TWI567856B - 具有吹淨功能的晶圓傳送裝置 - Google Patents

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Description

具有吹淨功能的晶圓傳送裝置
本發明係有關於一種晶圓傳送裝置，尤指一種用於半導體製程之晶圓傳送裝置(Load Port)，此晶圓傳送裝置具有對晶圓盒吹淨的功能，能降低製程中對晶圓盒內之汙染。
晶圓的表面污染控制已成為半導體與其他高科技晶圓廠的首要任務，藉以提高晶圓的良率；在大尺寸的半導體晶圓的製程中，使用前開式晶圓盒(FOUP：Front Opening Unified Pod)作為儲存及輸送晶圓之裝置，以使大尺寸的晶圓能夠與外界的空氣隔離，避免大尺寸的晶圓被汙染。
晶圓傳送裝置(Load Port)則用於前開式晶圓盒與半導體製程設備之間承載與開啟前開式晶圓盒門體的裝置，以使製程設備能夠取得大尺寸的晶圓進行製造。由於前開式晶圓盒的門體關閉後，其內部是形成局部真空的狀態，故當晶圓傳送裝置開啟前開式晶圓盒的門後，外部氣體可能會因大氣壓力不平衡，而使得大氣進入前開式晶圓盒內，造成大尺寸晶圓被汙染，使得晶圓的製造良率降低。
因此，為了提高晶圓製造的良率，必須解決前開式晶圓盒在門體開啟的瞬間，能夠避免大氣進入前開式晶圓盒內部；因此利用晶圓傳送裝置來提供吹淨功能，晶圓傳送裝置提供清潔的氣體至前開式晶圓盒內部，當前開式 晶圓盒在門體開啟的瞬間，清潔的氣體會由前開式晶圓盒內向大氣流動，故可以避免目前大氣進入前開式晶圓盒內的問題；也因此，在前開式晶圓盒的底部均配置有進氣嘴及出氣嘴。
然而，傳統的晶圓傳送裝置並不具備吹淨技術，無法提供吹潔淨氣體至前開式晶圓盒內部，所以本發明提供一種具有吹淨功能的晶圓傳送裝置，有效的確保前開式晶圓盒內的潔淨度。
再者，由於晶圓傳送裝置(Load Port)為一種通用機台，需要與各種不同的前開式晶圓盒運作，由於各家製造商所製造前開式晶圓盒，可能有不同的設計規格，可能產生不同的介面配置；例如，有些前開式晶圓盒在靠近背面的底部上，特別是在兩個進氣嘴之間形成凹槽或缺口，而有些前開式晶圓盒在靠近背面的底部上，則是設計成平整面。因此，若晶圓傳送裝置需要選擇對特定前開式晶圓盒進行吹淨時，就必須先分辨出不同的前開式晶圓盒類型，之後才能決定是否執行吹淨功能。
為了解決傳統的晶圓傳送裝置並不具備吹淨功能的問題，本發明提供一種具有吹淨功能的晶圓傳送裝置，是於一晶圓傳送裝置中配置至少一吹淨接觸盤面及一吹淨模組，晶圓傳送裝置具有一垂直地面豎立的框架，將吹淨模組配置於框架的一側邊上的下半部，並於下半部的頂端形成一平台部，吹淨接觸盤面固接於平台部上，而框架高於平台部形成一容置空間，其中，吹淨接觸盤面包括：至少一個充氣嘴及至少一個出氣嘴，配置於吹淨接觸盤面上，充氣嘴及出氣嘴皆與吹淨模組連接。
吹淨模組包括：至少一充氣管路，每一充氣管路的一端連接至配置於吹淨接觸盤面上的充氣嘴，多個充氣嘴由多個充氣管路集結到一充氣口；至少一出氣管路，每一出氣管路的一端連接至配置於吹淨接觸盤面上的出氣嘴，多個出氣嘴由多個出氣管路集結到一出氣口；至少一溫度濕度感測器，設置在距離出氣口2公尺以內；至少一流量計量表，可量測通過流量計量表之氣體流量值，以及至少一壓力感測器，可量測通過壓力感測器之氣體壓力值。
為了解決傳統的晶圓傳送裝置辨識前開式晶圓盒類型的問題，本發明進一步提供一種具有吹淨功能的晶圓傳送裝置，是於一晶圓傳送裝置中配置至少一吹淨接觸盤面及一吹淨模組，晶圓傳送裝置具有一垂直地面豎立的框架，將吹淨模組配置於框架的一側邊上的下半部，並於下半部的頂端形成一平台部，吹淨接觸盤面固接於平台部上，而框架高於平台部形成一容置空間，其中，吹淨接觸盤面包括：至少一個充氣嘴及至少一個出氣嘴，配置於吹淨接觸盤面上，充氣嘴及出氣嘴皆與吹淨模組連接；一辨識裝置，配置於吹淨接觸盤面上，辨識裝置具有一啟動狀態，藉由啟動狀態的致動，判斷是否啟動吹淨模組進行充氣或出氣。
根據本發明提供的晶圓傳送裝置，是將傳統的晶圓傳送裝置，配置本發明的吹淨接觸盤面後，使原先不具有吹淨技術之晶圓傳送裝置，能夠提升至具備吹淨技術，可以有效地改善傳統晶圓傳送裝置的使用率，除了能降低製造設備的成本外，也能有效提高半導體製程中的晶圓良率。
根據本發明提供的晶圓傳送裝置，還配置有一吹淨模組，藉由吹淨模組中所配置的感測元件，可以進一步提供良好的吹淨效果。
根據本發明提供的晶圓傳送裝置，還配置有一辨識模組，藉由辨識模組的開關元件，可以進一步分辨出不同前開式晶圓盒的類型，之後才能決定是否執行吹淨功能。
1‧‧‧晶圓傳送裝置
11‧‧‧框架
12‧‧‧下半部
13‧‧‧平台部
14‧‧‧容置空間
15‧‧‧開門部
16‧‧‧第一側邊
17‧‧‧上半部
2‧‧‧吹淨接觸盤面
21‧‧‧充氣嘴
22‧‧‧出氣嘴
23‧‧‧辨別裝置
24‧‧‧驅動裝置
3‧‧‧吹淨模組
31‧‧‧充氣口
32‧‧‧出氣口
33‧‧‧淨化氣體
34‧‧‧氣體入口
35‧‧‧進氣開關
36‧‧‧進氣端壓力感測器
37‧‧‧截流閥
38‧‧‧流量計量表
39‧‧‧氣體濾心
310‧‧‧排出氣體
311‧‧‧溫度濕度感測器
312‧‧‧真空產生器
313‧‧‧出氣開關
314‧‧‧出氣端壓力感測器
315‧‧‧氣體出口
316‧‧‧淨化氣體
4‧‧‧前開式晶圓盒
41‧‧‧進氣閥
42‧‧‧出氣閥
44‧‧‧門體
45‧‧‧底部
5‧‧‧充氣管路
51‧‧‧充氣管路的第一端
52‧‧‧充氣管路的第二端
6‧‧‧出氣管路
61‧‧‧出氣管路的第一端
62‧‧‧出氣管路的第二端
圖1 為本發明晶圓傳送裝置之立體示意圖；圖2A 為本發明晶圓傳送裝置之吹淨接觸盤面之正面示意圖；圖2B 為本發明晶圓傳送裝置之吹淨接觸盤面之背面示意圖；圖3 為一種前開式晶圓盒之立體示意圖；圖4 為本發明晶圓傳送裝置之吹淨流程示意圖。
本發明係揭露一種具有吹淨功能的晶圓傳送裝置，其中各部件的機製加工等技術，已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭，故以下文中之說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照之圖式，係表達與本發明特徵有關之示意，並未亦不需要依據實際情形完整繪製，合先敘明。
首先，請參閱圖1，為本發明晶圓傳送裝置之立體示意圖。如圖1所示，晶圓傳送裝置1中具有一垂直地面豎立的框架11，框架11在第一側邊16再區分為下半部12與作為前開式晶圓盒(FOUP)4容置空間14的上半部17，其中，上半部位於容置空間14的另一側為開門部15；此外，晶圓傳送裝置1的下半部12中配置有吹淨模組3，並於容置吹淨模組3的下半部12頂端形成平台部13，而一個可以移動的吹淨接觸盤面2與一驅動裝置24連接並配置於平台部13上。當吹淨接觸盤面2與前開式晶圓盒4接觸並固定後，吹淨接觸盤面2可 以被驅動裝置24向開門部15局部移動，使得前開式晶圓盒4的門體44能與開門部15接觸，以便晶圓傳送裝置1將前開式晶圓盒4的門體44打開；其中，驅動裝置24位於吹淨接觸盤面2靠近框架11的第一側邊16的一端上。
接著，請參閱圖2A及圖2B，為本發明晶圓傳送裝置之吹淨接觸盤面之正面及背面示意圖。如圖2A所示，吹淨接觸盤面2中包括二個凸出盤面的充氣嘴21(inlet nozzle)及二個凸出盤面的出氣嘴22(outlet nozzle)，並將充氣嘴21及出氣嘴22配置於吹淨接觸盤面2的周邊上；而每個凸出的充氣嘴21皆連接到一充氣管路5，在本發明實施例中，是將充氣管路的第一端51分別與各個充氣嘴21連接；每個凸出的出氣嘴22皆連接到一出氣管路6，在本發明實施例中，是將出氣管路的第一端61分別與各個出氣嘴22連接，如圖2B所示。此外，再一較佳實施例中，二個充氣嘴21位於吹淨接觸盤面2的同一側邊，例如，位於靠近驅動裝置24的同一側邊上；而二個出氣嘴22位於吹淨接觸盤面2的同一側邊，例如，位於相對驅動裝置24的另一側邊上。此外，還包含一個辨識裝置23，配置於吹淨接觸盤面2上，用於辨別前開式晶圓盒4的類型；在一較佳實施例中，辨識裝置23是配置在驅動裝置24上；而此一辨識裝置23為一種藉由觸壓來控制開啟(ON)狀態或關閉(OFF)狀態的開關元件。
再接著，請參閱圖3，為一種前開式晶圓盒之立體示意圖。如圖3所示，當晶圓傳送裝置1乘載一前開式晶圓盒4時，是將前開式晶圓盒4放置於吹淨接觸盤面2之容置空間14上。前開式晶圓盒4上包括兩個進氣閥41與兩個出氣閥42，每個進氣閥41與相對應的充氣嘴21對接；同樣地，每個出氣閥42也與相對應的出氣嘴22對接。此外，當前開式晶圓盒4的底部45為一個平整面時，其底部會同時壓到配置在驅動裝置24上的辨識裝置23，使得辨識裝置 23形成開啟(ON)狀態。另外，當前開式晶圓盒4的底部45具有凹部時，由於此凹部的存在，使得其底部45不會同時壓到配置在驅動裝置24上的辨識裝置23，故辨識裝置23維持在關閉(OFF)狀態。而在本發明的實施例中，當前開式晶圓盒4上的每個進氣閥41與相對應的充氣嘴21對接以及每個出氣閥42也與相對應的出氣嘴22對接後，同時辨識裝置23處在開啟(ON)狀態時，則晶圓傳送裝置1會啟動吹淨功能，經由充氣管路5與各個充氣嘴21及進氣閥41的連接路徑，對前開式晶圓盒4內部進行充氣；同時，經由出氣管路6與各個出氣嘴22及出氣閥42的連接路徑，對前開式晶圓盒4內部進行氣體排出。然而，當辨識裝置23處在關閉(OFF)狀態時，晶圓傳送裝置則不會啟動吹淨功能。
請參閱圖3及圖4，圖4為本發明晶圓傳送裝置之吹淨流程示意圖，首先，淨化氣體33從配置在吹淨模組3中的氣體入口34進入，同時，配置了進氣端壓力感測器36可量測出淨化氣體33之進氣壓力值，藉由進氣開關35控制淨化氣體33的進出；接著，經過截流閥37用於調節淨化氣體33之流量，再經過流量計量表38量測出淨化氣體33之流量值；再接著，經過氣體濾心39過濾淨化氣體33；最後，淨化氣體33到達充氣口31，此時，淨化氣體33即可經由兩個分別與充氣管路的第二端52連接的充氣嘴21，並再經由與兩個充氣嘴21連接的進氣閥41對前開式晶圓盒4內部充氣，以進行淨化動作。
當進氣閥41對密閉的前開式晶圓盒4內部吹氣後，需要排出氣體時，排出氣體310由前開式晶圓盒4上的出氣閥42與相連的兩個出氣嘴22經由出氣管路的第二端62到達出氣口32；接著，經由溫度濕度感測器311量測排出氣體310之溫度值與濕度值；為了精確地偵測出排出氣體310的狀態，此溫度濕度感測器311必須裝設於離出氣口32距離2公尺以內，在此距離內監控與量測 排出氣體310之溫度值與濕度值，可將量測到的數值控制在誤差3%以內；接著，藉由真空產生器312將排出氣體310排出，而出氣開關313則是用來控制排出氣體310的進出，出氣端壓力感測器314可用來量測排出氣體310之壓力值；最後，排出氣體310到達氣體排出口315，將氣體排出。藉由本發明的吹淨模組3上的流量計量表38、進氣端的壓力感測器36、溫度濕度感測器311、及出氣端壓力感測器314的配置，可以確實地掌握前開式晶圓盒4內部的潔淨狀態。
很明顯的，本發明晶圓傳送裝置中的吹淨模組3必須經過處理裝置來監測前開式晶圓盒4內部的潔淨狀態；例如，選擇使用一電腦(未圖式)來監控吹淨模組3或是監控吹淨模組3之量測數值，當量測數值未達標準需求時，電腦會發出警告訊息，例如：電腦通訊系統警示訊息或蜂鳴器或燈號警示等，以確實地掌握前開式晶圓盒4內部的潔淨狀態。
藉由以上所提出的晶圓傳送裝置1，可使原先不具有吹淨功能之晶圓傳送裝置，在裝設吹淨接觸盤面2及吹淨模組3之後，具有可對前開式晶圓盒4進行吹淨之功能，如此一來，即可降低前開式晶圓盒4內的污染，減少晶圓的損壞率。同時，也能藉由辨識模組的配置，可以進一步分辨出不同前開式晶圓盒的類型，之後才能決定是否執行吹淨功能。根據上述說明，本發明的晶圓傳送裝置1除了能降低製造設備的成本外，也能有效提高半導體製程中的晶圓良率，具有產業上的貢獻。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的範圍之內。
1‧‧‧晶圓傳送裝置
11‧‧‧框架
12‧‧‧下半部
13‧‧‧平台部
14‧‧‧容置空間
15‧‧‧開門部
16‧‧‧第一側邊
17‧‧‧上半部
2‧‧‧吹淨接觸盤面
24‧‧‧驅動裝置
3‧‧‧吹淨模組
4‧‧‧前開式晶圓盒

Claims (5)

  1. 一種具有吹淨功能的晶圓傳送裝置，該晶圓傳送裝置內具有一容置空間用以容置一前開式晶圓盒，是於該晶圓傳送裝置中配置至少一吹淨接觸盤面及一吹淨模組，該晶圓傳送裝置具有一垂直地面豎立的框架，將該吹淨模組配置於該框架的一側邊上的下半部，並於該下半部的頂端形成一平台部，該吹淨接觸盤面固接於該平台部上，而該框架高於該平台部形成一容置空間，其中，該晶圓傳送裝置的特徵在於：該吹淨接觸盤面包括：至少一個充氣嘴及至少一個出氣嘴，配置於該吹淨接觸盤面上，該充氣嘴及該出氣嘴皆與該吹淨模組連接；一個驅動裝置，該吹淨接觸盤面與該驅動裝置連接並配置於該平台部上；一辨識裝置，配置於該吹淨接觸盤面上，當該前開式晶圓合的一底部為一平整面時，該底部會觸壓到在該吹淨接觸盤面上的該辨識裝置，使得該辨識裝置形成開啟狀態；當該前開式晶圓盒的該底部具有一凹部時，使得該底部不會壓到該吹淨接觸盤面上的該辨識裝置，使得該辨識裝置為一關閉狀態，藉由該啟動或是該關閉的狀態，判斷是否啟動該吹淨模組對該前開式晶圓盒進行充氣或是出氣。
  2. 一種具有吹淨功能的晶圓傳送裝置，該晶圓傳送裝置內具有一容置空間用以容置一前開式晶圓盒，是於該晶圓傳送裝置中配置至少一吹淨接觸盤面及一吹淨模組，該晶圓傳送裝置具有一垂直地面豎立的框架，將該吹淨模組配置於該框架的一側邊上的下半部，並於該下半部的頂端形成一平台部，該吹淨接觸盤面固接於該平台部上，而該框架高於該平台部形成一容置空間，其中，該晶圓傳送裝置的特徵在於：該吹淨模組包括： 至少一充氣管路，每一該充氣管路的一端連接至配置於該吹淨接觸盤面上的該充氣嘴，多個該充氣嘴由多個該充氣管路集結到一充氣口；至少一出氣管路，每一該出氣管路的一端連接至配置於該吹淨接觸盤面上的該出氣嘴，多個該出氣嘴由多個該出氣管路集結到一出氣口；至少一溫度濕度感測器，設置在距離該出氣口2公尺以內；至少一流量計量表，可量測通過該流量計量表之氣體流量值至少一壓力感測器，可量測通過該壓力感測器之氣體壓力值；其中，該吹淨接觸盤面與一驅動裝置連接並配置於該平台部上，該驅動裝置還包含一辨識裝置，當該前開式晶圓盒的一底部為一平整面時，該底部會觸壓到在該驅動裝置上的該辨識裝置，使得該辨識裝置形成開啟狀態；當該前開式晶圓盒的該底部具有一凹部時，使得該底部不會壓到該驅動裝置上的該辨識裝置，使得該辨識裝置呈現一關閉狀態，藉由該啟動或是該關閉的狀態，判斷是否啟動該吹淨模組對該前開式晶圓盒進行充氣或是出氣。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述之具有吹淨功能的晶圓傳送裝置，其中，進一步包含一電腦，該電腦連接至少一個具有吹淨功能的晶圓傳送裝置，該電腦可分別操控該晶圓傳送裝置及監控該吹淨模組之量測數值，當量測數值未達標準需求時，該電腦會發出警告訊息。
  4. 根據申請專利範圍第2項所述之具有吹淨功能的晶圓傳送裝置，其中，該吹淨模組包含一真空產生器，用於將該排出氣體抽出該前開式晶圓盒外。
  5. 根據申請專利範圍第2項所述之具有吹淨功能的晶圓傳送裝置，其中，該吹淨模組包含一截流閥，用於調節該淨化氣體之流量。
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