TWI612598B - 晶圓檢測分類裝置及其檢測分類方法 - Google Patents

Abstract

一種晶圓檢測分類裝置包含有一基座，且該基座的頂面係設置為一基準面；該基準面之第一側係裝設有至少一入料埠以及相鄰於該至少一入料埠設置之一第一機械手臂以及一尋邊站；一裝設於基準面中央部位之量測平台；該基準面之第二側係裝設有複數出料埠以及一裝設於出料埠內側之第二機械手臂；該基座內係裝設有一中控單元；該基準面上並裝設有一操作介面以及一輸入介面，其中該操作介面與該輸入介面係分別電性連接至該中控單元，且該第一機械手臂、該尋邊站、該量測平台以及該第二機械手臂係分別電性連接至該中控單元。該第一機械手臂自該至少一入料埠取出待檢測之晶圓並送至該尋邊站，經該尋邊站設定檢測基準點後，再將待測晶圓利用該第一機械手臂送至量測平台，該量測平台即依輸入介面所輸入之檢測參數開始檢測，待檢測完畢後，該第二機械手臂即依檢測結果將晶圓送至一指定的出料埠中，完成晶圓檢測分類之目的。

Description

晶圓檢測分類裝置及其檢測分類方法

本發明係涉及一種晶圓檢測分類裝置及其檢測分類方法；特別是指一種高速、精密且帶有檢測分類功能之創新結構設計與檢測方法。

按，隨著科技的快速發展，高科技電子產品使用於日常生活中已是相當普遍，例如手機、主機板、數位相機等電子產品，該類電子產品內部皆裝設並佈滿許多IC半導體，而IC半導體的材料來源就是晶圓，為了能夠因應各式高科技電子產品的大量需求，故晶圓代工產業皆以如何令晶圓製造流程更加快速、有效率為目標，不斷地進行研發與改良突破。

目前市面上晶圓的檢測設備，一開始就是針對在IC半導體的抽樣量測而設計的，因此量測速度慢，且其所提供的輸出入埠數量少，一般可分成半自動與全自動檢測設備，而即使是全自動也只有設置兩個輸出入埠。當機械手臂從其中一個輸出入埠抽取晶圓，檢測完後再將晶圓放回原來的輸出入埠，如果在檢測的過程中發現有不良品，即將該不良品放置在另一個輸出入埠，這樣的檢測方式只能滿足早期的半導體製程。然而對於LED晶圓而言，目前需 要將所有的藍寶石晶圓都必需要經過量測，再按照不同的規範加以分類、分級，在加上目前市面上對於藍寶石晶圓的需求量大增，傳統的晶圓檢測設備已經無法滿足、甚至是無法使用在藍寶石晶圓的製程上。

是以，針對上述習知技術所存在之問題點，如何研發出一種高速、精密且帶有檢測分類功能的晶圓檢測裝置之創新構造，實有待相關業界再加以思索突破之目標及方向者。

有鑑於此，發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。

本發明之主要目的，係在提供一種晶圓檢測分類裝置及其檢測分類方法，其所欲解決之技術問題，係針對如何研發出一種更具理想實用性之新式高速、精密且帶有分類功能之結構型態為目標加以創新突破。

本發明解決問題之技術特點，主要在於所述晶圓檢測裝置，包括一基座，且該基座的頂面係設置為一基準面；該基準面之第一側係裝設有至少一入料埠以及相鄰於該至少一入料埠設置之一第一機械手臂以及一尋邊站；一裝設於基準面中央部位之量測平台；該基準面之第二側係裝設有複數出料埠以及一裝設於出料埠內側之第二機械手臂；該基座內係裝設有一中控單元；該基準面上並裝設有一操作介面以及一輸入介面，其中該操作介面與該輸入介面係分別電性連接至該中控單元，且該第一機械手臂、該尋邊站、該 量測平台以及該第二機械手臂係分別電性連接至該中控單元；該第一機械手臂自該至少一入料埠取出待檢測之晶圓並送至該尋邊站，經該尋邊站設定檢測基準點後，再將待測晶圓利用該第一機械手臂送至量測平台，該量測平台即依輸入介面所輸入之檢測參數開始檢測，待檢測完畢後，該第二機械手臂即依檢測結果將晶圓送至一指定的出料埠中，達到晶圓檢測分類的目的。

藉此創新獨特設計，使本發明對照先前技術而言，俾可依照所輸入的檢測參數將經圓分類、分級，提供一高速、精密且具有分類功效之晶圓檢測分類裝置。

10‧‧‧基座

11‧‧‧基準面

20‧‧‧入料埠

21‧‧‧底座

211‧‧‧夾具

30‧‧‧第一機械手臂

31‧‧‧第一伸縮取放板

32‧‧‧第二伸縮取放板

40‧‧‧尋邊站

50‧‧‧量測平台

60‧‧‧出料埠

61‧‧‧底座

611‧‧‧夾具

70‧‧‧第二機械手臂

71‧‧‧伸縮取放板

80‧‧‧中控單元

800‧‧‧判讀分類模組

81‧‧‧操作介面

82‧‧‧輸入介面

90、90A、90B、90C‧‧‧晶圓收納盒

第1圖係本發明之立體外觀圖。

第2圖係本發明之俯視圖。

第3圖係本發明之局部立體分解圖。

第4~6圖係本發明利用夾具夾持不同尺寸規格晶圓收納盒之示意圖。

第7~10圖係本發明第一機械手臂與第二機械手臂傳送晶圓之動作示意圖。

第11圖係本發明晶圓檢測方法之流程圖。

請參閱第1、2圖所示，係本發明晶圓檢測分類裝置之較佳實施例，惟此等實施例僅供說明之用，在專利申請上並不受 此結構之限制；所述晶圓檢測分類裝置包含有一基座10，且該基座10的頂面係設置為一基準面11；該基準面11之第一側係裝設有至少一入料埠20以及相鄰於該至少一入料埠20設置之一第一機械手臂30以及一尋邊站40；一裝設於基準面11中央部位之量測平台50；該基準面11之第二側係裝設有複數出料埠60以及一裝設於出料埠60內側之第二機械手臂70；該基座10內係裝設有一中控單元80；該基準面11上並裝設有一操作介面81及一輸入介面82，其中該操作介面81與該輸入介面82係分別電性連接至該中控單元80，且該第一機械手臂30、該尋邊站40、該量測平台50以及該第二機械手臂70係分別電性連接至該中控單元80。該第一機械手臂30自該至少一入料埠20取出待檢測之晶圓並送至該尋邊站40，經該尋邊站40設定檢測基準點後，再將待測晶圓利用該第一機械手臂30送至量測平台50，該量測平台50即依輸入介面82所輸入之檢測參數開始檢測，待檢測完畢後，該第二機械手臂70即依檢測結果將晶圓送至一適當之出料埠60中，達到晶圓檢測分類的目的。本發明之較佳實施例中，該操作介面81與該輸入介面82係裝設於基準面11上，方便操作人員就近設定各項參數並啟動本發明，當然該操作介面81與該輸入介面82亦可透過網路連線或無線傳輸方式由遠端控制。

請參閱如第3、4圖所示，該至少一入料埠20係包含有至少一底座21，該至少一底座21係供以可拆卸方式裝設至少一晶圓收納盒90，其中，該至少一底座21上係設置有複數夾具211，藉以依實際需求裝設不同規格尺寸之晶圓收納盒90。本發明之較佳實施例中，該入料埠20之數量係設為十個，並以圓弧狀的方式分上下兩層依序排列。如第4圖所示，該晶圓收納盒90A係供收納兩吋晶 圓；如第5圖所示，該晶圓收納盒90B係供收納四吋晶圓；如第6圖所示，該晶圓收納盒90C係供收納六吋晶圓。

請參閱如第2、10圖所示，該第一機械手臂30除具升降與旋轉之功能外，並採雙軸式設計而包含有一第一伸縮取放板31及一第二伸縮取放板32，其中該第一伸縮取放板31與該第二伸縮取放板32係分別獨立將晶圓自該至少一入料埠20傳送至尋邊站40，再將尋邊站40上的晶圓傳送至量測平台50。

請參閱如第2圖所示，該至少二出料埠60之結構係與該至少一入料埠20相同，同樣包含有至少二底座61，該至少二底座61係供以可拆卸方式裝設至少二晶圓收納盒90，其中，該至少二底座61上係設置有複數夾具611，藉以依實際需求裝設不同規格尺寸之晶圓收納盒90。本發明之較佳實施例中，該出料埠60之數量係設為十個，並以圓弧狀的方式分上下兩層依序排列。

該第二機械手臂70除具升降與旋轉之功能外，並包含有一伸縮取放板71，其主要功能係將檢測完畢之晶圓自量測平台50上取下，並依檢測的結果將晶圓送至一指定的出料埠60中。

該中控單元80中進一步內建有一判讀分類模組800。

藉由上述結構組成設計，茲就本發明之使用作動情形說明如下：如第1圖所示，首先將至少一收納有未檢測晶圓之晶圓收納盒90A/90B/90C利用夾具211裝設於入料埠20之至少一底座21上，並將至少二空的晶圓收納盒90A/90B/90C利用夾具611分別裝設於出料埠60之至少二底座61上；利用該輸入介面82將檢測所需之所有參數輸入該中控單元80中，再利用該操作介面81啟動本發明；請參閱如第7、8圖所示，當本發明啟動後，該第一機械手臂30之 第一伸縮取放板31立即自該至少一晶圓收納盒90A/90B/90C取出一晶圓，並立即傳送至尋邊站40中，利用該尋邊站40依晶圓的形狀、厚度等條件設定檢測基準點；請參閱如第9圖所示，當尋邊站40設定好檢測的基準點後，該第一伸縮取放板31即將尋邊站40的晶圓傳送至該量測平台50，令該量測平台50針對厚度、平坦度、總厚度變異、彎曲度、線性厚度變易等條件對該晶圓進行檢測作業；且當該第一伸縮取放板31在傳送晶圓至量測平台50時，該第二伸縮取放板32亦同時自該至少一入料埠20中取出另一晶圓並傳送至該尋邊站40中。請參閱如第10圖所示，當檢測作業完成後，該量測平台50即將其所檢測出之各項數據傳送至中控單元80中，利用該判讀分類模組800判讀，作為晶圓分類的依據。該中控單元80依據判讀分類模組800的分類結果發出一分類指令至該第二機械手臂70，令該第二機械手臂70之伸縮取放板71自該量測平台50上取下分類(檢測)後之晶圓，並依該中控單元80的分類指令將晶圓送至一指定的出料埠60中，達到晶圓檢測分類的目的。而在伸縮取放板71傳送簡測完畢之晶圓時，該第一伸縮取放板31與第二伸縮取分板32將未檢測與待檢測的晶圓分別傳送至該尋邊站40與量測平台50中，令該尋邊站40與該量測平台50可以同步作業，縮短晶圓檢測分類的時間。

此外，該第一機械手臂30之第一伸縮取放板31、第二伸縮取放板32以及第二機械手臂70之伸縮取放板71，分別內建有一影像式尋片模組(圖中未示)，提高攫取晶圓的準確性。

請參閱如第11圖所示，本發明所使用之晶圓檢測分類方法包含下列步驟：安裝入料埠與出料埠：將至少一收納有未檢測晶圓之晶圓收納 盒裝設於一入料埠之至少一底座上；將至少二空的晶圓收納盒裝設於一出料埠之至少二底座上；其中該入料埠與出料埠係分別設置於一形成於一基座頂部之基準面上；設定檢測參數：該基座內係裝設有一中控單元，利用一輸入介面將檢測參數傳送至該中控單元；本發明之較佳實施例中，該輸入介面係裝設於該基準面上，且該基準面上並裝設有一操作介面，該操作介面與該輸入介面係分別電性連接至該中控單元。

傳送與檢測晶圓：利用一第一機械手臂自該至少一晶圓收納盒取出一晶圓並傳送至尋邊站中，利用該尋邊站依晶圓的形狀與厚度設定檢測基準點；當尋邊站設定好檢測的基準點後，該第一機械手臂將尋邊站的晶圓傳送至該量測平台，令該量測平台依預先輸入的檢測參數對該晶圓進行檢測作業；判讀數據作為分類依據：當檢測作業完成後，該量測平台即將其所檢測出之各項數據傳送至中控單元中利用一內建的判讀分類模組進行判讀，作為晶圓分類的依據。該中控單元依據判讀分類模組的分類結果發出一分類指令至該第二機械手臂；以及傳送並分類檢測後之晶圓：當檢測判讀數據的程序完成後，該第二機械手臂即依中控單元所發出之分類指令，令其伸縮取放板自該量測平台上取下晶圓，並依分類(檢測)結果將晶圓送至一指定的出料埠中，達到晶圓檢測分類的目的。

前述晶圓之檢測分類方法所使用之晶圓檢測分類裝置操作方法、動作順序以及所達成晶圓檢測分類之功效與目的，皆與前述實施例相同，因此各部元件之詳細結構與作動流程不再贅述。

本發明之優點：

本發明所揭「晶圓檢測分類裝置及其檢測分類方法」主要藉由所述第一機械手臂、尋邊站、量測平台以及第二機械手臂等創新獨特結構型態與技術特徵，使本發明對照[先前技術]所提習知結構而言，能夠依照所輸入的檢測參數將晶圓分類、分級，提供一高速、精密且具有分類功效之晶圓檢測分類裝置。

10‧‧‧基座

11‧‧‧基準面

20‧‧‧入料埠

40‧‧‧尋邊站

50‧‧‧量測平台

60‧‧‧出料埠

80‧‧‧中控單元

800‧‧‧判讀分類模組

81‧‧‧操作介面

82‧‧‧輸入介面

90‧‧‧晶圓收納盒

Claims (6)

1. 一種晶圓檢測分類裝置，其主要係包括一基座，且該基座的頂面係設置為一基準面；該基準面之第一側係裝設有至少一入料埠以及相鄰於該至少一入料埠設置之一第一機械手臂以及一尋邊站；一裝設於基準面中央部位之量測平台；該基準面之第二側係裝設有複數出料埠以及一裝設於出料埠內側之第二機械手臂；該基座內係裝設有一中控單元；該基準面上並裝設有一操作介面以及一輸入介面，其中該操作介面與該輸入介面係分別電性連接至該中控單元，且該第一機械手臂、該尋邊站、該量測平台以及該第二機械手臂係分別電性連接至該中控單元，該中控單元中並內建有一判讀分類模組；該第一機械手臂自該至少一入料埠取出待檢測之晶圓並送至該尋邊站，經該尋邊站設定檢測基準點後，再將待測晶圓利用該第一機械手臂送至量測平台，該量測平台即依輸入介面所輸入之檢測參數開始檢測，待檢測完畢後，將所獲得之檢測數據傳送至中控單元中，利用該判讀分類模組進行判讀分類，該中控單元依據判讀分類模組的分類結果發出一分類指令至該第二機械手臂，該第二機械手臂即依來自中控單元之分類指令，將檢測後之晶圓傳送至一指定的出料埠中，達到晶圓檢測分類的目的。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓檢測分類裝置，其中該第一機械手臂除具升降與旋轉之功能外，並採雙軸式設計並包含有一第一伸縮取放板以及一第二伸縮取放板，其中該第一伸縮取放板與該第二伸縮取放板係分別獨立將晶圓自該至少一入料埠傳送至尋邊站，再 將尋邊站上的晶圓傳送至量測平台。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之晶圓檢測分類裝置，其中該至少一入料埠係包含有至少一底座，該至少一底座係供以可拆卸方式裝設至少一晶圓收納盒，其中，該至少一底座上係設置有複數夾具，藉以依實際需求裝設不同規格尺寸之晶圓收納盒；該至少二出料埠之結構係與該至少一入料埠相同，同樣包含有至少二底座，該至少二底座係供以可拆卸方式裝設至少二晶圓收納盒，其中，該至少二底座上係設置有複數夾具，藉以依實際需求裝設不同規格尺寸之晶圓收納盒。
4. 一種晶圓檢測分類方法，包含下列步驟： 　　安裝入料埠與出料埠：將至少一收納有未檢測晶圓之晶圓收納盒裝設於一入料埠之至少一底座上；將至少二空的晶圓收納盒裝設於一出料埠之至少二底座上；其中該入料埠與出料埠係分別設置於一形成於一基座頂部之基準面上； 　　設定檢測參數：該基座內係裝設有一中控單元，利用一輸入介面將檢測參數傳送至該中控單元； 　　傳送與檢測晶圓：利用一第一機械手臂自該至少一晶圓收納盒取出一晶圓並傳送至尋邊站中，利用該尋邊站依晶圓的形狀設定檢測基準點；當尋邊站設定好檢測的基準點後，該第一機械手臂將尋邊站的晶圓傳送至該量測平台，令該量測平台依預先輸入的檢測參數對該晶圓進行檢測作業；以及 　　判讀數據作為分類依據：當檢測作業完成後，將所獲得之檢測數據傳送至中控單元中，利用一內建於中控單元中的判讀分類模組進行判讀分類，該中控單元依據判讀分類模組的分類結果發出一分類指令至該第二機械手臂； 　　傳送並分類晶圓：當檢測作業完成後，該第二機械手臂即依中控單元所發出之分類指令，令其伸縮取放板隨即自該量測平台上取下晶圓，並依檢測分類結果將晶圓送至一指定的出料埠中，達到晶圓檢測分類的目的。
5. 如申請專利範圍第4項所述之晶圓檢測分類方法，其中該第一機械手臂除具升降與旋轉之功能外，並採雙軸式設計並包含有一第一伸縮取放板以及一第二伸縮取放板，其中該第一伸縮取放板與該第二伸縮取放板係分別獨立將晶圓自該至少一入料埠傳送至尋邊站，再將尋邊站上的晶圓傳送至量測平台。
6. 如申請專利範圍第4或5項所述之晶圓檢測分類方法，其中該至少一入料埠係包含有至少一底座，該至少一底座係供以可拆卸方式裝設至少一晶圓收納盒，其中，該至少一底座上係設置有複數夾具，藉以依實際需求裝設不同規格尺寸之晶圓收納盒；該至少二出料埠之結構係與該至少一入料埠相同，同樣包含有至少二底座，該至少二底座係供以可拆卸方式裝設至少二晶圓收納盒，其中，該至少二底座上係設置有複數夾具，藉以依實際需求裝設不同規格尺寸之晶圓收納盒。