TWI666725B - Substrate stage mechanism - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種基板載台機構，其至少包含有一基座，且基座上設有一供選擇性夾掣一基板之夾持座，另基座上表面於夾持座夾掣基板範圍內設有一吸附單元，該吸附單元具有一頂面具真空吸力之吸盤，而該吸盤之直徑小於或等於基板直徑或最短對角線的四分之一，且不大於80mm，供該吸盤可選擇性吸附基板之局部底部，再者吸附單元與夾持座間可具有相對之X軸、Y軸及Z軸的線性位移，藉此，基板載台機構因其吸盤相對基板的面積比例極小，有效克服基板翹曲的問題，在檢查作業中，影像擷取不會因焦距誤差，故不需要重覆進行檢測，如此可提升檢查作業的準確率及效率。

Description

基板載台機構

本發明隸屬一種薄化基板之支撐技術，具體而言係一種在作業中可克服基板翹曲之基板載台機構，藉以提高作業的準確性與穩定性，且減少不良率的發生。

按，在很多薄化之基板(如晶圓、太陽能板、金屬薄板、玻璃面板等等)的製程中，翹曲是一項極為棘手的課題。以半導體晶圓而言，傳統厚片晶圓生產已漸漸著向超薄片發展，且晶圓的尺寸也越來越大，晶圓於各種製程中包括重複的高溫退火，晶圓薄化，及壓縮和拉伸的精修沈積等之結果而易生翹曲。

由於半導體製程中的每一道手續皆環環相扣，所以只要有一道手續出錯，該晶圓即可能毀損。因此，在製造過程的正確良窳與否，實為一個十分重要的項目，一個環節上的微小錯誤，可能會導致重大的損失。也因此在每道製程完成後，通常需要經過特定的檢查，例如表面圖案是否有瑕疪、污染，晶圓是否產生裂痕等等。

而一般薄化晶圓在進行表面檢查時，係將薄化晶圓置於一大型之平台上，並利用真空吸力予以吸附，但其極易因晶圓薄片外環徑面重力下垂或自體翹曲變形而導致吸附不平整，如此在檢查作業中，影像擷取會因焦距誤差，而需重覆進行檢測， 降低工作效率，甚至因而產生誤判；再者，當晶圓發生翹曲時，其即難以有效固定於載台上，而可能在快速移動下易剝落與定位偏差的情事，而導致報廢不良率提升，甚至當真空吸力過大時，可能造成該晶圓因無法承受而破裂。換言之，翹曲的晶圓不僅容易破裂而造成實質上的製造良率損失，且也會有礙於自動化環境下的製造精度，而導致最終產品的品質變異。

有鑑於此，本發明人乃針對前述現有薄化基板在製程中固定時所面臨的問題深入探討，並藉由本發明人多年從事相關開發的經驗，而積極尋求解決之道，經不斷努力之研究與發展，終於成功的創作出一種基板載台機構，藉以克服現有者因吸取面積過大所造成的困擾與不便。

因此，本發明之主要目的係提供一種薄化基板之基板載台機構，利用其可局部吸附之效應，驅使因重力或自體翹曲變形之基板於作業位置可有效保持平坦，以減少誤判。

而，本發明之另一主要目的係在提供一種可穩固吸附之基板載台機構，藉以能提供有效吸附，且供快速移動，以提高工作效率。

又，本發明之再一主要目的係提供一種避免重覆檢測之基板載台機構，其能確保檢測時之平坦，提高其檢測的精準度，以避免重覆作業。

為此，本發明主要係透過下列的技術手段，來具體實現上述的各項目的與效能，其供承載一基板，至少包含有： 一基座；一夾持座，其係設於基座上表面，且該夾持座可供選擇性夾掣基板；一吸附單元，其具有一設於基座上表面、且於夾持座夾掣基板範圍內之本體，又本體上設有一頂面具真空吸力之吸盤，而該吸盤之直徑小於或等於基板直徑或最短對角線的四分之一，且不大於80mm，供該吸盤可選擇性吸附基板之局部底部，再者吸附單元與夾持座間可具有相對之X軸、Y軸及Z軸的線性位移。

藉此，透過前述技術手段的具體實現，使本發明之基板載台機構因其吸盤相對基板的面積比例極小，故可有效克服基板翹曲的問題，在檢查作業中，影像擷取不會因焦距誤差，故不需要重覆進行檢測，如此可提升檢查作業的準確率及效率。同時由於吸附單元吸盤僅提供上下位移，不致發生因快速移動而吸附力不足時，所產生的基板掉落及定位偏差的問題，也不致因過大的吸力造成基板破裂，故可提高其作業效率與良率，而能增加其附加價值，並能提高其經濟效益。

為使 貴審查委員能進一步了解本發明的構成、特徵及其他目的，以下乃舉本發明之若干較佳實施例，並配合圖式詳細說明如后，供讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。

(10)‧‧‧基座

(11)‧‧‧第一導軌組

(12)‧‧‧滑塊

(13)‧‧‧第一制動件

(15)‧‧‧頂板

(16)‧‧‧第二導軌組

(17)‧‧‧滑塊

(18)‧‧‧第二制動件

(19)‧‧‧貫孔

(20)‧‧‧夾持座

(21)‧‧‧料孔

(22)‧‧‧夾爪

(23)‧‧‧導槽

(30)‧‧‧吸附單元

(31)‧‧‧本體

(35)‧‧‧吸盤

(50)‧‧‧基板

第一圖：本發明基板載台機構的外觀示意圖。

第二圖：本發明基板載台機構的分解示意圖，供說明各組 件之態樣及其相對關係。

第三圖：本發明基板載台機構於實際使用時之外觀動作示意圖。

第四圖：本發明基板載台機構於實際使用時的另一動作示意圖。

本發明係一種基板載台機構，隨附圖例示本發明之具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本發明，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本發明之申請專利範圍內，根據本發明之具體實施例的設計與需求而進行變化。

而本發明之基板載台機構的簡要架構，係如第一、二圖所顯示者，該基板載台機構可被應用於各式薄化基板(50)，包含但不限定是晶圓、太陽能板、玻璃面板、金屬薄板等製程或檢測設備上，而該基板載台機構至少包含有一基座(10)、一夾持座(20)及一吸附單元(30)，其中吸附單元(30)與夾持座(20)間可具有相對之X軸、Y軸及Z軸的線性位移；其中吸附單元(30)係設於基座(10)上表面中央，且基座(10)上表面兩側邊緣分設有一第一導軌組(11)【可選自X軸或Y軸】，而各該第一導軌組(11)上分設有至少一滑塊(12)，且其中一第一導軌組(11)具有可驅動滑塊(12)之第一制動件(13)，再者兩側第一導軌組(11)之各滑塊(12)上設有一頂板(15)，又該頂板(15)上表面兩端邊緣分設有一第 二導軌組(16)【可選自Y軸或X軸】，各該第二導軌組(16)上分設有至少一滑塊(17)，且其中一第二導軌組(16)具有可驅動滑塊(17)之第二制動件(18)，另該頂板(15)中央形成有一供吸附單元(30)穿出之透孔(19)，再者前述夾持座(20)係設於兩側第二導軌組(16)之各滑塊(17)上，使夾持座(20)可相對基座(10)上吸附單元(30)進行X軸或Y軸之線性位移；前述之夾持座(20)係於中央形成有一對應基板(50)輪廓之料孔(21)，且夾持座(20)上於料孔(21)等距設有至少二夾爪(22)，該二夾爪(22)可供選擇性夾掣或釋放料孔(21)中之基板(50)，再者夾持座(20)頂面具有一連通外部與料孔(21)之導槽(23)，供一吸盤式機械手臂(圖中未示)進出料孔(21)以移載該基板(50)；至於，所述之吸附單元(30)則具有一固定於基座(10)上的本體(31)，且本體(31)上設有一頂面具真空吸力之吸盤(35)，該吸盤(35)並可相對本體(31)產生Z軸位移，又該吸盤(35)並可相對本體(31)旋轉，且該吸盤(35)之直徑小於或等於基板(50)直徑或最短對角線的四分之一，且不大於80mm，以300cm或180cm之晶圓基板(50)為例，該吸盤(35)之直徑為20mm~30mm為較佳，使吸附單元(30)之吸盤(35)僅能吸掣基板(50)之局部部位；藉此，進而組構成一減少作業中翹曲之基板載台機構者。

當本發明之基板載台機構係應用於一晶圓檢查機 (圖中未示)上，而欲利用其上之一光學檢系統(圖中未示)進行進行晶圓之基板(50)表面檢查作業時，則係如第一、三及四圖所示，其中第三、四圖係以基板(50)取下，供方便觀察該基板載台機構之動作狀態。利用一吸盤式機械手臂將基板(50)移載至夾持座(20)之料孔(21)間，並利用夾爪(22)予以固定吸盤(35)周緣，使基板(50)可固定於夾持座(20)上；接著，利用基座(10)上之第一導軌組(11)與頂板(15)上之第二導軌組(16)，使夾持座(20)可帶動基板(50)相對吸附單元(30)進行X軸與Y軸的位移，且當基板(50)移動至欲檢查之部位時，則由吸附單元(30)之吸盤(35)向上移動，且吸附該基板(50)之局部底面，並令夾持座(20)之夾爪(22)釋放該基板(50)，之後吸附單元(30)之吸盤(35)將基板(50)移載至預定之高度，供前述晶圓檢查機之光學檢系統進行基板(50)的局部檢測；且當完成該部位之檢測後，可令吸附單元(30)之吸盤(35)移動至夾掣高度，且令夾持座(20)之夾爪(22)再之夾掣基板(50)周緣，並令吸附單元(30)之吸盤(35)下降至安全範圍，如此反覆循環前述利用夾持座(20)移動基板(50)X軸與Y軸的方式，即可完成基板(50)表面所需之檢查。

經由上述的說明，本發明之基板載台機構由於其吸盤(35)相對基板(50)的面積比例極小，故可有效克服基板(50)翹曲的問題，如此在檢查作業中，影像擷取不會因焦距誤差，而需要重覆進行檢測，可提升檢查作業的準確率及效率，同時由於吸附單元(30)吸盤(35)僅提供上下之Z軸位移，不致發生因 快速移動而吸附力不足，所產生的基板(50)掉落及定位偏差的問題，也不致因過大的吸力造成基板(50)破裂，故可提高其作業效率與良率。

綜上所述，可以理解到本發明為一創意極佳之發明創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本發明已符合發明專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出申請發明專利。

Claims (6)

1. 一種基板載台機構，其供承載一基板，至少包含有：一基座；一夾持座，其係設於基座上表面，且該夾持座係於中央形成有一對應基板輪廓之料孔，且夾持座上於料孔等距設有至少二夾爪，該二夾爪可供選擇性夾掣或釋放料孔中之基板，供夾持座可供選擇性夾掣基板；一吸附單元，其具有一設於基座上表面、且於夾持座夾掣基板範圍內之本體，又本體上設有一頂面具真空吸力之吸盤，而該吸盤之直徑小於或等於基板直徑或最短對角線的四分之一，且不大於80mm，供該吸盤可選擇性吸附基板之局部底部，再者吸附單元與夾持座間可具有相對之X軸、Y軸及Z軸的線性位移。
2. 如申請專利範圍第1項所述之基板載台機構，其中該吸附單元之吸盤可相對本體產生上、下位移之Z軸移動。
3. 如申請專利範圍第1項所述之基板載台機構，其中該吸附單元之吸盤可相對本體產生旋轉運動。
4. 如申請專利範圍第1或2或3項所述之基板載台機構，其中該吸附單元之吸盤的直徑為20mm~30mm。
5. 如申請專利範圍第1或2或3項所述之基板載台機構，其中該基座上表面中央，且基座上表面兩側邊緣分設有一第一導軌組，而各該第一導軌組上分設有至少一滑塊，且其中一第一導軌組具有可驅動滑塊之第一制動件，再者兩側第一導軌組之各滑塊上設有一頂板，又該頂板上表面兩端邊緣分設有一第二導軌組，各該第二導軌組上分設有至少一滑塊，且其中一第二導軌組具有可驅動滑塊之第二制動件，另該頂板中央形成有一供吸附單元穿出之透孔，再者夾持座係設於兩側第二導軌組之各滑塊上，使夾持座可相對基座上吸附單元進行X軸或Y軸之線性位移。
6. 如申請專利範圍第1項所述之基板載台機構，其中該夾持座頂面具有一連通外部與料孔之導槽，供一吸盤式機械手臂進出料孔，以移載該基板。