TWI594357B - 晶圓輸送裝置 - Google Patents

Description

晶圓輸送裝置

本發明是有關於一種輸送裝置，且特別是有關於一種晶圓輸送裝置。

一般而言，半導體晶圓會存放於晶圓盒內，晶圓盒內會有多層略微凸出於內壁的邊緣層架，其可用來支撐晶片底部的相對兩側。目前，為了提升晶圓的儲存量，晶圓盒中各層的層架之間的距離相當小(約4公厘至5公厘)。因此，在將晶圓從晶圓盒內取出的過程中，無論是用機構去接觸晶圓底部的中央位置，將其撐高再取出；或者是透過皮帶接觸晶圓底部的中央位置，以將晶圓傳送出，都可能會摩擦到晶圓的底面，而造成晶圓底面刮傷。甚至，晶圓在取出後的傳輸過程中，晶圓底面也可能會因為與傳輸帶之間發生摩擦而損壞。

本發明提供一種晶圓輸送裝置，其可透過不接觸晶圓底面與正面的方式將晶圓從晶圓盒中取出並輸送，以避免發生晶圓底面與正面刮片的情形。

本發明的一種晶圓輸送裝置，適於將一晶圓從一晶圓盒中取出且輸送晶圓。晶圓輸送裝置包括一氣浮機構及一帶動機構。氣浮機構包括一供氣模組及一氣浮平台，其中供氣模組提供氣體至氣浮平台，且氣浮平台適於配置在晶圓盒下方。帶動機構配置於氣浮平台旁，其中放置於晶圓盒內的晶圓適於受到氣浮平台所噴出的氣壓而飄浮，且帶動機構適於施力於晶圓的側邊以推動晶圓離開晶圓盒。

在本發明的一實施例中，上述的帶動機構包括一輸送帶及配置在輸送帶上的一推動件，推動件位於氣浮平台上方，隨著輸送帶移動的推動件接觸飄浮於氣浮平台上的晶圓的側邊，而推動晶圓。

在本發明的一實施例中，上述的晶圓盒包括凸出於內壁的多層邊緣層架，晶圓的邊緣放置在其中一層的邊緣層架上，放置在邊緣層架上的晶圓適於受到氣浮平台所噴出的氣壓而飄浮於邊緣層架上方，推動件的移動方向平行於晶圓盒的各邊緣層架的延伸方向與氣浮平台的延伸方向。

在本發明的一實施例中，上述的氣浮平台呈水平，或者氣浮平台傾斜且氣浮平台所噴出的氣壓具有沿氣浮平台的表面方向上的分量。

在本發明的一實施例中，上述的氣浮平台傾斜，且氣浮平台所噴出的氣壓具有沿氣浮平台的表面方向上的分量。

在本發明的一實施例中，上述的帶動機構為一推動件，推動件配置在氣浮平台上方且位於晶圓盒旁，用以將晶圓推出於晶圓盒。

在本發明的一實施例中，上述的氣浮機構更包括連接於供氣模組的多個流量調節閥，這些流量調節閥分別對應於氣浮平台的多個區域。

在本發明的一實施例中，上述的氣浮平台沿一第一方向延伸，且氣浮平台的這些區域沿第一方向排列。

在本發明的一實施例中，上述的氣浮平台由多孔材料製作而成，氣浮平台的孔隙尺寸在0.001公厘至1公厘之間。

在本發明的一實施例中，上述的晶圓的尺寸為5吋至8吋的晶圓。

基於上述，操作者可將晶圓盒放置在本發明的晶圓輸送裝置的氣浮平台上方，放置於晶圓盒內的晶圓適於受到氣浮平台所噴出的氣壓推動而上浮於邊緣層架上方，帶動機構再施以平行於邊緣層架的延伸方向的力量於晶圓的側邊以推動晶圓離開晶圓盒。也就是說，在將晶圓取出於晶圓盒的過程中，晶圓的底面一直是懸空的，晶圓的底面不會因為與其他物件摩擦而發生刮傷的狀況。帶動機構可以包括配置於氣浮平台旁的輸送帶以及隨著輸送帶移動的推動件。晶圓在離開於晶圓盒之後，推動件持續推動晶圓移動。在此晶圓移動的過程中，由於晶圓仍位在氣浮平台上方，因此晶圓的底部仍然懸空而不受摩擦。或者，晶圓除了在離開晶圓盒的過程中受到推動件的力量而移動之外，還可選擇地將氣浮平台設計為傾斜狀態，讓晶圓能靠氣浮平台所噴出的氣壓在平行於氣浮平台的表面的分量而持續移動。在上述移動晶圓過程中，晶圓均呈懸空，可有效避免摩擦與刮傷的狀況。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本發明的一實施例的一種晶圓輸送裝置的側視示意圖。圖2是晶圓與圖1的晶圓輸送裝置的氣浮機構的另一視角的側視示意圖。本實施例的晶圓輸送裝置100適於以不接觸一晶圓10的底面的方式，將晶圓10從一晶圓盒20(標示於圖2)中取出並輸送。由於視角的關係，晶圓10放置在晶圓盒20內的示意圖以圖2來表示，在圖1中特意隱藏晶圓盒20，而僅顯示出晶圓10與晶圓輸送裝置100。

請參閱圖1與圖2，晶圓輸送裝置100包括一氣浮機構110及一帶動機構120。氣浮機構110包括一供氣模組112及一氣浮平台114。供氣模組112例如是一空壓器等。在本實施例中，氣浮平台114由多孔材料製作而成，氣浮平台114的材料例如是多孔性陶瓷，其可使氣體通過。在本實施例中，氣浮平台114適用各種多孔隙材料，舉例而言，氣浮平台114的孔隙尺寸在0.001公厘至1公厘之間。當然，氣浮平台114的材料與孔隙尺寸可視實際需求而變，並不以此為限制。在本實施例中，供氣模組112能夠提供一定壓力的氣體至氣浮平台114，氣體在通過氣浮平台114之後會在氣浮平台114的表面形成向上的氣壓。

如圖2所示，在本實施例中，晶圓盒20包括凸出於內壁的多層邊緣層架22，晶圓10底面的兩側放置在其中一層的邊緣層架22上，晶圓10底面在靠近中央的部位則懸空。各層的邊緣層架22可以是兩個條狀結構平行地配置在兩相對的內壁上。晶圓10可以從晶圓盒20的未配置有邊緣層架22的另外兩側進出於晶圓盒20。

當要使用本實施例的晶圓輸送裝置100來取出位在晶圓盒20內的晶圓10時，操作者可將晶圓盒20放置在晶圓輸送裝置100的氣浮平台114上方。換句話說，氣浮平台114會位在晶圓盒20內最下方的晶圓10的下方。放置於晶圓盒20內的邊緣層架22上的最下方的晶圓10會受到氣浮平台114所噴出的向上氣壓推升，而脫離於原本接觸的邊緣層架22，更明確地說，最下方的晶圓10會飄浮於原本接觸的邊緣層架22上方。

在本實施例中，晶圓10以5吋至8吋的太陽能晶圓為例，若要使此尺寸範圍的晶圓10浮起，氣浮機構110約需提供0.2兆帕(MPa)至0.5千帕之間的壓力。當然，晶圓10的種類與尺寸及氣浮機構110所要提供的氣壓壓力可視情況而異，並不以此為限制。但特別需注意的是，由於5吋至8吋的晶圓10的重量相當地輕，氣浮機構110所能提供的氣壓需要精準地控制，以使晶圓10浮起時能夠穩定地在垂直方向維持力平衡，以使晶圓10能飄浮於原本接觸的邊緣層架22上方又不會接觸到上一層的邊緣層架22。

在晶圓10飄浮於邊緣層架22上方之後，本實施例的晶圓輸送裝置100會透過帶動機構120來將晶圓10移出於晶圓盒20，並帶動晶圓10移動至目的地。下面介紹帶動機構120及其與氣浮平台114之間的配置關係。

帶動機構120配置於氣浮平台114旁。以本實施例來說，帶動機構120包括至少一輸送帶122及配置在輸送帶122上的至少一推動件124。更明確地說，帶動機構120可以包括兩條輸送帶122(圖1由於視角的關係僅顯示出其中一條輸送帶122)，分別位在氣浮平台114的兩側，這兩條輸送帶122上分別有多個推動件124且彼此對應，且推動件124會高於位於氣浮平台114的表面。

在本實施例中，氣浮平台114的寬度會略小於晶圓10的直徑，也就是說，若由從上往下的視角來看，少部分的晶圓10(也就是晶圓10的兩側)會超出於氣浮平台114的寬度範圍之外。這兩條輸送帶122上相對應的推動件124之間的距離會略大於氣浮平台114的寬度且小於晶圓10的直徑。因此，在晶圓10上浮之後，位在晶圓10的兩側的推動件124可接觸到晶圓10在超出於氣浮平台114的範圍的側邊，而推動晶圓10離開晶圓盒20。

在本實施例中，晶圓盒20的各邊緣層架22的延伸方向平行於推動件124的移動方向。並且，從圖1可看到，氣浮平台114基本上是從左往右延伸，推動件124的移動方向會平行於氣浮平台114的延伸方向。因此，在推動件124移動晶圓10，以使晶圓10離開晶圓盒20之後，推動件124會持續推動飄浮於氣浮平台114上的晶圓10，由於晶圓10在前述的階段均會持續位於氣浮平台114上方而保持飄浮，晶圓10的底面不會接觸到其他物件而能避免刮傷。此外，氣浮平台114可延伸至輸送目的地，以使晶圓10以飄浮的方式被推動件124帶動而移動至輸送目的地。

另外，在本實施例中，氣浮平台114呈傾斜的狀態，也就是說，氣浮平台114與地面(水平面)夾有一銳角。氣浮平台114在靠近晶圓盒20處(也就是圖1中氣浮平台114在左方的部位)是位在重力方向的上方，氣浮平台114在遠離晶圓盒20處(也就是圖1中氣浮平台114在右方的部位)是位在重力方向的下方。氣浮平台114傾斜配置的設計可使得氣浮平台114所噴出的氣壓具有平行於氣浮平台114的表面方向上的分量，此沿氣浮平台114的表面方向上的壓力分量也可以帶動晶圓10沿著氣浮平台114的表面方向下移。換句話說，在本實施例中，晶圓10除了被推動件124推動而移動之外，還受到氣壓在沿著氣浮平台114的表面方向上的分量而能夠往右下方移。

需說明的是，在其他實施例中，氣浮平台114也可以呈水平，晶圓輸送裝置純粹透過推動件124來推動晶圓10。或者，晶圓輸送裝置不具有推動件124，純粹透過傾斜的氣浮平台114來提供沿著氣浮平台114的表面方向上的氣壓分量來使晶圓10沿著氣浮平台114的表面方向移動。

此外，當原本位於最下方的晶圓10被帶離晶圓盒20之後，晶圓盒20可再下移一小段距離，而使新位於最下方的晶圓10能如同前述地被氣浮平台114所噴出的氣壓上推而飄浮，且被輸送帶122上的其他推動件124帶動而離開晶圓盒20。也就是說，原本位於晶圓盒20內的這些晶圓10便會被本實施例的晶圓輸送裝置100由下往上地依序帶離晶圓盒20且輸送至所需目的地。

下面介紹其他的實施態樣，在下面的實施例中，與前述實施例相同或是相似的元件以相同或是相似的符號表示，僅就與前述實施例差異之處說明。

圖3是依照本發明的另一實施例的一種氣浮機構的俯視示意圖。請參閱圖3，由於氣浮平台114的長度可能很長，為了使供氣模組112提供到氣浮平台114的不同區域的氣壓能夠更為接近，氣浮機構110a更包括連接於供氣模組112的多個流量調節閥118，這些流量調節閥118分別對應於氣浮平台114的多個區域116。氣浮平台114沿一第一方向D1延伸，且氣浮平台114的這些區域118沿第一方向D1排列。

本實施例的氣浮機構110a藉由這些流量調節閥118來控制供氣模組112提供給氣浮平台114上這些區域116的氣體流量，來使氣浮平台114上這些區域116所噴出的氣壓更為接近。因此，這些晶圓10(繪示於圖1)在氣浮平台114的不同區域116的飄浮程度能更為接近。此外，圖3中的各區域116可以分別對應到一個或是多個晶圓，區域116的範圍大小可以由設計者視實際情況決定。另外，在其他實施例中，氣浮機構110a也可以不只有一個供氣模組112，供氣模組112的數量並不以圖式為限制。

圖4是依照本發明的另一實施例的一種晶圓輸送裝置的側視示意圖。請參閱圖4，本實施例的晶圓輸送裝置100b與圖1的實施例的晶圓輸送裝置100的主要差異在於，在本實施例中，帶動機構120並不具有輸送帶，帶動機構120為一推動件124，推動件124配置在氣浮平台114上方且位於晶圓盒20旁的位置，用以將晶圓10推出於晶圓盒20。在晶圓10離開晶圓盒20之後，晶圓10僅透過傾斜的氣浮平台114所噴出的氣壓具有沿氣浮平台114的表面方向上的壓力分量來帶動晶圓10沿著氣浮平台114移動。

綜上所述，操作者可將晶圓盒放置在本發明的晶圓輸送裝置的氣浮平台上方，放置於晶圓盒內的晶圓適於受到氣浮平台所噴出的氣壓推動而上浮於邊緣層架上方，帶動機構再施以平行於邊緣層架的延伸方向的力量於晶圓的側邊以推動晶圓離開晶圓盒。也就是說，在將晶圓取出於晶圓盒的過程中，晶圓的底面一直是懸空的，晶圓的底面不會因為與其他物件摩擦而發生刮傷的狀況。帶動機構可以包括配置於氣浮平台旁的輸送帶以及隨著輸送帶移動的推動件。晶圓在離開於晶圓盒之後，推動件持續推動晶圓移動。在此晶圓移動的過程中，由於晶圓仍位在氣浮平台上方，因此晶圓的底部仍然懸空而不受摩擦。或者，晶圓除了在離開晶圓盒的過程中受到推動件的力量而移動之外，還可選擇地將氣浮平台設計為傾斜狀態，讓晶圓能靠氣浮平台所噴出的氣壓在平行於氣浮平台的表面的分量而持續移動。在上述移動晶圓過程中，晶圓均呈懸空，可有效避免摩擦與刮傷的狀況。

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，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

D1‧‧‧第一方向

10‧‧‧晶圓

20‧‧‧晶圓盒

22‧‧‧邊緣層架

100、100b‧‧‧晶圓輸送裝置

110、110a‧‧‧氣浮機構

112‧‧‧供氣模組

114‧‧‧氣浮平台

116‧‧‧區域

118‧‧‧流量調節閥

120‧‧‧帶動機構

122‧‧‧輸送帶

124‧‧‧推動件

圖1是依照本發明的一實施例的一種晶圓輸送裝置的側視示意圖。 圖2是晶圓與圖1的晶圓輸送裝置的氣浮機構的另一視角的側視示意圖。 圖3是依照本發明的另一實施例的一種氣浮機構的俯視示意圖。 圖4是依照本發明的另一實施例的一種晶圓輸送裝置的側視示意圖。

10‧‧‧晶圓

100‧‧‧晶圓輸送裝置

110‧‧‧氣浮機構

112‧‧‧供氣模組

114‧‧‧氣浮平台

120‧‧‧帶動機構

122‧‧‧輸送帶

124‧‧‧推動件

Claims (9)

1. 一種晶圓輸送裝置，適於將一晶圓從一晶圓盒中取出且輸送該晶圓，該晶圓輸送裝置包括：一氣浮機構，包括一供氣模組及一氣浮平台，其中該供氣模組提供氣體至該氣浮平台，且該氣浮平台適於配置在該晶圓盒下方；以及一帶動機構，配置於該氣浮平台旁，其中放置於該晶圓盒內的該晶圓適於受到該氣浮平台所噴出的氣壓而飄浮，且該帶動機構適於施力於該晶圓的側邊以推動該晶圓離開該晶圓盒，其中該帶動機構包括一輸送帶及配置在該輸送帶上的一推動件，該推動件高於該氣浮平台，隨著該輸送帶移動的該推動件接觸飄浮於該氣浮平台上的該晶圓的側邊，而推動該晶圓。
2. 如申請專利範圍第1項所述的晶圓輸送裝置，其中該晶圓盒包括凸出於內壁的多層邊緣層架，該晶圓的邊緣放置在其中一層的該邊緣層架上，放置在該邊緣層架上的該晶圓適於受到該氣浮平台所噴出的氣壓而飄浮於該邊緣層架上方，該推動件的移動方向平行於該晶圓盒的各該邊緣層架的延伸方向與該氣浮平台的延伸方向。
3. 如申請專利範圍第1項所述的晶圓輸送裝置，其中該氣浮平台呈水平，或者該氣浮平台傾斜且該氣浮平台所噴出的氣壓具有沿該氣浮平台的表面方向上的分量。
4. 如申請專利範圍第1項所述的晶圓輸送裝置，其中該氣浮機構更包括連接於該供氣模組的多個流量調節閥，該些流量調節閥分別對應於該氣浮平台的多個區域。
5. 如申請專利範圍第4項所述的晶圓輸送裝置，其中該氣浮平台沿一第一方向延伸，且該氣浮平台的該些區域沿該第一方向排列。
6. 如申請專利範圍第1項所述的晶圓輸送裝置，其中該氣浮平台由多孔材料製作而成，該氣浮平台的孔隙尺寸在0.001公厘至1公厘之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述的晶圓輸送裝置，其中該晶圓的尺寸為5吋至8吋的晶圓。
8. 一種晶圓輸送裝置，適於將一晶圓從一晶圓盒中取出且輸送該晶圓，該晶圓輸送裝置包括：一氣浮機構，包括一供氣模組及一氣浮平台，其中該供氣模組提供氣體至該氣浮平台，且該氣浮平台適於配置在該晶圓盒下方，其中該氣浮平台傾斜，且該氣浮平台所噴出的氣壓具有沿該氣浮平台的表面方向上的分量；以及一帶動機構，配置於該氣浮平台旁，其中放置於該晶圓盒內的該晶圓適於受到該氣浮平台所噴出的氣壓而飄浮，且該帶動機構適於施力於該晶圓的側邊以推動該晶圓離開該晶圓盒。
9. 如申請專利範圍第8項所述的晶圓輸送裝置，其中該帶動機構為一推動件，該推動件配置在該氣浮平台上方且位於該晶圓盒旁，用以將該晶圓推出於該晶圓盒。