TWI460810B

TWI460810B - 晶圓傳送裝置

Info

Publication number: TWI460810B
Application number: TW101128393A
Authority: TW
Inventors: Tien Tung Chung; Jia Yush Yen; Wei Ming Wu; Yi Feng Chen; Yi Ting Tu; Chih Kang Lu
Original assignee: Univ Nat Taiwan
Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2014-11-11
Also published as: TW201407711A

Description

晶圓傳送裝置

本發明係關於一種晶圓傳送裝置，尤其是關於一種應用於晶圓載台之晶圓傳送裝置。

在半導體製程中，需要在晶圓上定義出極細微尺寸之圖案(Pattern)，此些圖案主要乃是藉由蝕刻(Etching)技術，將微影製程所產生之光阻圖案轉印至光阻下方的材料上，以形成積體電路之複雜架構，因此蝕刻技術在半導體製造過程中佔有極重要的地位。

蝕刻製程需於高真空或超高真空環境之下進行，然而，將一大氣壓環境抽至高真空或超高真空環境需要耗費大量時間進行抽氣，因此遂發展出雙腔體式真空系統以有效地節省反覆抽氣所需之時間。如第1圖所示，雙腔體式真空系統1包括主腔體10、傳送腔體11、閥門12、傳送裝置13，其中，該主腔體10為一高真空或超高真空環境，該閥門12係用來隔絕或聯通該主腔體10及該傳送腔體11，該傳送裝置13係用來傳送晶圓，以及該傳送腔體11用以節省反覆抽氣之時間，此外，該傳送腔體11上具有可開關之窗口110，以進行晶圓之取放動作。

於雙腔體式真空系統中對晶圓進行蝕刻時，需藉由傳送裝置將晶圓在主腔體與傳送腔體之間來回傳送。習知傳送裝置根據不同腔體外型具有各種傳送方式，但其目的均為將晶圓傳送至主腔體以放置於主腔體中晶圓基座上。如美國專利公告第6,186,722號，傳送裝置(robot)係具有臂部(arm)以及手部(hand)，該手部由下方托住晶圓，以將晶圓於傳送腔體及主腔體之間來回移動。再如美國專利公告第5,810,935號，採用側面夾取晶圓之方式將晶圓傳送至主腔體中，且該夾取裝置具有圓形凹槽設計，以由側面取放晶圓。

然，由於晶圓本身相當脆弱，機械手臂直接接觸晶圓可能造成晶圓損壞。故，如中華民國專利公開第200739785號「物體搬送裝置、曝光裝置、物體調溫裝置、物體搬送方法、以及微元件之製造方法」所揭示者，係將晶圓固定於一晶圓載台之上，再對該晶圓載台作運送的動作。

惟，習知技術之晶圓載台，係利用卡榫方式接合於主腔體中之基台上，此種方式易產生定位偏移之問題，甚至於操作次數增加後，會產生鬆脫不穩之情形。在微奈米等級之半導體製程中，這種偏移將造成相當大之製程誤差。因此，如何將晶圓平台以更穩固的方式固定在主腔體中，遂成為目前本領域中亟待解決的課題。

為解決前述習知技術之缺點，本發明之目的在於提供一種晶圓傳送裝置，包括矩形晶圓載台，係具有圓形凹槽以供放置晶圓，且該矩形晶圓載台之兩側邊係具有V形側凸緣；以及載台夾持器，係用以固定該矩形晶圓載台，該載台夾持器包括夾持基座，係具有底板及連結於該底板上之前垂直壁、後垂直壁及定位塊，其中，該後垂直壁係與該定位塊鄰接，且該前垂直壁、後垂直壁及定位塊上分別具有前開孔、後開孔及定位開孔；導螺桿，係依序穿過該後開孔、定位開孔及前開孔，且該導螺桿之表面上具有外螺紋；導引頭，係具有內部設有內螺紋之導引開孔，該導引開孔用以供該導螺桿穿過該導引頭，俾使該導引頭可於該定位塊與該前垂直壁之間滑動；以及至少二夾持頭，係具有V形夾持槽，且藉由複數連動桿連接該定位塊及該導引頭，其中，當該導螺桿旋轉時，能帶動該導引頭及該複數連動桿，再帶動該夾持頭，以令該V型夾持槽密合該矩形晶圓載台之V形側凸緣以固定該矩形晶圓載台。

前述之晶圓傳送裝置中，復包括傳送桿；驅動旋轉構件，係設於該傳送桿之前端，用以旋轉該導螺桿；以及傳送架，係設於該傳送桿之前端，用以固定該矩形晶圓載台。

又，前述之晶圓傳送裝置中，該矩形晶圓載台之頂面復設有複數固定簧片，用以固定該晶圓。

相較於習知技術，本發明之晶圓傳送裝置利用夾持頭中之V形夾持槽與矩形晶圓載台之V型側凸緣搭配，且藉由傳送桿前端之驅動旋轉構件以及定位架配合載台夾持器固定或鬆脫矩形晶圓載台，使晶圓能以更快速、方便及穩固之方式於主腔體和傳送腔體之間來回移動，以避免習知技術中定位偏差之問題，進一步提升晶圓之良率及生產效率。

以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，本領域中具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用。

第2A至2C圖係為本發明之晶圓傳送裝置之架構示意圖。如圖所示，本發明之晶圓傳送裝置包括矩形晶圓載台20以及載台夾持器21。

如第2A圖所示，該矩形晶圓載台20係具有圓形凹槽201以供放置晶圓，且該矩形晶圓載台20之兩側邊係具有V形側凸緣202。

於一較佳態樣中，該矩形晶圓載台20之前端係具有V形前凸緣203，且該矩形晶圓載台20之頂面復設有複數固定簧片204，用以固定晶圓。

如第2B及2C圖所示，該載台夾持器21係用以固定該矩形晶圓載台20，包括夾持基座22、導螺桿23、導引頭24以及至少二夾持頭25。

該夾持基座22係具有底板221及連結於該底板上之前垂直壁222、後垂直壁223及定位塊224，其中，該後垂直壁223係與該定位塊224鄰接，且該前垂直壁222、後垂直壁223及定位塊224上分別具有前開孔2220、後開孔2230及定位開孔2240。

於一較佳態樣中，該前垂直壁222具有V形固定槽2221。

該導螺桿23係依序穿過該後開孔2230、定位開孔2240及前開孔2220，且該導螺桿23之表面上具有外螺紋。

於一較佳態樣中，該導螺桿23後端設有六角形、十字形或一字形螺釘頭。

該導引頭24係具有內部設有內螺紋之導引開孔240，該導引開孔240用以供該導螺桿23穿過該導引頭24，俾使該導引頭24可於該定位塊224與該前垂直壁222之間滑動。

該夾持頭25係具有V形夾持槽250，且藉由複數連動桿251連接該定位塊224及該導引頭24。

上述之導螺桿23於旋轉時，能帶動該導引頭24及該複數連動桿251，再帶動該夾持頭25，使該V型夾持槽250密合該矩形晶圓載台20之V形側凸緣202以固定該矩形晶圓載台20。

第3圖係為本發明之晶圓傳送裝置之另一實施例之架構示意圖。如圖所示，第3圖之晶圓傳送裝置與前述之晶圓傳送裝置相似，差別在於第3圖之晶圓傳送裝置復包括傳送桿36、驅動旋轉構件37以及傳送架38。

該驅動旋轉構件37係設於該傳送桿36之前端，用以旋轉該導螺桿33。

於一較佳態樣中，該驅動旋轉構件37可為磁驅動之旋轉軸，且該驅動旋轉構件37前端設有六角形、十字形或一字形螺絲起子頭以配合該導螺桿33後端對應之螺釘頭，當二者相接合時，該驅動旋轉構件37可帶動該導螺桿33旋轉。舉例而言，當該導螺桿33以逆時針方向旋轉時，當該導螺桿33之外螺紋能帶動該導引頭34往前進給，並拉動該夾持頭35向內移動，以夾緊該矩形晶圓載台30；反之，當該導螺桿33以順時針方向旋轉時，能用以該矩形晶圓載台30。

該傳送架38係設於該傳送桿36之前端，用以固定該矩形晶圓載台30。

於一較佳態樣中，該矩形晶圓載台30之後端設有鐵柱或磁鐵，且該傳送架38亦具有鐵柱或磁鐵，俾藉由鐵柱與磁鐵間或磁鐵與磁鐵間之磁力使該矩形晶圓載台30吸附於該傳送架38上。

於另一實施態樣中，該矩形晶圓載台30之後端設有定位孔306，且該傳送架38設有對應之載台支架381，俾使該矩形晶圓載台30固定於該傳送架38上。

第4A至4C圖係為應用本發明之晶圓傳送裝置之示意圖。

如第4A圖所示，該矩形晶圓載台30係固定於該傳送架38上，再藉由該傳送桿36將該矩形晶圓載台30移動至位於主腔體中的載台夾持器31上。

如第4B圖所示，令該矩形晶圓載台30之V形前凸緣與該夾持基座32之前垂直壁322上的V形定位槽相密合，同時，該驅動旋轉構件37前端之螺絲起子頭亦與該導螺桿33後端之螺釘頭相接合，再用該驅動旋轉構件37使該導螺桿33作逆時針旋轉，以帶動該導引頭往前進給，並拉動該夾持頭35向內移動，直至該矩形晶圓載台30兩側之V形側凸緣與該夾持頭35之V形夾持槽相互緊密配合，使該載台夾持器31得以該矩形晶圓載台30。

如第4C圖所示，將該傳送桿36向後退出該主腔體，完成該矩形晶圓載台30之動作。

若於晶圓完成蝕刻製程欲退出主腔體時，則再次將該傳送桿36往前推入該主腔體，直至該傳送架38與該矩形晶圓載台30相接合，再利用該驅動旋轉構件37將該導螺桿以順時針之方向旋轉，以驅動該導引頭往後退並帶動該夾持頭35往外移動而鬆開該矩形晶圓載台30。最後將該傳送桿36與該矩形晶圓載台30退出主腔體，完成將晶圓移出之動作。

綜上所述，本發明之晶圓傳送裝置利用夾持頭中之V形夾持槽配合矩形晶圓載台之V型側凸緣，使晶圓能穩定地固定於主腔體之基台上，以避免產生定位偏差之問題，進一步提升生產良率。又，本發明之晶圓傳送裝置具有利用傳送桿前端之驅動旋轉構件以及定位架配合載台夾持器固定或鬆脫矩形晶圓載台，可更快速地進行晶圓之取放，以增加生產效率。

上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何本領域中具有通常知識者均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與變化。

1‧‧‧雙腔體式真空系統

10‧‧‧主腔體

11‧‧‧傳送腔體

110‧‧‧可開關之窗口

12‧‧‧閥門

13‧‧‧傳送裝置

20,30‧‧‧矩形晶圓載台

201‧‧‧圓形凹槽

202‧‧‧V形側凸緣

203‧‧‧V形前凸緣

204‧‧‧固定簧片

21,31‧‧‧載台夾持器

22,32‧‧‧夾持基座

221‧‧‧底板

222,322‧‧‧前垂直壁

2220‧‧‧前開孔

2221‧‧‧V形固定槽

223‧‧‧後垂直壁

2230‧‧‧後開孔

224‧‧‧定位塊

2240‧‧‧定位開孔

23,33‧‧‧導螺桿

24,34‧‧‧導引頭

240‧‧‧導引開孔

25,35‧‧‧夾持頭

250‧‧‧V形夾持槽

251,351‧‧‧連動桿

305‧‧‧a鐵柱

305b‧‧‧磁鐵

306‧‧‧定位孔

36‧‧‧傳送桿

37‧‧‧驅動旋轉構件

38‧‧‧傳送架

381‧‧‧載台支架

第1圖係為雙腔體式真空系統之示意圖；第2A至2C圖係為本發明之晶圓傳送裝置之架構示意圖；第3圖係為本發明之晶圓傳送裝置之另一實施例之架構示意圖；以及第4A至4C圖係為應用本發明之晶圓傳送裝置之示意圖。

30‧‧‧矩形晶圓載台

306‧‧‧定位孔

31‧‧‧載台夾持器

32‧‧‧夾持基座

322‧‧‧前垂直壁

33‧‧‧導螺桿

34‧‧‧導引頭

35‧‧‧夾持頭

351‧‧‧連動桿

36‧‧‧傳送桿

37‧‧‧驅動旋轉構件

38‧‧‧傳送架

381‧‧‧載台支架

Claims

一種晶圓傳送裝置，包括：矩形晶圓載台，係具有圓形凹槽以供放置晶圓，且該矩形晶圓載台之兩側邊係具有V形側凸緣；以及載台夾持器，係用以固定該矩形晶圓載台，包括：夾持基座，係具有底板及連結於該底板上之前垂直壁、後垂直壁及定位塊，其中，該後垂直壁係與該定位塊鄰接，且該前垂直壁、後垂直壁及定位塊上分別具有前開孔、後開孔及定位開孔；導螺桿，係依序穿過該後開孔、定位開孔及前開孔，且該導螺桿之表面上具有外螺紋；導引頭，係具有內部設有內螺紋之導引開孔，該導引開孔用以供該導螺桿穿過該導引頭，俾使該導引頭可於該定位塊與該前垂直壁之間滑動；以及至少二夾持頭，係具有V形夾持槽，且藉由複數連動桿連接該定位塊及該導引頭，其中，當該導螺桿旋轉時，能帶動該導引頭及該複數連動桿，再帶動該夾持頭，以令該V型夾持槽密合該矩形晶圓載台之V形側凸緣以固定該矩形晶圓載台。
如申請專利範圍第1項所述之晶圓傳送裝置，其中，該矩形晶圓載台之前端係具有V形前凸緣，且該前垂直壁具有V形固定槽。
如申請專利範圍第1項所述之晶圓傳送裝置，其中，該矩形晶圓載台之頂面復設有複數固定簧片，用以固定該晶圓。
如申請專利範圍第1項所述之晶圓傳送裝置，其中，該導螺桿後端設有六角形、十字形或一字形螺釘頭。
如申請專利範圍第1項所述之晶圓傳送裝置，復包括：傳送桿；驅動旋轉構件，係設於該傳送桿之前端，用以旋轉該導螺桿；以及傳送架，係設於該傳送桿之前端，用以固定該矩形晶圓載台。
如申請專利範圍第5項所述之晶圓傳送裝置，其中，該矩形晶圓載台之後端及該傳送架分別設有鐵柱或磁鐵，俾藉由該鐵柱與磁鐵間或該磁鐵與磁鐵間之磁力使該矩形晶圓載台吸附於該傳送架上。
如申請專利範圍第5項所述之晶圓傳送裝置，其中，該矩形晶圓載台之後端設有定位孔，且該傳送架設有對應之載台支架，俾使該矩形晶圓載台固定於該傳送架上。
如申請專利範圍第5項所述之晶圓傳送裝置，其中，該驅動旋轉構件前端設有六角形、十字形或一字形螺絲起子頭以旋轉該導螺桿。