TW201941341A - 具有真空腔體之薄型晶圓前端處理設備與應用其之薄型晶圓前端處理方法 - Google Patents

Abstract

本案係揭露一種薄型晶圓前端處理設備，包含：一真空腔體；一傳輸裝置，用以傳送一晶圓載體與一晶圓；一定位裝置，用於將該晶圓載體或該晶圓進行定位；以及一導電裝置，設置於該真空腔體內；其中該傳輸裝置在將該晶圓載體或該晶圓傳輸至該真空腔體前，先將該晶圓載體或該晶圓傳輸至該定位裝置進行定位，且該晶圓載體及該晶圓於該真空腔體中透過該導電裝置結合或分開。藉此，透過本發明實施例之薄型晶圓前端處理設備，可使薄型晶圓與晶圓載體結合，結合的該晶圓載體及該晶圓之整體厚度增加，即便在後續製程中以現有的設備進行傳送，亦不會造成該晶圓破片或損傷。此外，透過靜電將該晶圓載體及該晶圓結合，也能防止薄型晶圓翹曲，有效提升製程良率。

Description

具有真空腔體之薄型晶圓前端處理設備與應用其之薄型晶圓前端處理方法

本發明係關於一種晶圓前端處理設備與應用其之晶圓前端處理方法，更特別的是關於一種具有真空腔體之薄型晶圓前端處理設備與應用其之薄型晶圓前端處理方法。

隨著科技的發展，筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機等電子裝置已廣泛地應用於生活中。精密的電子裝置中通常設置有半導體元件，製成半導體元件的晶圓厚度一般為600 µm上下。

然而，由於電子裝置係朝向輕薄化邁進，設置於其內的半導體元件等亦須隨之縮小，晶圓的厚度也變得更薄。當晶圓厚度薄至300 µm以下（後方將稱為薄型晶圓）時，容易因為薄型晶圓的翹曲造成製程（例如表面處理等）良率不佳。此外，以現有的晶圓處理設備傳輸薄型晶圓，也容易造成薄型晶圓破片或損傷。

有鑑於此，如何提出一種薄型晶圓前端處理設備與應用其之薄型晶圓前端處理方法，藉以有效解決前述問題，將是本發明所欲積極揭露之處。

本發明之一目的在於提出一種薄型晶圓前端處理設備與應用其之薄型晶圓前端處理方法，能有效解決先前技術中，因為薄型晶圓的翹曲造成製程良率不佳，以及透過現有的晶圓處理設備傳輸薄型晶圓容易造成薄型晶圓破片或損傷等問題。

為達上述目的及其他目的，本發明提出一種薄型晶圓前端處理設備，包含：一真空腔體；一傳輸裝置，用以傳送一晶圓載體與一晶圓；一定位裝置，用於將該晶圓載體或該晶圓進行定位；以及一導電裝置，設置於該真空腔體內；其中該傳輸裝置在將該晶圓載體或該晶圓傳輸至該真空腔體前，先將該晶圓載體或該晶圓傳輸至該定位裝置進行定位，且該晶圓載體及該晶圓於該真空腔體中透過該導電裝置結合或分開。

於本發明之一實施例中，該晶圓載體與該晶圓分別包括一V凹槽，且該定位裝置包括一Ⅴ凹槽尋邊器，該Ⅴ凹槽尋邊器定位該晶圓載體與該晶圓各自的V凹槽。

於本發明之一實施例中，該晶圓載體更包括一對電極點與複數定位孔，且該Ⅴ凹槽尋邊器定位該對電極點或該等定位孔。

於本發明之一實施例中，該真空腔體內具有一載台，該載台包括可伸縮的複數抵頂柱，該等抵頂柱可穿設該等定位孔。

於本發明之一實施例中，該傳輸裝置包含一機械手臂及一吸附裝置，該機械手臂連接並控制該吸附裝置。

為達上述目的及其他目的，本發明復提出一種薄型晶圓前端處理方法，包含：透過一傳輸裝置將一晶圓載體傳送至一定位裝置；透過該定位裝置對該晶圓載體進行定位；依據該定位裝置的定位結果，該傳輸裝置調整該晶圓載體至一正確位置並將該晶圓載體傳送至一真空腔體內的一載台上；透過該傳輸裝置將一晶圓傳送至該定位裝置；透過該定位裝置對該晶圓進行定位；依據該定位裝置的定位結果，該傳輸裝置調整該晶圓至一正確位置並將該晶圓傳送至該載台上；透過設置於該真空腔體內的一導電裝置將該晶圓載體及該晶圓導電以結合；以及將結合的該晶圓載體及該晶圓送至一中繼盒。

於本發明之一實施例中，該薄型晶圓前端處理方法更包含：在該導電裝置將該晶圓載體及該晶圓導電結合前，將該真空腔體抽至一真空狀態；及在該導電裝置將該晶圓載體及該晶圓導電結合後，解除該真空腔體的真空狀態，再將結合的該晶圓載體及該晶圓送至該中繼盒。

於本發明之一實施例中，該晶圓載體與該晶圓分別包括一V凹槽，且該定位裝置包括一Ⅴ凹槽尋邊器，該定位裝置透過該Ⅴ凹槽尋邊器對該晶圓載體與該晶圓各自的V凹槽進行定位。

於本發明之一實施例中，該晶圓載體更包括一對電極點與複數定位孔，且該載台包括可伸縮的複數抵頂柱，該等抵頂柱可穿設該等定位孔。

於本發明之一實施例中，該傳輸裝置包含一機械手臂及一吸附裝置，該機械手臂連接並控制該吸附裝置。

藉此，透過本發明實施例之薄型晶圓前端處理設備與應用其之薄型晶圓前端處理方法，可使薄型晶圓與晶圓載體結合，結合的該晶圓載體及該晶圓之整體厚度增加，即便在後續製程中以現有的設備進行傳送，亦不會造成該晶圓破片或損傷。此外，透過靜電將該晶圓載體及該晶圓結合，也能防止薄型晶圓翹曲，有效提升製程（例如表面處理等）良率。

為充分瞭解本發明，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明。本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的目的、特徵及功效。須注意的是，本發明可透過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的精神下進行各種修飾與變更。另外，本發明所附之圖式僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的申請專利範圍。說明如後：

圖1係為本發明一實施例之薄型晶圓前端處理設備100的俯視圖。要注意的是，為了更清楚地描述該薄型晶圓前端處理設備100之特徵，圖1係省略部分元件。

如圖1所示，本發明實施例之薄型晶圓前端處理設備100包含一真空腔體10、一傳輸裝置20、一定位裝置30以及一導電裝置40。該傳輸裝置20可於該真空腔體10及該定位裝置30之間移動，用以傳送一晶圓載體81與一晶圓83，而該導電裝置40設置於該真空腔體10內。在本發明實施例中，該傳輸裝置20在將該晶圓載體81或該晶圓83傳輸至該真空腔體10前，先將該晶圓載體81或該晶圓83傳輸至該定位裝置30進行定位；該晶圓載體81及該晶圓83於該真空腔體10中係透過該導電裝置40結合或分開。

舉例來說，複數個晶圓載體81可存放於一晶圓載體存放盒91中，而複數個晶圓83可存放於一晶圓存放盒93中，該傳輸裝置20可將該等晶圓載體81的其中之一自該晶圓載體存放盒91中取出，並將該晶圓載體81傳送至該定位裝置30及該真空腔體10；該傳輸裝置20亦可將該等晶圓83的其中之一自該晶圓存放盒93中取出，並將該晶圓83傳送至該定位裝置30及該真空腔體10。

在一實施例中，該傳輸裝置20包含一機械手臂21及一吸附裝置23。該吸附裝置23可用於吸附該晶圓83（或該晶圓載體81），而該機械手臂21連接並控制該吸附裝置23，使得該晶圓83（或該晶圓載體81）可於該晶圓存放盒93（或該晶圓載體存放盒91）、該真空腔體10及該定位裝置30之間移動。該吸附裝置23例如包含複數個吸孔（未繪示），並運用伯努利原理（Bernoulli's principle）吸附該晶圓載體81或該晶圓83，可有效避免被吸附之該晶圓載體81或該晶圓83被破壞。但本發明並未限定於此，本發明之傳輸裝置20亦可採用其他合適的方式傳送該晶圓載體81與該晶圓83，在此不多加贅述。

該定位裝置30係用於將該晶圓載體81或該晶圓83進行定位。舉例來說，該定位裝置30包括一Ⅴ凹槽尋邊器（未繪示），可用於感測被該傳輸裝置20傳輸至該定位裝置30中的該晶圓載體81或該晶圓83，並依據感測結果，控制該傳輸裝置20調整該晶圓載體81或該晶圓83至一正確位置後，該傳輸裝置20再將調整後的該晶圓載體81或該晶圓83送至該真空腔體10內。

該導電裝置40設置於該真空腔體10內，且被送至該真空腔體10內的該晶圓載體81及該晶圓83可透過該導電裝置40結合或分開。在此，該晶圓載體81例如為一厚度約為300 µm的靜電板，可透過該導電裝置40與該晶圓83結合或分開。從而，即便該晶圓83為厚度薄至300 µm以下的一薄型晶圓，透過該導電裝置40將該晶圓載體81及該晶圓83結合後，結合的該晶圓載體81及該晶圓83之整體厚度將大於300 µm，在後續製程中以現有的設備進行傳送，亦不會造成該晶圓83破片或損傷。此外，透過靜電將該晶圓載體81及該晶圓83結合，也能防止薄型晶圓83翹曲，有效提升製程（例如表面處理等）良率。

圖2係為本發明一實施例之晶圓載體81的俯視圖。在圖2所示的實施例中，該晶圓載體81包括一對電極點811，該對電極點811係用於連接該導電裝置40，以將該晶圓載體81及該晶圓83通電並結合。此外，該對電極點811亦可用於定位，舉例來說，該定位裝置30之Ⅴ凹槽尋邊器可感測該對電極點811的位置，並依據該感測結果，控制該傳輸裝置20調整該晶圓載體81至正確位置後，該傳輸裝置20再將調整後的該晶圓載體81送至該真空腔體10內。

在一實施例中，該晶圓載體81包括複數定位孔813，類似地，該定位裝置30之Ⅴ凹槽尋邊器可感測該等定位孔813的位置，並依據該感測結果，控制該傳輸裝置20調整該晶圓載體81至正確位置後，該傳輸裝置20再將調整後的該晶圓載體81送至該真空腔體10內。

在某些實施例中，該晶圓載體81包括一V凹槽（V notch）815，該V凹槽815設置於該晶圓載體81的邊緣。類似地，該定位裝置30之Ⅴ凹槽尋邊器可感測該V凹槽815的位置，或者，可感測該V凹槽815與該對電極點811及/或該等定位孔813的相對位置，並依據該感測結果，控制該傳輸裝置20調整該晶圓載體81至正確位置後，該傳輸裝置20再將調整後的該晶圓載體81送至該真空腔體10內。

再者，雖然並未以圖式繪出，該晶圓83也可類似於該晶圓載體81包括一V凹槽，該V凹槽設置於該晶圓83的邊緣。該定位裝置30之Ⅴ凹槽尋邊器可感測該晶圓83之V凹槽的位置，並依據該感測結果，控制該傳輸裝置20調整該晶圓83至正確位置後，該傳輸裝置20再將調整後的該晶圓83送至該真空腔體10內。

圖3至圖5係為本發明一實施例透過該薄型晶圓前端處理設備100對該晶圓83進行前端處理時，該真空腔體10內於各階段的示意圖。以下將配合圖1至圖5，說明本發明實施例之薄型晶圓前端處理方法。要注意的是，為了更清楚說明該薄型晶圓前端處理方法之特徵，以下各流程步驟之間可能省略部分步驟。

如圖1所示，透過該傳輸裝置20將一晶圓載體81傳送至該定位裝置30。舉例來說，該傳輸裝置20可將位於該晶圓載體存放盒91中的複數晶圓載體81的其中之一自該晶圓載體存放盒91中取出，並將該晶圓載體81傳送至該定位裝置30。

接著，透過該定位裝置30對該晶圓載體81進行定位，並依據該定位裝置30的定位結果，使該傳輸裝置20調整該晶圓載體81至一正確位置並將該晶圓載體81傳送至該真空腔體10內。舉例來說，如圖2所示，該定位裝置30可感測該晶圓載體81之V凹槽815、電極點811及/或定位孔813的位置，並依據該感測結果，控制該傳輸裝置20調整該晶圓載體81至正確位置後，使該傳輸裝置20將調整後的該晶圓載體81送至該真空腔體10內。接著，設置於該真空腔體10內的導電裝置40係與該晶圓載體81之電極點811接觸。

如圖3所示，該真空腔體10內具有一載台11，該傳輸裝置20係將調整後的該晶圓載體81送至該載台11上。該載台11包括可伸縮的複數抵頂柱111，該等抵頂柱111可穿設該等定位孔813。抵頂柱111的數量係與定位孔813的數量對應，在本實施例中各為三個，但本發明並未限定於此。

在該晶圓載體81被定位並送至該真空腔體10內後，接著，透過該傳輸裝置20將一晶圓83傳送至該定位裝置30。類似地，該傳輸裝置20可將位於該晶圓存放盒93中的複數晶圓83的其中之一自該晶圓存放盒93中取出，並將該晶圓83傳送至該定位裝置30。

接著，透過該定位裝置30對該晶圓83進行定位，並依據該定位裝置30的定位結果，使該傳輸裝置20調整該晶圓83至一正確位置並將該晶圓83傳送至該載台11上。舉例來說，該定位裝置30可感測該晶圓83之V凹槽（未繪示）的位置，並依據該感測結果，控制該傳輸裝置20調整該晶圓83至正確位置後，使該傳輸裝置20將調整後的該晶圓83送至該真空腔體10內的該載台11上。如圖4所示，此時，該等抵頂柱111係伸出該等定位孔813外，且該晶圓83被抵頂於該等抵頂柱111上。

接著，如圖5所示，該等抵頂柱111係縮入該等定位孔813，使該晶圓83與該晶圓載體81接觸，並透過設置於該真空腔體11內的導電裝置40（未繪示於圖5中）將該晶圓載體81及該晶圓83導電以結合。

在一實施例中，在透過設置於該真空腔體10內的導電裝置40將該晶圓載體81及該晶圓83導電結合前，係將該真空腔體10抽至一真空狀態（例如：超高真空(Ultra High Vacuum (UHV)狀態，即 ＜ 1x10^-7 至 1x10^-8 Pa）。於真空狀態下將該晶圓載體81及該晶圓83導電結合，可避免晶圓載體81及該晶圓83之間產生氣泡，有效防止氣泡破壞該晶圓83或於後端製程中導致良率降低。在該導電裝置40將該晶圓載體81及該晶圓83導電結合後，解除該真空腔體10的真空狀態。

最後，將結合的該晶圓載體81及該晶圓83送至一中繼盒95（繪示於圖1），以進行後端製程處理。在一實施例中，將結合的該晶圓載體81及該晶圓83送至該中繼盒95前，可將其先送至該定位裝置30再次定位，再送至該中繼盒95。

此外，待該晶圓83完成後端處理後，亦再次將結合的該晶圓載體81及該晶圓83送至該真空腔體10內，並透過該導電裝置40使其分開。

承上述說明，透過本發明實施例之薄型晶圓前端處理設備與應用其之薄型晶圓前端處理方法，可使薄型晶圓與晶圓載體結合，結合的該晶圓載體及該晶圓之整體厚度增加，即便在後續製程中以現有的設備進行傳送，亦不會造成該晶圓破片或損傷。此外，透過靜電將該晶圓載體及該晶圓結合，也能防止薄型晶圓翹曲，有效提升製程（例如表面處理等）良率。

本發明在上文中已以實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧薄型晶圓前端處理設備

10‧‧‧真空腔體

11‧‧‧載台

111‧‧‧抵頂柱

20‧‧‧傳輸裝置

21‧‧‧機械手臂

23‧‧‧吸附裝置

30‧‧‧定位裝置

40‧‧‧導電裝置

81‧‧‧晶圓載體

811‧‧‧電極點

813‧‧‧定位孔

815‧‧‧V凹槽

83‧‧‧晶圓

91‧‧‧晶圓載體存放盒

93‧‧‧晶圓存放盒

95‧‧‧中繼盒

［圖1］係為本發明一實施例之薄型晶圓前端處理設備的俯視圖。 ［圖2］係為本發明一實施例之晶圓載體的俯視圖。 ［圖3］至［圖5］係為本發明一實施例透過該薄型晶圓前端處理設備對該晶圓進行前端處理時，該真空腔體內於各階段的示意圖。

Claims (10)

1. 一種薄型晶圓前端處理設備，包含： 一真空腔體； 一傳輸裝置，用以傳送一晶圓載體與一晶圓； 一定位裝置，用於將該晶圓載體或該晶圓進行定位；以及 一導電裝置，設置於該真空腔體內； 其中該傳輸裝置在將該晶圓載體或該晶圓傳輸至該真空腔體前，先將該晶圓載體或該晶圓傳輸至該定位裝置進行定位，且該晶圓載體及該晶圓於該真空腔體中透過該導電裝置結合或分開。
2. 如請求項1所述之薄型晶圓前端處理設備，其中該晶圓載體與該晶圓分別包括一V凹槽，且該定位裝置包括一Ⅴ凹槽尋邊器，該Ⅴ凹槽尋邊器定位該晶圓載體與該晶圓各自的V凹槽。
3. 如請求項2所述之薄型晶圓前端處理設備，其中該晶圓載體更包括一對電極點與複數定位孔，且該Ⅴ凹槽尋邊器定位該對電極點或該等定位孔。
4. 如請求項3所述之薄型晶圓前端處理設備，其中該真空腔體內具有一載台，該載台包括可伸縮的複數抵頂柱，該等抵頂柱可穿設該等定位孔。
5. 如請求項1所述之薄型晶圓前端處理設備，其中該傳輸裝置包含一機械手臂及一吸附裝置，該機械手臂連接並控制該吸附裝置。
6. 一種薄型晶圓前端處理方法，包含： 透過一傳輸裝置將一晶圓載體傳送至一定位裝置； 透過該定位裝置對該晶圓載體進行定位； 依據該定位裝置的定位結果，該傳輸裝置調整該晶圓載體至一正確位置並將該晶圓載體傳送至一真空腔體內的一載台上； 透過該傳輸裝置將一晶圓傳送至該定位裝置； 透過該定位裝置對該晶圓進行定位； 依據該定位裝置的定位結果，該傳輸裝置調整該晶圓至一正確位置並將該晶圓傳送至該載台上； 透過設置於該真空腔體內的一導電裝置將該晶圓載體及該晶圓導電以結合；以及 將結合的該晶圓載體及該晶圓送至一中繼盒。
7. 如請求項6所述之薄型晶圓前端處理方法，更包含： 在該導電裝置將該晶圓載體及該晶圓導電結合前，將該真空腔體抽至一真空狀態；及 在該導電裝置將該晶圓載體及該晶圓導電結合後，解除該真空腔體的真空狀態，再將結合的該晶圓載體及該晶圓送至該中繼盒。
8. 如請求項6所述之薄型晶圓前端處理方法，其中該晶圓載體與該晶圓分別包括一V凹槽，且該定位裝置包括一Ⅴ凹槽尋邊器，該定位裝置透過該Ⅴ凹槽尋邊器對該晶圓載體與該晶圓各自的V凹槽進行定位。
9. 如請求項6~8中任一項所述之薄型晶圓前端處理方法，其中該晶圓載體更包括一對電極點與複數定位孔，且該載台包括可伸縮的複數抵頂柱，該等抵頂柱可穿設該等定位孔。
10. 如請求項6所述之薄型晶圓前端處理方法，其中該傳輸裝置包含一機械手臂及一吸附裝置，該機械手臂連接並控制該吸附裝置。