专利名称：晶圆固着装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种晶圆固着装置，特别涉及一种利用真空吸附的晶圆固着装 置及其方法。
背景技术：
发光二极管(Light emitting diode, LED)的应用日趋广泛，目前已有采用 多个发光二极管排成数组方式来呈现光源或显示器的应用；而在相同发光二极 管的晶圆上，'晶粒之间的色彩波长及亮度不相同。为了满足产品对于色彩波长 及亮度敏感性要求的一致性，需要在制程步骤中，对发光二极管晶粒进行拣晶 制程。而在拣晶制程步骤之前，需要将发光二极管晶圓教附于蓝膜上，以于分 割晶圆成晶粒时固定晶粒。之后，需通过蓝膜扩张及使用扩张环卡固于蓝膜边 缘，以加大晶粒与晶粒之间的间隙(Pitch),以利于拣晶制程步骤的便利性。而 拣晶制程步骤需要使用晶圆固着装置固定蓝膜在拣晶装置上，以便进行连续的 制程步骤。
传统的晶圓固着装置采用机械固定方式，例如卡紧装置等机械式晶圆固定 装置，以对蓝膜外围的扩张环进行固定，即以一具有切口的环具，环绕于扩张 环外围，通过一组卡紧件缩减闭合切口，以将环具扣合并固定扩张环。由于机 械式晶圆固定装置直接对扩张环进行卡紧，也即直接对扩张环施予机械应力以 固定，故极容易造成蓝膜上的晶圆中的晶粒产生排列位置扭曲，进而产生晶粒 拣选时的错位问题及降低晶圆平整度。
在半导体制程中，发展出以真空吸附的方式固定晶圓的技术。例如，美国 专利US 6,803,780号专利案提出一种支撑半导体晶圆载片台(chuck)结构，利 用上层及下层的实心结构互相迭合，而在上层及下层以真空通路连接真空源， 通过真空吸附固定半导体晶圓。然而，US 6,803, 780号的载片台结构为实心架构，载片台只作为承载及固定半导体晶圓，无法在晶圆下方设置测试组件，若 使用在发光二极管的制程中，并无法在载片台中间部位摆放顶针器，以进行晶 粒的拣晶，故局限其空间使用率，促使在晶圆制程流程中无法在晶圆下方设置 测试组件而降^^'j程设计的灵活性。
因此，现今仍需一能解决上述晶粒排列扭曲、晶圓平整度不佳及空间使用 率不佳的问题的装置或系统，以提升生产合格率。
发明内容
本发明的目的是提供一种晶粒排列不扭曲、晶圓平整度佳及空间使用率高 的晶圓固着装置及其方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
一方面，本发明提供的晶圓固着装置，包含真空源；吸附装置，其包含第 一通孔形成于其中，第一通孔连接至真空源；以及晶圆固定环，其置于吸附装 置上，通过卡合装置固定晶圓固定环于吸附装置上，晶圆固定环包含内环、外 环以及环状基底部，内环及外环形成于环状基底部上，内环及外环之间形成一 吸附空间，环状基底部包含第二通孔，用以连接第一通孔及吸附空间。
进一步，所述吸附空间包含一空隙。
所述吸附空间包含多个连通孔。
所述晶圓固定环固定一蓝膜于该内环及该外环之上。
所述晶圓固定环的材料包含塑料或金属。
所述内环、外环以及环状基底部一体成型。
所述卡合装置包含 、二卡合件，形成于该吸附装置上；以及
二卡合孔，形成贯穿于该环状基底部，该卡合孔对应该卡合件，以供卡合 件插入卡合孔后固定。
其中，所述卡合孔包含一插入部、 一移动部以及一固定部。所述卡合装置包含 二螺丝；以及
四通孔，该四通孔中的二通孔形成贯穿于该环状基底部，四通孔中的另二 通孔形成贯穿于该吸附装置，该环状基底部的二通孔对准并重迭于该吸附装置 的二通孔，二螺丝穿设通孔并锁固，用以固定晶圓固定环及吸附装置。 所述晶圓固定环包含中空部分形成于内环之中。 所述吸附装置包含一环状部，使该第一通孔形成于该环状部中。 其中，所述吸附装置还包含一中空部分形成于该环状部之中。 所述吸附装置包含一环状部，所述卡合件形成于环状部的上表面上。 所述真空源包含一真空泵。
另一方面，本发明提供的晶圓固着方法，包含备置吸附装置；放置晶圓固 定环于吸附装置之上以通过卡合装置卡合晶圆固定环以及吸附装置；于晶圆固 定环及吸附装置中形成真空状态；以及放置熟着有晶圓的蓝膜于晶圓固定环上。
其中，所述吸附装置连接一真空源。
本发明具有如下有益效果
本发明提供的晶圆固着装置及其方法，能提升晶圆固着后的平整度可靠性， 能增加固定晶圓的方便性，能保持晶粒排列位置不受扭曲，进而避免晶粒拣选 时所产生的错位问题；还能节省生产换片时间；同时，本发明使若干测试组件 在晶圓制程流程中得设置于本晶圓固着装置的中空部分内，以提高晶圆制程设 计的灵活性及空间使用率。
本发明可通过说明书中若干较佳实施例及详细叙述以及附图得以了解，然
本发明的权利要求，其中
图1为本发明晶圆固着装置的分解图2为本发明晶圓固着装置的晶圓固定环的上视图；图3为本发明晶圓固着装置的晶圓固定环的下视图； 图4为本发明晶圓固着装置的示意图； 图5为本发明晶圓固着装置的吸附装置的剖面图； 图6为本发明晶圆固着装置的剖面图7为本发明吸附有蓝膜及晶圓于其上的晶圓固着装置的剖面图; 图8为本发明吸附有蓝膜及晶圓于其上的晶圓固着装置的示意图; 图9为本发明晶圓固着方法的流程图。
具体实施例方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细
的、说明。
本发明提供一 晶圓固着装置，以利用真空吸附方式将承载晶圆的蓝膜加以 固着。如图l所示，在本发明的较佳实施例中，晶圓固着装置10包含晶圓固定 环101及吸附装置102，而晶圓固定环101及吸附装置102通过一~"^合装置将晶 圓固定环101固定于吸附装置102上。晶圆固定环101包含内环1011、外环1012 以及环状基底部1014。在一实施例中，内环1011、外环1012以及环状基底部 1014为一体成型。晶圆固定环101还包含一中空部分1013形成于内环1011的 中。环状基底部1014形成于内环1011及外环1012的下方，且向外突出。在一 ,施例中，内环1011及外环1012可由金属、塑料或任何其它适合材质制成。
如图1所示，吸附装置102包含环状部1022,吸附装置102包含一或多通 孔1021形成贯穿于环状部1022，上述通孔1021与一真空源(将叙述于后)连接。 环状部1022具有中空部分1023;而且，吸附装置102的一或多通孔1021可设 置管线以连接至真空源(将叙述于后)，借此在通孔1021内形成真空状态。在一 实施例中，真空源可为真空泵。
图2、图3分别为本发明的晶圓固定环101的上视图及下视图；由于内环 1011及外环1012形成于环状基底部1014上，故内环1011以及外环1012之间形成有空隙1016;为清楚表示空隙，图示部份经过故意夸大显示，而事实上空 隙1016为十分小；此外，环状基底部1014还包含一或多通孔1017，其形成于 环状基底部1014的下表面1018上。请对照图2及图3，通孔1017对准于空隙 1016而形成，且与空隙1016相连通。
请对照图1~图3,晶圓固定环101的卡合孔1015及吸附装置102的卡合 件1024为本发明一-^"合装置的实施例；在晶圓固定环101的环状基底部1014 g含至少二卡合孔1015，其从环状基底部1014的上表面贯穿环状基底部1014 至环状基底部1014的下表面，卡合孔1015由一插入部1015a、 一移动部1015b 及一固定部1015c组成，如图2所示。吸附装置102包含至少二卡合件1024， 其形成于环状部1022的上表面上且向上突出。
图4为晶圓固着装置的示意图，请同时对照图2，在晶圆固着装置10中， 将晶圓固定环101置于吸附装置102之上，同时将卡合件1024插入卡合孔1015 的插入部1015a，再经由卡合孔1015的移动部1015b进入固定部1015c，通过 固定部1015c固定卡合件1024,将晶圆固定环101卡合并固定在吸附装置102 A。本发明利用卡合装置的配置使内环1011及外环1012的直径尺寸可依需求 加以改变，以便固着不同尺寸的蓝膜。本发明的卡合装置，除卡合件1024及卡 合孔1015的实施例之外，也可以其它的实施方式完成，例如在图4中，卡合件 1024及卡合孔1015处均以通孔取代，在晶圆固定环101的通孔对准吸附装置 102的通孔并重迭后，通过螺丝穿设通孔锁固，以达到将晶圆固定环IOI固定在 吸附装置102上的目的。
请对照图1 图4，在卡合晶圆固定环101之后，通孔1021与通孔1017为 相互连通，进而使通孔1021与通孔1017以及空隙1016相连通；通过如上所述
将通孔ion连接至真空源，进而使连通的通孔ioi7、空隙1016以及通孔ion
形成一真空^各径。如此，利用环状的空隙1016内形成的真空状态可将蓝膜(将 叙述于后)的边缘吸附于空隙1016、内环1011及外环1012上。
空隙1016为一吸附空间，主要作为吸附蓝膜的接触部位，然而，吸附空间 的形态并不一定要设计成空隙1016，其也可为多个连通孔或其它结构。其中，连通孔与通孔1017相连通。
图5-图7为晶圓固着装置各组件剖面图，其显示利用本晶圓固着装置10 固着晶圆的步骤程序。如图5所示，首先备好吸附装置102，吸附装置102中可 设置一或多通孔1021,以通过外部管线连接至真空源105;在一实施例中，真 空源105可为真空泵。如图6所示，晶圆固定环101接着置于吸附装置102上 并通过卡合件1024及卡合孔1015的功能进行卡合。空隙1016形成于内环1011 以及外环1012之间，且空隙1016、通孔1017以及通孔1021互相连通；因此， 通过开启真空源105可^f吏空隙1016、通孔1017及通孔1021之间形成真空状态。 如图7所示，其后，黏着有晶圓104的蓝膜103放置于内环1011、外环1012及 空隙1016上。通过环状的空隙1016内形成的真空状态将蓝膜103的边缘吸附， 使蓝膜103能够均匀张开于内环1011的中空部分1013之上。此外，如图7及 图8所示，在一实施例中，晶圓104黏附于蓝膜103上，以在晶圓104被切割 成晶粒时固定晶粒，而后将蓝膜103扩张并通过扩张环106卡固蓝膜103的边 缘，加大晶粒与晶粒之间的间隙，以利于随后的拣晶制程步骤。如本技术领域 的技术人员所熟知，蓝膜103为透明，因此固着有晶圆104的晶圆固着装置10 的立体图如图8所示，蓝膜103因透明故无法显示于图8中。
因此，如上所述，本发明的晶圓固着装置10利用在环状的空隙1016内形 ^的真空状态而将蓝膜103吸附于其上并加以固着，由于晶圓固着装置10无须 在晶圆上施加应力，因而提升晶圓固着后的平整度可靠性，并保持晶粒排列位 置不受扭曲，进而避免晶粒拣选时所产生的错位问题而提高生产合格率，也增 加固定晶圆的方便性，节省换片时间；而且，由于本晶圆固着装置IO所包含的 晶圓固定环101及吸附装置102皆具有中空部分1013， 1023,故如图4及图8 所示组合而成的晶圆固着装置10也具有中空部分，因此在晶圆制程程序中若干 测试组件可设置在上述中空部分内，以提高晶圓制程设计的灵活性及空间使用 率。
在本发明的晶圓固着方法中，如图9所示，首先在步骤201备置吸附装置， 吸附装置连接至真空源；其后，在步骤202将晶圆固定环放置于吸附装置上以通过卡合装置卡合上述晶圆固定环及吸附装置；接着，在步骤203于晶圆固定 环及吸附装置中形成真空状态；之后，在步骤204将翻着有晶圆的蓝膜放置于 晶圓固定环上。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易 想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围的内。因此，本发明的保护 范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1、一种晶圆固着装置，其特征在于，包含一真空源；一吸附装置，其包含一第一通孔形成于其中，该第一通孔连接至该真空源；以及一晶圆固定环，其置于该吸附装置上，通过一卡合装置固定该晶圆固定环于该吸附装置上，该晶圆固定环包含一内环、一外环以及一环状基底部，该内环及该外环形成于该环状基底部上，该内环及该外环之间形成一吸附空间，该环状基底部包含一第二通孔，用以连接该第一通孔及该吸附空间。
2、 根据权利要求1所述的晶圆固着装置，其特征在于，所述吸附空间包含 一空隙。
3、 根据权利要求1所述的晶圓固着装置，其特征在于，所述吸附空间包含 多个连通孔。
4、根据权利要求1所述的晶圓固着装置，其特征在于，所述晶圆固定环固 定一蓝膜于该内环及该外环之上。
5、 根据权利要求1所述的晶圆固着装置，其特征在于，所述晶圆固定环的 材料包含塑料或金属。
6、 根据权利要求1所述的晶圓固着装置，其特征在于，所述内环、外环以 及环状基底部一体成型。
7、 根据权利要求1所述的晶圆固着装置，其特征在于，所述卡合装置包含 二卡合件，形成于该吸附装置上；以及二卡合孔，形成贯穿于该环状基底部，该卡合孔对应该卡合件，以供卡合 件插入卡合孔后固定。
8、 根据权利要求7所述的晶圓固着装置，其特征在于，所述卡合孔包含一 插入部、 一移动部以及一固定部。
9、 根据权利要求1所述的晶圆固着装置，其特征在于，所述卡合装置包含 二螺丝；以及四通孔，该四通孔中的二通孔形成贯穿于该环状基底部，四通孔中的另二 通孔形成贯穿于该吸附装置，该环状基底部的二通孔对准并重迭于该吸附装置 的二通孔，二螺丝穿设通孔并锁固，用以固定晶圓固定环及吸附装置。
10、 根据权利要求1所述的晶圓固着装置，其特征在于，所述晶圆固定环 包含一中空部分形成于该内环之中。
11、 根据权利要求1所述的晶圆固着装置，其特征在于，所述吸附装置包 含一环状部，使该第一通孔形成于该环状部中。
12、 根据权利要求11所述的晶圆固着装置，其特征在于，所述吸附装置还 包含一中空部分形成于该环状部之中。
13、 根据权利要求7所述的晶圆固着装置，其特征在于，所述吸附装置包 含一环状部，所述卡合件形成于环状部的上表面上。
14、 根据权利要求1所述的晶圆固着装置，其特征在于，所述真空源包含 一真空泵。
15、 一种晶圓固着方法，其特征在于，包含有以下步骤 备置一吸附装置；放E—晶圓固定环于该吸附装置之上以通过一^"i^合装置卡合该晶圓固定环 以及该吸附装置；于该晶圆固定环及该吸附装置中形成真空状态；以及放置黏着有一晶圓的 一蓝膜于该晶圓固定环上。
16、 根据权利要求15所述的晶圆固着方法，其特征在于，所述吸附装置连 接一真空源。
全文摘要
本发明公开了一种晶圆固着装置及其方法，用以解决现有技术中存在的晶粒排列扭曲、晶圆平整度不佳及空间使用率不佳的问题；本发明装置包含真空源；吸附装置，其包含第一通孔形成于其中，第一通孔连接至真空源；以及晶圆固定环，其置于吸附装置上，通过卡合装置固定晶圆固定环于吸附装置上，晶圆固定环包含内环、外环以及环状基底部，内环及外环形成于环状基底部上，内环及外环之间形成一吸附空间，环状基底部包含第二通孔，用以连接第一通孔及吸附空间；本发明方法包含备置吸附装置；放置晶圆固定环于吸附装置之上以通过卡合装置卡合晶圆固定环以及吸附装置；于晶圆固定环及吸附装置中形成真空状态；以及放置黏着有晶圆的蓝膜于晶圆固定环上。
文档编号H01L21/683GK101577240SQ200810096170
公开日2009年11月11日 申请日期2008年5月9日 优先权日2008年5月9日
发明者廖洪佐, 张介舟, 张志安, 林学宏 申请人:旺硅科技股份有限公司