TW202213614A - 晶圓運送裝置 - Google Patents

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張震
謝明修
呂元戎
莫居緣
張富翔
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力成科技股份有限公司
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Abstract

一種晶圓運送裝置，適於吸附且運送一第一晶圓。晶圓運送裝置包括一手臂及一托台。托台連接於手臂。托台具有暴露於一上表面的一單一真空吸口。托台適於移動至第一晶圓的下方。單一真空吸口適於吸附第一晶圓的一第一中央區，以托起且運送第一晶圓。

Description

晶圓運送裝置
本發明是有關於一種運送裝置，且特別是有關於一種晶圓運送裝置。
在習知運送晶圓的過程中，大多透過設置於運送裝置的多個真空吸嘴來吸附並運送晶圓。然而，由於現有晶圓製程的改良，晶圓的厚度逐漸變小，晶圓更容易發生翹曲的狀況。翹曲的晶圓可能會無法同時接觸到這些真空吸嘴，而難以被穩定地吸附，進而影響運送的穩定度。
本發明提供一種晶圓運送裝置，其能夠穩定地運送翹曲狀的晶圓。
本發明的一種晶圓運送裝置適於吸附且運送一第一晶圓。晶圓運送裝置包括一手臂及一托台。托台連接於手臂。托台具有暴露於一上表面的一單一真空吸口。托台適於移動至第一晶圓的下方。單一真空吸口適於吸附第一晶圓的一第一中央區，以托起且運送第一晶圓。
在本發明的一實施例中，上述的托台包括一基板、位於基板上的一密封圈及可更換地配置於基板與密封圈上方的一第一可撓件，基板包括一第一孔洞，密封圈具有對位於第一孔洞的一第二孔洞，第一可撓件具有對位於第二孔洞的一第三孔洞，第一孔洞、第二孔洞及第三孔洞共同形成單一真空吸口。
在本發明的一實施例中，上述的第一晶圓的一第一周圍區高於第一中央區而呈翹曲狀，第一可撓件的厚度大於第一晶圓的第一周圍區與第一中央區之間的高度差。
在本發明的一實施例中，當托台托起第一晶圓時，托台接觸第一晶圓的第一中央區與第一周圍區，且第一可撓件在對應於第一晶圓的第一中央區的部位的變形量大於第一可撓件在對應於第一晶圓的第一周圍區的部位的變形量。
在本發明的一實施例中，上述的晶圓運送裝置還適於吸附且運送一第二晶圓，第二晶圓的一第二周圍區高於一第二中央區而呈翹曲狀，第二晶圓的第二周圍區與第二中央區之間的高度差大於第一晶圓的第一周圍區與第一中央區之間的高度差，托台更包括用以更換第一可撓件的一第二可撓件，第二可撓件的厚度大於第一可撓件的厚度，且大於第二晶圓的第二周圍區與第二中央區之間的高度差。
在本發明的一實施例中，上述的密封圈位於基板上對應於第一孔洞處，托台更包括位於密封圈旁的一平坦件，平坦件位於基板與第一可撓件之間。
在本發明的一實施例中，上述的平坦件環繞密封圈的外側且與密封圈等高。
在本發明的一實施例中，上述的平坦件的材質包括耐熱膠體。
在本發明的一實施例中，上述的托台包括一基部及從基部延伸出的至少一托臂，單一真空吸口貫穿基部，至少一托臂適於承載第一晶圓的第一周圍區，至少一托臂上不具有暴露於上表面的真空吸口。
在本發明的一實施例中，上述的至少一托臂為兩托臂，兩托臂與基部呈一U型。
基於上述，在本發明的晶圓運送裝置的設計中，托台具有單一真空吸口，晶圓運送裝置由於利用單一真空吸口來吸附第一晶圓，在晶圓運送裝置托起及運送第一晶圓的過程中，單一真空吸口與晶圓之間的真空度可被良好地維持，進而使晶圓運送裝置能夠穩定地運送第一晶圓。
圖1是依照本發明的一實施例的晶圓運送裝置應用於第一晶圓的立體示意圖。圖2A是圖1的晶圓運送裝置應用於第一晶圓沿線A-A的剖面示意圖。請參考圖1及圖2A，本實施例的晶圓運送裝置100適於吸附且運送一第一晶圓200。需注意的是，圖1及圖2A中的第一晶圓200以虛線繪示，以更清楚地示意出晶圓運送裝置100的結構。另外，圖中晶圓運送裝置100與第一晶圓200的尺寸、厚度等比例關係僅為示意。
請參考圖1，在本實施例中，晶圓運送裝置100包括一手臂110及一托台120。托台120連接於手臂110。托台120具有一上表面120a，且包括一基部1201及從基部1201延伸出的至少一托臂1202。一單一真空吸口130暴露於托台120的上表面120a且貫穿托台120的基部1201。並且，在本實施例中，托台120的至少一托臂1202為兩托臂1202，且兩托臂1202與基部1201呈一U型，但本發明不限於此。
在本實施例中，晶圓運送裝置100適於吸附且運送第一晶圓200。更明確地說，當晶圓運送裝置100要運送第一晶圓200時，手臂110會帶動托台120移動至第一晶圓200的下方。此時，設置於托台120的單一真空吸口130適於吸附第一晶圓200的一第一中央區210的下表面，同時托台120的至少一托臂1202承載第一晶圓200的一第一周圍區220，使得托台120能夠更佳穩定地托起且運送第一晶圓200。
值得一提的是，由於晶圓在製造的過程中，會有翹曲的情形發生，例如是晶圓的周圍區會高於中央區，而呈現出淺碟狀結構。這樣會使得習知晶圓運送裝置的多個真空吸嘴將無法同時接觸到翹曲的晶圓，而發生僅有其中一個或數個真空吸嘴接觸到翹曲的晶圓，其他的真空吸嘴與翹曲的晶圓之間存在間隙的狀況。在這樣的狀況下，由於抽真空機的能力(capability)是固定的，未能直接接觸到晶圓的真空吸嘴不斷地吸氣，會間接地影響到直接接觸到晶圓的真空吸嘴與晶圓之間的真空度。因此，習知晶圓運送裝置即便有部分的真空吸嘴能夠接觸到翹曲的晶圓，也可能無法穩定地吸附且運送翹曲的晶圓。
為了避免上述狀況，本實施例的晶圓運送裝置100的托台120僅設置單一真空吸口130，也就是說，托臂上1202上不具有暴露於托台120的上表面120a的真空吸口。這樣的設計可使得晶圓運送裝置100僅透過單一真空吸口130來吸附第一晶圓200的第一中央區210，而使得單一真空吸口130與第一晶圓200之間的真空度能不受其他吸嘴的影響。因此，翹曲狀的第一晶圓200能夠被緊密吸附於單一真空吸口130，進以使晶圓運送裝置100能夠穩定地運送翹曲狀的第一晶圓200。下面將進一步地介紹托台120。
請參考圖2A，在本實施例中，托台120包括一基板122、位於基板122上的一密封圈124及可更換地配置於基板122與密封圈124上方的一第一可撓件126。密封圈124可為一般的吸嘴，但不以此為限制。
在本實施例中，基板122包括一第一孔洞122a、密封圈124具有對位於第一孔洞122a的一第二孔洞124a及第一可撓件126具有對位於第二孔洞124a的一第三孔洞126a。第一孔洞122a、第二孔洞124a及第三孔洞126a共同形成單一真空吸口130。
在本實施例中，托台120更包括一平坦件128。平坦件128位於基板122與第一可撓件126之間。平坦件128用以提供平坦的表面以供第一可撓件126配置於其上。密封圈124位於基板122上對應於第一孔洞122a處，平坦件128位於密封圈124旁並環繞密封圈124的外側，且平坦件128與密封圈124等高。在本實施例中，平坦件128的材質包括耐熱膠體，以能夠在晶圓的高溫製程環境下使用，但平坦件128的材質不限於此。
在本實施例中，第一晶圓200的第一周圍區220高於第一中央區210而呈翹曲狀，晶圓運送裝置100為了能夠更穩定地承托第一晶圓200，特意在托台120的最上層設置了第一可撓件126，第一可撓件126可以被壓縮或/且撓曲。第一可撓件126例如是壓克力泡棉，但第一可撓件126的材料不以此為限制。
圖2B是圖2A的晶圓運送裝置承載第一晶圓時的局部曲線示意圖。需注意的是，圖2B中省略繪示第一晶圓200，以更清楚地示意出晶圓運送裝置100的結構，且以虛線繪示第一可撓件126尚未承托第一晶圓200時尚未被壓縮的狀態。
請同時參考圖2A與圖2B，當托台120托起第一晶圓200時，第一晶圓200的重量會使第一可撓件126變形，特別是第一可撓件126可因應第一晶圓200的形狀來變形，本實施例中，第一可撓件126的厚度H1大於第一晶圓200的第一周圍區220與第一中央區210之間的高度差Ha，以使第一可撓件126在承載第一晶圓200時能同時接觸到第一晶圓200的第一周圍區220與第一中央區210。
本實施例中，由於第一晶圓200的第一周圍區220高於第一中央區210，當第一可撓件126在承載第一晶圓200時，第一可撓件126在對應於第一晶圓200的第一中央區210的部位的變形量Sc1大於第一可撓件126在對應於第一晶圓200的第一周圍區220的部位的變形量So1。當然，變形量的關係不以此為限制。
由上可知，在本實施例中，當晶圓運送裝置100的單一真空吸口130吸附第一晶圓200的第一中央區210時，由於設置於晶圓運送裝置100的托台120的第一可撓件126能夠托住第一晶圓200的第一中央區210及第一周圍區220，使得晶圓運送裝置100除了能夠以單一真空吸口130吸附第一晶圓200之外，還可透過托台120的第一可撓件126接觸且支撐第一晶圓200，而能夠穩定地運送翹曲狀的第一晶圓200進入晶圓載台(chuck)進行高溫(HT)、常溫(RT)、低溫(LT)的三溫(溫度範圍-10°C~150°C)之測試。
圖3A是依照本發明的一實施例的晶圓運送裝置應用於第二晶圓的剖面示意圖。請參考圖3A，本實施例的晶圓運送裝置100還適於吸附且運送一第二晶圓300。需注意的是，圖3A中的第二晶圓300以虛線繪示，以更清楚地示意出晶圓運送裝置的結構。
由於晶圓在不同批次製造的過程中，會產生不同翹曲程度的晶圓。本實施例的晶圓運送裝置100可依不同翹曲程度的第二晶圓300來將第一可撓件126更換為不同厚度的一第二可撓件127(圖3A)。如此一來，本發明的晶圓運送裝置100能夠吸附且運送不同翹曲程度的第一晶圓200及第二晶圓300。下面將對此進行說明。
如圖3A所示，在本實施例中，托台120’包括基板122、位於基板122上的密封圈124及可更換地配置於基板122與密封圈124上方的第二可撓件127。並且，在本實施例中，基板122包括第一孔洞122a、密封圈124具有對位於第一孔洞122a的第二孔洞124a及第二可撓件127具有對位於第二孔洞124a的一第四孔洞127a。第一孔洞122a、第二孔洞124a及第四孔洞127a共同形成單一真空吸口130。
在本實施例中，平坦件128位於基板122與第二可撓件127之間。密封圈124位於基板122上對應於第一孔洞122a處，平坦件128位於密封圈124旁並環繞密封圈124的外側，且平坦件128與密封圈124等高。在本實施例中，平坦件128的材質包括耐熱膠體，但本發明不限於此。
圖3B是圖3A的晶圓運送裝置承載第二晶圓時的局部曲線示意圖。需注意的是，圖3B中省略繪示第二晶圓300，以更清楚地示意出晶圓運送裝置的結構，且以虛線繪示第二可撓件127尚未承托第二晶圓300的狀態。
請同時參考圖3A與圖3B，在本實施例中，第二晶圓300的一第二周圍區320高於一第二中央區310而呈翹曲狀，且第二可撓件127的厚度H2大於第二晶圓300的第二周圍區320與第二中央區310之間的高度差Hb。
請參考圖2A至圖3B，圖3A的第二晶圓300的翹曲程度大於圖2A的第一晶圓200的翹曲程度。也就是說，圖3A的第二晶圓300的第二周圍區320與第二中央區310之間的高度差Hb大於圖2A的第一晶圓200的第一周圍區220與第一中央區210之間的高度差Ha。因此，在本實施例中，特意選用厚度較大的第二可撓件127，也就是說，圖3B的第二可撓件127的厚度H2大於圖2B的第一可撓件126的厚度H1，以使第二可撓件127能夠因應第二晶圓300的形狀來提供更大的壓縮量。
因此，在本實施例中，當托台120’托起第二晶圓300時，第二可撓件127在對應於第二晶圓300的第二中央區310的部位的變形量Sc2大於第二可撓件127在對應於第二晶圓300的第二周圍區320的部位的變形量So2，且托台120’的第二可撓件127能夠接觸第二晶圓300的第二中央區310與第二周圍區320。
也就是說，在本實施例中，晶圓運送裝置100可依第一晶圓200及第二晶圓300的翹曲程度來更換第一可撓件126為第二可撓件127。並且，基於上述的可調式結構，當晶圓運送裝置100的單一真空吸口130吸附第一晶圓200的第一中央區210或第二晶圓300的第二中央區310時，還能夠分別以不同厚度的第一可撓件126及第二可撓件127接觸與支撐不同翹曲程度的第一晶圓200及第二晶圓300。如此一來，本發明的晶圓運送裝置100能夠穩定地吸附且運送不同翹曲程度的第一晶圓200及第二晶圓300。
在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參照前述實施例，下述實施例不再重複贅述。
圖4A是依照本發明的另一實施例的晶圓運送裝置承載第一晶圓時的剖面示意圖。請同時參考圖2A與圖4A，本實施例的托台120”與圖2A的托台120相似，兩者的差異在於：托台120”不具有平坦件128，且第一可撓件126’直接配置於托台120”的基板122上。
請參考圖4A，在本實施例中，第一可撓件126’的形狀為圖2A的第一可撓件126與平坦件128的形狀的總和，且在第三孔洞126a’旁的壁面具有一凹口129，密封圈124位於第一可撓件126’的凹口129內。也就是說，在本實施例中，平坦件可被省略，托台120”利用第一可撓件126’來提供平坦化以及可變形的效果。
同樣地，在本實施例中，基板122包括第一孔洞122a、密封圈124具有對位於第一孔洞122a的第二孔洞124a及第一可撓件126’具有對位於第二孔洞124a的一第三孔洞126a’。第一孔洞122a、第二孔洞124a及第三孔洞126a’共同形成單一真空吸口130。
圖4B是圖4A的晶圓運送裝置應用於第二晶圓的局部曲線示意圖。需注意的是，圖4B中省略繪示第一晶圓200，以更清楚地示意出晶圓運送裝置的結構，且以虛線繪示第一可撓件126’尚未承托第一晶圓200的狀態。
請同時參考圖4A與圖4B，在本實施例中，第一晶圓200的第一周圍區220高於第一中央區210而呈翹曲狀，且第一可撓件126’的厚度H3大於第一晶圓200的第一周圍區220與第一中央區210之間的高度差Ha。
在本實施例中，當托台120”托起第一晶圓200時，托台120”接觸第一晶圓200的第一中央區210與第一周圍區220，且第一可撓件126’在對應於第一晶圓200的第一中央區210的部位的變形量Sc3大於第一可撓件126’在對應於第一晶圓200的第一周圍區220的部位的變形量So3。
因此，在本實施例中，當晶圓運送裝置100的單一真空吸口130吸附第一晶圓200的第一中央區210時，由於設置於晶圓運送裝置100的托台120”的第一可撓件126’能夠接觸且支撐第一晶圓200的第一中央區210及第一周圍區220，使得晶圓運送裝置100能夠穩定地運送翹曲狀的第一晶圓200。
綜上所述，在本發明的晶圓運送裝置的設計中，托台具有單一真空吸口及第一可撓件，單一真空吸口吸附第一晶圓的第一中央區，且第一可撓件的厚度大於翹曲狀的第一晶圓的第一周圍區與第一中央區之間的高度差，使得單一真空吸口吸附第一晶圓時，第一可撓件能夠接觸且支撐第一晶圓，進而穩定地吸附且運送翹曲狀的第一晶圓。並且，晶圓運送裝置可依不同翹曲程度的第一晶圓及第二晶圓分別更換為不同厚度的第一可撓件及第二可撓件，以穩定地吸附且運送不同翹曲程度的第一晶圓及第二晶圓。因此，本發明的晶圓運送裝置不僅能夠降低生產成本，更可廣泛應用於具有不同翹曲程度的晶圓。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:晶圓運送裝置 110:手臂 120、120’、120”:托台 1201:基部 1202:托臂 120a:上表面 122:基板 122a:第一孔洞 124:密封圈 124a:第二孔洞 126、126’:第一可撓件 126a、126a’:第三孔洞 127:第二可撓件 127a:第四孔洞 128:平坦件 129:凹口 130:單一真空吸口 200:第一晶圓 210:第一中央區 220:第一周圍區 300:第二晶圓 310:第二中央區 320:第二周圍區 H1、H2、H3:厚度 Ha、Hb:高度差 Sc1、Sc2、Sc3、So1、So2、So3:變形量
圖1是依照本發明的一實施例的晶圓運送裝置應用於第一晶圓的立體示意圖。 圖2A是圖1的晶圓運送裝置應用於第一晶圓沿線A-A的剖面示意圖。 圖2B是圖2A的晶圓運送裝置承載第一晶圓時的局部曲線示意圖。 圖3A是依照本發明的一實施例的晶圓運送裝置應用於第二晶圓的剖面示意圖。 圖3B是圖3A的晶圓運送裝置承載第二晶圓時的局部曲線示意圖。 圖4A是依照本發明的另一實施例的晶圓運送裝置應用於第一晶圓的剖面示意圖。 圖4B是圖4A的晶圓運送裝置承載第一晶圓時的局部曲線示意圖。
100:晶圓運送裝置
110:手臂
120:托台
1201:基部
1202:托臂
120a:上表面
122:基板
126:第一可撓件
128:平坦件
130:單一真空吸口
200:第一晶圓
210:第一中央區
220:第一周圍區

Claims (10)

  1. 一種晶圓運送裝置，適於吸附且運送一第一晶圓，該晶圓運送裝置包括： 一手臂；以及 一托台，連接於該手臂，且具有暴露於一上表面的一單一真空吸口，其中該托台適於移動至該第一晶圓的下方，且該單一真空吸口適於吸附該第一晶圓的一第一中央區，以托起且運送該第一晶圓。
  2. 如請求項1所述的晶圓運送裝置，其中該托台包括一基板、位於該基板上的一密封圈及可更換地配置於該基板與該密封圈上方的一第一可撓件，該基板包括一第一孔洞，該密封圈具有對位於該第一孔洞的一第二孔洞，該第一可撓件具有對位於該第二孔洞的一第三孔洞，該第一孔洞、該第二孔洞及該第三孔洞共同形成該單一真空吸口。
  3. 如請求項2所述的晶圓運送裝置，其中該第一晶圓的一第一周圍區高於該第一中央區而呈翹曲狀，該第一可撓件的厚度大於該第一晶圓的該第一周圍區與該第一中央區之間的高度差。
  4. 如請求項3所述的晶圓運送裝置，其中當該托台托起該第一晶圓時，該托台接觸該第一晶圓的該第一中央區與該第一周圍區，且該第一可撓件在對應於該第一晶圓的該第一中央區的部位的變形量大於該第一可撓件在對應於該第一晶圓的該第一周圍區的部位的變形量。
  5. 如請求項3所述的晶圓運送裝置，其中該晶圓運送裝置還適於吸附且運送一第二晶圓，該第二晶圓的一第二周圍區高於一第二中央區而呈翹曲狀，該第二晶圓的該第二周圍區與該第二中央區之間的高度差大於該第一晶圓的該第一周圍區與該第一中央區之間的高度差，該托台更包括用以更換該第一可撓件的一第二可撓件，該第二可撓件的厚度大於該第一可撓件的厚度，且大於該第二晶圓的該第二周圍區與該第二中央區之間的高度差。
  6. 如請求項2所述的晶圓運送裝置，其中該密封圈位於該基板上對應於該第一孔洞處，該托台更包括位於該密封圈旁的一平坦件，該平坦件位於該基板與該第一可撓件之間。
  7. 如請求項6所述的晶圓運送裝置，其中該平坦件環繞該密封圈的外側且與該密封圈等高。
  8. 如請求項6所述的晶圓運送裝置，其中該平坦件的材質包括耐熱膠體。
  9. 如請求項3所述的晶圓運送裝置，其中該托台包括一基部及從該基部延伸出的至少一托臂，該單一真空吸口貫穿該基部，該至少一托臂適於承載該第一晶圓的該第一周圍區，該至少一托臂上不具有暴露於該上表面的真空吸口。
  10. 如請求項9所述的晶圓運送裝置，其中該至少一托臂為兩托臂，該兩托臂與該基部呈一U型。
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