TWI566317B - 晶圓環快速換料裝置及其方法 - Google Patents

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TWI566317B
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均華精密工業股份有限公司
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Description

晶圓環快速換料裝置及其方法
一種晶圓環快速換料裝置及其方法，尤指一種能夠同步將二晶圓環送入與取出一承載單元的方法及其裝置。
請配合參考第1圖與第2圖所示，現有的晶粒取放方式，其係於一晶圓環10設置有一藍膜。藍膜的一面貼附有複數個晶粒11。具有複數個晶粒11之晶圓環10係設置於一晶舟盒中。晶舟盒係設置於一升降單元的頂端。
升降單元係將晶舟盒上升至一設定高度或下降至一設定距離，以使一夾爪20能夠晶圓環10由晶舟盒中夾出，並將晶圓環10放置於一承載機構21中。
如第2圖所示，當晶圓環10位於承載機構21中後，承載機構21係下降至一設定距離，以使位於承載機構21下方的擴張環22能夠接觸藍膜。所以擴張環22係進行一擴膜的動作，以使藍膜的表面形成一平整的狀態，並將晶粒彼此之間的距離拉大。一取放單元係開始進行挑選晶粒11的動作。
待晶粒11挑選完畢後，承載機構21係上升至一設定高度，以使擴張環22不再接觸藍膜。因藍膜已經過晶粒11的挑選製程，以及脫離擴膜的製程。原先表面平整的藍膜會形成為一鬆弛的藍膜。
為了避免鬆弛的藍膜於替換晶圓環10的過程中，損傷位於另一晶圓環10的晶粒11。一加熱單元會對鬆弛的藍膜進行一加熱的動作，受熱的藍膜會再度形成一平整的藍膜。
夾爪21會將具有已受熱的藍膜之晶圓環10送回晶舟盒中，並於晶舟盒中再夾持另一晶圓環10，並將另一晶圓環10送入承載機構21中，以再次進行一晶粒11的挑選製程。
綜合上述，現有的晶粒挑選製程依序應具有夾持晶圓環、擴膜、挑選晶粒、加熱藍膜與更換晶圓環。然以往的晶粒的尺寸較小，所以藍膜所貼附有晶粒的數量可能超過上千顆，所以需要較多之挑選晶粒的時間，若再加上加熱藍膜的時間，整個晶粒挑選程製程所消耗的時間是冗長。
但某些具有特殊規格的晶粒的尺寸係大於以往的晶粒之尺寸，所以藍膜所貼附的晶粒之數量可能僅百顆，若仍依現有的晶粒挑選製程挑選這些尺寸較大的晶粒，對於講求效率的晶圓產業而言，晶圓環更換與藍膜加熱所耗損的時間過長，現有的晶粒挑選製程所使用的晶圓環更換效率不能符合實際的需求。
有鑑於上述之課題，本發明之目的在於提供一種晶圓環快速換料裝置及其方法，其係利用一上夾模組將一晶圓環送入一承載單元，一下夾模組將另一晶圓環自承載單元取出，送入與取出晶圓環之動作為同步，所以能夠降低更換晶圓環所需的時間，以提升工作效率。
為了達到上述之目的，本發明之技術手段在於提供一種晶圓環快速換料裝置，其包含有：一夾持單元，其具有一上夾模組與一下夾模組，該上夾模組與該下夾模組係形成為一雙層模組；一承載單元，其相鄰於該夾持單元；以及至少一供應單元，其相鄰於該夾持單元，並且非與該承載單元相同的任一側。
於一實施例中，該上夾模組係夾持一位於供應單元之晶圓環，並將該晶圓環移動至該承載單元；該下夾模組係夾持一位於該承載單元之晶圓環，並將該晶圓環移動至該供應單元。
本發明復提供一種 晶圓環快速換料方法，其步驟包含有：提供一晶圓環，一上夾模組係將一晶圓環送至一承載模組中；該晶圓環具有一藍膜，該藍膜具有複數個晶粒；擴張該藍膜，該承載模組係下降一設定距離，以使一擴張環與一上壓模組交互作用於該藍膜，以擴張該藍膜，並將各晶粒的距離拉開；挑選該晶粒，一取放單元係吸取位於該藍膜之晶粒；更換晶圓環，該承載裝置係上升至一最初位置，該上夾模組係將另一晶圓環送入該承載單元中，一下夾模組係將已被吸取該晶粒之晶圓環由該承載單元中取出。
綜合上述之本發明之晶圓環快速換料裝置及其方法，本發明之夾持單元具有一上夾模組與一下夾模組，上夾模組係用於將晶圓環送入承載單元，下夾模組係將晶圓環取出承載單元，前述之取出與送入晶圓環的動作係同步進行，故能無縫且縮短更換晶圓環的時間，所以本發明係能夠適用於各種尺寸之晶粒的取放製程，特別是尺寸較大的晶粒。
10‧‧‧晶圓環
11‧‧‧晶粒
20‧‧‧夾爪
21‧‧‧承載機構
22‧‧‧擴張環
30‧‧‧夾持單元
31‧‧‧上往復模組
32‧‧‧上夾模組
33‧‧‧下往復模組
34‧‧‧下夾模組
35‧‧‧放置模組
36‧‧‧加熱模組
37‧‧‧旋轉模組
38‧‧‧軌道支架
380‧‧‧第三導道
381‧‧‧第四導道
39‧‧‧導引模組
390‧‧‧上層件
391‧‧‧下層件
392‧‧‧第一導道
393‧‧‧第二導道
40‧‧‧承載單元
41‧‧‧座環
42‧‧‧上壓模組
43‧‧‧支撐模組
430‧‧‧支撐條
431‧‧‧承接部
44‧‧‧擴張環
50‧‧‧供應單元
500‧‧‧升降模組
501‧‧‧晶舟盒
60‧‧‧晶圓環
600‧‧‧藍膜
601‧‧‧晶粒
第1圖為一承載機構、一晶圓環與一夾爪之示意圖。
第2圖為承載機構之動作示意圖。
第3圖為本發明之晶圓環快速換料裝置之示意圖。
第4圖為一夾持單元、一晶舟盒與一承載單元之立體示意圖。
第5圖為一支撐支架與一晶圓環之局部示意圖。
第6圖為一晶圓環位於一承載單元中，並且位於一支撐條上之局部示意圖。
第7圖為一擴張環擴張一藍膜之局部動作示意圖。
第8圖為晶圓環位於承載單元中，並且位於一承接部之局部示意圖。
第9圖為晶圓環位於承接部，並且支撐條突出於一支撐模組的外部之局部示意圖。
第10圖為二晶圓環分別位於承接部與支撐模組之局部示意 圖。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，所屬技術領域中具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容，輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。
請配合參考第3圖所示，本發明係一種晶圓環快速換料裝置，其具有一夾持單元30、一承載單元40與至少一供應單元50。
請配合第4圖所示，夾持單元30具有一上往復模組31、一上夾模組32、一下往復模組33、一下夾模組34、一放置模組35、一加熱模組36、一旋轉模組37、一軌道支架38與一導引模組39。
導引模組39具有一上層件390與一下層件391，上層件390位於下層件391的上方。上層件390與下層件391能夠為一導引軌道。導引模組39更具有一第一導道392與一第二導道393，第一導道392係位於第二導道393的上方。第一導道392與第二導道393係位於上層件390與下層件391之間。
上往復模組31係設於上層單元390。上往復模組31係耦接上夾模組32，以使上夾模組32能夠進行一直線往復運動。上往復模組31能夠為一線性滑軌與滑塊之組合或一機械臂。
下往復模組33係係設於下層單元391，而使下往復模組33與上往復模組31形成一雙層模組。下往復模組33係耦接下夾模組34，以使下夾模組34能夠進行一直線往復運動。下往復模組33能夠為一線性滑軌與滑塊之組合或一機械臂。上往復模組31與下往復模組33係同時運作，並於運作時上往復模組31與下往復模組33無須互等。
放置模組35係設於導引模組39的底端，放置模組35係進一步耦接旋轉模組37，旋轉模組37係能夠使上往復模組31、下往復模組33與放置模組35轉動一設定角度。
加熱模組36係設於放置模組33的下方，加熱模組36能夠為一微波加熱裝置、電磁加熱裝置或一熱風加熱裝置。
如第4圖與第5圖所示，軌道支架38係設於放置模組33，軌 道支架38具有第三導道380與第四導道382。第三導道390係相對於第一導道392。第四導道381係相對於第二導道393。
請配合參考第6圖，承載單元40相鄰於於夾持單元30。承載單元40有一座環41、一上壓模組42、一支撐模組43與一擴張環44。
座環41係耦接一升降模組(圖中未示)，以使座環41能夠進行一往復升降運動。
上壓模組42係設於座環41的頂端，上壓模組42為兩個半環或弧形片體。
支撐模組43係設於座環41與上壓模組42之間，支撐模組43具有至少一對承接部431與至少一對支撐條430。各支撐條430係設於各承接部431的上方，各支撐條430係耦接一往復模組(圖中未示)，以使各支撐條430能夠突出於支撐模組43外部或縮回支撐模組43的內部。
擴張環44係設於座環41的下方。
請再配合參考第3圖所示，供應模組50係相鄰於夾持單元30，並且位於相鄰夾持單元30且非與承載單元40相同的任一側。若供應單元50的數量為單一個，供應單元50的設置方式能夠如前所述。假若供應單元50為複數個，則供應單元50係設置於夾持單元30未與承載單元40相同的任二側或任三側。各供應單元50係供一晶舟盒設置。供應單元50具有一升降模組500，以使供應單元50能夠上升一設定高度或下降至一設定距離。
本發明係一種晶圓環快速換料方法，其步驟包含有：提供一晶圓環。如第3圖、第4圖與第7圖所示，至少一晶舟盒501係設置於至少一供應單元50。晶舟盒501中具有至少一晶圓環60。晶圓環60具有一藍膜600，藍膜600的頂端面貼附有至少一晶粒601。升降模組500係使晶舟盒501上升一設定高度或下降至一設定距離，以供夾持單元30夾持晶圓環60。
旋轉模組37係轉定一設定角度，以使夾持單元30面對所欲夾持晶圓環60之晶舟盒501。上往復模組31係驅動上夾模組32， 並沿著上層件390的導引，而朝向晶舟盒501方向移動，以使上夾模組32夾持所欲夾持之晶圓環60。待上夾模組32夾持晶圓環60後，上往復模組31係再次沿著上層件390的導引，並將上夾模組32退出晶舟盒501。
旋轉模組37係再轉動一設定角度，以使夾持有晶圓環60之上夾模組32面對承載單元40。上往復模組31係再次驅動上夾模組32，晶圓環60的兩側係被第一導道392與第三導道380所引導，以使上夾模組32將晶圓環60放置於突出於支撐模組43外部之支撐條430上。待上夾模組32將晶圓環60放置於支撐條430後，上往復模組31係再次驅動上夾模組32，以使上夾模組32退出承載單元40。
擴張藍膜600，請配合參考第7圖與第8圖所示，承載單元40之座環41係開始下降。直至藍膜600的一面接觸擴張環44，支撐條430係縮回支撐模組43的內部。
座環41持續下降，以使藍膜600的另一面與晶圓環60的一面接觸上壓模組42。藉由擴張環44與上壓模組42二者的作用下，以擴張藍模600，而使藍膜600形成一平整狀，並將晶粒601的距離拉開。
於座環41下降的過程中，支撐條430亦可不縮回支撐模組43的內部，待座環41下降一設定距離後，其係使擴張環44接觸藍膜600的一面。若座環41持續下降，擴張環44係迫使晶圓環60離開支撐條430，並使藍膜600的另一面與晶圓環60的一面接觸上壓模組42。藉由擴張環44與上壓模組42二者的作用下，以擴張藍模600，而使藍膜600形成一平整狀，並將晶粒601的距離拉開。
挑選晶粒601，一取放單元係挑選，並吸取位於呈平整狀之藍膜600的晶粒601。
更換晶圓環60，待上述之挑選晶粒結束後，請配合參考第8圖所示，座環41係上升至最初位置。於座環41的上升過程中，晶圓環60之藍膜600仍與擴張環44保持接觸的狀態，直到晶圓 環60位於係承接部431。座環41仍持續上升至最初位置，藍膜600係與擴張環44相互分離。位於承接部431之晶圓環60的藍膜600因為受到擴張環44與上壓模組42的交互作用，並且晶粒601未位於藍膜600的一面，故藍膜600此時會呈現一鬆弛狀態。
若如上述之支撐條430未縮回支撐模組43的內部，於座環42的上升過程中，並且晶圓環60回到支撐條430的位置時，支撐條430會縮回支撐模組43的內部，藍膜600仍與擴張環44保持接觸，直至晶圓環60位於係承接部431，藍膜600才與擴張環44相互分離。
請配合參閱第9圖所示，當已被挑選晶粒601之晶圓環60位於承接部431後，支撐條430係突出於支撐模組43的外部。
請配合參考第10圖與第4圖所示，上夾模組32係於晶舟盒中夾持出另一待挑選晶粒601之晶圓環60，上往復模組31係沿著上層件390的導引，以使上夾模組32朝向承載單元40方向移動。
下往復模組33係沿著下層件391的導引，以使下夾模組34朝向承載單元40方向移動。
如第10圖與第5圖所示，下夾模組34係夾持位於承接部431的晶圓環60。下夾模組34係再次沿著下層件391的導引，以使下夾模組34朝向承載模組40方向移動。晶圓環60的兩側係受到第二導道393與第四導道381的導引，以使晶圓環60位於承載模組40的上方。
加熱模組36係對藍膜600進行一加熱的動作，而使已呈鬆弛狀的藍膜600受熱後成為一平整狀的藍膜600。夾持單元30係再轉動一設定角度，以使晶圓環6朝向所欲放入之晶舟盒501。下夾模組34再將具有已加熱之藍膜600的晶圓環60送入晶舟盒501中。於下夾模組34將晶圓環60送入晶舟盒501時，下夾模組34係再次受到下層件391的導引，晶圓環60亦再次受到第二導道393與第四導道381的導引。前述之加熱與轉動能夠同時進行，或者先加熱再轉動，或者先轉動再加熱。
上夾模組32係將晶圓環60放置於支撐條430上。放置於支 撐條430之晶圓環60係進行上述之擴張藍膜600的步驟。前述之上夾模組32放置晶圓環60之動作與下夾模組34取出晶圓環60之動作係同時進行。
綜合上述，本發明之晶圓環快速換料裝置及其方法，其特點有三，一為本發明之夾持單元具有一上夾模組與一下夾模組，上夾模組係用於將晶圓環送入承載單元，下夾模組係將晶圓環取出承載單元，前述之取出與送入晶圓環的動作係同步進行，故能無縫且縮短更換晶圓環的時間，所以本發明能應用於各種尺寸之晶粒取放製程，特別是尺寸較大的晶粒；二為本發明之承載單元之支撐模組所具有支撐條與承接部係使支撐模組具有一高度差，該高度差係能夠供二晶圓環同時設置，一晶圓環係被放入承載單元，另一晶圓環係被取出承載單元，另外該高度差的設計亦能夠避免位於下層且鬆弛的藍膜損傷位於上層之藍膜的晶粒；三為本發明之加熱模組係設於夾持單元處，所以藍膜係於晶圓環被取出承載單元後才被加熱，故能縮短晶圓環取出的時間。
以上所述之具體實施例，僅係用於例釋本發明之特點及功效，而非用於限定本發明之可實施範疇，於未脫離本發明上揭之精神與技術範疇下，任何運用本發明所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。
30‧‧‧夾持單元
37‧‧‧旋轉模組
40‧‧‧承載單元
50‧‧‧供應單元
500‧‧‧升降模組

Claims (17)

  1. 一種晶圓環快速換料裝置，其包含有：一夾持單元，其具有一上夾模組與一下夾模組，該上夾模組與該下夾模組係形成為一雙層模組；一承載單元，其相鄰於該夾持單元；以及至少一供應單元，其相鄰於該夾持單元，並且非與該承載單元相同的任一側。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓環快速換料裝置，其中該上夾模組係夾持一位於供應單元之晶圓環，並將該晶圓環移動至該承載單元；該下夾模組係夾持一位於該承載單元之晶圓環，並將該晶圓環移動至該供應單元。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓環快速換料裝置，其中該夾持單元更具有一上往復模組與一下往復模組，該上往復模組係耦接該上夾模組，該下往復模組係耦接該下夾模組。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之晶圓環快速換料裝置，其中該上往復模組與該下往復模組係同時運作，並於運作時該上往復模組與該下往復模組無須互等。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之晶圓環快速換料裝置，其中該夾持單元更具有一導引模組與一放置模組；該上往復模組與該下往復模組係設於該導引模組，該放置模組係設於該導引模組的底端。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之晶圓環快速換料裝置，其中該夾持單元更具一加熱模組，該加熱模組係位於該放置模組的下方。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之晶圓環快速換料裝置，其中該夾持單元更具一旋轉模組，該旋轉模組係耦接該放置模組，該旋轉模組係使該上往復模組、該下往復模組與該放置模組轉動一設定角度。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之晶圓環快速換料裝置，其中該導引模組具有一上層件、一第一導道、一第二導道、一下層 件，該第一導道與該第二導道係位於該上層件與該下層件之間，該上往復模組係設於該上層件，該下往復模組係設於該下層件；該夾持單元更具有一軌道支架，該軌道支架係設於該放置模組，該軌道支架具有一第三導道與一第四導道，該第三導道係相對於該第一導道，該第四導道係相對於該第二導道。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓環快速換料裝置，其中該承載單元具有一座環、一上壓模組、一支撐模組與一擴張環，該上壓模組係設於該座環的頂端；該支撐模組係設於該座環與該上壓模組之間；該擴張環係位於該座環的下方。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之晶圓環快速換料裝置，其中該支撐模組具有至少一對承接部與至少一對支撐條，各支撐條係突出於該支撐模組的外部，或者各支撐條係縮回該支撐模組的內部。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓環快速換料裝置，其中該供應單元為複數個，該供應單元係位於相鄰該夾持單元且非與該承載單元相同的的任二側或任三側；各供應單元具有一升降模組，以使該供應單元係上升一設定高度或下降至一設定距離。
  12. 一種晶圓環快速換料方法，其步驟包含有：提供一晶圓環，一上夾模組係將一晶圓環送至一承載模組中；該晶圓環具有一藍膜，該藍膜具有複數個晶粒；擴張該藍膜，該承載模組係下降一設定距離，以使一擴張環與一上壓模組交互作用於該藍膜，以擴張該藍膜，並將各晶粒的距離拉開；挑選該晶粒，一取放單元係吸取位於該藍膜之晶粒；更換晶圓環，該承載裝置係上升至一最初位置，該上夾模組係將另一晶圓環送入該承載單元中，一下夾模組係將已被吸取該晶粒之晶圓環由該承載單元中取出。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之晶圓環快速換料方法，其中該 下夾模組將該已被吸取晶粒之晶圓環移動至一放置模組觸處，一加熱模組係加熱該藍膜，該下夾模組係將具有已被加熱之藍膜的晶圓環移動至一供應單元。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之晶圓環快速換料方法，其中該承載單元具有一對支撐模組，該支撐模組具有至少一支撐條與至少一承接部，當晶圓環位於該承載單元中時，該晶圓環係位於該支撐條上，該承載單元係下降該設定距離，以使該擴張環接觸該藍膜的一面，該支撐條縮回該支撐模組的內部，該承載單元持續下降，該上壓模組接觸該藍膜的另一面與該晶圓環的一面，以擴張該藍膜。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之晶圓環快速換料方法，其中於該承載單元上升時，該晶圓環係位於該承接部，當該承載單元上升至該最初位置後，該藍膜係與該擴張環相互分離；當該承載單元回復至該最初位置後，該支撐條係突出該承載單元的外部，該下夾模組係取出位於該承接部之晶圓環，該上夾模組將該另一晶圓環放置於該支撐條上。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之晶圓環快速換料方法，其中該承載單元具有一對支撐模組，該支撐模組具有至少一支撐條與至少一承接部，當晶圓環位於該承載單元中時，該晶圓環係位於該支撐條上，該承載單元係下降該設定距離，以使該擴張環接觸該藍膜的一面，該承載單元持續下降，該晶圓環離該支撐條，該上壓模組接觸該藍膜的另一面與該晶圓環的一面，以擴張該藍膜。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之晶圓環快速換料方法，其中當承載單元上升時，該支撐條係縮回該支撐膜組的內部，該承載單元持續上升，該晶圓環係位於於該承接部，當該承載單元上升至該最初位置後，該藍膜係與該擴張環相互分離；當該承載單元回復至該最初位置後，該支撐條係突出該承載單元的外部，該下夾模組係取出位於該承接部之晶圓環，該上夾模組將該另一晶圓環放置於該支撐條上。
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