專利名稱：用于輸送晶圓狀物件的裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于輸送晶圓狀物件以將晶圓狀物件放入及揀出一具有以至少一陣列對準的復數(shù)個加工單元的設備的加工單元的裝置及方法，所述復數(shù)個為至少兩個。
背景技術：
現(xiàn)有技術中已知具有許多不同概念的輸送路徑(譬如WO97/11623A1、US 5919529A1、US5788868A1、US5518542A1、US5442416A1)。所有這些輸送系統(tǒng)的共同點在于晶圓狀物件以一水平狀態(tài)移動。此處，水平狀態(tài)是指晶圓狀物件的主表面平面位于一大致水平的平面中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的是提供一種用于一具有復數(shù)個加工單元的設備的輸送系統(tǒng)，其中所述復數(shù)個為至少兩個，該輸送系統(tǒng)可在每足跡面積中具有更高的物件產(chǎn)出或在較小足跡面積中具有相同產(chǎn)出。
本發(fā)明借由提供一用于處理晶圓狀物件的設備來滿足這些目的，該設備是包含至少一個由復數(shù)個加工單元構成的線性排列陣列，所述復數(shù)個為至少兩個，其中在各加工單元中可處理單一的晶圓狀物件；一卡匣固持單元，其用于固持內(nèi)部儲存有至少一晶圓狀物件的至少一卡匣；及一輸送系統(tǒng)，其用于從一卡匣拾取一晶圓狀物件且予以放入一個加工單元中。輸送系統(tǒng)是包含與由復數(shù)個加工單元構成的該至少一個陣列平行排列的至少一線性軌道，借以使至少一個單一晶圓狀物件沿著一平行于該陣列復數(shù)個加工單元的線性路徑而移動。該設備進一步包含可移式安裝在各該至少一個線性軌道上的一輸送單元。該輸送單元包含至少一個用于在一平行于該線性軌道的大致垂直平面中固持住單一晶圓狀物件的固持構件。
運送單元可在線性軌道上借由一步進馬達所驅(qū)動的一齒皮帶或一滾珠螺桿加以間接地移動?；蛘撸淇山栌梢浑妱泳€性馬達直接地加以移動。
本發(fā)明的一優(yōu)點在于可選擇用來輸送晶圓狀物件的輸送路徑的寬度使其遠小于晶圓狀物件的最小直徑。譬如，為了輸送300毫米晶圓，需要至少320毫米的路徑寬度，借由本發(fā)明的一輸送系統(tǒng)可使輸送路徑的寬度降低至約60毫米。對于一條約5米長的輸送路徑的機器，可節(jié)省約1.2平方米足跡面積。如果此機器具有兩或更多條輸送路徑，可節(jié)省2.4或3.6平方米。
此設備視需要具有一包含一用于將晶圓狀物件從一大致垂直狀態(tài)樞轉(zhuǎn)至一大致水平狀態(tài)的樞轉(zhuǎn)機構的輸送單元。如果晶圓狀物件以一水平狀態(tài)儲存及/或處理時，這將是有用的方式。因此，在加工單元中，可能包含用于將晶圓狀物件固持在一大致水平狀態(tài)的固持構件。
一種有利的設備是包含一前單元，其中排列了用于固持儲存有復數(shù)個晶圓狀物件的卡匣的一陣列至少兩個卡匣固持單元；并包含一轉(zhuǎn)移單元，其用于將晶圓狀物件轉(zhuǎn)移于卡匣與至少一線性軌道的輸送單元之間。此轉(zhuǎn)移單元可為一具有一端點執(zhí)行器的自動裝置，此端點執(zhí)行器夠薄可以在內(nèi)部儲存的兩晶圓狀物件之間接近一卡匣借以拾取一晶圓狀物件。
另一實施例中，此設備包含用于暫時儲存晶圓狀物件的至少一轉(zhuǎn)移站，轉(zhuǎn)移站可由可移式安裝在線性軌道上的輸送單元及轉(zhuǎn)移單元予以接近。此中間儲存作用提供了使轉(zhuǎn)移單元從卡匣取得晶圓狀物件的優(yōu)點，且用于將晶圓狀物件運送至加工單元的輸送單元可以或多或少地彼此獨立作用。
如果轉(zhuǎn)移站包含一用于翻轉(zhuǎn)晶圓狀物件的翻轉(zhuǎn)機構，其將具有卡匣中不論何面朝上皆可以處理晶圓狀物件的前側或背側的額外優(yōu)點。
另一實施例具有一包含排列成背對背組態(tài)的兩固持裝置的轉(zhuǎn)移站。因此，一轉(zhuǎn)移站同一時間能夠固持兩個晶圓狀物件。
如果一輸送單元包含一用于翻轉(zhuǎn)晶圓狀物件的翻轉(zhuǎn)機構及較佳排列成背對背組態(tài)的兩個固持構件，將是有利的方式。
一較佳實施例中，此設備具有一輸送系統(tǒng)且其包含所述至少一個線性軌道中的至少兩個。在此例中，左軌道一般將晶圓狀物件運送至設備左側的加工單元，而右軌道運送至右側的加工單元。如果在左與右線性軌道間的中間處具有一第三線性軌道，第三軌道可將晶圓狀物件運送至兩側。
可由一較佳實施例的詳細描述來實現(xiàn)本發(fā)明的其他細節(jié)及優(yōu)點。


第1圖顯示根據(jù)本發(fā)明的一有利實施例的一用于處理晶圓狀物件的設備的示意俯視圖；第2圖顯示根據(jù)第1圖沿著線A-A所取的剖視圖；笫3圖顯示本發(fā)明中使用的固持構件的一實施例的側視圖；第4圖顯示根據(jù)第3圖的固持構件的俯視圖。
具體實施例方式
設備1具有一由復數(shù)個加工單元構成的第一線性排列陣列，所述復數(shù)個加工單元為四個加工單元31、33、35、37；及一由復數(shù)個加工單元構成的第二線性排列陣列，所述復數(shù)個加工單元為另四個加工單元32、34、36、38。在各加工單元中，可在一水平位置中處理單一晶圓(Wm)。此實施例所顯示的加工單元可從濕旋動處理單元、旋涂單元、溫度處理單元或任何其他的單晶圓加工單元中選出。復數(shù)個所述加工單元31-38所構成的陣列所排列的線大致垂直于前平面5。在此前平面5中，兩個卡匣固持單元15用于固持至少一個內(nèi)部儲存有至少一晶圓狀物件的卡匣。在此例中，各卡匣固持單元15為一前開式聯(lián)合艙(FOUP)。
設備1具有一用于從FOUP15上的一卡匣拾取一晶圓且予以放入一個加工單元31-35中的輸送系統(tǒng)。
輸送系統(tǒng)包括與復數(shù)個加工單元構成的陣列平行排列的兩線性軌道24及26，以沿著一平行于復數(shù)個加工單元陣列的線性路徑移動至少一單一晶圓。Wm代表一晶圓在一加工模塊式組式(加工單元)中被加工期間的位置。將一輸送單元44、46可移式安裝在各線性軌道24、26上。各輸送單元44、46分別具有兩固持構件44a、44b及46a、46b。兩晶圓固持裝置以背對背構形兩者彼此平行排列。將輸送系統(tǒng)排列成可使單一晶圓固持在一平行于線性軌道24、26的大致垂直的平面中。因此，輸送路徑比一晶圓的直徑窄。
各固持構件為一握持器，其中在晶圓邊緣上接觸到晶圓(只接觸邊緣＝ECO)。此握持器(稱為ECO握持器)為現(xiàn)有技術因此其進一步細節(jié)請見美國專利US05762391A、US05931518A或US06109677A號。或者，可如US05967578A或US06152507A號所公開的，使用基于伯努利(Bernoulli)原理的固持構件。甚至可適用簡單的真空握持器。
為了將固持構件及與其一起的晶圓從垂直位置帶到一水平位置中，各輸送單元44及46進一步包含一樞轉(zhuǎn)機構64、66。第2圖所示的樞轉(zhuǎn)機構64及66各具有一步進馬達及一相聯(lián)的齒輪。馬達及齒輪皆為本領域所熟知。此實施例中分別沿一大致平行于輸送路徑24或26的軸線進行旋轉(zhuǎn)運動P。樞轉(zhuǎn)機構將固持構件轉(zhuǎn)動約90°以將晶圓從一垂直位置帶到一水平狀態(tài)。因此，當放在加工模塊式組式上或內(nèi)部時面對加工模塊式組式的晶圓側朝下。
一可替換的樞轉(zhuǎn)機構(未圖示)可沿一條垂直于輸送路徑且與水平平面呈45°角的軸線進行一旋轉(zhuǎn)運動。在此例中，樞轉(zhuǎn)機構將固持構件轉(zhuǎn)動約180°，以將晶圓從一垂直位置帶到一水平位置。因此，當放在加工模塊式組式上或內(nèi)部時面對加工模塊式組式的晶圓側朝上。
第1及2圖所示的各輸送單元44、46進一步包含一翻轉(zhuǎn)模塊式組式，所以固持構件44a、44b及46a、46b分別可改變位置。因此，一并未面對加工模塊式組式的固持裝置可變更其位置使其面對加工模塊式組式，因此可將此固持裝置所承載的一晶圓放在該加工模塊式組式上。為了避免一輸送單元46與一位于其他線性軌道上的輸送單元44產(chǎn)生碰撞，最好借由樞轉(zhuǎn)機構66使固持構件46樞轉(zhuǎn)了約角度α(譬如45°，見第2圖)，然后使固持構件46a、b翻轉(zhuǎn)且至少進一步樞轉(zhuǎn)至位置46’中(虛線)。
在卡匣固持單元15及線性軌道24、26之間，排列有轉(zhuǎn)移站20、22。左線性軌道26與左轉(zhuǎn)移站22相聯(lián)結而右線性軌道24與右轉(zhuǎn)移站20相聯(lián)結。各轉(zhuǎn)移站20、22的排列方式可使得對應的晶圓輸送單元44、46將一晶圓揀出轉(zhuǎn)移站及放在轉(zhuǎn)移站上。基于簡單性因素，轉(zhuǎn)移站與各個陣列的加工單元排列在一條線上。因此，各轉(zhuǎn)移站容易供各個的固持裝置加以近接。
如第1及2圖所示，各轉(zhuǎn)移站20、22包含一固持單元42、40。轉(zhuǎn)移站的各固持單元40、42是分別配備有兩個晶圓固持裝置40a、40b及42a、42b。固持裝置兩者彼此平行且以背對背構形排列，如第3及4圖所示。
在卡匣固持單元15及轉(zhuǎn)移站20、22之間，排列有一自動裝置84。自動裝置84包含一移動臂且在其周邊端上安裝有一端點執(zhí)行器86以輸送一晶圓Wr。用于輸送晶圓的端點執(zhí)行器為本領域所熟知且因此不在此處詳述。自動裝置84及其端點執(zhí)行器86的構成方式可在被一卡匣固持單元15所承載的一卡匣中拾取及放置晶圓，并在一轉(zhuǎn)移站20、22上拾取及放置晶圓。為了在兩卡匣固持單元上近接卡匣，自動裝置84平行于前平面5地安裝在一線性軌道28上。自動裝置可進一步實行箭頭L所示的一提升運動(第2圖)。
另一實施例(未圖示)中，使用一能夠近接數(shù)個平行排列的卡匣固持單元所承載的卡匣的自動裝置。在此例中，不需要一線性軌道。
或者，可使用一雙臂式自動裝置。在此例中，一第一端點執(zhí)行器可從一特定地點拾取一第一晶圓，且第二臂可在其后立即將一第二晶圓運送至相同地點上。
轉(zhuǎn)移站的固持單元40、42是進一步配備有一翻轉(zhuǎn)模塊式組式以將一低晶圓往上翻且反之亦然，如箭頭Fv所示(第2圖)。此翻轉(zhuǎn)模塊式組式提供了處理一晶圓的選定側的選擇。為了說明，晶圓的第一側稱為側A，晶圓的相對側應稱為側B。
建議使側A在卡匣中朝上且側A應朝上，在加工單元中處理期間，晶圓如下列方式發(fā)生通過機器的運動。自動裝置84從一卡匣收集晶圓并予以運送至轉(zhuǎn)移站20的上固持裝置40a。輸送單元44線性移動接近轉(zhuǎn)移站20且樞轉(zhuǎn)使其固持裝置44a可從固持裝置40a收集晶圓。然后，如上述般地將晶圓運送至加工單元。
如果側B在加工單元中處理期間面朝上，自動裝置84從一卡匣收集晶圓且予以運送至轉(zhuǎn)移站20的下固持裝置40b。然后，固持裝置40翻轉(zhuǎn)以使晶圓進入上位置40a，因此側B面朝上。
另一實施例(未圖示)中，轉(zhuǎn)移站不包含一實際支撐或固持構件，而只是使晶圓直接地從自動裝置運送至輸送單元的地點。
另一實施例中，第三線性軌道及相聯(lián)結的輸送單元可排列在兩平行的線性軌道之間。因此，此中間輸送單元可近接兩加工單元陣列的加工單元。
權利要求
1.一種用于處理晶圓狀物件的設備(1)，包括1.1一由復數(shù)個加工單元(31，33)構成的線性排列陣列，所述復數(shù)個為至少兩個，其中在各這種加工單元中可處理單一晶圓狀物件(Wm)；1.2一卡匣固持單元(15)，其用于固持內(nèi)部儲存至少一個晶圓狀物件的至少一個卡匣；1.3一輸送系統(tǒng)，其用于從一卡匣拾取一晶圓狀物件且將其放入一加工單元中；1.4該輸送系統(tǒng)包括1.4.1至少一線性軌道(26)，其與復數(shù)個加工單元(31，33)構成的該陣列平行排列，以使至少一個單一晶圓狀物件沿著一平行于復數(shù)個加工單元的該陣列的線性路徑而移動；1.4.2一輸送單元(46)，其可移動地安裝在所述至少一個線性軌道(26)中的每個上；所述輸送單元包括用以在一平行于該線性軌道的大致垂直平面中固持單一晶圓狀物件的至少一個固持構件(46a)。
2.如權利要求第1項的設備，其中該輸送單元(46)具有一用于將該晶圓狀物件從一大致垂直狀態(tài)樞轉(zhuǎn)(P)至一大致水平狀態(tài)的樞轉(zhuǎn)機構(66)。
3.如權利要求第1項的設備，包括一前單元，其中排列有由至少兩個用于固持住儲存復數(shù)個晶圓狀物件的卡匣的卡匣固持單元(15)構成的陣列；并包括一轉(zhuǎn)移單元(84，86)，其用于將該晶圓狀物件在該卡匣與該至少一個線性軌道(26)的輸送單元(46)之間進行轉(zhuǎn)移。
4.如權利要求第1項的設備，包括用于暫時儲存該晶圓狀物件(Wt)的至少一個轉(zhuǎn)移站(22)，所述轉(zhuǎn)移站可由可移動地安裝在該線性軌道上的該轉(zhuǎn)移單元(84，86)予以接近。
5.如權利要求第4項的設備，其中所述轉(zhuǎn)移站(22)包括一用于翻轉(zhuǎn)(Fv)該晶圓狀物件的翻轉(zhuǎn)機構。
6.如權利要求第4項的設備，其中所述轉(zhuǎn)移站包括一具有以一背對背構形排列的兩個固持裝置(42a，42b)的固持單元(42)。
7.如權利要求第1項的設備，其中所述輸送單元(46)包括一用于翻轉(zhuǎn)該晶圓狀物件的翻轉(zhuǎn)機構及兩個固持裝置(46a，46b)。
8.如權利要求第7項的設備，其中這兩個固持裝置(46a，46b)以一背對背構形排列。
9.如權利要求第1項的設備，其中具有一輸送系統(tǒng)，輸送系統(tǒng)包括所述至少一個線性軌道(24，26)中的至少兩個。
全文摘要
本發(fā)明公開一用于處理晶圓狀物件的設備，此設備包含至少一由復數(shù)個加工單元構成的線性排列陣列，所述復數(shù)個為至少兩個，其中在各加工單元中可處理單一的晶圓狀物件；一卡匣固持單元，其用于固持至少一內(nèi)部儲存有至少一晶圓狀物件的卡匣；及一輸送系統(tǒng)，其用于從一卡匣拾取一晶圓狀物件且予以放入一個加工單元內(nèi)。該設備包括一可移動式安裝在一線性軌道上的輸送單元。所述輸送單元包括用于將一單一晶圓狀物件固持在一平行于該線性軌道的基本上垂直的平面中的至少一個固持單元。
文檔編號H01L21/00GK1706024SQ200380101528
公開日2005年12月7日 申請日期2003年10月9日 優(yōu)先權日2002年10月16日
發(fā)明者克里斯蒂安·普奇 申請人:Sez股份公司