TWI643799B - 半導體輸送系統 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種半導體輸送系統，包含一載盤軌道；複數個半導體機台，該複數個半導體機台係沿著該載盤軌道設置；一傳送裝置，連接於該載盤軌道並乘載有至少一半導體半成品，該傳送裝置包含一載盤，其中該載盤包含一第一子盤與一第二子盤；以及一定位裝置，與該載盤軌道相連接。本發明具備提高半導體良率、縮短生產週期、增加機動性等效果。

Description

半導體輸送系統

本發明係關於一種半導體的輸送系統，尤指一種乘載有至少一半導體半成品的半導體輸送裝置。

現代半導體加工過程中，常使用大量工具並結合數種製造步驟來組合成一個完整的半導體生產週期。舉例而言，上述的製造步驟可能包含一系列的切割(die saw)、黏晶(die mount)、銲線(wire bond)等動作，並在不同製程工具及檢驗工具的合作下完成半導體生產流程。為了在不同製程間高效且順暢地運送半導體半成品，製造商往往會在製程中納入自動化材料處理系統(ATS Message Handling System)以提升生產效率。

習知的自動化材料處理系統包含高架提升輸送(OHT)、軌道導引車(RGV)、自動化導引車(AGV)、高架穿梭機(OHS)、傳送帶系統(PGV)等設備，在機台間批次地運輸半導體半成品；在部分半自動化系統中，此動作亦可由操作人員完成，將乘載有半導體半成品的載具自該第一機台手動取下，並運送至該第二機台中進行後續製程。

一般而言，固有半導體半成品的載具僅能同時乘載單一的半導體半成品，當自動化運輸系統自第一機台完成加工後，便會指示載具前往第二半導機台進行後續的製程。然而，一次僅能針對單一的半成品加工 處理，對講求效率的高科器產業而言十分浪費時間。

鑒於上述缺陷，可知現有技術面臨許多製程中的難題。因此，技術所屬領域亟需規劃一套半導體良率高、生產週期短、機動性佳的半導體輸送系統來克服這些問題。

本發明係關於一種半導體的輸送系統，尤指一種乘載有至少一半導體半成品的半導體輸送裝置，進而提高半導體製程良產率、縮短生產週期並增加生產機動性。

本發明的一種半導體輸送系統，包含：一載盤軌道；複數個半導體機台包含一出入軌道，且該複數個半導體機台係沿著該載盤軌道設置；一傳送裝置，連接於該載盤軌道並乘載有至少一半導體半成品，該傳送裝置包含一載盤，其中該載盤包含一第一子盤與一第二子盤；以及一定位裝置，與該載盤軌道相連接。

在上述之半導體輸送系統中，半導體半成品被放置於傳送裝置的載盤上，並在載盤軌道上接續傳送。其中，傳送裝置所包含的載盤更設有第一子盤與第二子盤，兩子盤皆可分別乘載半導體半成品。導體輸送系統的運作方法是藉由載盤與載盤軌道連接，並沿著載盤軌道將載盤的至少一半導體半成品，傳送至定位裝置所對應的半導體機台依序進行製程。

在上述實施例中，傳送裝置的載盤可乘載一個以上的半導體半成品，並在載盤軌道上接續輸送至每一該半導體機台，同時進行一個以上半導體半成品的製程，大幅縮短生產週期並提高良率。載盤還透過馬達可自行轉動方向，針對特定的半導體半成品加工處理，提高機動性。

以上對本發明的簡述，目的在於對本發明之數種面向和技術特徵作一基本說明。發明簡述並非對本發明的詳細表述，因此其目的不在特別列舉本發明的關鍵性或重要元件，也不是用來界定本發明的範圍，僅為以簡明的方式呈現本發明的數種概念而已。

10‧‧‧半導體機台

10a‧‧‧第一半導體機台

10b‧‧‧第二半導體機台

10c‧‧‧第三半導體機台

10d‧‧‧第四半導體機台

10e‧‧‧第五半導體機台

16‧‧‧出入軌道

18‧‧‧載盤容置空間

19‧‧‧加工裝置

20‧‧‧載盤軌道

30‧‧‧傳送裝置

32‧‧‧載盤

32a‧‧‧第一子盤

32b‧‧‧第二子盤

36‧‧‧調節條

37‧‧‧擋止件

38‧‧‧凹槽

40‧‧‧定位裝置

50‧‧‧潔淨裝置

52‧‧‧噴嘴

54‧‧‧幫浦

80‧‧‧半導體半成品

圖1為本發明部分實施例之半導體輸送系統示意圖

圖2為本發明部分實施例之半導體輸送系統俯視圖

圖3為本發明部分實施例之傳送裝置示意圖

圖4為本發明部分實施例之傳送裝置於載盤軌道示意圖

圖5為本發明部分實施例之半導體輸送系統運作流程圖

為能瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，茲進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：本發明之一種半導體輸送系統，請同時參考圖1、2所示，圖1為本發明部分實施例之半導體輸送系統示意圖；圖2為本發明部分實施例之半導體輸送系統俯視圖。半導體輸送系統包含：一載盤軌道20；複數個半導體機台10，每一該半導體機台10包含一出入軌道，且該複數個半導體機台10係沿著該載盤軌道設置；一傳送裝置30，連接於該載盤軌道20並乘載有至少一半導體半成品80；以及一定位裝置40，與該載盤軌道20相連接。

在本實施例中，半導體半成品80為有機發光二極體(OLED)半成品；複數個半導體機台(10、10a、10b、10c、10d、10e)分別包含有一加工裝置19，每一該半導體機台(10、10a、10b、10c、10d、10e)可以分別 進行黃光(photo)、薄膜(thin film)或塗佈(coating)、蒸鍍(evaporation)、蓋板(cap)/封裝(encapsulate)、檢驗(inspection)以及模組(module)等有機發光二極體(OLED)的製程處理。

首先，半導體機台10進行黃光(photo)的製程，其主要的目的在於模型的製作，一般分成鉻(Cr)層、氧化銦錫(ITO)層、聚醯亞胺(Polyimide,PI)層以及隔壁(Rib)層，鉻(Cr)層以及氧化銦錫(ITO)層主要為蝕刻的製程，聚醯亞胺(Polyimide,PI)層以及隔壁(Rib)層則是塗佈的方式。

鉻(Cr)層以及氧化銦錫(ITO)層基本上分成清洗、上光阻、曝光、顯影、蝕刻以及去光阻等步驟，鉻(Cr)層完成後會保留下每個像素陰極層對外連結的線路，氧化銦錫(ITO)層則在完成後保留每個像素陽極層的線路。聚醯亞胺(Polyimide,PI)層以及隔壁(Rib)層基本上分成上光阻、曝光、顯影以及烘烤等步驟，聚醯亞胺(Polyimide,PI)層在於阻隔層(insulator)的製作，而隔壁(Rib)層則在製作邊牆(side wall)，用來分隔各像素的陰極層(cathode separator)的部分。

將至少一半導體半成品80藉由傳送裝置30經載盤軌道20傳送至第一半導體機台10a進行薄膜(thin film)或塗佈(coating)製程。薄膜製程主要分成兩階段，第一段為鍍上有機分子，第二段則為鍍金屬陰極層。在本實施例中，有機發光二極體是用真空蒸鍍的方式，而蒸鍍的層數在於產品的要求，單色、多彩或全彩層數各不相同；至於陰極層的部分則是用鋁(aluminum,AL)作為材料採用蒸鍍的方式。

塗佈製程可分為自身計量式(Self-metering)及預先計量式 (Pre-metering)兩種類型。自身計量式的塗佈特性是指塗膜厚度受限於流體物性、第一半導體機台10a幾何參數與操作條件控制，而該類的塗佈方式包含浸沾式塗佈(Dip Coating)、滾筒式塗佈(Roll Coating)及刮刀式塗佈(Blade Coating)等。相對於自身計量式的塗佈方式，預先計量式的塗佈特性是塗佈膜厚可依有機半導體的需求，預先由幫浦流量及塗佈速度做事先估算的塗佈方式，常見的有狹縫式塗佈(Slot Coating)、淋幕式塗佈(Curtain Coating)及斜板式塗佈(Slide Coating)等。

至少一半導體半成品80被傳送至第二半導體機台10b進行蒸鍍(Evaporation)製程。常見的蒸鍍法可分為「電阻加熱蒸鍍法」與「電子束蒸鍍法」兩種。電阻加熱蒸鍍法是將小分子發光材料置於金屬載舟中，將腔體抽真空後加熱載舟，使分子氣化成膜於氧化銦錫(ITO)基板上。電子束蒸鍍法是以電子束照射發光材料，使發光材料分子受熱昇華，進而附著成膜於氧化銦錫(ITO)基板上。

至少一半導體半成品80被傳送至第三半導體機台10c進行蓋板(cap)/封裝(encapsulate)製程。蓋板的主要過程在於吸水劑的貼附，當吸水劑貼附後，必須立刻與基板進行封合。封裝則是進行蓋板與基板的封合與切割，蓋板與基板必須在限定的時間內完成封合，否則會有受潮的可能性。

由於有機分子在操作時極容易被水氣與氧氣氧化，再加上有機發光二極體所使用的陰極材料，如鎂、鋁、鈣等，皆為易受氧化的高活性金屬，因此整個蓋板(cap)/封裝(encapsulate)製程必須在低水、低氧(H₂O<1ppm，O2<1ppm)的乾燥環境中進行。

在其他部分實施例中，複數個半導體機台(10、10a、10b、10c、10d、10e)的加工裝置19亦可以分別進行半導體切割(die saw)、黏晶(die mount)、銲線(wire bond)、封膠(mold)、剪切與成形(trim and form)、印字(mark)、電鍍(plating)以及檢驗(inspection)等半導體製程處理。

首先，半導體機台10進行晶粒切割(Die Saw)的製程。其中，晶粒切割目的是將半導體半成品80上複數顆的晶粒(die)切割分離。加工裝置19先針對半導體半成品80進行晶圓黏片，而後將晶圓上的複數顆晶粒進行切割，並將切割完後的晶粒有序地排列於膠帶上。

接著，將至少一半導體半成品80藉由傳送裝置30經載盤軌道20傳送至第一半導體機台10a進行黏晶(Die Dond)製程。黏晶是將複數顆晶粒置於導線架上並以銀膠(epoxy)黏著固定。黏晶完成後的半導體半成品80放置彈匣(magazine)內，以傳輸至下一個半導體機台10進行製程。

接著，至少一半導體半成品80被傳送至第二半導體機台10b進行銲線(Wire Bond)製程。銲線是將半導體晶粒上的接點以極細的金線(15~50μm)連接到導線架的內引腳，藉此將IC晶粒的電路訊號傳輸至外界。

接著，至少一半導體半成品80被傳送至第三半導體機台10c進行封膠(Mold)製程。封膠的目的是為了防止濕氣由外部侵入、利用機械支撐導線、去除內部產生的熱量以及提供能夠手持的形狀。封膠的過程是將半導體半成品的導線架置於框架上預熱，再將框架置於加工裝置19的構裝模上，最後以樹脂充填並待其硬化。

接著，至少一半導體半成品80被傳送至第四半導體機台10d進行剪切與成形(Trim and Form)製程。剪切與成形的目的是為了將導線架上構裝完成的晶粒獨立分開，並切除不需要的材料與部份凸出的樹脂。成形的目的則是將外引腳壓成預先設計好的形狀，以便於裝置於電路版上。剪切與成形主要由加工裝置19配上多種不同製程的模具所組成。

最後，至少一半導體半成品80被傳送至第五半導體機台10e進行印字(Mark)製程。印字是將字體印於構裝完的膠體之上，其目的在於註明商品規格與製造者等資訊。

載盤軌道20為環狀軌道，且複數個半導體機台10係沿著載盤軌道20連接設置；傳送裝置30連接於載盤軌道20，是用以乘載半導體半成品80並沿著載盤軌道20移動至每一該半導體機台10進行半導體製程；定位裝置40與載盤軌道20相連接，是用以辨識並控制傳送裝置30於載盤軌道上20的位置。

其中該定位裝置40可以是感測定位控制器。在部分實施例中，感測定位控制器可為光學感測器，與載盤軌道20相連接，感測定位控制器係用以辨識傳送裝置30位於載盤軌道20上的位置；當感測定位控制器感測到傳送裝置30位於載盤軌道20上的位置時，便控制載盤軌道20使載盤軌道20移動至對應的半導體機台10。其中，載盤軌道20上可以設有多個感測定位控制器，以分工合作提升感測效率。

在部分實施例中，感測定位控制器可為無線射頻識別系統(RFID)感測器，與載盤軌道20相連接，感測定位控制器是用以辨識傳送裝置30位於載盤軌道20上的位置，其中傳送裝置30上設有一RFID晶片，用以 協助該感測定位控制器掌握傳送裝置30的位置及資訊。其中，載盤軌道20上可以設有多個感測定位控制器，以分工合作提升感測效率。

上述之半導體輸送系統更包含一潔淨裝置50，該潔淨裝置50包含一噴嘴52及一幫浦54；其中，該噴嘴52的一端連接該幫浦54，另一端則朝向該載盤軌道20。

在部份情況下，半導體半成品80與傳送裝置30可能會短暫接觸到一般環境而殘留粉塵。當本發明之半導體輸送系統運作時，會同時啟動清潔裝置50並將乾淨氣體灌入幫浦54中，在傳送裝置30於載盤軌道20的輸送過程中，藉由噴嘴52將乾淨氣體嘴吹拂至傳送裝置30與半導體半成品80的表面，並在半導體半成品80外層形成一層氣體層，以隔絕一般環境中的汙染物。

在半導體製程過程中，氣體潔淨度與環境溫溼度是效能穩定最基本的要件，因此上述之半導體輸送系統均在氮氣、乾淨乾燥的高壓空氣(CDA)或超潔淨氣體(XCDA)的環境下運行，或封裝於氮氣、乾淨乾燥的高壓空氣(CDA)或超潔淨氣體(XCDA)中，避免對製程產生影響。

請同時參考圖3與圖4所示，圖3為本發明部分實施例之傳送裝置示意圖，圖4為本發明部分實施例之傳送裝置於載盤軌道示意圖。在本實施例中，傳送裝置30包含有一載盤32，其中，載盤32還可透過其重心連接的馬達(圖未示)轉動方向，並針對特定的半導體半成品80加工處理或對半導體半成品80與傳送裝置30進行清潔，提高機動性。

載盤32更包含一第一子盤32a與一第二子盤32b。其中，第一子盤 32a與該第二子盤32b各設有一容置部，設置於載盤32中靠近調節條36位置，其中該容置部為一擋止件37、一凹槽38或其組合，可分別乘載半導體半成品80於凹槽38中，並藉由擋止件37避免半導體半成品80從載盤32滑落。

以上所述之傳送裝置30的載盤可乘載一個以上的半導體半成品80，並藉由定位裝置40將傳送裝置30在載盤軌道20上接續輸送至對應的半導體機台10，同時進行一個以上半導體半成品80的製程與乾淨氣體的清潔，不僅大幅縮短生產週期，還可以提高半導體的良率。

請參考圖5所示，其為本發明部分實施例之半導體輸送系統運作流程圖。在本實施例中，每一該半導體機台10包含有有一出入軌道16與一載盤容置空間18，其中該出入軌道16與載盤軌道20相連接。當半導體半成品80欲進行加工處理時，乘載有至少一半導體半成品80的載盤32會經由載盤軌道20，移動到所對應的每一該半導體機台10，並藉由與載盤軌道20連接的出入軌道16將乘載有至少一半導體半成品80的載盤32一併輸送至每一該半導體機台10的載盤容置空間中18，使得每一該半導體機台10中的加工裝置19對半導體半成品80進行加工處理。其中，該出入軌道16及軌道出入口的高度與寬度大於該半導體半成品的最大高度與最大寬度；該出入軌道16及軌道出入口的高度與寬度亦大於該載盤的最大高度與最大寬度；該載盤容置空間18的高度大於該載盤32的最大高度，該載盤容置空間18的寬度大於該載盤32的最大寬度，以避免載盤32無法進入複數個半導體機台10內部。

當半導體半成品80加工處理完成時，乘載有至少一半導體半成品 80的載盤32，藉由出入軌道16將乘載有至少一半導體半成品80的載盤32送回至載盤軌道20上，並接續移動到其他半導體機台10進行後續半導體半成品80的製程。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明涵蓋之範圍內。

Claims (9)

1. 一種半導體輸送系統，包含：一載盤軌道；複數個半導體機台，每一該半導體機台包含一出入軌道，且該複數個半導體機台係沿著該載盤軌道設置；一傳送裝置，連接於該載盤軌道並乘載有至少一半導體半成品，該傳送裝置包含一載盤與一馬達，其中該載盤包含一第一子盤與一第二子盤，該馬達設置於該載盤的重心位置，用以轉動該第一子盤與該第二子盤；以及一定位裝置，與該載盤軌道相連接。
2. 如請求項1所述之半導體輸送系統，更包含一潔淨裝置，該潔淨裝置包含一噴嘴及一幫浦，其中該噴嘴的一端連接該幫浦，另一端則朝向該載盤軌道。
3. 如請求項1所述之半導體輸送系統，其中該半導體半成品為OLED半成品。
4. 如請求項1所述之半導體輸送系統，其中該第一子盤與該第二子盤各設有一容置部，該容置部設置於該載盤中靠近該調節條的位置。
5. 如請求項4所述之半導體輸送系統，其中該容置部為一擋止件、一凹槽或其組合。
6. 如請求項1所述之半導體輸送系統，該出入軌道的寬度大於該半導體半成品的最大寬度。
7. 如請求項1所述之半導體輸送系統，該出入軌道的寬度大於該載盤的最大寬度。
8. 如請求項1所述之半導體輸送系統，其中該定位裝置為一感測定位控制器。
9. 如請求項1所述之半導體輸送系統，其中每一該半導體機台內部設有一加工裝置及一載盤容置空間。