TW419772B - Process and device for changing the position of a semiconductor wafer - Google Patents

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419 7 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（1 ) 發明之領域 本發明係有關於製造電子構件之領域，更特別的，係 有關於由例如爲矽之半導體材料形成之基底或晶圓製造積 體電路之領域’更特別的’係有關於允許改變設有至少一 定位標記且被置於用以掩蓋多數之半導體晶圓之一支架內 的至少一半導體晶圓之位置的機械方法及裝置。 發明之背景 習知技術所教導之方法中，精確言之，係經由制動半 導體晶圓之其中一面，以使改變其之位置，更特別的，自 一位置移動至另一位置，允許達成這些方法之裝置中，包 括了經由吸取該晶圓之其中一面的中央區域，以制動該晶 圚之機構。與該晶圓之自一位置移動至另一位置無關的， 半導體晶圚被定向以將其定位標記置於一界定位置中，該 定向作業可能包含了例如將預定被置入或已被置於一共用 支架內之所有晶圓的定位標記對齊之作業。 習知技術之方法與裝置中具有允許該半導體晶圓被污 染之缺點，因爲該晶圓係以其之一面而被制動，而晶圓之 面係由對多動污染非常敏感之材料所構成，如果該面與一 物件接觸時更容易被污染。此外，習知技術中之方法與裝 置，必須要有很長的時間來完成一或更多之半導體晶圓之 位移與定向作業，這些作業係獨立地進行，因而導致半導 體晶圓之較長的處理時間，且因而導致較高的處理成本。 進行處理之半導體晶圓，也許只改變一半導體晶圓、 ------.1---,-----裝 if!---訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4ϊ97?2 Α7 _________Β7_ 五、發明說明（2 ) 多數之半導體晶圓、或被置於一共用支架內之所有半導體 晶圓之位置所需要之全部處理，例如，將晶圓自一支架移 動至另一支架、對齊該標記以個別的確認在支架內之晶圓 、或僅是修正在該支架內之半導體晶圓之角位置，以將該 標記置於一界定位置中。 發明之槪要說明 本發明係針對克服前述之缺點且用以提供其他之優點 。本發明之一目的係允許改變至少一半導體晶圓之位置， 而防止由於制動該晶圓之其中一面造成之任何污染，且進 一步的減少了污染之風險。 本發明之另一目的，係允許改變至少一半導體晶圓之 位置，且可與其他之處理作業（例如該晶圓之位移或傳送 )同時地進行一晶圓之修正定向。 本發明之另一目的’係經由避免使'用供定向或對齊該 晶圓之定位標記的一特定裝備，節省在一半導體晶圓處理 站中的空間。 本發明之另一目的，係允許多數的半導體晶U]被制動 且定向，該晶圓之定向係以同時地方式進行，進\@， 該晶圓疋向係與例如爲g亥多數之晶圓的位移之其他彳乍業 同時地進行。 更特別的’本發明包括一種機械方法，允許改變設有 至少一定位標記且被置於用以掩蓋多數之半導體晶圓之一 支架內的至少一半導體晶圓之位置，其特徵在於其包括了 I— n .^1 n κι 1— n n I I n i§ n tf 一0J* n n ϋ n I <請先闉讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 >： 297公釐） -5- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

、4 ί 9 7 7 P — Α7 _____ Β7 五、發明說明（3) 下列步驟： -以一制動臂在第一空間方向中之第一位移，將該臂 貫穿該支架’ -以該臂在第二空間方向中之第二位移，經由制動半 導體晶圓之周邊部份’制動至少一半導體晶圓， -定向該至少一被制動之半導體晶圓，以將該定位標 記置於一界定位置中。 經由晶圓之周邊部份制動半導體晶圚，允許減少此一 晶圓之污染，且由於制動半導體晶圓之其中一面造成之污 染可以避免，且常已被制動之晶圚進行定向時，可與例如 爲晶圓之位移等之其他作業同時地進行。當晶圓已被制動 時進行一晶圓之定向作業，可免除用以定向該半導體晶圓 所使用之處理站，因而節省了處理該晶圓所用之空間。 依據一有利之特色，依據本發明之方法亦包括了下列 步驟： -以該制動臂在該第一方向中之相對於該第一位移之 第三位移，自該支架抽出至少一半導體晶圓’ -以該臂自三度空間方向中選擇之位移，而以三方向 或次元，將至少一半導體晶圓在空間中自一位置移至另一 位置，該步驟包括定向該至少一半導體晶圓’以將該定位 標記置於一界定位置中，此一定向係與該制動臂之位移同 時地發生。 本發明亦有關於一種機械方法’允許改變設有至少一 定位標記且被置於一支架內之多數的半導體晶圚之位置’ -----Γ---r--；---裝------—訂---------線 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6- 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 41977p - A7 ___B7- ------ 五、發明說明（4 ) 其特徵在於其包括了下列步驟： -以一制動臂在第一空間方向中之第一位移’將該臂 貫穿該支架1 -以該臂在第二空間方向中之第二位移’經由制動該 晶圓之周邊部份，制動該多數之半導體晶圓’ -定向被制動之半導體晶圓|以對齊該半導體晶圓之 個別的定位標記。 依據一有利之特色，前述方法亦包括下列之步驟： -以該制動臂在第一方向中之相對於該第一位移之第 三位移，自該支架抽出該多數之半導體晶圓’ -以該臂自三度空間方向中選擇之位移1而以三方向 或次元，將該多數之半導體晶圓在空間中自一位置移至另 ―位置，該步驟包括定向被制動之半導體晶圓，以對齊個 別之定位標記，此一·定向係與制動臂之位移同時地發生。 本發明亦有關於一種裝置，允許改變設有至少一定位 標記且被置於用以掩蓋多數之半導體晶圓之一支架內之至 少一半導體晶圓之位置，該裝置包括用以制動至少一半導 體晶圓之一制動臂 > 及用以位移該制動臂之機構，該制動 臂包括了： -用以經由制動半導體晶圓之周邊部份而制動至少一 半導體晶圓之機構， -用以定向該至少一半導體晶圓之機構，此一機構與 制動機構合作，以使將定位標記置於一界定位置中， 該裝置之特徵在於用以位移制動臂之位移機構包括了 ------：--I L-----裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -7- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 41 9772 A7 ___B7______五、發明說明（5) 用以在三度空間方向中位移之機構，及該制動機構與位移 機構係均被置於一剛性結構上，該制動機構係被分佈在至 少一半導體晶圓之周邊部份的周邊上。 依據本發明之一有利特色，該制動機構包括了 ： -用以經由制動半導體晶圓之周邊部份而制動多數之 半導體晶圓之機構， 一用以定向被制動之半導體晶圓之機構，此—機構與 該制動機構合作，以對齊該半導體晶圓之個別的定位標記 本發明亦有關於一臂，用以制動設有至少一定位標記 之一半導體晶圓，允許制動被置於用以掩蓋多數之半導體 晶圓之一支架內的至少一半導體晶圓，該臂包括了 ： -用以經由周邊部份而制動至少一半導體晶圓之機構 一用以定向該至 ，以將 徵在於 動機構 制動機構合作 該臂之特 結構上，該制 上 少一半導體晶圚之機構，此一機構與 定位標記置於一界定位置中（ 制動機構與定向機構均被置於一剛性 係被分佈在該至少一半導體晶圓之周 邊部份的周邊 依據本發明之一有利特色，該制動機構包括至少三止 件，該三止件 體晶圓之周邊 個別的具有轉動自由度且環繞該至少一半導 部份的周邊而分佈，且其中’該定向機構包 括用以經由摩擦力驅動至少一半導體晶圓之一驅動滾輪’ 依據另一有利特色，該驅動滾輪係由該三止件之其中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） -8- -----1---------裝 ----I--訂------1--線 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 I 419772 ’ A7 ____B7_ 五、發明說明（6 ) 之一所形成，該止件係被製成爲至少可部份驅動的。 依據另一有利特色，該定位標記係被置於該至少一半 導體晶圓之周邊部份上之一凹口，且其中，該三止件個別 的包括了二鄰近且自由地轉動之從動滾輪。 依據另一有利特色，該從動滾輪個別的包括至少一第 一截頭圓錐接觸表面，以允許該至少一半導體晶圓由該第 一截頭圚錐接觸表面之周邊邊緣所支撑》 依據另一有利特色，該至少一第一截頭圓錐接觸表面 之母面，與該至少一半導體晶圓之垂直面，形成5°至 4 5 °之間的角度。 依據另一有利特色，該從動滾輪個別的包括一第二截 頭圓錐表面，其頂部被連接至第一截頭圓錐表面之底座， 且其母面與該至少一半導體晶圓之垂直面形成之角度，係 大於第一截頭圓錐表面之母面形成之角度。 依據另一有利特色，該定向機構包括一第一光束，當 該凹口未相對於該第一光束時，可切斷該第一光束，及一 偵測器，用以偵測該第一光束已被切斷。 依據另一有利特色，依據本發明之制動臂包括定位機 構，當該至少一半導體晶圓被置於該支架中時，用以定位 該至少一半導體晶圓之位置。 依據另一有利特色，該標記機構包括與該第一光束合 作之第二光束，及該至少一半導體晶圓之一基準尺寸，以 允許建立該至少一半導體晶圓在該支架內之位置。 依據另一有利特色’該定位機構包括與該第一光束或 本紙張尺度適用ΐ國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) 7q~ ~ ----^----r-------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 419772 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（7 ) 第二光束合作之第三光束，及該至少一半導體晶圓之基準 尺寸，以使當第一或第二光束被置於相對於該凹口時，建 立該至少一半導體晶圓在該支架內之位置。 依據另一有利特色，依據本發明之制動臂包括了： -用以經由周邊部份制動多數之半導體晶圓之機構， -用以定向該被制動之半導體晶圓之機構|此一機構 與制動機構合作，以對齊半導體晶圚之個別的定位標記。 圖形之簡要說明 參照所附圖形，於下之依據本發明之方法、裝置與制 動臂之實施例的範例說明，將可對本發明更爲淸楚了解， 且進一步之特色與優點將會顯現，該範例係僅爲顯示之目 的，並非對本發明之範疇加以限制。 圖1 A係顯示依據本發明之一裝置之一實施例的立體 圖·允許該至少一半導體晶圓之位置被改變。 圖1 B係顯示圖1 A之放大細部之立體圖。 圖2係顯示依據本發明之一制動臂之第一實施例的立 體圖。 圖3係示於圖2之範例的平面圖。 圖4係示於圖2之範例的側面正視圖。 圖5係示於圖2之範例之第一放大細部的側面正視圖 a 圖6係示於圖2所示之範例之第二放大細部的部份橫 剖面圖。 -----r----------------訂--------* 線 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 419772五、發明說明（8 ) 圖7係顯示依據本發明 圖。 主要元件對照表 A7 B7 之制動臂之第二實施例的立體 1 制 動 臂 2 A 半 導 體 晶 圓 3 定 位 標 記 5 制 動 機 構 7 剛 性 結 構 8 止 件 ( 從 動 滾 8 A 從 動 滾 輪 9 驅 動 滾 輪 1 1 分 支 1 3 連 幺士 Κό 部 份 1 5 分 支 之 末 丄山 辆 1 6 第 —^ 截 頭 圓 錐 1 7 周 邊 邊 緣 1 8 第 二 截 頭 圓 錐 1 9 頂 部 2 1 第 — 光 束 2 3 偵 側 器 2 5 〇 型 環 2 7 驅 動 帶 1 0 0 裝 置 2 半導體晶圓 2 B 半導體晶圓 4 周邊部份 6 定向機構 輪） 8 B 從動滾輪 10 分支 12 連結部份 14 分支之末端 接觸表面 表面 2 0 馬達 2 2 光發射二極體 2 4 第二光束 2 6 驅動輪 3 0 共用剛性支架 10 1 構架 -----„----.---------- ---訂--------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中圈國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -11 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印¥衣 4 ί 9 7 7〕 . Α7 ____Β7 五、發明說明（9 ) 10 2 門 10 3 門 110 制動機構 12 0 位移機構 12 1 第一部份 12 2 第二部份 X 第三空間方向 Y 第一空間方向 Z 第二空間方向 a 角度 較佳實施例之詳細說明 示於圖1 A及部份的示於圖1 B中之可允許改變半導 體晶圓之位置的裝置1 0 0，個別的設有一定位標記且被 置入預定用以掩蓋多數之半導體晶圓之支架（未示於圖） 中’裝置1 0 0包括了用以制動一半導體晶圚之機構 1 1 0，及用以位移該制動機構1 1 0之機構1 2 0。經 由圖2至6之協助，於後將詳述該制動機構1 1 〇，該機 構1 1 0包括了用以經由其周邊部份制動半導體晶圓之機 構5 |及用以定向半導體晶圓之機構6，該機構6與制動 機構5合作’以將該定位標記位移至一被界定之位置內。 裝置1 0 0包括一構架1 0 1 ，二半導體晶圓支架（ 未示於圖）被配接於構架1 0 1上。該二支架個別的配接 於接收盤（未示於圖）上，該接收盤可例如爲被放置於互 相鄰靠且與門1 0 2及1 0 3垂直的成一直線，且具有在 水平位置中被疊加於支架內之個別外罩內之晶圓。該裝置 1 0 0允許半導體晶圓自一支架傳送至另一支架，而仍可 使在這些晶圓上之個別標記被置入一界定位置中。爲達此 目的’制動機構1 1 0均連接至位移機構1 2 0，因此， 本纸張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公釐） -12- mil·----1----裝 *-------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 419772 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（1〇) 如示於圖1 A及部份的示於圖1 B中’制動機構1 1 0可 以三度空間地位移。 制動機構1 1 〇相對於一第一支架放置’該第一支架 係例如爲與該門1 0 3成列地垂直固定，因而’允許經由 Z位移而在此一支架中選擇將被制動之半導體晶圓’然後 ，經由Y位移進入該支架’再以向上之Z位移且不會撞擊 到可能被置於上方之晶圓的方式制動目標晶圓’以反向Y 位移自該支架移出該晶圓，且使用X與Z位移，將制動機 構1 1 0置於相對於—與門1 〇 2成列地垂直放置之第二 支架，及供被制動之晶圓用的於此支架內之合適外罩。於 這些位移中，半導體晶圓可被優異也朝向一界定位置中， 例如，因而使得所有之半導體晶圓的個別標記對齊。必須 注意，依據需求，示於圖1 A中之裝置允許在一支架中之 晶圓|在無須將晶圓移至另一支架內的情況便可被定向； 爲達成此一目標，僅需要將制動機構1 1 〇置於用以制動 在其支架內之晶圓的位置’即爲將該機構1 1 〇置於將被 制動之晶圓的下方，經由不會撞擊到可能被置於上方之晶 圓的方式以向上z位移來制動晶圚’並在將晶圓再次置入 相同外罩之前，將晶圓朝向該選定之位置內，然後，移出 制動機構1 1 0。 圖1 B顯示連接至位移機構1 2 0之第一部份1 2 1 的制動機構1 1 0，可允許制動機構以平移地自由度在Z 方向中位移。位移機構之第一部份1 2 1以在Y方向中之 平移自由度連接至位移機構1 2 0之第二部份1 2 2 ’第 ------r---ί-----裝-------—訂---------線 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -13- A7 B7 419772 五、發明說明（11) 二部份本身以在X方向中之平移自由度連接至該裝置 110之構架101 ，如圖1A所示。 依據一種未示於圖中之變換方式’制動機構可包括經 由周邊部份制動多數半導體晶圓之機構’及用以定向被制 動之半導體晶圓的機構，此一機構與制動機構合作以對齊 半導體晶圓之個別定位標記。此種變換方式可經由以示於 圖7之制動臂來替換制動機構1 1 〇，而在所示之裝置 1 ◦ 0上獲致，此將於後詳述。 必須注意，示於圖2至4中之制動臂1 ’構成示於圖 1A與部份的示於圖1 B中之該裝置1 0 0的制動機構 110。 示於圖2至4中之制動臂1 ’使其可以制動一半導體 晶圓2，該晶圓2係盤狀型式且被置於預定用以掩蓋多數 之類似半導體晶圓之支架（未示於圖）中。半導體晶圚2 個別的設有一定位標記3 ’該標記3實質上爲一凹口 3之 型式且形成在晶圓2之周邊部份4上。由半導體晶圓2之 端面形成之表面，包含此一表面之二末端邊緣’均被稱爲 晶圓之周邊部份4。此一由端面形成之表面可例如爲圓筒 狀的，或其可具有實質上之一外圓半環面（external circular half-torus )。可選擇的’晶圓之周邊部份可包括薄 冠狀型式之晶圚末端的頂部與底部環槽表面。 示於圖2至4之制動臂1 ’包括用以現由周邊部份4 制動半導體晶圓2之機構5，及用以定向被制動之半導體 晶圓2之機構6，此一機構6與制動機構5配合’以使將 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2丨0 X 297公釐> -14 - ' ---------------------訂--------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制Λ 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 J 419772 A7 -_____ S7____ 五、發明說明（12) 定位標記3置於一界定位置中，此將於後詳述。 制動機構5與定向機構6均被置於一剛性結構7上， 以允許至少部份的被嵌入置於一支架內之二連續晶圓之間 ’例如示於圖4中之由鏈線顯示之晶圓2與2 B之間。以 鏈線所示之頂部晶圚2 A，代表被置於該支架（未示於圖 )內之半導體晶圓，且當晶圓2被制動時不會被碰撞到a 有利地，制動機構包括三止件8，個別的具有轉動自由度 ，且環繞晶圓2之周邊部份4之周邊分佈，而且，定向機 構6包括用以經由摩擦力而驅動晶圓2之一滾輪9。 \ 剛性結構7可例如爲U狀外形之彤式，於剛性結構7 之底座處具有該三止件8之其中之二，第三止件8係被置 於該U狀之一分支1 〇上，且驅動滾輪9被置於該U狀之 另一分支1 1上，如示於圖3。剛性結構7之形態可有寬 廣之變化，該結構可被部份地嵌入二連續晶圓之間，因此 ，制動機構5可以周邊部份制動一晶圓。剛性結構必須亦 可在不會過度變形其薄末端部份之情況下定向被制動之晶 圓，該薄末端部份必須被嵌入於二晶圓之間。爲使獲致一 高功能制動臂，選擇可以最小重量提供優異強度之結構7 。11狀之分支1 0與1 1 ’係被預定可穿入二連續晶圓之 間，可較有利的由金屬材料製造，且不穿入二連續晶圓之 間的連結該分支之連結部份1 2與1 3，及U狀之分支的 末端1 4與1 5，可由剛性塑膠材料製造。 摩擦驅動滾輪9具有可作用在半導體晶圓2之周邊部 份上之摩擦驅動帶，以使以一種角位移驅動晶圓2 ,較佳 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） -15- — 111--- I i I ! I ------I 訂- — — — — I—-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 419772 A7 _B7 _ 五、發明說明（13) 的|經由粘附至形成該晶圓2之周邊部份4之該表面的至 少一部份或整體母面（generatrix )來進行角位移，以使獲 致粘著力之良好係數（c q e f f 1 c i e n t )。滾輪9之驅動帶 2 7可例如由彈性材料製造之一 〇型環2 5所形成，較佳 爲一堅硬彈性材料，例如爲具有7 〇至8 0之數値的shore 硬度之材料，該驅動帶2 7如圖6所示的係裝配在一驅動 輪2 6上，◦型環2 5較佳的被機製爲具有圓筒形驅動表 面。 驅動滾輪9係由被置於該臂之一剛性部份上的馬達 2 0所驅動，例如示於圖2至4中的置於一加強桿條1 2 上。在馬達2 0與滾輪9之間的轉動運動之傳送，可經由 一皮帶、齒輪、或類似機構執行。 可選擇的，驅動滾輪可包括該三止件8的其中之一’ 該其中之一的止件8然後可被製成爲至少可部份的驅動。 於此情況（未示於圖），該可驅動止件完成了允許半導體 晶圓之角位移之功能，在所示情況中之旋轉，及與另二止 件聯結而參與制動半導體晶圚且確保該晶圓於靜態平衡之 功能。製成可驅動之止件8必須具有一適當的驅動帶’例 如前述之供驅動滾輪9所用之驅動帶。 三止件8有利且個別地包括二鄰近且旋轉地自由從動 滾輪8 A與8 B >如示於圖3。此係用以防止當晶圓被旋 轉且該凹口 3於一止件8的水平（1 eve 1 )通過時1或當晶 圓在支架（未示於圖）內被制動且該凹口 3相對於一止件 8時，構成晶圓2之定位標記之凹口 3，干擾到驅動滾輪 ----J----!------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16 - 4197 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（14) 之驅動功能或晶圓之靜態平衡。從動滾輪被放置之位置， 係因此使得其個別之與晶圓2接觸之表面，均正接（ tangential )於晶圓端面之表面。因而，如果凹口 3係相對 於三止件8 A或8 B之一，個別的鄰近之止件8 B或8A 可確保晶圓於靜態與動態平衡。於前述情況中，止件8的 其中之一係被製成爲可驅動的，但僅有一滾輪8 A或8 B 係被製成可驅動滾輪，另一則爲從動滾輪。 於所示範例中，從動滾輪8 A與8 B及驅動滾輪9之 旋轉軸，均垂直於由半導體晶圓2所界定之水平面。但是 ，依據該滾輪在晶圓上之接觸輪廓，該軸可具有其他之方 向，因此，這些滾輪不會與半導體晶圓之一或另一面接觸 0 如示於圖5，一從動滾輪8 A或8 B可有利的具有第 一截頭圓錐接觸表面1 6，以允許經由其周邊邊緣1 7接 觸半導體晶圓2。於圖5中，顯示滾輪8 A或8 B之側視 圖，且其係被設計以大致上或正確地水平放置被抓取之晶 圓。有利地，第一截頭圓錐接觸表面1 6之母面，與半導 體晶圓2之垂直面形成在5°至45°之間的一角度α。 有利地，一從動滾輪8 Α或8 Β具有一第二截頭圓錐表面 1 8 ，其頂部1 9係連接至第一截頭圓錐表面1 6之底座 ，且其母面與半導體晶圓2之垂直面形成之角度，係大於 第一截頭圓錐表面1 6之母面的角度α。可選擇的，每一 止件8Α、8 Β之第二截頭圓錐表面1 8之頂部1 9 ，可 具有採用小徑向厚度之冠狀形式之水平環槽平面表面（未 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） -17- ----I------- « --------訂-------- ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 4,9了72 A7 ____B7______ 五、發明說明（15) 示於圖）’而允許晶圓停置於其較低表面之環槽末端上。 必須注意1可採用其他形態之旋轉式表面來取代所述 之截頭圓錐表面1 6與1 8，例如，由一彎曲母面形成之 第一與第二旋轉式表面，使其具有例如爲上昇凸面、凹面 或其他之形態的表面。 依據在二連續晶圓之間可用的高度來界定第一截頭圓 錐接觸表面1 6之高度，依據角度α界定該表面1 6之母 面的傾斜度，且精確地定位該制動臂與在被制動之前的晶 圓之間之相關位置，因此，被制動之晶圓可較佳的被支撑 在第一截頭圓錐表面1 6上，或被支撑在從動滾輪8 Α與 8 B之第一與第二截頭圓錐表面1 8上。例如，因爲依據 在晶圓支架上之二連續晶圓之間的可用空間，給予該第一 截頭圓錐表面1 6具有一高度，第一截頭圓錐表面之母面 的水平突出長度，必須大於或相等於該臂相關於半導體晶 圓之位置中的可能徑向誤差。 較佳的，從動滾輪8 A與8 B由剛性塑膠材料製造’ 且具有低旋轉慣性，以使可輕易地由半導體晶圓以摩擦力 旋轉驅動。爲達此目標，滚輪8 A與8 B較佳的經由軸承 (未示於圖）裝配在該結構7上。 必須注意，示於圖2至5之從動滾輪8 A與8 B ’如 前所述的，均被設計以允許制動被水平放置之晶圓。亦可 制動被置於另一位置之晶圚，例如於垂直位置。於此情況 ，滾輪必須包含防止晶圓由於重力或制動臂之位移效應而 自制動機構掉出之機構，例如，相關於該晶圓之平面而與 I I I I I IIIII1I — -— — — — — [I · I I I I---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -18- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 67___五、發明說明（16) 第二截頭圓錐表面相對稱之第三截頭圚錐表面（未示於圖 )，然後例如裝配上該三止件8的其中之一，以使可在剛 性結構7上位移，而允許晶圓橫越第三截頭圓錐表面且朝 向可移動止件移動1直到該止件與晶圓之端面接觸爲止’ 以允許該晶圓僅有旋轉自由度。 示於圖2至4中之用以定向制動臂之機構6 ，有利的 ，包括第一光束21，在晶圓2之凹口3未相對於該光束 2 1時可被切斷，及包括一偵測器2 3，用以偵測已被切 斷之光束。該光束2 1可例如較佳爲由光線發射二極體 2 2所發射之垂直光線光束，且偵測器可以爲相對於該發 射二極體放置之光感性電池2 3。光束2 1之放置方式’ 係使得晶圓2由於驅動滾輪9之效應而進行角位移時’凹 口 3可讓光束2 1通過且到達光感性電池2 3，於相對之 情況中，光束2 1被晶圓2所切斷。當凹口 3之位置已被 落在光感性電池2 3之光束2 1所定位時，晶圓2被驅動 滾輪9以所需求之角度所定向，以將標記3置於界定位置 內。有利的t至少該滾輪9與光感性電池2 3之操作’係 由一中央單元（未示於圖）所控制與檢查，且有利的，依 據要執行之作業而可自動地操作。 示於圖2至4之制動臂1有利的，包括機構2 1、 2 4，當制動臂被置入一支架（未示於圖）內時，用以定 位半導體晶圓2之位置。該定位機構具有在制動半導體晶 圓2之前，允許制動臂被最佳地定位之功能。定位作業包 括例如由被置於結構7上之二光束2 1與2 4定位在將被 ----K----：-----裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -19- A7 419772 ______B7_ 五、發明說明（17) 制動之晶圓2周邊部份4上之任二點，及如示於圖3 ’個 別地界定在該晶圓之平面中之一水平面上之該二點。該光 束2 4可例如由光線發射二極體所發射之光線光束’且偵 側器可以爲相對於光線二極體放置之光感性電池°定位機 構有利地包括第一垂直光束2 1，與第一光束配合之第二 垂直光束2 4，及該半導體晶圓2之一基準尺寸（於範例 中係該晶圓之外部尺寸），以使允許建立在該支架（未示 於圖）內之半導體晶圓於水平面中之位置。 爲了妥適定位以制動晶圓之目標’於具有光束2 與 2 4之臂的小漸近位移中’定位出晶圓2周邊部份4上之 該二點。二分離之光束2 1與2 4允許在光束被晶圓之周 邊部份切斷之同時，定位出晶圓2之圓形周邊部份之一圚 弧的弦（chord )，經由該弦與已知之晶圓圓形周邊部份之 尺寸組合，可允許決定該晶圓之位置，且將該臂置於一合 適的相關位置，以供如前所述的將晶圓制動在止件8之間 的目標之用。 必須注意，被使用在文中所述之用以定向該晶圓之第 一光束2 1 ，係亦有利地被使用在文中所述之定位機構中 ，以使簡化該制動臂。當然可選擇的’可以使用二分離之 光束於個別之定向機構與定位機構中。 可選擇且有利地，定位機構包括一第三光束（未示於 圖），其與第一光束2 1或第二光束2 4及半導體晶圓之 基準尺寸（於範例中之外部尺寸）配合’以允許當第一或 第二光束被置於相對該做爲定位標記之凹口時’建立在支 ------------- , 1----丨訂1丨丨— II I 1 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -20- A7 B7 五、發明說明（18) 架內之半導體晶圓的位置。爲達此目標，第三先束可被置 於任何位置，以允許與未被置於相對該凹口之第一與第二 光束組合，來獲致晶圓周邊部份之一弧的弦，且允許再次 恢復該晶圚周邊部份之一弧的弦之該二點組態。事實上’ 凹口通常以不顯著之深度透入該晶圓內，且會因而導致該 弧之錯誤測量，並因而導致晶圓位置之錯誤。第三光束可 以確保至少有二光束不會相對於該凹口，以使可獲致一弦 。第三光束可以如前二光束之類似方式生產。 示於圖2至4之制動臂之作業係如下述：該臂被引入 含有半導體晶圓之一支架內，該臂之位置需要例如爲圖 1 A與1 B之前述方式加以修正。如前所述，經由定位機 構完成該臂在一晶圓下方之漸近，因此，該臂被置於一位 置，由此’該臂之向上位移可造成晶圓被制動在該臂的滾 輪8 A與8 B之間。當晶圓被制動時，該晶圓必須停置在 滾輪8 A與8 B之一部份之至少該第一截頭圓錐表面1 6 上，因此，晶圓經由重力而自行定位於中央，或於角位移 開始時，經由驅動滾輪將晶圓大約或正確地置於每一從動 '滚輪之弟一截頭圓錐表面1 8之頂部1 9處11因而，如示 於圖5，晶圓較佳的經由其底部周邊邊緣1 7而停置於止 件8 A與8 B上。然後，晶圓經由驅動滾輪9而角位移， 直到其凹口 3通過光束2 1上方，允許光感性電池2 3被 引動’且因而定位晶圓之角度位置’然後，該晶圓被相關 於此一位置轉動’以疋位晶圓於一界定位置中。於晶圓之 轉動中，晶圓係被支撑在滾輪8 A、8 B之一部份的第一 本纸張尺度適用中國囷家標準（CNS)A4規格（210x297公茇） ----^----：-----裝— c請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂. --線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4Ϊ9772 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ____ B7__五、發明說明（19) 截頭圓錐表面16上。當抵達所需要之位置時’如前所述 的，晶圚在該支架中再次地放下。 示於圖7之制動臂包括用以經由其周邊部份制動多數 之半導體晶圓2的機構’及用以定向被制動之半導體晶圓 之機構，此一機構與制動機構配合’以對準被該臂所制動 之半導體晶圓之個別的定位標記。制動機構包括多數之局 部結構7，該結構可個別的被嵌入一支架（未示於圖）之 半導體晶圚之間的自由空間內，且如圖所示，由—共用剛 性支架3 0所連接。每一結構承載一用以旋轉該晶圓之驅 動滾輪，此一結構係預定用以支撑供支撑此一晶圓用的三 止件8，及二光束2 1與24。示於圖7之臂，有利的， 可以同時地制動置於支架中之多數的晶圓，且有利的，可 以同時地定向這些晶圓，以使將晶圓置入界定位置內，例 如，以使可對齊晶圓之凹口 3。因此，例如在將晶圓自一 處傳送至另一處時，可將凹口對齊。 現在將說明依據本發明之方法的數個範例。依據本發 明之方法的第一範例，包括一種機械方法，允許改變被置 於用以掩蓋多數半導體晶圓之支架內並設有一凹□之一或 更多的半導體晶圓之位置，此方法包含制動半導體晶圓或 多數晶圓之周邊部份且疋向半導體晶圓或多數晶圓，以使 將其之凹口（或多數凹口）置於一界定位置中。該種方法 可例如由前述之依據本發明的一裝置所完成，更特別的， 可在無須將這些晶圓移出其之支架外的情況下，對齊被置 於支架內之半導體晶圓的凹口。 ---------------------訂--------1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -22- 419772 A7 _B7_ 五、發明說明（20) 依據本發明之方法的第二範例，包含將半導體晶圓自 一位置移動至另一位置，且同時地定向該一或多數晶圓， 以將其之凹口（或多數凹口）置於一界定位置中，而對齊 該凹口。該種方法可例如由前述之用以傳送晶圓之裝置達 成。 --------I ------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公爱） -23-

Claims (1)

1. AS B8 CS D8 419772 六、申請專利範圍 -. 1 . —11¾ Μ W-ik·.，,廣象變属有至少一定位導?%、（ 」.… … \ : \ 3 )且被置於用以掩蓋多數乏半導~體晶圓之一支架內 j ：Γ f PIS ) ^ ^，其特徵在於其包括了下―:¾ 步驟： 一以一制動臂（1 )在第一空間方向（Y)中之第一 位移，將該臂貫穿該支架’ 一以該臂在第二空間方向（Ζ )中之第二位移，經由 t 制動半導體晶圓之周邊部份（4 ) ’制動至少一半導髓晶 圓， -定向該至少一被制動之半導體晶圓，以將該定位標 記置於一界定位置中。 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中，該方法亦 包括了下列步驟： -以該制動臂（1 )在該第一方向（Y )中之相對於 該第一位移之一第三位移，自該支架抽出該至少一半導體 晶圓1 一以該臂自三度空間方向（X、Y、Z)中選擇之位 移，而以三方向或次元〔X、 Y、 2) ’將該至少一半導 體晶圓（2 )在空間中自一位置位移至另一位置，該步驟 包括定向該至少一半導體晶圓’以使將該定位標記（3 ) 置於一界定位置中，此一定向係與該制動臂之位移同時地 發生。 ,ϊχ . - ' 3 · —il幾有至少一定位標記（ 3 )且被置於一支架內 fff 1^1 im I： ΰ ) ；1 fA [U 、•/ -------------裝---------訂---------線 (諝先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印ΙΛ 本紙張尺·度適用中固國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -24- 419 (? A8 B8 C8 六、申請專利範圍 ，其特徵在於其包括了下列步驟： —以一制動臂在第一空間方向（γ )中之第一位移 將該臂貫穿該支 一以該臂在第J空間方向（2 )中之一第二位移’經 由制動該晶圓之周邊部份（4 制動多數之半導體晶圓 —定向被制動之該半導體晶圚，以對齊該半導體晶圓 之個別的定位標記。 4 .如申請專利範圍第3項之方法，其中，該方法亦 包括了下列步驟： -以該制動臂在第一方向（Y)中之相對於於該第一 位移之一第三位移1自該支架抽出該多數之半導體晶圓（ 2 )， -以該臂自三度空間方 移，而以三方向或次元（X 體晶圓在空間中自一位置位 向該被制動之半導體晶圓， 經濟郤智慧財產局員Η消費合作社印製 此一定向係與該制 一種

   向（X、Y、Z)中選擇之位 、Y、 Z)，將該多數之半導 移至另一位置，該步驟包括定 以使對齊其個別的定位標記， 移同時地發生。_ ίΐ 至 f 一定位 3 ) 導體晶圓之一支架內昨、壬必> 該裝置包括用以制動至少一半 且被置於用以掩蓋多數之半 導體晶圓之一制動臂，及用以位移該制動臂之機構，該制 動臂包括了 -用以經由制’動半導體晶圓之周邊部份而制動至少一 本紙張尺度適用中囵國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） -25- ---------------------訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 419772 098895 ABCD 六、申請專利範圍 半導體晶圓之機構| -用以定向該至少一半導體晶 該制動機構合作，以使將該定位標 該裝置之特徵在於用以位移該 機構（1 2 0 )包括用以在三度空 中位移之機構，及該制動機構（5 係均被置於一剛性結構（7 )上， * * ... 該至少一半導體晶圓之周邊部份之 6 .如申請專利範圍第5項之 包括了 ： 圓之機構’此一機構與 記置於一界定位置中’ 制勖臂（1 )之該位移 間方向（X、Y、 z ) )與該定向機構（6 ) 該制動機構係被分佈在 周邊上。 裝置，其中，該制動臂 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 -用以經由制動該半導體晶圓之周邊部份而制動多數 之半導體晶圓（2 )之機構| -用以定向該被制動之半導體晶圓之機構，此一機構 辑該制動機構合作，以使對齊該半導體晶圓之該個別的定 位標記。内、 7 . 勤設有至少一定位標記(3 )之一 半導體晶圓（2广\..:;光許制動被置於用以掩蓋多數之半導 _晶圓之一支架內的至少一半導體晶圓，該臂包括了 ： -用以經由該周邊部份而制動該至少一半導體晶圓之 用以定向該至少一半導體晶圓之機構，此一機構與 置於一界定位置中， 咳制動機構合作，以將該定位標記 該臂之特徵在於該制動機構C )均被置於一剛性結構（7 )上， 適用中國國家標準（CNS)A4規格（2W X 297公釐） 5)與該定向機構（6 該制動機構係被分佈在 -26 - -------------I --------訂 *-------- (請先閱讀背面之法意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印t C8 ____ DS 六、申請專利範圍 該至少一半導體晶圓之該周邊部份之周邊上u 8 .如申請專利範圍第7項之制動臂，其中，該制動 機構包括至少三止件（8 )，該三止件（8 )個別的具有 轉動自由度且環繞該至少一半導體晶圓（2)之周邊部份 (4 )之周邊而分佈，且其中，該定向機構包括用以經由 摩擦力驅動該至少一半導體晶圓之驅動滾輪（9 )。 9 ·如申請專利範圍第8項之制動臂•其中，該驅動 滾輪（9 )係由該三止件（8 )的其中之一所形成，該止 件係被製成爲至少可部份驅動的。 1 0 .如申請專利範圍第8或9項之制動臂，其中， 該定位標記係被置於該至少一半導體晶圓（2 )之周邊部 份（4)上之一凹口（3)，且其中，該三止件（8)個 別的包括了二鄰近且自由地轉動之從動滾輪（8 A、8 B )。 1 1 .如申請專利範圍第1 0項之制動臂，其中，該 從動滾輪（8 )個別的包括至少一第一截頭圓錐接觸表面 (16) ’以使允許該至少一半導體晶圓（2)由該第一 截頭圓錐接觸表面（1 6 )之周邊邊緣（1 7 )所支撑。 1 2 .如申請專利範圍第1 i項之制動臂，其中，該 至少一第一截頭圓錐接觸表面之母面，與該至少一半導體 晶圓（2)之垂直面，形成5°至45°之間的角度（α )。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之制動臂，其中，該 從動滾輪（8 )個別的包括一第二截頭圓錐表面（1 8 ) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -27- --------I----裝--------訂-- ------·線 c諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 , AS , B8 C8 ______ D8 六、申請專利範圍 ，其頂部（1 9)連接至該第一截頭圓錐表面（1 6)之 底座’且其母面與該至少一半導體晶圓（2 )之垂直面所 形成之角度，係大於該第一截頭圓錐表面之母面形成之角 度（α )。 1 4 .如申請專利範圍第1 〇項之制動臂，其中，該 定向機構（6)包括一第一光束（21)，當該凹口（3 .)未相對於該第一光束時，可切斷該第一光束，及一偵測 窃（2 3 )，用以偵測該第一光束已被切斷。 1 5 .如申請專利範圍第7項之制動臂，其中，該制 動臂包括了標記機構（21、24)，當該至少一半導體 晶圓（2 )被置於該支架內內時1用以標記該至少一半導 體晶圓（2 )之位置。 1 6 ·如申請專利範圍第1 4項之制動臂，其中，該 制動臂包括了標記機構（2 1、24)，當該至少一半導 體晶圓（2 )被置於該支架內時，用以標記該至少一半導 體晶圓（2 )之位置，且該標記機構包括與該第一光束（ 2 1 )合作之第二光束（2 4 )，及該至少一半導體晶圓 (2 )之基準尺寸，以使允許建立該至少一半導體晶圓在 該支架內之位置。 1 7 ·如申請專利範圍第1 〇項之制動臂，其中，該 定向機構（6)包括一第一光束（21)，當該凹口（3 )未相對於該第一光束時，可切斷該第一光束，及一偵測 器（2 3 )，用以偵測該第一光束已被切斷， 該制動臂包括了標記機構（2 1、2 4 )，當該至少 冬紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） - 28 _ -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 一半導體晶圓（2 )被置於該支架內時’用以標記該至少 —半導體晶圓（2 )之位置，該標記機構包括與該第一光 束（2 1 )合作之第二光束（2 4)，及該至少一半導體 晶圓（2 )之基準尺寸’以使允許建立該至少一半導體晶 圓在該支架內之位置’且該標記機構（2 1、2 4 )包括 與該第一光束（2 1 )或第二光束（2 4)合作之第三光 束，及該至少一半導體晶圓（2 )之基準尺寸’以使當該 第一或第二光束被置於相對於該凹口（ 3 )時’建立該至 少一半導體晶圓在該支架內之位置。 i 8 如申請專利範圍第7、8、9或1 5項之任一 項所述之制動臂，其中’該制動臂包括了： -用以經由該周邊部份而制動多數之半導體晶圓之機 構， —用以定向該被制動之半導體晶圓之機構，此一機構 與該制動機構合作，以使對齊該半導體晶圓之該個別的定 位標記。 -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -29-