專利名稱：抗片貼覆裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于半導體單晶片制作的抗片貼覆裝置。
在晶圓之制造過程中，不論其尺寸為六英寸、八英寸或他種尺寸，通常皆在硅晶體生長完成后切割成一片片扁平之圓形薄片，如
圖1及圖2中所示，此晶圓10一般而言需進一步加工，以形成較小晶粒供實際利用。
習知一種形成較小晶粒之制程，是將由金屬或塑料制成之多數抗片11以人工的方式貼覆在晶圓10上，如圖2中所示，以遮護所欲獲得之晶粒范圍，然后利用碳化硅(金鋼砂)或其他種合適之顆料，以吹砂之方式將未被抗片11遮護之晶圓部分穿蝕，以形成一個個分離之扁平圓形微小晶粒。
上述將抗片貼覆于晶圓上之習知作業方式，系全部由人工加以完成，不但效率低，耗費人力，且工作人員必需具備純熟之技巧始可達成，其詳細步驟大致如圖3中所示，包括(1)將蠟(通常為一種高溫蠟)熔融在一個定溫槽中；(2)工作人員用鑷子夾持晶圓將其沾浸至該高溫蠟槽中，使蠟附著于晶圓之兩側；(3)將此晶圓置于已在一熱板上預熱之一玻璃片上；(4)工作人員利用一搖盤，將抗片搖進一具有所需圖樣之模型中，再以膠布將排列好之抗片粘貼起來，并將膠布剪成一片一片；(5)將貼有抗片之膠布置于一熱板上加熱，且抗片朝上；(6)將第(3)項步驟之晶圓與玻璃片組合覆蓋在粘有抗片之膠布上，且玻璃片朝上；(7)工作人員使用一壓棒壓在玻璃片上，并作適度之抹動，以將可能在晶圓與玻璃片間產生之氣泡趕出；及(8)將玻璃片、晶圓及抗片之組合自熱板上取下，待蠟冷卻后，將膠布撕去，即可得到如圖2中所示之夾層式組合，以便進行其后之吹砂作業。其中，該夾層式組合由上而下依序為抗片11、第一層蠟12、晶圓10、第二層蠟14及玻璃片13。
上述習知之貼覆技術，雖可達成所需之目的，然而其具有多項之缺點。首先，由于整個操作過程皆由人工進行，非常耗費人力，對于現今勞動力缺乏，勞工成本不斷提高之現實情況，必然不斷地增加制造成本。其次，作業上必需仰賴操作人員純熟之技巧，始得將氣泡之含量控制在一定程度以下，以確保較高之良品率。尤其，完全倚靠人員操作之結果，使其產品之質與量皆受到個人情緒或健康情況等因素之影響，無法維持穩定之高標準。再者，高溫蠟之作業亦由手工進行，在安全及衛生上皆有進一步改進之需要；此外，人工作業往往會使用多量之蠟，由于此蠟在后續之制程中通常需以丙酮加以溶解，因此，若能減少蠟之使用量，即可減少丙酮之使用量，以減低貼覆作業對環境的污染。
本發明的目的在于提供一種抗片貼覆裝置，使整個抗片貼覆制程自動化，以提高生產率，降低生產成本，縮短作業時間。
本發明的技術方案是一種抗片貼覆裝置，其特征在于包括將一基板自第一料盒中移出的第一移動裝置；將一晶圓自第二料盒中移出的第二移動裝置；一第一槽，其內盛有粘著劑；一粘著劑施配裝置，其自該第一槽中攝取定量粘著劑，再將其施配于該晶圓之中央位置；一第三移動裝置，用以將該基板覆蓋在該晶圓上，使兩者藉由該粘著劑粘在一起；一擠壓裝置，對該基板施以一壓力，以將在該基板與該晶圓間產生之氣泡趕出，并獲得一均勻的粘著劑厚度；一第二槽，其內亦盛有該粘著劑；一第四移動裝置，將粘著后之該基板與該晶圓一起移動至該第二槽，使該晶圓相對于該基板之另一側的整個表面沾上另一層粘著劑；一模型，其具有多數凹穴并排列成所需之圖樣；一供料裝置，將多數抗片供應至該模型之上；一搖載裝置，將多數抗片搖載至該模型之凹穴中；一粘性薄層，將該抗片依其在該模型中排列之圖樣粘至其上；該第四移動裝置將該基板與該晶圓一起移動并壓覆至該抗片與該粘性薄層上，使該晶圓藉由其表面上之粘著劑與該抗片粘在一起；及一卷動裝置，用以移動該粘性薄層，并可藉由改變該粘性薄層之移動方向而將其與該等抗片分離，形成一依序具有該抗片、粘著劑、該晶圓、另一層粘著劑及該基板之夾層式組合。
所述的抗片貼覆裝置，其特征在于該粘著劑為熔融之蠟。
所述的抗片貼覆裝置，其特征在于該第一槽與該第二槽各具有一溫度控制器。
所述的抗片貼覆裝置，其特征在于該基板為一玻璃片，且是一片片堆疊于該第一料盒中，而由該第一移動裝置將其取出并置于一第一熱板上預熱。
所述的抗片貼覆裝置，其特征在于該晶圓是一片片堆疊于該第二料盒中，而由該第二移動裝置將其取出并置于一第二熱板上預熱。
所述的抗片貼覆裝置，其特征在于該擠壓裝置具有一壓頭，且其表面為一中央突出之錐形。
所述的抗片貼覆裝置，其特征在于該粘性薄層可由一壓迫裝置驅使其與該模型接觸以將位于其凹穴內之該抗片粘在該粘性薄層上，然后該壓迫裝置回復至未壓迫該粘性薄層前之狀態，并藉由該卷動裝置將該粘性薄層卷動一距離，以供該壓迫裝置可重復上述壓迫該粘性薄層以粘著該抗片之步驟。
所述的抗片貼覆裝置，其特征在于；在該基板與該晶圓一起壓覆至該抗片與該粘性薄層上使該晶圓與該抗片粘在一起后，該粘性薄層在一滑道上沿水平方向被該卷動裝置移動一段距離，以提供時間讓該粘著劑固化；另包括一平臺，其系設于該滑道之水平方向上并與其形成一間隙，且該滑道與該平臺之頂部位于同一高度，該粘性薄層之移動方向自該間隙改變一大于90度之角度，使得該抗片、粘著劑、該晶圓、另一層粘著劑及該基板之夾層式組合與該粘性薄層分離并移動至該平臺上。
所述的抗片貼覆裝置，其特征在于該第一、二、三、四移動裝置分別為機器手臂。
本發明的主要優點之一，在于其可完全克服習知利用人工操作之缺失，將整個抗片貼覆之制程自動化，不僅免除了龐大的勞力成本，降低制程費用，并可顯著地的提升效率，縮短作業時間。
本發明的另一優點，在于將整個制程自動化，可確保產品質量之穩定性，使其不會受到個人情緒或健康情況等因素之影響，獲得具有一致性的抗片貼覆品質。
本發明之又一優點，在于避免人員進行高溫蠟之作業，在安全及衛生上獲得進一步之改善；此外，本發明可顯著地減少蠟之使用量，同時減少后續丙酮之使用量，故可減低貼襯作業對于環境之污染。
本發明之構造與特點，可參閱下列圖式及較佳實施例之詳細說明而獲得清楚地了解。
附面說明圖1為已有技術中將抗片貼襯于晶圓后之俯視示意圖；圖2為圖1之剖面示意圖；圖3為習知貼襯技術之流程圖；圖4為本發明的裝置之所提供制程之流程圖；圖5為本發明一較佳實施例的部分俯視示意圖，藉以顯示其主要結構；圖6為圖5之側視圖；圖7為上述實施例之部分俯視示意圖，藉以顯示另一部分之結構；及圖8為圖7之側視圖。
本發明的抗片貼覆裝置，主要用于半導體之制程中，其所進行之各個步驟系顯示于圖4之流程圖中，而其一較佳實施例之結構則示意于圖5至圖8中。本發明之抗片貼覆裝置，包括一第一料盒20，如圖5及圖6所示，用以容置多數基板，于本較佳實施例中，該等基板為玻璃片21，且系一片片堆疊于該第一料盒20中，而由一第一移動裝置22將其自動供應，而推移至一第一熱板23上預熱。本發明亦包括一第二料盒24，用以容置多數晶圓25，且系一片片堆疊于該第二料盒24中，而由一第二移動裝置，如本較佳實施例中之一機器手臂26，將其取出并置于一第二熱板27上預熱。第一熱板23及第二熱板27之數量可依需要設置一個以上，如圖5中所示，且可分別設定其溫度，使得玻璃片21及晶圓25之預熱可分成數個階段，以將熱沖擊降低，避免玻璃片21或晶圓25因溫度升高過速而破裂。該第一料盒20及第二料盒24可另分別設置一感測器(圖未示)，以便當玻璃片21或晶圓25之于料盒中之存量低于某一特定高度時，發出警告之訊息，而由工作人員加以補充。
本發明亦包括一第三移動裝置，如本較佳實施例之另一機器手臂28，其可將預熱好之晶圓25，利用真空之方式將其吸取并置于一點蠟站29上；該等機器手臂26及28亦可用于將該等玻璃片21及晶圓25于不同之熱板間依序移動。本發明亦具有一第一槽30，其內盛有一粘著劑，于本較佳實施例中，該粘著劑為一熔融之蠟，而該第一槽30則具有一溫度控制器(圖未示)以控制熔融蠟之溫度。本發明還包括一粘著劑施配裝置，如圖5中所示之一點蠟機31，其自該第一槽30中攝取定量之蠟，然后旋轉至點蠟點29之位置，再將蠟滴于晶圓25之大致中央位置，如圖5中所示。接著，該機器手臂28可用以將玻璃片21覆蓋在該晶圓25上，使兩者通過蠟粘在一起，再將玻璃片21與晶圓25一并移動至一擠壓站32上，如圖6中所示。本發明另具有一擠壓裝置33，其以一中央略為突出之錐形壓頭34，對該玻璃片21施以一壓力，以將可能在該玻璃片21與該晶圓25間產生之氣泡趕出，并獲得一均勻之粘著劑厚度。錐形壓頭34通常由一略具彈性之塑料材料制成，其中央處些微地突出，于本實施例中，由于傾斜之程度極小，故未于圖式中表現出來。將壓頭34設為錐形之主要原因，為使玻璃片21由中央逐漸向外擠壓該晶圓25，使得玻璃片21與晶圓25間之蠟中不會殘留有氣泡，并可獲得均勻之蠟厚。若該壓頭34未設成錐形，則可能無法讓玻璃片21自內而外壓迫晶圓25，而在擠壓過程中未能將氣泡完全趕出，如此將造成晶圓25與玻璃片21粘著不實，而在后續之吹砂過程中，導致氣泡上的晶圓輕易地被吹掉而造成無謂的損失。擠壓后之玻璃片21、蠟及晶圓25可由另一機械手臂36移至中繼站35上稍作冷卻使其安定。
本發明另包括一第二槽37，如圖7中所示，其內亦盛有該粘著劑，如本實施例中之熔融蠟，該第二槽37亦可具有一溫度控制器(圖未示)以控制熔融蠟之溫度。然后以一第四移動裝置，如另一組之機器手臂38，將粘著后之玻璃片21與晶圓25一起移動至該第二槽37內，使該晶圓25相對于玻璃片21之另一側的整個表面沾上另一層蠟，該第二槽37上可另固設刮刀(圖未示)，使得機器手臂38在將該沾完蠟之玻璃片21及晶圓25移動時，可將多余的蠟自晶圓25底面刮除。
本發明尚包括一板狀之模型39，如圖8中所示，其表面具有多數凹穴(圖未示)并排列成所需之圖樣，于本較佳實施例中，該等凹穴呈圓形且排列成多組與圖1中之抗片11相同的圖樣。本發明利用一供料裝置40，將多數之圓形抗片供應至該模型39之上，共尺寸略小于模型39上之凹穴，然后以一搖載裝置41，將該模型39搖動，使多數抗片落片該模型39之每一凹穴中，然后搖載裝置41可將該模型39傾斜一角度，使得多余之抗片落入一收集器42中以回收。本發明以一粘性薄層，例如一膠布43，將該等抗片依其在該模型39中排列之圖樣粘至其上；該膠布43可由一壓迫裝置，如本實施例中之一可移動滾軸44，驅使其向下移動而與該模型39接觸以將位于其凹穴內之抗片粘起，然后該滾軸44可回復至未壓迫膠布39前之狀態，并藉由一卷動裝置45將該膠布43卷動一適當距離，以供該可移動滾軸44可以重復上述壓迫膠布43以粘著該等抗片之步驟。該粘有抗片之膠布43隨后將被卷動而移至一滑道46上，如圖7及圖8中所示，然后，機器手臂38可將已粘過蠟之玻璃片21與晶圓25一起移動并壓覆至位于滑道46上之抗片與膠布43上，此機器手臂38之動作可設定為先稍作抹動再行加壓，然后可利用另一擠壓裝置47對玻璃片21施以一壓力，使得晶圓25藉由其表面上之蠟而與抗片緊密地粘結。
該膠布43可在該滑道46上沿水平方向被該卷動裝置45繼續移動一段距離，以提供時間讓該熔融蠟凝固，該滑道46之末端另包括一平臺48，其系設于該滑道46之水平方向上并與其形成一間隙49，且該滑道46與該平臺48之頂部系大致位于同一高度，該膠布43之移動方向自該間隙49改變一大于90度之角度，使得抗片、蠟、晶圓25、另一層蠟及玻璃片21之夾層式組合51與膠布分離并移動至該平臺上。
使用后之膠布43最后可卷于一滾軸50上，如圖8中所示，而完成抗片貼覆之上述夾層式組合51，則由一輸送帶52繼續將其帶動，而已堆疊起來的夾層式組合53下方則有一感測與一推升裝置(圖未示)，故當輸送帶52將夾層式組合51移動至接近已堆疊之夾層式組合53時，感測裝置測知后即可利用推升裝置將已堆疊之夾層式組合52上推，以利輸送帶52將夾層式組合51移動至其最底層。至于該夾層式組合51構成則與圖1及圖2中所示者相同，以進行后續之吹砂作業，形成一個個分離之扁平圓形微小晶粒。
權利要求
1.一種抗片貼覆裝置，其特征在于包括將一基板自第一料盒中移出的第一移動裝置；將一晶圓自第二料盒中移出的第二移動裝置；一第一槽，其內盛有粘著劑；一粘著劑施配裝置，其自該第一槽中攝取定量粘著劑，再將其施配于該晶圓之中央位置；一第三移動裝置，用以將該基板覆蓋在該晶圓上，使兩者藉由該粘著劑粘在一起；一擠壓裝置，對該基板施以一壓力，以將在該基板與該晶圓間產生之氣泡趕出，并獲得一均勻的粘著劑厚度；一第二槽，其內亦盛有該粘著劑；一第四移動裝置，將粘著后之該基板與該晶圓一起移動至該第二槽，使該晶圓相對于該基板之另一側的整個表面沾上另一層粘著劑；一模型，其具有多數凹穴并排列成所需之圖樣；一供料裝置，將多數抗片供應至該模型之上；一搖載裝置，將多數抗片搖載至該模型之凹穴中；一粘性薄層，將該抗片依其在該模型中排列之圖樣粘至其上；該第四移動裝置將該基板與該晶圓一起移動并壓覆至該抗片與該粘性薄層上，使該晶圓藉由其表面上之粘著劑與該抗片粘在一起；及一卷動裝置，用以移動該粘性薄層，并可藉由改變該粘性薄層之移動方向而將其與該等抗片分離，形成一依序具有該抗片、粘著劑、該晶圓、另一層粘著劑及該基板之夾層式組合。
2.根據權利要求1所述的抗片貼覆裝置，其特征在于該粘著劑為熔融之蠟。
3.根據權利要求2所述的抗片貼覆裝置，其特征在于該第一槽與該第二槽各具有一溫度控制器。
4.根據權利要求1所述的抗片貼覆裝置，其特征在于該基板為一玻璃片，且是一片片堆疊于該第一料盒中，而由該第一移動裝置將其取出并置于一第一熱板上預熱。
5.根據權利要求1所述的抗片貼覆裝置，其特征在于該晶圓是一片片堆疊于該第二料盒中，而由該第二移動裝置將其取出并置于一第二熱板上預熱。
6.根據權利要求1所述的抗片貼覆裝置，其特征在于該擠壓裝置具有一壓頭，且其表面為一中央突出之錐形。
7.根據權利要求1所述的抗片貼覆裝置，其特征在于該粘性薄層可由一壓迫裝置驅使其與該模型接觸以將位于其凹穴內之該抗片粘在該粘性薄層上，然后該壓迫裝置回復至未壓迫該粘性薄層前之狀態，并藉由該卷動裝置將該粘性薄層卷動一距離，以供該壓迫裝置可重復上述壓迫該粘性薄層以粘著該抗片之步驟。
8.根據權利要求7所述的抗片貼覆裝置，其特征在于；在該基板與該晶圓一起壓覆至該抗片與該粘性薄層上使該晶圓與該抗片粘在一起后，該粘性薄層在一滑道上沿水平方向被該卷動裝置移動一段距離，以提供時間讓該粘著劑固化；另包括一平臺，其系設于該滑道之水平方向上并與其形成一間隙，且該滑道與該平臺之頂部位于同一高度，該粘性薄層之移動方向自該間隙改變一大于90度之角度，使得該抗片、粘著劑、該晶圓、另一層粘著劑及該基板之夾層式組合與該粘性薄層分離并移動至該平臺上。
9.根據權利要求1所述的抗片貼覆裝置，其特征在于該第一、二、三、四移動裝置分別為機器手臂。
全文摘要
一種用于制造硅單晶片的抗片貼覆裝置,包括:將一基板自第一料盒中移出的第一移動裝置、將一晶圓自第二料盒中移出的第二移動裝置、粘著劑施配裝置、第三移動裝置、擠壓裝置、第四移動裝置、一模型、一供料裝置、一搖載裝置、一粘性薄層、一卷動裝置,可自動形成一依序具有抗片、粘著劑、晶圓、另一層粘著劑及該基板之夾層式組合。
文檔編號B24C1/04GK1296879SQ9912393
公開日2001年5月30日 申請日期1999年11月17日 優先權日1999年11月17日
發明者倪約翰, 賴添源, 林振德, 吳賢一, 沈國禎 申請人:臺灣通用器材股份有限公司