TWI582892B

TWI582892B - 晶圓的整列方法

Info

Publication number: TWI582892B
Application number: TW104130702A
Authority: TW
Inventors: 曹承育; 江信寬
Original assignee: 精曜科技股份有限公司
Priority date: 2015-09-17
Filing date: 2015-09-17
Publication date: 2017-05-11
Also published as: TW201712788A

Description

晶圓的整列方法

本發明係關於一種晶圓的整列方法，尤指一種在限定晶圓的位置時，晶圓的表面與吸持晶圓的構件並無接觸之晶圓的整列方法。

由於地球石油資源有限，因此近年來對於替代能源的需求與日俱增。在各式替代能源中，太陽能由於能夠藉由自然界的循環而源源不絕，已成為目前最具發展潛力的綠色能源。目前主要發展的太陽能電池技術可大致分為矽晶太陽能電池、薄膜太陽能電池、聚光型(HCPV)太陽能電池、染料敏化(Dye Sensitized Solar Cell, DSSC)太陽能電池等種類。其中矽晶太陽能電池由於具有高效率以及產能大等優勢，故目前市場上以矽晶太陽能電池的市占率最高。近幾年，高效率異質接面(heterojunction, HJT)矽晶太陽能電池是大家發展重點，在一般的異質接面矽晶太陽能電池的製作過程中，需於晶圓的上下表面均進行鍍膜製程，然而在搬運傳送已雙面鍍膜之異質接面矽晶太陽能電池半成品晶圓時，不論是晶圓載具或是用以取放晶圓的裝置均會與晶圓的表面接觸，故容易在搬運、取放或整列的過程中對已鍍膜的晶圓表面造成刮傷或磨損，進而對於所形成之太陽能電池之特性例如光電轉換效率等造成負面的影響。

本發明之主要目的之一在於提供一種晶圓的整列方法，在限定晶圓的位置時，晶圓的表面與吸持晶圓的構件並無接觸，故可避免晶圓的表面與吸取晶圓的構件之間因接觸且在相對移動時所造成的刮傷。

為達上述目的，本發明之一實施例提供一種晶圓的整列方法包括下列步驟。首先，提供至少一晶圓與一整列裝置，其中整列裝置包括一吸引構件與一限位構件。接著，以吸引構件吸持晶圓之一表面，並驅動吸引構件將晶圓移動至限位構件，以及於吸引構件吸持晶圓的狀況下，以限位構件夾置晶圓以定位晶圓的位置。

為達上述目的，本發明之一實施例提供一種晶圓的整列方法包括下列步驟。首先，提供至少一晶圓與一整列裝置，其中整列裝置包括一吸引構件與一限位構件。接著，以吸引構件吸持晶圓之一表面，並驅動吸引構件將晶圓移動至限位構件。接著，解除吸引構件對晶圓的吸持並透過吸引構件對晶圓噴出氣體以使晶圓漂浮於吸引構件上。然後，於晶圓漂浮於吸引構件上的狀況下，以限位構件夾置晶圓以定位晶圓的位置，以及於晶圓被限位構件夾置之後，解除吸引構件對晶圓噴出氣體之動作，並以吸引構件吸持晶圓之表面。

請參考第1圖，第1圖為本發明第一實施例之晶圓的整列方法的步驟流程圖。本發明第一實施例之晶圓的整列方法可包括下列步驟：

步驟S10：提供至少一晶圓與一整列裝置，其中整列裝置包括一吸引構件與一限位構件；

步驟S12：以吸引構件吸持晶圓之一表面，並驅動吸引構件將晶圓移動至限位構件；以及

步驟S14：於吸引構件吸持晶圓的狀況下，以限位構件夾置晶圓以定位晶圓的位置。

有關上述本發明第一實施例之晶圓的整列方法，下文特列舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明之晶圓的整列方法的構成內容及所欲達成之功效。

請繼續參考第2圖至第4圖，第2圖至第4圖繪示了本發明第一實施例之晶圓的整列方法示意圖，其中第2圖與第4圖為對晶圓進行整列動作之示意圖，第3圖為本發明第一實施例之整列裝置沿第2圖之A-A’剖線的剖面示意圖。為了方便說明，本發明之各圖式僅為示意以更容易了解本發明，其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。如第2圖與第3圖所示，本實施例提供一種晶圓的整列方法，包括下列步驟。首先進行步驟S10，提供至少一晶圓W與一整列裝置100。本實施例的晶圓W較佳為具有雙面鍍膜的晶圓，舉例來說，晶圓W可包括一具有雙面鍍膜之異質接面(heterojunction, HJT)矽晶太陽能電池半成品晶圓，而於晶圓W的兩個表面S(例如上表面以及下表面)上形成有所需之鍍膜(未圖示)例如非晶矽半導體薄膜，但並不以此為限。晶圓W的形狀可包括導角方形(pseudo square)、圓形(circle)、方形(square)和六角形(hexagon)等，而本實施例係以晶圓W為導角方形的狀況進行說明，但並不以此為限。

本實施例的整列裝置100包括一吸引構件102與一限位構件104。在本實施例中，吸引構件102係以非接觸方式吸持晶圓W。本實施例之吸引構件102可包括至少一白努利噴嘴(Bernoulli nozzle)，但不以此為限。本實施例之吸引構件102也可包括其他可以非接觸方式吸持晶圓W的元件。詳細而言，吸引構件102的白努利噴嘴可吸持晶圓W的表面S，而且白努利噴嘴係與晶圓W的表面S實質上並無接觸。此外，可依照需求選擇吸引構件102中白努利噴嘴的數量，使吸引構件102可僅吸持一個晶圓W或是可同時吸持多個晶圓W，本實施例之吸引構件102係以吸持三個晶圓W為例來說明(如第2圖至第4圖所示)。在本實施例中，限位構件104包括一移動部件106與一固定部件108。固定部件108具有至少一凹槽110，其中凹槽110的輪廓吻合晶圓W部分邊緣的輪廓，使得固定部件108能夠承靠一部分晶圓W的邊緣，但不以此為限。移動部件106包括一連桿元件112以及至少一鉗位元件114，其中鉗位元件114係設置於連桿元件112上。連桿元件112可為一可動式的元件，但不以此為限。換言之，藉由驅動連桿元件112即可連帶驅動鉗位元件114移動。此外，鉗位元件114可具有吻合晶圓W部分邊緣形狀的輪廓，但不以此為限。另一方面，如第3圖所示，在初始狀態時整列裝置100之吸引構件102可於一垂直投影方向Z上位於限位構件104之下，但不以此為限。

接著進行步驟S12，以整列裝置100中的吸引構件102吸持晶圓W的一個表面S，並且驅動吸引構件102將晶圓W移動至限位構件104。本實施例之吸引構件102的白努利噴嘴係從上方吸持晶圓W的表面S(例如上表面)，但不以此為限。在其他變化實施例中，吸引構件102的白努利噴嘴亦可從下方吸持晶圓W的表面S(例如下表面)。在本實施例中，已吸持住晶圓W的吸引構件102是被驅動上升至限位構件104，但不以此為限。因此，整列裝置100可選擇性地另包括一連接於吸引構件102的抬升構件116，用以將吸引構件102做上升或下降的動作，但不以此為限。隨後進行步驟S14，如第4圖所示，當已吸持住晶圓W的吸引構件102被移動至限位構件104後，於吸引構件102吸持晶圓W的狀況下，以限位構件104夾置晶圓W以定位晶圓W的位置。詳細而言，當已吸持住晶圓W的吸引構件102被移動至限位構件104時，晶圓W是位於限位構件104之移動部件106與固定部件108之間。隨後，將移動部件106沿一第一方向D1朝向固定部件108驅動以夾置晶圓W。更精確地來說，係驅動移動部件106的連桿元件112帶動鉗位元件114沿第一方向D1朝向固定部件108移動以夾置晶圓W。再者，固定部件108係沿一第二方向D2(例如第2圖或第4圖中的水平方向)延伸，第一方向D1與第二方向D2之間具有一夾角，且夾角實質上介於30°至60°。在本實施例中，夾角是以45°為例，但不以此為限。如第5圖與第6圖所示，在一變化實施例中，以限位構件104夾置晶圓W以定位晶圓W的位置的步驟可包括兩個部分，例如可先將移動部件106沿一第三方向D3(例如第5圖所示狀況)朝向固定部件108驅動夾置晶圓W，其中第三方向D3與第二方向D2正交，然後再將移動部件106沿第二方向D2朝向固定部件108驅動夾置晶圓W(例如第6圖所示狀況)。另值得一提的是，上述以限位構件104夾置晶圓W所包括的兩個部分並沒有先後順序上的限制。另一方面，由於移動部件106的鉗位元件114以及固定部件108的凹槽110均具有吻合晶圓W部分邊緣形狀的輪廓，因此當限位構件104夾置晶圓W時，鉗位元件114以及凹槽110可以有效地固定晶圓W，以進一步定位晶圓W的位置。另值得一提的是，在限位構件104夾置晶圓W以定位晶圓W的位置的過程中，吸引構件102係以非接觸方式吸持晶圓W。此外，鉗位元件114以及凹槽110的數量可以依據欲整列的晶圓W數量決定，以達到同時整列多個晶圓W的功效。藉由本實施例之晶圓的整列方法，可以避免習知的晶圓取片過程中，利用白努利噴嘴吸取晶圓，會發生晶圓飄移的情況，導致晶圓於後續製程的重現精度不佳，進而影響產品的良率。再者，在本實施例之限位構件104夾置晶圓W以定位晶圓W的位置的過程中，吸引構件102係以非接觸方式吸持晶圓W，藉此可避免在整列的過程中對已鍍膜的晶圓W的表面S造成刮傷或磨損。此外，在本實施例中，凹槽110與鉗位元件114的數量及形狀，或是移動部件106朝向固定部件108驅動的第一方向D1均可視設計需要而調整。

下文將針對本發明之不同實施例進行說明，且為簡化說明，以下說明主要針對各實施例不同之處進行詳述，而不再對相同之處作重覆贅述。此外，本發明之各實施例中相同之元件係以相同之標號進行標示，用以方便在各實施例間互相對照。

請參考第7圖，第7圖為本發明第二實施例之晶圓的整列方法的步驟流程圖。本發明第二實施例之晶圓的整列方法可包括下列步驟：步驟S20：提供至少一晶圓與一整列裝置，其中整列裝置包括一吸引構件與一限位構件；步驟S22：以吸引構件吸持晶圓之一表面，並驅動吸引構件將晶圓移動至限位構件；步驟S24：解除吸引構件對晶圓的吸持並透過吸引構件對晶圓噴出氣體以使晶圓漂浮於吸引構件上；步驟S26：以限位構件夾置晶圓以定位晶圓的位置；以及步驟S28：解除吸引構件對晶圓噴出氣體之動作，並以吸引構件吸持晶圓之表面。

請參考第8圖至第10圖。第8圖至第10圖繪示了本發明第二實施例之晶圓的整列方法示意圖，其中第8圖為本發明第二實施例吸引構件吸持晶圓的示意圖，第9圖為本發明第二實施例吸引構件翻轉後的示意圖，第10圖為本發明第二實施例當吸引構件移動至限位構件後使晶圓漂浮於吸引構件上的示意圖。為了方便說明，第8圖至第10圖僅繪示部分的整列裝置100並以吸持一個晶圓W為例。本實施例與上述第一實施例不同的地方在於，本實施例之吸引構件102係以接觸的方式吸持晶圓W。本實施例的吸引構件102可包括至少一多孔材吸盤，但不以此為限。本實施例之吸引構件102也可包括其他可以接觸方式吸持晶圓W的元件。詳細而言，吸引構件102的多孔材吸盤係透過整面接觸以吸持晶圓W，藉此晶圓W的表面S可有效且均勻地承受吸力。另外，當多孔材吸盤吸持晶圓W時，晶圓W的表面S與多孔材吸盤之間不會有位移，進而避免晶圓W的表面S因移動所造成的刮傷。

如第8圖至第10圖所示，本實施例之步驟S22中吸引構件102可於初始狀態時將多孔材吸盤朝下設置，並於晶圓W的上方進行吸持。此時，本實施例之吸引構件102可透過提供一負壓從上方吸持晶圓W的表面S(例如上表面)，但不以此為限。在吸引構件102完成吸持晶圓W之後，驅動吸引構件102且連帶晶圓W一併於垂直投影方向Z上實質上翻轉180°。隨後，可驅動吸引構件102以將晶圓W移動至限位構件104。接著進行步驟S24，當晶圓W移動至限位構件104之後，解除吸引構件102對晶圓W的吸持。在本實施例中，解除吸引構件102對晶圓W的吸持的方式可包括例如將吸引構件102所提供的負壓解除，但不以此為限。然後，透過吸引構件102對晶圓W噴出氣體以使晶圓W漂浮於吸引構件102上。在本實施例中，吸引構件102可例如係透過提供一正壓且對晶圓W噴出氣體以使晶圓W漂浮於吸引構件102上，但不以此為限。值得一提的是，此時本實施例吸引構件102的多孔材吸盤與晶圓W的表面S實質上並無接觸。接著進行步驟S26，於晶圓W漂浮於吸引構件102上的狀況下，以限位構件104夾置晶圓W以定位晶圓W的位置，隨後進行步驟S28，於晶圓W被限位構件104夾置之後，解除吸引構件102對晶圓W噴出氣體之動作，並以吸引構件102吸持晶圓W的表面S。詳細而言，本實施例之吸引構件102可例如在限位構件104將晶圓W維持於一固定位置後解除正壓並停止對晶圓W噴氣，隨後吸引構件102再次提供負壓且吸持晶圓W，以確保整列後之晶圓W的位置不會漂移，但不以此為限。藉由本實施例之晶圓的整列方法，可以確保每片晶圓W的精度具有重現性，以避免晶圓W於後續製程的重現精度不佳，進而影響產品的良率。再者，在本實施例之限位構件104夾置晶圓W以定位晶圓W的位置的過程中，吸引構件102與晶圓W並無接觸，藉此可避免在整列的過程中對已鍍膜的晶圓W的表面S造成刮傷或磨損。此外，可依照需求選擇吸引構件102中多孔材吸盤的數量，使吸引構件102可僅吸持一個晶圓W或是可同時吸持多個晶圓W，以達到同時整列多個晶圓W的功效。

另值得一提的是，本實施例之吸引構件102亦可於初始狀態時將多孔材吸盤朝上設置，而於晶圓W的下方進行吸持，如第9圖所示。此時，本實施例之吸引構件102可透過提供負壓從下方吸持晶圓W的表面S(例如下表面)。藉此本實施例之晶圓的整列方法可以省略上述在吸引構件102完成吸持晶圓W之後，驅動吸引構件102且連帶晶圓W一併於垂直投影方向Z上實質上翻轉180°的步驟，而可直接進行驅動吸引構件102以將晶圓W移動至限位構件104以及後續的步驟。此外，各步驟(步驟S20至步驟S28)的其餘特徵及功效可與上述相同，在此不再贅述。另一方面，本實施例之晶圓的整列方法的其餘特徵(例如限位構件104的作動方式)可與上述第一實施例及其變化實施例相同，並可參考第2圖至第6圖，在此不再贅述。

綜上所述，在本發明之晶圓的整列方法中，在限位構件夾置單一片晶圓或多片晶圓以定位晶圓的位置的過程中，藉由吸引構件與晶圓之間並無接觸，可防止晶圓在整列過程中表面發生刮傷的問題。因此，當晶圓為異質接面矽晶太陽能電池半成品晶圓時，藉由本發明之晶圓的整列方法，可確保太陽能電池半成品晶圓上的鍍膜於整列過程中不會被刮傷，進而可避免對於後續所形成的太陽能電池的效能例如光電轉換效率等造成負面的影響。此外，藉由本發明之晶圓的整列方法，可以確保每片晶圓的精度具有重現性，以避免晶圓於後續製程的重現精度不佳，進而影響產品的良率。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100 整列裝置 102 吸引構件 104 限位構件 106 移動部件 108 固定部件 110 凹槽 112 連桿元件 114 鉗位元件 116 抬升構件 D1 第一方向 D2 第二方向 D3 第三方向 S 表面 S10, S12, S14, S20, S22, S24, S26, S28 步驟 W 晶圓 Z 垂直投影方向

第1圖為本發明第一實施例之晶圓的整列方法的步驟流程圖。第2圖至第4圖繪示了本發明第一實施例之晶圓的整列方法示意圖，其中第2圖與第4圖為對晶圓進行整列動作之示意圖，第3圖為本發明第一實施例之整列裝置沿第2圖之A-A’剖線的剖面示意圖。第5圖至第6圖繪示了本發明第一實施例之變化實施例之晶圓的整列方法示意圖。第7圖為本發明第二實施例之晶圓的整列方法的步驟流程圖。第8圖至第10圖繪示了本發明第二實施例之晶圓的整列方法示意圖，其中第8圖為本發明第二實施例吸引構件吸持晶圓的示意圖，第9圖為本發明第二實施例吸引構件翻轉後的示意圖，第10圖為本發明第二實施例當吸引構件移動至限位構件後使晶圓漂浮於吸引構件上的示意圖。

S10, S12, S14 步驟

Claims

一種晶圓的整列方法，包括：提供至少一晶圓與一整列裝置，其中該整列裝置包括一吸引構件與一限位構件；以該吸引構件吸持該晶圓之一表面，並驅動該吸引構件將該晶圓移動至該限位構件；以及於該吸引構件吸持該晶圓的狀況下，以該限位構件夾置該晶圓以定位該晶圓的位置，其中該限位構件包括一移動部件與一固定部件，於該吸引構件將該晶圓移動至該限位構件後，將該移動部件朝向該固定部件驅動夾置該晶圓以定位該晶圓的位置，以及在該限位構件夾置該晶圓以定位該晶圓的位置的過程中，該吸引構件係以非接觸方式吸持該晶圓。
如請求項1所述之方法，其中於該吸引構件將該晶圓移動至該限位構件後，將該移動部件沿一第一方向朝向該固定部件驅動夾置該晶圓以定位該晶圓的位置，其中該固定部件沿一第二方向延伸，且該第一方向與該第二方向具有一夾角，且該夾角介於30°至60°。
如請求項1所述之方法，其中該固定部件沿一第二方向延伸，且以該限位構件夾置該晶圓以定位該晶圓的位置的步驟包括：將該移動部件沿一第三方向朝向該固定部件驅動夾置該晶圓，其中該第三方向與該第二方向正交；以及將該移動部件沿該第二方向朝向該固定部件驅動夾置該晶圓。
如請求項1所述之方法，其中該吸引構件包括至少一白努利噴嘴 (Bernoulli nozzle)。
如請求項1所述之方法，其中該晶圓包括一具有雙面鍍膜之異質接面(heterojunction,HJT)矽晶太陽能電池半成品晶圓。
一種晶圓的整列方法，包括：提供至少一晶圓與一整列裝置，其中該整列裝置包括一吸引構件與一限位構件；以該吸引構件吸持該晶圓之一表面，並驅動該吸引構件將該晶圓移動至該限位構件；解除該吸引構件對該晶圓的吸持並透過該吸引構件對該晶圓噴出氣體以使該晶圓漂浮於該吸引構件上；於該晶圓漂浮於該吸引構件上的狀況下，以該限位構件夾置該晶圓以定位該晶圓的位置，其中該限位構件包括一移動部件與一固定部件，於以該限位構件夾置該晶圓以定位該晶圓的位置的步驟中，將該移動部件朝向該固定部件驅動夾置該晶圓以定位該晶圓的位置，以及在該限位構件夾置該晶圓以定位該晶圓的位置的過程中，該吸引構件與該晶圓並無接觸；以及於該晶圓被該限位構件夾置之後，解除該吸引構件對該晶圓噴出氣體之動作，並以該吸引構件吸持該晶圓之該表面。
如請求項6所述之方法，其中於以該限位構件夾置該晶圓以定位該晶圓的位置的步驟中，將該移動部件沿一第一方向朝向該固定部件驅動夾置該晶圓以定位該晶圓的位置，其中該固定部件沿一第二方向延伸，且該第一方向與該第二方向具有一夾角，且該夾角介於30°至60°。
如請求項6所述之方法，其中該固定部件沿一第二方向延伸，且以該限位構件夾置該晶圓以定位該晶圓的位置的步驟包括：將該移動部件沿一第三方向朝向該固定部件驅動夾置該晶圓，其中該第三方向與該第二方向正交；以及將該移動部件沿該第二方向朝向該固定部件驅動夾置該晶圓。
如請求項6所述之方法，其中在以該吸引構件吸持該晶圓之該表面的步驟中，該吸引構件係從該晶圓的上方吸持該晶圓之該表面。
如請求項9所述之方法，另包括：於以該吸引構件吸持該晶圓之該表面的步驟之後以及於驅動該吸引構件將該晶圓移動至該限位構件的步驟之前，將吸持住該晶圓之該吸引構件於一垂直投影方向上翻轉180°。
如請求項6所述之方法，在以該吸引構件吸持該晶圓之該表面的步驟中，該吸引構件係從該晶圓的下方吸持該晶圓之該表面。
如請求項10所述之方法，其中該吸引構件包括至少一多孔材吸盤。
如請求項6所述之方法，其中該晶圓包括一具有雙面鍍膜之異質接面(heterojunction,HJT)矽晶太陽能電池半成品晶圓。