TWI810445B - 半導體料片之整平裝置及其整平方法 - Google Patents

半導體料片之整平裝置及其整平方法 Download PDF

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Abstract

一種半導體料片之整平裝置，包括平台、多個吸附器、真空模組、驅動模組以及控制模組。平台用以承載半導體料片。吸附器可移動地穿設於平台以吸附半導體料片，且各吸附器具有彈性吸嘴，彈性吸嘴具有可變形量。真空模組與驅動模組分別連接吸附器，其中真空模組用以提供吸附器具真空吸附力，驅動模組驅動吸附器伸出平台或沒入平台。控制模組電性連接真空模組與驅動模組，以控制吸附器對於半導體料片進行整平程序。另揭露一種半導體料片之整平方法。

Description

半導體料片之整平裝置及其整平方法
本發明是有關於一種半導體料片之整平裝置及其整平方法。
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，現有技術常面臨到的問題是晶圓並不易將其固定於檢測平台上，往往因固定機構或手段的不佳而導致晶圓產生翹曲或皺折，進而導致影像偵測時所拍攝之料片影像常有失真的情形，或是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，裝置或環境的異塵也容易與半導體料片的瑕疵產生混淆。基於上述，有必要上述的問題進行改善，以增加檢測的精確度。
本發明提供一種半導體料片之整平裝置及其方法，其能確保半導體料片在進行光學檢測時保持整平狀態。
本發明的半導體料片之整平裝置，包括平台、多個吸附器、真空模組、驅動模組以及控制模組。平台用以承載半導體料片。吸附器可移動地穿設於平台，且用以吸附半導體料片。各吸附器具有彈性吸嘴，彈性吸嘴具有一可變形量。真空模組與驅動模組分別連接吸附器，其中真空模組用以提供吸附器具真空吸附力，驅動模組藉以驅動吸附器伸出平台或沒入平台。控制模組電性連接真空模組與驅動模組，用以控制吸附器對於半導體料片進行整平程序。
本發明的半導體料片之整平方法，包括：提供平台與多個吸附器，其中吸附器可移動地穿設於平台，且各吸附器具有彈性吸嘴，彈性吸嘴具有一可變形量；驅動吸附器伸出平台；置放半導體料片至吸附器上以接觸至少一彈性吸嘴；提供真空吸附力至吸附器，以使吸附器吸附半導體料片，並藉由彈性吸嘴變形以確保半導體料片被吸附於每一個吸附器；以及驅動吸附器沒入平台，其中吸附器的吸力驅使半導體料片抵壓於平台而被整平。
基於上述，在半導體料片之整平裝置及其方法中，藉由吸附器可相對於平台進行升降，同時搭配各吸附器的末端具有彈性吸嘴，因此當半導體料片置放在伸出平台的這些吸附器上，並提供真空以對半導體料片進行吸附時，在置放過程的半導體料片若因翹曲而與吸附器的彈性吸嘴之間存在的間隙，將在吸附過程中隨著彈性吸嘴的變形而被消弭，進而讓半導體料片能順利地被吸附至每一個吸附器。而後，隨著吸附器降下以至沒入平台，半導體料件也因此相當於被抵壓在平台上，且此時吸附器仍維持其吸附半導體料片的狀態，故而吸附器的吸力便能對半導體料片提供向下壓力，而讓半導體料片藉由所述向下壓力而得以藉由平台的表面以被整平。
據此，晶圓在進行檢測前或檢測時所可能產生的翹曲或皺折便能依據上述整平裝置及其整平方法而被有效地消除，進而提高影像偵測時的精確率，同時也避免可能會造成晶圓的破損的情形，而提升了晶圓的製程良率。
圖1是依據本發明一實施例的整平裝置的示意圖。同時提供直角座標X-Y-Z以利於構件描述。請參考圖1，在本實施例中，整平裝置100包括一平台110、多個吸附器120、一真空模組140、一驅動模組150以及一控制模組130。平台110用以承載一半導體料片200。吸附器120沿Z軸可移動地穿設於平台110，用以吸附半導體料片200。真空模組140與驅動模組150連接吸附器120，其中真空模組140用以提供吸附器120具真空吸附力，而驅動模組150用以驅動吸附器120伸出平台110或沒入平台110。控制模組130電性連接真空模組140與驅動模組150，藉以控制吸附器120對半導體料片200進行一整平程序。
圖2A與圖2B分別是整平方法的流程圖。圖3A至圖3C繪示圖2A的整平程序示意圖。請先參考圖2A並對照圖3A至圖3C，在本實施例中，各吸附器120包括一管體121與一彈性吸嘴122，其中管體121連接驅動模組150以被驅動而伸出平台110或沒入平台110，彈性吸嘴122位於管體121的末端以隨管體121相對於平台110移動。彈性吸嘴122的結構如圖所示的呈現可伸縮皺摺，以利於其一存在沿Z軸的可變形量，亦即，彈性吸嘴122的可變形軸向與吸附器120的整體移動軸向一致，皆平行Z軸。
基於上述配置，便能對半導體料片200提供所需的整平功能。在本實施例中，半導體料片200可為一晶圓、一面板或一基板，但不以此為限。在步驟S110中，控制模組130藉由驅動模組150而驅動吸附器120相對於平台110上升而伸出平台110，且在此需說明的是，這些吸附器120伸出平台110的高度彼此一致，也就是讓伸出平台110的這些吸附器120，其彈性吸嘴122相對於平台110表面的高度彼此一致。
接著，在步驟S120中，將半導體料片200置放在這些吸附器120上，以使半導體料片200與彈性吸嘴122接觸。如圖3A所示，由於半導體料片200可能存在翹曲或皺折，因此其並非能接觸到每一個吸附器120，亦即，此時的半導體料片200會接觸至少一彈性吸嘴122，也就是半導體料片200的局部會與彈性吸嘴122之間存在一間隙G1。
接著，在步驟S130中，控制模組130驅動真空模組140以經由管體121、彈性吸嘴122而產生負壓以吸附半導體料片200。此時，由於彈性吸嘴122具備沿Z軸的可變形（壓縮）能力，且其可變形量是大於半導體料片200的翹曲量（例如上述的間隙G1），因此如圖3B所示，隨著左、右側的彈性吸嘴122產生變形（壓縮），便能使中央的彈性吸嘴122順利地吸附且接觸半導體料片200，進而達到消弭前述間隙G1的效果，且確保半導體料片200能被吸附於每一個吸附器120。在本實施例中，彈性吸嘴122的可變形量小於或等於3mm，其已能符合目前技術中半導體料片200若存在翹曲或皺折而需整平時所需。
接著，在步驟S140中，控制模組130藉由驅動模組150而降下吸附器120並使其沒入平台110，並使半導體料片200接觸於平台110的表面。同時，由於控制模組130仍藉由真空模組140經由吸附器120持續提供真空負壓以吸附半導體料片200，因此對於半導體料片200而言，其相當於持續到向下壓力，進而對其產生被持續抵壓並貼平在平台110上的效果，以藉由所述向下壓力與平台110而對半導體料片200提供整平的功能。
接著，如圖2A所示，除上述步驟S110至S140之外，本實施例的整平方法還包括步驟S150、步驟S160或步驟S150與步驟S160。詳細而言，圖4A至圖4C繪示圖2B的整平程序示意圖。請先參考圖2B並對照圖4A至圖4C，在本實施例中，步驟S150包括步驟S151與步驟S152，在步驟S151中，依序提供正壓氣體至半導體料片200的多個區域，且依序提供真空以吸附半導體料片200的所述多個區域。更重要的是，在同一單位時間內，半導體料片200在其中一區域的相對兩表面分別承受正壓氣體與真空而被整平。
進一步地說，請先參考圖4A，整平裝置100還包括至少一氣體正壓提供器160，可移動地設置於平台110的上方且電性連接控制模組130，以對平台110上的半導體料片200提供正壓氣體。同時，本實施例進一步地將平台110劃分為多個真空吸附區域A1～A5，其能藉由前述手段，也就是控制模組130驅動真空模組140而經由吸附器120對半導體料片200負壓吸附功能而完成。
如此一來，在起始時，氣體正壓提供器160啟動，並朝向半導體料片200方向移動。當氣體正壓提供器160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，平台110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。換句話說，此時是讓氣體正壓提供器160對準於已啟動吸附器120的真空吸附區域A1，而讓真空吸附區域A1的半導體料片200的相對兩表面將在同一單位時間內分別承受氣體正壓提供器160提供正壓氣體以及吸附器120提供的真空負壓，若該處存在翹曲或皺折，將因此而被拉平並貼平於平台110。
再者，整平裝置100還包括一吸塵罩170，電性連接控制模組130且可移動地設置於平台110上方而位於氣體正壓提供器160旁。在此，吸塵罩170用以吸附半導體料片200表面上或是環境中的異塵。具體而言，吸塵罩170係提供大面積的氣體負壓至半導體料片200的表面，增加氣體流動的面積確保吸入被吹起的異塵。據此，執行步驟S152，設置於氣體正壓提供器160一側的吸塵罩170即能吸附被吹起的異塵，以避免被吹起的異塵又重新落下至半導體料片200的表面。
接著，如圖4B所示，前端翹曲的部分雖然已經被整平了，但半導體料片200於翹曲的後端區域仍有可能會產生皺摺（其可能因為前端整平時向後伸展產生皺摺）。據此，當氣體正壓提供器160移動至真空吸附區域A2上時，平台110上改以真空吸附區域A2被啟動，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160依序從真空吸附區域A1移至真空吸附區域A5，而這些區域的負壓吸附功能也依序被啟動。最後，如圖4C所示，當氣體正壓提供器160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200。此時，整個半導體料片200的表面被吸附整平且除塵完畢，此時便能接續之後的工序，也就是利用取像裝置（未繪示）對除塵整平後的半導體料片200進行拍攝，以取得乾淨的影像。
圖5繪示圖2A的整平程序示意圖，其用以對應圖2A所示的步驟S160。在本實施例中，整平裝置100還包括一框體180，以在步驟S160中，藉由框體180將半導體料片200的周緣抵壓於平台110上，據以對半導體料片200周緣寬度約3mm的無效區直接接觸壓制，以確保在周緣處不會有翹曲或皺折等情形發生。
正如圖2A所示，本發明並未限制完成步驟S140之後的接續整平動作，其可搭配以步驟S150、步驟S160甚或執行步驟S150與步驟S160而對半導體料片200進行所需的整平手段。因此，使用者能依據半導體料片200的翹曲或皺折等狀態而採取對應的整平步驟（或整平步驟組合），藉以獲得更佳的整平效果。
綜上所述，在本發明的上述實施例中，半導體料片之整平裝置及其方法中，藉由吸附器可相對於平台進行升降，同時搭配各吸附器的末端具有彈性吸嘴，因此當半導體料片置放在伸出平台的這些吸附器上，並提供真空以對半導體料片進行吸附時，在置放過程的半導體料片若因翹曲而與吸附器的彈性吸嘴之間存在的間隙，將在吸附過程中隨著彈性吸嘴的變形而被消弭，進而讓半導體料片能順利地被吸附至每一個吸附器。而後，隨著吸附器降下以至沒入平台，半導體料件也因此相當於被抵壓在平台上，且此時吸附器仍維持其吸附半導體料片的狀態，故而吸附器的吸力便能對半導體料片提供向下壓力，而讓半導體料片藉由所述向下壓力而得以藉由平台的表面以被整平。
此外，當如上述提供整平之後，還能進一步地搭配正壓氣體、吸塵罩以及框體而對半導體料片進行後續整平手段，以確保在檢測工序之前，半導體料片能維持所需的平坦度及清潔度等條件。
100:整平裝置 110:平台 120:吸附器 121:管體 122:彈性吸嘴 130:控制模組 140:真空模組 150:驅動模組 160:氣體正壓提供器 170:吸塵罩 200:半導體料片 A1、A2、A3、A4、A5:真空吸附區域 G1:間隙 S110、S120、S130、S140、S150、S160:步驟 S151、S152:步驟 X-Y-Z:直角座標
圖1是依據本發明一實施例的整平裝置的示意圖。 圖2A與圖2B分別是整平方法的流程圖。 圖3A至圖3C繪示圖2A的整平程序示意圖。 圖4A至圖4C繪示圖2B的整平程序示意圖。 圖5繪示圖2A的整平程序示意圖。
100:整平裝置
110:平台
120:吸附器
130:控制模組
140:真空模組
150:驅動模組
200:半導體料片
X-Y-Z:直角座標

Claims (18)

  1. 一種半導體料片之整平裝置，包括：一平台，用以承載一半導體料片；多個吸附器，可同時移動地穿設於該平台，用以吸附該半導體料片，其中各該吸附器具有一彈性吸嘴，且該彈性吸嘴具有一可變形量，其中該彈性吸嘴的該可變形量大於該半導體料片的翹曲量，且該彈性吸嘴的結構為多層可摺疊結構；一真空模組，連接該些吸附器，用以提供該些吸附器具真空吸附力；一驅動模組，連接該些吸附器，藉以驅動該些吸附器同時伸出該平台或沒入該平台；以及一控制模組，電性連接該真空模組與該驅動模組，用以控制該些吸附器對於該半導體料片進行一整平程序。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的半導體料片之整平裝置，其中該半導體料片接觸至少一個該些彈性吸嘴。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的半導體料片之整平裝置，其中在該控制模組控制該真空模組而使該些吸附器吸附該半導體料片時，該些彈性吸嘴產生變形以確保該半導體料片被吸附於每一該些吸附器，且該控制模組控制該驅動模組而驅動該些吸附器同時沒入該平台以使該半導體料片抵壓於該平台而被整平。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的半導體料片之整平裝置，其中該彈性吸嘴的可變形軸向僅能與該吸附器的移動軸向一致。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的半導體料片之整平裝置，其中該彈性吸嘴的該可變形量小於或等於3mm。
  6. 一種半導體料片之整平裝置，包括：一平台，用以承載一半導體料片；多個吸附器，可同時移動地穿設於該平台，用以吸附該半導體料片，其中各該吸附器具有一彈性吸嘴，且該彈性吸嘴具有一可變形量，其中該彈性吸嘴的該可變形量大於該半導體料片的翹曲量；一真空模組，連接該些吸附器，用以提供該些吸附器具真空吸附力；一驅動模組，連接該些吸附器，藉以驅動該些吸附器同時伸出該平台或沒入該平台；一控制模組，電性連接該真空模組與該驅動模組，用以控制該些吸附器對於該半導體料片進行一整平程序；以及一框體，將該半導體料片的周緣抵壓於該平台上。
  7. 一種半導體料片之整平裝置，包括：一平台，用以承載一半導體料片；多個吸附器，可同時移動地穿設於該平台，用以吸附該半導體料片，其中各該吸附器具有一彈性吸嘴，且該彈性吸嘴具有一可變形量，其中該彈性吸嘴的該可變形量大於該半導體料片的翹曲量； 一真空模組，連接該些吸附器，用以提供該些吸附器具真空吸附力；一驅動模組，連接該些吸附器，藉以驅動該些吸附器同時伸出該平台或沒入該平台；一控制模組，電性連接該真空模組與該驅動模組，用以控制該些吸附器對於該半導體料片進行一整平程序；以及至少一氣體正壓提供器，可移動地設置於該平台上方，以對該平台上的該半導體料片提供正壓氣體。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的半導體料片之整平裝置，還包括：一吸塵罩，可移動地設置於該平台上方且位於該氣體正壓提供器旁，藉以吸附被該至少一氣體正壓提供器吹起的異塵。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的半導體料片之整平裝置，其中該至少一氣體正壓提供器對準於已啟動的該些吸附器。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的半導體料片之整平裝置，其中該半導體料片為晶圓、面板或基板其中之一。
  11. 一種半導體料片之整平方法，包括：提供一平台與多個吸附器，其中該些吸附器可同時移動地穿設於該平台，且各該吸附器具有一彈性吸嘴，該彈性吸嘴具有一可變形量，其中該彈性吸嘴的該可變形量大於該半導體料片的翹曲量，且該彈性吸嘴的結構為多層可摺疊結構；驅動該些吸附器同時伸出該平台； 置放一半導體料片至該些吸附器上以接觸至少一個該些彈性吸嘴；提供真空吸附力至該些吸附器，以使該些吸附器吸附該半導體料片，並藉由該些彈性吸嘴變形以確保該半導體料片被吸附於每一該些吸附器；以及驅動該些吸附器同時沒入該平台，其中該些吸附器的吸力驅使該半導體料片抵壓於該平台而被整平。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的半導體料片之整平方法，其中該彈性吸嘴的可變形軸向僅能與該吸附器的移動軸向一致。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的半導體料片之整平方法，其中該彈性吸嘴的該可變形量小於或等於3mm。
  14. 一種半導體料片之整平方法，包括：提供一平台與多個吸附器，其中該些吸附器可同時移動地穿設於該平台，且各該吸附器具有一彈性吸嘴，該彈性吸嘴具有一可變形量，其中該彈性吸嘴的該可變形量大於該半導體料片的翹曲量；驅動該些吸附器同時伸出該平台；置放一半導體料片至該些吸附器上以接觸至少一個該些彈性吸嘴； 提供真空吸附力至該些吸附器，以使該些吸附器吸附該半導體料片，並藉由該些彈性吸嘴變形以確保該半導體料片被吸附於每一該些吸附器；驅動該些吸附器同時沒入該平台，其中該些吸附器的吸力驅使該半導體料片抵壓於該平台而被整平；依序提供正壓氣體至該半導體料片的多個區域；以及依序提供真空以吸附該半導體料片的該些區域，其中在同一單位時間內，該半導體料片在該區域的相對兩表面分別承受所述正壓氣體與所述真空。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的半導體料片之整平方法，還包括：吸附被所述正壓氣體吹起的異物。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的半導體料片之整平方法，還包括：抵壓該半導體料片的周緣於該平台上。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的半導體料片之整平方法，其中該半導體料片為晶圓、面板或基板其中之一。
  18. 一種半導體料片之整平方法，包括：提供一平台與多個吸附器，其中該些吸附器可同時移動地穿設於該平台，且各該吸附器具有一彈性吸嘴，該彈性吸嘴具有一可變形量，其中該彈性吸嘴的該可變形量大於該半導體料片的翹曲量； 驅動該些吸附器同時伸出該平台；置放一半導體料片至該些吸附器上以接觸至少一個該些彈性吸嘴；提供真空吸附力至該些吸附器，以使該些吸附器吸附該半導體料片，並藉由該些彈性吸嘴變形以確保該半導體料片被吸附於每一該些吸附器；驅動該些吸附器同時沒入該平台，其中該些吸附器的吸力驅使該半導體料片抵壓於該平台而被整平；以及抵壓該半導體料片的周緣於該平台上。
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