TW202038370A - 圓形晶圓側向定位裝置 - Google Patents

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Abstract

一種晶圓定位裝置包括定位於一夾盤之一表面上的一夾緊位置之一周邊處的至少一個固定擋塊及一可延伸指狀物。一指狀物延伸機構將該指狀物朝向該夾盤表面之一中心向外延伸，及遠離該夾盤表面之該中心縮回該指狀物。該指狀物經組配以當將一晶圓置放於該夾盤表面上且該指狀物延伸機構經操作以向外延伸該指狀物時，將該晶圓朝向該固定擋塊側向推動，直至當該指狀物之一遠端處於該夾緊位置之該周邊處時，該晶圓之一邊緣接觸該固定擋塊。

Description

圓形晶圓側向定位裝置
本發明係關於晶圓處理。更特定言之，本發明係關於一種用於一圓形晶圓之側向定位之裝置。
半導體晶圓之製造中的許多製程需要依序加工之晶圓在可重複位置處的精確定位。典型地，半導體晶圓具有一圓形形狀，例如，作為自按圓柱形人造胚晶之形式生長的典型結晶材料將晶圓切片之結果。此精確定位使加工時之可重複性能夠生產各種類型之產品。當精確定位時，各種加工步驟可應用於晶圓之暴露表面，例如，用於可靠的基於半導體之電子組件之生產。
已描述許多裝置來實現精確定位，可高度可重複地將晶圓在與其面正交之方向上來定位。此等裝置包括各種類型之夾盤，以及非接觸支撐表面。舉例而言，非接觸表面，例如，包括用於加壓空氣(或另一流體)之流出及吸力之施加的散置孔，可展現將晶圓維持在所需高度之流體彈簧效應。
根據本發明之一實施例，因此提供一種晶圓定位裝置，其包括：至少一個固定擋塊，其定位於在一夾盤之一表面上的一夾緊位置之一周邊處；一可延伸指狀物；及一指狀物延伸機構，其將該指狀物朝向該夾盤表面之一中心向外延伸，及遠離該夾盤表面之該中心縮回該指狀物，其中該指狀物經組配以當將一晶圓置放於該夾盤表面上且該指狀物延伸機構經操作以向外延伸該指狀物時，將該晶圓朝向該至少一個固定擋塊側向推動，直至當該指狀物之一遠端處於該夾緊位置之該周邊處時，該晶圓之一邊緣接觸該至少一個固定擋塊。
此外，根據本發明之一實施例，該夾緊位置之該周邊為圓形。
此外，根據本發明之一實施例，該至少一個固定擋塊包括自該夾盤之該表面之一平面向外延伸之一銷。
此外，根據本發明之一實施例，該銷實質上垂直於該夾盤之該表面延伸。
此外，根據本發明之一實施例，該至少一個固定擋塊包括在該夾緊位置之該周邊上的不同方位角位置處之兩個銷。
此外，根據本發明之一實施例，該至少一個銷包括聚醚醚酮(PEEK)。
此外，根據本發明之一實施例，該指狀物延伸機構包括一可旋轉臂及用於旋轉該臂之一旋轉機構，該指狀物附接至該臂，使得在一個方向上旋轉該臂的該旋轉機構之操作朝向該夾盤表面之該中心向外延伸該指狀物，且在一相反方向上旋轉該臂的該旋轉機構之操作遠離該夾盤表面之該中心縮回該指狀物。
此外，根據本發明之一實施例，該臂耦接至一可旋轉柱。
此外，根據本發明之一實施例，該臂之一近端耦接至該可旋轉柱。
此外，根據本發明之一實施例，該旋轉機構為氣動操作式。
此外，根據本發明之一實施例，該旋轉機構連接至兩個氣動入口，其中加壓氣體至該等氣動入口中之一者之施加使旋轉機構在該一個方向上旋轉該臂，且加壓氣體至另一氣動入口之施加使旋轉機構在該相反方向上旋轉該臂。
此外，根據本發明之一實施例，該旋轉機構及該臂經組配，使得當旋轉該臂時，諸如，當無晶圓置放於該夾盤表面上時，該指狀物經充分延伸，該指狀物之該遠端在該夾緊位置之該周邊內。
此外，根據本發明之一實施例，該臂為可撓性且回彈性。
此外，根據本發明之一實施例，該臂包括一U形彎曲。
此外，根據本發明之一實施例，該臂包括兩個實質上平行指狀物臂或一螺旋臂。
此外，根據本發明之一實施例，該旋轉機構及該臂經組配，使得當旋轉該臂時，諸如，該指狀物經充分縮回，該指狀物之該遠端在該夾緊位置之該周邊外。
此外，根據本發明之一實施例，該臂之一外殼包括一遠端突出部，以當該指狀物經充分縮回時限制該晶圓在該夾盤表面上之側向移動。
此外，根據本發明之一實施例，該裝置包括該夾盤。
此外，根據本發明之一實施例，該指狀物延伸機構包括一可縱向平移臂，該指狀物由一彈性元件附接至該臂。
此外，根據本發明之一實施例，該指狀物延伸機構包括具有兩個腿之一臂，在該等腿中之一者之一近端處的一腳係固定的，且在另一腿之一近端處的一腳可線性平移。
在以下詳細描述中，闡述眾多具體細節以便提供對本發明之透徹理解。然而，一般熟習此項技術者應理解，本發明可在無此等具體細節之情況下實踐。在其他實例中，尚未詳細描述熟知方法、程序、組件、模組、單元及/或電路，以便不使本發明晦澀難懂。
雖然本發明之實施例在此方面不受限制，但利用諸如「處理」、「計算(computing、calculating)」、「判定」、「建立」、「分析」、「檢查」或類似者之術語的論述可指操縱表示為電腦之暫存器及/或記憶體內之物理(例如，電子)量及/或將其變換成類似地表示為可儲存指令以執行操作及/或處理程序的電腦之暫存器及/或記憶體或其他資訊非暫時性存儲媒體(例如，記憶體)內之物理量的其他資料之電腦、計算平臺、計算系統或其他電子計算裝置之操作及/或處理程序。雖然本發明之實施例在此方面不受限制，但如本文中使用之術語「多個(plurality及a plurality)」可包括例如「多個(multiple)」或「兩個或更多個」。術語「多個(plurality或a plurality)」可貫穿本說明書用以描述兩個或更多個組件、裝置、元件、單元、參數或類似者。除非明確陳述，否則本文中描述之方法實施例不約束於一特定次序或序列。另外，描述之方法實施例或其元件中之一些可同時、在同一時間點或並行地發生或執行。除非另有指示，否則如本文中使用之連詞「或」應理解為包括性(陳述之選項中之任一者或所有)。
根據本發明之實施例，提供一種裝置以高度可重複地側向定位一圓形晶圓，而不將過多壓縮力施加至晶圓。典型地，待加工的晶圓之一表面可由夾盤支撐於一精確高度處(例如，在垂直於待加工的晶圓之一表面之平面的一維度中)，例如，該夾盤包括實現該晶圓在夾盤表面上之至少有限側向滑動的一非接觸支撐表面或其他表面。舉例而言，當定位晶圓時，可經由夾盤之一面(晶圓擱置於該面上)施加流體壓力(例如，空氣壓力)，以便減小晶圓與夾盤面之間的摩擦。在已側向定位晶圓後，可經由夾盤面施加吸力，以便將晶圓固持至夾盤面。在其他實例中，經由散置於夾盤表面上之壓力及真空孔進行的壓力與吸力之同時施加可形成一流體彈簧，該流體彈簧將晶圓固持於夾盤面上方之一精確高度處。
如本文中使用，晶圓之側向移動或定位指實質上平行於晶圓之經暴露或待應用加工的表面之平面的移動或定位維度。側向定位裝置經組配以固持晶圓的晶圓之側向位置在本文中被稱作晶圓之夾緊位置。如本文中使用，夾盤指當由如本文中描述之一側向定位裝置定位時可支撐晶圓之任一表面。雖然本文中對晶圓之側向定位進行了參考，但如本文中描述之裝置可用以側向定位具有由夾盤支撐之一平的面之任一圓形物件。因此，應將本文中對晶圓之任何參考理解為指任一此物件(且未必為半導體晶圓)。雖然描述了圓形晶圓之側向定位，但可利用可能具有一些限制(例如，晶圓或物件之特定定向)的如本文中描述之裝置，以側向定位具有五邊形、卵形或其他非圓形形狀之晶圓或物件。
側向晶圓定位位置包括呈固定擋塊之形式的一或多個靜態組件，該等固定擋塊位於在晶圓之夾緊位置之圓形周邊上的兩個或更多個不同方位角位置處，或延伸至該等兩個或更多個不同方位角位置。因此，固定擋塊經定位為與固持於夾緊位置中的一晶圓之一邊緣相切。
舉例而言，各固定擋塊可包括一銷，其自夾盤之表面之平面向外延伸，例如，垂直於夾盤之表面或以與夾盤之表面的另一角度。
替代地或另外，一單一方位角伸長(例如，弧形)固定擋塊可圍繞夾緊位置之周邊延伸至在夾緊位置之周邊周圍的至少兩個方位角上分隔之位置，例如，以便與固持於夾緊位置中的晶圓之邊緣上的至少兩個不同點相切。
一可移動組件可在夾盤之表面上徑向向內或向外移動。典型地，可移動組件呈一指狀物之形式，該指狀物定位於夾緊位置之周邊附近，且可朝向夾盤表面之中心向內延伸，且可遠離夾盤表面之中心向外縮回。在一些情況中，可提供多於一個可移動組件。舉例而言，可在沿著夾盤表面之周邊的方位角分隔之位置處定位兩個或更多個指狀物。在一些情況中，該裝置可包括無任何固定擋塊之三個或更多個指狀物。
替代地或另外，可移動組件可圍繞夾緊位置之周邊在方位角上伸長。當向內移動伸長之可移動組件時，該可移動組件可在兩個或更多個不同位置處接觸晶圓之邊緣。在此情況中，該固定擋塊可包括一單一固定擋塊，其位置實質上與該可移動組件直徑相對。在一些情況中，該裝置可包括兩個或更多個伸長之可移動組件且無固定擋塊。
包括一可延伸指狀物之一可調整指狀物總成位於夾緊位置之周邊上的另一不同(與固定擋塊)方位角位置處。該指狀物可在指狀物在夾緊位置遠端最大限度地縮回之一打開位置與指狀物最大限度地延伸之一閉合位置之間移動。當指狀物最大限度地延伸且在夾盤上不存在晶圓時，指狀物在近端延伸至夾緊位置之周邊內。
將指狀物安裝於一可撓性臂上，使得當一晶圓存在於夾盤上且指狀物總成處於閉合狀態中時，該指狀物推壓該晶圓之一側向邊緣。該推動將晶圓抵靠固定擋塊推動。當已抵靠固定擋塊推動晶圓時，晶圓處於夾緊位置處。因此，當指狀物總成處於閉合狀態中時，晶圓之周邊鄰接固定擋塊及在夾緊位置之周邊處的指狀物，與夾緊位置處之晶圓相切。
典型地，經組配以接觸晶圓的固定擋塊及指狀物中之各者之至少一部分可由不干擾晶圓之加工的材料製成。舉例而言，用於在固定擋塊及指狀物中使用之材料可為在加工晶圓之溫度下不降解且具有抗靜電性質之材料。合適材料之實例包括聚醚醚酮(PEEK)、另一熱塑性材料或另一材料。
由指狀物及固定擋塊施加至晶圓之圓形邊緣的側向力在切點處側向向內引導。該等側向力經組配為在晶圓之加工期間足夠將晶圓固持於夾緊位置處。此外，切向施加之摩擦力可抵抗晶圓之旋轉。臂之可撓性可確保由指狀物施加於晶圓之邊緣上的力不超過預定最大力。舉例而言，可選擇預定最大力以便確保將晶圓固持於適當位置，而無晶圓彎曲或翹曲之風險。
舉例而言，該指狀物總成可包括一可旋轉柱，可撓性臂之一近端附接至該可旋轉柱。指狀物安裝於臂之一遠端部分上，且自該臂側向向外延伸(朝向夾盤表面之中心)。該柱可藉由一機動化或其他機構旋轉。在一個實例中，可藉由將氣動壓力施加(例如，經由一個孔)至一可旋轉葉片之連接至該柱的一端在一個方向上旋轉該柱。可藉由將氣動壓力施加至該葉片之另一端(例如，經由一不同孔)來顛倒旋轉方向。可利用其他機械、電磁、氣動、液壓或其他機構來旋轉該柱。
柱在一個方向上之旋轉可旋轉該臂，使得具有指狀物的該臂之遠端朝向夾緊位置延伸。柱在相反方向上之旋轉可旋轉該臂，使得在遠端之指狀物向外旋轉，從而遠離夾緊位置縮回指狀物。
該柱可具備防止臂旋轉超出旋轉角度之預定範圍的擋塊。舉例而言，該等擋塊可包括自柱向外延伸之突片。當該等突片接觸指狀物總成之外殼中的突出部時，施加之力可抵抗柱在彼方向上的進一步旋轉。柱至提供用於柱之旋轉之扭力的一馬達或其他機構之連接可包括一離合器機構以當防止進一步旋轉時釋放連接。替代地或另外，電氣或電子電路可防止柱進一步旋轉經過一允許旋轉角度範圍。舉例而言，至旋轉範圍之端部的旋轉可操作一機械開關或一光學、電子、電磁或其他機構以阻止馬達之操作，將傳輸機構斷開連接，或以其他方式阻止柱之旋轉。
圖1A示意性繪示根據本發明之一實施例的一圓形晶圓側向定位裝置。圖1B為在圖1A中展示的圓形晶圓側向定位裝置之示意性俯視圖。圖1C為在圖1A中展示的圓形晶圓側向定位裝置之示意性側視圖。
圓形晶圓定位裝置10經組配以將圓形晶圓12固持於夾盤頭11之夾盤表面28上之一夾緊位置處。舉例而言，可使用安裝突出部27、螺栓22或其他中之一或多者將圓形晶圓定位裝置10及夾盤頭11安裝至支撐夾具。
舉例而言，夾盤表面28可包括一非接觸平臺，其展現維持圓形晶圓12與夾盤表面28之間的一固定距離(典型地，一固定高度)之一流體彈簧效應。在此情況中，晶圓支撐表面28可包括連接至流體壓力及吸力之一或多個源的散置壓力及真空孔之一配置。在另一實例中，可經由夾盤表面28中之開口施加壓力，以便在圓形晶圓12在夾盤表面28上之側向定位期間減小摩擦，接著為施加吸力，以便將圓形晶圓12固持至夾盤表面28。在其他實例中，夾盤表面28可包括另一合適類型之表面(例如，塗佈有非黏性材料之表面)。
在展示之實例中，圓形晶圓定位裝置10包括在圍繞夾盤表面28之不同方位角位置處的兩個固定擋塊14。指狀物總成16位於與固定擋塊14之方位角位置不同的第三方位角位置處。在展示之實例中，兩個固定擋塊14及指狀物總成16圍繞夾盤表面28之圓周以大致120°間隔大致同等地隔開。在其他實例中，該裝置可包括多於兩個固定擋塊14，且方位角分隔可大於或小於120°(例如，但小於180°)。可將指狀物20延伸出指狀物總成16，以便將圓形晶圓12固持於夾緊位置處，其中將圓形晶圓12與至少兩個固定擋塊14及指狀物20之遠端相切地固持。在指狀物20之延伸前，圓形晶圓12之移動可受到指狀物總成16上的遠端突起24限制。
圖2示意性繪示在圖1A中展示的圓形晶圓側向定位裝置之一固定擋塊。
在展示之實例中，固定擋塊14呈安裝於擋塊基底26上之銷之形式，該擋塊基底又安裝至夾盤頭11之一側。各固定擋塊14垂直於夾盤表面28之平面延伸。
各固定擋塊14足夠剛性以防止鄰接固定擋塊14的圓形晶圓12之向外移動。各固定擋塊14可由其與圓形晶圓12之接觸不冒有損壞或弄壞圓形晶圓12 (例如，藉由防止刮擦、開裂或其他類型之損壞)或干擾圓形晶圓12之加工(例如，藉由防止靜態電荷之堆積、藉由防止非吾人所樂見之熱量傳導或其他與加工之干擾)之風險的材料建構而成，或塗佈有該材料。舉例而言，一固定擋塊14可包括或可塗佈有PEEK或另一合適材料。類似地，指狀物20之至少遠端可由諸如PEEK之類似材料製成或塗佈有該類似材料。
圖3示意性繪示在圖1A中展示的圓形晶圓側向定位裝置之一指狀物總成。
在展示之實例中，用於延伸或縮回指狀物總成16之指狀物20的一機構之組件圍封於總成蓋30內。指狀物20之延伸或縮回藉由柱旋轉機構18之操作來實行，以旋轉指狀物20連接至之一可旋轉柱40 (在圖4中可見)。
在展示之實例中，柱旋轉機構18可為氣動操作式，例如，藉由將氣體壓力施加至氣動入口17中之任一者。舉例而言，一伸長之葉片可連接至在柱旋轉機構18內之可旋轉柱40。經由氣動入口17中之一者提供的氣動壓力可將力施加至葉片之一端，因此提供一扭力以在一個方向上旋轉柱。經由另一氣動入口17提供的氣動壓力可將力施加至葉片之相對端，從而提供一扭力以在相反方向上旋轉柱。可操作葉片19 (例如，呈針閥或其他類型之閥之形式)以調整經由各氣動入口17之氣動流入。流入之調整可實現氣動操作式柱旋轉機構18之高效操作。
替代地或另外，柱旋轉機構18可包括用於旋轉指狀物20連接至之一柱的另一機構。舉例而言，柱旋轉機構18可包括電馬達或另一旋轉機構。在此等情況中，電連接或其他控制或電力供應組件可替換氣動入口17及閥19。
在展示之實例中，總成蓋30包括遠端突起24。遠端突起24可經組配以當縮回或未充分延伸指狀物20時限制圓形晶圓12在夾盤表面28上之側向移動。側向移動之限制可有助於當延伸指狀物20時藉由圓形晶圓定位裝置10對圓形晶圓12之側向定位。
圖4示意性繪示圖3中展示之指狀物總成，其中其蓋經移除。
在展示之實例中，藉由柱旋轉機構18之操作，可旋轉柱40可旋轉。舉例而言，可旋轉柱40可表示由葉片、馬達或柱旋轉機構18之其他扭力產生機構旋轉的驅動柱之一端。在另一實例中，可旋轉柱40可藉由一傳輸機構耦接至一單獨驅動柱。驅動柱可經直接驅動以藉由柱旋轉機構18之扭力產生機構旋轉。該傳輸機構可包括一或多個齒輪、皮帶或用於將扭力自驅動柱傳輸至可旋轉柱40之其他機構。
柱旋轉機構18典型地包括用於限制可旋轉柱40或可旋轉柱40耦接至之一驅動柱之旋轉的一機構。舉例而言，使可旋轉柱40能夠旋轉之一典型旋轉範圍可小於90°。該旋轉限制機構可包括在可旋轉柱40上(或在驅動柱上或在傳輸裝置之一組件上)之突片、擋塊或其他突出部，其經組配以嚙合柱旋轉機構18內之對應結構以限制可旋轉柱40旋轉經過允許旋轉範圍之一端。該對應的結構可包括一機構突出部，其實體防止突出部進一步旋轉經過限制之旋轉角度。在其他實例中，該突出部可操作一開關以當突出部旋轉至一限制角度時關斷一馬達或脫齧一傳輸裝置。在其他實例中，限制機構可包括一可選、電磁、電子或其他機構，以用於偵測可旋轉柱40至或經過限制之旋轉角度的旋轉。在一些情況中，例如，在柱旋轉機構18包括一電馬達之情況下，一傳輸裝置可包括一離合器機構以當可旋轉柱40之進一步旋轉受到機械阻止時，使驅動柱能夠與可旋轉柱40脫齧。
在展示之實例中，指狀物臂42之近端由臂夾44夾緊至可旋轉柱40。替代地或另外，指狀物臂42可以其他方式連接至可旋轉柱40。舉例而言，指狀物臂42可藉由一或多個螺釘或夾子、藉由插入至可旋轉柱40中之一凹槽或開口內、藉由焊接或黏著劑或以其他方式連接至可旋轉柱40。在其他實例中，指狀物臂42可直接藉由一旋轉機構旋轉。
指狀物20安裝於指狀物臂42之遠端處。指狀物臂42在實質上垂直於指狀物臂42自可旋轉柱40延伸之方向的一方向上自指狀物總成16側向向外延伸。因此，指狀物臂42在一個方向上(在展示之實例中，逆時針方向)之旋轉將指狀物20朝向夾盤表面28之中心向外延伸。指狀物臂42在相反方向上之旋轉將指狀物20遠離夾盤表面28之中心縮回。
在其他實例中，指狀物20可以其他方式連接至指狀物臂42。舉例而言，指狀物20可自指狀物臂42之一端縱向或以與指狀物臂42之一傾斜角度延伸。指狀物臂42可以其他方式連接至可旋轉柱40，或連接至另一類型之指狀物延伸機構(例如，一縱向平移機構或可操作以延伸或縮回指狀物20之另一機構)。指狀物20可自指狀物臂42的在臂夾44之遠端但在指狀物臂42之遠端近處之一點延伸。
柱旋轉機構18可經組配使得當指狀物20最大限度地延伸時(例如，在展示之實例中，當可旋轉柱40旋轉至一最大逆時針方向旋轉角度時)，且當無圓形晶圓12置放於夾盤表面28上時，指狀物20之遠端延伸至在夾盤表面28上的圓形晶圓12之夾緊位置之周邊內。類似地，當指狀物20最大限度地縮回時(例如，在展示之實例中，當可旋轉柱40旋轉至一最大順時針方向旋轉角度時)，指狀物20之遠端經退回至在夾盤表面28上之周邊圓形晶圓12外的一位置。舉例而言，指狀物20之遠端可退回至距夾盤表面28之中心一段徑向距離，該距離大於至指狀物總成16之總成蓋30上的遠端突出部24之徑向距離。
指狀物臂42可經組配為可撓性且彈性。舉例而言，指狀物臂42可由可經受多次彎曲而不破壞之材料建構而成。舉例而言，指狀物臂42可由平且可能彎曲之金屬條、塑膠或另一合適材料建構而成，該合適材料具有足夠可撓性以當撓曲時彎曲，但具有足夠硬度及回彈性以當移除撓曲力時返回至其原始形狀。在展示之實例中，指狀物臂42具備有助於彈性彎曲而不使指狀物臂42機械疲勞之特徵。在展示之實例中，指狀物臂42包括U形彎曲41，使得指狀物臂42之近端段實質上平行於指狀物臂42之遠端段。指狀物臂42之遠端區段包括縱向槽43，其實質上平行於指狀物臂42之遠端區段之伸長維度。
因此，當旋轉指狀物臂42以最大限度地延伸指狀物20時，圓形晶圓12之外邊緣可接觸指狀物20之遠端以防止指狀物20之充分延伸。結果，在指狀物20附近的指狀物臂42之遠端可自夾盤表面28之中心向外彎曲。指狀物臂42之彈性可因此將力施加至指狀物20以維持指狀物20在圓形晶圓12上之按壓力。該力可因此保持圓形晶圓12之外邊緣按壓兩個或更多個固定擋塊14。由指狀物20及固定擋塊14施加於圓形晶圓12上之力可足夠將圓形晶圓12固持於夾盤表面28上之夾緊位置處。
在一些情況中，其上安裝指狀物20之指狀物臂42或其他結構可為剛性的。在此情況中，指狀物20自身可由可撓性且回彈性材料製成，以便當延伸指狀物20以便將圓形晶圓12固持於夾盤表面28上之夾緊位置處時實現按壓力在圓形晶圓12之外邊緣上的施加。
在一些情況中，一旦指狀物總成16及固定擋塊14之操作已將圓形晶圓12定位於夾盤表面28上之夾緊位置處，則可經由夾盤表面28中之開口施加吸力。該吸力可將圓形晶圓12固持至夾盤表面28。夾盤表面28與圓形晶圓12之面向夾盤表面28的一面之間的所得摩擦可足夠將圓形晶圓12固持於適當位置。在此情況中，在施加了吸力後，可操作指狀物總成16以縮回指狀物20。
因此，當充分縮回指狀物20時，可將圓形晶圓12置放於夾盤表面28上，在固定擋塊14與指狀物總成16之間。固定擋塊14及指狀物20 (或其他類型之固定及可移動組件)可位於夾盤表面28之周邊周圍，使得鄰近固定擋塊14之間或指狀物20與一鄰近固定擋塊14之間無空間大於圓形晶圓12之直徑。因此，若圓形晶圓12之大小為約夾盤表面28之大小，則鄰近定位組件(例如，固定擋塊14與指狀物20)之間的方位角分隔不能大於約180°(或類似地，取決於圓形晶圓12與夾盤表面28之相對大小)。
當首先將圓形晶圓12置放於夾盤表面28上時，可使圓形晶圓12能夠在夾盤表面28上自由滑動。舉例而言，可經由夾盤表面28上之開口排出空氣或另一氣體或流體，以減小圓形晶圓12與夾盤表面28之間的摩擦。替代地，夾盤表面28可包括散置開口，用於壓力與吸力之同時施加以形成展現流體彈簧效應之一流體墊。替代地或另外，夾盤表面28可由非黏性表面材料製成或塗佈於該非黏性表面材料。
可操作柱旋轉機構18以延伸指狀物總成16之指狀物20。舉例而言，來自一壓力源之空氣壓力可提供至氣動入口17中之一者，以旋轉可旋轉柱40及附接之指狀物臂42以將指狀物20向外延伸。當指狀物20之遠端接觸圓形晶圓12之一邊緣時，指狀物20之連續延伸可將圓形晶圓12朝向固定擋塊14推動。當將圓形晶圓12推動至固定擋塊14時，圓形晶圓12之側向運動可停止，且指狀物20之進一步延伸可使指狀物臂42彎曲以施加一側向力以將圓形晶圓12與固定擋塊14及指狀物20相切地固持於夾緊位置中。
一旦圓形晶圓12已側向定位於夾緊位置處，其中夾盤表面28經組配以如此進行，則圓形晶圓12與夾盤表面28之間的摩擦可增大。舉例而言，可經由夾盤表面28中之開口將吸力施加至圓形晶圓12，以抵靠夾盤表面28固持圓形晶圓12。
圓形晶圓12之加工(例如，修改或檢驗)可接著繼續進行。當加工完成時，可自夾盤表面28釋放圓形晶圓12。舉例而言，可遠離圓形晶圓12充分縮回指狀物20。吸力經由夾盤表面28之施加可停止。接著可自夾盤表面28移除圓形晶圓12。
典型地，圓形晶圓定位裝置10之操作可由一控制器控制。該控制器可包括經組配以根據程式化之指令操作的一或多個單元。舉例而言，控制器可操作柱旋轉機構18以延伸或縮回指狀物20。在一些情況中，該控制器亦可操作其他功能，或可與操作其他功能之一或多個控制器通信。因此，可將柱旋轉機構18及圓形晶圓定位裝置10之操作與其他功能協調。此等其他功能可包括以下中之一或多者：施加流體壓力、吸力或兩者至夾盤表面28上之開口、圓形晶圓12之加工、將圓形晶圓12輸送至夾盤表面28或自夾盤表面28輸送圓形晶圓12或與一或多個圓形晶圓12之加工有關的其他功能。
替代地或另外，一晶圓定位裝置可包括指狀物及指狀物延伸機構之其他組配。在一些組配中，可使指狀物能夠在實質上與夾盤表面28正交之一方向上移動，例如，以在夾緊位置處側向定位圓形晶圓12，直至圓形晶圓12經緊固至夾盤表面28，例如，藉由吸力。
在一些組配中，可使指狀物能夠在實質上平行於夾盤表面之一方向上移動。
圖5A示意性繪示用於圖4中展示之指狀物總成的一直指狀物臂之一實例。
在展示之實例中，指狀物20自直指狀物臂50之一遠端側向延伸，該直指狀物臂50之近端附接至可旋轉柱40。直指狀物臂50可包括可為可撓性且回彈性之一單一伸長臂，具有一平或其他橫截面，例如，以實現至少側向彎曲。
圖5B示意性繪示具有兩個直臂的指狀物臂之一實例。
在展示之實例中，指狀物20自兩個直的平行且側向移位之指狀物臂52之遠端側向延伸，該指狀物臂52之近端附接至可旋轉柱40。各指狀物臂52可包括具有一平(例如，實質上垂直於夾盤表面28之平面)或其他橫截面，且可為可撓性且回彈性，例如，以實現至少側向彎曲。
圖5C示意性繪示具有處於相對於夾盤表面之平面之不同高度處之兩個平臂的指狀物臂之一實例。
在展示之實例中，指狀物20自兩個直的平行指狀物臂54之遠端側向延伸，該指狀物臂54之近端附接至可旋轉柱40。在展示之實例中，各指狀物臂54具有實質上平行於夾盤表面28之平面的一平橫截面。指狀物臂54沿著垂直於夾盤表面28之平面的一軸線相互移位。各指狀物臂54可為可撓性且回彈性的，例如，以實現至少在垂直於夾盤表面28之平面的一方向上之彎曲。
圖5D示意性繪示具有處於相對於夾盤表面之平面之不同高度處之兩個臂的指狀物臂之一實例。
在展示之實例中，指狀物20自兩個直的平行指狀物臂56之遠端側向延伸，該指狀物臂56之近端附接至可旋轉柱40。在展示之實例中，各指狀物臂56具有一圓形或其他非平橫截面。指狀物臂56沿著垂直於夾盤表面28之平面的一軸線相互移位。各指狀物臂56可為可撓性且回彈性的，例如，以實現側向彎曲及在垂直於夾盤表面28之平面的一方向上之彎曲兩者。
圖5E示意性繪示具有一剛性臂及至指狀物之彈性連接的指狀物臂之一實例。
在展示之實例中，指狀物20由呈彈簧60之形式的一彈性(例如，可撓性且回彈性)元件連接，以自剛性臂58之遠端側向延伸，該剛性臂58之近端附接至可旋轉柱40。至剛性臂58之彈性連接可使指狀物20能夠相對於臂58側向及在垂直於夾盤表面28之平面的一方向上移動。
圖5F示意性繪示一螺旋指狀物臂之一實例。
在展示之實例中，指狀物20自螺旋臂62之遠端縱向延伸，該螺旋臂62之近端附接至可旋轉柱40。螺旋臂62可為可撓性且回彈性的，例如，以實現側向彎曲及在垂直於夾盤表面28之平面的一方向上之彎曲兩者。
圖5G示意性繪示具有在不同定向處之雙臂之兩個區段的一複雜指狀物之一實例。
在展示之實例中，指狀物20自複雜指狀物臂66之遠端側向延伸，該複雜指狀物臂66之近端附接至可旋轉柱40。在展示之實例中，複雜指狀物臂66之近端區段包括兩個指狀物臂54，其沿著垂直於夾盤表面28之平面的一軸線相互移位。複雜指狀物臂66之一遠端區段包括兩個直的平行且側向移位之指狀物臂52。近端區段及遠端區段在連接器64處連接。各指狀物臂54及52可為可撓性且回彈性的，例如，以實現側向彎曲及在垂直於夾盤表面28之平面的一方向上之彎曲兩者。
指狀物20可經組配以將圓形碟12固持於距夾盤表面28一段預定距離處。舉例而言，指狀物20可包括一凹槽或凹口，其經組配以沿著指狀物20之遠端將圓形碟12之一邊緣導引至一特定部分。
圖6A示意性繪示具有一V形凹口之一指狀物。
支撐於夾盤表面28上的圓形碟12之一邊緣可導引至指狀物20之一遠端上的V形凹口70內。當延伸指狀物20以將圓形碟12移動至夾盤表面28上之夾緊位置時，可因此將該邊緣固持於V形凹口70中。
圖6B示意性繪示具有一U形凹口之一指狀物。
支撐於夾盤表面28上的圓形碟12之一邊緣可導引至指狀物20之一遠端上的U形凹口72內。當延伸指狀物20以將圓形碟12移動至夾盤表面28上之夾緊位置時，可因此將該邊緣固持於U形凹口72中。
圖7A示意性繪示具有至指狀物之一線性彈簧連接的一可線性平移指狀物。
延伸機構80經組配以藉由縱向運動88延伸及縮回指狀物臂82。舉例而言，延伸機構80可包括一電馬達(例如，藉由一傳輸裝置以將旋轉運動轉換至線性運動)、一電或電磁線性致動器，或另一液壓、氣動、電磁或以其他方式提供動力之機構。縱向運動88可表示實心指狀物臂82之線性移動，或可變長度之指狀物臂82之延長或縮短(例如，藉由伸縮、可折疊之展開及疊起、膨脹或收縮或其他)。
指狀物20可由一彈性元件連接至指狀物臂82。彈性元件可進一步維持指狀物20與圓形碟12之間的接觸，而無損壞圓形碟12之風險。
在展示之實例中，將指狀物20連接至指狀物臂82之遠端的彈性元件包括線性彈簧84。
圖7B示意性繪示具有至指狀物之一片彈簧連接的一可線性平移指狀物。
在展示之實例中，將指狀物20連接至指狀物臂82之遠端的彈性元件包括片彈簧86。在展示之實例中，片彈簧86係閉合的。在其他實例中，片彈簧86可為開放式(例如，具有U形構型)。
圖8示意性繪示一複雜指狀物臂。
在複雜指狀物臂90之腿90a之一近端處的一固定腳92可附接至在一指狀物延伸機構上或附近之一固定點。在腿90b之一近端處的可移動腳94可線性平移，以藉由指狀物延伸機構向外及向內移動，如由箭頭96指示。舉例而言，可移動腳94可由一線性致動器或用於產生可移動腳94之線性雙向移動的其他機構移動。可移動腳94之向外及向內運動可引起複雜指狀物臂90圍繞固定腳92之搖擺運動，其可大致沿著由箭頭98指示之方向分別延伸或縮回指狀物20。
本文中揭露不同實施例。某些實施例之特徵可與其他實施例之特徵組合；因此，某些實施例可為多個實施例之特徵之組合。本發明之實施例之前述描述已為了說明及描述之目的而提出。其並不意欲為詳盡的或將本發明限制於所揭露之精確形式。熟習此項技術者應瞭解，依據以上教示，許多修改、變化、取代、改變及等效內容係可能的。因此，應理解，所附申請專利範圍意欲涵蓋如屬於本發明之真實精神之所有此等修改及改變。
雖然本文中已說明及描述本發明之某些特徵，但許多修改、取代、改變及等效內容現在將由一般熟習此項技術者想到。因此，應理解，所附申請專利範圍意欲涵蓋如屬於本發明之真實精神之所有此等修改及改變。
10:圓形晶圓定位裝置 11:夾盤頭 12:圓形晶圓,圓形碟 14:固定擋塊 16:指狀物總成 17:氣動入口 18:柱旋轉機構 19:閥 20:延伸指狀物 22:螺栓 24:遠端突出部 26:擋塊基底 27:安裝突出部 28:夾盤表面 30:總成蓋 40:可旋轉柱 41:U形彎曲 42,52,54,56,82:指狀物臂 43:縱向槽 44:臂夾 50:直指狀物臂 58:剛性臂 60:彈簧 62:螺旋臂 64:連接器 66,90:複雜指狀物臂 70:V形凹口 72:U形凹口 80:延伸機構 84:線性彈簧 86:片彈簧 88:縱向運動 90a,90b:腿 92:固定腳 94:可移動腳 96,98:箭頭
為了更好地理解本發明且為了瞭解其實際應用，提供以下圖並在下文參考。應注意，該等圖僅係作為實例給出且決不限制本發明之範疇。相似組件由相似參考數字表示。
圖1A示意性繪示根據本發明之一實施例的一圓形晶圓側向定位裝置。
圖1B為在圖1A中展示的圓形晶圓側向定位裝置之示意性俯視圖。
圖1C為在圖1A中展示的圓形晶圓側向定位裝置之示意性側視圖。
圖2示意性繪示在圖1A中展示的圓形晶圓側向定位裝置之一固定擋塊。
圖3示意性繪示在圖1A中展示的圓形晶圓側向定位裝置之一指狀物總成。
圖4示意性繪示圖3中展示之指狀物總成，其中其蓋經移除。
圖5A示意性繪示用於圖4中展示之指狀物總成的一直指狀物臂之一實例。
圖5B示意性繪示具有兩個直臂的指狀物臂之一實例。
圖5C示意性繪示具有處於相對於夾盤表面之平面之不同高度處之兩個平臂的指狀物臂之一實例。
圖5D示意性繪示具有處於相對於夾盤表面之平面之不同高度處之兩個臂的指狀物臂之一實例。
圖5E示意性繪示具有一剛性臂及至指狀物之彈性連接的一指狀物臂之一實例。
圖5F示意性繪示一螺旋指狀物臂之一實例。
圖5G示意性繪示具有在不同定向處之雙臂之兩個區段的一複雜指狀物之一實例。
圖6A示意性繪示具有一V形凹口之一指狀物。
圖6B示意性繪示具有一U形凹口之一指狀物。
圖7A示意性繪示具有至指狀物之一線性彈簧連接的一可線性平移指狀物。
圖7B示意性繪示具有至指狀物之一片彈簧連接的一可線性平移指狀物。
圖8示意性繪示一複雜指狀物臂。
10:圓形晶圓定位裝置
11:夾盤頭
12:圓形晶圓，圓形碟
14:固定擋塊
16:指狀物總成
17:氣動入口
18:柱旋轉機構
19:閥
22:螺栓
26:擋塊基底
27:安裝突出部

Claims (20)

  1. 一種晶圓定位裝置，其包含： 至少一個固定擋塊，其定位於一夾盤之一表面上的一夾緊位置之一周邊處； 一可延伸之指狀物；以及 一指狀物延伸機構，其將該指狀物朝向該夾盤表面之一中心向外延伸，及遠離該夾盤表面之該中心縮回該指狀物， 其中該指狀物經組配以當一晶圓被置放於該夾盤表面上且該指狀物延伸機構經操作以向外延伸該指狀物時，將該晶圓朝向該至少一個固定擋塊側向推動，直至當該指狀物之一遠端處於該夾緊位置之該周邊處時，該晶圓之一邊緣接觸該至少一個固定擋塊。
  2. 如請求項1所述之裝置，其中該夾緊位置之該周邊為圓形。
  3. 如請求項1所述之裝置，其中該至少一個固定擋塊包含：自該夾盤之該表面之一平面向外延伸之一銷。
  4. 如請求項3所述之裝置，其中該銷實質上垂直於該夾盤之該表面延伸。
  5. 如請求項3所述之裝置，其中該至少一個固定擋塊包含：在該夾緊位置之該周邊上的不同方位角位置處之兩個銷。
  6. 如請求項3所述之裝置，其中該至少一個銷包含聚醚醚酮(PEEK)。
  7. 如請求項1所述之晶圓定位裝置，其中該指狀物延伸機構包含一可旋轉之臂及用於旋轉該臂之一旋轉機構，該指狀物附接至該臂，使得該旋轉機構在一個方向上旋轉該臂之操作朝向該夾盤表面之該中心向外延伸該指狀物，且該旋轉機構在一相反方向上旋轉該臂之操作遠離該夾盤表面之該中心縮回該指狀物。
  8. 如請求項7所述之裝置，其中該臂係耦接至一可旋轉柱。
  9. 如請求項8所述之裝置，其中該臂之一近端係耦接至該可旋轉柱。
  10. 如請求項7所述之裝置，其中該旋轉機構為氣動操作式。
  11. 如請求項10所述之裝置，其中該旋轉機構係連接至兩個氣動入口，其中加壓氣體至該等氣動入口中之一氣動入口之施加使旋轉機構在該一個方向上旋轉該臂，且加壓氣體至另一氣動入口之施加使旋轉機構在該相反方向上旋轉該臂。
  12. 如請求項7所述之裝置，其中該旋轉機構及該臂經組配，使得當旋轉該臂時，諸如，當無晶圓置放於該夾盤表面上時，該指狀物經充分延伸，該指狀物之該遠端在該夾緊位置之該周邊內。
  13. 如請求項12所述之裝置，其中該臂為可撓性且回彈性。
  14. 如請求項13所述之裝置，其中該臂包括一U形彎曲。
  15. 如請求項13所述之裝置，其中該臂包含兩個實質上平行之指狀物臂或一螺旋臂。
  16. 如請求項7所述之裝置，其中該旋轉機構及該臂經組配，使得當旋轉該臂時，諸如，該指狀物經充分縮回，該指狀物之該遠端在該夾緊位置之該周邊外。
  17. 如請求項16所述之裝置，其中該臂之一外殼包括一遠端突出部，以當該指狀物經充分縮回時限制該晶圓在該夾盤表面上之側向移動。
  18. 如請求項1所述之裝置，進一步包含該夾盤。
  19. 如請求項1所述之裝置，其中該指狀物延伸機構包含一可縱向平移之臂，該指狀物由一彈性元件附接至該臂。
  20. 如請求項1所述之裝置，其中該指狀物延伸機構包含具有兩個腿之一臂，在該等腿中之一者之一近端處的一腳係固定的，且在另一腿之一近端處的一腳可線性平移。
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