TWI574340B - 晶圓載具 - Google Patents

Description

晶圓載具

本發明關於一種晶圓載具，其包括一下方單元，係供一半導體晶圓放置於其上，及一上方單元，其形成一密封室以容置上方單元與下方單元之間的半導體晶圓。

目前之標準機械界面(SMIF)系統之製造過程中，其空氣針對半導體裝置之整個製程的污染控制並不一致，而是僅集中在半導體晶圓之出口空間。在標準機械界面系統之製造過程中，一稱為晶圓載具之密封室使用在載送半導體晶圓至各處理設備或儲存半導體晶圓時。

例如，習知晶圓載具包括一下方單元，可供半導體晶圓放置於其上，及一上方單元，可拆解地附著於下方單元及形成一密封室以容置上方單元與下方單元之間的半導體晶圓(請參閱日本未審查專利公開案2011-108698)。下方單元藉由將一設於上方單元中之鎖緊桿結合於下方單元之下表面，以固接於上方單元。

惟，例如在載送晶圓載具至各處理設備之過程中，下 方單元之下表面曝露於空氣。據此，粉塵容易黏附在和下方單元之下表面結合的鎖緊桿。再者，當開關晶圓載具時，一無塵室形成於下方單元之下表面側上。據此，黏附在鎖緊桿之粉塵或由鎖緊桿產生之粉塵即侵入無塵室。

本發明即針對上述問題而達成，且其目的在提供一種可抑制粉塵侵入無塵室之晶圓載具。

達成上述目的之本發明之一態樣係一種晶圓載具，包含：一下方單元，係供一半導體晶圓放置於其上，及一上方單元，其可拆解地附著於下方單元，及形成一密封室以容置上方單元與下方單元之間的半導體晶圓，其中上方單元備有複數鎖緊機構，其藉由抵靠於下方單元之一側表面上，以將下方單元固接於上方單元。

據此，其可藉由鎖緊機構固接未與無塵室接觸之下方單元之側表面，以抑制粉塵侵入無塵室。

在此態樣中，一凹部形成於下方單元之側表面中，及各鎖緊機構可接配於凹部。據此，鎖緊機構接配於下方單元之凹部，使下方單元可穩定固接於上方單元。

在此態樣中，各鎖緊機構包括一接配於下方單元之凹部的球形體、設於上方單元中以利旋擺之鎖緊桿且其末梢部抵靠於球形體以便將球形體壓至下方單元之凹部側、及一將鎖緊桿之末梢部偏壓至球形體側之彈簧構件。

在此態樣中，一沿鎖緊機構之鎖緊桿之旋擺方向穿過 的通孔係形成於上方單元中，及球形體設置用於在通孔中往復運動，及一凸部突伸至通孔之中央側及傾斜至鎖緊桿，其形成於通孔內之密封室側之端部處。

據此，當下方單元從上方單元卸除時，其確實防止球形體免於從通孔意外掉落至密封室側。再者，當鎖緊桿相關於球形體之抵靠釋除時，球形體即依據一凸部之傾斜而移至鎖緊桿側。因此，下方單元之凹部與球形體之間的抵靠即釋除且下方單元可輕易從上方單元卸除。

在此態樣中，上方單元備有一導引構件，其導引彈簧構件在球形體方向之伸出/縮回。據此，一導引構件可在球形體方向穩定伸出/縮回，此可抑制因彈簧構件所致之粉塵產生。

在此態樣中，鎖緊機構可建立於上方單元中。據此，可防止粉塵黏附於鎖緊機構。

在此態樣中，球形體可以是金屬製成，及鎖緊桿可以是樹脂製成。當球形體是金屬製成，則球形體抵靠於鎖緊桿及下方單元之凹部上等等時，其可抑制粉塵產生。再者，當鎖緊桿是樹脂製成時，晶圓載具可減輕重量。

在此態樣中，複數個彼此不同形狀且朝外突伸之凸耳部形成於下方單元之側表面中，凹部可形成於凸耳部之側表面中，及凹形定位部可分別形成於上方單元中，以便對應於下方單元之凸耳部。

據此，上方單元與下方單元之間的相對位置關可特別地決定，此可避免下方與上方單元之間的錯接。

本發明之上述及其他目的、特徵及優點可以從文後之詳細說明及附圖中獲得充分瞭解，圖式僅供揭示而不應被視為限制本發明。

1‧‧‧晶圓載具

2‧‧‧下方單元

3‧‧‧上方單元

4‧‧‧密封室

5‧‧‧鎖緊機構

21‧‧‧固定構件

22‧‧‧槽道部

23‧‧‧密封件

24‧‧‧凸耳部

25‧‧‧凹部

31‧‧‧空間部

32‧‧‧定位部

33‧‧‧通孔

34‧‧‧穴部

35‧‧‧通孔

51‧‧‧球形體

52‧‧‧鎖緊桿

53‧‧‧彈簧構件

54‧‧‧鉸鏈軸桿

55‧‧‧導引構件

100‧‧‧半導體晶圓

331‧‧‧凸部

圖1係斜視圖，揭示根據一實施例之晶圓載具之概略結構；圖2係根據實施例之晶圓載具之斜視分解圖；圖3係根據實施例之晶圓載具之俯視圖；及圖4係沿圖3之線A-A所取之晶圓載具之截面圖。

文後，本發明之一實施例將參考圖式說明。圖1係斜視圖，揭示根據本發明之一實施例的晶圓載具之概略結構。圖2係根據本發明之實施例之晶圓載具之斜視分解圖。

根據實施例之一晶圓載具1係使用在一SMIF(標準機械界面系統)之製造過程中，其中空氣污染控制是集中在半導體晶圓100出口所在之空間內。根據實施例之晶圓載具1包括一供半導體晶圓100放置於上之下方單元2及一可拆解地附著於下方單元2之上方單元3。

圖3係根據實施例之晶圓載具之俯視圖，即透視於上方單元之透視圖。圖4係沿圖3之線A-A所取之晶圓載具之截面圖。

上方單元3形成盒狀，其形成一概呈碟狀空間部31且下方開口於上方單元3內側。上方單元3之空間部31係以下方單元2從下側覆蓋，藉此形成上方單元3與下方單元2之間的一密封室4。半導體晶圓100即容置於密封室4中。上方單元3備有複數鎖緊機構5，其藉由抵靠在下方單元2之一側表面上，可將下方單元2固定於上方單元3。

當下方單元2裝接至上方單元3時，下方單元2之一下表面定位於上方單元3之一下表面之上側上方。亦即，當晶圓載具1置入時，下方單元2之下表面是在漂浮狀態。據此，例如當晶圓載具1放置於一輸送器上並且載送時，其可抑制粉塵黏附於下方單元2之下表面。

下方單元2例如形成概呈碟狀。在下方單元2之一上表面上例如等距設有四固定構件21，用於固定半導體晶圓100，惟，本發明不受限於此。設於下方單元2中之固定構件21之數量及位置可以是不特定。各別固定構件21係與半導體晶圓100之外緣接觸，藉此將半導體晶圓100固定於下方單元2。在下方單元2之上表面上，一槽道部22沿著其外周邊形成。一由彈性材料(例如，橡膠或樹脂)製成之概呈環形密封件23裝設於槽道部22。當下方單元2裝設於上方單元3時，下方單元2之密封件23緊密接觸上方單元3。據此，形成於上方單元3與下方單元2之間的密封室4得以密封。

在下方單元2之一側表面上，形成彼此具有不同形狀 並且朝外突出之凸耳部24。例如，兩對凸耳部24形成於下方單元2之側表面上的彼此相對位置，惟，本發明不限於此。待形成之凸耳部24之數量及位置可以任意設定。 凹形定位部32各別形成於上方單元3中並且在對應於下方單元2之凸耳部24的位置。上方單元3之各定位部32接配於下方單元2之對應凸耳部24，藉此將下方單元2相對於上方單元3定位及固定。

在此，下方單元2之四枚凸耳部24中之一凸耳部24的寬度較大於另三枚凸耳部24的寬度。因此，上方單元3之各定位部32在其接配於下方單元2之凸耳部24時不會移位。據此，相對位置關係可特別地決定，而下方與上方單元2、3之間的錯接也可以避免。

定位下方與上方單元2、3之方法係一範例，且本發明不限於此。例如，上方單元3之各定位部32及下方單元2之凸耳部24可以任意設定，及其較佳亦可藉由寫入線、圖形等等於上方單元3及下方單元2中以執行定位，而不設置定位部32及凸耳部24。

在下方單元2之各凸耳部24之側表面中，分別形成可供鎖緊機構5抵靠於其上之凹部25。例如，在上方單元3之角隅部附近總共設有四具鎖緊機構5，惟，本發明不限於此。也可以應用一結構，其中兩或三具鎖緊機構5設於上方單元3中。只要下方單元2能穩定固定於上方單元3，設於上方單元3中之鎖緊機構5的數量及位置可以任意設定。

各鎖緊機構5包括一接配於下方單元2之凸耳部24之凹部25的球形體51、一設於上方單元3中以利旋擺之鎖緊桿52、及一用於偏壓鎖緊桿52之彈簧構件53。

一沿著鎖緊機構5之鎖緊桿52之旋擺方向從空間部31穿入之通孔33形成於上方單元3中。球形體51設置用於在通孔33中往復運動。球形體51抵靠於下方單元2中之凸耳部24之凹部25上。球形體51例如由金屬製成。據此，其可抑制當球形體51在通孔33中往復運動、或抵靠於凹部25上時及下方單元2中之凸耳部24之凹部25所產生之粉塵。

請注意下方單元2可以藉由容許鎖緊桿52之末梢部直接抵靠於下方單元2中之凸耳部24之凹部25上而固定，即通孔33內不設置球形體51。鎖緊機構5之結構因此得以簡化。下方單元2可以藉由將下方單元2之凸耳部24形成一平坦之側表面而固定於上方單元3，則凸耳部24內即不必形成凹部25，並且令鎖緊桿52之末梢部抵靠於平坦之側表面上，以利用所產生之摩擦力。

一朝向中央側突伸之凸部331形成於通孔33內側之密封室之一端部處。據此，當下方單元2從單元3卸除時，其確實防止球形體51免於從通孔33意外掉落至空間部31。再者，凸部331朝向鎖緊桿52側傾斜。據此，當鎖緊桿52之抵靠釋除時，球形體51自然依據凸部331之傾斜而朝向鎖緊桿52側移動。因此，下方單元2中之凸耳部24之凹部25與球形體51之間的抵靠即釋除且下方 單元2可輕易從上方單元3卸除。

鎖緊桿52形成彎曲之概呈狗腿狀。概呈狗腿狀之穴部34分別形成於上方單元3之各角隅部。穴部34與球形體51之通孔33連通，並且分別朝上及朝側面開口。一鉸鏈軸桿54設置豎立於各穴部34中。鎖緊桿52係由幾乎位於鎖緊桿52中央處之鉸鏈軸桿54樞轉支撐。

鎖緊桿52在穴部34內之鉸鏈軸桿54周圍沿水平方向旋擺。鎖緊桿52之末梢部抵靠在球形體51上及將球形體51壓在下方單元2中之凸耳部24之凹部25上。當鎖緊桿52旋擺抵靠於球形體51上時，橫向之輕微位移即出現於鎖緊桿52與球形體51之間。惟，橫向之位移可由球形體51之曲形表面吸收。據此，其可抑制當鎖緊桿52抵靠於球形體51上時所產生之粉塵。

在鎖緊桿52之末梢部中，一彎曲表面形成對應於球形體51之球形。據此，其可防止粉塵在鎖緊桿52之末梢部抵靠於球形體51上時產生。使用者從穴部34之側面上之一開口按壓鎖緊桿52之後端即可旋轉鎖緊桿52。

彈簧構件53將鎖緊桿52之末梢部偏壓至球形體側。彈簧構件53之末梢部裝設在一形成於鎖緊桿52之末梢部之外表面(即球形體51之相反側表面)中的凹部。彈簧構件53之偏壓力供鎖緊桿52之末梢部抵靠於球形體51，以便將球形體51壓至下方單元2中之凸耳部24之凹部25上。球形體51裝設於下方單元2中之凸耳部24之凹部25，藉此將下方單元2接配於上方單元3。

另方面，當鎖緊桿52之後端部朝內(順時針方向)壓時，鎖緊桿52係依相反於球形體51之方向(彈簧構件53之方向)在鉸鏈軸桿54周圍旋擺。鎖緊桿52之末梢部從球形體51分開。球形體51與下方單元2中之凸耳部24之凹部25之間的裝接即鬆釋且下方單元2相關於上方單元3之固接亦鬆釋。據此，下方單元2可輕易從上方單元3卸除。鎖緊桿52係樹脂製成，以利減輕晶圓載具1之重量。

彈簧構件53例如為一形成螺旋狀之金屬構件，其朝向上方單元3之中央方向配置。另一從穴部34延伸至外側之通孔35係形成於上方單元3中。另一通孔35和球形體51之通孔33延伸於同一軸線上。一用於導引彈簧構件53之導引構件55的一端係裝接及固定於通孔35。使用者可以輕易通過穴部34之一上方開口執行彈簧構件53之附接、拆卸、調整等等。

導引構件55的一端接配於通孔35及朝球形體51之方向固定。嵌入導引構件55之外周邊。據此，彈簧構件53可以在球形體之方向上穩定伸出/縮回，此可抑制因彈簧構件53所生之粉塵。如上所述，各鎖緊機構5建立在上方單元3中。據此，其可在晶圓載具1等等之攜載過程中防止粉塵黏附於各鎖緊機構5。亦可防止粉塵通過各鎖緊機構5而侵入無塵室。

附帶地，例如在攜載晶圓載具至各處理設備之過程中，下方單元之下表面即曝露於空氣，或晶圓載具在下方 單元之下表面放置於輸送器上之狀態中攜載時。因此，粉塵極易黏附於下方單元之下表面。此外，在各處理設備中將晶圓載具開啟及關閉時，無塵室即形成於下方單元之下表面側中。

另方面，在根據實施例之晶圓載具1中，藉由抵靠在下方單元2之側表面上而將下方單元2固接於上方單元3的鎖緊機構5係設於上方單元3中，如上所述。不易曝露於空氣並且未接觸到無塵室之下方單元2的側表面係由鎖緊機構5固定，藉此抑制粉塵侵入無塵室。

接著，一種根據實施例攜載晶圓載具之方法將詳述於後。

晶圓載具1係由輸送器等等攜載至處理設備以執行許多製程。例如，在處理設備中設有一裝載埠，用於開關晶圓載具1之下方及上方單元2、3。在裝載埠裝置中形成一潔淨度比周圍環境高之無塵室。無塵室係與實際對半導體晶圓100執行處理之無塵室連通。

載送之晶圓載具固接於裝載埠裝置。此時，上方單元3固定於一固定平台且下方單元2固定在一沿垂直方向移動之可動平台上。許多空間設在與下方單元2之下表面接觸的可動平台之一上表面上。當黏附於下方單元2之下表面的粉墨從空間部吸取時，下方單元2即藉由吸力固定於可動平台上。

當各鎖緊機構5之鎖緊桿52之後端被壓下，以便推入上方單元3內時，鎖緊桿52即在鉸鏈軸桿54周圍依順 時針方向旋擺。鎖緊桿52之末梢部從球形體51分開。據此，通孔33內之球形體51朝鎖緊桿52退回，且下方單元2相關於上方單元3之固接即釋放。

此時，下方單元2與球形體51之間的接觸，以及球形體51、鎖緊桿52及彈簧構件53之所有操作皆在下方單元2之側部中執行。儘管本實施例之晶圓載具1具有結構可抑制粉塵產生，但是粉塵僅在下方單元2之側部產生，而且即使是粉塵產生時亦不在下方單元2之下方部產生。再者，鎖緊機構5建立於上方單元3中。據此，粉塵在運送期間並未黏附於鎖緊機構5。

當可動平台向下移動時，可動平台上之下方單元2從上方單元3脫離及移動至裝載埠裝置內之無塵室中。如上所述，粉塵未產生於下方單元2之下方部中。據此，粉塵不致侵入設於下方單元2之下表面側內的裝載埠裝置之無塵室。

從揭述之本發明中，顯然本發明之實施例可以有許多變化方式。這些變化形式並未悖離本發明之精神及範疇，習於此技者可瞭解諸此調整應涵括在文後之申請專利範圍之範疇內。

1‧‧‧晶圓載具

2‧‧‧下方單元

3‧‧‧上方單元

5‧‧‧鎖緊機構

21‧‧‧固定構件

23‧‧‧密封件

33‧‧‧通孔

52‧‧‧鎖緊桿

53‧‧‧彈簧構件

55‧‧‧導引構件

100‧‧‧半導體晶圓

Claims (8)

1. 一種晶圓載具，包含：下方單元，係供半導體晶圓放置於其上；上方單元，可拆解地附著於該下方單元，並形成密封室以容置該上方單元與該下方單元之間的半導體晶圓，其中該上方單元備有複數鎖緊機構，其藉由抵靠於該下方單元之側表面上，以將該下方單元固接於該上方單元，各該鎖緊機構的末梢部抵靠於該下方單元的該側表面上。
2. 如申請專利範圍第1項之晶圓載具，其中凹部形成於該下方單元之該側表面中，及各該鎖緊機構接配於該凹部。
3. 如申請專利範圍第2項之晶圓載具，其中各該鎖緊機構包括接配於該下方單元之該凹部的球形體、設於該上方單元中以利旋擺且具有該末梢部之鎖緊桿，該末梢部抵靠於該球形體以便將該球形體壓至該下方單元之該凹部側、及將該鎖緊桿之該末梢部偏壓至該球形體側之彈簧構件。
4. 如申請專利範圍第3項之晶圓載具，其中沿該鎖緊機構之該鎖緊桿之旋擺方向穿過的通孔係形成於該上方單元中，及該球形體設置用於在該通孔中往復運動，及凸部，突伸至該通孔之中央側及傾斜至該鎖緊桿，其形成於該通孔內之該密封室側之端部處。
5. 如申請專利範圍第3或4項之晶圓載具，其中該上方單元備有導引構件，其導引該彈簧構件在該球形體方向之伸出/縮回。
6. 如申請專利範圍第3項之晶圓載具，其中該鎖緊機構建立於該上方單元中。
7. 如申請專利範圍第3項之晶圓載具，其中該球形體係金屬製成，及該鎖緊桿係樹脂製成。
8. 如申請專利範圍第2項之晶圓載具，其中複數個彼此不同形狀且朝外突伸之凸耳部形成於該下方單元之該側表面中，該凹部形成於該凸耳部之側表面中，及該凹形定位部分別形成於該上方單元中，以便對應於該下方單元之該凸耳部。