CN111312610A - 晶圆贴膜机、拉膜装置及晶圆贴膜方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆贴膜机，包括膜输送装置、贴膜装置以及拉膜装置。膜输送装置包括两个膜输送轮。两个膜输送轮之间具有贴膜工作区，且膜输送装置用以使薄膜于贴膜工作区沿输送方向自其中一膜输送轮移动至另一膜输送轮。贴膜装置设置于贴膜工作区，且贴膜装置用以将薄膜贴附于晶圆。拉膜装置设置于贴膜工作区。拉膜装置可沿拉膜方向拉动薄膜，且拉膜方向实质上正交于该输送方向。

Description

晶圆贴膜机、拉膜装置及晶圆贴膜方法

技术领域

本发明涉及一种晶圆贴膜机，特别是一种可拉紧薄膜的晶圆贴膜机。本发明还涉及晶圆贴膜机的拉膜装置以及晶圆贴膜方法。

背景技术

在半导体集成电路和各种微机电的制造过程中，其中一道步骤是在晶圆(Wafer)表面或背面贴上薄膜，以便进行后续相关的晶圆制程。用于贴附于晶圆的薄膜包括但不限于切割蓝膜、切割白膜、减薄保护膜、抗紫外线膜(UV膜)以及芯片贴装(DAF，Die AttachFilm)导电膜等。将薄膜贴附于晶圆可粘着晶圆表面或背面的制程微粒，并且薄膜被移除而将制程微粒带离晶圆表面或背面。

一般而言，晶圆贴膜机的输送轮将薄膜输送至预定工作区间后，接着进行贴附薄膜与裁切薄膜的步骤。然而，在输送轮上的薄膜被裁切后会因为张力分布不均匀的原因产生皱折或塌陷，导致后续贴附薄膜时，薄膜无法平整地贴附于晶圆表面或背面，而会有空气残留在薄膜与晶圆表面之间。残留在薄膜与晶圆表面之间的空气会产生许多气泡，使得整个晶圆表面并未被薄膜全面性的附着，因而后续撕膜时可能会有无法将制程微粒移除干净的问题。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明公开一种晶圆贴膜机、拉膜装置以及晶圆贴膜方法，有助于解决薄膜被裁切后产生皱折或塌陷而导致后续贴膜时无法平整地贴附于晶圆的问题。

本发明公开的晶圆贴膜机包括一膜输送装置、一贴膜装置以及一拉膜装置。膜输送装置包括两个膜输送轮。两个膜输送轮之间具有一贴膜工作区，且膜输送装置用以使一薄膜于贴膜工作区沿一输送方向自其一膜输送轮移动至另一膜输送轮。贴膜装置设置于贴膜工作区，且贴膜装置用以将薄膜贴附于晶圆。拉膜装置设置于贴膜工作区。拉膜装置可沿一拉膜方向拉动薄膜，且拉膜方向实质上正交于该输送方向。

本发明另公开用以拉动适于贴附于晶圆的一薄膜的拉膜装置，包括一基座、至少一拉膜机构以及至少一夹持机构。拉膜机构设置于基座。夹持机构设置于拉膜机构。夹持机构可沿一夹持方向相对拉膜机构移动以夹持薄膜。拉膜机构可带动夹持机构沿拉膜方向相对基座移动，且夹持方向实质上正交于拉膜方向。

本发明又另公开的晶圆薄膜方法用以贴附一薄膜于晶圆上，其中薄膜具有相邻的一贴附区以及下一个贴附区。晶圆薄膜方法包括：执行一贴膜程序，将薄膜的贴附区贴附于一晶圆上；执行一裁切程序，裁切薄膜的贴附区，而于薄膜上形成一镂空洞，其中镂空洞具有相对的一第一端以及一第二端，且第二端较第一端靠近下一个贴附区；以及执行一拉膜程序，于镂空洞的第一端以及下一个贴附区之间拉动薄膜。

根据本发明所公开的晶圆贴膜机以及拉膜装置，拉膜装置设置于贴膜工作区并且可沿一拉膜方向拉动薄膜，其中拉膜方向实质上正交于薄膜的输送方向。更进一步来说，拉膜装置包括夹持机构以及拉膜机构，夹持机构可沿夹持方向移动以夹持薄膜，且拉膜机构可带动夹持机构沿拉膜方向拉动薄膜，其中该夹持方向实质上正交于拉膜方向。另外，本发明所公开的晶圆贴膜方法包括执行拉膜程序，于裁切薄膜后所形成的镂空洞与下一个贴附区之间拉动薄膜。借此，拉膜装置拉动架设于膜输送装置上的薄膜而消除裁切完后因为镂空洞附近张力分布不均而产生的蜷曲或皱折，使得镂空洞的塌陷部消失，进而确保对下一片晶圆执行贴模程序时能让薄膜平整地贴附于晶圆表面或背面。

以上关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求书更进一步的解释。

附图说明

图1为根据本发明第一实施例的晶圆贴膜机的侧视图。

图2为图1的晶圆贴膜机的部分拉膜装置的立体图。

图3为根据本发明第一实施例的晶圆贴膜方法的流程图。

图4为图1的晶圆贴膜机执行贴膜程序的侧视图。

图5为图4的晶圆贴膜机执行裁切程序的侧视图。

图6为图5的晶圆贴膜机完成裁切程序后的俯视图。

图7为图6的晶圆贴膜机执行拉膜程序的侧视图。

图8为图7的晶圆贴膜机执行拉膜程序的俯视图。

图9为图8的晶圆贴膜机执行新的贴膜程序的侧视图。

图10为图9的晶圆贴膜机执行吸附程序的侧视图。

图11为根据本发明第二实施例的晶圆贴膜机的侧视图。

其中，附图标记：

1、1a 晶圆贴膜机

2 薄膜

21 贴附区

22 下一个贴附区

23 镂空洞

231 第一端

232 第二端

233 塌陷部

3 晶圆

10、10a 膜输送装置

110 第一膜输送轮

120 第二膜输送轮

130 架膜轮

140 废膜回收轮

150 跳动杆

20 贴膜装置

210 热压轮

220 移动载台

30 切膜装置

310 驱动马达

320 切膜刀

40 拉膜装置

410 基座

420 拉膜机构

430 夹持机构

440 吸附机构

C 中心位置

D1 输送方向

D21、D22 拉膜方向

D3 夹持方向

R 贴膜工作区

S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17 步骤

具体实施方式

公开以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域的技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求书及附图，本领域的技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例是进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

请同时参照图1至图2。图1为根据本发明第一实施例的晶圆贴膜机的侧视图。图2为图1的晶圆贴膜机的部分拉膜装置的立体图。在本实施例中，晶圆贴膜机1包括一膜输送装置10、一贴膜装置20、一切膜装置30以及一拉膜装置40。

膜输送装置10包括一第一膜输送轮110、一第二膜输送轮120、多个架膜轮130、一废膜回收轮140以及一跳动杆150。第一膜输送轮110与第二膜输送轮120之间具有一贴膜工作区R。架膜轮130设置于贴膜工作区R的一侧，其用以承载缠绕成圆筒状的薄膜(未绘示)。废膜回收轮140设置于贴膜工作区R的另一侧，其用以回收裁切薄膜后残留下来的多余废膜。跳动杆150设置于架膜轮130与第一膜输送轮110之间，其用以调控薄膜的张力以维持薄膜在贴膜之前保持平整。第一膜输送轮110能够改变薄膜的移动方向，以使薄膜朝向第二膜输送轮120移动。借此，膜输送装置10能使薄膜于贴膜工作区R沿一输送方向D1自第一膜输送轮110移动至第二膜输送轮120。

贴膜装置20设置于贴膜工作区R，其包括一热压轮210以及一移动载台220。热压轮210用以将薄膜贴附于晶圆(未绘示)上，并且移动载台220用以承载晶圆。热压轮210可移动以接近或远离移动载台220。

切膜装置30包括一驱动马达310以及一切膜刀320。驱动马达310设置于贴膜工作区R的上方，并且切膜刀320连接于驱动马达310。驱动马达310可带动切膜刀320于贴膜工作区R中相对贴膜装置20的移动载台220转动，以使切膜刀320裁切贴附于晶圆上的薄膜。

拉膜装置40包括一基座410、两个拉膜机构420、两个夹持机构430以及一吸附机构440。基座410设置于贴膜工作区R，其例如但不限于是包括伺服马达、线性滑轨以及滑块的一承载框架。拉膜机构420、夹持机构430与吸附机构440皆可相对膜输送装置10的第一膜输送轮110与第二膜输送轮120移动。

拉膜机构420设置于基座410，其包括传动齿轮、传动带以及滑块。通过汽缸或马达(未绘示)驱动，其中一个拉膜机构420可沿一拉膜方向D21相对基座410移动，并且另一个拉膜机构420可沿相反于拉膜方向D21的拉膜方向D22相对基座410移动。基座410可带动拉膜机构420于贴膜工作区R中靠近第一膜输送轮110的一第一工作位置(请先参照图7和图8)与靠近第二膜输送轮120的一第二工作位置(请先参照图4至图6)之间来回移动。

两个夹持机构430分别设置于两个拉膜机构420，并且两个夹持机构430各自包括线性滑轨以及夹爪。通过汽缸或马达驱动，两个夹持机构430的夹爪可沿夹持方向D3相对拉膜机构420移动，以使夹持机构430夹持薄膜。由于夹持机构430设置于拉膜机构420，故其中一个拉膜机构420可带动对应的夹持机构430一并沿拉膜方向D21相对基座410移动。另一个拉膜机构420则可带动对应的夹持机构430一并沿拉膜方向D22相对基座410移动。

在本实施例中，拉膜方向D21、D22实质上正交于输送方向D1，并且夹持方向D3实质上正交于拉膜方向D21、D22；换句话说，拉膜方向D21、D22与夹持方向D3皆实质上正交于输送方向D1，但本发明并不以此为限。在其他实施例中，拉膜方向D21、D22同样正交于输送方向D1，但拉膜方向D21、D22与夹持方向D3夹有夹角。此外，本实施例的拉膜机构与夹持机构数量皆为两个，但拉膜机构与夹持机构的数量并非用以限制本发明。

吸附机构440设置于贴膜工作区R，其具有多个吸孔(未绘示)。吸附机构440可于贴膜工作区R移动以通过吸孔吸附薄膜，且拉膜装置40的拉膜机构420与夹持机构430可相对吸附机构440移动。

在本实施例中，所述一方向“实质上”正交于另一方向，是指两个方向理论上彼此正交，但可能因为组装公差、制造公差或使用耗损等原因而导致两个方向实际上夹有夹角，但此夹角非常接近90度，而不会影响或减损组件的功能。

晶圆贴膜机1用以将薄膜贴附于晶圆表面上。本实施例进一步公开一种晶圆贴膜方法。请参照图3和图4。图3为根据本发明第一实施例的晶圆贴膜方法的流程图。图4为图1的晶圆贴膜机执行贴膜程序的侧视图。在本实施例中，晶圆贴膜方法包括步骤S11至S17。

如图4所示，在将薄膜贴附于晶圆表面前，一薄膜2先被架设于膜输送装置10上，其中薄膜2具有相邻的一贴附区21以及下一个贴附区22。此外，一晶圆3摆放于贴膜装置20的移动载台220上。

步骤S11为执行一贴膜程序，将薄膜2的贴附区21贴附于晶圆3上。如图4所示，膜输送装置10的第一膜输送轮110调整薄膜2的移动方向，使得位于贴膜工作区R的薄膜2沿着输送方向D1朝向第二膜输送轮120移动。同时，贴膜装置20的移动载台220沿着输送方向D1移动，并且热压轮210下降接近移动载台220。当移动载台220通过热压轮210下方时，热压轮210将薄膜2的贴附区21贴附于晶圆3。

步骤S12为执行一裁切程序，裁切薄膜2的贴附区21而于薄膜2上形成一镂空洞23。请一并参照图5和图6。图5为图4的晶圆贴膜机执行裁切程序的侧视图。图6为图5的晶圆贴膜机完成裁切程序后的俯视图。贴膜装置20的移动载台220将已经贴附薄膜2的贴附区21的晶圆3运送至切膜装置30的下方。切膜装置30的驱动马达310带动切膜刀320下降靠近晶圆3，以使切膜刀320裁切薄膜2的贴附区21。

在完成步骤S12后，薄膜2的贴附区21留在晶圆3的表面上。留在膜输送装置10上的薄膜2在原本贴附区21的位置形成镂空洞23。镂空洞23具有相对的一第一端231以及一第二端232，且第二端232较第一端231靠近薄膜2的下一个贴附区22。此外，切膜装置30的驱动马达310带动切膜刀320上升远离晶圆3，使得切膜装置30的切膜刀320与薄膜2之间的间距大于拉膜装置40的拉膜机构420的高度。由于薄膜2于镂空洞23周围的张力分布不均匀而会发生蜷曲，导致镂空洞23的第二端232下垂或产生皱折，进而形成图6中绘示的一塌陷部233。

在步骤S11与S12中，拉膜装置40位于靠近第二膜输送轮120的第二工作位置，并且夹持机构430未夹持薄膜2而处于一释放状态。换句话说，当夹持机构430处于释放状态时，拉膜装置40并未施力拉动薄膜2。

步骤S13为执行一拉膜程序，于镂空洞23的第一端231以及下一个贴附区22之间拉动薄膜。请一并参照图7和图8。图7为图6的晶圆贴膜机执行拉膜程序的侧视图。图8为图7的晶圆贴膜机执行拉膜程序的俯视图。如图2和图7所示，拉膜装置40的拉膜机构420沿着输送方向D1的反方向移动，使得拉膜装置40自第二工作位置移动至靠近第一膜输送轮110的第一工作位置，此时夹持机构430仍然处于释放状态。当拉膜装置40位于第一工作位置时，拉膜机构420与夹持机构430介于薄膜2的镂空洞23的第一端231与第二端232之间的一中心位置C以及下一个贴附区22之间。当拉膜装置40移动至第一工作位置后，夹持机构430沿着夹持方向D3移动而夹持薄膜2。接着，两个拉膜机构420分别沿着拉膜方向D21、D22移动而使两个夹持机构430彼此远离。拉膜机构420拉动架设于膜输送装置10上的薄膜2而消除前述的蜷曲，使得镂空洞23的塌陷部233消失。

在步骤S13中，拉膜装置40的夹持机构430夹持薄膜2而处于一夹持状态。换句话说，当夹持机构430处于夹持状态时，拉膜装置40施力拉动薄膜2。此外，步骤S13中的拉膜机构420在镂空洞23的中心位置C以及下一个贴附区22之间拉动薄膜2，但本发明并不以此为限。在其他实施例中，依据薄膜材质的不同以及镂空洞尺寸的差异，拉膜装置的拉膜机构可在镂空洞的第二端以及下一个贴附区之间拉动薄膜，或是在镂空洞的第一端以及第二端之间拉动薄膜。

步骤S14为执行一新的贴膜程序。请一并参照图9，为图8的晶圆贴膜机执行新的贴膜程序的侧视图。在步骤S12中完成贴膜的晶圆3被移除，并且尚未贴膜的新的晶圆3摆放于贴膜装置20的移动载台220。贴膜装置20的移动载台220沿着输送方向D1移动通过热压轮210下方，以使热压轮210将薄膜2的下一个贴附区22贴附于晶圆3。步骤S14的详细作动与步骤S11类似，故此处不再赘述。

如图2和图9所示，在步骤S14中，拉膜装置40的拉膜机构420沿着输送方向D1移动，使得拉膜装置40自第一工作位置移动至靠近第二膜输送轮120的第二工作位置。此时，拉膜装置40的夹持机构430仍然处于夹持状态，即夹持机构430继续拉动薄膜2。

步骤S15为执行一吸附程序，以吸附薄膜2。请一并参照图10，为图9的晶圆贴膜机执行吸附程序的侧视图。吸附机构440下降以吸附薄膜2。此时，拉膜装置40的夹持机构430仍然处于夹持状态而继续拉动薄膜2。

步骤S16为执行一新的裁切程序，贴膜装置20的移动载台220将已经贴附薄膜2的下一个贴附区22的晶圆3运送至切膜装置30的下方。切膜装置30的驱动马达310带动切膜刀320下降靠近晶圆3，以使切膜刀320裁切薄膜2的下一个贴附区22。在完成步骤S16后，薄膜2的下一个贴附区22留在晶圆3的表面上。留在膜输送装置10上的薄膜2在原本下一个贴附区22的位置形成新的镂空洞。此时，拉膜装置40的夹持机构430仍然处于夹持状态而继续拉动薄膜2。步骤S16的详细作动与步骤S12类似，故此处不再赘述。

步骤S17为执行一新的拉膜程序。拉膜装置40的夹持机构430释放薄膜2而处于释放状态。接着，拉膜装置40的拉膜机构420沿着输送方向D1的反方向再次从第二工作位置移动至第一工作位置。当拉膜装置40移动至第一工作位置后，夹持机构430沿着夹持方向D3移动而夹持薄膜2。接着，两个拉膜机构420分别沿着拉膜方向D21、D22移动而使两个夹持机构430彼此远离，进而拉动薄膜2。步骤S17的详细作动与步骤S13类似，故此处不再赘述。步骤S17完成后，吸附机构440停止吸附薄膜2。

步骤S12与步骤S16产生的两个镂空洞使得薄膜2的结构强度明显降低，导致在切除下一个贴附区22后，薄膜2的蜷曲与皱折会更为明显。在本实施例中，以吸附机构440执行步骤S15的吸附程序后执行步骤S16的裁切程序以及步骤S17的拉膜程序。借此，吸附机构440与吸附程序有助于在拉膜装置40的夹持机构430释放薄膜2时减缓薄膜2的蜷曲与皱折，防止拉膜机构420拉动薄膜2仍无法使镂空洞的塌陷部消失的问题。

在本实施例中，步骤S14至步骤S17能循环执行，而将薄膜2的多个贴附区分别贴附于多个晶圆3上。

在第一实施例中，膜输送装置包括调整薄膜输送方向的第一膜输送轮、第二膜输送轮以及供薄膜架设的架膜轮，但本发明并不以此为限。图11为根据本发明第二实施例的晶圆贴膜机的侧视图。由于第二实施例与第一实施例类似，故以下仅就相异处进行说明。

在本实施例中，晶圆贴膜机1a包括一膜输送装置10a、贴膜装置20、切膜装置30以及拉膜装置40。膜输送装置10a包括架膜轮130以及废膜回收轮140。架膜轮130以及废膜回收轮140之间具有贴膜工作区R。架膜轮130用以承载缠绕成圆筒状的薄膜2，且废膜回收轮140用以回收薄膜2被裁切后残留下来的多余废膜。简而言之，在本实施例中，架膜轮130与废膜回收轮140之间的联机平行于输送方向D1，故架膜轮130与废膜回收轮140即可作为膜输送轮使用。

综上所述，本发明所公开的晶圆贴膜机以及拉膜装置，拉膜装置设置于贴膜工作区并且可沿一拉膜方向拉动薄膜，其中拉膜方向实质上正交于薄膜的输送方向。更进一步来说，拉膜装置包括夹持机构以及拉膜机构，夹持机构可沿夹持方向移动以夹持薄膜，且拉膜机构可带动夹持机构沿拉膜方向拉动薄膜，其中该夹持方向实质上正交于拉膜方向。另外，本发明所公开的晶圆贴膜方法包括执行拉膜程序，于裁切薄膜后所形成的镂空洞与下一个贴附区之间拉动薄膜。借此，拉膜装置拉动架设于膜输送装置上的薄膜而消除裁切完后因为镂空洞附近张力分布不均而产生的蜷曲或皱折，使得镂空洞的塌陷部消失，进而确保对下一片晶圆执行贴模程序时能让薄膜平整地贴附于晶圆表面或背面。

虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种晶圆贴膜机，其特征在于，包括：

一膜输送装置，包括两个膜输送轮，两个膜输送轮之间具有一贴膜工作区，且该膜输送装置用以使一薄膜于该贴膜工作区沿一输送方向自其中一膜输送轮移动至另一膜输送轮；

一贴膜装置，设置于该贴膜工作区，且该贴膜装置用以将该薄膜贴附于晶圆；以及

一拉膜装置，设置于该贴膜工作区，该拉膜装置可沿一拉膜方向拉动该薄膜，且该拉膜方向实质上正交于该输送方向。

2.根据权利要求1所述的晶圆贴膜机，其特征在于，该拉膜装置包括一基座、一拉膜机构以及一夹持机构，该拉膜机构设置于该基座，该夹持机构设置于该拉膜机构，该夹持机构可沿一夹持方向相对该拉膜机构移动以夹持该薄膜，该拉膜机构可带动该夹持机构沿该拉膜方向相对该基座移动，且该夹持方向实质上正交于该拉膜方向。

3.根据权利要求2所述的晶圆贴膜机，其特征在于，该夹持方向与该拉膜方向皆实质上正交于该输送方向。

4.根据权利要求2所述的晶圆贴膜机，其特征在于，该拉膜装置还包括用以吸附该薄膜的一吸附机构，且该拉膜机构与该夹持机构可相对该吸附机构移动。

5.根据权利要求2所述的晶圆贴膜机，其特征在于，该夹持机构具有夹持该薄膜的一夹持状态以及未夹持该薄膜的一释放状态，当该夹持机构于该夹持状态时，该拉膜装置相对该膜输送装置自该贴膜工作区中靠近该其中一膜输送轮的一第一工作位置移动至靠近该另一膜输送轮的一第二工作位置，当该夹持机构于该释放状态时，该拉膜装置自该第二工作位置归位至该第一工作位置。

6.一种拉膜装置，用以拉动适于贴附于晶圆的一薄膜，其特征在于，该拉膜装置包括：

一基座；

至少一拉膜机构，设置于该基座；以及

至少一夹持机构，设置于该至少一拉膜机构，该至少一夹持机构可沿一夹持方向相对该至少一拉膜机构移动以夹持该薄膜，该至少一拉膜机构可带动该至少一夹持机构沿该拉膜方向相对该基座移动，且该夹持方向实质上正交于该拉膜方向。

7.根据权利要求6所述的拉膜装置，其特征在于，该至少一拉膜机构以及该至少一夹持机构的数量皆为两个，两个夹持机构的该夹持方向相同，且两个拉膜机构的该拉膜方向相反。

8.根据权利要求6所述的拉膜装置，其特征在于，还包括用以吸附该薄膜的一吸附机构，且该拉膜机构与该夹持机构可相对该吸附机构移动。

9.一种晶圆贴膜方法，用以贴附一薄膜于晶圆上，该薄膜具有相邻的一贴附区以及下一个贴附区，其特征在于，该晶圆贴膜方法包括：

执行一贴膜程序，将该贴附区贴附于一晶圆上；

执行一裁切程序，裁切该薄膜的该贴附区而于该薄膜上形成一镂空洞，该镂空洞具有相对的一第一端以及一第二端，且该第二端较该第一端靠近该下一个贴附区；以及

执行一拉膜程序，于该镂空洞的该第一端以及该下一个贴附区之间拉动该薄膜。

10.根据权利要求9所述的晶圆贴膜方法，其特征在于，于执行该拉膜程序时，于该镂空洞的该第二端以及该下一个贴附区之间拉动该薄膜。

11.根据权利要求9所述的晶圆贴膜方法，其特征在于，该薄膜的该镂空洞更具有介于该第一端与该第二端之间的一中心位置，于执行该拉膜程序时，于该镂空洞的该中心位置以及该下一个贴附区之间拉动该薄膜。

12.根据权利要求9所述的晶圆贴膜方法，其特征在于，还包括：

执行一吸附程序，以吸附该薄膜。

13.根据权利要求12所述的晶圆贴膜方法，其特征在于，于执行该吸附程序后执行该裁切程序以及该拉膜程序。

Images