TWI581359B - Non - contact wafer handling device - Google Patents

Description

非接觸式的晶圓搬運裝置

本發明為有關一種晶圓搬運裝置，尤指一種非接觸式的晶圓搬運裝置。

晶圓（Wafer）是指矽半導體積體電路製作所用的矽晶片，並於其上製作積體電路（integrated circuit, IC），而積體電路之製作過程需要經過數十甚至上百個步驟，並隨著電子資訊產品朝輕薄短小化的方向發展，若仍與以往一樣利用人力操作，則容易造成誤差，而使製作良率下降，且越來越複雜的製程需要耗費大量的人力，因此，現在的晶圓廠都利用機械手臂來取代人力搬運晶圓。

而常見的晶圓夾持機械手臂如美國專利公告第US 6918735號之「Holding device for wafers」，其揭露一種晶圓用之夾持裝置，包含有一夾持臂、二相對設置於該夾持臂上的夾具以及一與該二夾具電性連接的傳動裝置，該傳動裝置控制該二夾具的開闔，而可夾持晶圓周邊之一部份而移動。

然而，該二夾具夾持晶圓時，容易因施力不均而造成晶圓彎曲或損壞，且該二夾具會擋住部分晶圓的表面，而無法進行製程之處理，此外，該二夾具運作一段時間之後，其取放晶圓的位置可能會產生偏移，而刮傷晶圓，因此，如何減少因該夾持裝置而造成晶圓損壞的問題，以及晶圓被該夾持裝置擋住而無法進行製程處理的問題，實為一重要課題。

本發明的主要目的，在於解決因該夾持裝置而造成晶圓損壞以及擋住部分晶圓表面而無法進行製程處理的問題。

為達上述目的，本發明提供一種非接觸式的晶圓搬運裝置，係用以搬運一待搬運晶圓，包含有一基座、一移動臂、一管體以及一負壓裝置，該移動臂與該基座樞接並相對該基座移動，並具有一遠離該基座的操作端，該管體設置於該移動臂之中，包含有一容置一流體的通道以及一和該通道連通並形成於該操作端的吸取口，該負壓裝置連接於該通道。

其中，該負壓裝置對該通道內的該流體產生一負壓而使該操作端產生一作用於該待搬運晶圓的吸附力，並讓該待搬運晶圓與該吸取口保持一操作距離。

綜上所述，藉由該負壓裝置對該通道內的該流體產生一負壓而使該吸取口產生一吸附力，該吸附力可以吸附該待搬運晶圓並使該待搬運晶圓與該吸取口保持一距離，因此，可以在不接觸該待搬運晶圓的情況下，搬運該待搬運晶圓至不同位置，並可防止習知因需要利用該夾持裝置夾持該待搬運晶圓而造成損壞的問題，以及該待搬運晶圓之表面被該夾持裝置擋住而無法進行製程處理的問題。

有關本發明的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：

請參閱「圖1」及「圖2A」至「圖2C」所示，為本發明第一實施例的剖面示意圖以及作動流程示意圖。本發明為一種非接觸式的晶圓搬運裝置，係用以搬運一待搬運晶圓70，包含有一基座10、一移動臂20、一管體30以及一負壓裝置40，該移動臂20與該基座10樞接並相對該基座10移動，包含有一遠離該基座10的操作端21，該管體30設置於該移動臂20之中，並包含有一容置一流體的通道31以及一和該通道31連通並形成於該操作端21的吸取口32，該負壓裝置40連接於該通道31。此實施例中，該基座10更包含有一樞接件11，而該移動臂20透過該樞接件11而與該基座10樞接，且該管體30延伸至該基座10再與該負壓裝置40連接，然該管體30亦可僅設置於該移動臂20，而不與延伸至該基座10。

於此實施例中，該移動臂20更包含有複數個支臂22以及複數個設置於該些支臂22之間的轉動單元23，藉由該些轉動單元23的運作，而可控制該些支臂22的相對位置，使該移動臂20可以於一特定距離內進行操作。且更設置一感應件60於該操作端21，用以感測該待搬運晶圓70與該操作端21之距離。

續搭配參閱「圖2A」至「圖2C」所示，於運作時，該些轉動單元23運作而使該移動臂20的該操作端21靠近該待搬運晶圓70，接著，該負壓裝置40進行運作而對該通道31內的該流體產生一負壓，使該吸取口32產生一吸附力，該吸附力會作用於該待搬運晶圓70上而可吸附該待搬運晶圓70，或利用流體本身與該操作端21之間的黏滯力，即只要流體不流失，該待搬運晶圓70就一直會被吸附住，並讓該待搬運晶圓70與該操作端21保持一操作距離，當該感應件60感應到該待搬運晶圓70與該操作端21保持於該操作距離時，該移動臂20會搬運該待搬運晶圓70移動，以進行下一步製程之運作，因此，可以在不接觸到該待搬運晶圓70的情況下搬運該待搬運晶圓70，防止習知因需要利用夾持裝置夾持該待搬運晶圓70而造成的損壞，以及該待搬運晶圓70之一上表面71被夾持裝置擋住而無法進行製程處理的問題。

於本發明中，該流體可以為液體或氣體，且該液體可以選用具有清潔或其他功用的液體，使該待搬運晶圓70於搬運的同時，可以進行製程的前置處理，以降低製程運作時間。此外，需特別說明的是，若為液體時，會先於該待搬運晶圓70之該上表面71上形成一層液體，再經由該吸取口32產生的該吸附力吸取該待搬運晶圓70。

續參閱「圖3」所示，為本發明第二實施例的剖面示意圖，與第一實施例不同的是，第二實施例更包含有一輔助固定件50，該輔助固定件50設置於該操作端21並包含有一自該操作端21朝外延伸而覆蓋該待搬運晶圓70之該上表面71的上蓋51以及一自該上蓋51周緣垂直延伸的擋止件52，該上蓋51配合該待搬運晶圓70的形狀而為一圓盤形狀，而該待搬運晶圓70於搬運的過程中可能會因為該移動臂20移動速度較快或其他原因，使該待搬運晶圓70平移，最後，因為該待搬運晶圓70的平移而使該吸取口32無法吸附該待搬運晶圓70，而掉落損壞，因此，該擋止件52可以限制該待搬運晶圓70平移，進而防止該待搬運晶圓70掉落損壞，而使生產成本提升的問題。

續參閱「圖4」所示，為本發明第三實施例的剖面示意圖，與第二實施例不同的是，該輔助固定件50更包含有一對應於該上蓋51並設置於該擋止件52遠離該上蓋51之一側的下蓋53，於此實施例中，該下蓋53與該擋止件52為利用一轉動件(圖未示)相互連接，而可進行開闔，形成一腔室54。於操作時，該下蓋53會先打開，使該吸取口32吸附該待搬運晶圓70並保持該操作距離，之後，該下蓋53會關閉，如此一來，該待搬運晶圓70可於該腔室54中先進行製程的前置處理，且當該待搬運晶圓70不慎掉落時，會落在與之較為接近的該下蓋53上，而可以減少因掉落到地面或其他物件上而造成的損害。

綜上所述，本發明具有以下特點：

一、 藉由該負壓裝置使該吸取口產生一吸附力，而可讓該待搬運晶圓與該操作端保持一操作距離，因此，可以在不接觸到該待搬運晶圓的情況下搬運該待搬運晶圓，防止習知因需要利用夾持裝置夾持該待搬運晶圓而造成的損壞，以及該待搬運晶圓之該上表面被夾持裝置擋住而無法進行製程處理的問題。

二、 該流體可以為具有清潔或其他功用的液體，而可在搬運的同時，進行製程的前置處理，以降低製程運作時間。

三、 藉由該擋止件的設置，可以限制該待搬運晶圓於搬運過程中平移，防止使該吸取口無法吸附該待搬運晶圓，而掉落損壞的問題。

四、 藉由該輔助固定件之該腔室的設置，該待搬運晶圓可於該腔室中先進行製程的前置處理，且當該待搬運晶圓不慎掉落時，會落在與之較為接近的該下蓋上，而可以減少因掉落到地面或其他物件上而造成的損害。

因此本發明極具進步性及符合申請發明專利的要件，爰依法提出申請，祈鈞局早日賜准專利，實感德便。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅爲本發明的一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施的範圍。即凡依本發明申請範圍所作的均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明的專利涵蓋範圍內。

10：基座 11：樞接件 20：移動臂 21：操作端 22：支臂 23：轉動單元 30：管體 31：通道 32：吸取口 40：負壓裝置 50：輔助固定件 51：上蓋 52：擋止件 53：下蓋 54：腔室 60：感應件 70：待搬運晶圓 71：上表面

圖1，為本發明第一實施例的剖面示意圖。 圖2A~2C，為本發明第一實施例的作動流程示意圖。 圖3，為本發明第二實施例的剖面示意圖。 圖4，為本發明第三實施例的剖面示意圖。

10：基座 11：樞接件 20：移動臂 21：操作端 22：支臂 23：轉動單元 30：管體 31：通道 32：吸取口 40：負壓裝置 60：感應件

Claims (7)

1. 一種非接觸式的晶圓搬運裝置，係用以搬運一待搬運晶圓，包含有： 一基座； 一與該基座樞接並相對該基座移動的移動臂，該移動臂具有一遠離該基座的操作端； 一設置於該移動臂之中的管體，該管體包含有一容置一流體的通道以及一和該通道連通並形成於該操作端的吸取口；以及 一連接於該通道的負壓裝置； 其中，該負壓裝置對該通道內的該流體產生一負壓而使該吸取口產生一作用於該待搬運晶圓的吸附力，並讓該待搬運晶圓與該操作端保持一操作距離。
2. 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式的晶圓搬運裝置，其中更包含有一設置於該操作端的輔助固定件，該輔助固定件包含有一自該操作端朝外延伸而覆蓋該待搬運晶圓的一上表面的上蓋以及一自該上蓋周緣垂直延伸而限制該待搬運晶圓平移的擋止件。
3. 如申請專利範圍第2項所述之非接觸式的晶圓搬運裝置，其中該輔助固定件更包含有一對應於該上蓋並設置於該擋止件遠離該上蓋之一側的下蓋。
4. 如申請專利範圍第2項所述之非接觸式的晶圓搬運裝置，其中該上蓋為一圓盤形狀。
5. 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式的晶圓搬運裝置，其中該流體為氣體或液體。
6. 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式的晶圓搬運裝置，其中更包含一設置於該操作端的感應件。
7. 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式的晶圓搬運裝置，其中該移動臂更包含有複數個支臂以及複數個設置於該些支臂之間的轉動單元。