TWM584542U - 全自動晶圓貼合機 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種全自動晶圓貼合機，其包含基座、晶圓取放模組、晶圓匣體、預先對準模組、貼合劑供料模組以及晶圓貼合模組，以晶圓取放模組將半導體晶圓和載體取出至預先對準模組進行中心校準，半導體晶圓或載體至貼合劑供料模組塗佈貼合劑，且由晶圓貼合模組對半導體晶圓和載體貼合，以完成全自動晶圓貼合作業，藉此構成本創作。

Description

全自動晶圓貼合機

本創作係關於一種晶圓貼合機，尤指一種全自動晶圓貼合機。

在半導體製程領域中，有所謂系統封裝(System in Package，SIP)，是將多片載有積體電路之半導體晶圓層層疊設而成，而在此類系統封裝的製程中，為了使半導體晶圓能層層疊設，對於半導體晶圓單片的厚度要求薄化，所以必須對具有厚度的半導體晶圓在載入積體電路後對背面進行薄化加工(研磨切削)，而在加工過程中，通常會利用一載體將半導體晶圓暫時性貼合(Temporary Bonding)，而由載體在加工過程作為半導體晶圓之基底，以保護半導體晶圓在加工過程不因厚度薄化而受損，當半導體晶圓完成薄化之後，再將載體分離(DeBonding)。然而，一般半導體晶圓和載體之貼合並非全自動化，因此在晶圓貼合之製程效率上無法有效提升，此即本創作所欲解決之主要重點所在。

為解決上述課題，本創作提供一種全自動晶圓貼合機，藉由自動化製程，而可將半導體晶圓和載體分別取出，並分別進行預先對準以及貼合劑供料，而可將半導體晶圓和載體自動貼合為完成品。

本創作之一項實施例提供一種全自動晶圓貼合機，其包含：一基 座，設有一晶圓輸送區，且於晶圓輸送區周圍設有一匣體放置區、一對準區、一供料區以及一晶圓貼合區；一晶圓取放模組，設於晶圓輸送區；一晶圓匣體，設於匣體放置區，用以放置一半導體晶圓和一載體；一預先對準模組，設於對準區，晶圓取放模組由晶圓匣體取半導體晶圓和載體至預先對準模組進行中心校準；一貼合劑供料模組，設於供料區，晶圓取放模組取半導體晶圓或載體至貼合劑供料模組，以塗佈貼合劑；以及一晶圓貼合模組，設於晶圓貼合區，晶圓取放模組取半導體晶圓和載體至晶圓貼合模組進行貼合為完成品。

其中，晶圓取放模組為機械手臂，其具有一底座，且於底座設有一可活動而伸縮之臂部，臂部前端具有一可取半導體晶圓和載體之端效器。

其中，臂部為多關節臂，端效器為真空吸附式，且端效器可轉動地設於臂部前端。

其中，晶圓匣體有複數個，分別供半導體晶圓、載體以及完成品放置。

其中，預先對準模組有一定位部吸附並旋轉半導體晶圓和載體，並以一影像擷取器擷取半導體晶圓和載體的影像，以進行中心校準。

其中，貼合劑供料模組有一轉盤和一噴頭，以轉盤吸附半導體晶圓或載體，且以噴頭供給所述貼合劑於半導體晶圓或載體上，並旋轉轉盤而使所述貼合劑均勻旋塗在半導體晶圓或載體上。

其中，貼合劑為貼合膠或貼合蠟。

其中，晶圓貼合模組具有一載盤以及一設於載盤上之腔體，於載盤設有一加熱器，所述半導體晶圓和載體於載盤上被腔體罩設後建立真空，並以加熱器加熱，並壓夾半導體晶圓和載體而使兩者貼合。

藉此，本創作之全自動晶圓貼合機，可藉由晶圓取放模組將半導體晶圓和載體取出並位移，可將半導體晶圓和載體移至預先對準模組，以進行中心校準，並可將半導體晶圓或載體並移至貼合劑供料模組以進行貼合劑之塗佈，最後可由晶圓貼合模組對半導體晶圓和載體貼合，而此半導體晶圓和載體之貼合過程為全自動，藉以達到晶圓貼合之製程具有高效率之功效。

100‧‧‧全自動晶圓貼合機

10‧‧‧基座

11‧‧‧晶圓輸送區

12‧‧‧匣體放置區

13‧‧‧對準區

14‧‧‧供料區

15‧‧‧晶圓貼合區

20‧‧‧晶圓取放模組

21‧‧‧底座

22‧‧‧臂部

23‧‧‧端效器

30‧‧‧晶圓匣體

40‧‧‧預先對準模組

41‧‧‧定位部

50‧‧‧貼合劑供料模組

51‧‧‧轉盤

60‧‧‧晶圓貼合模組

61‧‧‧載盤

62‧‧‧腔體

A‧‧‧半導體晶圓

B‧‧‧載體

C‧‧‧完成品

圖1係本創作之全自動晶圓貼合機之平面示意圖一，圖中晶圓取放模組將半導體晶圓從所在之晶圓匣體取出。

圖2係本創作之全自動晶圓貼合機之平面示意圖二，圖中晶圓取放模組將半導體晶圓或載體放置於預先對準模組。

圖3係本創作之全自動晶圓貼合機之平面示意圖三，圖中晶圓取放模組將半導體晶圓或載體放置於晶圓貼合模組。

圖4係本創作之全自動晶圓貼合機之平面示意圖四，圖中晶圓取放模組將載體放置於貼合劑供料模組。

為便於說明本創作於上述新型內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於列舉說明之比例，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。

請參閱圖1至圖4所示，本創作提供一種全自動晶圓貼合機100，其 係一種半導體製程設備，包含一基座10、一晶圓取放模組20、一晶圓匣體30、一預先對準模組40、一貼合劑供料模組50以及一晶圓貼合模組60，其中：所述基座10，其設有一晶圓輸送區11，且於晶圓輸送區11周圍設有一匣體放置區12、一對準區13、一供料區14以及一晶圓貼合區15。其中，晶圓取放模組20是設於晶圓輸送區11，晶圓匣體30是設於匣體放置區12，預先對準模組40是設於對準區13，貼合劑供料模組50是設於供料區14，而晶圓貼合模組60是設於晶圓貼合區15，本實施例於匣體放置區12所謂之晶圓匣體30有三個，設於對準區13之預先對準模組40和設於供料區14之貼合劑供料模組50有一個，設於晶圓貼合區15之晶圓貼合模組60有兩個。

所述晶圓取放模組20，於本實施例中以機械手臂為例，其具有一底座21，且於底座21設有一臂部22，此臂部22可藉由活動而伸縮，在臂部22前端具有一端效器23，藉此端效器23取或放所述半導體晶圓A和載體B。較佳地，臂部22為多關節臂，藉以多關節而可活動而達到伸縮功能；此外，端效器23為真空吸附式，且端效器23可轉動地設於臂部22前端，故本實施例之端效器23在吸附所述半導體晶圓A和載體B時，可具有四個軸向的位移。

所述三個晶圓匣體30，位在中間的晶圓匣體30是用以設置半導體晶圓A，位在右側之晶圓匣體30則用以設置載體B，而位在左側之晶圓匣體30則是用以設置半導體晶圓A和載體B貼合後之完成品C。

所述預先對準模組40，可藉由晶圓取放模組20將半導體晶圓A和載體B先後從個別之晶圓匣體30分別取至定位後放置，預先對準模組40並進行中心校準。於本實施例中，預先對準模組40有一定位部41，以此定位部41吸附並旋轉半導體晶圓A和載體B，預先對準模組40並有一影像擷取器(圖中未示)，以此 影像擷取器擷取半導體晶圓A和載體B的影像，以進行中心校準。

所述貼合劑供料模組50，可藉由晶圓取放模組20將半導體晶圓A或載體B取至定位，並對半導體晶圓A或載體B以塗佈貼合劑。於本實施例中，貼合劑所塗佈的對象以載體B為主，而所述貼合劑供料模組50有一轉盤51和一噴頭(圖中未示)，以轉盤51吸附半導體晶圓A或載體B，且以噴頭供給所述貼合劑於半導體晶圓A或載體B上，並旋轉轉盤51而使所述貼合劑均勻旋塗在半導體晶圓A或載體B上。所述貼合劑，可為為貼合膠或貼合蠟，於本實施例中係以貼合膠為較佳實施例。

所述晶圓貼合模組60，可藉由晶圓取放模組20將半導體晶圓A和載體B先後取至定位後進行貼合為完成品。於本實施例中，晶圓貼合模組60具有一載盤61以及一腔體62，腔體62是設於載盤61上，載盤61設有一加熱器(圖中未示)，所述半導體晶圓A和載體B於載盤61上被腔體62罩設後建立真空，並以所述加熱器加熱，並壓夾半導體晶圓A和載體B而使兩者貼合。於一較佳實例中，可於載台上放置頂針(圖中未示)供所述半導體晶圓A放置，而所述頂針可依據半導體晶圓A之尺寸而有內、外頂針之設置，以所述頂針確保所述半導體晶圓A和載體B位在同一中心位置。所述建立真空之真空度，於本實施例中以600mmhg之高真空度為例。

實際進行半導體晶圓A和載體B之貼合作業時，係由晶圓取放模組20先將半導體晶圓A由所在之晶圓匣體30中取出(如圖1所示)，並且移動至對準區13而放置在預先對準模組40之定位部41(可圖2所示)，以所述影像擷取器進行影像擷取並進行中心校準動作，之後再由晶圓取放模組20將半導體晶圓A移至晶圓貼合區15並在晶圓貼合模組60之載盤61上先行放置(如圖3所示)。接著，再由晶 圓取放模組20將載體B由所在之晶圓匣體30中取出，並同樣移動至對準區13而放置在預先對準模組40之定位部41(請參照圖2)，以所述影像擷取器進行影像擷取並進行中心校準動作，之後再由晶圓取放模組20將載體B從預先對準模組40取出，並移至供料區14而放置在貼合劑供料模組50之轉盤51上(如圖4所示)，並由所述噴頭將貼合膠供給至載體B，而由轉盤51之旋轉而將貼合膠均勻旋塗在載體B上。之後，再由晶圓取放模組20將塗有貼合膠之載體B移至晶圓貼合區15並在晶圓貼合模組60之載盤61和半導體晶圓A上下相疊，即可在腔體62罩設後建立真空，並以所述加熱器加熱，以壓夾半導體晶圓A和載體B而使兩者貼合為完成品。

由上述之說明不難發現本創作之主要特點在於，本創作可藉由晶圓取放模組20將半導體晶圓A和載體B分別由所在之晶圓匣體30取出，並將半導體晶圓A和載體B移至預先對準模組40以進行中心校準，並可將載體B(亦可為半導體晶圓A)移至貼合劑供料模組50以進行貼合劑之塗佈，最後由晶圓貼合模組60對半導體晶圓A和載體B貼合，本創作全自動晶圓貼合機100以全自動過程將半導體晶圓A和載體B貼合，藉以達到製程高效率之功效。

以上所舉實施例僅用以說明本創作而已，非用以限制本創作之範圍。舉凡不違本創作精神所從事的種種修改或變化，俱屬本創作意欲保護之範疇。

Claims (8)

1. 一種全自動晶圓貼合機，其包含：一基座，設有一晶圓輸送區，且於該晶圓輸送區周圍設有一匣體放置區、一對準區、一供料區以及一晶圓貼合區；一晶圓取放模組，設於該晶圓輸送區；一晶圓匣體，設於該匣體放置區，用以放置一半導體晶圓和一載體；一預先對準模組，設於該對準區，該晶圓取放模組由該晶圓匣體取該半導體晶圓和該載體至該預先對準模組進行中心校準；一貼合劑供料模組，設於該供料區，該晶圓取放模組取該半導體晶圓或該載體至該貼合劑供料模組，以塗佈貼合劑；以及一晶圓貼合模組，設於該晶圓貼合區，該晶圓取放模組取該半導體晶圓和該載體至該晶圓貼合模組進行貼合為完成品。
2. 如請求項1所述之全自動晶圓貼合機，其中，該晶圓取放模組為機械手臂，其具有一底座，且於該底座設有一可活動而伸縮之臂部，該臂部前端具有一可取該半導體晶圓和該載體之端效器。
3. 如請求項2所述之全自動晶圓貼合機，其中，該臂部為多關節臂，該端效器為真空吸附式，且該端效器可轉動地設於該臂部前端。
4. 如請求項1所述之全自動晶圓貼合機，其中，該晶圓匣體有複數個，分別供該半導體晶圓、載體以及該完成品放置。
5. 如請求項1所述之全自動晶圓貼合機，其中，該預先對準模組有一定位部吸附並旋轉該半導體晶圓和該載體，並以一影像擷取器擷取該半導體晶圓和該載體的影像，以進行中心校準。
6. 如請求項1所述之全自動晶圓貼合機，其中，該貼合劑供料模組有一轉盤和一噴頭，以該轉盤吸附該半導體晶圓或該載體，且以該噴頭供給所述貼合劑於該半導體晶圓或該載體上，並旋轉該轉盤而使所述貼合劑均勻旋塗在該半導體晶圓或該載體上。
7. 如請求項6所述之全自動晶圓貼合機，其中，該貼合劑為貼合膠或貼合蠟。
8. 如請求項1所述之全自動晶圓貼合機，其中，該晶圓貼合模組具有一載盤以及一設於該載盤上之腔體，於該載盤設有一加熱器，所述半導體晶圓和該載體於該載盤上被該腔體罩設後建立真空，並以該加熱器加熱，並壓夾該半導體晶圓和該載體而使兩者貼合。