TWI496236B - 晶圓傳送裝置 - Google Patents

Description

晶圓傳送裝置

本發明是有關於一種傳送裝置，且特別是有關於一種晶圓傳送裝置。

一般而言，在化學氣相沉積機台中，係利用機械手臂等傳送裝置，來將晶圓載送至晶圓可進行所欲處理的反應腔室中。請參照第1A圖與第1B圖，其係分別繪示一種傳統機械手臂之上視圖與側視圖。此傳統機械手臂100呈長矩形狀，以利承托晶圓。機械手臂100上通常設有感應器102，以感應晶圓之位置。此外，機械手臂100更具有二防滑凸點108。此二防滑凸點108設於機械手臂100之前端區域的上表面上，以防止晶圓在傳送過程中滑出機械手臂100。

請參照第2A圖與第2B圖，其係繪示傳統機械手臂裝載晶圓之過程的示意圖。機械手臂100通常係從晶圓104之中間區域的下方進入到晶圓104之下方範圍中，再向上承托住晶圓104之中間區域的下表面，以利平穩運送晶圓104。在採用矽來做為基板的半導體製程中，由於矽基板的厚度較大，因此主要由矽基板所構成之晶圓104的厚度通常約等於或大於650μm。而由於晶圓104的厚度較厚，因此晶圓104本身的結構強度也較大。故，當晶圓裝載於晶圓卡匣(未繪示)上時，晶圓104的外側部分106的下垂程度較小。因而，機械手臂100仍可從晶圓卡匣中順利載出厚度較大之晶圓104。

但，隨著半導體製程技術的日新月異，一些半導體材料，例如鍺，也取代了傳統之矽來做為基板。而以鍺等其他半導體材料做為基板材料時，由於鍺基板本身相當薄，因此主要由鍺基板所構成之晶圓104的厚度也很薄。如此一來，晶圓104本身的結構強度較低，而致使晶圓裝載於晶圓卡匣中時，晶圓104之前緣110的外側部分106因重力而向下撓曲的程度大大地增加。

隨著薄晶圓104之向下彎曲程度的增加，機械手臂100在從晶圓卡匣載出薄晶圓104時，機械手臂100，尤其是機械手臂100之前端區域的上表面所凸設之防滑凸點108極容易碰觸到薄晶圓104之前緣110向下彎曲的外側部分106，而損壞晶圓104。此外，將機械手臂100將薄晶圓104載入晶圓卡匣時，薄晶圓104之向下彎曲的外側部分106也會碰撞到晶圓卡匣之承托構件而破損。因此，利用此機械手臂100來進行薄晶圓104之傳送時，會嚴重影響製程良率。

另一方面，為了避免晶圓104破片，目前只能以人工操作方式將晶圓104自晶圓卡匣中取出、以及將晶圓104載入晶圓卡匣中。因此，每次只能傳送一片晶圓104。這樣一來，每一小時約只能傳送1.5片晶圓104，產能極低。

因此，本發明之一態樣就是在提供一種晶圓傳送裝置，其包含互相接合之三個承載件，如此一來，可擴大對晶圓之支撐範圍，進而可有效縮減薄晶圓之外側部分向下彎曲的程度。

本發明之另一態樣是在提供一種晶圓傳送裝置，其擴大對晶圓的支撐範圍，因此可避免晶圓在運送過程中撞擊機台構件，而可避免晶圓與機台構件損傷，進而可提升製程良率與可靠度。

本發明之又一態樣是在提供一種晶圓傳送裝置，其位於中間承載件之前緣較外側承載件之前緣後縮，因此可避免晶圓傳送裝置進入晶圓卡匣載出晶圓時碰撞到晶圓之下垂前緣，而可提升製程良率。

本發明之再一態樣是在提供一種晶圓傳送裝置，其位於中間承載件之前緣具有一傾斜面，因此在晶圓碰觸到中間承載件時，晶圓可順著傾斜面而滑上承載件，而可避免晶圓破片。

根據本發明之上述目的，提出一種晶圓傳送裝置。此晶圓傳送裝置包含一第一承載件以及至少二第二承載件。這些第二承載件分別接合在第一承載件之相對二側。其中，第一承載件與第二承載件共同支撐晶圓。第一承載件之前緣相對於第二承載件之前緣後縮一距離。

依據本發明之一實施例，上述之晶圓傳送裝置更包含一感應器，設於第一承載件上，以感測晶圓之位置。

依據本發明之另一實施例，上述之第一承載件與第二承載件共平面。

依據本發明之又一實施例，上述之第二承載件高於第一承載件。

依據本發明之再一實施例，上述之第一承載件與第二承載件之材料為不鏽鋼、陶瓷、鋁合金或鈦合金。

依據本發明之再一實施例，上述之晶圓包含一鍺基板、與一砷化鎵層設於此鍺基板上。

依據本發明之再一實施例，上述晶圓之厚度範圍從100μm至300μm。

依據本發明之再一實施例，上述之第一承載件之前緣具有一傾斜面。

依據本發明之再一實施例，上述之傾斜面之傾斜角的範圍從15度至75度。

依據本發明之再一實施例，上述之晶圓傳送裝置更包含至少二防滑凸點分別設於第二承載件之上表面上。

請參照第3A圖，其係繪示依照本發明之一實施方式的一種晶圓傳送裝置的立體圖。晶圓傳送裝置200可為一機械手臂，而適用以傳送晶圓210(請先參照第3B圖)。晶圓傳送裝置200主要包含第一承載件202、以及至少二第二承載件204與206。第二承載件204與206分別接合在第一承載件202之相對二側。如第3B圖所示，晶圓傳送裝置200之第一承載件202、以及第二承載件204與206共同支承晶圓210，以載送晶圓210至可進行其所欲之處理的處理反應室中或處理裝置上。

在其他實施例中，晶圓傳送裝置可包含二個以上的第二承載件，例如三個或四個第二承載件。在一實施例中，這些第二承載件，例如四個第二承載件，可均勻地配置在第一承載件之相對二側。在另一實施例中，這些第二承載件，例如三個第二承載件，可不均勻地配置在第一承載件之相對二側。

在一實施例中，晶圓傳送裝置200之第一承載件202可根據實際應用需求，而額外裝設有感應器208，以於載送晶圓210時感測晶圓210在晶圓傳送裝置200上的位置。此外，晶圓傳送裝置200更可根據實際應用需求而包含有至少二防滑凸點226。如第3A圖所示，此二防滑凸點226分別設於第二承載件204與206之前端區域之上表面上，以防止晶圓210在傳送過程中滑出晶圓傳送裝置200。

在一實施例中，晶圓傳送裝置包含二個以上的第二承載件時，防滑凸點的數量可與這些第二承載件的數量相同，且對應設置在這些第二承載件上。在另一實施例中，晶圓傳送裝置包含二個以上的第二承載件時，防滑凸點的數量可比這些第二承載件的數量少，例如僅具有二防滑凸點，且此二防滑凸點可例如對應設置在這些第二承載件中之二側的最外邊二者上。

在一實施例中，晶圓傳送裝置200之第一承載件202和第二承載件204與206可呈共平面。在另一些實施例中，晶圓傳送裝置200之第二承載件204與206可略高於第一承載件202。另外，晶圓傳送裝置200之第一承載件202及第二承載件204與206的材料可例如採用不鏽鋼、陶瓷、鋁合金或鈦合金。在一實施例中，第一承載件202及第二承載件204與206的材料較佳可採用不鏽鋼硬板。

在本實施方式之晶圓傳送裝置200中，位於中間之第一承載件202的前緣214相對於位於二側之第二承載件204之前緣222a與第二承載件206之前緣222b後縮一段距離224。在一實施例中，此距離224可例如為6公分。舉例而言，第一承載件202之長度可為12.4公分，而第二承載件204與206之長度可為18.4公分，如此第一承載件202之前緣214較第二承載件204之前緣222a與第二承載件206之前緣222b後縮的距離224為6公分。

請參照第3C圖，其係繪示依照本發明之一實施方式的一種晶圓傳送裝置之中間承載件的側視圖。在一實施例中，位於晶圓傳送裝置200中間之第一承載件202除了其前緣214較二側之第二承載件204之前緣222a與第二承載件206之前緣222b後縮外，第一承載件202之前緣214更可選擇性地設有傾斜面220。在一示範例子中，傾斜面220之傾斜角θ的範圍可例如從15度至75度。

請先參照第4圖，其係繪示依照本發明之一實施方式的一種晶圓的剖面圖。在本實施方式中，晶圓210可包含鍺基板216與砷化鎵層218。在此晶圓210中，砷化鎵層218設於鍺基板216之表面上。由於晶圓210係由鍺基板216所構成，因此晶圓210之厚度薄。在一些實施例中，晶圓210之厚度範圍可例如從100μm至300μm。在一示範例子中，晶圓210之厚度可為230μm。在其他實施方式中，晶圓傳送裝置200亦可載送傳統由矽基板所構成之晶圓，其中具有矽基板之晶圓的厚度較大，通常等於或超過650μm。

請參照第3B圖，當晶圓傳送裝置200載送晶圓210時，晶圓傳送裝置200之第二承載件204與206可支撐住晶圓210位於第一承載件202相對二側的外側部分212。因此，晶圓傳送裝置200對晶圓210的支承範圍大，而可有效縮減晶圓210之外側部分212向下彎曲的程度。如此一來，可避免晶圓210在運送的過程中撞擊到製程機台或晶圓卡匣之構件，而可避免晶圓210與製程機台和晶圓卡匣的構件損傷，進而可提升製程良率與可靠度。

此外，當晶圓210裝載於晶圓卡匣時，此時的晶圓210二側係由晶圓卡匣所支承，但晶圓210的中間部分會因重力而下垂。請參照第5圖，其係繪示依照本發明之一實施方式的一種晶圓傳送裝置裝載晶圓時的上視示意圖。晶圓傳送裝置200欲進入晶圓卡匣中載出晶圓210時，由於晶圓傳送裝置200之第一承載件202的前緣214較二側之第二承載件204之前緣222a與第二承載件206之前緣222b後縮，因此二側之第二承載件204與206可先進入晶圓210之下方範圍內，然後中間之第一承載件202才進入晶圓210之前緣的下方。如此一來，可避免第一承載件202撞擊到晶圓210之中央下垂部分，進而可避免撞傷晶圓210。

此外，請參照第6A圖與第6B圖，其係繪示依照本發明之一實施方式的一種晶圓傳送裝置裝載晶圓時的側視示意圖。在一實施例中，由於晶圓傳送裝置200之中間的第一承載件202的前緣214具有傾斜面220，如第3C圖所示。因此，如第6A圖與第6B圖所示，晶圓傳送裝置200欲進入晶圓卡匣中載出晶圓210時，此傾斜面220可使晶圓210在碰觸到第一承載件202之前緣214時，能順勢沿著傾斜面220而滑上第一承載件202。故，可進一步避免晶圓210破片。

由上述之實施方式可知，本發明之一優點就是因為晶圓傳送裝置包含互相接合之三個承載件，因此可擴大對晶圓之支撐範圍，進而可有效縮減薄晶圓之外側部分向下彎曲的程度。

由上述之實施方式可知，本發明之另一優點就是因為晶圓傳送裝置擴大對晶圓的支撐範圍，因此可避免晶圓在運送過程中撞擊機台構件，而可避免晶圓與機台構件損傷，進而可提升製程良率與可靠度。

由上述之實施方式可知，本發明之又一優點就是因為晶圓傳送裝置之中間承載件之前緣較外側承載件之前緣後縮，因此可避免晶圓傳送裝置進入晶圓卡匣載出晶圓時碰撞到晶圓之下垂前緣，而可提升製程良率。

由上述之實施方式可知，本發明之再一優點就是因為晶圓傳送裝置之中間承載件之前緣具有一傾斜面，因此在晶圓碰觸到中間承載件時，晶圓可順著傾斜面而滑上承載件，而可避免晶圓破片。

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，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．機械手臂

102．．．感應器

104．．．晶圓

106．．．外側部分

108．．．防滑凸點

110．．．前緣

200．．．晶圓傳送裝置

202．．．第一承載件

204．．．第二承載件

206．．．第二承載件

208．．．感應器

210．．．晶圓

212．．．外側部分

214．．．前緣

216．．．鍺基板

218．．．砷化鎵層

220．．．傾斜面

222a．．．前緣

222b．．．前緣

224．．．距離

226．．．防滑凸點

θ．．．傾斜角

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1A圖係繪示一種傳統機械手臂之上視圖。

第1B圖係繪示一種傳統機械手臂之側視圖。

第2A圖與第2B圖係繪示傳統機械手臂裝載晶圓之過程的示意圖。

第3A圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種晶圓傳送裝置的立體圖。

第3B圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種晶圓傳送裝置載送晶圓的上視圖。

第3C圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種晶圓傳送裝置之中間承載件的側視圖。

第4圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種晶圓的剖面圖。

第5圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種晶圓傳送裝置裝載晶圓時的上視示意圖。

第6A圖與第6B圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種晶圓傳送裝置裝載晶圓時的側視示意圖。

200．．．晶圓傳送裝置

202．．．第一承載件

204．．．第二承載件

206．．．第二承載件

208．．．感應器

210．．．晶圓

212．．．外側部分

214．．．前緣

222a．．．前緣

222b．．．前緣

226．．．防滑凸點

Claims (9)

1. 一種晶圓傳送裝置，包含：一第一承載件，其中該第一承載件之該前緣具有一傾斜面；以及至少二第二承載件，分別接合在該第一承載件之相對二側，其中該第一承載件與該些第二承載件共同支撐一晶圓，且該第一承載件之一前緣相對於每一該些第二承載件之一前緣後縮一距離。
2. 如請求項1所述之晶圓傳送裝置，更包含一感應器，設於該第一承載件上，以感測該晶圓之位置。
3. 如請求項1所述之晶圓傳送裝置，其中該第一承載件與該些第二承載件共平面。
4. 如請求項1所述之晶圓傳送裝置，其中該些第二承載件高於該第一承載件。
5. 如請求項1所述之晶圓傳送裝置，其中該第一承載件與該些第二承載件之材料為不鏽鋼、陶瓷、鋁合金或鈦合金。
6. 如請求項1所述之晶圓傳送裝置，其中該晶圓包含一鍺基板、與一砷化鎵層設於該鍺基板上。
7. 如請求項1所述之晶圓傳送裝置，其中該晶圓之厚度範圍從100μm至300μm。
8. 如請求項1所述之晶圓傳送裝置，其中該傾斜面之一傾斜角的範圍從15度至75度。
9. 如請求項1所述之晶圓傳送裝置，更包含至少二防滑凸點分別設於該些第二承載件之上表面上。