发明名称 减少边缘接触之晶圆运送系统及其改装与使用方法
摘要 提供一种晶圆运送系统及将既有的晶圆运送设备改装成此晶圆运送系统的改装方法,俾能以仅接触邻接于晶圆边缘以内不大于两毫米宽度的狭窄区域之方式运送晶圆,且尤有助于背面沉积,其中晶圆运送系统与装置侧接触之晶圆区域即定义为使得该区域内的晶圆无用的排除区域。该晶圆运送系统在晶圆传送臂部之上设置夹头,用以藉由重力而使晶圆被支持在一区段的面朝上之环状表面之上。而一相容的环状表面则设置在对正站夹头之上,俾能使晶圆能仅以与其表面之排除区域接触的方式地被传送。载入臂部具有两类似相容的夹头,并设置有气动的夹爪部而允许将晶圆载入至立式的处理设备之中。以晶圆夹头取代晶圆侦测之用的真空夹头及真空管线而将处理设备改装。作为真空夹头命令的电性信号则用以致动位在传送臂部之上的夹爪部,俾可不需改变控制软体及极少之硬体更改即可完成改装。
申请公布号 TW511136 申请公布日期 2002.11.21
申请号 TW090128565 申请日期 2001.11.16
申请人 东京威力科创股份有限公司 发明人 史蒂芬 D 库门;史丹尼斯罗 卡帕克;葛莱恩 瑞诺得;米歇尔 詹姆斯 伦巴迪;陶德 米歇尔 菲仕可狄
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 周良谋 新竹巿东大路一段一一八号十楼
主权项 1.一种半导体晶圆运送系统,能运送一半导体晶圆,其具有一装置表面在其一侧上、具有一直径、与具有大体为圆形之一边缘,并在其装置表面之上具有一排除区域,而该排除区域邻接于该圆形边缘以内的宽度则不大于两毫米,该半导体晶圆运送系统则可在该半导体晶圆的该装置表面仅在其排除区域上与该半导体晶圆运送系统呈表面接触时并同时允许一晶圆处理机器进行处理,该半导体晶圆运送系统包含:一传送臂部夹头;一对正站夹头;一载入臂夹头;及各传送臂部夹头、各对正站夹头、及各载入臂夹头皆具有:一晶圆支撑表面,位于一平面上,并由一环状区域的区段部所组成,其具有至少如该半导体晶圆之该直径一样大小的一外径,并具有一内径,其大小系在小于该半导体晶圆之该直径至少两毫米的范围之内;及各传送臂部夹头及各载入臂夹头则具有:一斜面,延伸自该晶圆支撑表面的该外径,并延伸成至少复数之斜角区隔的部分及设置成可导引该晶圆的该边缘至该支撑表面之上,俾能使该夹头之该支撑表面与该晶圆之间,除了在该排除区域之中接触之外,其余皆免于互相接触。2.如申请专利范围第1项之半导体晶圆运送系统,其中:该传送臂部夹头的该晶圆支撑表面系位于一水平的平面上,并呈面朝上;及该传送臂部夹头则具有:一本体,将其形成为用以安装在该晶圆处理机器之一机器手臂型的晶圆传送臂部的端部之上,而该本体则具有至少一该环状区域的区段部设于其上;及至少两臂部,从其中延伸出来,而各臂部之一远端部则具有至少一该环状区域的区段部设于其上;该传送臂部夹头的该斜面系位在该本体与该臂部的端部之各至少一部分上,并从该支撑表面的该外径起向上延伸;藉以操作该半导体晶圆运送系统,俾能藉由设在一传送臂部之端部的一传送臂部夹头,在一半导体晶圆之面朝下的一装置表面之排除区域与该本体及该臂部之各支撑表面的局部呈表面接触、并与邻接于该支撑表面之各局部且位在该半导体晶圆之直径外侧的该斜面亦呈表面接触的情况下,利用重力而由该半导体晶圆运送系统拿取及支撑该半导体晶圆。3.如申请专利范围第1项之半导体晶圆运送系统,其中:该传送臂部夹头的该晶圆支撑表面系位于一水平的平面上,并呈面朝上;该斜面从该支撑表面的外径起向上且向外地延伸;及将该传送臂部夹头设成可在一半导体晶圆之面朝下的一装置表面之排除区域与该支撑表面的各局部呈表面接触、并与邻接于该支撑表面之各局部且位在该半导体晶圆之直径外侧的该斜面亦呈表面接触,俾能限制该半导体晶圆的该装置表面可仅藉由其排除区域与该支撑表面接触的情况下,利用重力而用以拿取及支撑该半导体晶圆。4.如申请专利范围第3项之半导体晶圆运送系统,其中该传送臂部夹头具有:一真空埠,其位在该支撑表面之上,俾能由该半导体晶圆之表面上的该排除区域将其阻隔,便能启动连接至该真空埠的一晶圆存在侦测器。5.如申请专利范围第1项之半导体晶圆运送系统,更包含:一对正站夹头,其具有位于一平面上的一晶圆支撑表面,并由一环状区域的区段部所组成,其具有至少如该半导体晶圆之该直径一样大小的一外径,并具有一内径,其大小系在小于该半导体晶圆之该直径至少两毫米的范围之内。6.如申请专利范围第5项之半导体晶圆运送系统,其中该对正站夹头系具有一斜面,延伸自该晶圆支撑表面的该外径,并延伸成至少复数之斜角区隔的部分,及设置成可导引该晶圆的该边缘至该支撑表面之上,俾能使该夹头之该支撑表面与该晶圆之间,除了在该排除区域之中接触之外,其余皆免于互相接触。7.如申请专利范围第5项之半导体晶圆运送系统,其中:该对正站夹头的该晶圆支撑表面系位于一水平的平面上,并呈面朝上;及将对正站夹头形成为用以安装在该晶圆处理机器之一晶圆对正器之上,且其具有至少一凹部设于其上,而该至少一凹部则位在其支撑表面的两局部之间,俾允许该传送臂部夹头能够在一半导体晶圆与该对正站夹头之间进行延伸,而将一半导体晶圆置放在该对正站夹头之上或从该对正站夹头之上拿取一半导体晶圆;藉以操作该晶圆对正站夹头,俾能在一半导体晶圆之面朝下的一装置表面之排除区域与该晶圆对正站夹头之支撑表面的各局部呈表面接触的情况下,利用重力而由该晶圆对正站夹头支撑待对正的半导体晶圆并支撑待该传送臂部夹头将拿取的半导体晶圆。8.如申请专利范围第7项之半导体晶圆运送系统,其中:该对正站夹头系具有一斜面,延伸自该晶圆支撑表面的该外径,并延伸成至少复数之斜角区隔的部分,及设置成可导引该晶圆的该边缘至该支撑表面之上,俾能使该夹头之该支撑表面与该晶圆之间,除了在该排除区域之中接触之外,其余皆免于互相接触;及该对正站夹头的该斜面系位在该对正站夹头之该支撑表面的各局部之上,并从该对正站夹头之该支撑表面的外径起向上延伸;藉以操作该晶圆对正夹头,俾在位于该晶圆之直径外侧的该对正站夹头之该斜面系邻接于该晶圆对正夹头之支撑表面的各局部的情况下,而由该晶圆对正夹头支撑该半导体晶圆。9.如申请专利范围第1项之半导体晶圆运送系统,其中;将载入臂夹头形成为用以安装在该晶圆处理机器之一晶圆传送臂部之上,且其具有至少一凹部设于其上,而该至少一凹部则位在其支撑表面的两局部之间;将该至少一凹部形成为,当该载入臂夹头的该晶圆支撑表面系位在一水平的平面上且呈面朝上时,允许该传送臂部夹头能够在一被该载入臂夹头以面朝上的方式加以支撑的半导体晶圆与该载入臂夹头之间进行延伸,而将一半导体晶圆置放在该载入臂夹头之上或从该载入臂夹头之上拿取一半导体晶圆;该载入臂夹头的该斜面从该载入臂夹头之该支撑表面的外径起向上延伸;一组可动的锁住元件,当其互相啮合时,即可操作以紧靠着其为晶圆之排除区域的反面之晶圆背面而移动,俾能以载入臂夹头之支撑表面紧靠着该晶圆的方式而夹持该晶圆,而当其互相不啮合时,即松开该晶圆;藉以当该组锁住元件互相不啮合时,可操作该载入臂夹头,在一半导体晶圆之面朝下的一装置表面之排除区域与该载入臂夹头支撑表面的各局部呈表面接触、并与邻接于该支撑表面之各局部且位在该半导体晶圆之直径外侧的该斜面亦呈表面接触的情况下,利用重力而支撑待该传送臂部夹头将拿取的半导体晶圆。10.一种半导体晶圆运送系统之改装方法,该半导体晶圆运送系统特别能运送一半导体晶圆,其具有一装置表面在其一侧上、具有一直径、与具有大体为圆形之一边缘,并在其装置表面之上具有一排除区域,而该排除区域邻接于该圆形边缘以内的宽度则不大于两毫米,该半导体晶圆运送系统则可在该半导体晶圆的该装置表面仅在其排除区域上与该半导体晶圆运送系统呈表面接触时并同时允许一晶圆处理机器进行处理,该半导体晶圆运送系统具有;至少一晶舟盒站,用以支持呈水平配置之晶圆所组成之一立式堆叠、一晶圆处理机器,具有设置有一晶圆夹持器在其上的一载入站、一载入臂部,用以使晶圆在该载入站之晶圆夹持器中的位置与在一传送位置上的一水平方位的位置之间移动、及一机器手臂型的传送臂部,用以个别地使已水平对位之晶圆可在该晶舟盒站的一晶舟盒之中的位置、在对心站之中的位置、及在该载入臂部之传送位置上的位置之间进行移动,该改装方法包含以下步骤;装设至少二晶圆夹头,而将至少一晶圆夹头装设至该机器手臂型的传送臂部及该载入臂部的每一之上,各晶圆夹头则具有:一晶圆支撑表面,位于一平面上,并由一环状区域的区段部所组成,其具有至少如该半导体晶圆之该直径一样大小的一外径,并具有一内径,其大小系在小于该半导体晶圆之该直径至少两毫米的范围之内;及一斜面,延伸自该晶圆支撑表面的该外径,并延伸成至少复数之斜角区隔的部分,及设置成可导引该晶圆的该边缘至该支撑表面之上,俾能使该夹头之该支撑表面与该晶圆之间,除了在该排除区域之中接触之外,其余皆免于互相接触。11.如申请专利范围第10项之半导体晶圆运送系统之改装方法,其中该机器手臂型的传送臂部与该载入臂部的至少一者系具有一真空夹头设于其上,其中:被装设之该等晶圆夹头之至少一者系具有复数之真空埠设于其环状区域的区段部之中;及装设该等晶圆夹头之至少一者的步骤,包括可从该等真空夹头之一上分离一真空控制管线,及可将该真空控制管线再次连接至该晶圆夹头地装设至少一晶圆夹头。12.如申请专利范围第11项之半导体晶圆运送系统之改装方法,更包含:使用该设备之中的该再次连接之真空控制管线,俾能操作一晶圆存在侦测器。13.如申请专利范围第10项之半导体晶圆运送系统之改装方法,其中该机器手臂型的传送臂部与该载入臂部的至少一者系具有一真空夹头设于其上,其中:该等晶圆夹头之至少一者系具有复数之闩锁元件设于其上,用以紧靠着其环状区域的区段部而支持一晶圆;及装设该等晶圆夹头之至少一者的步骤,包括可从该等真空夹头之一上分离一真空控制管线,及可将该真空控制管线再次连接至该等闩锁元件地装设至少一晶圆夹头。14.如申请专利范围第10项之半导体晶圆运送系统之改装方法,其中该载入臂部系具有一真空夹头设于其上,其中:该等晶圆夹头之至少一者系具有复数之闩锁元件设于其上,用以紧靠着其环状区域的区段部而支持一晶圆;及装设该等晶圆夹头之至少一者的步骤,包括可从该载入臂部之该等真空夹头上分离一真空控制管线及可将该真空控制管线再次连接至该等闩锁元件地装设至少一晶圆夹头。15.如申请专利范围第10项之半导体晶圆运送系统之改装方法,其中该载入臂部系具有一真空夹头设于其上,其中:该等晶圆夹头之至少二者系具有复数之闩锁元件设于其上,用以紧靠着其环状区域的区段部而支持一晶圆;及装设一晶圆夹头至该载入臂部的步骤,包括以该至少二晶圆夹头之一置换、从该载入臂部的各真空夹头上分离一真空控制管线、及将各自之真空控制管线再次连接至该至少二晶圆夹头之各自之一的该等闩锁元件。16.如申请专利范围第10项之半导体晶圆运送系统之改装方法,其中该设备亦具有一对正并对心站,用以使置放于其上的一晶圆在一水平的平面上重新对位,该改装方法更包含以下步骤:将一晶圆夹头装设至该对正站,而该晶圆夹头则具有一晶圆支撑表面,位于一平面上,并由一环状区域的区段部所组成,其具有至少如该半导体晶圆之该直径一样大小的一外径,并具有一内径,其大小系在小于该半导体晶圆之该直径至少两毫米的范围之内。17.如申请专利范围第16项之半导体晶圆运送系统之改装方法,其中装设至该对正站的该晶圆夹头系具有一斜面,延伸自该晶圆支撑表面的该外径,并延伸成至少复数之斜角区隔的部分及设置成可导引该晶圆的该边缘至该支撑表面之上,俾能使该夹头之该支撑表面与该晶圆之间,除了在该排除区域之中,皆免于互相接触。18.如申请专利范围第10项之半导体晶圆运送系统之改装方法,其中可操作该设备的该载入臂部,以使晶圆在传送位置上之水平方位的位置与位在该载入站之该晶圆夹持器上之不同方位的位置之间移动。19.如申请专利范围第18项之半导体晶圆运送系统之改装方法,其中该设备之该载入站系具有一垂直配置的晶圆夹持器在其中,且可操作该载入臂部,以使晶圆在该载入站之晶圆夹持器的垂直方位之位置与该传送位置之一水平方位之位置之间移动。20.一种晶圆传送方法,包含以下步骤:移走一水平配置的晶圆,系藉由使该晶圆之朝下面的边缘以内两毫米之中的区域与一机器手臂型的传送臂部之一晶圆夹头的面朝上之晶圆支撑表面啮合,并支撑该晶圆于该晶圆支撑表面上而达成;藉由该晶圆传送臂部将该移走之晶圆移动并放置在一载入臂部之一晶圆夹头的面朝上之晶圆支撑表面之上,系藉由使该晶圆之朝下面的边缘以内两毫米之中的区域与该载入臂部之该晶圆夹头的面朝上之该晶圆支撑表面啮合而达成;及将该晶圆闩锁至该载入臂部之该晶圆夹头的该晶圆支撑表面上,并将该闩锁之晶圆传送至一处理机器之一载入站中的一晶圆夹持器。21.如申请专利范围第20项之晶圆传送方法,更包含:藉由该等晶圆夹头之至少一者的晶圆支撑表面而限制与该晶圆的接触,而该晶圆支撑表面系具有一斜面,其从该支撑表面的周围起延伸,俾能将面朝下之晶圆的边缘导引至该支撑表面之上时,亦同时使该夹头之该支撑表面与该晶圆之间,除了在该晶圆边缘以内的两毫米区域之中接触外,其余皆免于互相接触。22.如申请专利范围第20项之晶圆传送方法,其中藉由该晶圆传送臂部将该移走之晶圆移动并放置在该载入臂部之该晶圆夹头的面朝上之晶圆支撑表面之上的该步骤,包含以下步骤:首先藉由该晶圆传送臂部将该移走之晶圆移动并放置在一晶圆对正器的一晶圆夹头之上,系藉由使该晶圆之朝下面的边缘以内两毫米之中的区域与该晶圆对正器之面朝上的晶圆支撑表面互相啮合、利用该晶圆对正器使该晶圆再次对正、及将该晶圆送回至该机器手臂型的传送臂部之晶圆夹头的晶圆支撑表面上而达成;及利用晶圆传送臂部之晶圆夹头移动该晶圆、再次对正该晶圆、及将该晶圆放置在一载入臂部之一晶圆夹头的面朝上之晶圆支撑表面之上。23.如申请专利范围第20项之晶圆传送方法,其中该闩锁之晶圆的传送步骤包括利用该载入臂部将该晶圆旋转成一垂直方位,并将该晶圆传送至一处理机器之一载入站中的一垂直配置的晶圆夹持器。24.一种半导体晶圆运送系统,能运送一半导体晶圆,其具有一装置表面在其一侧上、具有一直径、与具有大体为圆形之一边缘,并在其装置表面之上具有一排除区域,而该排除区域邻接于该圆形边缘以内的宽度则不大于两毫米,该半导体晶圆运送系统则可在该半导体晶圆的该装置表面仅在其排除区域上与该半导体晶圆运送系统呈表面接触时并同时允许一晶圆处理机器进行处理,该半导体晶圆运送系统包含:一传送臂部夹头;一对正站夹头;一载入臂夹头;及各传送臂部夹头、各对正站夹头、及各载入臂夹头皆具有:用以支撑一晶圆的一装置,其在该晶圆之边缘以内两毫米,且不大于两毫米的区域内,至少有三处支撑住该晶圆;该传送臂部夹头具有:一斜面,延伸自该支撑表面的该外径,并延伸成至少复数之斜角区隔的部分及设置成可导引该晶圆的该边缘至该支撑表面之上,俾能使该夹头之该支撑表面与该晶圆之间,除了在该排除区域之中接触之外,其余皆免于互相接触;及该载入臂夹头或该对正站夹头在该至少三支撑处上,皆具有邻接于该晶圆之边缘的一倾斜之表面。25.一种半导体晶圆的运送方法,包含以下步骤:举起一晶圆,该晶圆之装置侧系朝下,而藉由使一传送臂部夹头之面朝上的表面与该晶圆之装置侧的边缘以内2毫米的区域互相啮合,即可从一晶舟盒之中举起该晶圆;置放该晶圆,该晶圆之装置侧系朝下,而将该晶圆置放在一载入臂夹头之上,并使其表面与该晶圆之边缘以内2毫米的区域互相啮合;将该晶圆夹持至该载入臂夹头;使该晶圆之装置侧系朝向其它非向下之方向的方式而运送该晶圆至他处或运送该晶圆穿过其中。26.如申请专利范围第25项之半导体晶圆的运送方法,其中该传送臂部系具有一斜面,延伸自一晶圆支撑表面的该外径,并延伸成至少复数之斜角区隔的部分及设置成可导引一晶圆的该边缘至该支撑表面之上,俾能使该夹头之该支撑表面与该晶圆之间,除了在该晶圆边缘以内的两毫米区域之一排除区域之中接触外,其余皆免于互相接触。图式简单说明:图1为揭示可适用本发明之习知晶圆运送及处理设备的立体图。图1A为揭示夹头组装之动作的图1之局部放大立体图。图2为揭示图1之设备的旋转式处理机器的习知晶圆夹持器的局部中断视图。图2A为揭示图2之习知另一实施例的闩锁位在其闩锁位置上的详细图式。图3为穿过与习知设备之晶圆传送臂部有关之图1的习知设备之旋转式处理机器局部的横剖面图。图3A为揭示用以背面处理之习知所用之图3传送臂部之真空夹头的一实施例。图4为显示依据本发明之一实施例的晶圆运送系统立体图,其可与图1至图3A所示之习知设备相容。图5为图4之晶圆运送系统的晶圆传送臂部之末端受动器的概略上视图,其与对正站及载入臂部的晶圆夹头对正。图5A为沿着图5之剖面线5A-5A所形成的剖面图。图5B为沿着图5之剖面线5B-5B所形成的剖面图。图5C为沿着图5之剖面线5C-5C所形成的剖面图。图5D为沿着图5之剖面线5D-5D所形成的剖面图。图5E为类似于图5之概略上视图,其揭示将晶圆置放在载入臂夹头之另一实施例之上的晶圆传送臂部的末端受动器的图式。图5F为沿着图5E之剖面线5F-5F所形成的剖面图。图5G为沿着图5E之剖面线5G-5G所形成的剖面图。图6为图5之载入臂夹头的夹爪机构之局部上视图。图7为沿着图6之剖面线7-7所形成的横剖面图,其揭示处理松开位置上的载入臂夹头之夹爪。图7A为类似于图7的横剖面图,其揭示夹持晶圆之载入臂部载持部之夹爪。图8为放大之局部横剖面图,其更详细地揭示图7A之载入臂夹头之夹爪。
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