TWI677935B - 晶圓轉換裝置 - Google Patents

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朱酉致
Yu-Chih Chu
施英汝
Ying-Ru Shih
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Abstract

一種晶圓轉換裝置，適用於供一第一晶圓載具及一第二晶圓載具放置。該第一晶圓載具包含多個第一容置槽，每一第一容置槽適用於容置一晶圓。該第二晶圓載具包含多個第二容置槽，每一第二容置槽適用於容置一晶圓並具有一第一槽部及一與該第一槽部相間隔的第二槽部。該晶圓轉換裝置包含一基座、一導引單元及一頂推機構。該導引單元包括一具有多個垂直間隔排列的第一導引槽的第一導引架。該頂推機構可受控以頂推與該等第二容置槽對齊的該等第一容置槽中的該等晶圓，使該等晶圓由該等第一容置槽通過該導引單元的該第一導引架經由該等第一導引槽最終移動至該等第二容置槽內。

Description

晶圓轉換裝置
本發明是有關於一種晶圓轉換裝置，特別是指一種可在兩晶圓載具間順暢地進行晶圓轉移的晶圓轉換裝置。
在半導體製程中，晶圓需通過多種機台的加工製程，透過承載裝置承載晶圓在不同的製程機台之間移動，以確保晶圓在移動過程中不會損壞。為了配合不同製程所需的機台及製程環境，晶圓需存放在不同類型的承載裝置，而當晶圓要在不同承載裝置間轉換時，會使用晶圓轉換裝置來協助晶圓在兩不同承載裝置間互換位置，以確保晶圓轉移效率並避免晶圓損壞。晶圓轉換裝置的使用方式是由操作人員先將要轉出晶圓的承載裝置及要接收晶圓的承載裝置依照順序放置在晶圓轉換裝置上的指定位置，確認兩承載裝置放置的位置正確後，再利用晶圓轉換裝置的推移機構，將要轉出晶圓的承載裝置中的晶圓轉移至要接收晶圓的承載裝置內，確認轉移動作完成後，操作人員再依序將兩承載裝置取出。
然而，習知的晶圓轉換裝置在進行晶圓轉移時，將可能因為晶圓經過高溫製程後因熱應力產生翹曲的情形，導致在轉換晶圓的過程中，晶圓無法順利地由轉出晶圓的承載裝置的容置槽進入要接收晶圓的承載裝置的容置 槽，而碰撞接受晶圓的承載裝置的槽壁，發生晶圓破裂的情形，而影響製程良率。此外，晶圓移轉的過程不順利，也會影響生產效率。
因此，本發明之其中一目的，即在提供一種可在兩晶圓載具間順暢地進行晶圓轉移，並防止晶圓破裂的晶圓轉換裝置。
本發明晶圓轉換裝置適用於供一第一晶圓載具及一第二晶圓載具放置，該第一晶圓載具包含多個垂直間隔排列的第一容置槽、一連通該等第一容置槽之一側的第一入口，及一連通該等第一容置槽之另一側的第一出口，每一第一容置槽適用於容置一晶圓，該第二晶圓載具包含多個垂直間隔排列的第二容置槽、一連通該等第二容置槽之一側且朝向該第一出口的第二入口及兩個自該第二入口傾斜延伸的側邊，每一第二容置槽適用於容置一晶圓並具有一鄰近該第一晶圓載具的第一槽部及一遠離該第一晶圓載具且與該第一槽部相間隔的第二槽部，該晶圓轉換裝置包含一基座；一導引單元，包括一設置於該基座的第一導引架，該第一導引架具有一設置於該基座的底壁、一自該底壁向上延伸的主體壁及兩個分別設置於該主體壁兩側邊的導引壁，該底壁供該第二晶圓載具放置，每一導引壁包括一第一導引部，該等第一導引部可分別適用於貼靠該第二晶圓載具的該等側邊並具有多個垂直間隔排列並沿著該側邊方向延伸且位於該等第一槽部及該等第二槽部之間的第一導引槽；及一頂推機構，可動地設置於該基座，該頂推機構可受控穿過該第一晶圓載具的該第一入口以 頂推與該等第二容置槽對齊的該等第一容置槽中的該等晶圓，使該等晶圓由該等第一容置槽通過該第一出口，並經由該第二晶圓載具的該第二入口進入該等第二容置槽的第一槽部，接著通過該等第一導引槽最終移動至該等第二容置槽的第二槽部內。
在一些實施態樣中，每一導引壁還包括一連接該第一導引部且位於該第一晶圓載具及該第二晶圓載具之間的第二導引部，該等第二導引部具有多個垂直間隔排列且位於該第一晶圓載具及該第二晶圓載具之間的第二導引槽。
在一些實施態樣中，該等導引壁分別可樞轉地設置於該主體壁兩側邊，並可在一收合狀態及一開放狀態之間變換，在該收合狀態時，該等第一導引部貼靠該第二晶圓載具的該等側邊，該等第二導引部抵接該第二晶圓載具且位於該第一晶圓載具及該第二晶圓載具之間，該主體壁、該等第一導引部及該等第二導引部共同夾持定位該第二晶圓載具防止其位移，在該開放狀態時，該等導引壁分別朝遠離該第二晶圓載具的方向樞轉，使該等第一導引部及該等第二導引部與該第二晶圓載具分離。
在一些實施態樣中，每一第一導引槽具有一鄰近該第一晶圓載具且垂直對齊該等第一槽部其中一者的第一入口段，及一連通該第一入口段且鄰近該主體壁並垂直對齊該等第二槽部其中一者的第一出口段，該等第一入口段的垂直高度大於該等第一槽部的垂直高度，該等第二槽部的垂直高度大於該等第一出口段的垂直高度。
在一些實施態樣中，每一第二導引槽具有一鄰近該第一晶圓載具且垂直對齊該等第一容置槽其中一者的第二入口段，及一連通該第二入口段且鄰近該並垂直對齊該等第一槽部其中一者的第二出口段，該等第二入口段的垂直高度大於該等第一容置槽的垂直高度，該等第一槽部的垂直高度大於該等第二出口段的垂直高度。
在一些實施態樣中，該等第一導引部可相對於該主體壁及該等第二導引部上下位移。
在一些實施態樣中，該第一導引架還包括一樞設於該主體壁位於該等導引壁上方的扣持件，該扣持件可夾持該等導引壁以防止該等導引壁轉換至該開放狀態。
在一些實施態樣中，該第一導引架還包括一把手，該把手的兩端分別連接該主體壁。
本發明至少具有以下功效：藉由該導引單元的該第一導引架的該等第一入口段的垂直高度大於該等第一槽部的垂直高度，該等晶圓從該第一晶圓載具轉換至該第二晶圓載具的過程中，該等晶圓係由該等第一槽部進入該等第一入口段而被導引至該等第一出口段，最後進入該等第二槽部。因該等第一入口段的垂直高度大於該等第一槽部的垂直高度，該等晶圓即使有翹曲依然可以順利進入該等第一入口段而不容易破裂，如此可確保該等晶圓能順暢地由該第一晶圓載具轉移至該第二晶圓載具，尤其是由該等第一槽部轉移到該等第二槽部的過程中，可避免該等晶圓在轉移過程破裂，而有效提升製程良率及生產 效率。
1‧‧‧第一晶圓載具
11‧‧‧第一容置槽
12‧‧‧第一入口
13‧‧‧第一出口
2‧‧‧第二晶圓載具
21‧‧‧第二容置槽
211‧‧‧第一槽部
212‧‧‧第二槽部
22‧‧‧第二入口
23‧‧‧側邊
3‧‧‧基座
4‧‧‧定位單元
41‧‧‧限位壁
42‧‧‧擋止壁
5‧‧‧導引單元
51‧‧‧第一導引架
511‧‧‧底壁
512‧‧‧主體壁
512a‧‧‧開口
513‧‧‧導引壁
514‧‧‧第一導引部
515‧‧‧第一導引槽
515a‧‧‧第一入口段
515a1‧‧‧第一端
515a2‧‧‧第二端
515b‧‧‧第一出口段
515b1‧‧‧第一部分
515b2‧‧‧第二部分
516‧‧‧第二導引部
517‧‧‧第二導引槽
517a‧‧‧第二入口段
517a1‧‧‧第一端
517a2‧‧‧第二端
517b‧‧‧第二出口段
517b1‧‧‧第一部分
517b2‧‧‧第二部分
518‧‧‧扣持件
519‧‧‧把手
52‧‧‧第二導引架
521‧‧‧側壁
522‧‧‧第二把手
523‧‧‧導引入口
524‧‧‧導引出口
525‧‧‧內壁面
526‧‧‧限位件
527‧‧‧卡槽
528‧‧‧第三導引槽
528a‧‧‧第三入口段
528a1‧‧‧第一端
528a2‧‧‧第二端
528b‧‧‧第三出口段
528b1‧‧‧第一部分
528b2‧‧‧第二部分
6‧‧‧高度調整機構
61‧‧‧第一承載板
62‧‧‧第二承載板
63‧‧‧第一底板
7‧‧‧頂推機構
71‧‧‧頂推板
72‧‧‧頂推塊
73‧‧‧頂針
W‧‧‧晶圓
S‧‧‧放置槽
L1、L2‧‧‧長度
d1、d2、d3‧‧‧深度
h1、h2‧‧‧高度
P‧‧‧頂推方向
D‧‧‧復位方向
X1、X2、X3、X4、x1、x2‧‧‧垂直高度
θ、α‧‧‧夾角
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明晶圓轉換裝置的一第一實施例的一立體圖；圖2是該第一實施例的一立體分解圖；圖3是一立體圖，說明該第一實施例的一導引單元的一第二導引架及一第二晶圓載具；該等導引壁圖4是一立體圖，說明該第二導引架的兩個導引壁位於一開放狀態；圖5是圖4的一立體分解圖，說明該第二導引架與該第二晶圓載具分離；圖6是一立體圖，說明該第二導引架的該等導引壁位於一收合狀態，且該第二導引架與該第二晶圓載具分離；圖7是該第一實施例之一局部剖面側視示意圖，說明一第一晶圓載具在一第一高度位置，圖中該晶圓僅以一片為示例；圖8是圖7的一局部放大示意圖，說明該第一導引架的多個第一導引槽及多個第二導引槽；圖9為圖7的一局部放大示意圖，說明每一第一導引槽的一第一出口段，每一第二導引槽的一第二出口段及每一第三導引槽的一第三出口段；圖10是一立體圖，說明該導引單元的一第二導引架； 圖11是該第二導引架的一後視圖；圖12是圖7的一局部放大示意圖，說明該第二導引架的多個第三導引槽；圖13是該第一實施例的一類似圖7的剖視圖，說明該第一晶圓載具在一第二高度位置；圖14是該實施例的一俯視圖，說明該第一實施例的一頂推機構尚未頂推多個晶圓前，該等晶圓位於該第一晶圓載具的狀態；圖15是該實施例的一類似圖14的俯視圖，說明該第一實施例的該頂推機構將該等晶圓自該第一晶圓載具頂推至一第二晶圓載具的狀態；圖16是圖7的一局部放大示意圖，說明多個晶圓位於該第一晶圓載具的該等第一容置槽內；圖17是類似於圖16的一剖視圖，說明該等晶圓被該頂推機構頂推通過該第一導引架的該等第一導引槽並進入該第二晶圓載具的該等第二容置槽；圖18是類似於圖16的一剖視圖，說明該等晶圓被該頂推機構頂推至該第二晶圓載具的該等第二容置槽內；圖19是圖13的一局部放大示意圖，說明多個晶圓位於該第一晶圓載具的其中一第一容置槽內；圖20是類似於圖19的一剖視圖，說明該晶圓被該頂推機構頂推至該第二晶圓載具的其中一第二容置槽內；圖21是本發明晶圓轉換裝置的一第二實施例的一立體圖；圖22是該第一實施例之一不完整的部分剖面側視示意圖，說明多個晶圓 位於該第一晶圓載具的多個第一容置槽內；圖23是類似於圖22的一剖視圖，說明部分的該等晶圓被該頂推機構頂推至該第二晶圓載具的該等第二容置槽內；圖24是類似於圖22的一剖視圖，說明另一部分的該等晶圓位於該第一晶圓載具的該等第一容置槽內；及圖25是類似於圖22的一剖視圖，說明另一部分的該等晶圓被該頂推機構頂推至該第二晶圓載具的該等第二容置槽內。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1、圖2及圖7，本發明晶圓轉換裝置的一第一實施例，適用於供一第一晶圓載具1及一第二晶圓載具2放置。該第一晶圓載具1包含多個垂直間隔排列的第一容置槽11、一連通該等第一容置槽11之一側的第一入口12，及一連通該等第一容置槽11之另一側的第一出口13，每一第一容置槽11適用於容置一晶圓W。該第二晶圓載具2包含多個垂直間隔排列的第二容置槽21、一連通該等第二容置槽21之一側且朝向該第一出口13的第二入口22及兩個自第二入口22傾斜延伸的側邊23，每一第二容置槽21適用於容置一晶圓W並具有一鄰近該第一晶圓載具1的第一槽部211及一遠離該第一晶圓載具1且與該第一槽部211相間隔的第二槽部212。該晶圓轉換裝置包含一基座3、一定位單元 4、一導引單元5、一高度調整機構6及一頂推機構7。在本實施例中，該第一晶圓載具1是採用鐵氟龍晶圓盒，該第二晶圓載具2是採用石英晶舟，該第一晶圓載具1及該第二晶圓載具2是以該第一出口13、該第二入口22相向的方式設置，該等第二容置槽21數量為偶數個，而該等第一容置槽11的數量小於該等第二容置槽21的數量，該等第一容置槽11數量為該等第二容置槽21數量的二分之一。其中，該等第一容置槽11數量是以25個為例(位於該第一晶圓載具1兩側的兩個槽合計為一個第一容置槽11)，該等第二容置槽21數量是以50個為例(位於該第二晶圓載具2兩側的兩個槽合計為一個第二容置槽21)，且該等第一容置槽11彼此之間的垂直間隔距離是該等第二容置槽21彼此之間垂直間隔距離的兩倍，但該等第一容置槽11及該等第二容置槽21不以此數量及間隔距離為限，且該第一晶圓載具1及該第二晶圓載具2的類型也不以前述內容為限。
該基座3為一長方形的板座。該定位單元4包含兩個限位壁41及一擋止壁42。該擋止壁42設置於該基座3一端，該等限位壁41分別設置於該基座3兩側並連接該擋止壁42。該基座3、該擋止壁42及該等限位壁41共同界定出一放置槽S，該放置槽S供該第一晶圓載具1、該第二晶圓載具2、該導引單元5及該高度調整機構6放置。
參閱圖2至圖6，該導引單元5包括一設置於該基座3的第一導引架51及一設置於該基座3的第二導引架52。第一導引架51具有一設置於該基座3的底壁511、一自該底壁511向上延伸的主體壁512、兩個分別設置於該主體壁512兩側邊的導引壁513、一樞設於該主體壁512位於該等導引壁513上方的扣持件 518及一把手519。該底壁511供該第二晶圓載具2放置，主體壁512設置於底壁511，並形成有一開口512a。每一導引壁513包括一第一導引部514及一連接該第一導引部514且位於該第一晶圓載具1及該第二晶圓載具2之間的第二導引部516。
再搭配參閱圖8及圖9，該等第一導引部514可分別適用於貼靠第二晶圓載具2的該等側邊23並具有多個垂直間隔排列並沿著該等側邊23方向延伸且位於該等第一槽部211及該等第二槽部212之間的第一導引槽515(位於兩個第一導引部514的兩個槽合計為一個第一導引槽515)。第一導引部514可相對於主體壁512及該等第二導引部516上下位移，如此便能微調第一導引槽515的高度以確保第一導引槽515能分別與第一槽部211及第二槽部212對齊。每一第一導引槽515具有一鄰近該第一晶圓載具1且垂直對齊該等第一槽部211其中一者的第一入口段515a，及一連通該第一入口段515a且鄰近該主體壁512並垂直對齊該等第二槽部212其中一者的第一出口段515b，該等第一入口段515a的垂直高度X1大於該等第一槽部211的垂直高度，該等第二槽部212的垂直高度大於該等第一出口段515b的垂直高度x1。每一第一入口段515a具有一朝向第二晶圓載具2的第一槽部211的第一端515a1及一連通第一出口段515b的第二端515a2，第一入口段515a的垂直高度自第一端515a1至第二端515a2漸縮，使第一入口段515a截面形狀大致呈錐形，其夾角θ可在10-15度之間，且每一第一入口段515a的垂直高度X1大於每一第一出口段515b的垂直高度x1，使得該等晶圓W在通過第一入口段515a的過程中能夠被導正。每一第一出口段515b具有一連通第一入 口段515a的第一部分515b1及一連通第一部分515b1及第二槽部211的第二部分515b2，第二部分515b2的垂直高度自遠離第一部分515b1的一端至鄰近第一部分515b1的一端漸縮，第二部分515b2具有一位於鄰近第一部分515b1的一端的夾角α，夾角α介於10-15度之間。
該等第二導引部516具有多個垂直間隔排列且位於該第一晶圓載具1及該第二晶圓載具2之間的第二導引槽517(位於兩個第二導引部516的兩個槽合計為一個第二導引槽517)。每一第二導引槽517具有一鄰近該第一晶圓載具1且垂直對齊該等第一容置槽11其中一者的第二入口段517a，及一連通該第二入口段517a且鄰近該並垂直對齊該等第一槽部211其中一者的第二出口段517b，該等第二入口段517a的垂直高度X2大於該等第一容置槽11的垂直高度X4，該等第一槽部211的垂直高度大於該等第二出口段517b的垂直高度x2。每一第二入口段517a具有一朝向第二導引架52的第一端517a1及一連通第二出口段517b的第二端517a2，第二入口段517a的垂直高度自第一端至第二端漸縮，使第二入口段517a截面形狀大致呈錐形，其夾角θ可在10-15度之間，且每一第二入口段517a的垂直高度X2大於每一第二出口段517b的垂直高度x2，使得該等晶圓W在通過第二入口段517a的過程中能夠被導正。每一第二出口段517b具有一連通第二入口段517a的第一部分517b1及一連通第一部分517b1及第一槽部211的第二部分517b2，第二部分517b2的垂直高度自遠離第一部分517b1的一端至鄰近第一部分517b1的一端漸縮，第二部分517b2具有一位於鄰近第一部分517b1的一端的夾角α，夾角α介於10-15度之間。
其中，每一第一導引槽515自該等第一導引部514的內壁面向內凹陷的深度d1及每一第二導引槽517自該等第二導引部516的內壁面向內凹陷的深度d2皆大約為晶圓W的直徑的10%-15%，使得晶圓W通過每一第一、第二導引槽515、517時能穩固地容置在每一第一、第二導引槽515、517內。值得一提的是，深度d1、d2若是太大，將會增加該等晶圓W在轉換過程的摩擦力，而深度d1、d2若是太小，對該等晶圓W的支撐力則不足，因此深度d1、d2需設定在一合適的範圍內。
該等導引壁513分別可樞轉地設置於該主體壁512兩側邊，並可在一收合狀態及一開放狀態之間變換。在該收合狀態時，該等第一導引部514貼靠該第二晶圓載具2的該等側邊23，該等第二導引部516抵接該第二晶圓載具2且位於該第一晶圓載具1及該第二晶圓載具2之間，該主體壁512、該等第一導引部514及該等第二導引部516共同夾持定位該第二晶圓載具2防止其位移。在該開放狀態時，該等導引壁513分別朝遠離該第二晶圓載具2的方向樞轉，使該等第一導引部514及該等第二導引部516與該第二晶圓載具2分離，使用者便能安裝或卸下第二晶圓載具2。扣持件518可夾持該等導引壁513使其保持在收合狀態，防止該等導引壁513樞轉因而轉換至該開放狀態。把手519可供使用者握持，便於將第一導引架51連同第二晶圓載具2自基座3上取下。其中，該第二導引架52與該第二晶圓載具2的結合過程如下概述：首先將扣持件518向上樞轉至與該主體壁512平行，再將該等導引壁513向外樞轉至與該主體壁512平行，接著將該第二晶圓載具2放置於該底壁511，讓該第二晶圓載具2以該第二入口22 朝相反於該主體壁512的方向放置，最後將該等導引壁513朝著該第二晶圓載具2樞轉至與該主體壁512大致垂直，再將扣持件518向下樞轉以夾持該等導引壁513，即可夾持固定該第二晶圓載具2。
參閱圖9至圖12，第二導引架52設置於第一晶圓載具1及第二晶圓載具2之間，其包括兩個相間隔且位於第一晶圓載具1及第二晶圓載具2之間的側壁521、一兩端分別連接該等側壁521頂側的第二把手522及兩個設置於側壁521的限位件526。每一側壁521具有一內壁面525且形成有四個朝向該第一晶圓載具1地卡槽527，該等內壁面525彼此相互面對，該等內壁面525形成有多個垂直間隔排列的第三導引槽528(位於兩側壁521的兩個槽合計為一個第三導引槽528)，位於該等內壁面525上的每一第三導引槽528可供該晶圓W的周緣容置、通過，並提供相應的導引效果。該等卡槽527供該第一晶圓載具1的四個卡塊(圖未示)卡入，藉此使該第一晶圓載具1接合於該第二導引架52，其中該等卡槽527及該等卡塊(圖未示)的數量並不以四為限。該等側壁521及該第二把手522界定出一連通該等第三導引槽528之一側且面向該第一入口12的導引入口523及一連通該等第三導引槽528之另一側且面向該第二入口22的導引出口524。
每一第三導引槽528適用於讓該晶圓W通過，且每一第三導引槽528具有一鄰近該第一晶圓載具1且垂直對齊該等第一容置槽11其中一者的第三入口段528a，及一連通該第三入口段528a且鄰近該第二晶圓載具2並垂直對齊第一導引架51的該等第二導引槽517其中一者的第三出口段528b。每一第三入口段528a具有一朝向該第一晶圓載具1的第一端528a1及一連通該第三出口段 528b的第二端528a2，該第三入口段528a的垂直高度自該第一端528a1至該第二端528a2漸縮，使該第三入口段528a截面形狀大致呈錐形，其夾角θ可在10-15度之間，且每一第三入口段528a的垂直高度大於每一第三出口段528b的垂直高度，使得該等晶圓W在通過該第三入口段528a的過程中能夠被導正，且每一第三入口段528a的長度L1不小於每一第三出口段528b的長度L2，如此可確保夾角θ在適當的範圍內。當夾角θ越小，晶圓W通過第三入口段528a時受到的垂直分力則越小，使得晶圓W能夠比較順暢的進入第三出口段528b。每一第三出口段528b具有一連通該第三入口段528a的第一部分528b1及一連通該第一部分528b1及該導引出口524的第二部分528b2，該第二部分528b2的垂直高度自遠離該第一部分528b1的一端至鄰近該第一部分528b1的一端漸縮，該第二部分528b2具有一位於鄰近該第一部分528b1的一端的夾角α，該夾角α介於10-15度之間。
其中，每一第三出口段528b的長度L2大約為晶圓W的直徑的15%-20%，而每一第三導引槽528自該等側壁521的內壁面525向內凹陷的深度d3大約為晶圓W的直徑的10%-15%，使得晶圓W通過每一第三導引槽528時能穩固地容置在每一第三導引槽528內。值得一提的是，長度L2、深度d3若是太大，將會增加該等晶圓W在轉換過程的摩擦力，而長度L2、深度d3若是太小，對該等晶圓W的支撐力則不足，因此長度L2、深度d3需設定在一合適的範圍內。更進一步地，每一第三入口段528a的該第一端528a1的垂直高度X3大於每一第一容置槽11的垂直高度X4，每一第三導引槽528的該第三出口段528b的垂直高度 小於每一第二導引槽517的第二入口段517的垂直高度X2。該等限位件526分別是形成於該等側壁521之面向該第一晶圓載具1的一側且垂直延伸的兩個肋條，用以夾持該第一晶圓載具1的兩側，使該第一晶圓載具1相對於第三導引架52定位，可防止該第一晶圓載具1左右晃動。其中，限位件526並不限於兩個肋條的形式，只要能夠定位該第一晶圓載具1即可。
參閱圖2、圖7及圖13，該高度調整機構6包括一第一承載板61、一第二承載板62及一鎖固於該等側壁521供該第一晶圓載具1設置的第一底板63。該第一承載板61的高度h1小於該第二承載板62的高度h2。該第一承載板61及該第二承載板62其中之一設置於該基座3並承載該第一底板63，而該第一底板63係供該第一晶圓載具1放置，在使用時該第一承載板61及該第二承載板62是擇一放置，因此該第一承載板61可承載該第一晶圓載具1使該第一晶圓載具1位在一第一高度位置，此外若需調整高度則可由該第二承載板62承載該第一晶圓載具1，使該第一晶圓載具1位在一高度高於該第一高度位置的第二高度位置，藉此可將該第一晶圓載具1在該第一高度位置及該第二高度位置間調整變換。該第一底板63遠離該第二導引架52的一端兩側形成有導角631，導角631的範圍可在30-45度之間，以便於放置在該放置槽S。當該第一晶圓載具1在該第一高度位置時，該第一晶圓載具1的全部第一容置槽11與該第二晶圓載具2的一部分第二容置槽21位置相互對齊，當該第一晶圓載具1在該第二高度位置時，該等第一晶圓載具1的全部第一容置槽11與該第二晶圓載具2的另一部分第二容置槽21位置相互對齊。以本實施例來說，在該第一高度位置及該第二高度位置 時，該第一晶圓載具1的25個第一容置槽11的垂直高度會分別對應於該第二晶圓載具2的50個該等第二容置槽21中的奇數層與偶數層。
需要說明的是，因為該第一底板63鎖固於第二導引架52的該等側壁521，當該第一底板63隨著該第一承載板61及該第二承載板62兩者間的替換而改變高度時，該第二導引架52也會跟著連動，使得不論是在該第一高度位置還是該第二高度位置，該第二導引架52的所有第三導引槽528皆與該等第一容置槽11及該等第二容置槽21位置相互對齊。其中，該第一底板63並非必要的元件，在一些實施態樣中可以被省略，使該第一承載板61及該第二承載板62其中之一可直接承載該第一晶圓載具1。在另一些實施態樣中，該第一承載板61及該第二承載板62其中之一設置於該基座3並承載該第二導引架52及該第二晶圓載具2，同樣藉由該第一承載板61及該第二承載板62的厚度差來調整該第一晶圓載具1及該第二晶圓載具2之間的高度差，一樣能達到使該第一晶圓載具1的全部第一容置槽11與第二晶圓載具2的一部分第二容置槽21位置相互對齊。然而，該第一承載板61及該第二承載板62其中之一設置於該基座3並承載該第一底板63是較為優選的實施態樣，因為操作上便利許多，只需要握持該第二導引架52的該第二把手522(見圖10)即可將該第二導引架52連同該第一底板63及該第一晶圓載具1取下，如此即可替換該第一承載板61及該第二承載板62。相反地，若該第一承載板61及該第二承載板62其中之一設置於該基座3並承載該第二導引架52及該第二晶圓載具2，要替換該第一承載板61及該第二承載板62則需要取下該第二導引架52連同該第一底板63、該第一晶圓載具1、該第二導引 架52及該第二晶圓載具2，較為不便。
參閱圖14至圖16，該頂推機構7是可滑動地設置於該基座3，該頂推機構7包括一略呈L字形的頂推板71及一設置於該頂推板71末端的頂推塊72，該頂推塊72形成有多個溝槽721，使該頂推塊72呈鋸齒狀，在頂推該等晶圓W時，該等晶圓W將滑動至該溝槽721最深處而被卡住，如此即可防止該等晶圓W上下晃動。該頂推機構7可受控朝一頂推方向P移動，穿過該第一晶圓載具1的該第一入口12以頂推與部分該等第二容置槽21對齊的該等第一容置槽11中的該等晶圓W，使該等晶圓W由該等第一容置槽11通過該第一出口13進入該導引單元5的該第二導引架52的該導引入口523，經由該等第三導引槽528並從該導引出口524離開，最終如圖15般通過該第二晶圓載具2的該第二入口22移動至該等第二容置槽21內。
參閱圖8、圖12、圖16至圖18，以下介紹本發明晶圓轉換裝置的第一實施例的操作方法：首先如圖16選用該高度調整機構6的該第一承載板61承載該第一晶圓載具1，使該第一晶圓載具1位於高度較低的該第一高度位置，接著如圖17操作該頂推機構7朝該頂推方向P移動，讓該頂推機構7穿過該第一晶圓載具1的該第一入口12頂推位於該第一晶圓載具1的其中一第一容置槽11的該晶圓W穿過該第一出口13經由該第二導引架52的該導引入口523進入對應的該第三導引槽528的該第三入口段528a及該第三出口段528b，再經由該導引出口524離開而進入該第一導引架51的對應的該第二導引槽517，接著如圖18穿過該第二晶圓載具2的該第二入口22進入對應的第一槽部211，經由第一導引槽 515最後進入第二槽部212，晶圓W便成功地由第一晶圓載具1的第一容置槽11移動至第一晶圓載具2的第二容置槽21內，最後再將該頂推機構7朝該復位方向D移動回到原位，如此便完成一次頂推晶圓W的流程。需要說明的是，因為第三導引槽528的第三入口段528a的垂直高度X3大於第一容置槽11的垂直高度X4，且第三出口段528b的垂直高度小於該第二導引槽517的第二入口段517a的垂直高度X2，在晶圓轉換的過程中即使晶圓W有翹曲的情形，在由該第一容置槽11轉移到該第三導引槽528時，翹曲所產生的垂直高度偏差依然能被該第三導引槽528的該第三入口段528a所包容，該晶圓W翹曲的部分將不會直接撞到該第三導引槽528的上下壁面而導致破裂，該晶圓W將順著該第三入口段528a由該第一端528a1至該第二端528a2漸縮的垂直高度進入該第三出口段528b，且藉由該第二部分528b2的設計使得晶圓W可順利從該第三出口段528b離開並進入該第二導引槽517，使得晶圓轉換過程順暢，如此不僅能減少該等晶圓W的破損而提升良率，順暢地轉換該等晶圓W也能提升生產效率。同樣地，該等晶圓W在由第三導引槽528的出口段528b轉移到第二導引槽517時，翹曲所產生的垂直高度偏差依然能被第二導引槽517的第二入口段517a所包容，因為該第三出口段528b的垂直高度小於第二入口段517a的垂直高度X2。同理可見，該等晶圓W在由第一槽部211轉移到第一導引槽515時，翹曲所產生的垂直高度偏差依然能被第一導引槽515的第一入口段515a所包容，因為第一入口段515a的垂直高度X1大於第一槽部211的垂直高度，且第一導引槽515是沿著第二晶圓載具2的側邊23延伸，使得原先分隔的第一槽部212及第二槽部212因第一導引槽515而聯 通，確保第一槽部211及第二槽部212皆能對齊，且能支持該等晶圓W供該等晶圓W順暢地移動。再同樣地，該等晶圓W在由第一出口段515b轉移到第二槽部212時，翹曲所產生的垂直高度偏差依然能被第二槽部212的所包容，因為第一出口段515b的垂直高度x1小於第二槽部212的垂直高度。
再參閱圖19及圖20，由於本實施例中該第二晶圓載具2的該等第二容置槽21數量為該等第一容置槽11的兩倍，要填滿該第二晶圓載具2全部的該等第二容置槽21即需要再將另一個全滿的該第一晶圓載具1中的該等晶圓W轉換至該第二晶圓載具2，因此需要做第二次的頂推。首先將該高度調整機構6的該第一承載板61替換為該第二承載板62，使該第一晶圓載具1位於該第二高度位置，讓該等第一容置槽11對齊該第二晶圓載具2中尚未容置該等晶圓W的該等第二容置槽21。接著操作該頂推機構7依前述操作方式將該等晶圓W自該第一晶圓載具1轉移至該第二晶圓載具2，如此便完成晶圓轉換的流程。
參閱圖21及圖22，為本發明晶圓轉換裝置的第二實施例，本實施例的晶圓轉換裝置同樣供一第一晶圓載具1及一第二晶圓載具2放置，並包含一基座3、一定位單元4、一導引單元5、一高度調整機構6及一頂推機構7。其中，該基座3、該定位單元4、該導引單元5的該第一導引架51及該第二導引架52、該高度調整機構6的個別結構與前述第一實施例相同，但使用上的相對設置關係有所差異。第二實施例是將該等晶圓W從容量較大的第二晶圓載具2轉移到容量較小的該第一晶圓載具1，與第一實施例將該等晶圓W從容量較小的該第一晶圓載具1轉移到容量較大的該第二晶圓載具2，適用於不同的製程需求。當 然，第一及第二實施例也適用於容量相同的該第一晶圓載具1、該第二晶圓載具2之間的該等晶圓W的轉移，不以特定實施方式為限。
具體來說，本實施例中該導引單元5的該第一導引架51是由該導引壁513接合該第二晶圓載具2，使該主體壁512的該開口512a朝向該頂推機構7，因此與第一實施例有所不同。該高度調整機構6的部分也有些微差異，由於該等第二容置槽21的數量大於該等第一容置槽11的數量，當該第二晶圓載具2在該第一高度位置時，該第二晶圓載具2的一部分第二容置槽21與該第一晶圓載具1的全部第一容置槽11位置相互對齊，當該第二晶圓載具2在該第二高度位置時，該等第二晶圓載具2的另一部分第一容置槽11與該第一晶圓載具1的全部第二容置槽21位置相互對齊，以便將該第二晶圓載具2中容置的該等晶圓W分次轉移至不同的該第一晶圓載具1。該頂推機構7的結構型態也與第一、第二實施例有所不同，本實施例中該頂推機構7係包括一略呈長方形的頂推板71及多個設置於該頂推板71且朝向該第二晶圓載具2的頂針73，每一頂針73末端形成有V字形的溝槽731，在頂推該等晶圓W時能防止該等晶圓W上下晃動，該等頂針73的數量是對應該等第二容置槽21的數量為25根，且該等頂針73的垂直高度也分別對應於該等第二容置槽21，但不以此為限。在本實施例中，該第一晶圓載具1是以多個卡塊(圖未示)配合該第二導引架52的該等卡槽527(見圖10)接合該第二導引架52，與第一實施例中該第一晶圓載具1接合該第二導引架52的方式相同。
參閱圖21至圖23，以下說明本發明晶圓轉換裝置的第二實施例的 操作方法：首先選用該高度調整機構6的第一承載板61，使該第二晶圓載具2位於該第一高度位置，接著操作該頂推機構7朝該頂推方向P移動，先如圖18穿過該第二導引架52的該主體壁512的該開口512a頂推位於該第二晶圓載具2的該等第二容置槽21中的一部份的該等晶圓W經由該第一導引架51的對應的該等第二導引槽517，經由該第二導引架52的導引入口523進入對應的該等第三導引槽528的該等入口段528a及該等出口段528b，再經由導引出口524離開，最後如圖23般穿過該第一晶圓載具1的該第一入口12移動至對應的該等第一容置槽11內，再將該頂推機構7朝該復位方向D移動回到原位，如此便完成一次頂推該等晶圓W的流程。需要說明的是，因為該等第三導引槽528的該等入口段528a的垂直高度大於該等第二導引槽517的第二出口段517b的垂直高度x2，在晶圓轉換的過程中即使該等晶圓W有翹曲的情形，在由該等第二導引槽517轉移到該等第三導引槽528時，翹曲所產生的垂直高度偏差依然能被該等第三導引槽528的該等入口段528a所包容，該等晶圓W翹曲的部分將不會直接撞到該等第三導引槽528的上下壁面而導致破裂，該等晶圓W將順著該等第三入口段528a由該等第一端528a1至該等第二端528a2漸縮的垂直高度進入該等第三出口段528b，最後轉移至該等第一容置槽11內，使得晶圓轉換過程順暢。
再參閱圖24及圖25，由於本實施例中第二晶圓載具2的該等第二容置槽21數量為該等第一容置槽11的兩倍，要將該第二晶圓載具2所有的該等晶圓W轉移掉則需要另一個空的該第一晶圓載具1，再將該第二晶圓載具2中剩餘的該等晶圓W轉移至該第一晶圓載具1，因此需要做第二次的頂推。首先將 該高度調整機構6的該第一承載板61替換為該第二承載板62，使該第二晶圓載具2位於該第二高度位置，使還容置有該等晶圓W的該等第二容置槽21對齊該等第一容置槽11。接著操作該頂推機構7依前述操作方式將該等晶圓W自該第二晶圓載具2轉移至該第一晶圓載具1，如此便完成晶圓轉換的流程。
綜上所述，本發明晶圓轉換裝置藉由該導引單元5的該第一導引架51的第一導引槽515的第一入口段515a的垂直高度X1大於第二晶圓載具2的第一槽部211的垂直高度且第二導引槽517的第二入口段517a的垂直高度X2大於第一容置槽11的垂直高度X4，以及藉由第二導引架52的第三導引槽528的第三入口段528a的垂直高度X3大於第一容置槽11的垂直高度X4，該等晶圓W從該第一晶圓載具1轉換至該第二晶圓載具2的過程中，該等晶圓W係由該等第一容置槽11，進入該等第三入口段528a而被導引至該等第三出口段528b，再進入該等第二入口段517a而被導引至該等第二出口段517b，接著進入該等第二容置槽21的第一槽部211，再進入第一導引槽515的第一入口段515a而被導引至第一出口段515b，最後進入第二槽部212。因該等第二入口段517a的垂直高度X2大於該等第一容置槽11的垂直高度X4且第一入口段515a的垂直高度X1大於第一槽部的垂直高度以及第三入口段528a的垂直高度X3大於第一容置槽11的垂直高度X4，該等晶圓W即使有翹曲依然可以順利進入該等第一、第二及第三入口段515a、517a、528a而不會破裂，如此可確保該等晶圓W能順暢地由該第一晶圓載具1轉移至該第二晶圓載具2的第二容置槽21的第一槽部211，也能順暢地由第一槽部211移動至第二槽部212，避免該等晶圓W在轉移過程破裂，因此能提 升生產良率及生產效率，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (9)

  1. 一種晶圓轉換裝置，適用於供一第一晶圓載具及一第二晶圓載具放置，該第一晶圓載具包含多個垂直間隔排列的第一容置槽、一連通該等第一容置槽之一側的第一入口，及一連通該等第一容置槽之另一側的第一出口，每一第一容置槽適用於容置一晶圓，該第二晶圓載具包含多個垂直間隔排列的第二容置槽、一連通該等第二容置槽之一側且朝向該第一出口的第二入口及兩個自該第二入口傾斜延伸的側邊，每一第二容置槽適用於容置一晶圓並具有一鄰近該第一晶圓載具的第一槽部及一遠離該第一晶圓載具且與該第一槽部相間隔的第二槽部，該晶圓轉換裝置包含：
    一基座；
    一導引單元，包括一設置於該基座的第一導引架，該第一導引架具有一設置於該基座的底壁、一自該底壁向上延伸的主體壁及兩個分別設置於該主體壁兩側邊的導引壁，該底壁供該第二晶圓載具放置，每一導引壁包括一第一導引部，該等第一導引部可分別適用於貼靠該第二晶圓載具的該等側邊並具有多個垂直間隔排列並沿著該側邊方向延伸且位於該等第一槽部及該等第二槽部之間的第一導引槽；及
    一頂推機構，可動地設置於該基座，該頂推機構可受控穿過該第一晶圓載具的該第一入口以頂推與該等第二容置槽對齊的該等第一容置槽中的該等晶圓，使該等晶圓由該等第一容置槽通過該第一出口，並經由該第二晶圓載具的該第二入口進入該等第二容置槽的第一槽部，接著通過該等第一導引槽最終移動至該等第二容置槽的第二槽部內。
  2. 如請求項1所述的晶圓轉換裝置，其中，每一導引壁還包括一連接該第一導引部且位於該第一晶圓載具及該第二晶圓載具之間的第二導引部，該等第二導引部具有多個垂直間隔排列且位於該第一晶圓載具及該第二晶圓載具之間的第二導引槽。
  3. 如請求項2所述的晶圓轉換裝置，其中，該等導引壁分別可樞轉地設置於該主體壁兩側邊，並可在一收合狀態及一開放狀態之間變換，在該收合狀態時，該等第一導引部貼靠該第二晶圓載具的該等側邊，該等第二導引部抵接該第二晶圓載具且位於該第一晶圓載具及該第二晶圓載具之間，該主體壁、該等第一導引部及該等第二導引部共同夾持定位該第二晶圓載具防止其位移，在該開放狀態時，該等導引壁分別朝遠離該第二晶圓載具的方向樞轉，使該等第一導引部及該等第二導引部與該第二晶圓載具分離。
  4. 如請求項1所述的晶圓轉換裝置，其中，每一第一導引槽具有一鄰近該第一晶圓載具且垂直對齊該等第一槽部其中一者的第一入口段，及一連通該第一入口段且鄰近該主體壁並垂直對齊該等第二槽部其中一者的第一出口段，該等第一入口段的垂直高度大於該等第一槽部的垂直高度，該等第二槽部的垂直高度大於該等第一出口段的垂直高度。
  5. 如請求項2所述的晶圓轉換裝置，其中，每一第二導引槽具有一鄰近該第一晶圓載具且垂直對齊該等第一容置槽其中一者的第二入口段，及一連通該第二入口段且鄰近該並垂直對齊該等第一槽部其中一者的第二出口段，該等第二入口段的垂直高度大於該等第一容置槽的垂直高度，該等第一槽部的垂直高度大於該等第二出口段的垂直高度。
  6. 如請求項2所述的晶圓轉換裝置，其中，該等第一導引部可相對於該主體壁及該等第二導引部上下位移。
  7. 如請求項3所述的晶圓轉換裝置，其中，該第一導引架還包括一樞設於該主體壁位於該等導引壁上方的扣持件，該扣持件可夾持該等導引壁以防止該等導引壁轉換至該開放狀態。
  8. 如請求項1所述的晶圓轉換裝置，其中，該第一導引架還包括一把手，該把手的兩端分別連接該主體壁。
  9. 如請求項1所述的晶圓轉換裝置，其中，該導引單元還包括一設置於該基座的第二導引架，該第二導引架包括多個垂直間隔排列且分別與該等第一容置槽及該等第二導引部的第二導引槽對齊的第三導引槽。
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