TWI633619B - 晶圓轉向裝置 - Google Patents

Abstract

一種晶圓轉向裝置，用以將晶圓的擺放方式由平放改變為直放。晶圓轉向裝置包括一殼體、一轉向件和一晶圓載具。殼體包括一開口。轉向件連接殼體，用以使殼體旋轉，使得開口旋轉至朝向一第一方向或一第二方向。晶圓載具位於殼體內，用以承載晶圓。在晶圓從外部以平放的方式放入殼體內部之前，轉向件使殼體旋轉，使得開口朝向第二方向。當晶圓以平放的方式放入殼體內部之後，轉向件使殼體旋轉，使得開口朝向第一方向，並且使晶圓承載於晶圓載具，且晶圓的擺放方式由平放改變為直放。

Description

晶圓轉向裝置

本發明係關於一種晶圓轉向裝置，特別是一種將晶圓的擺放方式由平放改變為直放，並將晶圓從不同載具之間轉換的晶圓轉向裝置。

在半導體製程中，需要對晶圓進行多種加工製程。在不同製程中，用來承載晶圓的載具也會不用，並且晶圓的擺放方式也會不同。當晶圓在不同載具和不同的擺放方式之間轉換時，會使用許多裝置來讓晶圓在二個不同載具之間安全得轉換。若是需要將平放在平台或流水線機台上的晶圓300放置在直立擺放式的載具上時，如圖1所示，會需要先使用機械臂400抬起平放的晶圓300，再將平放的晶圓300放入晶圓暫存盒500。當晶圓暫存盒500內放滿晶圓300之後，如圖2所示，可將晶圓暫存盒500旋轉，使得晶圓暫存盒500的底部開口510朝向下方，以便頂昇機構600沿著移動方向M移動而穿過底部開口510，而將晶圓暫存盒500內的晶圓300舉起。接著，如圖3所示，將晶圓移載機構700和晶圓暫存盒500對齊後，使用者可以讓頂昇機構600升高以穿過底部開口510並舉起晶圓暫存盒500內的晶圓300，使得晶圓300進入晶圓移載機構700內，以便晶圓移載機構700的夾具710夾住晶圓300。最後，如圖4所示，當夾具710夾住晶圓300後，夾具710可以沿著移動方向N移動至載具800的上方，並將直立的晶圓300放置在載具800上，如此一來，即可順利完成載具之間的轉換，並且也順利得讓晶圓300的擺放方式由平放改變為直放。

然而，在上述的轉換載具和改變擺放方式的作業流程中，需要用到許多機台來協助移動晶圓和暫放晶圓，因此該些機台會佔用較大的空間，並且作業流程時間也較長。因此，在製程機台空間要求越來越小，製程時間要求縮短的情況下，上述的作業流程就無法符合使用要求。

因此，有必要提供一種新的機台，其可以將晶圓的擺放方式由平放改變為直放，並將晶圓從不同載具之間轉換，並且不會佔用過多的空間和作業時間。

本發明之主要目的係在提供一種晶圓轉向裝置，其可以將晶圓的擺放方式由平放改變為直放，並將晶圓從不同載具之間轉換。

為達成上述之目的，本發明之晶圓轉向裝置包括一殼體、一轉向件和一晶圓載具。殼體包括一開口。轉向件連接殼體，用以使殼體旋轉，使得開口旋轉至朝向一第一方向或一第二方向。晶圓載具位於殼體內，用以承載晶圓。在晶圓從外部以平放的方式放入殼體內部之前，轉向件使殼體旋轉，使得開口朝向第二方向。當晶圓以平放的方式放入殼體內部之後，轉向件使殼體旋轉，使得開口朝向第一方向，並且使晶圓承載於晶圓載具，且晶圓的擺放方式由平放改變為直放。

根據本發明之第一實施例，其中晶圓載具更包括複數載具凹槽，複數載具凹槽用以承載晶圓。

根據本發明之第一實施例，晶圓轉向裝置更包括複數晶圓夾持件，複數晶圓夾持件設於殼體內。

根據本發明之第一實施例，其中各個晶圓夾持件更包括複數夾持件凹槽，複數夾持件凹槽用以夾持晶圓。

根據本發明之第一實施例，晶圓轉向裝置更包括一晶圓限位件，晶圓限位件設於殼體內。

根據本發明之第一實施例，晶圓轉向裝置更包括複數載具固定件，複數載具固定件設於殼體內，並位於晶圓載具的旁邊。

根據本發明之第一實施例，晶圓轉向裝置更包括一馬達，馬達連接轉向件。

根據本發明之第一實施例，其中複數晶圓夾持件的數量為二。

根據本發明之第一實施例，其中複數載具固定件的數量為二。

為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。

以下請一併參考圖5至圖11關於依據本發明之一實施例之晶圓轉向裝置。圖5係本發明之一實施例之開口朝向第一方向的晶圓轉向裝置的示意圖；圖6係本發明之一實施例之載具固定件固定住晶圓載具的晶圓轉向裝置的示意圖；圖7係本發明之一實施例之旋轉後的晶圓夾持件的晶圓轉向裝置的示意圖；圖8係本發明之一實施例之晶圓移動機構將晶圓放入開口朝向第二方向的晶圓轉向裝置的示意圖；圖9係本發明之一實施例之晶圓位於晶圓轉向裝置內的示意圖；圖10係本發明之一實施例之旋轉後的晶圓限位件的晶圓轉向裝置的示意圖；圖11係本發明之一實施例之容納著晶圓且旋轉至朝向第一方向的晶圓轉向裝置的示意圖。

如圖5和圖8所示，在本發明的第一實施例之中，晶圓轉向裝置1用以將晶圓100的擺放方式由平放改變為直放，並將原本平放的晶圓100放置在晶圓載具30上。晶圓轉向裝置1包括一殼體10、一轉向件20、一晶圓載具30、二個晶圓夾持件40、二個晶圓限位件50、二個載具固定件60和一馬達70。

在本發明的第一實施例之中，殼體10包括一開口11，開口11用以供使用者放入或取出晶圓100。殼體10可以旋轉，使得開口11朝向一第一方向A或一第二方向B。轉向件20連接殼體10，轉向件20用以使殼體10旋轉，使得開口11旋轉至朝向第一方向A或第二方向B。馬達70連接轉向件20，馬達70用以提供扭力，使轉向件20旋轉，以使轉向件20帶動殼體10旋轉。

在本發明的第一實施例之中，晶圓載具30設於殼體10內，晶圓載具30用以承載晶圓100。晶圓載具30包括複數載具凹槽31，複數載具凹槽31用以在晶圓100的側面和底部固定住晶圓100，以穩定得承載晶圓100。

如圖5至圖8所示，在本發明的第一實施例之中，二個晶圓夾持件40設於殼體10內並位於晶圓載具30的上方，各個晶圓夾持件40包括複數夾持件凹槽41，複數夾持件凹槽41用以夾持晶圓100的側面。二個晶圓夾持件40和殼體10樞接。當二個晶圓夾持件40分別沿著旋轉方向R3、R4旋轉時，各個晶圓夾持件40的夾持件凹槽41會由朝向開口11轉變為朝向對方；此時，各個晶圓夾持件40的夾持件凹槽41可以穩定得夾持住晶圓100的側面。然而，晶圓夾持件40的數量並不以兩個為限，其可以照設計需求而改變。

如圖5、圖9和圖10所示，在本發明的第一實施例之中，二個晶圓限位件50設於殼體10內並位於晶圓載具30的上方。二個晶圓限位件50和殼體10樞接。當晶圓100位於殼體10之內，且二個晶圓限位件50分別沿著旋轉方向R6、R7旋轉時，二個晶圓限位件50可以限制晶圓100移動，以防止晶圓100從開口11滑出。然而，晶圓限位件50的數量並不以兩個為限，其可以照設計需求而改變。

如圖5和圖6所示，在本發明的第一實施例之中，二個載具固定件60設於殼體10內，並位於晶圓載具30的旁邊。二個載具固定件60可分別沿著旋轉方向R1、R2旋轉，以卡固住晶圓載具30的兩側，以達成使晶圓載具30保持穩固的功效。然而，載具固定件60的數量並不以兩個為限，其可以照設計需求而改變。

在本發明的第一實施例之中，晶圓轉向裝置1和一外部的電腦電性連接。使用者可以操作電腦，以從遠端控制晶圓轉向裝置1的各個可活動的元件，如轉向件20、晶圓夾持件40、晶圓限位件50載具固定件60和一馬達70，以使上述的元件旋轉。然而，利用電腦以從遠端控制機台，是本領域之通常知識，且其並非本發明的重點，因此不多做贅述。

在半導體製程中，常會需要將流水線機台上的平放的晶圓100，改變為直放並且轉移到晶圓載具30上，因此，使用者可以運用本發明的晶圓轉向裝置1來轉移晶圓100。首先，如圖5所示，使用者可以先將晶圓載具30放入朝向第一方向A的殼體10內。接著，如圖6所示，使用者可以操作外部的電腦，以控制晶圓轉向裝置1的二個載具固定件60分別沿著旋轉方向R1、R2旋轉，以卡固住晶圓載具30的兩側，使得晶圓載具30保持穩固。接著，如圖7所示，使用者可以操作外部的電腦，以控制晶圓轉向裝置1的二個晶圓夾持件40分別沿著旋轉方向R3、R4旋轉，使各個晶圓夾持件40的夾持件凹槽41由朝向開口11轉變為朝向對方；藉此，各個晶圓夾持件40的夾持件凹槽41和晶圓載具30的載具凹槽31可以穩固得卡固住稍後放入的晶圓100的周圍。接著，如圖8和圖9所示，使用者可以操作外部的電腦，控制馬達70帶動轉向件20沿著旋轉方向R5旋轉，以使轉向件20帶動殼體10旋轉至開口11朝向第二方向B；此時，使用者可以操作外部的電腦以控制一外部的晶圓移動機構200，讓晶圓移動機構200抬起流水線機台上的平放的晶圓100，將平放的晶圓100從開口11放入殼體10內部，並將晶圓100和各個晶圓夾持件40的夾持件凹槽41以及晶圓載具30的載具凹槽31互相卡固，藉此，晶圓100可以穩固得位於殼體10內部。

如圖9和圖10所示，在本發明之中，當殼體10裝滿晶圓100之後，使用者可以操作外部的電腦，控制二個晶圓限位件50分別沿著旋轉方向R6、R7旋轉；此時，旋轉後的二個晶圓限位件50可以限制晶圓100移動，以防止晶圓100從殼體10滑出。最後，如圖5和圖11所示，使用者可以操作外部的電腦，控制馬達70帶動轉向件20沿著旋轉方向R8旋轉，以使轉向件20帶動殼體10旋轉至開口11朝向第一方向A；藉此，晶圓100的擺放方式會從平放變成直放，且晶圓100會承載於晶圓載具30上。因此，使用者可以操作外部的電腦，控制二個晶圓限位件50和二個晶圓夾持件40恢復原狀，使晶圓限位件50不再限制晶圓100移動，並且使晶圓夾持件40不再卡固晶圓100。如此一來，使用者即可將晶圓載具30以及位於晶圓載具30上的晶圓100，從殼體10內取出，讓位於晶圓載具30上的直放的晶圓100進行其他的半導體製程。

藉由本發明的晶圓轉向裝置1的設計，可以讓晶圓100從外部的機台移動到晶圓載具30上，並且將晶圓100的擺放方式由平放改變為直放。另外，本發明的晶圓轉向裝置1具有改變晶圓100的擺放方式以及將晶圓100擺放於晶圓載具30的功效，因此不需要使用傳統的晶圓暫存盒、頂昇機構和晶圓移載機構，就可以順利得使平放的晶圓100以直放的方式承載於晶圓載具30，如此一來，可以省去傳統的晶圓暫存盒、頂昇機構和晶圓移載機構的佔用空間，並且也可以減少使用傳統的晶圓暫存盒、頂昇機構和晶圓移載機構的作業時間。

需注意的是，上述僅為實施例，而非限制於實施例。譬如 此不脫離本發明基本架構者，皆應為本專利所主張之權利範圍，而應以專利申請範圍為準。

先前技術：
300‧‧‧ 晶圓
400‧‧‧機械臂
500‧‧‧晶圓暫存盒
510‧‧‧底部開口
600‧‧‧頂昇機構
700‧‧‧晶圓移載機構
710‧‧‧夾具
800‧‧‧載具
M、N‧‧‧移動方向
本發明：
1‧‧‧晶圓轉向裝置
10‧‧‧殼體
11‧‧‧開口
20‧‧‧轉向件
30‧‧‧晶圓載具
31‧‧‧載具凹槽
40‧‧‧晶圓夾持件
41‧‧‧夾持件凹槽
50‧‧‧晶圓限位件
60‧‧‧載具固定件
70‧‧‧馬達
100‧‧‧晶圓
200‧‧‧晶圓移動機構
A‧‧‧第一方向
B‧‧‧第二方向
R1、R2、R3、R4、R5、R6‧‧‧旋轉方向放置方向P

圖1係先前技術之將晶圓放入晶圓暫存盒的示意圖。 圖2係先前技術之頂昇機構和晶圓暫存盒的示意圖。 圖3係先前技術之頂昇機構將晶圓移動至晶圓移載機構的示意圖。 圖4係先前技術之晶圓移載機構將晶圓移動至載具上的示意圖。 圖5係本發明之一實施例之開口朝向第一方向的晶圓轉向裝置的示意圖。 圖6係本發明之一實施例之載具固定件固定住晶圓載具的晶圓轉向裝置的示意圖。 圖7係本發明之一實施例之旋轉後的晶圓夾持件的晶圓轉向裝置的示意圖。 圖8係本發明之一實施例之晶圓移動機構將晶圓放入開口朝向第二方向的晶圓轉向裝置的示意圖。 圖9係本發明之一實施例之晶圓位於晶圓轉向裝置內的示意圖。 圖10係本發明之一實施例之旋轉後的晶圓限位件的晶圓轉向裝置的示意圖。 圖11係本發明之一實施例之容納著晶圓且旋轉至朝向第一方向的晶圓轉向裝置的示意圖。

Claims (10)

1. 一種晶圓轉向裝置，包括：一殼體，包括一殼體內置空間、一殼體外表面、一底板和三個側板，其中該底板和該三個側板連接而形成該殼體內置空間；一轉向件，連接該殼體外表面，該轉向件用以使該殼體旋轉；以及一晶圓載具，承載於該殼體內置空間，用以收容至少一晶圓，其中當該晶圓載具承載於該殼體內置空間時，該晶圓載具之部分側面暴露於外；其中在該轉向件使該殼體旋轉，以翻轉收容該至少一晶圓之該晶圓載具時，該晶圓載具的擺放方式會對應得由平放或直放之間改變，使得該晶圓載具和該至少一晶圓可以一起從該殼體內置空間內被取出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓轉向裝置，其中當該晶圓載具承載或取出於該殼體內置空間時，可選擇性得沿著兩種不同軸向而從該殼體內置空間進出。
3. 一種晶圓轉向裝置，包括：一殼體，包括一殼體內置空間、一殼體外表面、一底板和四個側板，該底板和該四個側板連接而形成該殼體內置空間，且該四個側板環繞式得連接而形成一開口； 一轉向件，連接該殼體外表面，該轉向件用以使該殼體旋轉；以及一晶圓載具，承載於該殼體內置空間，用以收容至少一晶圓；其中在該轉向件使該殼體旋轉，以翻轉收容該至少一晶圓之該晶圓載具時，該晶圓載具的擺放方式會對應得由平放或直放之間改變，使得該晶圓載具和該至少一晶圓可以一起從該殼體內置空間內被取出；其中當該晶圓載具承載或取出於該殼體內置空間時，該晶圓載具將僅經由該開口進出。
4. 如申請專利範圍第1項或第3項所述之晶圓轉向裝置，更包括一晶圓限位件，該晶圓限位件設於該殼體內，以防止晶圓從該開口滑出。
5. 如申請專利範圍第1項或第3項所述之晶圓轉向裝置，更包括一晶圓夾持件，該晶圓夾持件設於該殼體內，其中該晶圓夾持件與該晶圓載具，用以夾持該至少一晶圓。
6. 如申請專利範圍第5項所述之晶圓轉向裝置，其中該晶圓載具為半圓式結構，該晶圓載具用以固定該至少一晶圓的一部份；其中該晶圓夾持件位於該晶圓載具的旁邊，該晶圓夾持件用以夾持該至少一晶圓的另一部份。
7. 如申請專利範圍第1項或第3項所述之晶圓轉向裝置，更包括一載具固定件，該載具固定件設於該殼體內，並位於該晶圓載具的旁邊以卡固住該晶圓載具。
8. 如申請專利範圍第1項或第3項所述之晶圓轉向裝置，其中該至少一晶圓的擺放方式會隨著殼體的旋轉，而由平放改變為直放。
9. 如申請專利範圍第8項所述之晶圓轉向裝置，其中在該至少一晶圓從外部以平放的方式，放入該殼體內之該晶圓載具之後，該轉向件使該殼體旋轉，使得該殼體旋轉至直立，並且使得該至少一晶圓承載於該晶圓載具，且該至少一晶圓及該晶圓載具的擺放方式由平放改變為直放。
10. 如申請專利範圍第9項所述之晶圓轉向裝置，其中在該至少一晶圓從外部以平放的方式，放入該殼體內之該晶圓載具之前，該晶圓載具承載進該殼體內置空間，該轉向件使該殼體旋轉，使得該殼體由直立旋轉至平放，以供該至少一晶圓從外部以平放的方式放入。