TW202418471A - 晶圓卡盤組件 - Google Patents

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克勞迪烏 瓦倫廷 普哈
羅伯特 馬修 史多維
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Abstract

本發明大體上係關於用於在處理期間支撐半導體晶圓之卡盤技術。在一些範例中，一晶圓卡盤組件包含一卡盤轂部及設置於該卡盤轂部之內的一定心轂部。一嚙合裝置係可分別在嚙合位置與脫離位置之間操作，以使該卡盤轂部與該定心轂部嚙合，俾防止在至少一第一方向上的該卡盤轂部與該定心轂部之間的相對運動、或允許該卡盤轂部與該定心轂部之間的相對運動。提供一卡盤馬達，以用於基於該嚙合裝置的該嚙合或脫離位置而在晶圓處理操作及晶圓定心操作期間選擇性地使該卡盤轂部及/或該定心轂部轉動。複數卡盤臂係裝設於該卡盤轂部，每一卡盤臂在鄰近該卡盤轂部的近端與遠離該卡盤轂部的遠端之間徑向地延伸。複數定心凸輪之各者係裝設於一卡盤臂的遠端處或附近且係可移動的，以響應於該定心轂部相對於該卡盤轂部的旋轉運動而嚙合或釋放晶圓邊緣。

Description

晶圓卡盤組件
[相關申請案的交互參照]本申請案主張2018年5月4日提交的美國臨時專利申請案第62/667,190號、及2018年12月10日提交的美國專利申請案第16/215,608號的優先權，在此藉參照方式將上述兩者之全文引入。
本發明大體上係關於用於在處理期間支撐半導體晶圓之卡盤技術。在一實施例中，提供用於邊緣斜角去除(EBR)之真空晶圓卡盤。在更加具體的態樣中，本發明係關於電填充後模組(PEM)卡盤，用以在EBR期間從晶圓的外緣移除不樂見之金屬(例如鍍覆膜或晶種層)。
此處所提供之先前技術說明係為了大體上介紹本發明之背景。在此先前技術章節中所敘述之範圍內之本案列名之發明人的成果、以及在申請時不適格作為先前技術之說明書的實施態樣，皆非有意地或暗示地被承認為對抗本發明之先前技術。
EBR通常係藉由以下方式而進行：在晶圓旋轉時透過指向晶圓邊緣附近的噴嘴而施加化學品。晶圓在卡盤上應係良好地定心、或同心的，俾產生均勻的EBR結果。使用摩擦墊或被動定心裝置的現有卡盤可能不會在EBR處理之前主動地將晶圓定心。此可能導致不良的EBR結果。當例如將晶圓送至PEM之機器人轉移不精確時可能引致有進一步誤差之不良EBR結果。
當EBR處理中所使用之蝕刻劑從周圍的晶圓支撐裝置(例如垂直對準銷(VAP)表面)上回彈時，出現另外的挑戰。回彈的液體可能干擾EBR處理並導致不良的EBR結果。此效應可能隨著邊緣排除(EE)區帶減少而更加明顯。EE通常指涉針對晶圓邊緣而欲移除的材料量。
在進一步範例中，晶圓在旋轉期間有時可能於習知卡盤支撐件上滑動，再次導致不良的定心及不良的EBR結果。使用外部感測器的晶圓存在偵測可能並非總是可靠的，且可能受到例如水滴回濺的影響。在晶圓沖洗期間可能以上述方式或其他方式發生回濺。滑動的晶圓可能在具有離心定心凸輪的卡盤之凸輪中切割出損害性凹槽。此可能減少卡盤壽命，且甚至導致有凹槽之凸輪卡在晶圓邊緣上。
在一些範例中，一種用於支撐晶圓的晶圓卡盤組件包含：一卡盤轂部；一定心轂部，其係設置於該卡盤轂部之內；一嚙合裝置，其可分別在嚙合位置與脫離位置之間操作，以使該卡盤轂部與該定心轂部嚙合，俾防止在順時針或逆時針其中一者之旋轉方向上的該卡盤轂部與該定心轂部之間的相對運動、或允許在兩者中任一旋轉方向上的該卡盤轂部與該定心轂部之間的相對運動；一卡盤馬達，用以基於該嚙合裝置的該嚙合或脫離位置而在晶圓處理操作及晶圓定心操作期間選擇性地使該卡盤轂部及/或該定心轂部轉動；複數卡盤臂，其係裝設於該卡盤轂部，每一卡盤臂在鄰近該卡盤轂部的近端與遠離該卡盤轂部的遠端之間徑向地延伸；以及複數定心凸輪，其係各自裝設於一卡盤臂的遠端處或附近，且可相對於該定心轂部而向內或向外徑向地移動，以響應於該定心轂部相對於該卡盤轂部的旋轉運動而嚙合或釋放所支撐之晶圓的邊緣。
在一些範例中，該卡盤馬達係配置以在該晶圓定心操作期間提供該定心轂部與該卡盤轂部之間的相對旋轉運動。在一些範例中，該定心轂部在該晶圓定心操作期間係相對於該卡盤馬達而固定，且該卡盤馬達係配置以使該卡盤轂部在該晶圓定心操作期間於第一旋轉方向上轉動。
在一些範例中，該卡盤馬達係配置以使該定心轂部及該卡盤轂部在該晶圓處理操作期間於相同旋轉方向上一起轉動。在一些範例中，該晶圓處理操作期間之該定心轂部及該卡盤轂部的該相同旋轉方向係與該晶圓定心操作期間之該卡盤轂部的該第一旋轉方向相反。
在一些範例中，該定心轂部在其外部表面上包含至少一凸輪表面。在一些範例中，每一卡盤臂包含一相應的細長致動桿，其係操作性地設置於以下兩者之間：該定心轂部之該至少一凸輪表面、及設置於該複數定心凸輪之各個卡盤臂的遠端處的定心凸輪。每一細長致動桿在其近端處包含一軸承表面，用以與該定心轂部之該至少一凸輪表面嚙合。在一些範例中，每一細長致動桿在其遠端處包含與相應卡盤臂之相應定心凸輪的連結件。在一些範例中，該定心轂部之旋轉運動使得該定心轂部的相應凸輪表面徑向地往外推動相應的細長致動桿，從而透過該連結件而操作相應的定心凸輪。
在一些範例中，該晶圓卡盤組件更包含至少一真空墊，用以在該晶圓定心及/或晶圓處理操作期間支撐該晶圓。在一些範例中，該至少一真空墊係配置以在該晶圓被該複數定心凸輪所釋放時、至少於該晶圓處理操作期間將該晶圓保持於該晶圓卡盤組件中的定心位置。在一些範例中，該至少一真空墊係設置於該複數卡盤臂之至少一者上。該複數卡盤臂之各者可包含一真空管線，用以供應真空壓力至該至少一真空墊。在一些範例中，偵測在該至少一真空墊處的真空壓力是否存在，並將其與該晶圓卡盤組件中的該晶圓是否存在、或缺陷晶圓之存在相關聯。
在一些範例中，複數定心凸輪偏向開放、晶圓釋放配置。在一些範例中，複數定心凸輪中之每一定心凸輪可於第一、晶圓定心位置與第二、收回位置之間移動，該第二收回位置係設置在支撐於該晶圓卡盤組件中之晶圓的上表面下方。
在一些範例中，該晶圓卡盤組件更包含控制裝置，用以偵測卡盤馬達的扭矩，並將所偵測之卡盤馬達扭矩與複數定心凸輪之至少第一、晶圓定心位置相關聯。在一些範例中，該晶圓卡盤組件更包含控制裝置，用以偵測卡盤馬達的扭矩，並將所偵測之卡盤馬達扭矩與固持於晶圓卡盤組件中之晶圓的定心位置相關聯。在一些範例中，該晶圓卡盤組件更包含控制裝置，用以偵測卡盤馬達的扭矩，並將所偵測之卡盤馬達扭矩與固持於晶圓卡盤組件中之晶圓的直徑相關聯。
在其他實施例中，提供一真空晶圓卡盤組件。一範例真空晶圓卡盤組件包含：一卡盤轂部；一定心轂部，其係設置於該卡盤轂部之內；複數卡盤臂，其係裝設於該卡盤轂部，每一卡盤臂在鄰近該卡盤轂部的近端與遠離該卡盤轂部的遠端之間徑向地延伸；複數定心凸輪，其係各自裝設於一卡盤臂的遠端處或附近，且可相對於該定心轂部而向內或向外徑向地移動，以響應於該定心轂部的旋轉運動而嚙合或釋放所支撐之晶圓的邊緣；以及至少一真空墊，用以在晶圓定心或晶圓處理操作期間支撐該晶圓。
在一些範例中，該晶圓卡盤組件更包含：一嚙合裝置，其可分別在嚙合位置與脫離位置之間操作，以使該卡盤轂部與該定心轂部嚙合，俾防止在順時針或逆時針其中一者之旋轉方向上的該卡盤轂部與該定心轂部之間的相對運動、或允許在兩者中任一旋轉方向上的該卡盤轂部與該定心轂部之間的相對運動；以及一卡盤馬達，用以基於該嚙合裝置的該嚙合或脫離位置而在晶圓處理操作及晶圓定心操作期間選擇性地使該卡盤轂部及/或該定心轂部轉動。
在一些範例中，該卡盤馬達係配置以在該晶圓定心操作期間提供該定心轂部與該卡盤轂部之間的相對旋轉運動。在一些範例中，該定心轂部在該晶圓定心操作期間係相對於該卡盤馬達而固定，且該卡盤馬達係配置以使該卡盤轂部在該晶圓定心操作期間於第一旋轉方向上轉動。
在一些範例中，該卡盤馬達係配置以使該定心轂部及該卡盤轂部在該晶圓處理操作期間於相同旋轉方向上一起轉動。在一些範例中，該晶圓處理操作期間之該定心轂部及該卡盤轂部的該相同旋轉方向係與該晶圓定心操作期間之該卡盤轂部的該第一旋轉方向相反。
在一些範例中，該定心轂部在其外部表面上包含至少一凸輪表面。在一些範例中，每一卡盤臂包含一相應的細長致動桿，其係操作性地設置於以下兩者之間：該定心轂部之該至少一凸輪表面、及設置於該複數定心凸輪之各個卡盤臂的遠端處的定心凸輪。在一些範例中，每一細長致動桿在其近端處包含一軸承表面，用以與該定心轂部之該至少一凸輪表面嚙合。在一些範例中，每一細長致動桿在其遠端處包含與相應卡盤臂之相應定心凸輪的連結件。
在一些範例中，該定心轂部之旋轉運動使得該定心轂部的相應凸輪表面徑向地往外推動相應的細長致動桿，從而透過該連結件而操作相應的定心凸輪。
在一些範例中，該至少一真空墊係配置以在該晶圓被該複數定心凸輪所釋放時、至少於該晶圓處理操作期間將該晶圓保持於該晶圓卡盤組件中的定心位置。在一些範例中，該至少一真空墊係設置於該複數卡盤臂之至少一者上。在一些範例中，該複數卡盤臂之各者包含一真空管線，用以供應真空壓力至該至少一真空墊。在一些範例中，偵測在該至少一真空墊處的真空壓力是否存在，並將其與該晶圓卡盤組件中的該晶圓是否存在、或缺陷晶圓之存在相關聯。
在一些範例中，複數定心凸輪偏向開放、晶圓釋放配置。在一些範例中，複數定心凸輪中之每一定心凸輪可於第一、晶圓定心位置與第二、收回位置之間移動，該第二收回位置係設置在支撐於該晶圓卡盤組件中之晶圓的上表面下方。
在一些範例中，該晶圓卡盤組件更包含控制裝置，用以偵測卡盤馬達的扭矩，並將所偵測之卡盤馬達扭矩與複數定心凸輪之至少第一、晶圓定心位置相關聯。在一些範例中，該晶圓卡盤組件更包含控制裝置，用以偵測卡盤馬達的扭矩，並將所偵測之卡盤馬達扭矩與固持於晶圓卡盤組件中之晶圓的定心位置相關聯。在一些範例中，該晶圓卡盤組件更包含控制裝置，用以偵測卡盤馬達的扭矩，並將所偵測之卡盤馬達扭矩與固持於晶圓卡盤組件中之晶圓的直徑相關聯。
在其他實施例中，提供用以支撐晶圓的晶圓卡盤組件。一範例晶圓卡盤組件包含：一卡盤轂部；一定心轂部，其係設置於該卡盤轂部之內；一卡盤馬達，用以在晶圓處理操作或晶圓定心操作期間選擇性地使該卡盤轂部或該定心轂部轉動；複數卡盤臂，其係裝設於該卡盤轂部，每一卡盤臂在鄰近該卡盤轂部的近端與遠離該卡盤轂部的遠端之間徑向地延伸；複數定心凸輪，其係各自裝設於一卡盤臂的遠端處或附近，且可相對於該定心轂部而向內或向外徑向地移動，以響應於該定心轂部相對於該卡盤轂部的旋轉運動而嚙合或釋放所支撐之晶圓的邊緣；以及控制裝置，用以偵測卡盤馬達的扭矩，並將所偵測之卡盤馬達扭矩與複數定心凸輪之至少第一、晶圓定心位置相關聯。
在一些範例中，該晶圓卡盤組件更包含一嚙合裝置，其可分別在嚙合位置與脫離位置之間操作，以使該卡盤轂部與該定心轂部嚙合，俾防止在順時針或逆時針其中一者之旋轉方向上的該卡盤轂部與該定心轂部之間的相對運動、或允許在兩者中任一旋轉方向上的該卡盤轂部與該定心轂部之間的相對運動，且其中該卡盤馬達基於該嚙合裝置的該嚙合或脫離位置而在晶圓處理操作或晶圓定心操作期間選擇性地使該卡盤轂部或該定心轂部轉動。
在一些範例中，其中該控制裝置偵測卡盤馬達的扭矩，並將所偵測之卡盤馬達扭矩與固持於晶圓卡盤組件中之晶圓的定心位置相關聯。在一些範例中，該控制裝置偵測卡盤馬達的扭矩，並將所偵測之卡盤馬達扭矩與固持於晶圓卡盤組件中之晶圓的直徑相關聯。
以下的敘述包含實施本揭示內容之說明性實施例的系統、方法、技術、指令序列、及計算機程式產品。在以下的敘述中，為了說明之目的，描述了大量的特定細節，以提供對範例實施例的徹底理解。然而，以下對於熟習本技藝者係清楚明白的：可在無該等特定細節之情況下實行本發明標的。
本專利文件之揭示內容之部分含有可受到版權保護的材料。版權所有者不反對任何人對專利文件或專利揭示內容進行傳真重製，因為其出現於專利及商標局之專利檔案或紀錄中，但除此之外保留所有的版權。以下聲明適用於下文所描述及構成本文件之一部分之圖式中所示的任何資料：Copyright Lam Research Corporation, 2018-19, All Rights Reserved。
在一範例中，提供一定心卡盤組件。該卡盤組件包含可收回之抓持凸輪(或夾具)，用以將由卡盤組件所固持之晶圓定心，如以下更全面地描述。有些範例晶圓卡盤組件包含真空墊，用以改善晶圓抓持及卡盤中的嚙合適應性。卡盤組件可在晶圓被置於其中之後主動地將晶圓定心。在例如EBR處理中，於進行處理之前，藉由一機器人將晶圓放置於卡盤組件中。在其他應用中有可能進行晶圓定心。
如上所述，卡盤組件(於適用情況下亦稱為卡盤)中之精確且牢固的晶圓定心對於獲得高EBR品質可為重要的。在本揭示內容之一些範例中，卡盤組件包含真空墊，可施加真空至該等真空墊以將元件(例如基板或晶圓)固定於其上。在一些範例中，卡盤組件更包含定心凸輪，其在施加於真空墊之真空將晶圓固持於定位時水平地收回至放置於卡盤組件中之晶圓的上表面下方。透過向下收回的凸輪以免除周邊結構去除了回濺表面，否則該等回濺表面可能導致EBR化學品或水回彈至晶圓表面上。因此，此配置實質上將不良EBR結果及上述缺點之重大促成因素消除。
在本發明之卡盤組件的一些範例中，可產生高晶圓抓持力。在一些範例中，可藉由比具有相同直徑之習知摩擦墊之抓持力高超過六倍的抓持力將晶圓真空抓持於定位。在一些範例中，與真空夾持相關聯地偵測或量測卡盤組件中之晶圓的存在或位置。例如，所放置之晶圓的下側可密封卡盤中的真空墊，並允許真空產生或以漸進或逐步的方式施加至晶圓。真空得以施加可表示卡盤中存在晶圓。在其他範例中，低真空壓力可表示晶圓不存在於卡盤中或以某種方式誤置。高真空壓力可表示良好的晶圓放置。
現參照圖1A-1B。該等圖式包含範例卡盤組件100的示意剖面圖。定心轂部102係設置於卡盤轂部104之內。定心轂部102可獨立於卡盤轂部104而轉動，但例如在晶圓處理期間於正常旋轉操作下係在與卡盤轂部104相同之方向上旋轉。例如，正常旋轉操作可為順時針的。範例定心轂部102之示圖係顯示於圖2中。如圖所示，定心轂部102包含一系列的凸輪表面114，其抵靠致動推桿116的端部，如以下更全面地描述。
在晶圓定心操作中，藉由鎖定銷108而將定心轂部102鎖定至卡盤轉軸106，鎖定銷108可被向上推入定心轂部102中之凹部109中。因此，定心轂部102在一定程度上變為一固定件。接著，可以另一方式(例如，逆時針)轉動卡盤組件100，因此在定心轂部102與卡盤轂部104之間存在相對旋轉運動。緩慢旋轉的定心轂部102與卡盤轂部104之間的相對旋轉運動使得定心轂部102的凸輪表面114(如圖1B中所示)向外推動致動推桿116，俾使凸輪110轉動，如圖所示。在一些範例中，致動推桿116係可移動地設置於中空卡盤臂118內。在一些範例中，凸輪110係以運動方式連接，俾適應不同直徑的晶圓112。圖示出三個凸輪110。其他數量及配置的凸輪係可能的。
在一些範例中，監視卡盤轉軸106之馬達扭矩，且馬達扭矩中之尖峰表示凸輪110係完全地與晶圓112的邊緣閉合，以表明晶圓112被定心。定心轂部102可如圖所示而為徑向彈簧負載的，俾在旋轉停止時、或在卡盤組件100減慢時鬆開凸輪110並釋放晶圓112。在一些範例中，配置使得卡盤轂部104在晶圓定心期間保持靜止，同時定心轂部102在其內轉動以操作凸輪110。在其他範例中，在定心期間定心轂部102及卡盤轂部104皆非靜止的，但仍提供該等元件之間的反向旋轉運動，俾使凸輪110維持可操作並可關閉和開啟。在一些範例中，一或更多感測器監視鎖定銷108的位置。卡盤轉軸106之馬達可用於旋轉及定心兩者。
卡盤組件100的一些範例包含真空供應管線120。在圖1A中，真空供應管線120為真空墊122提供真空(或負壓)，該等真空墊122支撐晶圓112。在一些範例中，中空卡盤臂118在徑向上與真空供應管線120對齊，以使輪廓最小化並使EBR期間沖洗劑的可能回濺減少。
圖3包含卡盤組件100的示圖，其中有些內部元件以虛線輪廓顯示。與上述元件相對應的元件係以相同數字標記。概括地顯示卡盤組件100、卡盤轉軸106、轉軸馬達126、及連接至旋轉接頭(在圖4A中可見)的真空供應配件124。
圖4A-4B顯示卡盤轉軸106組件及真空供應部之進一步的示圖。所示之旋轉接頭128將真空向上傳遞至卡盤的真空管線，其進行方式有點類似於電動馬達中滑環(slip ring)將電流傳遞至線圈的方式，且相應尺寸之O型環130將真空迴路密封至卡盤組件100。圖4A中之視圖亦顯示一鎖定銷108，其處於升起或鎖定位置以使定心轂部102與卡盤轉軸106嚙合。驅動鎖定銷108之驅動汽缸132的氣動空氣供應部107可見於圖4B中。
在一些範例中，卡盤轉軸馬達126具有編碼器或分度能力，使得馬達、或裝配於其上之元件的精確旋轉位置可加以確定。在一些範例中，馬達或卡盤具有裝配於其上的20位元編碼器，其每轉具有1.04百萬個可偵測位置。編碼資訊與馬達扭矩資訊相結合，可用於進行自診斷測試，如下所更全面地討論。例如，若在非預期的旋轉位置處發生馬達扭矩尖峰，則此可能表示發生定心誤差。或者，可基於轉軸馬達126之扭矩尖峰之發生或位置而獲知晶圓112的直徑，因為凸輪110在其接觸晶圓112的圓周時會停止移動並提供阻力。容許扭矩尖峰的範圍可加以建立。
在一些範例中，在卡盤臂118外端處的凸輪110轉動而抓持晶圓112之邊緣的程度係與定心轂部102轉動而引致凸輪110旋轉的程度成比例。可基於相應的轉軸馬達126之分度旋轉位置而獲知及量測定心轂部102的旋轉位置。凸輪110及定心轂部102係經由致動推桿116而直接互連。在一些範例中，定心轂部102的旋轉位置與凸輪110的徑向或夾持位置相關。旋轉位置(或馬達位置之變化)係由編碼器所偵測並據此而獲知。接著將其對映至定心夾具的徑向位置。
在一些範例中，設置於卡盤之凸輪110中的晶圓112之直徑係根據轉軸馬達126之編碼旋轉位置而確定，因為在凸輪110與設置於它們之間的晶圓112邊緣嚙合的瞬間可預期馬達扭矩尖峰。將偵測到馬達尖峰的定心轂部102之旋轉位置與凸輪110(或它們全部三個)的徑向位置相關聯，並且獲知抓持於該等凸輪110之間的晶圓112之直徑，因為徑向位置對應於晶圓112的外緣。在本發明卡盤之一些範例中，諸如馬達扭矩、編碼器位置、晶圓存在、晶圓直徑、及真空壓力(或不存在)之態樣之間的計算或量測相互關係係在以下進一步討論的某些方法實施例中加以利用。
依據一些範例實施例，圖5包含卡盤組件100之頂側的示圖。與上述元件相對應的元件係以相應的數字標記。當啟動時，真空墊122可與凸輪110聯合而抓持設置於卡盤組件100中的晶圓、或可於無凸輪110之情況下抓持該晶圓。凸輪110可如上述地將晶圓定心。管狀卡盤臂118容置推桿116，以用於操作凸輪110。真空供應管線120將真空從旋轉接頭(例如上文所述)傳送至真空墊122。
圖6包含圖5中所示之範例卡盤組件100之下側的示圖。在此視圖中，可看到定心轂部支座或鰭片134。在所示範例中，鰭片134係與定心轂部102一體成形。其他的配置係可能的。鰭片134係可藉由鎖定銷108而選擇性地嚙合，以啟動晶圓定心操作，如上所進一步描述。
所示之卡盤轂部104(例如，在此範例中為靜止的)與定心轂部102之間的沿一方向之初始相對旋轉運動使凸輪110靠近中心並將夾在它們之間的晶圓112抓持。一旦凸輪110閉合，定心轂部102與卡盤轂部104之間即不可能有進一步的相對旋轉運動，轉軸馬達126之扭矩尖峰指示晶圓112中心化和固定，接著藉由卡盤轉軸106而驅動，轂部與卡盤兩者皆在與其操作旋轉速度相反的方向上加速。在高處理速度下，且鑒於所產生的高向心力及通常所需之精確度，將晶圓112牢固且同心地固持於卡盤組件100中係重要的。
圖7顯示範例卡盤組件100的進一步細節。在此，再次圖示定心轂部102。當定心轂部102轉動時，定心轂部102的凸輪表面114作用在彈簧負載球柱塞136上，彈簧負載球柱塞136係設置於每一推桿116的下端處。每一推桿116的上端致動可旋轉凸輪110，可旋轉凸輪110相應地轉動而抓持設置於它們之間的晶圓112。真空墊122在視圖中係圖示於凸輪110附近。當在徑向往外之方向上被定心轂部102的凸輪表面114之移動(例如，在視圖中為順時針方向)所推動時，推桿116徑向地往外移動。可透過定心轂部102於另一方向上轉動而將推桿116抽回，因此使凸輪110收回。
當向外移動時，推桿116致使設置於各推桿116之上端處的其相應凸輪110轉動，從而將固持於卡盤中的晶圓112抓持並定心。若真空源被啟動，則真空墊122抓持晶圓112的下側，且凸輪110可因此而收回，因為晶圓112仍係透過真空墊122而牢固地固持於定位。在真空墊122固持晶圓112於定位之情況下，凸輪110可完全收回至晶圓112之上表面之下，以容許清潔且無阻礙的晶圓112上表面在EBR程序或其他處理期間呈現。凸輪110完全收回的能力可提供至少一些上文中進一步描述的益處。
在所示範例中，藉由彈簧138而使推桿116往內偏移，且因此凸輪110係以開啟方式偏移，直到其被推桿116之向外運動所關閉為止。當定心轂部102相對於卡盤轂部104而逆時針旋轉時，所示卡盤組件100之偏移開啟彈簧負載使得凸輪110能夠收回並釋放晶圓112。該配置係預設為晶圓釋放配置。
圖8包含裝配於卡盤轉軸106組件之頭部的卡盤組件100的剖面圖。在此視圖中，鎖定銷108處於升起或鎖定位置。當鎖定銷108升起時定心轂部支座或鰭片134與鎖定銷108的側壁嚙合，且當從上方觀看時卡盤轂部104逆時針地旋轉。定心轂部102之旋轉運動係藉由鎖定銷108而避免，並且允許卡盤轂部104(運載推桿116)與定心轂部102之間的相對旋轉運動。由卡盤轂部104與定心轂部102之間的相對旋轉運動所引致的凸輪運動使推桿116向外移動，致使凸輪110如上述地閉合。
在圖9中，顯示範例定心轂部鰭片134的示圖，範例定心轂部鰭片134係設置於範例定心轂部102的下側上。當鎖定銷108伸出(向上)時鎖定銷108與鰭片134嚙合。當鎖定銷108收回(下降)時，定心轂部102可在任一方向上自由旋轉，但一般會最常以在晶圓處理期間於極高速下轉動所使用的方向旋轉。鎖定銷108係由鎖定驅動汽缸132所致動，如上所提及。鎖定銷108及驅動汽缸132不會轉動且為固定件。當鎖定銷108伸出(向上)時，其與定心轂部鰭片134嚙合並將定心轂部102鎖定以防止在鎖定方向上之旋轉運動。因此定心轂部102係相對於地面而固定以免於至少在被鎖定銷108所阻擋之方向上的旋轉運動。當卡盤轂部104藉由轉軸馬達126而在位於其下的靜止定心轂部102上方緩慢地反向轉動時，由卡盤轂部104所運載的致動推桿116被凸輪表面114向外推，致使凸輪110以上述方式運作並對固持於其間的晶圓112進行定心。施加真空至真空墊122，該等真空墊122抓持晶圓112之下側於定心位置。接著可將鎖定銷108收回，使得卡盤轂部104可藉由轉軸馬達126而在與鎖定方向相反的方向上旋轉至處理速度(操作速度)。
圖10包含在操作速度下旋轉的卡盤組件100之剖面圖。所示之卡盤組件配置被稱為「原位(at home)」。在此模式中，卡盤組件100的凸輪110係處於收回或下降的位置，如圖所示。藉由(負)真空壓力而將晶圓112固持於定位，該真空壓力係透過真空墊122而施加。鎖定銷108係處於收回或下降的位置，如圖所示。軸承接觸件140係設置於每一致動推桿116的下端。在所示模式中，軸承接觸件140係安置於定心轂部102之凸輪表面114上的「最深」(最向內)位置處，軸承接觸件140於使用中作用於該位置上。圖11包含卡盤組件100之相似剖面圖，但在此情況下凸輪110伸出或處於上升位置以將固持於其間的晶圓112定心。在所示模式中，軸承接觸件140係安置於定心轂部102之凸輪表面114上的「最淺」(最向外)位置處，軸承接觸件140於使用中作用於該位置上。
圖12A-12C中的一系列視圖試圖提供以下兩者的簡便目視比較：圖12C所示之本發明卡盤組件100的某些態樣、與圖12A-12B所示之習知卡盤組件1200的該等態樣。圖12A中所示之卡盤組件1200包含離心或被動類型的離心凸輪200，其與本揭示內容之主動或正凸輪類型相反。圖12B包含離心凸輪200之VAPs 202的較大視圖。如以上先前技術章節所更全面地描述，此等VAPs 202之存在在例如EBR期間或沖洗晶圓112時可能係無益的。在每一凸輪200附近可看到摩擦(而非真空)墊204。
相對之下，圖12C繪示依據本揭示內容之範例實施例的範例卡盤組件100。在所示範例中，三個凸輪運載臂119係在中央的卡盤轂部104周圍徑向等距地間隔開。每一凸輪運載臂119運載相應的凸輪110。三個非凸輪運載臂121係設置於該等凸輪運載臂119之間，如圖所示。每一凸輪運載臂119及每一非凸輪運載臂121包含設置於臂部外端附近的真空墊122。在一些範例中，真空墊122係由真空杯件所構成、或包含真空杯件。可將真空壓力施加至真空墊122，以在所施加之真空的負壓下抽吸或固持晶圓於其上。在所示範例中，設置六個真空墊122。每一凸輪運載臂119包含真空供應管線120、及以上述方式容納推桿116的管狀卡盤臂118。其他的臂部設置或配置係可能的。
在晶圓從機器人轉移至卡盤組件100之後，圖12C中所示類型的範例卡盤組件100可主動地將晶圓定心。在放置之後將晶圓定心的能力可消除或至少顯著降低晶圓在卡盤組件中之精確機器人放置的需求。可針對一系列的晶圓直徑而採用不同的定心配置。藉由穩健的定心方式、以及自晶圓邊緣去除VAPs，可實現同心度保持。所示之卡盤組件100亦可透過允許使用較高rpm之EBR處理而使條紋化(streaking)及錐形寬度現象最小化，並且可例如利用真空抓持程度而提供附加的晶圓偵測。
支持上述特徵之功效的比較結果係加以取得。例如，圖13提供在指定邊緣排除(EE)晶圓範圍(在此為1.7及2.3 mm)之內所觀察、且在試驗晶圓的360個量測點處所進行的EBR量測之範例圖形結果。習知的參考點(POR)卡盤的EBR結果顯示出代表條紋或凹口的明顯變形，如圖形中在試驗晶圓周圍的三個不同位置1301、1303、及1305處的銳利向下尖峰所示。該等位置對應於VAP之存在。
透過比較，且例如圖13之圖形中的本發明真空(VAC)卡盤(2.3 mm)的頂部線1307所示，由本發明之卡盤所支撐的晶圓顯現非常少(若有的話)的此等變形。針對本發明之VAC卡盤(1.7 mm)，可看到相似的平滑結果。可注意到，針對習知的POR卡盤，EE(y軸)越小，則圖形中的向下尖峰越極端。此被認為代表在各別位置處之VAPs的增加效應。1.7 mm之位置比2.3 mm之位置更靠近晶圓的外緣，且更可能遭受負面周邊效應。可在視圖右下方之表格中由矩形所標示的列中看到所量測之變形數值的比較範圍。
本揭示內容中的某些實施例包含方法實施例或程序。在一些範例中，一種方法包含晶圓定心、晶圓抓持、及流體障礙減輕的程序，以獲得優質的EBR。一種範例方法可包含至少以下操作或態樣，如下所述。該方法可例如結合本文所述之本發明卡盤組件之一或多者(例如具有凸輪110及真空墊122的卡盤組件100，如圖12C所示)而加以實施。
參照圖16，方法1600在1602可包含將晶圓放置於卡盤組件100中。在1604，透過定心凸輪110而將晶圓定心，如上所述。在1606，一旦取得晶圓之定心位置(例如透過增加的轉軸馬達扭矩而偵測到)，晶圓即在1608由真空墊122所真空夾持，晶圓係位在該等真空墊122上。在1610，持續施加真空，並同時將凸輪110收回以使晶圓能保持正確且同心地夾持於定位。
有時，當定心凸輪之動作使晶圓變形時，真空墊可能會滲漏。若晶圓未能真空夾持，則使方法1600中止，因為未能適當地將晶圓真空夾持可能表示晶圓破損、破裂、丟失、或誤置而未坐落於所有真空墊122上。
假設保持真空，則定心凸輪110在晶圓處理步驟(例如EBR、沖洗、或乾燥步驟)期間係保持於晶圓上表面之下的收回位置。由於定心凸輪110係位在晶圓表面之下，因此因離心作用而離開晶圓邊緣的EBR化學品不受障礙物所反射。
在另一範例中，提供在濕式製程腔室中真空抓持晶圓的方法。該方法可包含至少以下操作或解決以下某些態樣。
在一些情況下，在濕式製程腔室中抓持晶圓下側可能為具挑戰性的。例如，在真空墊的表面或唇緣時，可能發生一定程度的流體滲漏，使得液體被吸入真空迴路中。進入真空迴路的液體可能於之後離開真空迴路，而在EBR處理結束時藉由離心作用而沉積於晶圓下側上。因此，對於成功的晶圓處理而言，沒有液體滲漏允許通過真空墊122之邊緣或唇緣係至關重要的。
因此，在一些範例中，選擇不會留下濕水環或造成滲漏的真空墊或杯件幾何。不同的橡膠化合物及硬度有可能適當地密封且不會在晶圓下側上留下汙染物。
在一些範例中，提供透過利用受監視之馬達扭矩以獨立於晶圓直徑而判定晶圓中心度的方法。該方法可包含至少以下操作或解決以下某些態樣。
如上所述，馬達扭矩及編碼器位置可彼此相依且可一起量測以驗證晶圓卡盤中的晶圓中心度或同心度。在上述類型的卡盤組件100中(例如，針對圖3)，當定心凸輪110夾持於晶圓邊緣上時，轉軸馬達扭矩突增，且高扭矩係被認知為指示晶圓夾持位置。在一些範例中，相關的馬達編碼器位置落在已知窗口內而驗證當扭矩突增時卡盤已夾持於300mm晶圓(舉例而言)上。
在另一範例中，提供使用卡盤自診斷的EBR偏移防止方法。該方法可包含至少以下操作或解決以下某些態樣。在此，馬達扭矩之量測及編碼器回讀(readback)允許偵測定心驗證中之固有誤差。例如，若馬達扭矩突增而編碼器位置在容許限制之外，則此表示存在定心誤差。可能導致定心誤差的一些範例情況包含凸輪損壞、晶圓損壞、元件損壞或凍結、或者馬達或編碼器故障。諸如馬達扭矩與編碼器相依之態樣的使用使得定心誤差能夠在一系列之中的第一個晶圓或早期的晶圓上偵測到，而非在後續的晶圓上偵測到。可採取早期校正措施以避免後續晶圓上之EBR偏移，其可避免大量浪費且避免重大財務損失及時間浪費。
在另一範例中，描述在定心期間量測晶圓直徑並提供EBR自動調整之方法。該方法可包含至少以下操作或解決以下某些態樣。晶圓直徑可從晶圓定心程序期間之轉軸馬達扭矩尖峰的編碼器回讀(readback)而加以推斷。晶圓直徑可能有所不同，且此可能影響邊緣排除之參數。進一步的變化性可包含量測從晶圓邊緣至藉由EBR處理而蝕刻之銅的邊緣排除，而不論實際的晶圓直徑如何。因此，給定規格所允許的晶圓直徑中之微小變化可能導致所量測的邊緣排除之變化。
儘管具有此變化性，若晶圓經量測係異常小或大，則可將該晶圓直徑轉送至EBR系統。在一些範例中，可將EBR系統配置以基於EBR參數之適用基礎而自動地調整EBR噴嘴的位置，俾維持期望的邊緣排除。
在另一範例中，提供關於邊緣偵測之中心基準的方法。該方法可包含至少以下操作或解決以下某些態樣。在一些範例中，可能期望驗證晶圓上的銅鍍覆膜直徑在一批次中的各晶圓之間係相同的，而不論邊緣排除如何。在一些範例中，卡盤在定心程序期間量測晶圓直徑。EBR計量對EBR後之邊緣排除進行量測。若EBR計量偵測到邊緣排除之偏移，則可由卡盤判定晶圓直徑，以查看是否偏移係因製程問題或晶圓直徑之變化而造成。若邊緣排除偏移係由晶圓直徑變化所造成，則可判定關於邊緣偵測之中心基準沒有改變。基於該判定，結論為銅鍍覆直徑並未改變。
在另一範例中，提供工具診斷及安全措施。有些範例使用分佈於晶圓下側各處的多位置真空抓持感測器，以偵測破損或誤置之晶圓。此方法可包含以下操作或態樣。
作為背景，選擇用於處理的晶圓可能係有缺陷的。例如，一片晶圓可能已破裂(例如，具有披薩片形狀)。剩餘的晶圓包含開放空間且可能未被抓持於卡盤組件中，該卡盤組件例如僅具有圍繞卡盤周邊120°間隔的三個真空杯件。在此不牢固狀態下，晶圓可能在高速度下猛烈地徹底分裂或飛散。藉由使真空墊或杯件的數量增加，使得較小缺失片段之偵測獲得改善。
參照圖14，現參照圖形1400而描述範例卡盤組件100的馬達扭矩感測程序。在定心期間，藉由轉軸馬達而使卡盤組件100的卡盤轂部在內部的暫時靜止之定心轂部上以反方向(例如，當從上方觀看時為逆時針)運動，俾致動定心凸輪，如上所述。轉軸馬達之逆旋轉方向可與在諸如EBR處理之處理期間所採用的正旋轉方向(例如，順時針)形成對比。在逆向上運動，轉軸馬達顯現負扭矩值。負值係顯示於圖形1400之y軸上。「較高的」負扭矩具有較大的負值，且會在圖形1400上的較低位置處看到。
圖14的圖形1400包含在上述定心步驟期間之轉軸馬達的範例扭矩分佈。參照圖形1400，在階段1402中，卡盤組件在定心轂部鰭片134(如上述)撞擊鎖定銷108之前正在旋轉，且扭矩非常低(~-5%的額定扭矩)。在點1404處，鎖定銷108與鰭片134嚙合，且(負)扭矩增加。所示結果顯示出在點1406處及正好在點1406之後的過衝(overshoot)及下衝(undershoot)扭矩分佈。接著，在定心轂部102相對於卡盤轂部104而運動以致動和閉合定心凸輪110時，轉軸馬達扭矩穩定並維持一近恆定值直到點1408為止。凸輪110開始與晶圓112嚙合並將其移動至期望定心位置，直到點1408為止。接著，馬達扭矩突增，意味著晶圓112不再移動、已到達其稍微受擠壓的定心位置、且現在開始向定心凸輪110提供阻力。範例馬達扭矩尖峰係顯示於點1410處。
定心扭矩大小可因元件變異、公差差異、彈簧應變率等而在卡盤間有所不同。校準卡盤以決定將300mm晶圓定心所需之扭矩可解決該等變異。例如，可適當地設定點1410與1412之間的階段中的截止扭矩(cutoff torque)，以確保一給定晶圓在定心期間不會被過度擠壓或損壞。在階段1414中，卡盤臂彈簧在凸輪110收回時延伸。在階段1414之後的下衝(undershoot)及過衝(overshoot)尖峰1416於定心轂部鰭片134斷開與鎖定銷108之接觸時發生。
圖15為說明機器1500之範例的方塊圖，在機器1500上可實施本文所述之一或更多範例方法實施例，或者藉由機器1500可控制本文所述之一或更多範例方法實施例。在替代性實施例中，機器1500可作為獨立裝置操作，或可連接(例如網路連接)至其他機器。在網路配置中，機器1500可在伺服器-用戶端網路環境中的伺服器機器、用戶端機器、或以上兩者之容量中操作。在一範例中，機器1500可用作同級間(P2P)網路(或其他的分散式網路)環境中的對等機器。此外，雖然僅顯示單一的機器1500，然而用語「機器」亦應視為包含如下機器之任何集合：單獨或聯合執行一組(或複數組)指令以實行本文所述之方法之任一或多者，例如經由雲端運算、軟體即服務(SaaS)、或其他的電腦叢集配置。
本文所述之範例可包含邏輯、若干元件、或機構，或可藉由邏輯、若干元件、或機構而操作。電路系統為實施於包含硬體(例如簡單電路、閘極、邏輯等)之有形實體中的電路集合。電路系統構件可隨時間及基本硬體可變性而具靈活性。電路系統包含可以單獨或組合的方式在進行操作時執行指定操作的構件。在一範例中，可以固定不可變之方式設計電路系統的硬體俾執行特定操作(例如固線式)。在一範例中，電路系統的硬體可包含可變連接實體組件(例如執行單元、電晶體、簡單電路等)，其包括經實體修改(例如磁性上地、電性上地、透過不變質量粒子之可移動設置等)以將特定操作之指令編碼的電腦可讀媒體。在連接實體組件時，使硬體組件的基本電性改變(例如，從絕緣體變成導體，或反之亦然)。指令使嵌入式硬體(例如執行單元或載入機構)能經由可變連接而在硬體中產生電路系統的構件，以在進行操作時執行特定操作之部分。因此，當裝置進行操作時，電腦可讀媒體係通信式地耦接至電路的其他組件。在一範例中，實體組件之任一者可用在多於一電路系統之多於一構件中。例如，在操作中，執行單元可在一時間點時用於第一電路系統之第一電路中，而在不同時間時由第一電路系統之第二電路、或由第二電路系統之第三電路所再使用。
機器(例如電腦系統)1500可包含硬體處理器1502(例如中央處理單元(CPU)、硬體處理器核心、或其任何組合)、圖形處理單元(GPU) 1503、主記憶體1504、及靜態記憶體1506，以上各者之其中一些或全部可經由互連(例如匯流排) 1508而彼此通信。機器1500可更包含顯示裝置1510、文數字輸入裝置1512(例如鍵盤)、及使用者介面(UI)導航裝置1514(例如滑鼠)。在一範例中，顯示裝置1510、文數字輸入裝置1512、及UI導航裝置1514可為觸控式螢幕顯示器。機器1500可額外包含大量儲存裝置(例如驅動單元)1516、信號產生裝置1518(例如揚聲器)、網路介面裝置1520、及一或更多感測器1521，例如全球定位系統(GPS)感測器、羅盤、加速度計、或另一感測器。機器1500可包含輸出控制器1528(例如串列的(例如通用串列匯流排(USB))、平行的、或其他有線或無線的(例如紅外線(IR)、近場通訊(NFC)等)連接)，俾與一或更多週邊裝置(例如列印機、讀卡機等)進行通信、或控制該一或更多週邊裝置。
大量儲存裝置1516可包含機器可讀媒體1522，一或多組的資料結構或指令1524(例如軟體)可儲存於機器可讀媒體1522上，該等指令1524實現本文所述技術或功能之任一或多者、或係藉由本文所述技術或功能之任一或多者而加以利用。指令1524亦可完全或至少部分地存在於主記憶體1504內、靜態記憶體1506內、硬體處理器1502內、或GPU 1503內(在其由機器1500所執行之期間)。在一範例中，硬體處理器1502、GPU 1503、主記憶體1504、靜態記憶體1506、或大量儲存裝置1516之其中一者或任何組合可構成機器可讀媒體。
雖然機器可讀媒體1522係顯示為單一的媒體，然而用語「機器可讀媒體」可包含配置以儲存一或更多指令1524的單一媒體、或複數媒體(例如集中式或分散式資料庫、及/或相關快取及伺服器)。
用語「機器可讀媒體」可包含以下媒體：能夠儲存、編碼、或運載指令1524以用於藉由機器1500執行、及使機器1500執行本揭示內容之技術之任一或多者、或能夠儲存、編碼、或運載由此等指令1524所使用或與其相關之資料結構的任何媒體。非限制性機器可讀媒體範例可包含固態記憶體、及光學與磁性媒體。在一範例中，大量機器可讀媒體包含具有複數粒子的機器可讀媒體1522，該複數粒子具有不變質量(例如靜質量)。因此，大量機器可讀媒體並非暫態傳播信號。大量機器可讀媒體之特定範例可包含非揮發性記憶體，例如半導體記憶裝置(例如電子可程式唯讀記憶體(EPROM)、電子抹除式可程式唯讀記憶體(EEPROM))及快閃記憶裝置；磁碟，例如內部硬磁碟及可移磁碟；磁光碟；以及CD-ROM與DVD-ROM碟。可經由網路介面裝置1520利用傳輸媒體以透過通信網路1526而進一步發送或接收指令1524。
雖然已參照特定的範例實施例而描述實施例，但顯然地，可在不偏離本發明標的之更廣泛精神及範疇之情況下對該等實施例進行各種修改及改變。因此，說明書及圖式係視為說明性的而非限制性。構成本文中之一部分的附圖係以說明(而非限制)的方式顯示特定實施例，可在該等特定實施例中實行標的。所示實施例係以足夠細節描述，俾使熟習本技藝者能夠實行本文所揭示之教示。可利用其他實施例及從中衍生其他實施例，使得可在不偏離本揭示內容之範疇的情況下進行結構與邏輯的替換及變化。因此以上說明並非視為限制性的，且各種實施例之範疇僅由隨附之申請專利範圍、以及此等申請專利範圍所賦予之等效物的全部範圍所界定。
本發明標的之此等實施例在此可個別及/或共同地由用語「發明」所提及，其僅係為了方便，而非意圖將本申請案之範疇自願性地限制於任何單一的發明或發明概念(若事實上揭露多於一個發明或發明概念)。因此，雖然本文顯示並描述特定實施例，但應理解，為實現相同目的而計算的任何配置可替代所示特定實施例。本揭示內容係意圖涵蓋各種實施例之所有的調整或變化。在閱讀以上說明後，上述實施例之組合、及本文未具體描述的其他實施例對於熟習本技藝者係清楚明白的。
100:卡盤組件 102:定心轂部 104:卡盤轂部 106:卡盤轉軸 107:氣動空氣供應部 108:鎖定銷 109:凹部 110:凸輪 112:晶圓 114:凸輪表面 116:致動推桿 118:卡盤臂 119:凸輪運載臂 120:真空供應管線 121:非凸輪運載臂 122:真空墊 124:真空供應配件 126:轉軸馬達 128:旋轉接頭 130:O型環 132:驅動汽缸 134:鰭片 136:彈簧負載球柱塞 138:彈簧 140:軸承接觸件 200:離心凸輪 202:垂直對準銷(VAPs) 204:摩擦墊 1200:卡盤組件 1301:位置 1303:位置 1305:位置 1307:頂部線 1400:圖形 1402:階段 1404:點 1406:點 1408:點 1410:點 1412:點 1414:階段 1416:尖峰 1500:機器 1502:硬體處理器 1503:圖形處理單元(GPU) 1504:主記憶體 1506:靜態記憶體 1508:互連 1510:顯示裝置 1512:文數字輸入裝置 1514:導航裝置 1516:大量儲存裝置 1518:信號產生裝置 1520:網路介面裝置 1521:感測器 1522:機器可讀媒體 1524:指令 1526:網路 1528:輸出控制器 1600:方法 1602:操作 1604:操作 1606:操作 1608:操作 1610:操作
在附圖之視圖中以例示(而非限制)的方式顯示一些實施例。
依據範例實施例，圖1A-1B包含一卡盤組件的示意剖面圖。
依據範例實施例，圖2包含一定心轂部之示圖。
依據範例實施例，圖3包含裝設於一轉軸組件上之卡盤組件的示圖。
依據範例實施例，圖4A-4B包含卡盤轉軸組件及真空供應元件之示圖。
依據範例實施例，圖5包含一卡盤組件之頂側的示圖。
依據範例實施例，圖6包含固持一晶圓的卡盤組件之下側的示圖。
依據範例實施例，圖7包含一卡盤組件之定心轂部及相關元件的示圖。
依據範例實施例，圖8包含裝配於卡盤轉軸組件之頭部的卡盤組件的剖面圖。
依據範例實施例，圖9包含嚙合鰭片及鎖定銷之配置的示圖。
依據範例實施例，圖10包含卡盤組件之剖面圖，其中止動銷收回且凸輪處於下降位置。
依據範例實施例，圖11包含圖10之範例卡盤組件之剖面圖，其中止動銷上升且凸輪處於上升或定心晶圓位置。
依據範例實施例，圖12A-12B包含習知卡盤元件的示圖。
依據範例實施例，圖12C包含卡盤元件及相關元件的示圖。
依據範例實施例，圖13包含範例EBR量測之表格及圖形結果。
依據範例實施例，圖14包含定心操作期間之卡盤馬達的扭矩分佈。
圖15為說明一機器之範例的方塊圖，在該機器上可實施一或更多範例實施例、或可藉由該機器而控制一或更多範例實施例。
依據範例實施例，圖16為顯示一方法中之操作的流程圖。
100:卡盤組件
102:定心轂部
106:卡盤轉軸
110:凸輪
112:晶圓
116:致動推桿
118:卡盤臂
120:真空供應管線
122:真空墊
124:真空供應配件
126:轉軸馬達

Claims (20)

  1. 一種用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，該卡盤組件包含： 一卡盤轂部； 複數卡盤臂，其係裝設於該卡盤轂部，每一卡盤臂在鄰近該卡盤轂部的近端與遠離該卡盤轂部的遠端之間徑向地延伸； 一真空墊，其係設置在該複數卡盤臂的至少一者上，該真空墊用以在一真空壓力施加至該真空墊時，於晶圓定心操作或晶圓處理操作期間在該卡盤組件中支撐並夾持該晶圓；及 一真空感測器，用以偵測該晶圓定心操作或晶圓處理操作期間在該真空墊處的真空壓力是否存在、指示該卡盤組件中的該晶圓是否存在之偵測、或缺陷晶圓之存在。
  2. 如請求項1之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，更包含： 一定心轂部，其係設置於該卡盤轂部之內；及 複數定心凸輪，其係各自裝設於一卡盤臂的遠端處或附近，且可相對於該定心轂部而向內或向外徑向地移動，以響應於該定心轂部的旋轉運動而嚙合或釋放所支撐之晶圓的邊緣。
  3. 如請求項2之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，更包含： 一嚙合裝置，其可分別在嚙合位置與脫離位置之間操作，以使該卡盤轂部與該定心轂部嚙合，俾防止在順時針或逆時針其中一者之旋轉方向上的該卡盤轂部與該定心轂部之間的相對運動、或允許在兩者中任一旋轉方向上的該卡盤轂部與該定心轂部之間的相對運動；及 一卡盤馬達，用以基於該嚙合裝置的該嚙合或脫離位置而在晶圓處理操作及晶圓定心操作期間選擇性地使該卡盤轂部及/或該定心轂部轉動。
  4. 如請求項3之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，其中該卡盤馬達係配置以在該晶圓定心操作期間提供該定心轂部與該卡盤轂部之間的相對旋轉運動。
  5. 如請求項4之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，其中該定心轂部在該晶圓定心操作期間係相對於該卡盤馬達而固定，且該卡盤馬達係配置以使該卡盤轂部在該晶圓定心操作期間於第一旋轉方向上轉動。
  6. 如請求項5之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，其中該卡盤馬達係配置以使該定心轂部及該卡盤轂部在該晶圓處理操作期間於相同旋轉方向上一起轉動。
  7. 如請求項6之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，其中該晶圓處理操作期間之該定心轂部及該卡盤轂部的該相同旋轉方向係與該晶圓定心操作期間之該卡盤轂部的該第一旋轉方向相反。
  8. 如請求項2之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，其中該定心轂部在其外部表面上包含至少一凸輪表面。
  9. 如請求項8之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，其中每一卡盤臂包含一相應的細長致動桿，其係操作性地設置於以下兩者之間：該定心轂部之該至少一凸輪表面、及設置於該複數定心凸輪之各個卡盤臂的遠端處的定心凸輪。
  10. 如請求項9之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，其中每一細長致動桿在其近端處包含一軸承表面，用以與該定心轂部之該至少一凸輪表面嚙合。
  11. 如請求項10之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，其中每一細長致動桿在其遠端處包含與相應卡盤臂之相應定心凸輪的連結件。
  12. 如請求項11之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，其中該定心轂部之旋轉運動使得該定心轂部的相應凸輪表面徑向地往外推動相應的細長致動桿，從而透過該連結件而操作相應的定心凸輪。
  13. 如請求項2之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，其中該至少一真空墊係配置以在該晶圓被該複數定心凸輪所釋放時、至少於該晶圓處理操作期間將該晶圓真空夾持於該晶圓卡盤組件中的定心位置。
  14. 如請求項2之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，其中該複數卡盤臂之各者包含一真空管線，用以供應真空壓力至該真空墊。
  15. 如請求項14之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，其中該真空感測器係與該真空管線連通。
  16. 如請求項2之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，其中該複數定心凸輪偏向一開放、晶圓釋放配置。
  17. 如請求項3之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，其中該複數定心凸輪中的每一定心凸輪可於第一晶圓定心位置與第二收回位置之間移動，該第二收回位置係設置在支撐於該卡盤組件中之該晶圓的上表面下方。
  18. 如請求項17之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，更包含控制裝置，用以偵測該卡盤馬達的扭矩，並將所偵測之卡盤馬達扭矩與該複數定心凸輪之至少該第一晶圓定心位置相關聯。
  19. 如請求項3之用於支撐基板或晶圓的真空卡盤組件，更包含控制裝置，用以偵測該卡盤馬達的扭矩，並將所偵測之卡盤馬達扭矩與固持於該卡盤組件中之該晶圓的定心位置相關聯。
  20. 一種在真空卡盤組件中偵測晶圓狀態的方法，該方法包含： 設置用於該卡盤組件的一卡盤轂部； 設置複數卡盤臂，該複數卡盤臂係裝設於該卡盤轂部，每一卡盤臂在鄰近該卡盤轂部的近端與遠離該卡盤轂部的遠端之間徑向地延伸； 設置一真空墊，其係設置在該複數卡盤臂的至少一者上，該真空墊用以在一真空壓力施加至該真空墊時，於晶圓定心操作或晶圓處理操作期間在該卡盤組件中支撐並夾持該晶圓；及 偵測該晶圓定心操作或晶圓處理操作期間在該真空墊處的真空壓力是否存在、指示該卡盤組件中的該晶圓是否存在之偵測、或缺陷晶圓之存在。
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