[发明专利]用于200微米以下薄化基板的载入机构及载入方法

说明书

本发明公开一种用于200微米以下薄化基板的载入机构及载入方法，其适于在一处理薄化基板的处理设备中进行，该载入机构至少包含有设于处理设备上的一预对准装置及一搬运装置，其中预对准装置至少具有一供被选择性放置薄化基板的基板平台，且基板平台可以被选择性对薄化基板生成一吸附用的静电场，搬运装置至少具有一用于抓取薄化基板的基板牙叉，且基板牙叉可以被选择性对薄化基板生成一吸附用的静电场，以此，使得该薄化基板的翘曲部分能被逐步作用拉平，进而可以有效地稳固、且平整的吸附，且在预对准后可以提高薄化基板放置于处理设备的工作平台上的准确度，可缩短后续精准对位的时间及减少重新精准对位的次数，进而提高制程效率与良率。

技术领域

本发明涉及一种将薄化基板载入设备内的技术领域，具体而言为一种用于200微米以下薄化基板的载入机构及载入方法，以能减少薄化基板在载入处理设备时受到翘曲影响，可以有效提升薄化基板载入的稳定性与准确度，可以避免发生偏位、甚至掉片的意外，从而提高薄化基板载入处理设备的效率。

背景技术

随着科技日新月异，半导体制程的微细化发展，如存储器和功率器件，它们的微型化朝着更小的尺寸、更高的性能以及更低的成本方向发展，为了让芯片面积变的更小，半导体业界实行的设计方案是将原本芯片水平部署的芯片设计，改换成垂直向的堆叠方式进行，亦即所谓的3D IC堆叠封装。由于3D IC堆叠封装是以垂直向进行堆叠，需利用硅穿孔〔Through-Silicon Via；TSV〕技术将IC封装内的各功能芯片进行物理电气连接，因此晶圆的厚度会被压缩在200微米以下〔以下简称薄化基板〕、甚至在100微米以下。

然而，目前生产线的处理设备通常只能做一种制程处理〔如检查、成像、印刷、激光或切割等〕，因此该等薄化基板在进行不同处理时，必须将研磨好且未切割的薄化基板搬动到另一处理设备中，该等薄化基板在载入各处理设备内部进行处理流程时如发生任何错位，都会导致严重且无可挽救的缺陷，而必须将薄化基板报废。因此，该等薄化基板在每一种处理设备的工作平台进行精准对位前，都必需预先进行该薄化基板的预对准定向，以减少精准对位的次数及时间，而被使用来识别定向的方式包括在薄化基板的周围上设置定向刻痕如缺口〔Notch〕或平边〔Flat〕，并利用预对准装置〔可以是独立结构或处理设备中的一部〕来旋转及检测该薄化基板，使得其能够检出该等定向刻痕，以避免导致后续精准对位时失败而重复实施，无形间增加精准对位工时、且降低效率；

由于该等处理设备在支撑结构内利用一载入机构来移动该等薄化基板，该载入机构包含一搬运装置及一预对准装置，使该等薄化基板可以利用该搬运装置于处理设备的进出料埠〔Load/Un-Load Port〕、预对准装置及工作平台间移动。但该等薄化基板不论是晶圆或其他如滤光片，当其厚度小于200μm、100μm或甚至小于50μm，且其表面积越大〔如8英寸、12英寸或以上的晶圆〕时，因为本身多复合性材质再加上表面镀设金属的延展性皆不同，尤其在经过研磨、抛光、退火后的变化，该等薄化基板通常会产生翘曲〔Warpage〕的现象。

由于目前处理设备内载入机构的搬运装置与预对准装置主要利用真空技术来吸附该等薄化基板，以移动或固持该等薄化基板。如图1所示，当前述薄化基板100的翘曲度较大时，会发生吸附表面200对应的吸口201没有被遮盖而暴露的现象，此时外部气流会流向这些未被遮盖的吸口201，使得那些被遮盖的吸口201没有足够的真空吸力来吸掣薄化基板100，如此当发生在搬运装置的搬运过程中，可能会有需要重复吸附、甚至在移送中发生掉片的意外，而当发生在预对准装置时，则将使薄化基板100无法完全平贴于吸附表面200，除了可能因平整度问题造成预对准失败或不准确外，也可能在预对准装置旋转中发生掉片。再者，以厚度为200微米以下等级且具硬脆材料性质的薄化基板100而言，其内部能承受的应力变化也会变小，当因吸附失败而多次重复作业、又或真空吸力过大时，可能会造成该等薄化基板100很可能会受到损害，影响到薄化基板100后续的品质及良率。