TW202345275A

TW202345275A - 具晶圓承載座之上下料自動化作業設備

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Publication number: TW202345275A
Application number: TW111117396A
Authority: TW
Inventors: 吳俊賢; 莊宗閔; 梁祐笙; 柯宏坤; 彭成斌; 陳皇智
Original assignee: 台灣富創得工程股份有限公司
Priority date: 2022-05-10
Filing date: 2022-05-10
Publication date: 2023-11-16
Also published as: TWI799261B

Abstract

本發明係關於一種具晶圓承載座之上下料自動化作業設備，包括一進料模組、一定位模組以及一取放模組。進料模組包括一第一輸送元件以及一進料閘門。定位模組鄰接進料模組，用以定位從進料模組透過第一輸送元件輸送的一晶圓。取放模組鄰接定位模組，包括一第二輸送元件、一承載座定位件以及一晶圓承載座，承載座定位件用以定位從定位模組透過第二輸送元件輸送的晶圓，晶圓承載座用以承載從承載座定位件透過第二輸送元件輸送的晶圓。藉此，本發明之具晶圓承載座之上下料自動化作業設備得以自動化地上下料晶圓，達到高生產效率。

Description

具晶圓承載座之上下料自動化作業設備

本發明是關於一種具晶圓承載座之上下料自動化作業設備，特別是一種適用於半導體製程之具晶圓承載座之上下料自動化作業設備。

在半導體製程中，需要對晶圓進行多道製程處理。在對晶圓進行多道製程之前需要先將其固定於承載座上，以利於進行後續處理。然而，習知的方法是仰賴人為操作將晶圓固定於承載座上，未能實現自動化作業。因此存在操作失誤、或效率低等問題，造成營業損失或生產成本高昂。

發明人緣因於此，本於積極發明之精神，亟思一種可以解決或改善上述問題之具晶圓承載座之上下料自動化作業設備，幾經研究實驗終至完成本發明。

本發明之主要目的係在提供一種具晶圓承載座之上下料自動化作業設備，藉由上下料自動化作業，大幅減少人為操作及失誤風險，達到高生產效率。

為達成上述目的，本發明之具晶圓承載座之上下料自動化作業設備包括一進料模組、一定位模組以及一取放模組。進料模組包括一第一輸送元件以及一進料閘門，其中欲進行處理之晶圓由進料閘門送入第一輸送元件，並透過第一輸送元件送入定位模組。定位模組鄰接進料模組，用以定位從進料模組透過第一輸送元件輸送的一晶圓，使得晶圓可依實際需求進行定位。取放模組鄰接定位模組，包括一第二輸送元件、一承載座定位件以及一晶圓承載座，承載座定位件用以定位從定位模組透過第二輸送元件輸送的晶圓，使得晶圓可依實際需求進行定位，晶圓承載座用以承載從承載座定位件透過第二輸送元件輸送的晶圓，藉此將晶圓固定於晶圓承載座上以利後續製程的處理。

上述晶圓承載座可設置於一載台上，可包括一承載座主體、一扣合組件、一夾爪組件、一支撐導引組件以及一吸盤組件。其中，承載座主體可包括一承載上蓋以及一承載下座，承載上蓋與承載下座之間可對應夾持或鬆脫一晶圓，換言之，可將晶圓夾持於承載上蓋與承載下座之間。扣合組件可設置於載台上，可包括一扣合件及一扣合動力源，扣合件可對應扣合或鬆脫承載下座。

此外，夾爪組件可設置於載台上，可包括一夾爪、一夾爪水平動力源以及一夾爪垂直動力源，夾爪可對應夾持或鬆脫承載上蓋，透過夾爪水平動力源可驅動夾爪夾持或鬆脫承載上蓋，而透過夾爪垂直動力源可使夾爪夾持之承載上蓋靠近或遠離承載下座，以利於將晶圓放置於承載上蓋與承載下座之間。支撐導引組件可包括一支撐單元以及一導引單元，支撐單元可包括一支撐座以及一支撐動力源，支撐座可對應支撐或遠離晶圓，透過支撐座以支撐或鬆脫晶圓，導引單元可包括一導引座以及一導引動力源，導引座可對應導引或遠離晶圓，透過導引座將晶圓導引定位並放置於承載下座上。吸盤組件可包括一驅動臂以及一吸盤，吸盤可對應吸取或不吸取晶圓，在吸盤吸取晶圓時，使晶圓沿導引座定位並放置於承載下座上。

上述第一輸送元件可為輸送帶。

上述第二輸送元件可為機械手臂。

藉由上述之具晶圓承載座之上下料自動化作業設備，可自動化作業以將晶圓固定於承載座上，完成上下料自動化作業，大幅減少人為操作及失誤風險，有助於降低生產成本，達到高生產效率。

以上概述與接下來的詳細說明皆為示範性質是為了進一步說明本發明的申請專利範圍。而有關本發明的其他目的與優點，將在後續的說明與圖示加以闡述。

請參閱圖1至圖2，其分別為本發明一實施例之具晶圓承載座之上下料自動化作業設備之示意圖及俯視圖。圖中出示一種具晶圓承載座之上下料自動化作業設備100，包括一進料模組1、一定位模組2以及一取放模組3。進料模組1包括一第一輸送元件11以及一進料閘門12，其中欲進行處理之晶圓7由進料閘門12送入第一輸送元件11，並透過第一輸送元件11送入定位模組2。

此外，定位模組2鄰接進料模組1，用以定位從進料模組1透過第一輸送元件11輸送的一晶圓7，使得晶圓7可依實際需求進行定位。取放模組3鄰接定位模組2，包括一第二輸送元件31、一承載座定位件32以及一晶圓承載座33，承載座定位件32用以定位從定位模組2透過第二輸送元件31輸送的晶圓7，使得晶圓7可依實際需求進行定位，晶圓承載座33用以承載從承載座定位件32透過第二輸送元件31輸送的晶圓7，藉此將晶圓7固定於晶圓承載座33上以利後續製程的處理。在本實施例中，第一輸送元件11為輸送帶，第二輸送元件31為機械手臂。

請參閱圖3至圖5，其分別為本發明一實施例之晶圓承載座之示意圖、側視圖及另一視角之側視圖。圖中出示一種晶圓承載座33，設置於一載台331上，其中晶圓承載座33包括一承載座主體332、二扣合組件333、二夾爪組件334、二支撐導引組件335、一吸盤組件336以及三定位件337(如圖11所示)。承載座主體332包括一承載上蓋3321以及一承載下座3322，承載上蓋3321與承載下座3322之間可對應夾持或鬆脫晶圓7，換言之，可將晶圓7夾持於承載上蓋3321與承載下座3322之間。扣合組件333設置於載台331上，包括一扣合件3331及一扣合動力源3332，扣合件3331可對應扣合或鬆脫承載下座3322。夾爪組件334設置於載台331上，包括一夾爪3341、一夾爪水平動力源3342以及一夾爪垂直動力源3343，夾爪3341可對應夾持或鬆脫承載上蓋3321，透過夾爪水平動力源3342可驅動夾爪3341夾持或鬆脫承載上蓋3321，而透過夾爪垂直動力源3343可使夾爪3341夾持之承載上蓋3321靠近或遠離承載下座3322，以利於將晶圓7放置於承載上蓋3321與承載下座3322之間。支撐導引組件335包括一支撐單元3351以及一導引單元3352，支撐單元3351包括一支撐座33511以及一支撐動力源33512，支撐座33511可對應支撐或遠離晶圓7，透過支撐座33511以支撐或鬆脫晶圓7，導引單元3352包括一導引座33521以及一導引動力源33522，導引座33521可對應導引或遠離晶圓7，透過導引座33521將晶圓7導引定位並放置於承載下座3322上。吸盤組件336包括一驅動臂3361以及一吸盤3362，吸盤3362可對應吸取或不吸取晶圓7，在吸盤3362吸取晶圓7時，使晶圓7沿導引座33521定位並放置於承載下座3322上。

在本實施例中，吸盤3362係為柏努力吸盤，扣合動力源3332係為旋轉缸，而夾爪水平動力源3342、夾爪垂直動力源3343、支撐動力源33512以及導引動力源33522皆為氣壓缸。

請參閱圖11至圖23，其分別為本發明一實施例之晶圓承載座之作動示意圖。此外，請一併參閱圖6至圖7以及圖8至圖10，其分別為本發明一實施例之承載座主體之示意圖以及本發明一實施例之支撐導引組件之作動示意圖。在本發明之晶圓承載座之使用方法中，晶圓承載座33如上所述，包括上述的承載座主體332、上述的扣合組件333、上述的夾爪組件334、上述的支撐導引組件335、上述的吸盤組件336、上述的晶圓7以及上述的定位件337，故此處不再贅述。本發明之晶圓承載座之使用方法包括以下步驟(A)至步驟(M)。

請參閱圖11，步驟(A)將承載座主體332定位於載台331上，更詳細而言，承載座主體332係設置於位在載台331的三個定位件337上，並執行步驟(B)；

請參閱圖12，步驟(B)扣合動力源3332驅動扣合件3331，使扣合件3331對應扣合承載下座3322，用以固定承載下座3322，並執行步驟(C)；

請參閱圖13，步驟(C)夾爪水平動力源3342向前伸出夾爪3341，使夾爪3341對應夾持承載上蓋3321，並執行步驟(D)；

請參閱圖14，步驟(D)夾爪垂直動力源3343向上抬升夾爪3341與夾爪水平動力源3342，使承載上蓋3321遠離承載下座3322(如圖4所示)，並執行步驟(E)；

請參閱圖15，並一併參閱圖8至圖10，步驟(E)支撐動力源33512向前伸出支撐座33511，導引動力源33522向前伸出導引座33521，使得支撐座33511與導引座33521同時由縮回之狀態(如圖8所示)變為伸出之狀態(如圖9所示)，並執行步驟(F)；

請參閱圖16，步驟(F)將晶圓7放置於支撐座33511上，此時晶圓7係設置於承載上蓋3321與承載下座3322之間，並執行步驟(G)；

請參閱圖17，步驟(G)驅動臂3361驅動吸盤3362下降吸取晶圓7(圖未示)，並執行步驟(H)；

請參閱圖18，步驟(H)支撐動力源33512向後縮回支撐座33511，導引座33521維持向前伸出之狀態，此時支撐座33511與導引座33521之狀態是如圖10所示，並執行步驟(I)；

請參閱圖19，步驟(I)驅動臂3361驅動吸盤3362將晶圓7(圖未示)沿導引座33521下降放置於承載下座3322上，藉此將晶圓7(圖未示)定位於承載下座3322上，並執行步驟(J)；

請參閱圖20，步驟(J)吸盤3362(圖未示)不吸取晶圓7，驅動臂3361(圖未示)驅動吸盤3362(圖未示)上升遠離晶圓7，導引動力源33522向後縮回導引座33521，使支撐座33511與導引座33521同時為縮回之狀態(如圖8所示)，並執行步驟(K)；

請參閱圖21，步驟(K)夾爪垂直動力源3343向下降低夾爪3341，使承載上蓋3321蓋合承載下座3322(如圖7所示)，且承載上蓋3321與承載下座3322之間對應夾持晶圓7，並執行步驟(L)；

請參閱圖22，步驟(L)夾爪水平動力源3342向後縮回夾爪3341，使夾爪3341對應鬆脫承載上蓋3321，並執行步驟(M)；以及

請參閱圖23，步驟(M)扣合動力源3332驅動扣合件3331，使扣合件3331對應鬆脫承載下座3322，使得承載座主體2夾持晶圓7。

上述步驟(A)至步驟(M)係為將晶圓7放置於承載座主體332上之使用方法，反向執行上述步驟可將夾持於承載座主體332上之晶圓7鬆脫。

藉此，上述實施例之具晶圓承載座之上下料自動化作業設備可自動化作業，藉由上下料自動化作業，大幅減少人為操作及失誤風險，有助於降低生產成本，達到高生產效率。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1:進料模組 11:第一輸送元件 12:進料閘門 2:定位模組 3:取放模組 31:第二輸送元件 32:承載座定位件 33:晶圓承載座 331:載台 332:承載座主體 3321:承載上蓋 3322:承載下座 333:扣合組件 3331:扣合件 3332:扣合動力源 334:夾爪組件 3341:夾爪 3342:夾爪水平動力源 3343:夾爪垂直動力源 335:支撐導引組件 3351:支撐單元 33511:支撐座 33512:支撐動力源 3352:導引單元 33521:導引座 33522:導引動力源 336:吸盤組件 3361:驅動臂 3362:吸盤 337:定位件 7:晶圓 100:具晶圓承載座之上下料自動化作業設備

圖1係本發明一實施例之具晶圓承載座之上下料自動化作業設備之示意圖。圖2係本發明一實施例之具晶圓承載座之上下料自動化作業設備之俯視圖。圖3係本發明一實施例之晶圓承載座之示意圖。圖4係本發明一實施例之晶圓承載座之側視圖。圖5係本發明一實施例之晶圓承載座之另一視角之側視圖。圖6至圖7係本發明一實施例之承載座主體之示意圖。圖8至圖10係本發明一實施例之支撐導引組件之作動示意圖。圖11至圖23係本發明一實施例之晶圓承載座之作動示意圖。

1:進料模組

7:晶圓

12:進料閘門

100:具晶圓承載座之上下料自動化作業設備

Claims

一種具晶圓承載座之上下料自動化作業設備，包括：一進料模組，包括一第一輸送元件以及一進料閘門；一定位模組，鄰接該進料模組，用以定位從該進料模組透過該第一輸送元件輸送的一晶圓；以及一取放模組，鄰接該定位模組，包括一第二輸送元件、一承載座定位件以及一晶圓承載座，該承載座定位件用以定位從該定位模組透過該第二輸送元件輸送的該晶圓，該晶圓承載座用以承載從該承載座定位件透過該第二輸送元件輸送的該晶圓。
如請求項1所述的具晶圓承載座之上下料自動化作業設備，其中該晶圓承載座，設置於一載台上，包括：一承載座主體，包括一承載上蓋以及一承載下座，該承載上蓋與該承載下座之間可對應夾持或鬆脫該晶圓；一扣合組件，設置於該載台上，包括一扣合件及一扣合動力源，該扣合件可對應扣合或鬆脫該承載下座；一夾爪組件，設置於該載台上，包括一夾爪、一夾爪水平動力源以及一夾爪垂直動力源，該夾爪可對應夾持或鬆脫該承載上蓋；一支撐導引組件，包括一支撐單元以及一導引單元，該支撐單元包括一支撐座以及一支撐動力源，該支撐座可對應支撐或遠離該晶圓，該導引單元包括一導引座以及一導引動力源，該導引座可對應導引或遠離該晶圓；以及一吸盤組件，包括一驅動臂以及一吸盤，該吸盤可對應吸取或不吸取該晶圓。
如請求項1所述的具晶圓承載座之上下料自動化作業設備，其中該第一輸送元件為輸送帶。
如請求項1所述的具晶圓承載座之上下料自動化作業設備，其中該第二輸送元件為機械手臂。