TWI455237B - 晶圓傳輸葉片 - Google Patents

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Description

晶圓傳輸葉片
本發明係關於用於半導體製造裝置中的晶圓傳輸葉片。
用於半導體製造裝置中的晶圓傳輸葉片需要高精度的校準。例如，習知的真空抽吸葉片係使用真空吸盤抽吸晶圓之後表面以夾持晶圓。
一般習知用於真空裝置的葉片為具有晶圓接收孔的平板葉片。晶圓接收孔係經設計使得晶圓接收孔的直徑稍微大於即將裝載之晶圓的直徑，並調節晶圓在晶圓接收孔之側面上的位移(日本未審查的專利申請公開號2001－53135和6－181252)。
然而，此種傳統的葉片具有以下問題。由於真空抽吸葉片設有真空設備，因此真空抽吸葉片的設置較複雜。此外，在設有接收孔的葉片中，將晶圓的周圍接觸接收孔的側面以調節晶圓的位移，從而在該操作期間引起晶圓上的缺陷。
本發明解決了上述問題，且本發明的一個目的在於提供具有簡單結構的晶圓傳輸葉片，其可減少晶圓上的缺陷。
根據本發明之晶圓傳輸葉片傳送裝載於葉片主體的葉 片表面上之晶圓，在主體的晶圓裝載區域內的葉片表面上提供具有經過表面粗糙處理之頂面的突出物(projection)。
在主體之葉片表面上的晶圓裝載區提供之晶圓傳輸葉片的突出物可支撐即將裝載於葉片表面上的晶圓。由於突出物的頂面經過表面粗糙處理，係以抑制位移方式將晶圓夾持在突出物上。更具體地，晶圓傳輸葉片具有簡單的結構，其在沒有真空抽吸器的情況下夾持晶圓。此外，由於夾持晶圓的葉片在葉片主體上不具有接收孔，從而能夠避免晶圓上的缺陷。
在一個實施例中，突出物的材質可與主體的材質相同。上述之實例中，突出物和主體具有相同的熱阻抗和耐久性。
在另一實施例中，突出物可以與主體一體成形。上述之實例中，簡化了葉片的結構，從而更易於製造葉片。當突出物為獨立件時，可以使用黏合劑將突出物結合於主體上。這將引起雜質附著於晶圓上或造成熱阻抗減小。然而，上述問題可以透過將突出物與主體一體成形來避免。
在一個實施例中，各個突出物可以具有鋸齒狀的凹槽，該凹槽係透過表面粗糙處理而形成並沿一個方向延伸。上述之實例中，得到之葉片在垂直於凹槽方向呈現高度的晶圓夾持能力。
在一個實施例中，各個突出物上的凹槽可在大致上垂直於晶圓傳輸葉片之旋轉方向的方向上延伸。一般而言，晶圓傳輸葉片之旋轉方向上的晶圓夾持能力是關鍵。然 而，在凹槽沿著大致上垂直於晶圓傳輸葉片之旋轉方向的方向延伸的情況下，有效地抑制了旋轉方向上的位移。
在一個實施例中，各個突出物上的凹槽可以透過使用#30－90研磨粉研磨而形成。或者，在一實施例中，各個突出物經過噴砂處理作為表面粗糙處理。
根據本發明之晶圓傳輸葉片傳送裝載於葉片主體之葉片表面上的晶圓，其中主體之葉片表面上的晶圓裝載區域的至少一部分是經過表面粗糙處理的粗糙表面區域，且晶圓裝載區域周圍的高度不大於晶圓裝載區域的高度。
主體之葉片表面上的晶圓裝載區域周圍的高度不大於晶圓裝載區域的高度，從而晶圓傳輸葉片在晶圓裝載區域的粗糙表面區域夾持晶圓。更明確地說，晶圓傳輸葉片具有簡單的結構，其能夠在沒有真空抽吸器的情況下夾持晶圓。此外，由於夾持晶圓的葉片在葉片主體中不具有接收孔，從而避免了晶圓上的缺陷。
在一個實施例中，整個晶圓裝載區域可為粗糙表面區域，上述之實例中，得到之葉片具有高度的夾持能力。
在一個實施例中，粗糙表面區域具有鋸齒狀的凹槽，該凹槽係透過表面粗糙處理而形成並沿著一個方向延伸。上述之實例中，得到之葉片在垂直於凹槽方向呈現高度的晶圓夾持能力。
在一個實施例中，在粗糙表面區域形成的凹槽可在大致上垂直於晶圓葉片之旋轉方向的方向上延伸。一般而言，晶圓傳輸葉片之旋轉方向上的晶圓夾持能力是關鍵。 然而，在凹槽沿大致上垂直於晶圓傳輸葉片之旋轉方向的方向延伸的情況下，有效地抑制了旋轉方向上的位移。
在一個實施例中，粗糙表面區域上的凹槽可以透過使用#30－90研磨粉研磨而形成。此外，在一個實施例中，粗糙表面區域可以透過噴砂處理作為表面粗糙處理而形成。
根據本發明，晶圓傳輸葉片具有簡單的結構，並能減少晶圓的缺陷。
現將參照附圖詳細地描述本發明的較佳實施例。相同的元件符號表示相同或相似的元件並且省略重復說明。
第一實施例
如第1圖所示，根據本發明第一實施例的群集工具10包括傳送室11和多個放射狀地設置在傳送室11周圍的處理室12。傳送室11設有傳送機械臂14以促進晶圓W傳送於處理室12之間。
傳送晶圓W(例如，直徑為200mm的矽晶圓)之葉片16(晶圓傳輸葉片)係附著於傳送機械臂14上。傳送機械臂14在遠離並靠近各個處理室12的方向上(第1圖中的α方向)移動葉片16，並在處理室12之間的方向上(第1圖中的β方向)移動葉片16。
如第2圖所示，葉片16包括主體18和用於夾持主體18並將主體18耦接至傳送機械臂14的耦接器20。
主體18為由SiC製成的矩形板。主體18的延伸方向 (方向X)基本與葉片的推進/收回方向(方向α)一致。主體18的主表面18a為裝載晶圓W的葉片表面。傳送裝載於主體18之葉片表面18a上的晶圓W。主體18的葉片表面18a上的晶圓裝載區域18b具有三個與主體18一體成形的突出物22。例如，在主體製造期間通過加工形成這些突出物22。
三個突出物22包括位於主體18橫向(方向Y，垂直於主體的延伸方向)的兩個突出物，和設置在該兩個突出物22間之等分線一半的一個突出物22。各個突出物22為柱形(約0.4mm高，4mm直徑)，其垂直於葉片表面18a延伸。如第3圖所示，各個突出物22的頂面經過表面粗糙處理。更明確地說，各個突出物22的頂面具有鋸齒狀微槽(間距約200 μm，深度約100 μm)，其沿主體18的縱向方向延伸(方向X)。可以通過使用金剛石研磨粉研磨而形成這些微槽。可使用日本工業標準(JIS)R6001(1998)的金剛石研磨粉#60。或者，也可以使用金剛石研磨粉#30－90。粗糙度大於#30的金剛石研磨粉不能削尖微槽的峰邊，而優於#90的金剛石研磨粉無法形成足夠高的尖峰。
當如上述將晶圓W裝載於主體18上時，如第4圖所示，因為突出物22形成於晶圓裝載區域18b中，晶圓W係僅由突出物22所支撐。與晶圓W接觸之突出物22頂面具有由表面粗糙處理形成的微槽，因此，在晶圓W和突出物22間能夠保證有明顯的摩擦力。因此，以抑制位移之方式將晶圓W夾持在突出物22上。
由於微槽沿葉片16的推進/收回方向(第1圖中的α方向)在主體18(方向X)的延伸方向上延伸，特別改善了與葉片16之旋轉方向(第1圖中的β方向)相關的夾持能力。在第1圖中示出的群集工具10中，由於位移的距離，葉片16在旋轉方向中的加速度和最終速率通常高於推進/收回方向時的加速度和最終速率。因此，與旋轉移動相關之葉片16晶圓夾持能力係很重要的。從而如上所述，突出物22具有垂直於葉片16旋轉方向(方向β)(即，沿葉片16的推進/收回方向(方向α，方向X))的微槽。這可在旋轉傳送期間有效抑制晶圓W的位移。
第5圖示出了具有用於容納晶圓W之接收孔18d的傳統葉片16A的主體18A。在該傳統主體18A中，晶圓裝載區域18b之周圍18c的高度係高於晶圓裝載區域18b的高度。晶圓W的周圍與接收孔18d的側面接觸，從而主體18A可調節晶圓W的位移。晶圓W與接收孔18d之側面的接觸引起晶圓W上的部分缺陷。
然而，在根據本實施例的主體18中，晶圓裝載區域18b與晶圓裝載區域18b之周圍18c具有相同的高度，從而有效防止晶圓W上之缺陷的形成。此外，由於根據本發明實施例之主體18不像傳統的主體18A需要接收孔18d，所以與傳統主體18的厚度d2(例如，3 mm)相比，可減少主體18的厚度d2(例如，1 mm)。當葉片16處理盒中層疊的晶圓W時，這種厚度的減小便於將葉片16的主體18插入晶圓之間(例如，5.5 mm間隔)。此外，可明顯 抑制葉片16之主體18與晶圓W接觸的可能性
此外透過實驗，本發明者驗證了在相同的傳送條件(例如，傳送速度)下，與具有接收孔18d的傳統葉片16A相比，根據本發明實施例的葉片16減少了裝載之晶圓W於傳送操作期間的位移。
如上面具體說明，在主體18的晶圓裝載區域18b中的葉片表面上提供之葉片16的突出物22可支撐裝載於葉片表面18a上的晶圓W。由於突出物22具有由表面粗糙處理形成的微槽，係以抑制位移方式將晶圓W夾持在突出物22上。即，葉片16具有簡單的結構，其在沒有真空抽吸器的情況下夾持晶圓，並在主體18中沒有接收孔的情況下夾持晶圓。這可有效防止晶圓W上之缺陷的形成。
一體成形於主體18中的突出物22簡化了葉片16的結構，並促進葉片16的生產。當突出物22為獨立件時，可使用黏合劑將突出物22結合至主體18。這使得雜質附著於晶圓W上或使得熱阻抗減少。然而，這些問題可以透過將突出物22與主體18一體成形來避免。如果需要，突出物22可不必與主體18一體成形，其可以是獨立件。
此外，由於突出物22的材質與主體18的材質相同(在此實例中為SiC)，突出物22和主體18具有相同的熱阻抗和耐久性。即，相同材質形成的突出物22和主體18(例如，SiC、SiO2 、Al2 03 、玻璃碳(GC)、TiO2 或Al)確保高的熱阻抗。通過上述的表面粗糙處理，發明者完成具有足夠夾持能力且能夠成功傳送晶圓W的葉片18，甚至當 晶圓W由具有主體18中使用的高硬度材質來支撐的時候。由於低熱阻抗，樹脂材質不能用於突出物22。明確地說，樹脂在高溫條件下(例如，晶圓W沈積)，樹脂將變質(例如，變形或熔化)。
此外，由於三個突出物22以小的表面接觸面積支撐晶圓W，可明顯地抑制了晶圓W的後表面上的葉片16的材質或其中雜質的傳送。明確地說，突出物22的頂面經過表面粗糙處理以減小晶圓W和葉片16間之表面接觸面積，從而有效抑制上述之傳送。
當本實施例中的葉片16實際傳送晶圓W時，僅有直徑為幾微米的三個痕跡留在晶圓W的後表面上與三個突出物22相對應的位置。這表明經過表面粗糙處理的三個突出物22的整個頂面不與晶圓W的後表面接觸。只有突出物22頂面的微型區域與晶圓W的後表面接觸。因此，突出物22的微型區域支撐晶圓W。即，實際上，晶圓W與葉片16接觸的區域比突出物的頂面小的多。
第二實施例
現將參照第6圖和第7圖描述根據本發明的第二實施例。第6圖係描述根據第二實施例之葉片16B的透視圖。第7圖係描述第6圖所示之葉片16B的示意性橫截面圖。
葉片16B不同於第一實施方式中的葉片16，其中葉片16B沒有突出物，而是具有完全粗糙表面18a。更具體地，葉片16b的主體18B具有葉片表面18a，該表面為平的而且沒有突出物。第3圖所示的沿方向X延伸之鋸齒狀微槽 形成於整個葉片表面18a。
在第二實施例中，當晶圓W裝載於主體18B上時，晶圓W和主體18之間確保具有明顯的摩擦力，因為微槽形成於整個葉片表面18a上。因此，可以抑制位移方式來夾持晶圓W。在第7圖示出的第二實施例中，晶圓裝載區域18b如同第一實施例般與晶圓裝載區域18b的周圍18c具有相同的高度。這有效防止晶圓W上缺陷的形成並減小主體18B的厚度。
如上面說明，主體16B的葉片表面18a上的晶圓裝載區域18b之周圍18c的高度不大於晶圓裝載區域18b的高度，從而葉片16B在晶圓裝載區域18b上的粗糙表面區域夾持晶圓W。更具體地，葉片16B具有簡單的結構，其能夠在沒有真空抽吸器的情況下夾持晶圓W。此外，由於夾持晶圓W的葉片16B在主體18中不具有接收孔，因此能夠避免晶圓W上的缺陷。
整個葉片18a不必然是粗糙表面區域。可以是晶圓裝載區域18b的一部分為粗糙的表面區域。然而，當整個晶圓裝載區域18b為粗糙表面區域時，葉片具有高度的晶圓夾持能力。
由於葉片16和16B不需要真空抽吸器，因此他們能夠被應用到在真空或空氣中傳送晶圓W的群集工具中。
本發明不只限於上面所描述的實施例，反而可包括多種改良。例如，突出物的數量、尺寸和形狀可以根據需要進行適當修改。此外若由需要的話，由表面粗糙處理處理 形成之微槽的尺寸、形狀和延伸方向也可以根據需要進行修改。另外，可以使用噴砂工藝作為表面粗糙處理。考慮到確保足夠的夾持能力和高生產率，研磨處理係較佳的。
10‧‧‧群集工具
11‧‧‧傳送室
12‧‧‧處理室
14‧‧‧傳送機械臂
16、16B‧‧‧葉片
16A‧‧‧傳統葉片
18、18A、18B‧‧‧主體
18a‧‧‧葉片表面
18b‧‧‧晶圓裝載區域
18c‧‧‧周圍
18d‧‧‧接收孔
20‧‧‧耦接器
22‧‧‧突出物
W‧‧‧晶圓
第1圖係描述根據本發明之一實施例的群集工具之示意圖；第2圖係描述第1圖中群集工具之葉片的透視圖；第3圖係描述第2圖中葉片之粗糙突出物的形狀；第4圖係描述第2圖中之葉片的示意性橫截面圖；第5圖係描述根據傳統技術之葉片的示意性橫截面圖；第6圖係描述根據本發明第二實施例之葉片的透視圖；第7圖係描述第6圖中之葉片的示意性橫截面圖。
10‧‧‧群集工具
11‧‧‧傳送室
12‧‧‧處理室
14‧‧‧傳送機械臂
16‧‧‧葉片

Claims (18)

  1. 一種晶圓傳輸葉片，用於傳輸裝載於該葉片之一主體上之一晶圓，該葉片之主體在該主體之一晶圓裝載區域內具有數個突出物(projection)，該數個突出物具有經過一表面粗糙處理之頂面，其中該數個突出物係一體成形於該主體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓傳輸葉片，其中各個該些突出物具有數個鋸齒形凹槽，該數個鋸齒形凹槽是透過該表面粗糙處理所形成並且沿著一個方向延伸。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之晶圓傳輸葉片，其中各個突出物上的該數個凹槽沿著大致上垂直於該晶圓傳輸葉片之旋轉方向的一方向延伸。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之晶圓傳輸葉片，其中各個突出物上的該數個凹槽係透過使用#30-90研磨粉(abrasive powder)研磨(grind)而加以形成。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之晶圓傳輸葉片，其中各個突出物上的該數個凹槽係透過使用#30-90研磨粉研磨而加以形成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓傳輸葉片，其中該些 突出物與該主體包括相同的材質。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓傳輸葉片，其中該表面粗糙處理為噴砂處理。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之晶圓傳輸葉片，其中該表面粗糙處理為噴砂處理。
  9. 一種晶圓傳輸葉片，用於傳輸裝載於該葉片之一主體上之一晶圓，其中該主體之一表面上的一晶圓裝載區域的至少一部分係經過一表面粗糙處理的一粗糙表面區域，該葉片不具有突出物，且該晶圓裝載區域之周圍的高度不大於該晶圓裝載區域的高度。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之晶圓傳輸葉片，其中該整個晶圓裝載區域係該粗糙表面區域。
  11. 如申請專利範圍第9或10項所述之晶圓傳輸葉片，其中該粗糙表面區域具有數個鋸齒形凹槽，該數個鋸齒形凹槽是透過該表面粗糙處理所形成並且沿著一個方向延伸。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之晶圓傳輸葉片，其中形成於該粗糙表面區域上的該數個凹槽沿著大致上垂直於該 晶圓傳輸葉片之旋轉方向的一方向延伸。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之晶圓傳輸葉片，其中形成於該粗糙表面區域上的該數個凹槽係透過使用#30-90研磨粉研磨而加以處理。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之晶圓傳輸葉片，其中形成於該粗糙表面區域上的該數個凹槽係透過使用#30-90研磨粉研磨而加以處理。
  15. 如申請專利範圍第9或10項所述之晶圓傳輸葉片，其中該表面粗糙處理為噴砂處理。
  16. 一種晶圓傳輸葉片，用於傳輸裝載於該葉片之一主體上之一晶圓，該葉片之主體在該主體之一晶圓裝載區域內具有數個突出物，該數個突出物具有經過噴砂處理之頂面，其中該數個突出物係一體成形於該主體。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之晶圓傳輸葉片，其中各個該些突出物具有數個鋸齒形凹槽，該數個鋸齒形凹槽是透過該噴砂處理所形成並且沿著一個方向延伸。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之晶圓傳輸葉片，其中各 個突出物上的該數個凹槽沿著大致上垂直於該晶圓傳輸葉片之旋轉方向的一方向延伸。
TW097111463A 2007-03-30 2008-03-28 晶圓傳輸葉片 TWI455237B (zh)

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