一种半导体元件的整合式制造设备及其制造方法，包括轨道装置、夹持机构、晶圆载台、封装载体收容装置、封装载体取放装置、点胶装置及晶粒取放装置。轨道装置包含第一轨道、第二轨道与轨道转换机构，以及封装载体点胶区及粘晶区。夹持机构可夹持封装载体于轨道装置上分度移动，晶圆载台可承载含有多个晶粒的晶圆，封装载体收容装置包含有多个弹匣，各弹匣内可放置多个封装载体，封装载体取放装置将封装载体移动于夹持机构及封装载体收容装置之间，点胶装置设置于轨道装置的封装载体点胶区上方，晶粒取放装置设置轨道装置的粘晶区上方。
一轨道装置，包含第一轨道、第二轨道与轨道转换机构，该轨道转换机构设置于该第一轨道及该第二轨道的一端，并移动于该第一轨道及该第二轨道之间，该轨道装置进一步设置有一封装载体点胶区及一粘晶区；
夹持机构，该夹持机构设置于该轨道机构上，该夹持机构可夹持一封装载体，并分度移动至于该轨道装置上的该封装载体点胶区、该粘晶区、该轨道转换机构及该第二轨道；
一晶圆载台，设置于该轨道装置的一侧、且邻近该粘晶区，该晶圆载台承载一晶圆，该晶圆包含有多个晶粒，所述晶粒分属于至少两个晶粒等级；
一封装载体收容装置，设置于该轨道装置的一端，该封装载体收容装置包含有多个弹匣，各弹匣内可放置多个封装载体；
一封装载体取放装置，设置于该轨道装置与该封装载体收容装置之间，该封装载体取放装置用以移动该封装载体于该轨道机构及该封装载体收容装置的弹匣之间；
至少一点胶装置，设置于该轨道装置的封装载体点胶区，用以提供粘胶于该封装载体点胶区的该夹持机构的封装载体上；以及一晶粒取放装置，设置于该晶圆载台与该轨道装置的粘晶区上方，用以将该晶圆载台上的晶粒移动至位于该粘晶区的该夹持机构的封装载体上。
2.依据权利要求1所述的半导体元件的整合式制造设备，其中该封装载体取放装置包含一双轴移动平台及与其连接的一取放机构，由此使该取放机构于一垂直平面上移动。
3.依据权利要求1所述的半导体元件的整合式制造设备，进一步包含一固化平台，设置于该轨道装置且邻近该粘晶区，以将封装载体及粘着于其上的晶粒施以一固化程序。
4.依据权利要求1所述的半导体元件的整合式制造设备，进一步包含一封装载体堆栈装置及一封装载体抓取装置，该封装载体堆栈装置设置于该轨道装置的一侧，该封装载体堆栈装置堆栈有多个封装载体，该封装载体抓取装置设置于该封装载体点胶区与该封装载体堆栈装置之间，用以将封装载体移动至该轨道装置上的夹持机构。
5.依据权利要求1所述的半导体元件的整合式制造设备，进一步包含有一控制装置，该控制装置控制该封装载体取放装置自封装载体容置装置的特定位置取出及置入该封装载体。
6.依据权利要求1所述的半导体元件的整合式制造设备，进一步包含有一晶圆提篮升降机构及一晶圆移载机构，该晶圆提篮升降机构设置于该晶圆载台的一侧，该晶圆载机构设置于该晶圆提篮升降机构及该晶圆载台之间。
提供一封装载体收容装置，该封装载体收容装置包含有多个弹匣，各弹匣内可放置多个封装载体；提供一封装载体取放装置，该封装载体取放装置用以将封装载体自该弹匣中取出；
提供一轨道装置，该轨道装置包含第一轨道、第二轨道、与轨道转换机构，该轨道转换机构用以连结第一轨道及第二轨道，该轨道装置进一步设置有一封装载体点胶区及一粘晶区；
提供一夹持机构，该夹持机构设置于该轨道机构上，该夹持机构可夹持一封装载体，并分度移动至于该轨道装置上的该封装载体点胶区、该粘晶区、该轨道转换机构及该第二轨道；
该封装载体取放装置自该弹匣中取出封装载体放置于该夹持机构上，该夹持机构夹持该封装载体移动至该封装载体点胶区；
提供至少一点胶装置，该点胶装置提供粘胶于位于该封装载体点胶区的该封装载体上；
提供一晶圆载台，该晶圆载台承载一晶圆，该晶圆包含有多个晶粒，该晶粒分属于至少两个晶粒等级，提供一晶粒取放装置，该晶粒取放装置自该晶圆上拾取具有特定等级的该晶粒，再放置于位于该粘晶区的封装载体上；
该夹持机构夹持粘有该晶粒的该封装载体移动至该封装载体取放装置；以及该封装载体取放装置将粘有该晶粒的该封装载体移动至该弹匣中。
8.依据权利要求7所述的半导体元件的整合式制造方法，进一步包含一固化程序，该轨道装置邻近该粘晶区设有一固化平台，以将该晶粒稳固于该封装载体上。
9.依据权利要求7所述的半导体元件的整合式制造方法，进一步包含由一控制装置控制该封装载体取放装置自该封装载体容置装置特定位置，取出及置入该封装载体。
10.依据权利要求7所述的半导体元件的整合式制造方法，进一步包含一晶圆加载及移出步骤，包括提供一晶圆提篮升降机构及一晶圆移载机构，该晶圆提篮升降机构用以容置一晶圆容置装置，该晶圆容置装置内承载多片晶圆，该晶圆移载机构自该晶圆容置装置中将该晶圆移载至该晶圆载台，并自该晶圆载台将该晶圆移载至该晶圆容置装置中。
半导体元件的整合式制造设备及其制造方法
技术领域
[0001] 本发明是有关一种半导体元件的整合式制造设备及其制造方法，特别是一种可在单一设备上完成半导体晶粒分级及粘晶工艺的整合式制造设备及制造方法。
背景技术
[0002] 在传统已知的半导体工艺中，晶圆经光罩蚀刻、研磨、切割后，即进行晶圆测试的程序，所谓晶圆测试是通过测试机台针对晶圆上每一颗晶粒测试其功能(例如LED晶粒需测试其亮度，逻辑IC需测试其信号、电性等)，以判别每个晶粒的等级，之后再通过分类机将晶圆上不同等级的晶粒予以分类包装，然后再进入下一阶段粘晶(die bond)、打线(wire bond)、灌胶(Encapsulation)等封装工艺。然而，由于分类机与粘晶机为两种不同的机台，因此在分类机将晶粒分类包装后，需要进行包装品质的检测、晶粒数量的计算…等转换机台所需的程序，在这些转换机台的程序中往往都需要大量的人力，不仅耗费时间，更增加人力成本的支出。此外，经包装后的晶粒在进行粘晶工艺前需将包装拆除，而拆除后的包装耗材便无法再回收使用，如此一来，不仅花费包装耗材的成本，更产生大量废弃物的问题，对于环境保护及垃圾减量产生莫大的威胁。
[0003] 另外，在前述制造过程中，为了使生产流程能更加顺畅，通常分类机与粘晶机的机台数量在配置上要相当，才能使得分类及粘晶的工艺不会因为机台不足，而耗费等待的时间，但如此一来，便需花费大量金钱购置分类机及粘晶机，同时需要有足够大的厂房及无尘室放置这些机台，造成更多的成本花费。
[0004] 此外，一般半导体经过测试后，通常会依照其特性区分成2-4类不等，然而，若是发光二极管的半导体，往往需要更多的分类，甚至依照其亮度、波长…等特性不同可区分到100类以上，因此利用传统的分类机及粘晶机进行分类与粘晶的工艺，则需耗费更庞大的人力。
[0005] 有鉴于上述种种问题，因此业界亟需提出一种整合式的半导体机台，以符合半导体产业快速发展的产业生态。
发明内容
[0006] 为解决上述的问题，因此本发明提出一种半导体元件的整合式制造设备，包括轨道装置、夹持机构、晶圆载台、封装载体收容装置、封装载体取放装置、点胶装置及晶粒取放装置。轨道装置，包含第一轨道、第二轨道与轨道转换机构，轨道转换机构设置于第一轨道及第二轨道的一端，用以连接第一轨道及第二轨道，同时，轨道装置进一步设置有封装载体点胶区及粘晶区。夹持机构设置于轨道装置上，夹持机构可夹持封装载体，并可于分度移动于轨道装置上的封装载体点胶区、粘晶区、轨道转换机构及第二轨道。晶圆载台，设置于轨道装置的一侧且邻近粘晶区，晶圆载台承载包含有多个晶粒的晶圆，其中各晶粒分属于至少两个晶粒等级。封装载体收容装置，设置于轨道装置的一端，封装载体收容装置包含有多个弹匣，各弹匣内可放置多个封装载体。封装载体取放装置，设置于轨道装置与封装载体收容装置之间，封装载体取放装置用以将封装载体移动于轨道装置及封装载体收容装置的弹匣之间。至少一点胶装置，设置于轨道装置的封装载体点胶区，用以提供粘胶于封装载体点胶区的夹持机构的封装载体上。晶粒取放装置设置于晶圆载台与轨道装置的粘晶区上方，用以将晶圆载台上的晶粒移动至位于粘晶区的夹持机构的封装载体上。
[0007] 因此，本发明的主要目的在于提出一种半导体元件的整合式制造设备，由于在轨道装置上设置有封装载体点胶区及粘晶区，因此由封装载体取放装置由晶圆上拾取特定等级的晶粒，直接放置于粘晶区的封装载体上，同时完成分级与粘晶的工艺，使原本需两台机台的工艺可在同一机台上完成，可简化工艺与减少机台购置的成本。
[0008] 本发明的再一目的在于提出一种半导体元件的整合式制造设备，由于在单一机台中整合分级与粘晶的工艺，因此可有效减少分级工艺转换至粘晶工艺过程中包装耗材浪费，降低生产过程中废弃物的产生。
[0009] 本发明的又一目的在于提出一种半导体元件的整合式制造设备，由于在单一机台中整合分级与粘晶工艺，因此可有效减少半导体工艺中所需的人力。
[0010] 本发明的又一目的在于提出一种半导体元件的整合式制造设备，由于在单一机台中整合分级与粘晶工艺，因此可减少由分级工艺转换至粘晶工艺过程中时间的浪费，有效提升产能。
[0011] 此外，本发明再提出一种半导体元件的整合式制造方法，包括提供封装载体收容装置，封装载体收容装置包含有多个弹匣，各弹匣内可放置多个封装载体。提供封装载体取放装置，封装载体取放装置用以将封装载体自弹匣中取出。提供轨道装置，包含第一轨道、第二轨道、与轨道转换机构，轨道转换机构用以连结第一轨道及第二轨道，轨道机构进一步设置有封装载体点胶区及粘晶区。提供夹持机构，各夹持机构可夹持封装载体分度移动于轨道装置上的封装载体点胶区、粘晶区、轨道转换机构及第二轨道。该封装载体取放装置自弹匣中取出封装载体放置于夹持机构上，夹持机构夹持封装载体移动至封装载体点胶区。提供点胶装置，点胶装置可提供粘胶于位于封装载体点胶区的封装载体上。夹持机构夹持封装载体移动至粘晶区。提供晶圆载台，晶圆载台承载晶圆，晶圆包含有多个晶粒，晶粒分属于至少两个晶粒等级。提供晶粒取放装置，晶粒取放装置自晶圆上拾取具有特定等级的晶粒放置于位于粘晶区的封装载体上。夹持机构夹持粘有晶粒的封装载体移动至封装载体取放装置，封装载体取放装置将粘有晶粒的该封装载体移动至弹匣中。
[0012] 因此，本发明的主要目的在于提出一种半导体元件的整合式制造方法，由于在轨道装置上设置有封装载体点胶区及粘晶区，因此由封装载体取放装置由晶圆上拾取特定等级的晶粒，直接放置于粘晶区的封装载体上，同时完成分级与粘晶的工艺，使原本需两台机台的工艺可在同一机台上完成，减少机台购置的成本。
[0013] 本发明的再一目的在于提出一种半导体元件的整合式制造方法，由于在单一机台中整合分级与粘晶的工艺，因此可有效减少分级工艺转换至粘晶工艺过程中包装耗材浪费，降低生产过程中废弃物的产生。
[0014] 本发明的又一目的在于提出一种半导体元件的整合式制造方法，由于在单一机台中整合分级与粘晶工艺，因此可有效减少半导体工艺中所需的人力。
[0015] 本发明的又一目的在于提出一种半导体元件的整合式制造方法，由于在单一机台中整合分级与粘晶工艺，因此可减少由分级工艺转换至粘晶工艺过程中时间的浪费，有效提升产能。
附图说明
[0016] 由于本发明主要是揭露一种半导体元件的整合式制造设备及其制造方法，其中所提及半导体元件制造原理，已为相关技术领域具有通常知识者所能明了，故以下文中的说明，不再作完整描述。同时，以下文中所对照的附图，是表达与本发明特征有关的结构示意，并未亦不需要依据实际尺寸完整绘制，其中：
[0017] 图1是本发明的半导体元件的整合式制造设备示意图。
[0018] 图2是本发明封装载体收容装置及封装载体取放装置示意图。
[0019] 图3是本发明的半导体元件的整合式制造设备示意图。
[0020] 图4A是本发明的半导体元件的整合式制造方法流程图。
[0021] 图4B是本发明的半导体元件的整合式制造方法流程图。
具体实施方式
[0022] 请参考图1，为本发明的半导体元件的整合式制造设备示意图。半导体元件的整合式制造设备包括轨道装置11、夹持机构12、晶圆载台13、封装载体收容装置14、封装载体取放装置15、多个点胶装置16及晶粒取放装置17。轨道装置11包含第一轨道111、第二轨道112与轨道转换机构113，第一轨道111及第二轨道112是平行设置，轨道转换机构113是设置于第一轨道111及第二轨道112的一端，且可移动于第一轨道111及第二轨道112之间，用以将封装载体10自第一轨道111移动至第二轨道112，此外，轨道装置11还设置有封装载体点胶区116及粘晶区117。夹持机构12，设置于轨道装置11上，且可夹持封装载体10分度移动于轨道装置11上的封装载体点胶区116、粘晶区117、轨道转换机构113及第二轨道112，同时，由轨道转换机构113可将封装载体10由第一轨道111转换至第二轨道112，再通过第二轨道112上的夹持机构12将封装载体10传送回封装载体取放装置15。晶圆载台13，设置于轨道装置11的一侧且邻近轨道装置11的粘晶区116，晶圆载台13承载包含有多个晶粒131的晶圆130，每个晶粒131分属于至少两个晶粒等级。点胶装置16设置于轨道装置11的封装载体点胶区116，在本实施例中，点胶装置16的数量为两个，可用以提供粘胶给位于封装载体点胶区116的夹持机构12的封装载体10上。晶粒取放装置17设置于晶圆载台13与轨道装置11的粘晶区117上方，用以将晶圆载台13上晶圆130中的晶粒131移动至位于粘晶区117的夹持机构12的封装载体10上，由于此时封装载体10上已有点胶装置16所提供的粘胶，因此通过晶粒取放装置17在放置晶粒131于封装载体10上时，同时进行粘晶的工艺。本发明进一步还包含有固化平台18，设置在轨道装置11且邻近于粘晶区117，可以将粘着完芯片的封装载体10进行加热或光照等固化程序。
[0023] 请同时参考图1及图2，封装载体收容装置14，设置于轨道装置11的一端，封装载体收容装置14包含有多个弹匣141，每个弹匣141中可容置多个封装载体10。封装载体取放装置15，设置于轨道装置11与封装载体收容装置14之间，包含双轴移动平台151及与其连接的取放机构152，由双轴移动平台151使取放机构152可在垂直平面上移动，同时，封装载体取放装置15可将封装载体10藉由取放机构152自封装载体收容装置14中的弹匣141取出，并将封装载体10移动至轨道装置11上的夹持机构12。
[0024] 在进行分级与粘晶工艺时，封装载体10首先是如前所述地自封装载体收容装置14的弹匣141中，由取放机构152将的取出放置于双轴移动平台151上。载有封装载体10的双轴移动平台151则移动至靠近轨道装置11处，并将封装载体10移动至轨道装置11上的夹持机构12上。之后，载有封装载体10的夹持机构12沿着轨道装置11的第一轨道111，移动至封装载体点胶区116。此时由点胶装置16提供胶体给停留在封装载体点胶区116的封装载体10上，接着，夹持机构12再沿第一轨道111将封装载体10移动至粘晶区117，晶粒取放装置17自晶圆载台13上的晶圆130中，拾取出具有特定特性的晶粒131，再将具有特定特性的晶粒131放置到位于粘晶区117的封装载体10上进行粘合。之后，夹持机构
12再将粘有晶粒131的封装载体10移动至固化平台18，通过固化平台18进行加热、光照等固化程序，使晶粒131能稳固在封装载体10上，接着，夹持机构12将封装载体10移动至轨道转换机构113，由轨道转换机构113将封装载体10移动至第二轨道112，接着封装载体
10夹持于夹持机构12上沿着第二轨道112移动至靠近封装载体取放装置15的一端，由封装载体取放装置15将粘固有晶粒131的封装载体10自的第二轨道112的夹持机构12移动至弹匣141中。
[0025] 请参考图3，在本发明半导体元件的整合式制造设备中，可进一步设置封装载体堆栈装置21及封装载体抓取装置22。封装载体堆栈装置21设置于轨道装置11的一侧且邻近封装载体点胶区116，封装载体堆栈装置21可堆栈容置多个封装载体10。封装载体抓取装置22，设置于封装载体点胶区116与封装载体堆栈装置21之间，可用以将封装载体10抓取至轨道装置11上的夹持机构12，再由夹持机构12沿第一轨道111移动，以完成点胶及粘晶等工艺。此外，本发明还可再进一步设置控制装置19，控制装置19可控制封装载体取放装置15自封装在载体容置装置14中的特定位置取出封装载体10，再控制封装载体取放装置15将粘有晶粒131的封装载体10置入原本取出的位置，或者另外特定的位置中。再更进一步地，本发明尚设置有晶圆提篮升降机构31及晶圆移载机构32，其中，晶圆提篮升降机构31设置在晶圆载台13的一侧，同时晶圆提篮升降机构31中可晶圆容置装置(未图标)，晶圆容置装置可为晶舟或晶圆提篮，在晶圆容置装置中可放置有多片的晶圆130，而晶圆移载机构32设置在晶圆提篮升降机构31与晶圆载台13之间，主要是用以将晶圆容置装置中的晶圆130移载至晶圆载台13上，使晶粒取放装置17能自晶圆载台13上的晶圆130拾取特定等级的晶粒131以进行后续工艺，待拾取完特定等级的晶粒131后，再由晶圆移载机构32将晶圆130自晶圆载台13上移载至晶圆容置装置中。此外，在弹匣141或封装载体10上则可搭载信息标签(未图标)，以便控制装置19辨识并纪录此封装载体10的存放位置以及粘放晶粒情形。前述信息标签可以是有色标签、一维条形码、二维条形码或RFID标签等可以机械扫瞄读取的标签。
[0026] 参考图4，为本发明半导体元件的整合式制造方法流程图。首先如步骤401：提供封装载体收容装置，封装载体收容装置包含有多个弹匣，各弹匣内可放置多个封装载体。如步骤402：提供封装载体取放装置，封装载体取放装置可将封装载体自弹匣中取出。如步骤403：提供轨道装置，包含第一轨道、第二轨道、与轨道转换机构，轨道转换机构可连结第一轨道及第二轨道，此外，轨道机构进一步设置有封装载体点胶区及粘晶区。如步骤404：提供多个夹持机构，各夹持机构可于轨道装置上移动。步骤405：封装载体取放装置自弹匣中取出封装载体放置于夹持机构上，夹持机构夹持封装载体移动至封装载体点胶区。步骤
406：提供点胶装置，点胶装置提供粘胶于位于封装载体点胶区的封装载体上。步骤407：夹持机构夹持封装载体移动至粘晶区。步骤408：提供晶圆载台，晶圆载台承载晶圆，晶圆包含有多个晶粒，晶粒分属于至少两个晶粒等级。步骤409：提供晶粒取放装置，晶粒取放装置自晶圆上拾取具有特定等级的晶粒放置于位于粘晶区的封装载体上。步骤410：夹持机构夹持粘有晶粒的封装载体移动至封装载体取放装置。步骤411：封装载体取放装置将粘有晶粒的该封装载体移动至弹匣中。
[0027] 本发明所述的半导体元件的整合式制造方法，在步骤409之后可进一步包含一固化程序，在轨道装置邻近粘晶区的位置可设有固化平台，以将晶粒稳固于封装载体上。此外，本发明的半导体元件的整合式制造方法的步骤中，进一步包含控制装置控制步骤405中的封装载体取放装置，自特定位置的弹匣中取出封装载体，以及步骤411中的封装载体取放装置将封装载体置入弹匣特定位置中。再者，本发明所述的半导体元件的整合式制造方法中，可再进一步包含晶圆加载及移出步骤，主要是由晶圆提篮升降机构及晶圆移载机构，将晶圆加载或移出晶圆载台，晶圆提篮升降机构用可容置晶圆容置装置，晶圆容置装置可为晶舟或晶圆提篮，在晶圆容置装置中可承载多片的晶圆，晶圆移载机构可自晶圆容置装置中中将晶圆移载至晶圆载台，并自晶圆载台将晶圆移载至晶圆容置装置中。
[0028] 上述本发明半导体元件的整合式制造设备及其制造方法中所应用的封装载体10，可为导线架或印刷电路板或陶瓷基板，在此并不加以限定。
[0029] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的权利范围；同时以上的描述，对于相关技术领域的专门人士应可明了及实施，因此其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在权利要求范围中。
