TWI579222B - 氣流驅動晶圓取片之方法及其裝置 - Google Patents

Description

氣流驅動晶圓取片之方法及其裝置

本發明是有關於一種晶圓取片之方法及其裝置，且特別是有關於一種氣流驅動晶圓取片之方法及其裝置。

按，半導體製程中，晶圓多是經由晶塊加熱拉晶及切片拋光製作而成。而在輸送晶圓至後續製程時，極易產生堆疊晶圓間的疊片現象，導致兩晶圓間形成半眞空狀態而難以剝開分離。如何在不污染高潔淨度之晶圓或毀損晶圓表面之前提下，將晶圓有效分離且加以輸送，一直是科技業界想要解決之首要問題。

暨有習知之晶圓分離及傳輸技術是利用機械夾持機構輔助並搭配吸嘴來達成。而一般吸嘴與晶圓接觸時，常會損傷或污染晶圓表面，且作業時須消耗較大之氣體流量。此外，為了減少氣體耗損量，現亦有以伯努利原理設計之非接觸式吸嘴，但其仍需與晶圓有局部接觸以維持抓取晶圓時的穩定性，非真正意義上的完全非接觸。而以機械手臂取片時，若調校不佳易發生損傷晶圓表面甚至破片 等狀況。

故上述之習知技術仍無法達成有效分離晶圓，且維持其潔淨度之功效。有鑑於以上所述，本發明人乃以多年從事相關產業設計及開發之經驗，積極地研究改良遂有本發明之開發。

因此，本發明提供一種晶圓取片之方法及其裝置，其可完全採非接觸的方式分離晶圓，使晶圓保持潔淨度且不被破壞。

依據本發明一實施方式是在提供一種氣流驅動晶圓取片之方法，其係應用於一堆疊晶圓群，氣流驅動晶圓取片之方法包含：提供一第一氣柱側向噴射於堆疊晶圓群之一間隙，用以懸浮分離堆疊晶圓群中堆疊最上方之一單片晶圓。提供一第二氣柱以一預設角度斜向接觸於懸浮分離後之單片晶圓，使此單片晶圓沿第二氣柱之流向傳輸往前，令此單片晶圓完全分離於其餘堆疊晶圓。

根據本發明一實施例，上述預設角度大於0度。且預設角度可為5~45度。預設角度更可為10度。且其中第一氣柱係噴射於堆疊晶圓群中堆疊最上方之單片晶圓之一下表面，第二氣柱係接觸於懸浮分離後之單片晶圓之一上表面。

依據本發明另一實施方式是在提供一種氣流驅動晶圓取片之裝置，其係應用於一堆疊晶圓群，氣流驅動晶 圓取片之裝置包含一堆疊晶圓裝載件以及一噴射裝置。堆疊晶圓裝載件用以裝載堆疊晶圓群。噴射裝置具有一第一氣柱口及一第二氣柱口，第一氣柱口側向噴射氣流於堆疊晶圓群之一間隙，使堆疊晶圓群中堆疊最上方之一單片晶圓懸浮分離，第二氣柱口以一預設角度噴射氣流於懸浮分離後之單片晶圓，使此單片晶圓沿第二氣柱口之氣流流向傳輸往前，令此單片晶圓完全分離於其他堆疊晶圓。

根據本發明一實施例，上述預設角度大於0度。且預設角度可為5~45度。預設角度更可為10度。氣流驅動晶圓取片之裝置更包含一承載傳輸帶，其抵靠堆疊晶圓裝載件，且單片晶圓分離往前後氣浮至承載傳輸帶。且其中第一氣柱口側向噴射氣流於堆疊晶圓群中堆疊最上方之單片晶圓之一下表面，第二氣柱口以預設角度噴射氣流於懸浮分離後之單片晶圓之一上表面。

依據本發明再一實施方式是在提供一種氣流驅動晶圓取片之裝置，其係應用於一堆疊晶圓群，氣流驅動晶圓取片之裝置包含一堆疊晶圓裝載件以及一氣流裝置。堆疊晶圓裝載件用以裝載堆疊晶圓群。氣流裝置具有一噴氣口及一吸氣口，噴氣口側向噴射氣流於堆疊晶圓群之一間隙，使堆疊晶圓群中堆疊最上方之一單片晶圓懸浮分離，吸氣口以正向吸附於懸浮分離後之單片晶圓，使此單片晶圓沿吸氣口之氣流流向傳輸往前，令此單片晶圓完全分離於其餘堆疊晶圓。

根據本發明一實施例，上述氣流驅動晶圓取片之裝 置更包含一承載傳輸帶，其抵靠堆疊晶圓裝載件，且單片晶圓分離往前後氣浮至承載傳輸帶。且其中噴氣口側向噴射氣流於堆疊晶圓群中堆疊最上方之單片晶圓之一下表面，吸氣口正向吸附於懸浮分離後之單片晶圓之一上表面。

由上述實施方式及實施例，可得知本發明之氣流驅動晶圓取片之方法及裝置，利用噴氣預先懸浮分離堆疊晶圓群中最上方之單片晶圓，再採噴氣或吸氣方式將此單片晶圓完全分離並沿氣流傳輸至承載傳輸帶，藉此達到完全使用非接觸晶圓之方式達到分離晶圓之功效，不僅達到無機械夾取裝置產生之噪音，且不需額外保養機械夾取裝置，更可使晶圓保持其低汙染之潔淨度，進而提高後續製成良率。

100‧‧‧氣流驅動晶圓取片之裝置

200‧‧‧堆疊晶圓裝載件

300‧‧‧噴射裝置

320‧‧‧第二氣柱口

310‧‧‧第一氣柱口

400‧‧‧承載傳輸帶

330‧‧‧吹氣管

W‧‧‧單片晶圓

θ‧‧‧預設角度

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示依照本發明一實施方式的一種氣流驅動晶圓取片之裝置之立體示意圖。

第2圖係繪示依照本發明一實施例的一種氣流驅動晶圓取片之裝置之第一氣柱口之吹氣示意圖。

第3圖係繪示依照本發明一實施例的一種氣流驅動晶圓取片之方法之流程圖。

第4圖係繪示依照本發明一實施例的一種氣流驅動晶圓取片之裝置之吹氣示意圖。

第5圖係繪示依照第4圖之俯視圖。

第6圖係繪示依照本發明另一實施例的一種氣流驅動晶圓取片之裝置之吸氣示意圖。

請參照第1圖及第2圖，第1圖係繪示依照本發明一實施方式的一種氣流驅動晶圓取片之裝置之立體示意圖，第2圖係繪示依照本發明一實施例的一種氣流驅動晶圓取片之裝置之第一氣柱口之吹氣示意圖。氣流驅動晶圓取片之裝置係應用於一堆疊晶圓群之分離，氣流驅動晶圓取片之裝置100包含一堆疊晶圓裝載件200、一噴射裝置300及一承載傳輸帶400。

堆疊晶圓裝載件200用以裝載多片晶圓層疊而成之堆疊晶圓群。

噴射裝置300具有多數第一氣柱口310及一第二氣柱口320。噴射裝置300提供正壓輸入之空氣，並透過一吹氣管330集中壓縮空氣，使第一氣柱口310可側向噴射氣流於堆疊晶圓裝載件200承載之堆疊晶圓群。

上述之噴射裝置300係可為一壓縮乾燥空氣系統(Compressor Dry Air，CDA)，利用空氣壓縮機或風機製造供給高潔淨度之氣流。

承載傳輸帶400鄰接於堆疊晶圓裝載件200，用以將分離後之晶圓傳輸至後續製程設備，以電機方式帶動鍊條使承載傳輸帶400自動傳輸之技術係為本技術領域之公 開技術，在此不再贅述。承載傳輸帶400與堆疊晶圓裝載件200夾一角度，意即，堆疊晶圓群與單片晶圓W傳輸的傳輸方向之間夾一角度。

請同時參照第3圖，係繪示依照本發明一實施例的一種氣流驅動晶圓取片之方法之流程圖，根據此流程圖可更加詳細敘述上述氣流驅動晶圓取片之裝置100之分離步驟，其步驟如下：步驟510，提供一第一氣柱側向噴射於堆疊晶圓群之一間隙，用以懸浮分離堆疊晶圓群中堆疊最上方之一單片晶圓。步驟520，提供一第二氣柱以一預設角度斜向噴射於懸浮分離後之單片晶圓，使此單片晶圓沿第二氣柱之流向傳輸往前，令此單片晶圓完全分離於其餘堆疊晶圓。

請再同時參照第4圖及第5圖，第4圖係繪示依照本發明一實施例的一種氣流驅動晶圓取片之裝置之吹氣示意圖，第5圖係繪示依照第4圖之俯視圖。為了方便說明，將堆疊晶圓群中堆疊最上方之預先分離晶圓定義為單片晶圓W。其中先利用噴射裝置300之第一氣柱口310側向噴射第一氣柱使堆疊晶圓群中堆疊最上方之單片晶圓W懸浮分離後，更詳細地說為單片晶圓W之下表面。再以第二氣柱口320以一預設角度θ噴射第二氣柱於已懸浮分離後之單片晶圓W，更詳細地說為單片晶圓W之上表面，使此單片晶圓W沿第二氣柱口320之氣流流向傳輸往前，令此單片晶圓W完全分離於其他堆疊晶圓，而傳輸至承載傳輸帶400。

值得一提的是，上述噴射裝置300之第一氣柱口310係同時噴射氣柱於單片晶圓W之兩側，如此可在調控兩側適當的氣柱壓力下使單片晶圓W達成短距離懸浮。且第二氣柱口320並非以平行角度向單片晶圓W噴射氣流，如此無法將單片晶圓W吹往前進，反而破壞單片晶圓W已懸浮分離後所達成之平衡。因此，第二氣柱口320以一預設角度θ，此預設角度θ可為5~45度，而以第4圖所繪示之舉例說明，此預設角度θ可為10度。

請參照第2圖及第6圖，第6圖係繪示依照本發明另一實施例的一種氣流驅動晶圓取片之裝置之吸氣示意圖。同上個實施例，先以噴射裝置300之第一氣柱口310側向噴射第一氣柱使堆疊晶圓群中堆疊最上方之單片晶圓W懸浮分離後，再以第二氣柱口320以負壓真空吸取已懸浮分離後之單片晶圓W，使此單片晶圓W沿第二氣柱口320之氣流流向傳輸往前，令此單片晶圓W完全分離於其他堆疊晶圓，而傳輸至承載傳輸帶400。

由上述實施方式及實施例，可得知之本發明之氣流驅動晶圓取片之方法及裝置，完全使用氣流來完成分離晶圓之目的，第一階段利用噴氣預先懸浮分離堆疊晶圓群中最上方之單片晶圓；第二階段再採特殊角度以噴氣或吸氣方式將此單片晶圓完全分離，藉此達到操作穩定且無機械噪音之晶圓取片技術，使晶圓保持其低汙染之潔淨度，進而提高後續製成良率。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧氣流驅動晶圓取片之裝置

200‧‧‧堆疊晶圓裝載件

300‧‧‧噴射裝置

320‧‧‧第二氣柱口

400‧‧‧承載傳輸帶

330‧‧‧吹氣管

Claims (14)

1. 一種氣流驅動晶圓取片之方法，其係應用於一堆疊晶圓群，該方法包含：提供一第一氣柱側向噴射於該堆疊晶圓群之一間隙，用以懸浮分離該堆疊晶圓群中堆疊最上方之一單片晶圓；以及提供一第二氣柱以一預設角度斜向接觸於懸浮分離後之該單片晶圓，使該單片晶圓沿該第二氣柱之流向傳輸往前，令該單片晶圓完全分離於其餘該些堆疊晶圓；其中該堆疊晶圓群與該晶圓的傳輸方向夾一角度。
2. 如請求項1之氣流驅動晶圓取片之方法，其中該預設角度大於0度。
3. 如請求項2之氣流驅動晶圓取片之方法，其中該預設角度為5~45度。
4. 如請求項3之氣流驅動晶圓取片之方法，其中該預設角度為10度。
5. 如請求項1之氣流驅動晶圓取片之方法，其中該第一氣柱係噴射於該堆疊晶圓群中堆疊最上方之該單片晶圓之一下表面，該第二氣柱係接觸於懸浮分離後之該單片晶圓之一上表面。
6. 一種氣流驅動晶圓取片之裝置，其係應用於一堆疊晶圓群，該裝置包含： 一堆疊晶圓裝載件，裝載該堆疊晶圓群；以及一噴射裝置，具有一第一氣柱口及一第二氣柱口，該第一氣柱口側向噴射氣流於該堆疊晶圓群之一間隙，使該堆疊晶圓群中堆疊最上方之一單片晶圓懸浮分離，該第二氣柱口以一預設角度噴射氣流於懸浮分離後之該單片晶圓，使該單片晶圓沿該第二氣柱口之氣流流向傳輸往前，令該單片晶圓完全分離於其他該些堆疊晶圓；其中該堆疊晶圓群與該晶圓的傳輸方向夾一角度。
7. 如請求項6之氣流驅動晶圓取片之裝置，更包含一承載傳輸帶，抵靠該堆疊晶圓裝載件，且該單片晶圓分離往前後氣浮至該承載傳輸帶。
8. 如請求項6之氣流驅動晶圓取片之裝置，其中該預設角度大於0度。
9. 如請求項8之氣流驅動晶圓取片之裝置，其中該預設角度為5~45度。
10. 如請求項9之氣流驅動晶圓取片之裝置，其中該預設角度為10度。
11. 如請求項6之氣流驅動晶圓取片之裝置，其中該第一氣柱口係噴射氣流於該堆疊晶圓群中堆疊最上方之該單片晶圓之一下表面，該第二氣柱口以該預設角度噴射氣流於懸浮分離後之該單片晶圓之一上表面。
12. 一種氣流驅動晶圓取片之裝置，其係應用於一堆疊晶圓群，該裝置包含：一堆疊晶圓裝載件，裝載該堆疊晶圓群；以及一氣流裝置，具有一噴氣口及一吸氣口，該噴氣口側向噴射氣流於該堆疊晶圓群之一間隙，使該堆疊晶圓群中堆疊最上方之一單片晶圓懸浮分離，該吸氣口正向吸附於懸浮分離後之該單片晶圓，使該單片晶圓沿該吸氣口之氣流流向傳輸往前，令該單片晶圓完全分離於其餘該些堆疊晶圓。
13. 如請求項12之氣流驅動晶圓取片之裝置，更包含一承載傳輸帶，抵靠該堆疊晶圓裝載件，且該單片晶圓分離往前後氣浮至該承載傳輸帶。
14. 如請求項12之氣流驅動晶圓取片之裝置，其中該噴氣口係噴射氣流於該堆疊晶圓群中堆疊最上方之該單片晶圓之一下表面，該第吸氣口正向吸附於懸浮分離後之該單片晶圓之一上表面。