TWI776536B - 基板分離裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種基板分離裝置，包括一基座及一吸附移動模組。吸附移動模組包括一吸附元件、一升降機構、一本體及複數個彈性抵件。吸附元件吸附一第二基板，升降機構連接吸附元件，並帶動吸附元件及其吸附的第二基板相對於基座升降，本體連接基座及升降機構，並帶動吸附元件及其吸附的第二基板相對於基座位移，彈性抵件連接升降機構，其中吸附元件吸附第二基板時，第二基板會壓縮彈性抵件，使其處於一壓縮狀態，而吸附元件解除對第二基板的吸力時，彈性抵件會由壓縮狀態釋放而伸長，使第二基板離開吸附元件。

Description

基板分離裝置

本發明有關於一種基板分離裝置，其利用一吸附移動模組，將與第一基板鍵合的第二基板自第一基板分離，該吸附移動模組再將自第一基板分離的第二基板移動至一放置區放置。

積體電路技術已發展至成熟的階段，目前電子產品朝向輕薄、高性能、高可靠性及智能化的趨勢發展。電子產品中的晶片會對其性能產生重大影響，其中晶片的厚度與電子產品的性能特別相關。舉例來說，較薄的晶片可以提高散熱效率、增加機械性能、提升電性以及減少封裝的體積及重量。

在半導體製程中，通常會在晶片的背面(下表面)進行基板減薄、通孔蝕刻及背面金屬化等製程。然而，當晶圓(第一基板)的厚度過薄(例如，小於或等於150微米)，在進行減薄處理時，可能會導致晶圓破裂或彎曲變形。一般而言，在進行基板減薄前，會先將第一基板與第二基板(例如，藍寶石基板)鍵合，並於完成減薄處理後，進行解鍵合，將第一基板與第二基板分離。

在解鍵合製程中，通常是以真空吸取模組吸附第二基板，使第二基板自晶圓(第一基板)分離。然而，當真空吸取模組欲卸除或釋放第二 基板時，經常因真空狀態未完全解除，有第二基板跳動的情況，而無法將第二基板平穩且準確地放置到放置台，並可能導致第二基板破損而汙染解鍵合機台。

為了解決上述先前技術面臨的問題，本發明提出一種基板分離裝置，主要在吸附移動模組上設置複數個彈性抵件，使得吸附移動模組在卸除或釋放第二基板至放置台時，彈性抵件持續抵接至第二基板，使第二基板與吸附元件分離，同時維持第二基板穩定抵貼於放置台上。

本發明的一目的，在於提供一種基板分離裝置，包括一基座及一吸附移動模組，其中吸附移動模組連接基座，且主要包括一吸附元件、一升降機構及複數個彈性抵件。升降機構連接吸附元件，並帶動吸附元件及其吸附的第二基板相對於基座升降，彈性抵件連接升降機構，吸附元件吸附第二基板時，第二基板會壓縮彈性抵件，使其處於壓縮狀態，而吸附元件解除對第二基板的吸力時，彈性抵件會由壓縮狀態釋放而伸長，並持續抵接至第二基板，使第二基板離開吸附元件，同時維持第二基板穩定抵貼於基座的放置台上。

本發明的一目的，在於提供一種基板分離裝置，包括一基座及一吸附移動模組，其中基座包括一分離區及一放置區，放置區包括一放置台。吸附移動模組連接基座，且包括一吸附元件、一升降機構、一本體及複數個彈性抵件。升降機構連接吸附元件，並帶動吸附元件及其吸附的第二基板相對於基座升降，本體連接基座及升降機構，並帶動吸附元件及其吸附 的第二基板在分離區及放置區之間位移，彈性抵件連接升降機構。其中，吸附元件吸附位在分離區的第二基板時，第二基板會壓縮彈性抵件，使其處於壓縮狀態。之後，吸附移動模組移動到放置區的上方，升降機構帶動吸附元件及其吸附的第二基板下降，直到第二基板接觸放置台，吸附元件解除對第二基板的吸力並受升降機構帶動而上升，彈性抵件自壓縮狀態釋放而持續抵接至第二基板，使第二基板離開吸附元件，同時維持第二基板穩定抵貼於放置台上。

為了達到上述的目的，本發明提出一種基板分離裝置，包括一基座及一吸附移動模組，基座包括一分離區及一放置區，分離區設置有：一承載單元，適於承載一載板，一加熱單元，用以加熱經鍵合的一第一基板與一第二基板，及一真空單元，用以吸附第一基板，放置區設置有一放置台，吸附移動模組包括：一吸附元件，用以吸附第二基板；一升降機構，連接吸附元件，並帶動吸附元件及其吸附的第二基板相對於基座升降；一本體，連接基座及升降機構，並帶動吸附元件及其吸附的第二基板在分離區及放置區之間位移；及複數個彈性抵件，連接升降機構，其中吸附元件吸附第二基板時，第二基板會壓縮彈性抵件，使其處於一壓縮狀態，而吸附元件解除對第二基板的吸力時，彈性抵件會由該壓縮狀態釋放而伸長，使第二基板離開吸附元件。

所述的基板分離裝置，其中彈性抵件包括一彈性部，連接升降機構，及一接觸部，連接彈性部，用以與第二基板接觸。

所述的基板分離裝置，其中彈性部包括一彈簧。

所述的基板分離裝置，其中吸附移動模組更包括一連接件，連接本體。升降機構透過連接件連接吸附元件，並帶動連接件、吸附元件及其吸附的第二基板相對於本體及基座升降。彈性抵件透過連接件連接升降機構。根據本發明的一些實施例，升降機構包括一液壓元件或一馬達，其連接連接件，並帶動連接件、吸附元件及其吸附的第二基板相對於本體及基座升降。

所述的基板分離裝置，其中複數個彈性抵件圍繞吸附元件設置。

所述的基板分離裝置，具有至少兩個、至少三個或至少四個彈性抵件，其圍繞吸附元件設置。較佳地，所述彈性抵件由該壓縮狀態釋放而伸長時，施加於第二基板的力產生的力矩相互抵銷，使第二基板離開吸附元件時能夠穩定抵貼於放置台上。例如，兩個彈性抵件圍繞吸附元件設置於其兩側，三個或更多個彈性抵件則等間距圍繞吸附元件設置。

所述的基板分離裝置，其中吸附移動模組在分離區的上方，升降機構帶動吸附元件及彈性抵件下降，彈性抵件會抵接至第二基板，升降機構帶動吸附元件繼續下降，彈性抵件由一鬆弛狀態被壓縮，直到吸附元件接觸到第二基板，吸附元件吸附第二基板，或者，吸附移動模組在放置區的上方，升降機構帶動吸附元件及其吸附的第二基板下降，直到第二基板接觸放置台，吸附元件解除對第二基板的吸力並受升降機構帶動而上升，彈性抵件自壓縮狀態釋放而持續抵接至第二基板，使第二基板離開吸附元件。所述的基板分離裝置，其中彈性抵件在鬆弛狀態下會凸出於吸附元件。

所述的基板分離裝置，其中基座包括一軌道，吸附移動模組透過軌道連接基座，並沿著軌道相對於基座位移。

所述的基板分離裝置，其中承載單元包括複數個升降桿及一承載台，升降桿用以承載載板以及放置其上的經鍵合的第一基板及第二基板，並帶動承載的載板、第一基板及第二基板朝承載台靠近，以將載板、第一基板及第二基板放置在承載台。

所述的基板分離裝置，其中載板具有複數個穿孔，真空單元經由載板的複數個穿孔吸附第一基板。

所述的基板分離裝置，其中吸附移動模組的吸附單元吸附位於分離區第二基板，本體帶動吸附元件及其吸附的第二基板相對於第一基板滑動，使第二基板自第一基板分離。

11:基座

111:軌道

13:分離區

131:承載單元

1311:升降桿

1313:承載台

15:放置區

151:放置台

17:吸附移動模組

171:本體

172:軌道

173:升降機構

174:連接件

175:吸附元件

177:彈性抵件

1771:彈性部

1773:接觸部

C:載板

W:第一基板

S:第二基板

[圖1]為本發明一實施例的立體示意圖。

[圖2]為本發明一實施例的立體示意圖。

[圖3]為本發明一實施例的立體示意圖。

[圖4]為本發明一實施例的剖面示意圖。

[圖5]為本發明一實施例的剖面示意圖。

請參閱圖1及圖2，其根據本發明一實施例繪製。如圖所示，基板分離裝置包括一基座11及一吸附移動模組17。基座11包括一分離區13、一放置區15及一軌道111。

分離區13設置有一承載單元131，適於承載一載板C，一加熱單元(圖未示)，用以加熱經鍵合的一第一基板W與一第二基板S，及一真空單元(圖未示)，用以吸附第一基板W。承載單元131包括複數個升降桿1311及一承載台1313。放置區15設置有一放置台151。

在本實施例中，載板C為一SiC載板，第一基板W為一晶圓，第二基板S為一藍寶石基板，但本發明不以此為限。

吸附移動模組17包括一吸附元件175、一升降機構173、一本體171及複數個彈性抵件177。

吸附元件175包括但不限於一真空吸附元件(例如，一真空吸盤)，其用以吸附第二基板S。

升降機構173連接吸附元件175，並帶動吸附元件175及其吸附的第二基板S相對於基座11升降。請配合參閱圖3、圖4及圖5，在本實施例中，吸附移動模組17更包括一連接件174，透過一軌道172連接本體171，升降機構173透過連接件174連接吸附元件175，彈性抵件177透過連接件174連接升降機構173。例如升降機構173包括一液壓元件、馬達、氣缸或螺桿等，並帶動連接件174、吸附元件175及其吸附的第二基板S相對於本體171及基座11升降。

本體171連接升降機構173，並透過軌道111連接基座11，使得吸附移動模組17能夠沿著軌道111相對於基座11位移，其中，本體171帶動吸附元件175及其吸附的第二基板S沿著軌道111在分離區13及放置區15之間位移。

請配合參閱圖4及圖5，彈性抵件177包括一彈性部1771及一接觸部1773。彈性部1771透過連接件174連接升降機構173。接觸部1773則連接彈性部1771，並用以與第二基板S接觸。一般而言，彈性部1771包括一伸縮桿體及一彈簧，彈簧套設於伸縮桿體；接觸部1773則採用適合與第二基板S接觸的材質，例如一塑料。

吸附元件175吸附第二基板S時，第二基板S會壓縮彈性抵件177，使其處於一壓縮狀態，而吸附元件175解除對第二基板S的吸力時，彈性抵件177會由所述壓縮狀態釋放而伸長，使第二基板S離開吸附元件175。請再次參閱圖5，彈性抵件177在其鬆弛狀態下會凸出吸附元件175。如圖所示，彈性抵件177在所述鬆弛狀態下具有一高度h1，而吸附元件175則具有一高度h2，其中h1大於h2。

欲使用基板分離裝置對經鍵合的第一基板W及第二基板S解鍵合時，如圖1所示，先將載板C放置在承載單元131的複數個升降桿1311上(此時升降桿1311處於升起的狀態)，再將經鍵合的第一基板W及第二基板S放置在載板C上，第一基板W朝下，與載板C接觸。升降桿1311下降，帶動承載的載板C、第一基板W及第二基板S朝承載台1313靠近，以將載板C、第一基板W及第二基板S放置在承載台1313。接著，加熱單元(圖未示)加熱第一基板W及第二基板S，使鍵合兩者的黏合劑軟化。

吸附移動模組17沿著軌道111移動至分離區13上方，升降機構173帶動吸附元件175及彈性抵件177下降，彈性抵件177會抵接至第二基板S，升降機構173帶動吸附元件175繼續下降，彈性抵件177由一鬆弛狀態被壓縮，直到吸附元件175接觸到第二基板S，此時，吸附元件175吸附第二基板 S。同時，真空單元(圖未示)亦吸附第一基板W。在本實施例中，載板C具有複數個穿孔(圖未示)，真空單元經由載板C的複數個穿孔吸附第一基板W。

然後，本體171帶動吸附元件175及其吸附的第二基板S相對於第一基板W滑動，使第二基板S自第一基板W分離。請配合參閱圖3、圖4及圖5，吸附移動模組17沿著軌道111移動至放置區15上方，升降機構173帶動吸附元件175及其吸附的第二基板S下降，直到第二基板S接觸放置台151(如圖4所示)，吸附元件175解除對第二基板S的吸力並受升降機構173帶動而上升，彈性抵件177自該壓縮狀態釋放而持續抵接至第二基板S，使第二基板S離開吸附元件175，同時維持第二基板S穩定抵貼於放置台151上(如圖5所示)。

最後，承載單元131的複數個升降桿1311再次升起(此時真空單元的吸力已解除)，帶動承載的載板C及留置其上的第一基板W遠離承載台1313，再由晶圓機器人將載板C及第一基板W移動至清洗機清洗，清洗完畢即完成解鍵合製程。

以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

151:放置台

17:吸附移動模組

171:本體

173:升降機構

174:連接件

175:吸附元件

177:彈性抵件

1771:彈性部

1773:接觸部

S:第二基板

Claims (9)

1. 一種基板分離裝置，包括：一基座，包括：一分離區，設置有一承載單元，適於承載一載板；一加熱單元，用以加熱一第一基板與一第二基板，其中該第一基板與該第二基板互相鍵合；及一真空單元，用以吸附該第一基板；及一放置區，設置有一放置台；及一吸附移動模組，包括：一吸附元件，用以吸附該第二基板；一升降機構，連接該吸附元件，並帶動該吸附元件及其吸附的該第二基板相對於該基座升降；一本體，連接該基座及該升降機構，並帶動該吸附元件及其吸附的該第二基板在該分離區及該放置區之間位移；及複數個彈性抵件，連接該升降機構，其中該吸附元件吸附該第二基板時，該第二基板會壓縮該彈性抵件，使其處於一壓縮狀態，而該吸附元件解除對該第二基板的吸力時，該彈性抵件會由該壓縮狀態釋放而伸長，使該第二基板離開該吸附元件，其中該彈性抵件包括：一彈性部，連接該升降機構；及一接觸部，連接該彈性部，用以與該第二基板接觸。
2. 如請求項1所述的基板分離裝置，其中該彈性部包括一彈簧。
3. 一種基板分離裝置，包括：一基座，包括： 一分離區，設置有一承載單元，適於承載一載板；一加熱單元，用以加熱一第一基板與一第二基板，其中該第一基板與該第二基板互相鍵合；及一真空單元，用以吸附該第一基板；及一放置區，設置有一放置台；及一吸附移動模組，包括：一吸附元件，用以吸附該第二基板；一升降機構，連接該吸附元件，並帶動該吸附元件及其吸附的該第二基板相對於該基座升降；一本體，連接該基座及該升降機構，並帶動該吸附元件及其吸附的該第二基板在該分離區及該放置區之間位移；及複數個彈性抵件，連接該升降機構，其中該吸附元件吸附該第二基板時，該第二基板會壓縮該彈性抵件，使其處於一壓縮狀態，而該吸附元件解除對該第二基板的吸力時，該彈性抵件會由該壓縮狀態釋放而伸長，使該第二基板離開該吸附元件，其中該複數個彈性抵件圍繞該吸附元件設置。
4. 一種基板分離裝置，包括：一基座，包括：一分離區，設置有一承載單元，適於承載一載板；一加熱單元，用以加熱一第一基板與一第二基板，其中該第一基板與該第二基板互相鍵合；及一真空單元，用以吸附該第一基板；及一放置區，設置有一放置台；及一吸附移動模組，包括：一吸附元件，用以吸附該第二基板； 一升降機構，連接該吸附元件，並帶動該吸附元件及其吸附的該第二基板相對於該基座升降；一本體，連接該基座及該升降機構，並帶動該吸附元件及其吸附的該第二基板在該分離區及該放置區之間位移；及複數個彈性抵件，連接該升降機構，其中該吸附元件吸附該第二基板時，該第二基板會壓縮該彈性抵件，使其處於一壓縮狀態，而該吸附元件解除對該第二基板的吸力時，該彈性抵件會由該壓縮狀態釋放而伸長，使該第二基板離開該吸附元件，其中：該吸附移動模組在該分離區的上方，該升降機構帶動該吸附元件及該彈性抵件下降，該彈性抵件會抵接至該第二基板，該升降機構帶動該吸附元件繼續下降，該彈性抵件由一鬆弛狀態被壓縮，直到該吸附元件接觸到該第二基板，該吸附元件吸附該第二基板；或該吸附移動模組在該放置區的上方，該升降機構帶動該吸附元件及其吸附的該第二基板下降，直到該第二基板接觸該放置台，該吸附元件解除對該第二基板的吸力並受該升降機構帶動而上升，該彈性抵件自該壓縮狀態釋放而持續抵接至該第二基板，使該第二基板離開該吸附元件。
5. 如請求項4所述的基板分離裝置，其中該彈性抵件在該鬆弛狀態下會凸出該吸附元件。
6. 一種基板分離裝置，包括：一基座，包括：一分離區，設置有一承載單元，適於承載一載板；一加熱單元，用以加熱一第一基板與一第二基板，其中該第一基板與該第二基板互相鍵合；及一真空單元，用以吸附該第一基板；及一放置區，設置有一放置台；及 一吸附移動模組，包括：一吸附元件，用以吸附該第二基板；一升降機構，連接該吸附元件，並帶動該吸附元件及其吸附的該第二基板相對於該基座升降；一本體，連接該基座及該升降機構，並帶動該吸附元件及其吸附的該第二基板在該分離區及該放置區之間位移；及複數個彈性抵件，連接該升降機構，其中該吸附元件吸附該第二基板時，該第二基板會壓縮該彈性抵件，使其處於一壓縮狀態，而該吸附元件解除對該第二基板的吸力時，該彈性抵件會由該壓縮狀態釋放而伸長，使該第二基板離開該吸附元件，其中該基座包括一軌道，該吸附移動模組透過該軌道連接該基座，並沿著該軌道相對於該基座位移。
7. 一種基板分離裝置，包括：一基座，包括：一分離區，設置有一承載單元，適於承載一載板；一加熱單元，用以加熱一第一基板與一第二基板，其中該第一基板與該第二基板互相鍵合；及一真空單元，用以吸附該第一基板；及一放置區，設置有一放置台；及一吸附移動模組，包括：一吸附元件，用以吸附該第二基板；一升降機構，連接該吸附元件，並帶動該吸附元件及其吸附的該第二基板相對於該基座升降；一本體，連接該基座及該升降機構，並帶動該吸附元件及其吸附的該第二基板在該分離區及該放置區之間位移；及 複數個彈性抵件，連接該升降機構，其中該吸附元件吸附該第二基板時，該第二基板會壓縮該彈性抵件，使其處於一壓縮狀態，而該吸附元件解除對該第二基板的吸力時，該彈性抵件會由該壓縮狀態釋放而伸長，使該第二基板離開該吸附元件，其中該承載單元包括複數個升降桿及一承載台，該升降桿用以承載該載板以及放置其上的該第一基板及該第二基板，並帶動承載的該載板、該第一基板及該第二基板朝該承載台靠近，以將該載板、該第一基板及該第二基板放置在該承載台。
8. 一種基板分離裝置，包括：一基座，包括：一分離區，設置有一承載單元，適於承載一載板；一加熱單元，用以加熱一第一基板與一第二基板，其中該第一基板與該第二基板互相鍵合；及一真空單元，用以吸附該第一基板；及一放置區，設置有一放置台；及一吸附移動模組，包括：一吸附元件，用以吸附該第二基板；一升降機構，連接該吸附元件，並帶動該吸附元件及其吸附的該第二基板相對於該基座升降；一本體，連接該基座及該升降機構，並帶動該吸附元件及其吸附的該第二基板在該分離區及該放置區之間位移；及複數個彈性抵件，連接該升降機構，其中該吸附元件吸附該第二基板時，該第二基板會壓縮該彈性抵件，使其處於一壓縮狀態，而該吸附元件解除對該第二基板的吸力時，該彈性抵件會由該壓縮狀態釋放而伸長，使該第二基板離開該吸附元件，其中該載板具有複數個穿孔，該真空單元經由該載板的該複數個穿孔吸附該第一基板。
9. 一種基板分離裝置，包括：一基座，包括：一分離區，設置有一承載單元，適於承載一載板；一加熱單元，用以加熱一第一基板與一第二基板，其中該第一基板與該第二基板互相鍵合；及一真空單元，用以吸附該第一基板；及一放置區，設置有一放置台；及一吸附移動模組，包括：一吸附元件，用以吸附該第二基板；一升降機構，連接該吸附元件，並帶動該吸附元件及其吸附的該第二基板相對於該基座升降；一本體，連接該基座及該升降機構，並帶動該吸附元件及其吸附的該第二基板在該分離區及該放置區之間位移；及複數個彈性抵件，連接該升降機構，其中該吸附元件吸附該第二基板時，該第二基板會壓縮該彈性抵件，使其處於一壓縮狀態，而該吸附元件解除對該第二基板的吸力時，該彈性抵件會由該壓縮狀態釋放而伸長，使該第二基板離開該吸附元件，其中該吸附移動模組的該吸附單元吸附位於該分離區的該第二基板，該本體帶動該吸附元件及其吸附的該第二基板相對於該第一基板滑動，使該第二基板自該第一基板分離。

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