TWI453855B

TWI453855B - 半導體元件之整合式製造設備及整合式製造方法

Info

Publication number: TWI453855B
Application number: TW099146467A
Authority: TW
Inventors: Chun Kuei Lai; Chien Chih Liu; Tun Chih Shih; Yi Lun Lin
Original assignee: Gallant Prec Machining Co
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2014-09-21
Also published as: TW201227862A

Description

半導體元件之整合式製造設備及整合式製造方法

本發明係有關一種半導體裝置，特別是一種適用於製造處理半導體裝置或部件之設備及方法。

在傳統習知的半導體製程中，晶圓經光罩蝕刻、研磨、切割後，即進行晶圓測試的程序，所謂晶圓測試係透過測試機台針對晶圓上每一顆晶粒測試其功能(例如：LED晶粒需測試其亮度，邏輯IC需測試其訊號、電性等)，藉以判別每個晶粒的等級，之後再透過分類機將晶圓上不同等級之晶粒予以挑檢分類與包裝，然後再進入下一階段黏晶(die bond)、打線(wire bond)、灌膠(Encapsulation)等封裝製程。然而，由於分類機與黏晶機為兩種不同的機台，因此在分類機將晶粒分類包裝後，需要進行包裝品質的檢測、晶粒數量的計算等轉換機台所需的程序，在這些轉換機台的程序中往往都需要大量的人力，不僅耗費時間，更增加人力成本的支出。此外，經包裝後的晶粒在進行黏晶製程前需將包裝拆除，而拆除後的包裝耗材便無法再回收使用，如此一來，不僅花費包裝耗材的成本，更產生大量廢棄物的問題，對於環境保護及垃圾減量產生莫大的威脅。

另外，在前述製造過程中，為了使生產流程能更加順暢，通常分類機與黏晶機的機台數量在配置上要相當，才能使得分類及黏晶的製程不會因為機台不足，而耗費等待的時間，但如此一來，便需花費大量金錢購置分類機及黏晶機，同時需要有足夠大的廠房及無塵室放置這些機台，造成更多的成本花費。

此外，一般半導體經過測試後，通常會依照其特性區分成2~4類不等，然而，若是發光二極體的半導體，往往需要更多的分類，甚至依照其亮度、波長等特性不同可區分到100類以上，因此利用傳統的分類機及黏晶機進行分類與黏晶的製程，則需耗費更龐大的人力。

有鑑於上述種種問題，因此業界亟需提出一種整合式的半導體機台，以符合半導體產業快速發展的產業生態。

為了解決上述先前技術不盡理想之處，本發明提供了一種半導體元件之整合式製造設備，包括載台裝置、晶圓載台、封裝載體收容裝置、封裝載體取放裝置、點膠裝置、以及晶粒取放裝置。載台裝置包含有第一雙軸移動載台與第二雙軸移動載台。第一雙軸移動載台與第二雙軸移動載台可承載複數個封裝載體，且第一雙軸移動載台與第二雙軸移動載台係各自獨立運動。晶圓載台鄰設於載台裝置，且承載有晶圓，晶圓包含有複數個晶粒。封裝載體收容裝置設置於載台裝置之一端，封裝載體收容裝置包含有複數個彈匣，各彈匣內可放置複數個封裝載體。封裝載體取放裝置設置於載台裝置與封裝載體收容裝置之間，封裝載體取放裝置用以將複數個封裝載體移動於位在第一雙軸移動載台與封裝載體收容裝置的彈匣或是移動於位在第二雙軸移動載台與封裝載體收容裝置的彈匣之間。點膠裝置用以提供黏膠於被移動至點膠裝置下之封裝載體上。晶粒取放裝置設置於晶圓載台上，用以將晶圓載台上的晶粒移動至封裝載體上。

因此，本發明之主要目的在於提出一種半導體元件之整合式製造設備，由於第一雙軸移動載台與第二雙軸移動載台係各自獨立運動，並且藉由晶粒取放裝置由晶圓上拾取特定等級的晶粒，直接放置於黏晶區的封裝載體上，並且由封裝載體收容裝置來暫時儲存未填滿的封裝載體並留待後續再度使用，故可避免因晶粒分級而導致未填滿封裝載體所造成的浪費，同時完成分級與黏晶的製程，使原本需兩台機台的製程可在同一機台上完成，減少機台購置的成本，並可有效縮短製程中的停工時間(down-time)，節省製造時程，增加單位時間的產能，避免機台因等料而發生閒置現象。

本發明之再一目的在於提出一種半導體元件之整合式製造設備，由於在單一機台中整合分級與黏晶的製程，亦即整合半導體製程中的中游以及下游製程，藉以節省中游廠商將切割及分級完成的晶粒運送到下游廠商所需耗費的物流、品質檢測以及倉儲控管的成本，並可有效減少分級製程轉換至黏晶製程過程中包裝耗材消耗，降低生產過程中廢棄物的產生。

本發明之又一目的在於提出一種半導體元件之整合式製造設備，由於在單一機台中整合分級與黏晶製程，因此可有效減少半導體製程中所需的人力，並可減少由分級製程轉換至黏晶製程過程中時間的消耗，有效提升產能。

此外，本發明亦提供一種半導體元件之整合式製造方法，係利用半導體元件之整合式製造設備製造半導體元件，半導體元件之整合式製造設備包含載台裝置、晶圓載台、封裝載體收容裝置、封裝載體取放裝置、點膠裝置、以及晶粒取放裝置。載台裝置至少包含有雙軸移動載台。載台裝置之一側設置有點膠區及黏晶區。晶圓載台鄰設於載台裝置。封裝載體收容裝置設置於載台裝置之一端，封裝載體收容裝置包含有複數個彈匣，複數個彈匣內放置複數個封裝載體。封裝載體取放裝置設置於載台裝置與封裝載體收容裝置之間。點膠裝置設置於點膠區上方，晶粒取放裝置設置於晶圓載台上，半導體元件之整合式製造方法包含下列步驟：

步驟一：裝載晶圓至晶圓載台上，晶圓包含有複數個晶粒，複數個晶粒分屬於複數個晶粒等級。

步驟二：自複數個晶粒等級選擇其中一個特定晶粒等級。

步驟三：檢查封裝載體收容裝置中是否存放有未填滿前述的特定晶粒等級之封裝載體。若否，則自封裝載體收容裝置中選取一個全新未裝載晶粒的封裝載體。若是，則自封裝載體收容裝置中選取未填滿前述的特定晶粒等級之封裝載體。

步驟四：藉由封裝載體取放裝置將未填滿前述的特定晶粒等級之封裝載體或全新未裝載晶粒的封裝載體裝載至雙軸移動載台上。

步驟五：藉由點膠裝置對未填滿前述的特定晶粒等級之封裝載體或全新未裝載晶粒的封裝載體於點膠區進行點膠作業。

步驟六：藉由雙軸移動載台將未填滿前述的特定晶粒等級之封裝載體或全新未裝載晶粒的封裝載體移動至黏晶區。藉由晶粒取放裝置將晶圓載台上的前述的特定晶粒等級的晶粒取出並移動至位於黏晶區的未填滿前述的特定晶粒等級之封裝載體或全新未裝載晶粒的封裝載體上以進行黏晶作業。

步驟七：判斷未填滿前述的特定晶粒等級之封裝載體或全新未裝載晶粒的封裝載體是否已填滿屬於前述的特定晶粒等級的晶粒。

步驟八：藉由封裝載體取放裝置將經步驟七所得之封裝載體移動至封裝載體收容裝置中存放，並且若步驟七的判斷結果為否，則紀錄經步驟七所得之封裝載體在封裝載體收容裝置的存放位置。

步驟九：判斷承載在晶圓載台上的晶圓之中，屬於前述的特定晶粒等級之晶粒是否已全數撿取完畢。若否，則自封裝載體收容裝置中再度選取一個全新未裝載晶粒的封裝載體，並執行步驟四。

步驟十：判斷晶圓上是否有屬於其他晶粒等級之晶粒。若是，則執行步驟二。

步驟十一：判斷是否需要載入一個全新的晶圓於晶圓載台上。若是，則執行步驟一。

因此，本發明之主要目的在於提出一種半導體元件之整合式製造方法，藉由其所使用之半導體元件之整合式製造設備中之晶粒取放裝置由晶圓上拾取特定等級的晶粒，直接放置於黏晶區的封裝載體上，並且由封裝載體收容裝置來暫時儲存未填滿的封裝載體並留待後續再度使用，故可避免因晶粒分級而導致未填滿封裝載體所造成的浪費，同時完成分級與黏晶的製程，使原本需兩台機台的製程可在同一機台上完成，減少機台購置的成本，並可有效縮短製程中的停工時間(down-time)，節省製造時程，增加單位時間的產能，避免機台因等料而發生閒置現象。

本發明之再一目的在於提出一種半導體元件之整合式製造方法，藉由其所使用之半導體元件之整合式製造設備，在單一機台中整合分級與黏晶的製程，亦即整合半導體晶圓封裝製程中的中游以及下游製程，藉以節省中游廠商將切割及分級完成的晶粒運送到下游廠商所需耗費的物流、品質檢測以及倉儲控管的成本，並可有效減少分級製程轉換至黏晶製程過程中包裝耗材消耗，降低生產過程中廢棄物的產生。

本發明之又一目的在於提出一種半導體元件之整合式製造方法，其所使用之半導體元件之整合式製造設備，由於在單一機台中整合分級與黏晶製程，因此可有效減少半導體製程中所需的人力，以及減少由分級製程轉換至黏晶製程過程中時間的消耗，有效提升產能。

由於本發明係揭露一種半導體元件之整合式製造設備及製造方法，其中所利用之半導體元件製程與自動控制原理，已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭，故以下文中之說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照之圖式，係表達與本發明特徵有關之結構示意，並未亦不需要根據實際尺寸完整繪製，合先敘明。

首先，請參考圖1A，為本發明提供之第一較佳實施例，為一種半導體元件之整合式製造設備1之示意圖。半導體元件之整合式製造設備1包括載台裝置11、晶圓載台14、封裝載體收容裝置15、封裝載體取放裝置16、點膠裝置17，以及晶粒取放裝置18。載台裝置11則包含有第一雙軸移動載台12以及第二雙軸移動載台13；而半導體元件之整合式製造設備1與控制裝置3連接，由控制裝置3控制半導體元件之整合式製造設備1的晶粒分級、取放，以及封裝載體的進出料與存放。半導體元件之整合式製造設備1係用於將半導體晶粒分級後直接將分級後的晶粒黏著於複數個封裝載體(lead frame or substrate)上，整合半導體封裝製程中的中游以及下游製程，藉以節省中游廠商將切割及分級完成的晶粒運送到下游廠商所需耗費的物流、品質檢測以及倉儲控管的成本。

第一雙軸移動載台12進一步包含有第一單軸傳動機構121與第二單軸傳動機構122，而第二雙軸移動載台13進一步包含有第三單軸傳動機構131與第四單軸傳動機構132。在載台裝置11之一側進一步設置有點膠區113及黏晶區114，點膠區113及黏晶區114係分別代表封裝載體101進行點膠以及晶粒1411黏著於封裝載體101的區域，而點膠區113及黏晶區114實際上設置的位置只要是第一雙軸移動載台12或是第二雙軸移動載台13可以移動到的範圍均合適，較佳的位置可以設置在靠近第一雙軸移動載台12或是靠近第二雙軸移動載台13。本第一較佳實施例則如圖1A所示，係以將點膠區113及黏晶區114設置於載台裝置11之一側靠近第一水平雙軸移動載台12為例。點膠區113處則設置有至少一個點膠裝置17，用以提供黏膠於被移動至點膠區113之封裝載體101，本較佳實施例中的封裝載體101可以是導線架或印刷電路板或陶瓷基板。此外，為了要能夠管控封裝載體101的存儲位置與紀錄是否已填滿完成黏晶的晶粒，在封裝載體101上則可搭載訊息標籤(signal tag，未圖示)，以便控制系統辨識並紀錄此封裝載體101的存放位置以及黏放晶粒情形。此外，前述訊息標籤可以是有色標籤、一維條碼、二維條碼或RFID標籤等。

晶圓載台14鄰設於載台裝置11且在鄰近黏晶區114處。如圖1A中所示，晶圓載台14承載有晶圓141，而晶圓141則包含有經過切割後形成的複數個晶粒1411。這些晶粒1411則因晶圓141在製造後其電訊號反應能力分佈不均勻，而分屬於至少兩個晶粒等級。此外，在晶圓載台14與黏晶區114的上方則設置有晶粒取放裝置18，用以將晶圓載台14上的晶粒1411取出並移動至位於黏晶區114的封裝載體101上。另外，在控制裝置3中會儲存有放置於晶圓載台14上的晶圓141的晶粒等級分佈圖譜資料(亦稱晶圓map data)，其中紀錄晶圓141中的各位置的晶粒1411的晶粒等級與位置。而控制裝置3會依照晶粒等級分佈圖譜，控制晶粒取放裝置18，將屬於同一特定晶粒等級的晶粒1411拾取並放置到封裝載體101之上。

請參考圖1B，第一雙軸移動載台12包含有第一單軸傳動機構121與第二單軸傳動機構122。第一單軸傳動機構121係與第二單軸傳動機構122連接，第一單軸傳動機構121係於第一方向Y運動，第一單軸傳動機構122係於第二方向X運動。藉此，第一雙軸移動載台12則可承載封裝載體101於第一方向Y與第二方向X上進行往復運動。

同樣地，第二雙軸移動載台13包含第三單軸傳動機構131與第四單軸傳動機構132。第三單軸傳動機構131則係與第二單軸傳動機構132連接，第三單軸傳動機構131係於第一方向Y運動，第四單軸傳動機構132係於第二方向X運動。藉此，第二雙軸移動載台13則可承載封裝載體101於第一方向Y與第二方向X上進行往復運動。

因此，第一雙軸移動載台12與第二雙軸移動載台13可承載複數個封裝載體101，並且各自獨立地於點膠區113及黏晶區114之間往復移動。

此外，半導體元件之整合式製造設備1可進一步包含有固化裝置102，設置於封裝載體取放裝置16之垂直雙軸移動平台161之處，並可對封裝載體101進行加熱。在晶粒取放裝置18將晶粒1411由晶圓14上取放至已經過點膠作業的封裝載體101上之後，如圖1F、1G、1H所示，已載有晶粒1411的封裝載體101則會自第一雙軸移動載台12(或第二雙軸移動載台13)移動至封裝載體取放裝置16上，固化裝置102則會對其上之封裝載體101及黏著於其上的晶粒1411施加一固化程序，而原先經點膠裝置17所提供在封裝載體101上的黏膠則會固化，使晶粒1411得以穩固黏著於向封裝載體收容裝置15回送的封裝載體101上。前述之固化程序則可依點膠裝置17所提供的黏膠種類，為加熱程序(例如當黏膠為熱固形黏膠時)或是光照程序(例如當黏膠為UV膠時)。

半導體元件之整合式製造設備1可進一步包含封裝載體堆疊裝置103，鄰設於載台裝置11。如圖1A所示，在封裝載體堆疊裝置103上堆疊有複數個封裝載體101，並且在點膠區113與封裝載體堆疊裝置103之間設置有封裝載體抓取裝置104，用以將封裝載體101自封裝載體堆疊裝置103中移動到第一雙軸移動載台12或第二雙軸移動載台13上。待完成點膠及黏晶程序後，裝載有同一特定晶粒等級晶粒1411的封裝載體101則經由封裝載體取放裝置16(如圖1C)收納放置到封裝載體收容裝置15中。

請參考圖1A及圖1B，在載台裝置11的一端設置有封裝載體收容裝置15，封裝載體收容裝置15中包含有複數個彈匣151，而各彈匣151內可放置複數個封裝載體101。而彈匣151則與前述的封裝載體101相同，可搭載訊息標籤(signal tag，未圖示)，以便控制系統辨識並對應紀錄各封裝載體101的存放位置以及黏放晶粒情形。封裝載體收容裝置15設置的目的在於除了要存放黏晶完畢且已載滿晶粒1411的封裝載體101，亦可以收納黏晶完畢但是未載滿的封裝載體101，待晶圓載台14放置下一片晶圓141後，可經由晶粒取放裝置18撿取同一特定晶粒等級的晶粒1411，放置於已承載有屬於同一晶粒等級之晶粒1411的封裝載體101之上，而無須重新使用全部空白的新封裝載體，藉以節省封裝載體之使用及避免物料之消耗。

請參考圖1C，在載台裝置11(如圖1A所示)與封裝載體收容裝置15之間設置有封裝載體取放裝置16。封裝載體取放裝置16包含有垂直雙軸移動平台161、與垂直雙軸移動平台161連接的取放裝置162、水平軸163、垂直軸164，與固化裝置102。垂直雙軸移動平台161係連接於水平軸163與垂直軸164上，藉此，垂直雙軸移動平台161在封裝載體收容裝置15所在的垂直平面上移動。在取用封裝載體101時，是由取放裝置162自封裝載體收容裝置15的彈匣151中取出放置至垂直雙軸移動平台161，而擺放有封裝載體101的垂直雙軸移動平台161則會藉由水平軸163與垂直軸164 移動至第一雙軸移動載台12與第二雙軸移動載台13處，並將其所載放的封裝載體101移至第一雙軸移動載台12或第二雙軸移動載台13上。而在封裝載體101做完點膠以及黏晶過成之後再度回到垂直雙軸移動平台161上後，則可如前所述地藉由固化裝置102進行固化程序，以免黏好的晶粒1411位移而導致後續晶粒封裝程序的失敗。

在分級與黏晶的製程中，封裝載體101是如前所述地藉由封裝載體取放裝置16自封裝載體收容裝置15的彈匣151中取出，並可移動至第一雙軸移動載台12或第二雙軸移動載台13上，而本第一較佳實施例則是先以移動至第一雙軸移動載台12為例進行後續流程之說明。而以下為了方便說明，對封裝載體101則依照其中是否填有特定晶粒等級的晶粒1411以及其所處的製程狀態，分為全新未裝載晶粒的封裝載體1010、未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011，以及完成黏晶程序的封裝載體1012。

請參考圖1D，封裝載體取放裝置16將全新未裝載晶粒的封裝載體1010或未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011，移動至第一雙軸移動載台12後，第一雙軸移動載台12將全新未裝載晶粒的封裝載體1010(或未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011)移動至點膠區113，由點膠裝置17對全新未裝載晶粒的封裝載體1010、未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011提供黏膠進行點膠作業。同時第二雙軸移動載台13則是將完成黏晶程序的封裝載體1012回送。

請繼續參考圖1E，點膠作業完成後，載放有全新未裝載晶粒的封裝載體1010(或未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011)的第一雙軸移動載台12則移動至黏晶區114。待載放有全新未裝載晶粒的封裝載體1010(或未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011)的第一雙軸移動載台12移動至黏晶區114後，晶粒取放裝置18則撿取同一個特定晶粒等級的晶粒1411放置於全新未裝載晶粒的封裝載體1010(或未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011)上，進行黏晶作業。同時第二雙軸移動載台13則是繼續將完成黏晶程序的封裝載體1012向封裝載體收容裝置15處回送。

於此同時，第二雙軸移動載台13移動至點膠區113，接受由封裝載體取放裝置16自封裝載體收容裝置15彈匣151中取出的另一全新未裝載晶粒的封裝載體1010(或未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011)，並且同樣地由點膠裝置17進行點膠作業。

請參考圖1F及圖1G，待點膠完畢之後，載有已完成點膠程序的全新未裝載晶粒的全新未裝載晶粒的封裝載體1010(或未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011)則是再度經由第二雙軸移動載台13的傳送，向黏晶區114移動。於此同時，黏有特定晶粒等級的晶粒1411的完成黏晶程序的封裝載體1012，則經由第一雙軸移動載台12移動至點膠區113，並將完成黏晶程序的封裝載體1012送向封裝載體取放裝置16處。

請繼續參考圖1H，如前述載有完成點膠的全新未裝載晶粒的封裝載體1010(或未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011)，並已移至黏晶區114的第二雙軸移動載台13移動至黏晶區114，與第一裝軸移動載台12同樣地藉由晶粒取放裝置18撿取同一晶粒等級的晶粒1411放置於全新未裝載晶粒的封裝載體1010(或未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011)上，進行黏晶作業。而完成黏晶程序的封裝載體1012則移動至封裝載體取放裝置16處並進行固化，並由封裝載體取放裝置16送至封裝載體收容裝置15的彈匣151(如圖1C所示)中收納儲存。

請繼續參考圖1I，載有同屬於特定晶粒等級的晶粒141並完成黏晶程序的封裝載體1012的第二雙軸移動載台13離開黏晶區114。於此同時，封裝載體取放裝置16則已先自封裝載體收容裝置15的彈匣151(如圖1C所示)中取得全新未裝載晶粒的封裝載體1010。

請繼續參考圖1J，另一個全新未裝載晶粒的封裝載體1010(或未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011)封裝載體101則是移動至停留於點膠區113的第一雙軸移動載台12之上，並同樣地由點膠裝置17進行點膠作業。

請繼續參考圖1K，載有完成黏晶程序的封裝載體1012的第二雙軸移動載台13則移動至點膠區113，並將已載有同屬於特定晶粒等級晶粒1411且完成黏晶程序的封裝載體1012送至封裝載體取放裝置16處並進行固化，交由封裝載體取放裝置16將其送回至封裝載體收容裝置15的彈匣151(如圖1C所示)中收納儲存。於此同時，載有完成點膠作業的全新未裝載晶粒的封裝載體1010(或未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011)的第一雙軸移動載台12則繼續向黏晶區114處移動。

藉此，半導體元件之整合式製造設備1重複進行上述流程(圖1D至圖1K)，以整合晶粒分級與黏晶製程，並整合半導體晶圓封裝製程中的中游以及下游製程，藉以節省中游廠商將切割及分級完成的晶粒運送到下游廠商所需耗費的物流、品質檢測以及倉儲控管的成本。

此外，若是在晶粒取放裝置18將同一特定晶粒等級的晶粒1411撿取至全新未裝載晶粒的封裝載體1010後，同一晶粒等級的晶粒1411無法填滿全新未裝載晶粒的封裝載體1o1o之時(亦即發生「不滿bin」的現象)，第一雙軸移動載台12(或是第二雙軸移動載台13)則仍是將此未填滿但已載有同屬於特定晶粒等級晶粒1411且完成黏晶程序的封裝載體1012依前述流程送回至封裝載體15的彈匣151之中收納儲存，並且由封裝載體取放裝置16將另一個全新未裝載晶粒的封裝載體1010(或未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011)移動到第一雙軸移動載台12(或是第二雙軸移動載台13)，以進行後續點膠及黏晶製程。而等到晶粒取放裝置18將晶圓14上141的晶粒1411全數取放完畢之後，另一片晶圓141放置上晶圓載台14後，未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011則會由封裝載體取放裝置16自封裝載體收容裝置15彈匣151中再被取出，並再度經由點膠區113進行點膠程序後送至黏晶區114，由晶粒取放裝置18將與此未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011上的晶粒1411屬於同一特定晶粒等級的晶粒1411自晶圓141中拾取至其上，填滿原本此一未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011。待此未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011裝滿晶粒1411之後，則可經由前述流程回送至封裝載體收容裝置15中收納儲存。而控制裝置3(如圖1A所示)則是可以控制封裝載體取放裝置15自封裝在載體容置裝置16中的特定位置取出全新未裝載晶粒的封裝載體1010(或未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011)，以及控制封裝載體取放裝置15將黏有晶粒1411的完成黏晶程序的封裝載體1012置入原本取出的位置，或者另外特定的位置中。

因此，本發明所提供的半導體元件之整合式製造設備1除可整合晶粒分級與黏晶之製程外，因設置有封裝載體收容裝置15，可暫時儲存未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011並留待後續再度使用，故可避免因晶粒分級而導致未填滿封裝載體所造成的浪費。

本發明除提供第一較佳實施例一種半導體元件之整合式製造設備之外，亦提供第二較佳實施例。請參考圖2，為本發明第二較佳實施例一種半導體元件之整合式製程流程示意圖。其中所使用之半導體元件之整合式製造設備1中的各部元件及其連接關係均與第一較佳實施例相同，在此不再重複贅述。此外，半導體元件之整合式製造設備1的各部元件及其連接關係，請參考圖1A至圖1K。本第二較佳實施例中的各步驟之控制如同第一較佳實施例中所述，是藉由半導體元件之整合式製造設備1所連接的控制裝置3來控制及進行相關判斷。

步驟一21：裝載晶圓141至晶圓載台14上，晶圓141包含有複數個晶粒1411，複數個晶粒1411分屬於複數個晶粒等級。

步驟二22：自複數個晶粒等級選擇其中一個特定晶粒等級；

步驟三23：檢查該封裝載體收容裝置15中是否存放有未被前述特定晶粒等級填滿的未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011，若是，則自封裝載體收容裝置15中選取此未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011，若否，則自封裝載體收容裝置15中選取一個全新未裝載晶粒的封裝載體1010。當然，若全新未裝載晶粒的封裝載體1010係存放於封裝載體堆疊裝置103，則改由封裝載體堆疊裝置103中選取一個全新未裝載晶粒的封裝載體1010，並於封裝載體收容裝置15中擬訂一對應之位置，以存放前述的自封裝載體堆疊裝置103所取出之全新未裝載晶粒的封裝載體1010。

步驟四24：藉由封裝載體取放裝置16，將自步驟三23所選得的全新未裝載晶粒的封裝載體1010或未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011，裝載至第一雙軸移動載台12上。

步驟五25：如同圖1D所示，藉由點膠裝置17對未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011或全新未裝載晶粒的封裝載體1010於點膠區113進行點膠作業。

此外，必須要說明的是，此步驟五25所進行的點膠作業並不一定是一次將未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011或全新未裝載晶粒的封裝載體1010上的所有黏晶位置都點上黏膠，而是會依照實際情況選擇要進行點膠的黏晶位置的數量。舉例而言，當發生晶圓14上屬於由步驟二22所擇定之特定晶粒等級的晶粒1411只剩下X顆的情況，而未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011或全新未裝載晶粒的封裝載體101上的所剩餘未填滿的黏晶位置仍有Y個，且Y>X，則控制裝置3就會控制點膠裝置17，對於位在點膠區113中的未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011或全新未裝載晶粒的封裝載體1010，僅對於其上的X個的黏晶位置進行點膠，留下「Y減X」個空位不進行點膠作業。

步驟六26：如同圖1E所示，藉由第一雙軸移動載台12將未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011或全新未裝載晶粒的封裝載體1010，移動至黏晶區114。藉由晶粒取放裝置18將晶圓載台14上的特定晶粒等級(亦即於步驟二22中所擇定的晶粒等級)的晶粒1411取出並移動至位於黏晶區114的未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011或全新未裝載晶粒的封裝載體1010上，以進行黏晶作業。

步驟七27：判斷未填滿特定晶粒等級之封裝載體1011或全新未裝載晶粒的封裝載體1010是否已填滿屬於由步驟二22所擇定的特定晶粒等級的晶粒1411。並且，如同圖1F至圖1H所示，藉由封裝載體取放裝置16將經步驟六所得之完成黏晶程序的封裝載體1012移動至封裝載體收容裝置15中存放。並且若此步驟的判斷結果為否，則先行紀錄完成黏晶程序的封裝載體1012在封裝載體收容裝置15的存放位置，再執行將此一完成黏晶程序的封裝載體1012移動至封裝載體收容裝置15中存放之歸位作業；若是，則直接執行此一完成黏晶程序的封裝載體1012歸位作業。

步驟八28：判斷承載在晶圓載台14上的晶圓141之中屬於特定晶粒等級之晶粒1411是否已全數撿取完畢。若否，則自封裝載體收容裝置15中再度選取全新未裝載晶粒的封裝載體1010，並執行步驟四24。若是，則執行步驟九29。

步驟九29：判斷晶圓141上是否有屬於其他晶粒等級之晶粒1411。若是，則執行步驟二22。若否，進行步驟十210。

步驟十210：判斷是否需要載入全新的晶圓141於晶圓載台14上。若是，則執行步驟一21，而形成循環流程。若否，則停止作業程序。

由上述步驟一21至步驟十210可知，為了解決當晶粒取放裝置18將同一特定晶粒等級的晶粒1411撿取至封裝載體101後，同一特定晶粒等級的晶粒1411無法填滿封裝載體101(亦即發生「不滿bin」的現象)此一狀況，本第二較佳實施例所提出的方法，是先將此一未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011，送回至封裝載體收容裝置15的彈匣151之中收納儲存，並且記錄此一未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011存放在封裝載體收容裝置15的哪一個彈匣151之中；等到載入下一片全新的晶圓141之後，若是此一全新的晶圓141上包含有同一特定晶粒等級的晶粒1411，則控制裝置3藉由步驟三23的判斷結果，配合在步驟八28中所記錄而得到的存放位置資料，將此一未填滿的特定晶粒等級封裝載體1011從封裝載體收容裝置15中取出，繼續進行點膠以及黏晶的作業。

上述的載台裝置11可以是如同第一較佳實施例中所述的，包含有第一雙軸移動載台12與第二雙軸移動載台13。且第一雙軸移動載台12與第二雙軸移動載台13係各自獨立地於點膠區113與黏晶區114進行往復運動。

因此，本第二較佳實施例所提供的半導體元件之整合式製造方法除可整合晶粒分級與黏晶之製程外，因設置有封裝載體收容裝置15，可暫時儲存未填滿特定晶粒等級的封裝載體1011並留待後續再度使用，故可避免因晶粒分級而導致未填滿封裝載體所造成的浪費。此種方法並可有效縮短製程中的停工時間(down-time)，節省製造時程，增加單位時間的產能，避免機台因等料而發生閒置現象。

此外，第一雙軸移動載台12與第二雙軸移動載台13的較佳配置方向與配置元件、封裝載體取放裝置16中的細部元件(垂直雙軸移動平台161及與其連接之取放裝置162等)及其連接關係、固化裝置102的較佳設置位置、固化程序的選擇、封裝載體堆疊裝置103的較佳設置位置、封裝載體抓取裝置104的較佳設置位置均與第一較佳實施例相同，故在此不再重複贅述。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利權利；同時以上的描述，對於熟知本技術領域之專門人士應可明瞭及實施，因此其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在申請專利範圍中。

1‧‧‧半導體元件之整合式製造設備

101‧‧‧封裝載體

1010‧‧‧全新未裝載晶粒的封裝載體

1011‧‧‧未填滿特定晶粒等級的封裝載體

1012‧‧‧完成黏晶程序的封裝載體

102‧‧‧固化裝置

103‧‧‧封裝載體堆疊裝置

104‧‧‧封裝載體抓取裝置

11‧‧‧載台裝置

113‧‧‧點膠區

114‧‧‧黏晶區

12‧‧‧第一雙軸移動載台

121‧‧‧第一單軸傳動機構

122‧‧‧第二單軸傳動機構

13‧‧‧第二雙軸移動載台

131‧‧‧第三單軸傳動機構

132‧‧‧第四單軸傳動機構

14‧‧‧晶圓載台

141‧‧‧晶圓

1411‧‧‧晶粒

15‧‧‧封裝載體收容裝置

151‧‧‧彈匣

16‧‧‧封裝載體取放裝置

161‧‧‧垂直雙軸移動平台

162‧‧‧取放裝置

163‧‧‧水平軸

164‧‧‧垂直軸

17‧‧‧點膠裝置

18‧‧‧晶粒取放裝置

21‧‧‧步驟一

22‧‧‧步驟二

23‧‧‧步驟三

24‧‧‧步驟四

25‧‧‧步驟五

26‧‧‧步驟六

27‧‧‧步驟七

28‧‧‧步驟八

29‧‧‧步驟九

210‧‧‧步驟十

3‧‧‧控制裝置

Y‧‧‧第一方向

X‧‧‧第二方向

圖1A為本發明第一較佳實施例一種半導體元件之整合式製造設備之示意圖。

圖1B為本發明第一較佳實施例半導體元件之整合式製造設備之第一雙軸移動載台與第二雙軸移動載台配置示意圖。

圖1C為本發明第一較佳實施例半導體元件之整合式製造設備之封裝載體收容裝置及封裝載體取放裝置配置示意圖。

圖1D為本發明第一較佳實施例半導體元件之整合式製造設備動作流程示意圖。

圖1E為本發明第一較佳實施例半導體元件之整合式製造設備動作流程示意圖。

圖1F為本發明第一較佳實施例半導體元件之整合式製造設備動作流程示意圖。

圖1G為本發明第一較佳實施例半導體元件之整合式製造設備動作流程示意圖。

圖1H為本發明第一較佳實施例半導體元件之整合式製造設備動作流程示意圖。

圖1I為本發明第一較佳實施例半導體元件之整合式製造設備動作流程示意圖。

圖1J為本發明第一較佳實施例半導體元件之整合式製造設備動作流程示意圖。

圖1K為本發明第一較佳實施例半導體元件之整合式製造設備動作流程示意圖。

圖2為本發明第二較佳實施例一種半導體元件之整合式製程流程示意圖。