TWI770984B

TWI770984B - 晶圓分離裝置

Info

Publication number: TWI770984B
Application number: TW110116084A
Authority: TW
Inventors: 何清崇; 吳嘉生
Original assignee: 環球晶圓股份有限公司
Priority date: 2021-05-04
Filing date: 2021-05-04
Publication date: 2022-07-11
Also published as: TW202245092A

Abstract

一種晶圓分離裝置，包括一加熱載盤、一運送組件、一移除組件及一墊高件。加熱載盤包括一盤體、設置於盤體的一固定件、一加熱器及凹陷於盤體的一溝槽。運送組件可移動地設置於加熱載盤旁。運送組件包括一座體及凸出於座體的一支撐臂，支撐臂適於伸入或退出於加熱載盤的該溝槽。支撐臂包括遠離該座體的一限位部。移除組件可移動地設置於加熱載盤旁。移除組件可移動地滑移於墊高件上，墊高件在盤體的一法線方向上可調整地設置於加熱載盤旁。

Description

晶圓分離裝置

本發明是有關於一種分離裝置，且特別是有關於一種晶圓分離裝置。

在某些半導體製程中，晶圓會透過接著劑來與基板接合在一起，以進行加工。然而，加工完成後，還需將晶圓從基板上移除。傳統作法上，會先將固定在一起的晶圓與基板置於烤盤上加熱，待溫度上升到可讓接著劑熔融時，再用手動的方式使晶圓與基板分離。然而，晶圓置於烤盤上時，由於沒有被任何物件支撐或是固定，可於烤盤上任意滑動而有刮傷的風險。此外，手動分離的方式會直接接觸於晶圓表面上，亦容易造成表面的刮傷。

本發明提供一種晶圓分離裝置，可分離晶圓與基板，且可降低去除接著劑的過程中導致晶圓刮傷的風險。

本發明的晶圓分離裝置，包括一加熱載盤、一運送組件、一移除組件及一墊高件。加熱載盤包括一盤體、設置於盤體的一固定件、一加熱器及凹陷於盤體的一溝槽。運送組件可移動地設置於加熱載盤旁，其中運送組件包括一座體及凸出於座體的一支撐臂，支撐臂包括遠離座體的一限位部，加熱載盤的溝槽的深度大於運送組件的支撐臂的厚度，支撐臂適於伸入或退出於加熱載盤的該溝槽。移除組件可移動地設置於加熱載盤旁。移除組件可移動地滑移於墊高件上，墊高件在盤體的一法線方向上可調整地設置於加熱載盤旁。

在本發明的一實施例中，上述的固定件包括外露於盤體的一真空吸嘴，適於吸附晶圓與基板中靠近盤體者。

在本發明的一實施例中，上述的座體包括一弧狀側壁，弧狀側壁的輪廓符合晶圓的局部外輪廓，弧狀側壁適於接觸晶圓或基板的側面，支撐臂凸出於弧狀側壁，而適於接觸晶圓或基板的底面。

在本發明的一實施例中，上述的限位部包括朝向座體的一弧狀缺口，弧狀缺口的輪廓符合晶圓的局部外輪廓。

在本發明的一實施例中，上述的晶圓分離裝置更包括一調整螺絲，可調整地鎖固於加熱載盤，且頂推墊高件。

在本發明的一實施例中，上述的移除組件包括一桿件及連接於桿件的一平推部，平推部的寬度大於桿件的直徑。

在本發明的一實施例中，上述的加熱器包括共圓心的多個加熱線圈。

本發明的晶圓分離裝置，包括一加熱載盤、一運送組件及一移除組件。加熱載盤包括一盤體、設置於盤體的一固定件、一加熱器及凹陷於盤體的一溝槽。運送組件可移動地設置於加熱載盤旁，以適於將晶圓及接著於晶圓的基板運送至加熱載盤的盤體上，其中運送組件包括一支撐臂，支撐臂適於伸入或退出於加熱載盤的溝槽。移除組件可移動地設置於加熱載盤旁。運送組件的支撐臂適於承載晶圓及接著於晶圓的基板，且伸入加熱載盤的溝槽，而將晶圓及基板轉移至加熱載盤的盤體上，加熱載盤的固定件將晶圓與基板中靠近盤體的一者固定於盤體，在加熱載盤的加熱器啟動以熔融晶圓與基板之間的一接著劑之後，移除組件推移晶圓與基板中遠離盤體的一者，而使晶圓分離於基板。

在本發明的一實施例中，上述的晶圓分離裝置更包括一墊高件及一調整螺絲，移除組件可移動地滑移於墊高件上，墊高件在盤體的一法線方向上可調整地設置於加熱載盤旁，而使移除組件的高度適以對應於晶圓與基板中遠離盤體的者，調整螺絲可調整地鎖固於加熱載盤，且頂推墊高件。

在本發明的一實施例中，上述的運送組件包括一座體，支撐臂凸出於座體，運送組件的支撐臂包括遠離座體的一限位部，當支撐臂承載晶圓時，晶圓被限制於座體與限位部之間，限位部包括朝向座體的一弧狀缺口，弧狀缺口的輪廓符合晶圓的局部外輪廓。

基於上述，本發明的晶圓分離裝置的運送組件可以透過支撐臂伸入或退出於加熱載盤上的溝槽，以將晶圓及接著於晶圓的基板放置於加熱載盤上。另外，晶圓分離裝置的加熱載盤的具有固定件可將晶圓與基板中靠近盤體的一者固定於盤體，使晶圓或基板在接著劑被加熱熔融的過程中不會任意滑動，因此進而降低刮傷的風險。此外，晶圓分離裝置的移除組件可移動地設置於加熱載盤旁邊，待晶圓上的接著劑熔融後即可推移晶圓與基板中較遠離盤體的此者，以使晶圓分離於基板。由於在分離過程中完全不會有人為的方式接觸到晶圓表面，可降低晶圓被刮傷的風險。

在半導體製程中，晶圓生產出來後需先經過切割、研磨、拋光、磊晶及電子元件的製作，而有些製程中需要一基準面作為參考及輔助，因此，晶圓會先與基板接合在一起，待製程完成後再將兩者分離取晶圓來做後續的製程製作。當然，晶圓與基板的結合目的不以上述為限制，只要任何固定於晶圓的基板均可用本發明的晶圓分離裝置來將兩者分離。本發明的晶圓分離裝置可以降低分離晶圓與基板時，造成晶圓刮傷的可能性，下面將對此進行說明。

圖1是依照本發明的一實施例的一種晶圓分離裝置的示意圖。請參閱圖1，本實施例的晶圓分離裝置10包括一加熱載盤110、可移動地設置於加熱載盤110旁的一運送組件120及可移動地設置於加熱載盤110旁的一移除組件130。

晶圓分離裝置10適用於一晶圓組20。晶圓組20包括疊置的一晶圓21(圖4A)及一基板22(圖4A)，兩者透過一接著劑23(圖4A)相互接合。晶圓分離裝置10適於將晶圓21與基板22分離。

圖2是圖1的晶圓分離裝置的加熱載盤的俯視圖。請參閱圖1與圖2，本實施例的加熱載盤110包括一盤體111、設置於盤體111的一固定件112、設置於盤體111的一加熱器113及凹陷於盤體111的溝槽(例如是一第一溝槽114a及一第二溝槽114b)。

盤體111例如為圓盤狀，盤體111的大小例如是與晶圓組20的大小相等或相近，作為承載晶圓組20之用。在本實施例中，盤體111的材料可以是金屬，例如是鋁合金，但不以此為限制，只要具有高導熱性即可。

此外，在本實施例中，當晶圓組20放置於盤體111上時(請參考圖4A)，固定件112可用來將晶圓21與基板22中靠近盤體111的一者(也就是位於下方的一者，例如是本實施例為基板22)固定於盤體111。在本實施例中，固定件112例如是真空吸嘴，外露於盤體111。固定件112可利用壓力差所造成的真空吸引力吸附於晶圓組20中較靠近固定件112一側的基板22，使基板22緊密地貼合於盤體111上，進而使晶圓組20不會在盤體111上任意滑動，在其他實施例中，晶圓21與基板22中靠近盤體111的一者，例如為晶圓21，本發明不以此為限。

值得一提的是，本實施例的固定件112採用真空吸嘴，可以避免一般的夾治具在固定物品時，會與被固定件產生摩擦進而導致被固定件的表面磨損的問題。當然，在其他實施例中，固定件112也可以是磁鐵或內部鋪設有軟墊的夾具，但固定件112的種類不以此為限，只要能將晶圓組20固定於盤體111，且能避免碰傷表面即可。

此外，在本實施例中，加熱器113例如是採用多個共圓心的加熱線圈配置於盤體111，以提供均勻的熱能。加熱器113例如可使盤體111的溫度加熱約至120℃。當然，加熱器113的加熱方式以及相對於盤體111的位置不以上述為限。

另外，在本實施例中，第一溝槽114a與第二溝槽114b例如是位於盤體111相對兩側，且凹陷於盤體111的上表面的凹陷結構。第一溝槽114a與第二溝槽114b藉由凹陷於盤體111的上表面設計，可以使運送組件120(請參考圖1)在上下方向上垂直移動，而伸入或退出於盤體111的第一溝槽114a與第二溝槽114b。當然，本發明的溝槽數量與造型不以上述為限。

圖3A是圖1的晶圓分離裝置的運送組件的俯視圖。請參閱圖1與圖3A，本實施例的運送組件120包括一座體121及支撐臂(例如是一第一支撐臂124a與一第二支撐臂124b)。運送組件120可用來承載及運送晶圓組20，以放置晶圓組20至加熱載盤110上。此外，在晶圓組20的晶圓21與基板22分離之後，運送組件120還可將晶圓21或基板22移離於加熱載盤110。

座體121包括位於相對兩側的一手持部123及一弧狀側壁122。第一支撐臂124a與第二支撐臂124b凸出於弧狀側壁122。換句話說，弧狀側壁122為座體121朝向第一支撐臂124a與第二支撐臂124b的表面。

由圖3A可見，弧狀側壁122的弧狀輪廓符合晶圓組20的局部外輪廓。也就是說，晶圓組20中晶圓21及基板22的局部側面可貼合於弧狀側壁122。因此，弧狀側壁122還可以作為晶圓組20的限位面。

在本實施例中，第一支撐臂124a與第二支撐臂124b用於接觸晶圓組20的底面，以支撐晶圓組20。當然，支撐臂的數量不以此為限制。

圖3B是圖1的晶圓分離裝置的運送組件的局部放大立體圖。具體地說，圖3B繪示的是第一支撐臂124a與第一限位部125a的局部放大圖。請參閱圖3A與圖3B，在本實施例中，第一支撐臂124a與第二支撐臂124b在遠離座體121的端部分別具有一第一限位部125a與第二限位部125b，限位部的數量對應於支撐臂的數量。

在本實施例中，第一限位部125a包括朝向座體121的一弧狀缺口126。弧狀缺口126可作為晶圓組20的限位面，以避免晶圓組20脫出。在本實施例中，弧狀缺口126的輪廓可以符合晶圓組20的局部外輪廓，但不以此為限制。此外，另一限位部125b也具有相對應的弧狀缺口(未繪示)。

因此，當第一支撐臂124a與第二支撐臂124b承載晶圓組20時，晶圓組20會置於座體121的弧狀側壁122與第一限位部125a與第二限位部125b之間。弧狀側壁122、第一限位部125a與第二限位部125b共同作為晶圓組20的限位結構，可以防止晶圓組20滑出於運送組件120，提高晶圓組20移動時的穩定性。

請回到圖1，在本實施例中，運送組件120的第一支撐臂124a與第二支撐臂124b分別對應於加熱載盤110的第一溝槽114a與第二溝槽114b。欲將晶圓組20放置在加熱載盤110上時，運送組件120的第一支撐臂124a與第二支撐臂124b承載晶圓組20沿著D1方向移動至加熱載盤110上方。

在本實施例中，第一溝槽114a與第二溝槽114b的深度大於第一支撐臂124a與第二支撐臂124b的厚度，第一支撐臂124a與第二支撐臂124b可以沿著D2方向朝第一溝槽114a與第二溝槽114b的底部移動，而伸入第一溝槽114a與第二溝槽114b內，直到第一支撐臂124a與第二支撐臂124b低於盤體111的上表面，而使晶圓組20接觸於盤體111，並與第一支撐臂124a及第二支撐臂124b分離。

運送組件120將晶圓組20放置於盤體111上後，可以朝著遠離加熱載盤110的方向，也就是沿著與D1方向相反的D3方向移動，而離開第一溝槽114a與第二溝槽114b。因第一溝槽114a與第二溝槽114b的深度大於第一支撐臂124a與第二支撐臂124b的厚度，在運送組件120沿著D3方向移動而離開加熱載盤110的過程中，第一支撐臂124a及第二支撐臂124b都不會接觸到晶圓組20，例如是晶圓組20的底面。

圖4A是圖1的晶圓分離裝置的移除組件尚未推動的剖面圖。要說明的是，在圖4A中，僅繪示出局部的運送組件120。請參閱圖4A，晶圓組20被放置於盤體111上。在本實施例中，晶圓21透過接著劑23接著於基板22的上方，也就是位於下方的基板22會接觸盤體111。但在其他實施例中，晶圓組20也可以是以晶圓21接觸盤體111，不以此為限。

晶圓21例如是一碳化矽晶片，但不以此為限制。此外，接著劑例如是蠟，可於常溫或是工作環境中硬化凝固，並於加熱後高溫下融溶的材料。當然，接著劑材料不以上述為限。

晶圓組20置於盤體111上，加熱器113可對晶圓組20加熱，加熱溫度例如是攝氏120度，但不以此為限制。待接著劑23熔融之後，晶圓21與基板22便可相對移動。

圖4B是圖1的晶圓分離裝置的移除組件推動晶圓的剖面圖。請參閱圖1與圖4B，在本實施例中，移除組件130位於加熱載盤110的其中一側，運送組件120位於加熱載盤110的另一側。移除組件130可與氣壓缸等驅動元件(未繪示)連接。在接著劑23熔融之後，驅動元件可驅動移除組件130往盤體111的方向移動，移除組件130推動晶圓21，而使晶圓21分離於基板22。在一實施例中，移除組件130也可以是手動，移動方式不以此為限制。

在本實施例中，移除組件130包括一桿件131及連接於桿件131的一平推部132。由圖1可見，平推部132的寬度大於桿件131的直徑，這樣的設計可使得移除組件130在推動晶圓21的過程中，較不會造成應力過度集中而使晶圓21受損。

值得一提的是，在本實施例中，晶圓分離裝置10更包括一墊高件140，墊高件140設置於加熱載盤110旁，且位於移除組件130的下方。移除組件130可移動地設置在墊高件140上。墊高件140例如是一平板，但不以此為限制，只要能墊高移除組件130即可。

墊高件140在盤體111的法線方向(上下方向)上的位置可被調整，而進一步使得移除組件130在盤體111的法線方向(上下方向)上的位置可被調整至實質上齊平於要被分離的晶圓21。如此一來，於墊高件140上的移除組件130在移動時便可以對應地推動到要被分離的晶圓21，而使晶圓21與基板22分離。

在本實施例中，墊高件140是透過調整螺絲141來調整高度。具體地說，調整螺絲141可調整地鎖固於加熱載盤110，調整螺絲141的一端頂推於墊高件140。使用者可透過旋轉調整螺絲141來控制調整螺絲141相對於加熱載盤110的高度，進而調整墊高件140與移除組件130的高度。

因此，即便不同晶圓組20的上層結構(例如是晶圓21)的高度不同，使用者仍可依據需求調整墊高件140的高度，使移除組件130中的平推部132的底面可與晶圓組20中的晶圓21底面齊平，或者平推部132的底面介於晶圓組20中的晶圓21底面與頂面之間。之後，移除組件130的平推部132便可推抵於晶圓21的側面，使晶圓21如圖4A至圖4B所示與基板22分離。

請參閱圖1及圖4B，在本實施例中，運送組件120在將晶圓組20放置於加熱載盤110後，即沿D3方向退出於第一溝槽114a與第二溝槽114b，並於加熱載盤110旁邊等待。待平推部132將晶圓21推離基板22後，運送組件120便可於加熱載盤110旁邊接取被推離出來的晶圓21。後續運送組件120可將晶圓21帶往下一站，以進行其他製程。

綜上所述，在本發明的一實施例中，晶圓分離裝置具有配置固定件的加熱載盤，可以使晶圓組穩固地位於加熱載盤上加熱。另外，在本發明的一實施例中，運送組件具備弧狀側壁以及限位部，可以使晶圓組置於運送組件上時，穩定地被輸送而不會滑出。再者，在本發明的一實施例中，加熱載盤上因具備溝槽，且溝槽的深度大於運送組件的支撐臂的厚度，運送組件的支撐臂伸入溝槽之後可低於盤體的上表面，使晶圓組被置留於盤體上。此外，在本發明的一實施例中，晶圓分離裝置具有可調整高度的墊高件，移除組件可移動地設置在墊高件上，使得移除組件的高度可以對應到晶圓組中離盤體較遠的晶圓或是基板，以使移除組件在往盤體方向移動時，能將晶圓與基板分離。在本發明的一實施例中，被分離出來的晶圓或是基板，可以被在另一側的運送組件承接，完成晶圓分離的動作。

此外，在某些情況下由於分離之後的晶圓或基板上，仍然會有殘餘的接著劑，需使用藥水浸泡整個晶圓或基板來清除，這時可以透過運送組件非常方便得將被分離的晶圓或基板輸送至藥水中，其中晶圓或基板可直接置於運送組件上浸泡藥水，不需人為擺放。而上述分離過程中，都不會有人為操作直接接觸晶圓表面來完成拆片，可大幅地減少刮傷晶圓表面的機會，進而提高生產晶圓時的良率，也可降低重工費用。

10:晶圓分離裝置 20:晶圓組 21:晶圓 22:基板 23:接著劑 110:加熱載盤 111:盤體 112:固定件 113:加熱器 114a:第一溝槽 114b:第二溝槽 120:運送組件 121:座體 122:弧狀側壁 123:手持部 124a:第一支撐臂 124b:第二支撐臂 125a:第一限位部 125b:第二限位部 126:弧狀缺口 130:移除組件 131:桿件 132:平推部 140:墊高件 141:調整螺絲 D1、D2、D3:方向

圖1是依照本發明的一實施例的一種晶圓分離裝置的正面立體示意圖。圖2是圖1的晶圓分離裝置的加熱載盤的俯視圖。圖3A是圖1的晶圓分離裝置的運送組件的俯視圖。圖3B是圖1的晶圓分離裝置的運送組件的局部放大立體圖。圖4A是圖1的晶圓分離裝置的移除組件尚未推動的剖面圖。圖4B是圖1的晶圓分離裝置的移除組件推動晶圓的剖面圖。

10:晶圓分離裝置

20:晶圓組

110:加熱載盤

111:盤體

112:固定件

113:加熱器

114a:第一溝槽

114b:第二溝槽

120:運送組件

121:座體

122:弧狀側壁

123:手持部

124b:第二支撐臂

125a:第一限位部

125b:第二限位部

130:移除組件

131:桿件

132:平推部

140:墊高件

D1、D2、D3:方向

Claims

一種晶圓分離裝置，適於分離一晶圓及接著於該晶圓的一基板，包括：一加熱載盤，包括一盤體、設置於該盤體的一固定件、一加熱器及凹陷於該盤體的一溝槽；一運送組件，可移動地設置於該加熱載盤旁，該運送組件包括一座體及凸出於該座體的一支撐臂，該支撐臂包括遠離該座體的一限位部，該加熱載盤的該溝槽的深度大於該運送組件的該支撐臂的厚度，該支撐臂適於伸入或退出於該加熱載盤的該溝槽；以及一移除組件，可移動地設置於該加熱載盤旁；以及一墊高件，該移除組件可移動地滑移於該墊高件上，該墊高件在該盤體的一法線方向上可調整地設置於該加熱載盤旁，該限位部包括朝向該座體的一弧狀缺口，該弧狀缺口的輪廓符合該晶圓的局部外輪廓。
如請求項1所述的晶圓分離裝置，其中該固定件包括外露於該盤體的一真空吸嘴，適於吸附該晶圓與該基板中靠近該盤體的該者。
如請求項1所述的晶圓分離裝置，其中該座體包括一弧狀側壁，該弧狀側壁的輪廓符合該晶圓的局部外輪廓，該弧狀側壁適於接觸該晶圓或該基板的側面，該支撐臂凸出於該弧狀側壁，而適於接觸該晶圓或該基板的底面。
如請求項1所述的晶圓分離裝置，更包括一調整螺絲，可調整地鎖固於該加熱載盤，且頂推該墊高件。
如請求項1所述的晶圓分離裝置，其中該移除組件包括一桿件及連接於該桿件的一平推部，該平推部的寬度大於該桿件的直徑。
如請求項1所述的晶圓分離裝置，其中該加熱器包括共圓心的多個加熱線圈。
一種晶圓分離裝置，適於分離一晶圓及接著於該晶圓的一基板，包括：一加熱載盤，包括一盤體、設置於該盤體的一固定件、一加熱器及凹陷於該盤體的一溝槽；一運送組件，可移動地設置於該加熱載盤旁，以適於將該晶圓及接著於該晶圓的該基板運送至該加熱載盤的該盤體上，該運送組件包括一支撐臂，該支撐臂適於伸入或退出於該加熱載盤的該溝槽；以及一移除組件，可移動地設置於該加熱載盤旁，其中該運送組件的該支撐臂適於承載該晶圓及接著於該晶圓的該基板，且伸入該加熱載盤的該溝槽，而將該晶圓及該基板轉移至該加熱載盤的該盤體上，該加熱載盤的該固定件將該晶圓與該基板中靠近該盤體的一者固定於該盤體，在該加熱載盤的該加熱器啟動以熔融該晶圓與該基板之間的一接著劑之後，該移除組件推移該晶圓與該基板中遠離該盤體的一者，而使該晶圓分離於該基板。
如請求項7所述的晶圓分離裝置，更包括一墊高件及一調整螺絲，該移除組件可移動地滑移於該墊高件上，該墊高件在該盤體的一法線方向上可調整地設置於該加熱載盤旁，而使該移除組件的高度適以對應於該晶圓與該基板中遠離該盤體的該者，該調整螺絲可調整地鎖固於該加熱載盤，且頂推該墊高件。
如請求項7所述的晶圓分離裝置，其中該運送組件包括一座體，該支撐臂凸出於該座體，該運送組件的該支撐臂包括遠離該座體的一限位部，當該支撐臂承載該晶圓時，該晶圓被限制於該座體與該限位部之間，該限位部包括朝向該座體的一弧狀缺口，該弧狀缺口的輪廓符合該晶圓的局部外輪廓。