晶圆传输装置的制作方法

本发明涉及一种半导体制程设备的晶圆传输装置，特别是一种在使用真空端与大气端之间的负载腔模块中使用分体设计的晶圆支架结构的晶圆传输装置。

背景技术：

在半导体制程设备中，进行晶圆加工时常常需要在真空压力下进行，晶圆在传入或传出反应腔室时，需要一种负载腔模块作为压力在真空与大气状态下的过度环境。为了达到晶圆的正常传递，晶圆的放置在支架上的位置必须满足一定的精度，然而当机械手臂传递晶圆至负载腔模块内的晶圆支架，晶圆在负载腔室内进行处理后，晶圆的位置相对于正常传递位置可能存在一定的偏移。

晶圆的加工质量对其表面的颗粒度也有严格的要求。通常所使用的晶圆支架，一类是金属材料支架如铝合金，晶圆与支架接触时产生的颗粒会影响晶圆的最终加工质量；另一类是有机材料如聚醚醚酮(polyetheretherketone，peek)，只能承受较低的温度，然而加工后的晶圆通常温度较高，造成支架上与晶圆接触处有软化磨损的情况，进而产生大量的颗粒影响晶圆的最终加工质量。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提供一种经过改良的晶圆传输装置，包含负载腔模块、设备前端模块和转换腔模块，其中该负载腔模块具有第一侧与第二侧，在第一侧与第二侧之间连通形成至少一负载腔室，负载腔室内设有至少一对晶圆支架，每一晶圆支架包含一主体，该主体平行延伸一对支撑臂，且每一支撑臂上设有支撑球和置中限位块；设备前端模块衔接配置于负载腔模块的第一侧；转换腔模块衔接配置于负载腔模块的第二侧。

进一步地，该对晶圆支架为分体设计，且设置于该负载腔室的相对侧壁上。

进一步地，支撑球和置中限位块的材料为单晶体材料。

进一步地，晶圆支架的主体设置于该负载腔室的相对侧壁的其中一侧壁。

进一步地，支撑球设置在支撑臂上远离负载腔室的侧壁，且支撑球为可旋转或固定不会脱落。

进一步地，置中限位块设置在支撑臂上靠近负载腔室的侧壁。

进一步地，置中限位块具有轴心，且形成平行于轴心的限位面，以及与该轴心间具有一夹角的对中面。

进一步地，置中限位块的轴心到该对晶圆支架所支承之晶圆的圆心之距离大于晶圆的半径。

进一步地，负载腔室内设有两对晶圆支架，两对晶圆支架彼此迭加安装于负载腔室的相对侧壁。

进一步地，该对晶圆支架的该些支撑球用于支撑一晶圆的下表面。

在本揭露的上述的实施例中，晶圆支架的支撑球用以支撑晶圆的下表面，晶圆支架的置中限位块用以限制晶圆的位置，以确保每次晶圆支架支撑晶圆于相同的位置上，进而达到将晶圆自动置中定位的功效。

对于相关领域一般技术者而言这些与其他的观点与实施例在参考后续详细描述与附图之后将变得明确。

附图说明

附图所示的结构大小比例并不限制本发明的实际实施。

图1为本发明的一种实施例所示的晶圆传输装置的立体图。

图2为图1的负载腔模块的立体图。

图3为图2的负载腔模块取出盖板后的立体图。

图4为图3的晶圆支架的立体图。

图5为图4的置中限位块的立体图。

图6为图4的支撑臂的局部放大侧视图。

图7为另一实施例之双层晶圆支架的立体图。

具体实施方式

在以下多个示例具体实施例的详细叙述中，对该等随附图式进行参考，该等图式形成本发明之一部分。且系以范例说明的方式显示，藉由该范例可实作该等所叙述之具体实施例。提供足够的细节以使该领域技术人员能够实作该等所述具体实施例，而要了解到在不背离其精神或范围下，也可以使用其他具体实施例，并可以进行其他改变。此外，虽然可以如此，但对于“一具体实施例”的参照并不需要属于该相同或单数的具体实施例。因此，以下详细叙述并不具有限制的想法，而该等叙述具体实施例的范围系仅由该等附加申请专利范围所定义。

在整体申请书与申请专利范围中，除非在上下文中另外明确说明，否则以下用词系具有与此明确相关联的意义。当在此使用时，除非另外明确说明，否则该用词“或”系为一种包含的“或”用法，并与该用词“及/或”等价。除非在上下文中另外明确说明，否则该用词“根据”并非排他，并允许根据于并未叙述的多数其他因子。此外，在整体申请书中，“一”、“一个”与“该”的意义包含复数的参照。“在…中”的意义包含“在…中”与“在…上”。

以下简短提供该等创新主题的简要总结，以提供对某些态样的一基本了解。并不预期此简短叙述做为一完整的概述。不预期此简短叙述用于辨识主要或关键组件，或用于描绘或是限缩该范围。其目的只是以简要形式呈现某些概念，以做为稍后呈现之该更详细叙述的序曲。

本发明提供一种用于晶圆处理设备的晶圆传输装置。晶圆传输装置中的负载腔室提供了一种晶圆支架结构，此晶圆支架结构具有将晶圆自动置中的功能，可以确保晶圆在传递过程中的精度，并且同时可以充份地减少颗粒的产生和聚集。

現在将参考本发明的附图详细描述实施例。在附图中，相同及/或对应组件均以相同参考符号所表示。

在此将揭露各种实施例；然而，要了解到所揭露之实施例只用于作为可体现为各种形式的例证。此外，连接各种实施例所给予之每一范例都预期作为例示，而非用于限制。进一步的，该图式并不一定符合尺寸比例，某些特征系被放大以显示特定组件的细节(且该附图中所示的任何尺寸、材料与类似细节都预期仅为例示而非限制)。因此，在此揭露的特定结构与功能细节并不被解释做为限制，而只是用于教导相关领域技术人员实作所揭露的实施例的基础。

参考图1，显示本发明的一种晶圆传输装置100的立体图。本发明晶圆传输装置100包含设备前端模块10、负载腔模块20和转换腔模块30。负载腔模块20具有第一侧201与第二侧202，在第一侧201与第二侧202之间连通形成至少一负载腔室21(见图3所示)。设备前端模块10衔接配置于负载腔模块20的第一侧201。转换腔模块30衔接配置于负载腔模块20的第二侧202。

请参考图2，显示图1所示负载腔模块20的立体图。负载腔模块20的腔体在第一侧201设置前端隔离阀门22，在上表面设置盖板23以及在第二侧设置后端隔离阀门24。盖板23用以密封在第一侧201与第二侧202之间所形成的负载腔室21(见图3所示)，而前端隔离阀门22位在第一侧201以密封负载腔室21与设备前端模块10之间的连通，后端隔离阀门24位在第二侧202以密封负载腔室21与转换腔模块30之间的连通。

请参考图3与图4，分别显示图2所示负载腔模块20取出盖板23后的立体图，以及图3所示晶圆支架25的立体图。同时参照图3和图4所示，每一负载腔室21内设有一对晶圆支架25用以支撑一晶圆(图未示)，每一晶圆支架25包含一主体251，该主体251平行延伸一对支撑臂，分别为支撑臂252和支撑臂253。支撑臂253的上表面设置或形成有一支撑球26和一置中限位块28，支撑臂252上亦设有支撑球26和置中限位块28，不重复赘述。该对晶圆支架25的四个支撑球26用以支撑该晶圆的下表面，该对晶圆支架25的四个置中限位块28用以限制该晶圆的位置，以确保每次该对晶圆支架25支撑一晶圆于相同的位置上。

在本实施例中，该对晶圆支架25为分体设计，且分别设置于负载腔室21的相对侧壁上。晶圆支架25的主体251设置于负载腔室21的相对侧壁的其中一侧壁，而两晶圆支架25的支撑臂252、253相向自主体251平行延伸而出。

在本实施例中，支撑球26设置在支撑臂253上远离负载腔室21的侧壁，且支撑球26使用特殊制程安装在该支撑臂253所预设的球槽内，使得支撑球26为可旋转或固定不会脱落。在本实施例中，置中限位块28设置在支撑臂253上靠近负载腔室21的侧壁，且置中限位块28位在该支撑臂253所预设的安装槽内，而与安装槽为过盈配合，使得置中限位块28不会脱落。另一支撑臂252上支撑球和置中限位块的位置关系和结构与支撑臂253的位置关系和结构相似，不重复赘述。

在本实施例中，支撑球26和置中限位块28的材料为单晶体材料，因此不容易产生颗粒，且可以承受较高的温度，同时可以降低对主体251的材料要求。

请参考图5，为图4所示置中限位块28的立体图。置中限位块28具有轴心a，且置中限位块28形成平行于该轴心a的限位面28b，以及与该轴心a间具有一夹角的对中面28a。

接着参考图6，显示图4所示支撑臂253的局部放大侧视图。当机械手臂承载一晶圆200进入负载腔室21，并位移至本发明晶圆支架25的上方后，该机械手臂会下降使该晶圆200由本发明晶圆支架25所支撑。由于置中限位块28的轴心a与对中面28a具有一夹角，因此当晶圆200的位置有偏移时，随该机械手臂的下降该晶圆200的边缘会沿对中面28a向下滑落，使晶圆200的圆心o到达由4个置中限位块28所限制的中心位置，因此达到将晶圆200自动置中定位的功能。此外，置中限位块28的轴心a到晶圆支架25所支承之晶圆200的圆心o之距离r大于晶圆的半径r。

请参考图7，显示另一实施例之双层晶圆支架的立体图。负载腔室21内设有两对晶圆支架，分别为晶圆支架254和晶圆支架255。两对晶圆支架彼此迭加安装于该负载腔室21的相对侧壁。然而，晶圆支架安装的数量可视该负载腔室21的内部空间而决定。每对晶圆支架可以承载一片晶圆，透过晶圆支架彼此迭加安装，可以提高负载腔室的传送效率，使得设备前端模块至转换腔模块之间经由负载腔室可以一次传递多片晶圆，以提高处理的产能。

以上内容提供该等叙述具体实施例之组合的制造与使用的完整描述。因为在不背离此叙述精神与范围下可以产生许多具体实施例，因此这些具体实施例将存在于以下所附加之该等申请专利范围之内。