TWI780789B

TWI780789B - 晶圓自動承載系統及採用該系統傳送晶圓之方法

Info

Publication number: TWI780789B
Application number: TW110123226A
Authority: TW
Inventors: 楊華龍; 楊德贊; 劉聞敏; 吳鳳麗
Original assignee: 中國大陸商拓荆科技股份有限公司
Priority date: 2020-06-24
Filing date: 2021-06-24
Publication date: 2022-10-11
Also published as: CN113838788A; CN113838788B; US20210407843A1; TW202207340A; US12131938B2

Abstract

一種晶圓自動承載系統及採用該系統傳送晶圓之方法，該系統包含：真空腔室，其中具有複數個晶圓承載工位；複數個第一槳及第二槳，其均位於真空腔室內且能夠分別同步旋轉，且每一第二槳與相應第一槳構成一對槳，以共同承載一晶圓；雙套磁流體，其與真空腔室密封連接，且連接至複數個第一槳及複數個第二槳，以驅動其中之一者或兩者旋轉；第一驅動機構；以及第二驅動機構。該系統能減少晶圓在傳送過程中之運動步驟，因而提高晶圓之傳送精度及穩定性，減小其位置誤差。

Description

晶圓自動承載系統及採用該系統傳送晶圓之方法

本發明係關於半導體晶圓處理領域，尤其係關於用於在半導體處理腔室中承載晶圓、傳送晶圓之系統及方法。

晶圓係用於製備半導體裝置之基底。為了製備半導體裝置(例如積體電路、半導體發光裝置等)，需要將晶圓置放於半導體處理腔室進行加熱及沈積處理(例如化學氣相沈積(CVD)及電漿增強化學氣相沈積(PECVD)等)，在這個過程中，需要將複數個晶圓依次置放於不同的工位(加熱盤)上。因此，需要專門的晶圓承載裝置來將晶圓逐一地置放於加熱盤上，並傳送至不同的工位。

先前技術中，用於承載及傳送晶圓之晶圓承載裝置普遍存在一些缺點，例如，有些承載裝置使得晶圓在被傳送過程中所經歷之運動過程較多，因而晶圓之位置誤差較大，甚至在傳送過程中出現報警之狀況；再比如，晶圓最後在加熱盤上之位置不能準確判定，導致晶圓薄膜沈積之品質較差；另外，亦可能導致晶圓沈積之重複性不可複製。

因此，有必要對先前技術中之晶圓承載裝置進行改良。

本申請案之目的在於至少解決上述先前技術中之問題之一，提供這樣一種晶圓自動承載系統及利用該系統傳送晶圓之方法。該系統、方法能實現如下複數個目的中之至少一者： (1)減少晶圓在傳送過程中之運動步驟，因而提高晶圓之傳送精度，減小其位置誤差； (2)可方便、準確地判定晶圓在加熱盤上之位置，提高晶圓自動傳送之穩定性； (3)改善在製程過程中薄膜沈積之均勻性。

按照本申請案之一個實施例所提供之晶圓自動承載系統，包含：真空腔室，其中具有複數個晶圓承載工位；複數個第一槳，其位於上述真空腔室內且能夠同步旋轉；複數個第二槳，其亦位於上述真空腔室內且亦能夠同步旋轉，其中上述複數個第二槳中之每一者分別與上述複數個第一槳中之相應一者構成一對槳，以共同承載一晶圓；雙套磁流體，其與上述真空腔室密封連接，且連接至上述複數個第一槳及上述複數個第二槳，以驅動其中之一者或兩者旋轉；第一驅動機構，其連接於上述雙套磁流體，以藉由上述雙套磁流體驅動上述複數個第一槳及上述複數個第二槳同步同向旋轉；以及第二驅動機構，其亦連接於上述雙套磁流體，以藉由上述雙套磁流體實現上述複數個第一槳與上述複數個第二槳之間的相對旋轉。

在上述實施例中，上述雙套磁流體包含可相對彼此旋轉之第一套圈、第二套圈及第三套圈，上述第二套圈連接至上述複數個第一槳，且上述第三套圈連接至上述複數個第二槳。

較佳地，上述第二套圈包含齒輪，上述第一驅動機構包含與上述齒輪哈合之同步帶，從而藉助於上述同步帶將動力傳遞至第二套圈之齒輪，帶動第二套圈旋轉。

較佳地，上述第一驅動機構亦包含與上述同步帶嚙合之另一齒輪，上述另一齒輪由電機驅動旋轉。

在上述實施例中，上述第一驅動機構亦包含：位於上述另一齒輪與上述電機之間的減速機；以及用於固定上述減速機之固定板，上述固定板設置於上述減速機與上述另一齒輪之間。

較佳地，上述第二驅動機構為氣缸驅動系統，當然，亦可以係液壓或其他驅動系統。

作為一種實施方式，上述第二驅動機構包含與上述第二套圈固定連接之第一連桿、與上述第三套圈固定連接之第二連桿、以及鉸鏈連接於上述第一連桿與上述第二連桿之間的氣缸部件。

較佳地，上述氣缸部件包含缸筒及活塞桿，上述活塞桿之一端設置於上述缸筒內，另一端與上述第一連桿鉸接；上述缸筒與上述第二連桿鉸接。

較佳地，上述第二驅動機構亦包含壓縮空氣旋轉接頭，其與第二連桿固定，上述壓縮空氣旋轉接頭包含複數個進氣埠及複數個出氣埠，上述複數個出氣埠連接至上述缸筒，以向其提供壓縮氣體。具體連接方式可採用例如軟管連接。在上述實施例中，上述第一套圈上形成有凸緣，以藉助於安裝於上述凸緣上之緊固件固定於上述真空腔室之底壁上。

在上述實施例中，較佳地，上述真空腔室內共有六個晶圓承載工位(亦即，加熱盤)，相應地共有六個第一槳及六個第二槳。當然，亦可以在上述真空腔室內設置四個、八個、十個等數量之晶圓承載工位，此時相應地第一槳及第二槳之數量亦為四個、八個、十個等。

在上述實施例中，較佳地，上述複數個第一槳一體成形，且形成為由一共同的第一中心部徑向向外延伸之桿狀體；上述複數個第二槳一體成形，亦形成為由一共同的第二中心部徑向向外延伸之桿狀體。當然，複數個第一槳(及複數個第二槳)並非必須一體成形，亦可以藉由其他方式連接。例如，各個第一槳焊接在一起。在上述實施例中，其中上述第一中心部及上述第二中心部共軸，但位於不同的高度；上述複數個第一槳及上述複數個第二槳用於承載晶圓之部分略微呈圓弧狀，且具有相同的高度。亦即，上述複數個第一槳或上述複數個第二槳自其中心位置至承載晶圓之部分(亦即其自由端)有一高度差的變化。

在上述實施例中，上述一對槳(亦即一個第一槳及相應的第二槳)可操作以在收縮狀態下共同托舉晶圓，或者可操作以在收縮狀態下共同夾取晶圓。具體採用哪種方式根據晶圓之尺寸及第一槳、第二槳之間的間距等來判定。

按照本申請案之另一實施例，提供一種利用如上所述之晶圓自動承載系統傳送晶圓之方法。

按照本申請案之再一實施例，提供另一種晶圓自動承載系統，其包含：真空腔室，其中具有複數個晶圓承載工位；複數個第一槳，其位於上述真空腔室內且能夠同步旋轉；複數個第二槳，其亦位於上述真空腔室內且亦能夠同步旋轉，其中上述複數個第二槳中之每一者分別與上述複數個第一槳中之相應一者構成一對槳，以共同承載一晶圓；雙套磁流體，其與上述真空腔室密封連接，且連接至上述複數個第一槳及上述複數個第二槳，以驅動其中之一者或兩者旋轉；第一驅動機構及第二驅動機構，其均連接於上述雙套磁流體，以彼此協作而驅動上述複數個第一槳及上述複數個第二槳同步同向旋轉及相對旋轉。

同樣地，在該實施例中，上述一對槳(亦即一個第一槳及相應的第二槳)可操作以在收縮狀態下共同托舉晶圓，或者可操作以在收縮狀態下共同夾取晶圓。具體採用哪種方式根據晶圓之尺寸及第一槳、第二槳之間的間距等來判定。

在上述實施例中，上述第一驅動機構經組態以直接驅動上述複數個第一槳旋轉，且同時經由第二驅動機構驅動上述複數個第二槳旋轉，此時上述第二驅動機構不提供驅動力；第二驅動機構經組態以驅動上述複數個第一槳及上述複數個第二槳中之一者相對於另一者旋轉，此時上述第一驅動機構不提供驅動力。亦由上述第一驅動機構提供驅動來實現第一槳及第二槳之同步同向旋轉，而由上述第二驅動機構提供驅動來實現第一槳與第二槳之間的相對旋轉。

按照本申請案之又一實施例，提供一種利用上述晶圓自動承載系統傳送晶圓之方法，包含如下步驟： a)使複數個第一槳及複數個第二槳成對地位於上述複數個晶圓承載工位上方，並處於收縮狀態，以供承載晶圓； b)藉助於真空機械手將至少一個晶圓傳送至真空腔室內之至少一個晶圓承載工位上方，並置放於成對之第一槳與第二槳上； c)使上述第一驅動機構提供驅動力，以使上述複數個第一槳及上述複數個第二槳同步同向旋轉，從而將晶圓傳送至下一個或者下幾個(例如下兩個或下三個)工位； d)重複步驟b)及c)，直至所有的第一槳及第二槳上均承載有晶圓； e)使上述真空腔室內之支桿升起，從而將晶圓頂靠至超過上述第一槳及上述第二槳之高度而與之脫離； f)使上述第二驅動機構提供驅動力，以驅動上述複數個第一槳及上述複數個第二槳中之一者朝遠離另一者之方向旋轉，從而使每對第一、第二槳分開至張開狀態；以及 g)使上述真空腔室內之支桿下降，從而將各晶圓置放於上述真空腔室中之相應工位上，從而實現整個晶圓多站之自動傳送。

在上述步驟b)中，處於收縮狀態之上述成對的第一槳與第二槳可共同托舉晶圓，或者共同夾取晶圓。具體採用哪種方式根據晶圓之尺寸及第一槳、第二槳之間的間距等來判定。

較佳地，在上述方法中：上述雙套磁流體包含可相對彼此旋轉之第一套圈、第二套圈及第三套圈，上述第二套圈連接至上述複數個第一槳，且上述第三套圈連接至上述複數個第二槳；上述第二套圈包含齒輪，上述第一驅動機構包含與上述齒輪嚙合之同步帶、與上述同步帶嚙合之另一齒輪、驅動上述另一齒輪之電機、及位於上述另一齒輪與上述電機之間的減速機。在步驟c)中，由上述電機產生動力，並將動力依次傳遞至上述減速機、上述另一齒輪、上述同步帶及上述齒輪，從而使上述第二套圈旋轉。

較佳地，上述第二驅動機構包含與上述第二套圈固定連接之第一連桿、與上述第三套圈固定連接之第二連桿、以及鉸鏈連接於上述第一連桿與上述第二連桿之間的氣缸部件；在步驟c)中，上述氣缸部件不產生動力，而僅將來自上述第二套圈之動力傳遞至上述第三套圈；在步驟f)中，上述氣缸部件產生動力，以驅動上述第三套圈朝遠離上述第二套圈之方向旋轉，上述第二套圈保持不動，從而上述複數個第一槳與上述複數個第二槳之間產生相對旋轉，並達到張開狀態。

按照本申請案所提供之晶圓承載系統及方法能夠帶來如下諸多優越的技術效果： (1)由於採用雙套磁流體之不同套圈分別連接第一槳與第二槳，並藉由兩套驅動系統協作驅動第一槳及第二槳之同步同向旋轉及相對旋轉，因而減少晶圓在傳送過程中之運動步驟，提高了晶圓之傳送位置精度以及自動傳送之穩定性； (2)利用成對之第一槳與第二槳來夾取或托舉晶圓，因而提高了晶圓在腔內位置之精準程度； (3)由於提高了晶圓之位置精度及傳送精度，因而可以改善在製程過程中薄膜沈積之均勻性，提高產晶合格率。

下面結合附圖具體描述本申請案之實施例。藉由參考附圖來閱讀關於下面具體實施例之描述，就更容易理解本申請案之各個態樣。需要說明的係，此等實施例僅僅係例示性的，其僅用於解釋、說明本申請案之技術方案，而並非對本申請案之限制。熟習此項技術者在此等實施例之基礎上，可以作出各種變型及變換，所有以等同方式變換獲得之技術方案均屬於本申請案之保護範疇。本說明書中所使用之各種部件之名稱僅出於說明之目的，並不具備限定作用，不同廠商可使用不同的名稱來指代具備相同功能之部件。

參見圖1，其展示按照本申請案之一種實施例所提供之晶圓自動承載系統之剖視示意圖。同時一併參見圖2A，其為圖1所示之晶圓自動承載系統之俯視示意圖。如圖1及圖2A中所示，該晶圓自動承載系統包含：真空腔室1、複數個第一槳2、複數個第二槳3、雙套磁流體4、第一驅動機構5、第二驅動機構6。

真空腔室1亦稱反應室，其中具有複數個晶圓承載工位(亦即加熱盤)11。複數個第一槳2位於上述真空腔室1內且能夠同步旋轉；複數個第二槳3亦位於上述真空腔室1內且亦能夠同步旋轉。如圖2A中所示，複數個第二槳3中之每一者分別與複數個第一槳2中之相應一者構成一對槳，形成類似於「手捧」結構，以共同承截一晶圓。具體而言，成對之第一槳2與第二槳3可操作以在收縮狀態下(亦即圖2A所示之狀態)共同托舉晶圓，或者可操作以在收縮狀態下共同夾取晶圓。具體採用哪種方式根據晶圓之尺寸及第一槳2、第二槳3之間的間距等來判定。

在本申請案所給出之實施例中，如圖2A中所示，真空腔室1中一共有六個承載工位11，相應地，一共有六對第一槳2與第二槳3。當然，真空腔室1中之工位亦可以係其他數量，例如四個、八個、十個等，具體可根據需要進行設計。

如圖1中所示，雙套磁流體4位於真空腔室1之底部，並與其密封連接，且連接至上述複數個第一槳2及上述複數個第二槳3，以驅動其中之一者或兩者旋轉，具體詳見下述。

如圖1中所示，第一驅動機構5連接於上述雙套磁流體4，以藉由上述雙套磁流體4驅動上述複數個第一槳2及上述複數個第二槳3同步同向旋轉；第二驅動機構6亦連接於上述雙套磁流體4，以藉由上述雙套磁流體4實現上述複數個第一槳2與上述複數個第二槳3之間的相對旋轉。亦即，第一驅動機構5用於驅動上述複數個第一槳2及上述複數個第二槳3之同步同向旋轉，以將其上之晶圓傳送至下一個(或者下N個，N為大於1之整數)工位，而第二驅動機構6用於驅動第一槳2與第二槳3之間產生相對旋轉(亦即一者相對於另一者旋轉)，以使得二者之間的間距加大而變為張開狀態(參見圖2B，此時晶圓可以(在加熱盤上方之支撐桿之支撐下)緩慢落下至加熱盤上)，以及之後返回收縮狀態(圖2A)，以承載下一晶圓。

藉由利用兩個交叉、成對之槳來實現對晶圓之夾持、支撐，使得對晶圓進行更精確之定位，因而提高其位置精度。而採用雙套磁流體非常有助於來實現第一、第二槳同步同向及相對之旋轉，同時亦助於實現雙套磁流體與真空腔室1底部之密封連接。

參見圖3，其為圖1所示之晶圓自動承載系統之省去了真空腔室後之仰視示意圖，其展示位於真空腔室底部之結構；同時參見圖4，其為沿圖3中之A-A處之剖視放大圖，尤其展示雙套磁流體與第一、第二槳之連接關係。

如圖4中所示，在本申請案之上述實施例中，上述雙套磁流體4包含可相對彼此旋轉之第一套圈41、第二套圈42及第三套圈43。第一套圈41位於最外部，以與真空腔室1固定連接。上述第二套圈42為中間圈，位於第一套圈41與第三套圈43之間，其連接至上述複數個第一槳2，以使得其旋轉。而上述第三套圈43位於最內側，其連接至上述複數個第二槳3，以使得其旋轉。具體的連接方式可採用固定連接、鍵連接等。

參見圖5A，其為上述晶圓自動承載系統底部之立體示意圖(為清楚起見，未展示真空腔室、第一槳及第二槳)，其中展示了雙套磁流體4與第一、第二驅動機構5、6之結構及它們之間的連接關係，此時第二驅動機構之氣缸處於原始狀態。

如圖5A中所示，上述第二套圈42包含齒輪421，上述第一驅動機構5包含與上述齒輪421嚙合之同步帶51，從而利用同步帶將動力傳遞至齒輪421，帶動第二套圈42旋轉。同步帶51為正時同步帶，藉由正時同步帶提供晶圓之旋轉動力有助於提高旋轉精度及傳動效率。

進一步，上述第一驅動機構5亦包含：另一齒輪52，其與上述同步帶51嚙合，並由電機53驅動旋轉；減速機54，其位於上述另一齒輪52與上述電機53之間；以及固定板55，其設置於上述減速機54與上述另一齒輪52之間，用於固定上述減速機54，如圖5A中所示，由電機53產生之動力(旋轉運動)，藉由減速機54傳遞至另一齒輪52，另一齒輪52進一步帶動同步帶51運動，從而同步帶51帶動齒輪421(亦即第二套圈42)旋轉。如前所述，第二套圈42連接至上述複數個第一槳2，因此，第一槳2隨著第二套圈42一起旋轉。

此外，第二套圈42與第三套圈43之間亦設置有連接結構，以當第二套圈42旋轉運動時，一併帶動第三套圈43同步旋轉運動。第二套圈42與第三套圈43之間的連接結構可以係各種連接結構，只要能夠實現二者之間的剛性連接，從而在二者之間傳遞扭矩即可。

在本申請案所提供之實施例中，由第二驅動機構6來充當上述之連接結構。亦即，第二驅動機構6既為驅動機構，用於實現第一、第二槳2、3之間的相對運動，亦為連接結構，用於實現第一、第二槳2、3之同步運動。這樣獨特的結構設計簡化了該傳送裝置整體之結構，節省成本，係獨具匠心的設計。

在本申請案之實施例中，上述第二驅動機構6為氣缸驅動系統。具體而言，參見圖5A、5B，上述第二驅動機構6包含：與上述第二套圈42固定連接之第一連桿61、與上述第三套圈43固定連接之第二連桿62、以及鉸鏈連接於上述第一連桿61與上述第二連桿62之間的氣缸部件63，上述氣缸部件63包含缸筒631及活塞桿632，如圖5A、5B中所示，上述活塞桿632之一端設置於上述缸筒631內，另一端與上述第一連桿61鉸接；上述缸筒631與上述第二連桿62鉸接。

因此，當第二套圈42旋轉時，其帶動第一連桿61一起旋轉，第一連桿61進一步帶動氣缸部件63(此時其整體相當於一根連桿)、第二連桿62，從而帶動上述第三套圈43旋轉。亦即，第三套圈43與第二套圈42同步旋轉。因此，第三套圈43及第二套圈42分別驅動第一槳2及第二槳3同步旋轉。藉由該旋轉，可以將晶圓傳送至下一個(或者下兩個、下三個等)工位。

在上述實施例中，如圖5B中所示，上述第二驅動機構6亦包含壓縮空氣旋轉接頭64，其與第二連桿62固定。如圖中所示，壓縮空氣旋轉接頭64包含複數個進氣埠及複數個出氣埠，上述複數個出氣埠可藉由軟管(圖中未示)連接至上述缸筒631，以向其提供壓縮氣體。

當未向上述缸筒631注入壓縮氣體時，如圖5A所示，氣缸部件63處於原始狀態(亦即活塞桿632處於收縮狀態)；而當向上述缸筒631注入壓縮氣體時，壓縮氣體推動缸筒631中之活塞向外移動，亦即使得活塞桿632向圖5A、5B中之右端移動，直至達到圖5B所示之狀態。在這個過程中，第二套圈42固定不動，因而第一槳2亦固定不動，而活塞桿632藉由第一連桿61驅動第三套圈43旋轉，第三套圈43帶動第二槳3朝遠離第二槳2之方向旋轉，從而使得每對第一槳2、第二槳3之間距離變大而達到張開狀態(如圖2B所示)，此時晶圓可以自第一槳2、第二槳3中間落下。

由此可見，在本申請案所給出之上述實施例中，第一驅動機構5及第二驅動機構6分別連接於雙套磁流體4之第二套圈42與第三套圈43，從而彼此協作而驅動上述複數個第一槳2及上述複數個第二槳3同步同向旋轉及相對旋轉。具體而言，上述第一驅動機構5經組態以直接驅動上述複數個第一槳2旋轉，且同時經由第二驅動機構6驅動上述複數個第二槳3旋轉，此時上述第二驅動機構6不提供驅動力；第二驅動機構6經組態以驅動上述複數個第一槳2及上述複數個第二槳3中之一者(例如，複數個第二槳3)相對於另一者(例如，複數個第一槳2)旋轉，此時上述第一驅動機構5不提供驅動力。

如圖5A、5B中所示，上述第一套圈41上形成有凸緣411，以藉助於安裝於上述凸緣411上之緊固件(例如螺釘、螺栓等)固定於上述真空腔室1之底壁上。

再返回至圖2A、2B、3，在本申請案之實施例中，其中上述複數個第一槳2一體成形，且形成為由一共同的第一中心部21徑向向外延伸之桿狀體；上述複數個第二槳3一體成形，且形成為由一共同的第二中心部31徑向向外延伸之桿狀體。其中上述第一中心部21與上述第二中心部31共軸，但位於不同的高度。亦即，複數個第一槳2及複數個第二槳3均構成放射狀的結構，二者之中心部重合，其向外伸出之自由端，亦即第一槳2及第二槳3用於承載晶圓之部分略微呈圓弧狀，且具有相同的高度，這一點在圖1中可清楚看出，以用於精準地承載晶圓。

本申請案亦提供了利用上述晶圓自動承載系統傳送晶圓之方法。該方法包含如下步驟： a)使複數個第一槳2及複數個第二槳3成對地位於上述複數個晶圓承載工位11上方，並處於收縮狀態(如圖2A所示)，以供承載晶圓； b)藉助於真空機械手將至少一個晶圓傳送至真空腔室1內之至少一個晶圓承載工位11上方，並置放於成對之第一槳2與第二槳3上； c)使上述第一驅動機構5提供驅動力，以使上述複數個第一槳2及上述複數個第二槳3同步同向旋轉，從而將晶圓傳送至下一個或者下幾個工位； d)重複步驟b)及c)，直至所有的第一槳2及第二槳3上均承載有晶圓； e)使上述真空腔室1內之支桿升起，從而將晶圓頂靠至超過上述第一槳2及第二槳3之高度而與之脫離； f)使上述第二驅動機構6提供驅動力，以驅動上述複數個第一槳2及上述複數個第二槳3中之一者朝遠離另一者之方向旋轉，從而使每對第一槳2、第二槳3分開至張開狀態(如圖2B所示)；以及 g)使上述真空腔室1內之支桿下降，從而將各晶圓置放於上述真空腔室1中之相應工位上，從而實現整個晶圓多站之自動傳送。

如前所述，上述雙套磁流體4包含可相對彼此旋轉之第一套圈41、第二套圈42及第三套圈43，上述第二套圈42連接至上述複數個第一槳2，且上述第三套圈43連接至上述複數個第二槳3，上述第二套圈42包含齒輪421，第一驅動機構5包含與上述齒輪421嚙合之同步帶51、與上述同步帶51嚙合之另一齒輪52、驅動上述另一齒輪52之電機53、及位於上述另一齒輪52與上述電機53之間的減速機54。

在步驟c)中，由上述電機53產生動力，並將動力依次傳遞至上述減速機54、上述另一齒輪52、上述同步帶51及上述齒輪421，從而使上述第二套圈42旋轉，並進而帶動第一槳2旋轉。

關於上述第二驅動機構6，如前所述，其包含與上述第二套圈42固定連接之第一連桿61、與上述第三套圈43固定連接之第二連桿62、以及鉸鏈連接於上述第一連桿61與上述第二連桿62之間的氣缸部件63。在步驟c)中，氣缸部件63不產生動力，而僅將來自上述第二套圈42之動力傳遞至上述第三套圈43，從而帶動第二槳3與第一槳2同步同向旋轉；而在步驟f)中，上述氣缸部件63產生動力，以驅動上述第三套圈43朝遠離上述第二套圈42之方向旋轉，上述第二套圈42保持不動，從而上述複數個第一槳2與上述複數個第二槳3之間產生相對旋轉，並達到張開狀態。

在上述實施例中，處於收縮狀態的上述成對之第一槳2與第二槳3可共同托舉晶圓，或者共同夾取晶圓。具體採用哪種方式根據晶圓之尺寸及第一槳2、第二槳3之間的間距等來判定。

按照本申請案所提供之晶圓承載系統及方法，由於採用雙套磁流體之不同套圈分別連接第一槳與第二槳，並藉由兩套驅動系統協作驅動第一槳及第二槳，分別實現二者之同步旋轉及相對旋轉，因而減少了晶圓在傳送過程中之運動步驟，提高了其傳送位置精度以及自動傳送之穩定性。同時，由於利用成對之第一槳與第二槳來夾持、支撐晶圓，因而提高了晶圓在腔內位置之精準程度。另外，由於提高了晶圓之位置精度及傳送精度，因而可以改善在製程過程中薄膜沈積之均勻性，提高產晶合格率。

本申請案之技術內容及技術特點已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本申請案之範例。熟習此項技術者仍可能基於本申請案之教示及揭示而作種種不背離本申請案精神之替換及修飾。因此，本申請案已揭示之實施例並未限制本申請案之範疇。相反地，包括於申請專利範圍之精神及範疇之修改及均等設置均包含於本申請案之範疇內。

1:真空腔室 2:第一槳 3:第二槳 4:雙套磁流體 5:第一驅動機構 6:第二驅動機構 11:晶圓承載工位 21:第一中心部 31:第二中心部 41:第一套圈 42:第二套圈 43:第三套圈 51:同步帶 52:另一齒輪 53:電機 54:減速機 55:固定板 61:第一連桿 62:第二連桿 63:氣缸部件 64:壓縮空氣旋轉接頭 411:凸緣 421:齒輪 631:缸筒 632:活塞桿

圖1係按照本申請案之一種實施例所提供之晶圓自動承載系統之剖視示意圖；圖2A係圖1所示之晶圓自動承載系統之俯視示意圖，其展示了該系統之真空腔室中之各個工位及第一、第二槳之分佈，此時第一、第二槳處於收縮狀態，可用於承載晶圓；圖2B與圖2A類似，亦為圖1所示之晶圓自動承載系統之俯視示意圖，與圖2A不同之處在於，此時第一、第二槳處於張開狀態；圖3係圖1所示之晶圓自動承載系統之省去了真空腔室後之仰視示意圖，其展示位於真空腔室底部之結構；圖4係沿圖3中之A-A處之剖視放大圖(為清楚起見，將該圖旋轉至與圖1類似之方位)，尤其展示了雙套磁流體與第一、第二槳之連接關係；圖5A係圖1所示之晶圓自動承載系統底部部分之立體示意圖，展示了雙套磁流體及第一、第二驅動機構之具體結構及其連接關係，此時第二驅動機構之氣缸處於原始狀態；以及圖5B與圖5A類似，其亦展示了該晶圓自動承載系統底部部分之立體示意圖，與圖5A不同之處在於，此時第二驅動機構之氣缸處於伸展狀態。

41:第一套圈

411:凸緣

42:第二套圈

421:齒輪

43:第三套圈

5:第一驅動機構

51:同步帶

52:齒輪

53:電機

54:減速機

55:固定板

61:第一連桿

62:第二連桿

63:氣缸部件

64:壓縮空氣旋轉接頭

631:缸筒

632:活塞桿

Claims

一種晶圓自動承載系統，其包含：真空腔室(1)，其具有複數個晶圓承載工位(11)；複數個第一槳(2)，其位於該真空腔室(1)內且能夠同步旋轉；複數個第二槳(3)，其亦位於該真空腔室(1)內且亦能夠同步旋轉，其中該複數個第二槳(3)中之每一者分別與該複數個第一槳(2)中之相應一者構成一對槳，以共同承載一晶圓；雙套磁流體(4)，其與該真空腔室(1)密封連接，且連接至該複數個第一槳(2)及該複數個第二槳(3)，以驅動其中之一者或兩者旋轉；第一驅動機構(5)，其連接於該雙套磁流體(4)，以藉由該雙套磁流體(4)驅動該複數個第一槳(2)及該複數個第二槳(3)同步同向旋轉；以及第二驅動機構(6)，其亦連接於該雙套磁流體(4)，以藉由該雙套磁流體(4)實現該複數個第一槳(2)及該複數個第二槳(3)之間的相對旋轉。
如請求項1之晶圓自動承載系統，其中該雙套磁流體(4)包含可相對彼此旋轉之第一套圈(41)、第二套圈(42)及第三套圈(43)，該第二套圈(42)連接至該複數個第一槳(2)，且該第三套圈(43)連接至該複數個第二槳(3)。
如請求項1之晶圓自動承載系統，其中該第二套圈(42)包含齒輪(421)，該第一驅動機構(5)包含與該齒輪(421)嚙合之同步帶(51)。
如請求項3之晶圓自動承載系統，其中該第一驅動機構(5)亦包含與該同步帶(51)嚙合之另一齒輪(52)，該另一齒輪(52)由電機(3)驅動旋轉。
如請求項4之晶圓自動承載系統，其中該第一驅動機構(5)亦包含位於該另一齒輪(52)與該電機(53)之間的減速機(54)。
如請求項5之晶圓自動承載系統，其中該第一驅動機構(5)亦包含用於固定該減速機(54)之固定板(55)，該固定板(55)設置於該減速機(54)與該另一齒輪(52)之間。
如請求項2之晶圓自動承載系統，其中該第二驅動機構(6)為氣缸驅動系統。
如請求項7之晶圓自動承載系統，其中該第二驅動機構(6)包含與該第二套圈(42)固定連接之第一連桿(61)、與該第三套圈(43)固定連接之第二連桿(62)、以及鉸鏈連接於該第一連桿(61)與該第二連桿(62)之間的氣缸部件(63)。
如請求項8之晶圓自動承載系統，其中該氣缸部件(63)包含缸筒(631)及活塞桿(632)，該活塞桿(632)之一端設置於該缸筒(631)內，另一端與該第一連桿(61)鉸接；該缸筒(631)與該第二連桿(62)鉸接。
如請求項8之晶圓自動承載系統，其中該第二驅動機構(6)亦包含壓縮空氣旋轉接頭(64)，其與第二連桿(62)固定，該壓縮空氣旋轉接頭(64)包含複數個進氣埠及複數個出氣埠，該複數個出氣埠連接至該缸筒(631)，以向其提供壓縮氣體。
如請求項2之晶圓自動承載系統，其中該第一套圈(41)上形成有凸緣(411)，以藉助於安裝於該凸緣(411)上之緊固件固定於該真空腔室(1)之底壁上。
如請求項1之晶圓自動承載系統，其中該真空腔室(1)內共有六個晶圓承載工位(11)，相應地共有六個第一槳(2)及六個第二槳(3)。
如請求項1之晶圓自動承載系統，其中該複數個第一槳(2)一體成形，且形成為由一共同的第一中心部(21)徑向向外延伸之桿狀體；該複數個第二槳(3)一體成形，且形成為由一共同的第二中心部(31)徑向向外延伸之桿狀體。
如請求項13之晶圓自動承載系統，其中該第一中心部(21)及該第二中心部(31)共軸，但位於不同的高度；該複數個第一槳(2)及該複數個第二槳(3)用於承載晶圓之部分略微呈圓弧狀，且具有相同的高度。
如請求項1之晶圓自動承載系統，其中該一對槳可操作以在收縮狀態下共同托舉晶圓。
如請求項1之晶圓自動承載系統，其中該一對槳可操作以在收縮狀態下共同夾取晶圓。
一種晶圓自動承載系統，其包含：真空腔室(1)，其中具有複數個晶圓承載工位(11)；複數個第一槳(2)，其位於該真空腔室(1)內且能夠同步旋轉；複數個第二槳(3)，其亦位於該真空腔室(1)內且亦能夠同步旋轉，其中該複數個第二槳(3)中之每一者分別與該複數個第一槳(2)中之相應一者構成一對槳，以共同承載一晶圓；雙套磁流體(4)，其與該真空腔室(1)密封連接，且連接至該複數個第一槳(2)及該複數個第二槳(3)，以驅動其中之一者或兩者旋轉；第一驅動機構(5)及第二驅動機構(6)，其均連接於該雙套磁流體(4)，以彼此協作而驅動該複數個第一槳(2)及該複數個第二槳(3)同步同向旋轉及相對旋轉。
如請求項17之晶圓自動承載系統，其中：該第一驅動機構(5)經組態以直接驅動該複數個第一槳(2)旋轉，且同時經由第二驅動機構(6)驅動該複數個第二槳(3)旋轉，此時該第二驅動機構(6)不提供驅動力；第二驅動機構(6)經組態以驅動該複數個第一槳(2)及該複數個第二槳(3)中之一者相對於另一者旋轉，此時該第一驅動機構(5)不提供驅動力。
如請求項17之晶圓自動承載系統，其中該一對槳可操作以在收縮狀態下共同托舉晶圓。
如請求項17之晶圓自動承載系統，其中該一對槳可操作以在收縮狀態下共同夾取晶圓。
一種利用如請求項1至20中任一項之晶圓自動承載系統傳送晶圓之方法，其包含以下步驟： a)使該複數個第一槳(2)及該複數個第二槳(3)成對地位於該複數個晶圓承載工位(11)上方，並處於收縮狀態，以供承載晶圓； b)藉助於真空機械手將至少一個晶圓傳送至真空腔室(1)內之至少一個晶圓承載工位(11)上方，並置放於成對之第一槳(2)及第二槳(3)上； c)使該第一驅動機構(5)提供驅動力，以使該複數個第一槳(2)及該複數個第二槳(3)同步同向旋轉，從而將晶圓傳送至下一個或者下幾個工位； d)重複步驟b)及c)，直至所有的第一槳(2)及第二槳(3)上均承載有晶圓； e)使該真空腔室(1)內之支桿升起，從而將晶圓頂靠至超過該第一槳(2)及該第二槳(3)之高度而與之脫離； f)使該第二驅動機構(6)提供驅動力，以驅動該複數個第一槳(2)及該複數個第二槳(3)中之一者朝遠離另一者之方向旋轉，從而使每對槳(2，3)分開至張開狀態；以及 g)使該真空腔室(1)內之該支桿下降，從而將各晶圓置放於該真空腔室(1)中之相應工位上。
如請求項21之方法，其中：該雙套磁流體(4)包含可相對彼此旋轉之第一套圈(41)、第二套圈(42)及第三套圈(43)，該第二套圈(42)連接至該複數個第一槳(2)，且該第三套圈(43)連接至該複數個第二槳(3)；該第二套圈(42)包含齒輪(421)，該第一驅動機構(5)包含與該齒輪(421)嚙合之同步帶(51)、與該同步帶(51)嚙合之另一齒輪(52)、驅動該另一齒輪(52)之電機(53)、及位於該另一齒輪(52)與該電機(53)之間的減速機(54)；在步驟c)中，由該電機(53)產生動力，並將動力依次傳遞至該減速機(54)、該另一齒輪(52)、該同步帶(51)及該齒輪(421)，從而使該第二套圈(42)旋轉。
如請求項22之方法，其中：該第二驅動機構(6)包含與該第二套圈(42)固定連接之第一連桿(61)、與該第三套圈(43)固定連接之第二連桿(62)、以及鉸鏈連接於該第一連桿(61)與該第二連桿(62)之間的氣缸部件(63)；在步驟c)中，該氣缸部件(63)不產生動力，而僅將來自該第二套圈(42)之動力傳遞至該第三套圈(43)；在步驟f)中，該氣缸部件(63)產生動力，以驅動該第三套圈(43)朝遠離該第二套圈(42)之方向旋轉，該第二套圈(42)保持不動，從而該複數個第一槳(2)與該複數個第二槳(3)之間產生相對旋轉，並達到張開狀態。
如請求項21之方法，其中在步驟b)中，處於收縮狀態之該成對之第一槳(2)與第二槳(3)共同托舉晶圓。
如請求項21之方法，其中在步驟b)中，處於收縮狀態之該成對之第一槳(2)與第二槳(3)共同夾取晶圓。