TWI691012B - 晶圓處理系統 - Google Patents

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TWI691012B
TWI691012B TW104144460A TW104144460A TWI691012B TW I691012 B TWI691012 B TW I691012B TW 104144460 A TW104144460 A TW 104144460A TW 104144460 A TW104144460 A TW 104144460A TW I691012 B TWI691012 B TW I691012B
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Abstract

提供一種可削減不必要的待機時間之晶圓處理系統。

一種處理晶圓之晶圓處理系統，其特徵在於，將晶圓按1片片的方式處理，並具備：托盤，收容晶圓；輸送機，搬送已收容於該托盤之晶圓；第一及第二托盤保持裝置，沿著該輸送機相互分開而配置，而從該輸送機搬出該托盤，並且將已搬出之該托盤搬入該輸送機；以及第一及第二裝置，對應於該第一及第二托盤保持裝置而配置，且各自具有處理被該輸送機所搬送之晶圓的處理組件、及從保持於該第一或第二托盤保持裝置上的該托盤中將晶圓搬出或搬入的搬出入組件。

Description

晶圓處理系統 發明領域
本發明是有關於一種晶圓處理系統，可在每1片晶圓上連續施行包含加工步驟以及檢查步驟之一連串的處理。
發明背景
在半導體晶圓之切削步驟或磨削步驟等晶圓的加工步驟中，是將晶圓每複數片(例如25片)收容在片匣中，並以片匣為單位，由操作員於裝置之間移動，以執行各種步驟(例如，參照日本專利特開平9-027543號公報)。
在磨削裝置中，是將已於晶圓的表面黏貼有保護膠帶之複數片晶圓收容於片匣中，並以晶圓搬送機器人從片匣中取出晶圓，來實施晶圓背面的磨削加工，磨削結束後，做成以晶圓搬送機器人將複數片晶圓收容於其他片匣中。
另一方面，在切削裝置中，是做成將晶圓以透過切割膠帶而受到環狀框架支撐的晶圓單元的形態，在片匣中收容複數片，並以搬出入裝置從片匣中1片片地取出晶圓來施行切削加工，並在加工結束後以搬出入裝置將已洗淨 的晶圓收容到同一片匣中。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開平9-027543號公報
發明概要
以往因為是將複數片晶圓收容於片匣中，並1片片地取出來進行處理，所以即使在某一步驟中形成可進行下一個片匣之投入的待機狀態，在前一步驟中尚未使片匣中的所有晶圓的加工結束的情況下，會有產生不必要的待機時間，而不具效率的課題。這是即便將由操作員進行的片匣移動以搬送機器人等做成自動化，還是無法避免的不具效率的狀態。
又，做成使操作員於裝置之間將晶圓按1片片的方式搬送，來實施有效率的步驟之執行的情況下，因為操作員的工作量激增而不得不增加操作員，因而有造成高成本的問題。
本發明是有鑑於像這樣的問題點而作成的發明，其目的在於提供一種可削減不必要的待機時間的晶圓處理系統。
根據本發明，提供一種晶圓處理系統，為處理晶圓之晶圓處理系統，其特徵在於，是將晶圓按1片片的方式 處理，並具備：托盤，收容晶圓；輸送機，搬送已收容於該托盤之晶圓；第一及第二托盤保持裝置，沿著該輸送機相互分開而配置，而從該輸送機搬出該托盤，並且將已搬出之該托盤搬入該輸送機；以及第一及第二裝置，對應於該第一及第二托盤保持裝置而配置，且各自具有處理藉由該輸送機所搬送之晶圓的處理組件、及從保持於該第一或該第二托盤保持裝置上的該托盤中將晶圓搬出或搬入的搬出入組件。
較理想的是，該第一及第二托盤保持裝置各自具有保持該托盤之第一托盤保持部與第二托盤保持部，該第二托盤保持部可在已以該第一托盤保持部保持該托盤的狀態下，將該托盤往該輸送機搬出或搬入。
依據本發明之晶圓處理系統，因為使用輸送機將晶圓按1片片的方式搬送、並供給到各裝置，故可將不必要的待機時間削減到極限，並可以用較少的操作員有效率地處理晶圓。因為晶圓是收容於托盤中而以輸送機搬送，故可以防止搬送中的晶圓的破損等。
由於在托盤保持裝置中設有2個托盤保持部，所以托盤保持裝置也具有托盤的暫置功能，故也具有可避免輸送機的停止且可以有效率地將晶圓供給到各裝置的效果。
2:晶圓處理系統
4:輸送機
6:第一切削裝置
6A:第二切削裝置
8:UV照射器
10:黏晶機
11:晶圓
12:晶圓投入片匣
13:分割預定線
14:托盤
14a:第一托盤
14b:第二托盤
15:器件
16:箱體
16a:底板
17:晶圓單元
19:條碼
20:罩蓋
22:框體
24:透明覆蓋構件
26:軌道構件
27:收容槽
28:基座
30:工作夾台
32:夾具
34:伸縮囊
36:第一門型框架
38A:第一切削單元
38B:第二切削單元
40:第二門型框架
42、44:導軌
46:第一搬送單元
48:支撐構件
50:吸附部
52:把持部
54:第二搬送單元
56:旋轉洗淨單元
58:第一定心桿
60:第二定心桿
62:托盤保持裝置
64:條碼讀取器
68:托盤保持裝置本體
68a:側板
70:開口
72:第一保持部
74:第二保持部
A、B:箭頭
F:環狀框架
T:切割膠帶
X、Y、Z:方向
圖1為顯示本發明實施形態之晶圓處理系統的整 體構成的平面圖。
圖2為晶圓單元之立體圖。
圖3為顯示將晶圓單元收容於托盤之狀態的立體圖。
圖4為以輸送機所搬送之複數個托盤的立體圖。
圖5為切削裝置的立體圖。
圖6為顯示在托盤保持裝置中收容托盤之情形的立體圖。
圖7為已將托盤收容於內部之狀態的托盤保持裝置的剖面圖。
圖8為顯示將晶圓單元從已收容於托盤保持裝置之托盤中突出之情形的立體圖。
圖9為圖8的縱剖面圖。
圖10為顯示對已收容於托盤而以輸送機搬送之晶圓單元照射紫外線之情形的剖面圖。
用以實施發明之形態
以下，參照圖式詳細地說明本發明的實施形態。參照圖1，所示為一示意平面圖，顯示本發明實施形態之晶圓處理系統的整體構成。晶圓處理系統2具備朝箭頭A方向移動之帶式輸送機等的輸送機4。
本實施形態中，沿著輸送機4相互分開而配置有作為第一裝置的第一切削裝置6、作為第二裝置的第二切削裝置6A、作為第3裝置之照射紫外線的UV照射器8、作為第四裝置的黏晶機(die bonder)10。
圖1所示之形態是將本發明之晶圓處理系統的一個實施形態的裝置的配置示意地顯示之形態，裝置的配置形態並不受限於此，只要是將複數個裝置沿輸送機4配置之形態即可。
本實施形態之晶圓處理系統因為是將切削裝置當作主體之系統，故晶圓11是如圖2所示，以透過切割膠帶T被環狀框架F所支撐之晶圓單元17的狀態投入到晶圓處理系統中。
在晶圓11的表面，藉由形成為格子狀之複數條分割預定線13所劃分而成之各區域中形成有IC、LSI等的器件15。藉由將晶圓11的背面黏貼在已將外周部黏貼到環狀框架F之切割膠帶T上，以形成晶圓單元17。
在本實施形態中，晶圓11雖然是以晶圓單元17的形態投入晶圓處理系統，但本發明並不受此限，也可依據晶圓處理系統的實施形態，而為以晶圓11單體投入的形態。
例如，亦可做成在將晶圓11半切割之形態或將晶圓的外周部作邊緣修整的形態下，將晶圓11單體投入晶圓處理系統。或者，在以磨削裝置及/或研磨裝置為主體之晶圓處理系統中，是在晶圓11之表面黏貼有保護膠帶的狀態下，將晶圓11投入晶圓處理系統。
在本實施形態之晶圓處理系統中，晶圓單元17是如圖3所示，在被收容於托盤14之中的狀態下藉由輸送機4而被搬送。托盤14是由具有底板16a之箱體16、和將箱體 16上部封閉之罩蓋20所構成。箱體16之底板16a上固定有支撐晶圓單元17之環狀框架F的一對支撐構件18。
罩蓋20是由從箱體16朝側邊突出預定距離之框體22、和受框體22支撐之由聚碳酸酯等的透明樹脂所形成的透明覆蓋構件24所構成。以晶圓處理系統所處理之晶圓11上，貼附有將晶圓的處理內容、加工的順序等編碼化之條碼19。
再次參照圖1，為將複數片晶圓單元17收容於晶圓投入片匣12中，並收容到輸送機4上之托盤14中。往托盤14中的晶圓單元17之收容，宜藉由圖未示之搬入裝置自動地搬入到已停止搬送之輸送機4上的托盤14中。或者，亦可將已預先搬入有晶圓單元17之托盤14載置於搬送運轉中的輸送機4上。
將晶圓單元17收容於托盤14中是為了防止搬送時對晶圓11造成某些損傷。已被收容於托盤14中之晶圓單元17，如圖4所示，會被載置於輸送機4上而隨著輸送機4之移動被搬送。
其次，參照圖5，說明第一切削裝置6之構成。28為第一切削裝置6之基座，於基座28之大致中央部配置有工作夾台30；工作夾台30可旋轉且藉由圖未示之加工進給機構而在X軸方向上來回移動。
工作夾台30的周圍配置有將晶圓單元17之環狀框架F夾持而固定的複數個(在本實施形態中為4個)夾具32。34為覆蓋工作夾台30之加工進給機構的伸縮囊。
基座28的後方豎立設置有第一門型框架36，在此第一門型框架36上搭載有可於Y軸方向及Z軸方向上各自獨立而移動的第一切削單元38A及第二切削單元38B。
豎立設置於基座28之中間部分的第二門型框架40上，有以朝Y軸方向伸長的方式被固定的導軌42、44。將第一搬送單元46搭載成被導軌42引導而可在Y軸方向上移動，並將第二搬送單元54搭載成被導軌44引導而可在Y軸方向上移動。
第一搬送單元46是由支撐構件48與十字形的吸附部50所構成，該支撐構件48被導軌42引導而可在Y軸方向上移動，該十字形的吸附部50是可在Z軸方向(上下方向)上移動地被支撐於支撐構件48上。
以十字形的吸附部50吸附晶圓單元17之環狀框架F。十字形的吸附部50的前端安裝有把持晶圓單元17之環狀框架F的把持部52。第二搬送單元54會將切削加工後之晶圓單元17吸引保持而搬送到旋轉洗淨單元56。
再參照圖1，將托盤保持裝置62配置成對應於第一切削裝置6、第二切削裝置6A、黏晶機10，而可在上下方向上分階段地移動。參照圖6到圖9，針對將托盤14保持於內部，並將托盤14中之晶圓單元17向各裝置6、6A、10搬出、搬入的托盤保持裝置62的詳細構成加以說明。
托盤保持裝置62是由支撐部66與托盤保持裝置本體68所構成，該支撐部66是藉由圖未示之移動機構而在上下方向上分階段地移動，該托盤保持裝置本體68被支撐 部66所支撐。如圖7所示，輸送機4之移動方向的本體68形成有大的開口，且是使一對側板68a垂下而形成。支撐部66之移動機構雖未特別以圖示出，但可採用汽缸或組合滾珠螺桿與脈衝馬達而成之以往熟知的移動機構。
在各側板68a上形成有第一保持部72及第二保持部74，以保持托盤14之罩蓋20的框體22。在與第一切削裝置6相向之側板68a上形成有用於將晶圓單元17相對於被托盤保持裝置62之第一保持部72所保持之托盤14搬出搬入的開口70。
如圖6到圖9所示，在形成於輸送機4的兩側而限制輸送機4的直線運動之一對軌道構件26之與托盤保持裝置62相對應的部分，形成有容許托盤保持裝置62之往下方的移動的收容槽27。
在以本實施形態之托盤保持裝置62保持托盤14的情況下，首先，將托盤保持裝置62朝最下方移動，並將托盤保持裝置62之側板68a收容於軌道構件26的收容槽27中。在此狀態下，托盤保持裝置62之第一保持部72是定位於相較於藉由輸送機4所搬送來之托盤14的罩蓋20的框體22位於稍微下方處。
當以圖未示之感測器檢測出以輸送機4所搬送來之托盤14已收容於托盤保持裝置62內時，即可作動將支撐構件66朝上下方向移動之移動機構，而將托盤保持裝置62上升至圖7所示之中間位置。
藉此，將第一托盤14a保持於第一保持部72並保 持於托盤保持裝置62內。在此狀態下，可將正被輸送機4所搬送之托盤14之罩蓋20的框體22定位於第二保持部74的上方。
因此，當感測器檢測出被輸送機4所搬送來之托盤14已收容於托盤保持裝置62內時，即將托盤保持裝置62之支撐構件66更上升一階段，以如圖9所示，定位於以第二保持部74保持第二托盤14b之罩蓋20的框體22的上升位置上。使托盤保持裝置62在此上升位置上，藉由輸送機4所搬送來之托盤14的搬送會在該狀態下原樣繼續進行。
雖然在以圖未示之感測器進行托盤14之往托盤保持裝置62內之檢測時，宜停止輸送機4的驅動，但在輸送機4之移動為低速時，也可以做成在不停止輸送機4的驅動的情形下使托盤保持裝置62上升一階段或二階段。
再次參照圖1，在與第一切削裝置6相向之托盤保持裝置62的上游側、與第二切削裝置6A相向之托盤保持裝置62的上游側、UV照射器8之上游側的輸送機4上方，配置有讀取晶圓11之條碼19的條碼讀取器64。
從這些以條碼讀取器64所讀取到之晶圓11的條碼19的資訊中，決定是否將已收容於托盤14內之晶圓單元17搬入第一切削裝置6、或第二切削裝置6A內，以對晶圓11施行加工。
從以條碼讀取器64所讀取到之晶圓11的條碼19的資訊中，當判斷為不需要以第一切削裝置6實施切削加工時，便會在不將收容了該晶圓單元17之托盤14搬入與第一 切削裝置6相向之托盤保持裝置62內的情形下，驅動輸送機4來將已容了晶圓單元17之托盤14於第一切削裝置6通過。
如圖5所示，在第一切削裝置6之基座28上配置有往互相接近及互相遠離的方向同時移動之一對第一定心桿58，且在伸縮囊34上方配置有往互相接近及互相遠離的方向同時移動之一對第二定心桿60。
像這樣將定心桿58、60相鄰而設置之方式，是因為將晶圓單元17從輸送機4上引入到第一切削裝置6之工作夾台30的路線很長。
以下，針對上述之本發明實施形態之晶圓處理系統的作用加以說明。在圖5所示之第一切削裝置6中，是將晶圓單元17搭載於第一定心桿58上。
從而，在此狀態下，如圖6及圖7所示，因為可將以第一保持部72保持之第一托盤14a內的晶圓單元17，以第一搬送單元46之把持部52把持而引入到第一切削裝置6內，故保持於晶圓保持裝置62之第一保持部72的第一托盤14a內是空的，並會將晶圓保持裝置62從最下端位置上升一階段。
再次參照圖5，以第一搬送單元46之把持部52從第一托盤14a引入的晶圓單元17，是藉由將第一搬送單元46朝Y軸方向移動，而在第一定心桿58上滑動而定位到第二定心桿60上。
此處，將第二定心桿60往互相接近的方向移動而實施過晶圓單元17的定心之後，以第一搬送單元46之吸附 部50吸附晶圓單元17。
將第二定心桿60朝互相遠離的方向移動後，將工作夾台30移動到已吸附於第一搬送單元46之吸附部50的晶圓單元17的正下方，並將晶圓單元17載置於工作夾台30上。
接著，以工作夾台30隔著切割膠帶T吸引保持晶圓11，並且以夾具32將晶圓單元17之環狀框架F夾持而固定。在此狀態下，以第一切削單元38A及/或第二切削單元38B對晶圓11施行切削加工，以將晶圓11分割成一個個器件晶片。
晶圓11的切削結束後，以第二搬送單元54將晶圓單元17吸附保持以移動到旋轉洗淨單元56。在旋轉洗淨單元56實施晶圓單元17的旋轉洗淨及旋轉乾燥。
其次，以第一搬送單元46之吸附部50將晶圓單元17吸附以搬送到第一定心桿58，並以第一搬送單元46之把持部52把持晶圓單元17的環狀框架F，以將已結束切削加工之晶圓單元17插入以晶圓保持裝置62之第一保持部72所保持之第一托盤14a內。
從圖6及圖7所示之以托盤保持裝置62的第一保持部72保持第一托盤14a的狀態，到以第二保持部74保持藉由輸送機4搬送來的托盤14之時，是在以感測器檢測出托盤14已完全被收容於托盤保持裝置62內之後，如圖8及圖9所示，將托盤保持裝置62從最下端位置上升2階段，而以托盤保持裝置62之第二保持部74保持第二托盤14b。
在此狀態下，因為已保持於托盤保持裝置62之第二托盤14b與藉由輸送機4搬送來之托盤14之間有充足的間隔，故以輸送機4所搬送來之托盤14可在不干涉以托盤保持裝置62所保持之第二托盤14b的情形下，通過托盤保持裝置62。
欲將以托盤保持裝置62之第二保持部74所保持的第二托盤14b內的晶圓單元17投入第一切削裝置6，可將第一搬送單元46在圖5中朝Y軸方向前側移動，而如圖8及圖9所示，藉由以把持部52把持晶圓單元17之環狀框架F，並將第一搬送單元46朝Y軸方向後側移動，來將晶圓單元17如圖5所示，拉出到第一定心桿58上，而可以在第一切削裝置6上對晶圓11施行切削加工。
由於與第二切削裝置6A相向之托盤保持裝置62以及與黏晶機10相向之托盤保持裝置62的作用，也和與第一切削裝置6相向之上述的托盤保持裝置62的作用相同，故省略其說明。
另一方面，晶圓單元17之切割膠帶T為紫外線硬化型膠帶(UV膠帶)，在欲弱化其黏著力時，因為作為第三裝置之UV照射器8可在箭頭B方向上來回移動，故藉由以條碼讀取器64所讀取到之貼附於晶圓11上之條碼19的資訊，判明了切割膠帶T為UV膠帶時，會如圖10所示將UV照射器8移動到輸送機4的搬送路線的正下方。
在此實施形態的情況下，是以聚碳酸酯等之透明樹脂形成托盤14之底板16a，而可從UV照射器8對晶圓單元 17照射紫外線來使晶圓單元17之切割膠帶T硬化，並降低其黏著力。藉此，在之後的拾取步驟中可輕易地藉由拾取裝置拾取器件。
又，將UV照射器8常設於輸送機4之搬送路線的正下方亦可，使UV照射器8具備第一搬送單元46，而從對應於UV照射器8而設置之托盤保持裝置62將晶圓單元17搬出、搬入亦可。
再者，顯示晶圓處理系統2之整體構成的圖1中雖然未特別以圖示出，但晶圓處理系統之處理宜包含檢查處理。此時，只要做成將檢查裝置沿著輸送機4之搬送路線配置即可。
在上述實施形態之晶圓處理系統中，因為使用輸送機4來將晶圓11收容於托盤14內而1片片搬送，並於一經收容於托盤保持裝置62內之後，即將晶圓供給到各加工裝置，故可將不必要的待機時間削減到極限，並可以用較少的操作員來處理晶圓。又，晶圓11因被收容於托盤14內並以輸送機4搬送，故可防止搬送中之晶圓11的破損等。
在上述之實施形態中，雖然托盤保持裝置62具有二個托盤保持部72、74，但亦可做成僅設置一個托盤保持部。此時，在托盤保持裝置中保持一個以輸送機4傳送過來的托盤14，並將晶圓投入加工裝置後，使空托盤14返回輸送機4，將下一個托盤14再度以托盤保持裝置保持而將第2片晶圓11投入加工裝置，並使其在加工裝置內待機，藉此，可使在裝置內的有效率的晶圓交換(剛使已加工完畢之晶 圓11從工作夾台30脫離後，便使未加工之晶圓11保持在工作夾台30)變得可能。
如本實施形態之托盤保持裝置62般，具有第一托盤保持部72及第二托盤保持部74時，因為第一及第二托盤保持部72、74之任一方基本上會持續保持一個空托盤14，故即使當輸送機4上沒有托盤14傳送過來時，還是可以確保收容已加工完畢之晶圓11的托盤14，而可以使晶圓11返回到輸送機4。
2:晶圓處理系統
4:輸送機
6:第一切削裝置
6A:第二切削裝置
8:UV照射器
10:黏晶機
11:晶圓
12:晶圓投入片匣
14:托盤
17:晶圓單元
62:托盤保持裝置
64:條碼讀取器
A、B:箭頭

Claims (3)

  1. 一種晶圓處理系統，為處理晶圓之晶圓處理系統，其特徵在於：具備有：托盤，以透過切割膠帶被環狀框架支撐之晶圓單元的狀態收容晶圓；輸送機，搬送已收容於該托盤之為晶圓單元之狀態的晶圓；第一及第二托盤保持裝置，沿著該輸送機相互分開而配置，且從該輸送機搬出該托盤，並且將已搬出之該托盤搬入該輸送機；以及第一及第二裝置，對應於該第一及第二托盤保持裝置而配置，且各自具有：處理藉由該輸送機所搬送之為晶圓單元之狀態的晶圓的處理組件、及從保持於該第一或第二托盤保持裝置上的該托盤將為晶圓單元之狀態的晶圓搬出或搬入的搬出入組件，該托盤包含箱體、將該箱體之上部封閉的罩蓋，且於該箱體固定有支撐晶圓單元之框架的一對支撐構件，該第一及該第二托盤保持裝置各自具有保持該托盤之第一托盤保持部與該第一托盤保持部下方的第二托盤保持部，且可在以該第一托盤保持部保持該托盤的狀態下，在該第二托盤保持部與該輸送機之間搬出或搬 入其他托盤，前述晶圓處理系統是對每一片晶圓進行處理。
  2. 如請求項1之晶圓處理系統，其中，該搬出搬入組件是在該第一或該第二托盤保持裝置的該第一托盤保持部保持該托盤的狀態下，可在該其他托盤從該輸送機被搬入到該第二托盤保持部後，從該第二托盤保持部保持之該其他托盤，將為晶圓單元之狀態的該晶圓搬入至該處理組件。
  3. 如請求項1或2之晶圓處理系統，其中，在該處理組件之處理包含加工及檢查為晶圓單元之狀態的晶圓之處理。
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