申請專利範圍第1或2項之方法或裝置，其中該定位裝置為光學定位。
7. 如申請專利範圍第5項之方法或裝置，其中該定位銷及定位孔為單點式。
8. 如申請專利範圍第5項之方法或裝置，其中該定位銷及定位孔為多點式。