CN102120380B - 贴膜方法和贴膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种贴膜方法，其特征在于，使用真空吸附装置移动薄膜使薄膜覆盖在晶圆上；使用压紧装置按压薄膜，使薄膜贴覆在晶圆表面。使用本发明方法可以节省胶膜，而且节省了工序，提高了贴膜效率，且还可以提高贴膜品质。

Description

贴膜方法和贴膜装置

技术领域

本发明涉及一种贴膜方法和贴膜装置。尤其涉及一种在半导体生产领域使用的贴膜方法和贴膜装置。

背景技术

以晶圆贴膜为例，如图1所示为一种贴膜装置，包括基座101，基座101中部设置有用于支撑晶圆的台盘（图中未示出），晶圆102放在基座101的台盘上。胶膜103卷成空心圆柱体状，套装在一个可转动的滚筒1031上。滚筒1031放置在基座101的一侧。在滚筒1031与基座101中间装有一夹子104。夹子104工作原理与日常生活用的夹子相似。在胶膜103的上方安装有滚轮105，滚轮105与夹子104可同步水平方向移动。滚轮105与夹子104可沿着导轨移动，水平方向的移动行程使夹子104能够夹持胶膜103使其覆盖基座101。

在开始贴膜时，夹子104闭合夹住胶膜103的边缘，沿着导轨移动，将薄膜103副盖在晶圆102上，滚轮105下降将胶膜103压在晶圆102和台盘1011上。滚轮105沿着导轨前后往复移动，按压薄膜103，使胶膜103紧密粘贴在晶圆102上，完成一次贴膜。夹子104打开，解除对胶膜103的夹持力。夹子104退回至图1所示的贴膜前的位置，夹子104重新闭合夹住胶膜103，准备下一次贴膜。切割刀106沿胶膜103宽度方向移动，将胶膜103切断。一次贴膜过程完毕。

台盘102必须固定在基座101上，基座101的长度和宽度都大于台盘102的直径。受制于夹子104的结构，采用图1中的装置贴膜的不足主要在于胶膜103浪费量较大，胶膜103没有得到完全的利用。如图2所示为图1中的夹子结构示意图及使用原理分析图；夹子104结构与钳子类似，由2块夹棍（1041，1042）组成。两个夹子104沿胶膜宽度方向分别夹住胶膜两边缘。夹子104打开时，夹棍向下打开，因此夹子104在基座101正上方时打开会受到基座101的阻挡，无法顺利打开。如要使夹子104打开后能够顺利回复至图1所示的基座101右侧，一种情况是如图2所示，胶膜103的宽度必须大于基座101的宽度。这样，在夹子104回复至开始贴膜前的位置时，胶膜103始终位于夹子104的两个夹棍（1041，1042）之间。这样贴膜时，被拉出的胶膜103沿长度方向正好覆盖在晶圆边缘即可，胶膜沿长度方向无浪费，但沿宽度方向浪费较大。第二种情况是，如果胶膜103的宽度小于基座101的宽度，则即使夹子104打开，由于胶膜103已经贴覆在晶圆102上，在夹子104回复至开始贴膜前的位置过程中，要么会受到贴附在晶圆102上的胶膜阻挡；要么就会使胶膜103宽度方向的两侧边缘从夹子104脱离，即使夹子104回复至开始贴膜前的位置，也无法顺利夹住胶膜103，会影响下一次贴膜。即使不存在这些不利影响，胶膜在宽度方向的浪费少了，但长度方向，胶膜必须越过晶圆。所以，存在胶膜沿长度方向浪费的情况。使用图1中的贴膜装置，无论使用哪种方法，都不可避免浪费胶膜。

基于以上分析可见，实际需要贴覆的胶膜在长度和宽度方向只要与晶圆直径相同即可。而以上的贴膜装置和方法，由于夹子104的结构特点，覆盖在晶圆102上的胶膜的长度和宽度必须与基座相匹配，而不是与晶圆直径匹配。这样就势必造成在胶膜长度方向和宽度方向大于晶圆直径的胶膜无法使用，只能在后续处理程序中切除，浪费量很大，增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可减少浪费的贴膜方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

贴膜方法，其特征在于，使用真空吸附装置移动薄膜使薄膜覆盖在晶圆上；使用压紧装置按压薄膜，使薄膜贴覆在晶圆表面。

优选地是，使用真空吸附装置吸附将薄膜的边缘固定在真空吸附装置上；移动真空吸附装置使薄膜覆盖在晶圆上；使用压紧装置按压薄膜，使薄膜贴覆在晶圆表面。

优选地是，使用夹膜装置夹持薄膜，夹膜装置与真空吸附装置同步移动，共同使薄膜覆盖在晶圆上。

优选地是，使薄膜贴覆在晶圆表面后，将贴覆在晶圆上的薄膜与未贴覆在晶圆上的薄膜切断。

优选地是，在切断薄膜之前，移动真空吸附装置使真空吸附装置将未贴覆在晶圆上的薄膜吸附固定，在真空吸附装置与晶圆之间将薄膜切断。

本发明的另一个目的是提供一种可避免浪费的贴膜装置。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

贴膜装置，其特征在于，包括真空吸附装置，所述真空吸附装置包括吸嘴，所述吸嘴与抽真空装置联通；所述吸嘴可沿水平方向移动地安装。

优选地是，还包括用于放置晶圆的台盘，所述台盘设置在吸嘴下方，吸嘴的水平方向移动的行程大小使其能够将薄膜覆盖在台盘上放置的晶圆上。

优选地是，所述的台盘设置在基座上。

优选地是，还包括滚轮，所述滚轮可转动地安装于滚轮轴上，滚轮轴可沿水平方向移动地安装，滚轮轴的移动行程使其能够对覆盖在晶圆上的薄膜施加压力。

优选地是，所述滚轮轴可沿竖直方向移动地安装。

优选地是，还包括有用于切割薄膜的切割刀。

优选地是，所述切割刀可沿薄膜宽度方向移动地安装。

优选地是，所述切割刀可沿水平方向与吸嘴同步移动地安装，吸嘴设置于切割刀与滚轮之间。

优选地是，所述吸嘴与滚轮可同步移动地安装或吸嘴、滚轮与切割刀可同步移动地安装。

优选地是，还包括两个间隔设置的机架板，机架板可沿水平方向移动地安装；第一横杆两端分别连接在一个机架板上；第一横杆上安装有吸嘴，吸嘴与抽真空装置联通；滚轮可转动地安装于滚轮轴上，滚轮轴两端分别连接在一个机架板上。

优选地是，所述的两个机架板平行设置。

优选地是，所述的第一横杆可沿竖直方向移动地安装于机架板上。

优选地是，所述的机架板上设置有第一气缸，第一气缸设置有输出杆；所述输出杆与第一横杆相配合驱动第一横杆沿竖直方向移动。

优选地是，所述的机架板上设置有第二气缸，第二气缸设置有输出杆，滚轮轴至少一端与第二气缸的输出杆相配合，第二气缸的输出杆驱动滚轮轴沿竖直方向移动。

优选地是，所述机架板上还安装有夹膜装置，所述夹膜装置设置有可允许薄膜穿过的狭缝，夹膜装置设置在滚轮上方。

优选地是，所述的夹膜装置的狭缝大小可调。

优选地是，所述的夹膜装置沿薄膜宽度方向可全部夹住薄膜。

优选地是，所述的夹膜装置包括固定杆和支撑杆，固定杆与支撑杆之间的间隙为狭缝；所述支撑杆为圆柱形，固定杆设置有内凹槽与支撑杆相配合；所述机架板上设置有第三气缸，第三气缸设置有输出杆，支撑杆的端部与第三气缸的输出杆相配合，由第三气缸的输出杆驱动支撑杆靠近或远离固定杆，以调节狭缝的大小。

优选地是，所述机架板上还设置有第二横杆，第二横杆上设置有可沿薄膜宽度方向移动的刀架，刀架下端设置有切割刀。

优选地是，所述机架板与丝杆螺纹配合，所述丝杆与电机主轴连接，由电机主轴驱动丝杆转动。

优选地是，还包括导轨，所述的机架板下端设置有导向槽；导向槽与导轨相配合。

本发明具有以下有益效果：

1、解决了夹膜装置在基座正上方无法打开而导致浪费的问题，使得每次贴膜不需要将膜拉至超过基座位置，在长度上可以节省胶膜。

以晶圆减薄贴膜为例说明胶膜节省情况。目前在贴减薄膜时，使用一套多尺寸晶圆固定设备可以用于固定不同尺寸的晶圆贴膜，如8英寸、6英寸和4英寸的晶圆。晶圆固定设备采用8英寸台盘依次套装6英寸台盘和4英寸台盘的方式设计，8英寸的台盘安装在基座的中心部位。这样，基座的尺寸比4英寸的台盘大了很多。如果使用背景技术中所描述的贴膜装置，配合多尺寸晶圆固定设备，在为4英寸晶圆贴膜时，夹膜装置也需要夹住胶膜覆盖基座后才能打开，而实际需要使用的薄膜仅需要直径4英寸部分，胶膜浪费比例超过100%。而即使是8英寸晶圆贴膜，胶膜浪费比例也要超过20%。使用本发明的方法和装置，则可以避免这些浪费。

2、改变了夹持薄膜的部件的结构，由传统的两边各一个钳子状结构改为采用本发明的夹膜装置，使得夹膜装置可以适应不同宽度的胶膜，从而可以使得每一种尺寸晶圆使用宽度相匹配的胶膜，在宽度上节省了胶膜。

同样以晶圆减薄贴膜为例说明胶膜节省情况。在8英寸晶圆贴膜时，胶膜的宽度一般为230mm左右，而在进行4英寸晶圆贴膜的时候，受制于夹膜装置的结构也必须使用230mm的胶膜，而实际使用部分只有100mm。使用本发明的夹膜装置，可以直接更换宽度相匹配的胶膜，宽度一般在120mm左右。因此宽度方向节省胶膜超过90%。

3、改善了贴膜品质。传统的钳子状夹膜装置，为保证夹住胶膜，必须施加足够的夹持力。难免会使胶膜的被夹持部位出现褶皱。在贴膜时，褶皱有可能会延伸到晶圆上方的胶膜上，影响贴膜品质。本发明采用真空吸附的形式固定薄膜的边缘，可以避免使薄膜出现褶皱，提高贴膜品质。

本发明中的夹膜装置，由于是沿宽度方向夹住了全部胶膜，并且在接触部分采用圆弧状设计，与胶膜的弯曲路径贴合，可以降低胶膜出现褶皱的可能性。

4、在进行基板贴膜时，需要将基板同框架贴在一起。基板和框架一般为矩形。在背景技术所述的装置贴膜时，使用的胶膜必须超过框架的范围，在完成贴膜过后，需要将超出框架部分的胶膜再进行切除，既浪费薄膜，又增加了工序，效率低。在使用本发明方法和装置后，通过选择宽度合适的胶膜，可以使贴覆的薄膜长度和宽度与框架恰好相匹配，贴覆完成后不用对薄膜进行二次切割。在完成贴膜后，没有多余的胶膜。因此不仅可以节省胶膜，而且节省了工序，提高了贴膜效率。

附图说明

图1为一种贴膜装置示意图。

图2为图1中的夹膜装置结构示意图及使用原理分析图。

图3为本发明实施例1的结构示意图。

图4为实施例1中的滚轮结构及装配示意图。

图5为实施例1中的夹膜装置结构及安装位置示意图。

图6为实施例1中的刀架安装结构示意图。

图7为实施例1的结构及使用状态示意图。

图8为实施例1的使用原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

实施例1

贴膜装置，如图3所示，包括底座2，底座2上间隔并且平行设置有两个机架板（41,42）。两个机架板（41,42）下端设置有导向槽（图中未示出）。底座2上设置有两个导轨（21,22）。导轨21与机架板41下端的导向槽相配合，使得机架板41在受到驱动时可沿导轨21移动。导轨22与机架板42下端的导向槽相配合，使得机架板42在受到驱动时可沿导轨22移动。底座2上设置有电机23和丝杆24。电机23的输出轴与丝杆24连接，电机23可驱动丝杆24转动。导轨（21,22）水平地设置在底座2上，因此，机架板（41,42）移动时，也是沿水平方向移动。

机架板41上安装有第一气缸521。机架板42上安装有第一气缸522。第一气缸521与第一气缸522均设置有输出杆。第一横杆51一端连接在第一气缸521的输出杆上；另一端连接在第一气缸522的输出杆上。利用第一气缸521与第一气缸522，可以驱动第一横杆51沿竖直方向往复移动。第一横杆51上安装有吸嘴5，吸嘴5为管子状，开口朝向底座2。吸嘴5的数目为两个以上，均匀分布在两个机架板（41,42）之间的第一横杆51上。吸嘴5与通过气管（图中未示出）与抽真空装置（图中未示出）联通。抽真空装置可采用真空发生器或真空泵。启动真空发生器，可在吸嘴5的开口周围形成真空吸附力，利用该真空吸附力可将薄膜吸附固定在吸嘴5上。第一横杆51及吸嘴5可跟随两个机架板（41,42）沿水平方向移动。

两个机架板（41,42）通过连杆43连接，这样，机架板41受驱动移动时，可带动机架板42同步移动。

图4为实施例1的滚轮结构与装配示意图。如图3、图4所示，滚轮9可转动地安装于滚轮轴92上。机架板41上安装有第二气缸911。机架板42上安装有第二气缸912。第二气缸911与第二气缸912均设置有输出杆。第二气缸911的输出杆连接有托架931。第二气缸912的输出杆连接有托架932。滚轮轴92一端与托架931连接，另一端与托架932连接。第二气缸911与第二气缸912可驱动滚轮轴92和滚轮9沿竖直方向往复移动。

图4还示出了电机23驱动机架板41的结构。丝杆24上套装有套筒25，套筒25与丝杆24螺纹配合。图4中，套筒25与机架板41是分离的状态，在实际使用时，套筒25与机架板41固定连接。使得丝杆24在转动时，可通过套筒25驱动机架板41沿导轨21移动。

图5为实施例1的夹膜装置结构及装配示意图。如图3、图5所示，夹膜装置8包括间隙设置的固定杆81和支撑杆82。固定杆81与支撑杆82之间设置有间隙为狭缝。薄膜可从固定杆81与支撑杆82之间的间隙穿过。支撑杆82为圆柱形，固定杆81设置有内凹槽（图中未示出）与支撑杆82的形状相配合。固定杆81和支撑杆82的长度大于薄膜的宽度，以使两者可沿薄膜宽度方向全部夹住薄膜。机架板41上设置有一个第三气缸83，第三气缸83设置有输出杆831。机架板42上设置有一个第三气缸（图中未示出），此第三气缸也设置有输出杆。支撑杆82的一端与第三气缸83的输出杆831连接；另一端与设置于机架板42上的第三气缸的输出杆连接。两个第三气缸可驱动支撑杆82靠近或远离固定杆81，以调节两者之间间隙的大小。夹膜装置8位于滚轮9斜上方。

图6为实施例1中的切割刀具结构及装配示意图。如图3和图6所示，第二横杆61一端连接在机架板41上；另一端连接在机架板42上。刀架6夹持在第二横杆61上，并可在机架板41和机架板42之间的第二横杆61上移动。刀架6在机架板41和机架板42之间的第二横杆61上移动即是沿薄膜宽度方向移动。刀架6下端安装有切割刀62。切割刀62随刀架6移动时，可将薄膜切断。

如图3所示，展膜杆7一端固定在机架板41上，另一端固定在机架板42上。展膜杆7与夹膜装置8之间具有一定的距离。如图8所示，展膜杆7可转动至低于支撑杆82的位置。

如图3所示，底座2上还设置有支撑轴31，用于支撑薄膜卷。支撑轴31通过支架3安装于底座2上。

图7为实施例1中的贴膜装置结构及使用状态示意图。如图7所示，基座201设置在机架板41与机架板42之间。并且，基座201位于第一横杆51、第二横杆61、夹膜装置8和展膜杆7下方。基座201上设置有台盘202，用于支撑晶圆。机架板41与机架板42的移动行程的大小，使吸嘴5移动薄膜时，能够使薄膜覆盖在晶圆上。

图8为实施例1的使用原理示意图。如图7、图8所示，使用时，薄膜卷可转动地套装在支撑轴31上。薄膜300依次从展膜杆7下方绕过，再从夹膜装置8的狭缝穿过，并绕过滚轮4下方，薄膜300边缘通过吸嘴5固定。展膜杆7的设置，使得薄膜300在绕过展膜杆7时，能够借助展膜杆7的摩擦力，将薄膜抻平。夹膜装置8设置在滚轮9上方，可进一步利用夹膜装置8对薄膜300的摩擦力，使薄膜保持平坦而无褶皱。夹膜装置8可夹持住薄膜300，带动薄膜300移动，以使薄膜覆盖在晶圆上。

吸嘴5通过真空吸附方式固定薄膜300的边缘。随着机架板（41,42）沿水平方向向前移动，夹膜装置8和吸嘴5共同拉动薄膜300，使薄膜300覆盖在晶圆上。滚轮9沿竖直方向向下移动，压在薄膜上。关闭真空发生器，解除吸嘴5对薄膜的真空吸附力，机架板（41,42）沿水平方向往复移动，使滚轮9按压薄膜，可使薄膜牢固粘附在晶圆上。粘贴完成后，夹膜装置8的狭缝增大，解除对薄膜300的夹持力，机架板（41,42）向后移动，吸嘴5移动至未贴覆在晶圆上的薄膜处，启动真空发生器，使吸嘴5吸附住薄膜，移动刀架6，利用切割刀将薄膜沿宽度方向切断。

本实施例中，也可以先切断薄膜，再启动真空发生器，利用吸嘴5吸附住薄膜的边缘。

本实施例中的竖直方向，即与基座垂直，在基座上方可靠近基座或远离基座的方向。

滚轮9可转动地设置在滚轮轴92上，可以减小滚轮9与薄膜之间的摩擦力，使滚轮9对薄膜的作用力主要是朝向晶圆的压力，可防止滚轮9将薄膜从晶圆上搓坏。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，省略了第二横杆61、刀架6及切割刀62。使用本实施例时，如需切断薄膜，操作员可手拿切割刀将薄膜切断即可。

实施例3

本实施例与实施例2的不同之处在于，在实施例2的基础上，省略了展膜杆，同样可实现本发明的目的。

实施例4

本实施例与实施例2的不同之处在于，在实施例2的基础上，省略了支撑轴31、支架3及底座2，同样可实现本发明的目的。

以上实施例仅用于说明本发明比较优选的实施方式，并非是本发明唯一的实施方式，在不影响实现本发明目的的基础上，可以进行另外的组合。

本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。

Claims (23)

1.贴膜方法，其特征在于，使用真空吸附装置移动薄膜使薄膜覆盖在晶圆上；使用压紧装置按压薄膜，使薄膜贴覆在晶圆表面；使用真空吸附装置吸附将薄膜的边缘固定在真空吸附装置上；移动真空吸附装置使薄膜覆盖在晶圆上；使用压紧装置按压薄膜，使薄膜贴覆在晶圆表面；所述真空吸附装置包括吸嘴，所述吸嘴与抽真空装置联通；所述吸嘴可沿水平方向移动地安装；所压紧装置包括滚轮，所述滚轮可转动地安装于滚轮轴上，滚轮轴可沿水平方向移动地安装，滚轮轴的移动行程使其能够对覆盖在晶圆上的薄膜施加压力。

2.根据权利要求1所述的贴膜方法，其特征在于，使用夹膜装置夹持薄膜，夹膜装置与真空吸附装置同步移动，共同使薄膜覆盖在晶圆上。

3.根据权利要求1或2所述的贴膜方法，其特征在于，使薄膜贴覆在晶圆表面后，将贴覆在晶圆上的薄膜与未贴覆在晶圆上的薄膜切断。

4.根据权利要求3所述的贴膜方法，其特征在于，在切断薄膜之前，移动真空吸附装置使真空吸附装置将未贴覆在晶圆上的薄膜吸附固定，在真空吸附装置与晶圆之间将薄膜切断。

5.贴膜装置，其特征在于，包括真空吸附装置，所述真空吸附装置包括吸嘴，所述吸嘴与抽真空装置联通；所述吸嘴可沿水平方向移动地安装；还包括滚轮，所述滚轮可转动地安装于滚轮轴上，滚轮轴可沿水平方向移动地安装，滚轮轴的移动行程使其能够对覆盖在晶圆上的薄膜施加压力；还包括两个间隔设置的机架板，机架板可沿水平方向移动地安装；第一横杆两端分别连接在一个机架板上；第一横杆上安装有吸嘴，吸嘴与抽真空装置联通；滚轮可转动地安装于滚轮轴上，滚轮轴两端分别连接在一个机架板上。

6.根据权利要求5所述的贴膜装置，其特征在于，还包括用于放置晶圆的台盘，所述台盘设置在吸嘴下方，吸嘴的水平方向移动的行程大小使其能够将薄膜覆盖在台盘上放置的晶圆上。

7.根据权利要求6所述的贴膜装置，其特征在于，所述的台盘设置在基座上。

8.根据权利要求5所述的贴膜装置，其特征在于，所述滚轮轴可沿竖直方向移动地安装。

9.根据权利要求5所述的贴膜装置，其特征在于，还包括有用于切割薄膜的切割刀。

10.根据权利要求9所述的贴膜装置，其特征在于，所述切割刀可沿薄膜宽度方向移动地安装。

11.根据权利要求10所述的贴膜装置，其特征在于，所述切割刀可沿水平方向与吸嘴同步移动地安装，吸嘴设置于切割刀与滚轮之间。

12.根据权利要求9所述的贴膜装置，其特征在于，所述吸嘴与滚轮可同步移动地安装或吸嘴、滚轮与切割刀可同步移动地安装。

13.根据权利要求5所述的贴膜装置，其特征在于，所述的两个机架板平行设置。

14.根据权利要求13所述的贴膜装置，其特征在于，所述的第一横杆可沿竖直方向移动地安装于机架板上。

15.根据权利要求14所述的贴膜装置，其特征在于，所述的机架板上设置有第一气缸，第一气缸设置有输出杆；所述输出杆与第一横杆相配合驱动第一横杆沿竖直方向移动。

16.根据权利要求13所述的贴膜装置，其特征在于，所述的机架板上设置有第二气缸，第二气缸设置有输出杆，滚轮轴至少一端与第二气缸的输出杆相配合，第二气缸的输出杆驱动滚轮轴沿竖直方向移动。

17.根据权利要求13所述的贴膜装置，其特征在于，所述机架板上还安装有夹膜装置，所述夹膜装置设置有可允许薄膜穿过的狭缝，夹膜装置设置在滚轮上方。

18.根据权利要求17所述的贴膜装置，其特征在于，所述的夹膜装置的狭缝大小可调。

19.根据权利要求17所述的贴膜装置，其特征在于，所述的夹膜装置沿薄膜宽度方向可全部夹住薄膜。

20.根据权利要求17所述的贴膜装置，其特征在于，所述的夹膜装置包括固定杆和支撑杆，固定杆与支撑杆之间的间隙为狭缝；所述支撑杆为圆柱形，固定杆设置有内凹槽与支撑杆相配合；所述机架板上设置有第三气缸，第三气缸设置有输出杆，支撑杆的端部与第三气缸的输出杆相配合，由第三气缸的输出杆驱动支撑杆靠近或远离固定杆，以调节狭缝的大小。

21.根据权利要求5所述的贴膜装置，其特征在于，所述机架板上还设置有第二横杆，第二横杆上设置有可沿薄膜宽度方向移动的刀架，刀架下端设置有切割刀。

22.根据权利要求13所述的贴膜装置，其特征在于，所述机架板与丝杆螺纹配合，所述丝杆与电机主轴连接，由电机主轴驱动丝杆转动。

23.根据权利要求13所述的贴膜装置，其特征在于，还包括导轨，所述的机架板下端设置有导向槽；导向槽与导轨相配合。

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