TWI645192B - 半導體料片之整平裝置及其方法 - Google Patents

半導體料片之整平裝置及其方法 Download PDF

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Abstract

一種半導體料片之整平裝置,係用於光學檢測設備上,以整平一半導體料片。其中該整平裝置包含有一真空吸附載台、以及一或複數個氣體正壓提供器。該真空吸附載台係用以設置該半導體料片,並具有複數個可分別獨立啟閉的真空吸附區域。該氣體正壓提供器係設置於該真空吸附載台的一側,以對該真空吸附載台上的該半導體料片提供正壓。其中該氣體正壓提供器經設置而可相對於該複數個真空吸附區域之間移動,且該真空吸附載台係依據該氣體正壓提供器的位置,而對應啟動該位置上的該真空吸附區域以吸平該半導體料片。

Description

半導體料片之整平裝置及其方法
本發明係有關於一種半導體料片整平裝置及其方法,尤指一種用於光學檢測設備上並於進行檢測時同時進行除塵的半導體料片整平裝置及其方法。
自動光學檢查(Automated Optical Inspection,AOI)泛指運用機器視覺做為檢測標準的技術,比起習知的人眼檢測具有高速、高精密度的優點。應用層面可涵蓋至高科技產業之研發、製造品管,以至國防、民生、醫療、環保、電力...或其他的相關領域。
在自動光學檢測的領域中,欲對晶圓進行檢測,常見的方式係藉由將晶圓裝設於載台上,藉由抽真空的手段對該載台提供負壓,藉由載台上之氣孔將晶圓吸附於載台上。然而,晶圓經由氣孔吸持後,於料片之邊緣常會產生翹曲之問題,導致影像偵測時所拍攝之料片影像常有失真的情形;此外,當晶圓在皺褶的狀態時,利用真空吸附載台提供背壓吸平晶圓有可能會造成晶圓的破損,反而降低了晶圓的良率。
此外,於進行光學檢測時,真空吸平裝置表面上的 異塵也容易與半導體料片的瑕疵產生混淆,是以,有必要上述的問題進行改善,以增加檢測的精確度。
本發明的目的,在於解決習知技術中利用真空吸平裝置吸附半導體料片時,半導體料片表面仍有可能會有皺褶及翹曲的狀況。
為達到上述目的,本發明係提供一種半導體料片之整平裝置,係用於光學檢測設備上,以整平一半導體料片。其中該整平裝置包含有一真空吸附載台、一或複數個氣體正壓提供器、以及一控制器。該真空吸附載台係用以設置一半導體料片,並具有複數個可分別獨立啟閉的真空吸附區域。該氣體正壓提供器係設置於該真空吸附載台的一側,相對於該複數個真空吸附區域之間移動,以對該真空吸附載台上的該半導體料片提供正壓。該控制器耦合至該真空吸附載台與該氣體正壓提供器,該控制器依據該真空吸附載台與該氣體正壓提供器的位置,而對應啟動該位置上的該真空吸附區域以吸附並整平該半導體料片。
進一步地,半導體料片係為晶圓、面板、或基板。
進一步地,該氣體正壓提供器的一側係設置有一吸塵罩。
進一步地,該氣體正壓提供器的氣體出口設置於該吸塵罩內的兩側或周側,該吸塵罩的氣體入口係設置於該 氣體正壓提供器的該二氣體出口之間。
進一步地,該半導體料片之整平裝置更進一步包含有一設置於該真空吸附載台一側的取像裝置,用以拍攝該半導體料片的影像。
進一步地,該氣體正壓提供器係直接對準至啟動的該真空吸附區域。
本發明的另一目的,在於提供一種半導體料片之整平方法,包含:提供一或複數個氣體正壓提供器,由該氣體正壓提供器產生正壓至半導體料片表面,以下壓該半導體料片;提供一真空吸附載台,具有複數個真空吸附區域用以吸附該半導體料片;該氣體正壓提供器相對該真空吸附載台於該複數個真空吸附區域之間移動,並依序提供正壓至該真空吸附區域上利用氣體壓力整平該半導體料片;以及於氣體壓力提供至該半導體料片的同時啟動對應位置的該真空吸附區域,以經由該半導體料片的背側吸附該半導體料片,並隨著該氣體正壓提供器移動依序開啟對應位置上的該真空吸附區域以由該半導體料片一側至另一側分區域個別吸附並整平該半導體料片。
進一步地,提供一吸塵罩至該氣體正壓提供器吸附被吹起的異塵。
進一步地,經由一取像裝置拍攝該半導體料片表面,以針對該半導體料片表面進行檢測。
進一步地,所述的取像裝置係為面掃描攝影機、或線掃描攝影機。
綜上所述,本發明透過非接觸式的方式整平半導體料片,可避免直接接觸傷害半導體料片,此外,透過設置複數個真空吸附區域依序個別吸附半導體料片,於氣體正壓提供器向半導體料片施加正壓時,可保留適當的伸展空間得以整平半導體料片翹曲的部分,避免整面吸附時可能造成料片皺摺、破損的問題。
此外,本發明於對半導體料片施加正壓時,不僅可以達到整平半導體料片表面的效果,同時可透過所提供的風刀吹走半導體料片表面上的異塵。
再者,本發明利用風刀吹走的異塵,可以經由設置於一側的吸塵罩吸附並收集,避免被吹起的異塵又重新落至半導體料片的表面。
100‧‧‧半導體料片整平裝置
10‧‧‧真空吸附載台
A1-A5‧‧‧真空吸附區域
20‧‧‧氣體正壓提供器
30‧‧‧吸塵罩
40‧‧‧活動載具
50‧‧‧取像裝置
60‧‧‧控制器
70‧‧‧吸塵罩
P‧‧‧半導體料片
步驟S01-步驟S06
圖1,為本發明第一實施例的方塊示意圖。
圖2-1,為本發明第一實施例的動作示意圖(一)。
圖2-2,為本發明第一實施例的動作示意圖(二)。
圖2-3,為本發明第一實施例的動作示意圖(三)。
圖3,為本發明第二實施例的外觀示意圖。
圖4,為本發明半導體料片整平方法的流程示意圖。
有關本發明之詳細說明及技術內容,現就配合圖式 說明如下。
請參閱「圖1」,為本發明第一實施例的方塊示意圖,如圖所示:以下係針對本發明的一較佳實施態樣進行說明,本實施態樣係揭示一種半導體料片整平裝置100,係用於光學檢測設備上,用以整平半導體料片的表面以針對半導體料片的表面進行檢測。所述的光學檢測設備具體係可以用於針對例如電路板(Printed Circuit Board,PCB)、軟性電路板(Flexible Printed Circuit,FPC)、晶圓(Wafer)、面板(Panel)、偏光片等材料或工件進行檢測,於本發明中不限制於上述實施態樣。所述的半導體料片整平裝置100包含有一真空吸附載台10、一或複數個氣體正壓提供器20、一吸塵罩30、一活動載具40、一取像裝置50、以及一控制器60。
所述的真空吸附載台10係用以設置半導體料片P,於該真空吸附載台10上係具有複數個可分別獨立啟閉的真空吸附區域A1-A5。具體而言,請一併參閱「圖1」及「圖2-1」所示,所述的真空吸附載台10上的複數個真空吸附區域A1-A5係依序排列於該氣體正壓提供器20的移動方向上(即氣體正壓提供器20移動的同時將依序經過真空吸附區域A1-A5),並隨著該氣體正壓提供器20的移動分別啟動對應位置上的真空吸附區域A1-A5。
於一較佳實施態樣中,所述的真空吸附載台10係可以為頂針式真空吸附載台,透過複數個設置於氣孔底側的頂針個別獨立控制該真空吸附載台10上氣孔的啟閉,藉以透過陣列方式 選擇性地啟動對應的真空吸附區域A1-A5;於另一較佳實施態樣中,所述的頂針可以複數個構成一個群組(或一體成型)共同升降,藉此避免電子控制個別控制氣孔時可能造成的延遲。於另一較佳實施態樣中,係可利用驅動式的遮板於載台的底側位移,藉此變更真空吸附區域A1-A5的位置;於另一較佳實施態樣中,則可將該真空吸附載台10上的氣孔依據氣室分為複數個群組,透過設置複數個抽真空裝置分別對應於個別的氣室,透過控制對應氣室中抽真空裝置的啟閉達到偏移或變更真空吸附區域A1-A5的效果。針對變更真空吸附載台10的真空吸附區域A1-A5的方式繁多,於本發明中並不欲限制於上述的實施態樣。
於一較佳實施態樣中,於整平半導體料片P時,真空吸附區域A1-A5係可依序開啟吸附的區域。於另一較佳實施態樣中,所述的複數個真空吸附區域A1-A5可以依據電腦或控制器60的指示隨意選擇開啟及關閉的區域。
所述的氣體正壓提供器20設置於該真空吸附載台10的一側,以對該真空吸附載台10上的該半導體料片P提供正壓。具體而言,該氣體正壓提供器20係以非接觸方式提供高速、高壓氣體至半導體料片P表面,藉此整平半導體料片P。其中,該氣體正壓提供器20係可以為標準型風刀、小風刀、通用型不銹鋼風刀、精密型不銹鋼風刀、強風型風刀、彎曲型風刀、吸屑風刀、弧形組合風刀、環形風刀、熱風刀、小型熱風刀、鑽石型熱風刀、迴圈型熱風刀、耐腐蝕風刀、離子風刀等,於本發明中不予以限制。在本實施例 中,該氣體正壓提供器20的氣體出口與該真空吸附載台10的吸附面之間的夾角為90度,可以更加有效的整平半導體料片P並且在整平料片的同時亦可吹除異塵。當然,本發明不以此為限,該氣體正壓提供器20的氣體出口與該真空吸附載台10的吸附面之間的夾角的範圍亦落在60-120度之間。
所述的吸塵罩30設置於該氣體正壓提供器20一側或是與該氣體正壓提供器20共構為一體,於本創作中不予以限制。該吸塵罩30用以吸附半導體料片P表面上的異塵,具體而言,該吸塵罩30係提供大面積的氣體負壓至半導體料片P表面,增加氣體流動的面積確保吸入被吹起的異塵。
所述的活動載具40用以設置於該氣體正壓提供器20或該真空吸附載台10一側,用以承載該氣體正壓提供器20或該真空吸附載台10,以供該氣體正壓提供器20相對該真空吸附載台10上的複數個該真空吸附區域A1-A5之間移動。
於本實施態樣中,如「圖2-1」、「圖2-2」、「圖2-3」所示,活動載具40係承載並帶動該真空吸附載台10相對固定式的氣體正壓提供器20及吸塵罩30移動。於另一較佳實施態樣中,活動載具係可用以承載該氣體正壓提供器及吸塵罩,使該氣體正壓提供器及吸塵罩相對固定式真空吸附載台移動,於本發明中不予以限制。
所述的取像裝置50係用以拍攝半導體料片P的影像,經由影像處理取得半導體料片P的瑕疵。該取像裝置50可以為面掃 描攝影機(Area Scan Camera)、或線掃描攝影機(Line Scan Camera),於本發明中不予以限制。於面掃描攝影機的實施態樣中,取像裝置50可以依據整平的進度分部進行拍攝,或是於整個半導體料片P整平除塵完成後進行拍攝,於本發明中不予以限制。於線掃描攝影機的實施態樣中,取像裝置50可以隨著該氣體正壓提供器20的位置移動,於除塵整平的同時拍攝半導體料片P的影像,或是於整個半導體料片P整平除塵完成後進行拍攝,於本發明中不予以限制。
所述的控制器60係連接至該真空吸附載台10及該活動載具40,依據該氣體正壓提供器20提供正壓至該半導體料片P的位置,以分區域啟動對應的該真空吸附區域A1-A5吸附並整平該半導體料片P。具體而言,控制器60係可經由該活動載具40的位置,判斷該氣體正壓提供器20與該真空吸附載台10的相對位置,以決定啟動其中一該真空吸附區域A1-A5。
例如於本實施態樣中設定五個真空吸附區域A1-A5,控制器60記錄活動載具40移動至對應真空吸附區域A1-A5的上方時個別所回傳的數值,並將該數值儲存於系統內做為索引(index);當設備實際運作時,將活動載具40所回傳的數值與預存的索引(index)進行比對,並於符合時啟動與位置對應的其中一該真空吸附區域(A1-A5)。於另一較佳實施態樣中,可以透過感測器(例如光感測器、超音波測距裝置、電阻尺、光學尺等,圖未示)偵測氣體正壓提供器20(或活動載具40)的位置,並依據所取得的位置啟動對應的真空吸附區域(A1-A5),藉此達到分區域吸附的效果。又於另 一較佳實施態樣中,亦可以透過手動方式控制設備的運作,並經由系統記錄操作的過程進一步儲存於系統中以便重複執行,本發明並不欲限制於上述的實施態樣。
以下係針對本發明的控制流程配合動作示意圖進行說明,於本實施態樣中,真空吸附載台10係包含有五個真空吸附區域A1-A5,氣體正壓提供器20係相對由真空吸附區域A1移動至真空吸附區域A5,請一併參閱「圖2-1」至「圖2-3」,如圖所示:於本實施例中,半導體料片P總共有兩處翹曲,如圖2-1所示。起始時,氣體正壓提供器20啟動,並朝向該半導體料片P方向移動,當氣體正壓提供器20移動至真空吸附區域A1上方(或接近移動至該真空吸附區域A1上方)時,真空吸附載台10上的真空吸附區域A1啟動,並向翹曲的部分提供負壓,以吸附並整平翹曲的部分。於吹塵、整平的同時,設置於該氣體正壓提供器20一側的吸塵罩30係吸附被吹起的異塵,以避免被吹起的異塵又重新落下至半導體料片P的表面。
接續,請參閱圖2-2,前端翹曲的部分雖然已經被整平了,但半導體料片P於翹曲的後端區域仍有可能會產生皺摺(可能因為前端整平時向後伸展產生皺摺),當氣體正壓提供器20移動至真空吸附區域A2上時,真空吸附載台10上的真空吸附區域A2啟動,並向皺褶的部分提供負壓,以吸附並整平皺褶的部分;基於上述同樣的狀況,氣體正壓提供器20係移動至真空吸附區域A3、真空吸附區域A4直至真空吸附區域A5。
最後,如圖2-3所示,當氣體正壓提供器20移動到真空吸附區域A5時,由於已開啟的真空吸附區域A1-A4於開啟後均沒有關閉,此時所有的真空吸附區域A1-A5均同時啟動,以整面吸附該半導體料片P。此時,整個半導體料片P的表面被吸附整平且除塵完畢,取像裝置50可以直接對除塵整平後的半導體料片P進行拍攝,以取得乾淨的影像。於線性攝影機的實施態樣中,取像裝置50則可以隨著該氣體正壓提供器20移動,於半導體料片P被整平的同時由線性攝影機掃描該半導體料片P的表面影像,藉此完成檢測。
除上述的實施態樣外,所述分區域吸附尚可以包含以下的幾種工作模式。(一)隨著氣體正壓提供器20的移動依序開啟真空吸附區域A1-A5,當下一個真空吸附區域啟動時(例如真空吸附區域A3),前面的真空吸附區域(例如真空吸附區域A1-A2)均保持啟動狀態不關閉。(二)隨著氣體正壓提供器20的移動依序開啟真空吸附區域A1-A5,當下一個真空吸附區域啟動時(例如真空吸附區域A2),僅前一個真空吸附區域(例如真空吸附區域A1)係仍然啟動不關閉。
以下係針對本發明的其中一較佳實施態樣進行說明,本發明的氣體正壓提供器20係可以與吸塵罩30共構為單一組件實施,藉此增加集塵率。請參閱「圖3」,為本發明一較佳實施態樣的外觀示意圖,如圖所示:於本實施態樣中,該半導體料片整平裝置包含有吸塵罩70,該吸塵罩70係整合該氣體正壓提供器20於內側。於本實施 例中,該氣體正壓提供器20的氣體出口係成對設置於該吸塵罩70內的兩側,當然,本發明不以此為限,該氣體正壓提供器20的氣體出口亦可設置於該吸塵罩70內的周側。該吸塵罩30的氣體入口係設置於該吸塵罩70中二側氣體正壓提供器20的氣體出口之間,當風刀同時由兩側施加於半導體料片P的表面上,可避免異塵朝一側方向飛出。
除上述的實施態樣外,本發明同時保護一種半導體料片整平方法,基於所述的方法流程可以有效的整平半導體料片P,並同時去除半導體料片P表面上的異塵。請參閱「圖4」,為本發明半導體料片整平方法的流程示意圖,如圖所示:所述的方法包含有以下的步驟:提供一真空吸附載台10,將半導體料片P移載至一真空吸附載台10上,以準備對該半導體料片P進行檢測(步驟S01)。
提供一或複數個氣體正壓提供器20至該真空吸附載台10,以對準至該真空吸附載台10並提供正壓至半導體料片P表面(步驟S02)。
提供一吸塵罩30至該氣體正壓提供器20,於正壓下壓該半導體料片P時,由設置於該氣體正壓提供器20一側的該吸塵罩30吸附該半導體料片P表面上的異塵(步驟S03)。
接續,使該氣體正壓提供器20相對該真空吸附載台10於該複數個真空吸附區域A1-A5之間移動,使該氣體正壓提供器20由半導體料片P的一側移動至另一側,依序提供正壓至該真空吸 附區域A1-A5上利用氣體壓力整平該半導體料片(步驟S04),於提供正壓時,該氣體正壓提供器20係直接對準至啟動的該真空吸附區域A1-A5。移動的過程中,於氣體壓力提供至該半導體料片P的同時啟動對應位置的真空吸附區域(A1-A5),以經由該半導體料片P的背側吸附該半導體料片P(步驟S05)。隨著該氣體正壓提供器20移動,依序開啟對應位置上的該真空吸附區域(A1-A5),以由該半導體料片P一側至另一側分區域個別吸附並整平該半導體料片P(步驟S06),避免產生的氣流造成半導體料片P的移動。
於檢測的過程中,取像裝置50可以於除塵整平的同時或除塵整平完成時拍攝該半導體料片P,以針對該半導體料片P進行檢測。
綜上所述,本發明透過非接觸式的方式整平半導體料片表面,可避免直接接觸傷害半導體料片,此外,透過設置複數個真空吸附區域,於向半導體料片施加正壓時,可保留適當的伸展空間得以整平半導體料片翹曲的部分。此外,本發明於對半導體料片施加正壓時,不僅可以達到整平半導體料片表面的效果,同時可透過所提供的風刀吹走半導體料片表面上的異塵,並利用吸塵罩收集被吹起的異塵。
以上已將本發明做一詳細說明,惟以上所述者,僅為本發明之一較佳實施例而已,當不能以此限定本發明實施之範圍,即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾,皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。

Claims (10)

  1. 一種半導體料片之整平裝置,係用於光學檢測設備上,以整平一半導體料片,其中該整平裝置包含有:一真空吸附載台,係用以設置一半導體料片,該真空吸附載台上係具有複數個可分別獨立啟閉的真空吸附區域;一或複數個氣體正壓提供器,係設置於該真空吸附載台的一側,相對於該複數個真空吸附區域之間移動,以對該真空吸附載台上的該半導體料片提供正壓;以及一控制器,耦合至該真空吸附載台與該氣體正壓提供器,該控制器依據該真空吸附載台與該氣體正壓提供器的位置,而對應啟動該位置上的該真空吸附區域以吸附並整平該半導體料片。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的半導體料片之整平裝置,其中,半導體料片係為晶圓、面板、或基板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的半導體料片之整平裝置,其中,該氣體正壓提供器的一側係設置有一吸塵罩。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的半導體料片之整平裝置,其中,該氣體正壓提供器的氣體出口設置於該吸塵罩內的兩側或周側,該吸塵罩的氣體入口係設置於該氣體正壓提供器的該二氣體出口之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的半導體料片之整平裝置,更進一步包含有一設置於該真空吸附載台一側的取像裝置,用以拍攝該半導體料片的影像。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的半導體料片之整平裝置,其中,該氣體正壓提供器係直接對準至啟動的該真空吸附區域。
  7. 一種半導體料片之整平方法,包含:提供一或複數個氣體正壓提供器,由該氣體正壓提供器產生正壓至半導體料片表面,以下壓該半導體料片;提供一真空吸附載台,具有複數個真空吸附區域用以吸附該半導體料片;該氣體正壓提供器相對該真空吸附載台於該複數個真空吸附區域之間移動,並依序提供正壓至該真空吸附區域上利用氣體壓力整平該半導體料片;以及於氣體壓力提供至該半導體料片的同時啟動對應位置的該真空吸附區域,以經由該半導體料片的背側吸附該半導體料片,並隨著該氣體正壓提供器移動依序開啟對應位置上的該真空吸附區域以由該半導體料片一側至另一側分區域個別吸附並整平該半導體料片。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的半導體料片之整平方法,其中,提供一吸塵罩至該氣體正壓提供器吸附被吹起的異塵。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的半導體料片之整平方法,其中,經由一取像裝置拍攝該半導體料片表面,以針對該半導體料片表面進行檢測。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的半導體料片之整平方法,其中,所述的取像裝置係為面掃描攝影機、或線掃描攝影機。
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