TWI719417B

TWI719417B - 刮膠機

Info

Publication number: TWI719417B
Application number: TW108107307A
Authority: TW
Inventors: 盧芳萬
Original assignee: 奇景光電股份有限公司
Priority date: 2019-03-05
Filing date: 2019-03-05
Publication date: 2021-02-21
Also published as: TW202034393A

Abstract

一種刮膠機。此刮膠機包含工作台、晶圓承載台、以及刀具承載架。工作台具有台面。晶圓承載台配置以承載晶圓，其中晶圓承載台設於工作台之台面上並可平行於台面移動。刀具承載架配置以裝載刮刀，其中刀具承載架設於工作台上並可運載刮刀垂直於台面移動。

Description

刮膠機

本發明是有關於一種刮膠機，且特別是有關於一種半自動單點刮膠機。

晶圓在經過塗膠壓印製程後，偶爾會產生非預期的膠突情況。為了避免膠突在後續的晶圓對貼製程中造成異物干涉而導致晶圓破片，必須在晶圓對貼製程之前先將凸起的膠刮平。

目前係採用人工方式來刮除晶圓表面上凸起的膠，即作業人員手持刮刀來將凸起的膠一一刮除。進行膠突的刮除作業時，除膠突區域外需避免傷及晶圓表面之其他區域的元件。因此，作業人員的手也必須要懸空，才能避免手損害到晶圓表面上的元件。然而，這樣的作業方式既困難又費時，且下刀的準確度控制不易。

因此，本發明之一目的就是在提供一種刮膠機，其可以半自動的方式刮除晶圓表面上之單點凸起的膠突，故不僅可大大地降低膠突刮除作業的難度，有效縮減膠突刮除作業的時間，更可提高膠突刮除作業的準確度，進而可提升製程良率。

根據本發明之上述目的，提出一種刮膠機。此刮膠機包含工作台、晶圓承載台、以及刀具承載架。工作台具有台面。晶圓承載台配置以承載晶圓，其中晶圓承載台設於工作台之台面上並可平行於台面移動。刀具承載架配置以裝載刮刀，其中刀具承載架設於工作台上並可運載刮刀垂直於台面移動。

依據本發明之一實施例，上述之刮膠機更包含第一移動裝置設於工作台之台面上，其中晶圓承載台架設在第一移動裝置上，第一移動裝置配置以帶動晶圓承載台。

依據本發明之一實施例，上述之第一移動裝置包含第一伺服控制馬達以及第二伺服控制馬達。第一伺服控制馬達配置以沿第一軸移動晶圓承載台。第二伺服控制馬達配置以沿第二軸移動晶圓承載台，其中第一軸與第二軸垂直。

依據本發明之一實施例，上述之刀具承載架包含架體以及第二移動裝置。架體立設於工作台上。第二移動裝置設於架體上，其中第二移動裝置包含第三伺服控制馬達。第三伺服控制馬達配置以沿第三軸移動刮刀，第三軸與台面垂直。

依據本發明之一實施例，上述之刮膠機更包含控制面板設於工作台之一側上，其中控制面板與第一伺服控制馬達、第二伺服控制馬達、以及第三伺服控制馬達電性連接，且控制面板配置以分別控制第一伺服控制馬達、第二伺服控制馬達、以及第三伺服控制馬達的運作。

依據本發明之一實施例，上述之晶圓承載台包含真空吸盤，此真空吸盤配置以從晶圓之外緣區域吸住晶圓。

依據本發明之一實施例，上述之刮刀包含感壓感測器，此感壓感測器設於刮刀之刀頭。

依據本發明之一實施例，上述之刮膠機更包含集塵管設於刮刀上。

依據本發明之一實施例，上述之刮膠機更包含視覺輔助裝置設於刀具承載架上，其中此視覺輔助裝置配置以提供晶圓承載台上之晶圓之表面。

依據本發明之一實施例，上述之視覺輔助裝置包含拍攝鏡頭以及螢幕。拍攝鏡頭配置以拍攝晶圓之表面而取得影像。螢幕與拍攝鏡頭訊號連接，且配置以接收並顯示拍攝鏡頭所傳來之晶圓之表面之影像。

本發明實施例之刮膠機包含可於平面移動的晶圓承載台、以及可調整高度的刮刀。並可再搭載可提供晶圓承載台上之晶圓的影像的視覺輔助裝置。藉此，可輕易利用視覺輔助裝置所提供之晶圓影像來調整晶圓承載台的位置，使得晶圓表面上之膠突處移動至刮刀下方，以利刮刀刮除凸起的膠突。因此，運用此刮膠機，可以半自動方式刮除晶圓表面上之單點凸起的膠突，不僅可大大地降低膠突刮除作業的難度，有效縮減膠突刮除作業的時間，更可提高膠突刮除作業的準確度，進而可提升製程良率。

100‧‧‧刮膠機

110‧‧‧工作台

112‧‧‧台面

120‧‧‧晶圓承載台

122‧‧‧真空吸盤

130‧‧‧刀具承載架

132‧‧‧架體

134‧‧‧第二移動裝置

134a‧‧‧第三導引軌道

134b‧‧‧第三伺服控制馬達

134c‧‧‧刀座

140‧‧‧晶圓

140a‧‧‧表面

142‧‧‧基板

142a‧‧‧第一表面

142b‧‧‧第二表面

144‧‧‧第一元件層

144a‧‧‧第一元件

146‧‧‧第二元件層

146a‧‧‧第二元件

148‧‧‧膠突

150‧‧‧第一移動裝置

160‧‧‧第一移動組

162‧‧‧第一導引軌道

164‧‧‧第一伺服控制馬達

166‧‧‧第一連接件

170‧‧‧第二移動組

172‧‧‧第二導引軌道

174‧‧‧第二伺服控制馬達

176‧‧‧第二連接件

180‧‧‧第一軸

182‧‧‧第二軸

184‧‧‧第三軸

190‧‧‧刮刀

192‧‧‧刀頭

194‧‧‧感壓感測器

200‧‧‧控制面板

210‧‧‧集塵管

210a‧‧‧抽取口

220‧‧‧視覺輔助裝置

222‧‧‧拍攝鏡頭

224‧‧‧螢幕

300‧‧‧操作

310‧‧‧操作

320‧‧‧操作

330‧‧‧操作

340‧‧‧操作

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：〔圖1〕係繪示依照本發明之一實施方式的一種刮膠機的裝置示意圖；〔圖2〕係繪示依照本發明之一實施方式的一種晶圓的上視示意圖；〔圖3〕係繪示依照本發明之一實施方式的一種晶圓的局部剖面示意圖；〔圖4〕係繪示依照本發明之一實施方式的一種刮膠機之刮刀的局部放大示意圖；以及〔圖5〕係繪示依照本發明之一實施方式的一種刮膠製程的流程圖。

請參照圖1，其係繪示依照本發明之一實施方式的一種刮膠機的裝置示意圖。刮膠機100可用來刮除晶圓經塗膠壓印製程後在晶圓表面上所產生的膠突，以避免後續之晶圓對貼製程中因凸出之膠的干涉而導致晶圓破片。在一些實施例中，刮膠機100主要可包含工作台110、晶圓承載台 120、以及刀具承載架130。晶圓承載台120與刀具承載架130均設置於工作台110上。如圖1所示，工作台110具有台面112。在一些示範例子中，工作台110之台面112為工作台110的上表面。工作台110之台面112較佳可為平整的平面，以利晶圓承載台120與刀具承載架130設置。

晶圓承載台120可用以承載待進行刮膠作業的晶圓140。晶圓140較佳係固定在晶圓承載台120上，以利刮膠作業的進行。請先參照圖2與圖3，其係分別繪示依照本發明之一實施方式的一種晶圓的上視示意圖與局部剖面示意圖。在一些例子中，晶圓140可包含基板142、第一元件層144、以及第二元件層146。基板142具有彼此相對之第一表面142a與第二表面142b。第一元件層144覆蓋在基板142之第一表面142a上，第二元件層146則覆蓋在基板142的第二表面142b上，因此第一元件層144與第二元件層146分別位於基板142的相對二側。第一元件層144與第二元件層146可為膠層。第一元件層144可包含許多第一元件144a，第二元件層146亦可包含許多第二元件146a。舉例而言，每個第一元件144a為凸弧結構，每個第二元件146a為凹弧結構，其中這些第一元件144a與第二元件146a可為光學元件。在本實施方式中，可先以塗布方式在基板142之第一表面142a塗上一層膠狀材料，再對此層膠狀材料進行壓印製程以在此膠狀材料層上壓印出許多第一元件144a，而完成第一元件層144的製作。另一方面，可先以塗布方式在基板142之第二表面142b塗上一層膠狀材料，再對此層膠狀材料進行壓印製程以在此膠狀材料層上壓印出許多第二元件146a，而完成第二元件層146的製作。在塗膠壓印製程後，第一元件層144與第二元件層146上可能有膠突148產生，這些膠突148可能會在第一元件144a與第二元件146a上、也可能在第一元件144a以外之第一元件層144與第二元件146a以外之第二元件層146上。

在基板142之第一表面142a與第二表面142b分別設有第一元件層144與第二元件層146的例子中，晶圓承載台120可包含真空吸盤122，且真空吸盤122可從晶圓140的外緣區域吸住晶圓140。藉此設計可避免真空吸盤122在晶圓140進行刮膠處理時接觸到晶圓140內之第一元件144a與第二元件146a，進而可避免刮膠機100對晶圓140進行兩面刮膠操作時損傷位於晶圓140之內部區域的第一元件144a與第二元件146a。

晶圓承載台120設置在工作台110的台面112上方，且晶圓承載台120可在工作台110之台面112上平行台面112移動。如圖1所示，在一些例子中，刮膠機100更可包含第一移動裝置150，其中第一移動裝置150設置在工作台110與晶圓承載台120之間，且第一移動裝置150配置以帶動晶圓承載台120而使晶圓承載台120以平行於台面112的方式移動。第一移動裝置150可先設置且固定在工作台110的台面112上，晶圓承載台120再架設於第一移動裝置150上。

在一些例子中，第一移動裝置150可包含第一移動組160與第二移動組170，其中第一移動組160可沿第一軸180移動晶圓承載台120，而第二移動組170可沿第二軸182移動晶圓承載台120。第一軸180與第二軸182可例如彼此垂直。舉例而言，請再次參照圖1，第一移動組160可包含一或多個第一導引軌道162、第一伺服控制馬達164、以及一或多個第一連接件166，第二移動組170同樣可包含一或多個第二導引軌道172、第二伺服控制馬達174、以及一或多個第二連接件176。第一連接件166之數量可例如與第一導引軌道162相同或大於第一導引軌道162的數量。同樣的，第二連接件176之數量可例如等於或大於第二導引軌道172的數量。

在一些示範例子中，第二移動組170可先固定在工作台110的台面112上，其中第二導引軌道172固定在台面112上，第二連接件176分別對應設置在第二導引軌道172上，第二伺服控制馬達174可設於其中一個第二導引軌道172上。第二伺服控制馬達174透過驅動此第二導引軌道172而可驅動至少一個第二連接件176沿著第二導引軌道172移動，例如沿著第二軸182移動。接著，第一移動組160透過與第二連接件176結合而固定在第二移動組170上，其中第一導引軌道162分別對應固定在第二連接件176上，第一連接件166分別對應設置在第一導引軌道162上，第一伺服控制馬達164可設於其中一個第一導引軌道162上。第一伺服控制馬達164可透過驅動此第一導引軌道162而驅動至少一個第一連接件166沿著第一導引軌道162移動，例如沿著第一軸180移動。晶圓承載台120設置在第一連接件166上，因此晶圓承載台120可透過所有第一連接件166與第一移動組160之第一導引軌道162接合。

由於晶圓承載台120與所有第一連接件166結合，因此第一伺服控制馬達164可僅需驅動一個第一連接件166，此第一連接件166就可以帶動晶圓承載台120，晶圓承載台120可進一步帶動其他第一連接件166。但第一伺服控制馬達164亦可驅動全部的第一連接件166來帶動晶圓承載台120。同樣的，由於第一導引軌道162對應與所有的第二連接件176結合，而晶圓承載台120與所有第一導引軌道162接合，因此第二伺服控制馬達174可僅需驅動一個第二連接件176，此第二連接件176就可以透過晶圓承載台120、第一連接件166、與第一導引軌道162來帶動其他第二連接件176。然，第二伺服控制馬達174亦可驅動全部的第二連接件176來帶動所有第一導引軌道162。因此，第一伺服控制馬達160可沿第一軸180移動晶圓承載台120，第二伺服控制馬達170可沿第二軸182移動晶圓承載台120。

在另一些例子中，刮膠機之第一移動裝置可非採用伺服控制馬達與導引軌道的設計。舉例而言，刮膠機之第一移動裝置可包含螺桿或齒輪等其他傳動裝置的組合。

請再次參照圖1，刀具承載架130可用以裝載刮刀190，其中刀具承載架130設於工作台110上，且刀具承載架130可運載刮刀190使其以垂直於工作台110之台面 112的方向移動。在一些示範例子中，刀具承載架130可包含架體132與第二移動裝置134。架體132可立設於工作台110上。第二移動裝置134則設置在架體132上，且第二移動裝置134位於設置在工作台110之台面112上之晶圓承載台120的上方。第二移動裝置134可沿第三軸184移動刮刀190。第三軸184可例如與工作台110的台面112垂直，即第三軸184可分別與第一軸180和第二軸182垂直。舉例而言，第二移動裝置134可包含第三導引軌道134a、第三伺服控制馬達134b、與刀座134c。在一些示範例子中，第三導引軌道134a可固定在架體132上，第三伺服控制馬達134b設於第三導引軌道134a上，刀座134c與第三導引軌道134a結合。刮刀190可設置在刀座134c上。第三伺服控制馬達134b可透過驅動第三導引軌道134a而可進一步帶動刀座134c沿著第三導引軌道134a移動，例如沿著第三軸184移動。藉此，第三伺服控制馬達134b可驅動刮刀190沿著第三軸184而朝工作台110之台面112的方向移動或朝相反的方向離開工作台110之台面112。

在一些例子中，刮膠機100更可選擇性地包含控制面板200，其中控制面板200可設於工作台110的一側上。控制面板200可與第一移動組160之第一伺服控制馬達164、第二移動組170之第二伺服控制馬達174、以及第二移動裝置134之第三伺服控制馬達134b電性連接。控制面板200具有多個控制鈕。透過控制面板200的這些控制鈕可分別控制第一伺服控制馬達164、第二伺服控制馬達174、以及第三伺服控制馬達134b的運作，藉此可控制晶圓承載台120沿第一軸180與第二軸182的移動、以及控制刮刀190沿第三軸184的移動。

請參照圖4，其係繪示依照本發明之一實施方式的一種刮膠機之刮刀的局部放大示意圖。刮刀190之刀頭192可例如為圓刀雕刻刀頭。在一些例子中，刮刀190可包含感壓感測器194，其中此感壓感測器194可設於刮刀190的刀頭192。此感壓感測器194可測量刮刀190之刀頭192與晶圓140之表面接觸時的壓力，避免刮刀190太過深入晶圓140而傷及晶圓140。在一些示範例子中，感壓感測器194可在刮刀190作動後，使刮刀190之刮頭192只沿圖1之第一軸180或第二軸182的方向寸動，鎖住其他軸向的移動。舉例而言，在刮刀190作動後，感壓感測器194使刮頭192只沿圖1之第一軸180的方向寸動，來刮除圖3所示之晶圓140上的膠突148。在一些例子中，刮膠機100可進一步包含集塵管210，其中此集塵管210可設於刮刀190上。集塵管210具有抽取口210a，其中抽取口210a可鄰近於刮刀190之刀頭192。藉此設計，刀頭192在切除圖3所示之晶圓140上的膠突148時，集塵管210可隨即經由其抽取口210a將切下的膠突148自晶圓140上抽除。

請再次參照圖1，刮膠機100可選擇性地包含視覺輔助裝置220。視覺輔助裝置220配置以拍攝晶圓承載台120上所承載之晶圓140的表面140a，而提供操作者晶圓140之表面140a的影像。視覺輔助裝置220可設置在刀具承載架130的架體132上。在一些示範例子中，視覺輔助裝置220可包含拍攝鏡頭222與螢幕224。拍攝鏡頭222可用以拍攝晶圓140之待進行刮膠處理的表面140a來取得表面140a的影像，因此拍攝鏡頭222可例如鄰設於第二移動裝置134。螢幕224可利用有線傳輸或無線傳輸的方式與拍攝鏡頭222訊號連接，藉此螢幕224可在晶圓140進行刮膠作業時取得拍攝鏡頭222所傳來之晶圓140之表面140a的影像，並將所取得之晶圓140之表面140a的影像顯示出，以利操作者調整晶圓140的位置。因此，利用視覺輔助裝置220，可確保晶圓140之表面140a上欲刮膠的區域，而可提升刮膠作業的準確性。

請同時參照圖1與圖5，其中圖5係繪示依照本發明之一實施方式的一種刮膠製程的流程圖。利用刮膠機100進行晶圓140之表面140a的刮膠製程時，可先進行操作300，以將晶圓140放置在晶圓承載台120上，並利用晶圓承載台120的真空吸盤122吸住晶圓140之外緣區域，藉以將晶圓140固定在晶圓承載台120上。

接下來，請一併參照圖3，可進行操作310，以利用第一移動裝置150的第一移動組160與第二移動組170來以平行於工作台110之台面112的方式移動晶圓承載台120，藉以使晶圓承載台120上之晶圓140的膠突148位於刮刀190之刀頭192的下方。

接著，可進行操作320，以利用第二移動裝置134來移動刮刀190，使刮刀190沿著第三軸184的方向移動，而將刮刀190的刀頭192下降至膠突148的邊緣。然後，可進行操作330，以利用視覺輔助裝置220之拍攝鏡頭222拍攝並取得此時晶圓140的影像。操作者可根據視覺輔助裝置220之螢幕224上所顯示之影像，來確認刮刀190之刀頭192與晶圓140之膠突148之間的相對位置，藉以確認刮刀190的下刀位置是否正確。若確認刮刀190的下刀位置正確，即可進行操作340，觸發控制面板200的寸動按鈕來控制第二移動裝置134下刀刮除晶圓140上的一個膠突148。然後，可重複進行操作310至操作340，來刮除晶圓140上的其餘膠突148。

由上述之實施方式可知，本發明實施例之刮膠機包含可於平面移動的晶圓承載台、以及可調整高度的刮刀。並可再搭載可提供晶圓承載台上之晶圓的影像的視覺輔助裝置。藉此，可輕易利用視覺輔助裝置所提供之晶圓影像來調整晶圓承載台的位置，使得晶圓表面上之膠突處移動至刮刀下方，以利刮刀刮除凸起的膠突。因此，運用此刮膠機，可以半自動方式刮除晶圓表面上之單點凸起的膠突，不僅可大大地降低膠突刮除作業的難度，有效縮減膠突刮除作業的時間，更可提高膠突刮除作業的準確度，進而可提升製程良率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。