CN114801149B - 真空膜压机的膜压方法和真空膜压机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种真空膜压机的膜压方法和真空膜压机，真空膜压机的膜压方法包括步骤：将未压膜的晶圆放置在下腔体的下载板上；在晶圆上方提供塑封膜；将下腔体与上腔体合腔并形成真空腔；对上腔体的上载板上的气囊进行充气，并对塑封膜进行加热；朝向气囊方向移动下载板，使得下载板挤压所述气囊；完成晶圆压膜。通过改变压膜的方式，来避免气囊充气所产生的压力过度导致晶圆破碎的问题。

Description

真空膜压机的膜压方法和真空膜压机

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种真空膜压机的膜压方法和真空膜压机。

背景技术

晶圆通过连续加工将电路制作于表面上，完成各种需求的电子零件，而晶圆加工的过程则视作需求而定，一般会包括多个步骤如涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀和切割等若干工序，通常需要对晶圆的进行封装压膜处理。

当前的晶圆加工机台，其中一种是采用真空膜压机，在真空环境下，通过气囊对晶圆施压，将塑封膜与晶圆接触贴合的方式。在真空环境下，对晶圆压膜处理，可避免气泡的产生。但是使用气囊压膜方式，在处理多块晶圆时，需要先对塑封膜进行加热，在塑封膜软化后才对气囊加压，靠气囊充气产生的压力将软化的塑封膜填充至晶圆上，但是，气囊充气所产生的压力不易控制，容易造成过度挤压晶圆，而导致晶圆破碎的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种真空膜压机的膜压方法和真空膜压机，通过改变压膜的方式，来避免气囊充气所产生的压力过度导致晶圆破碎的问题。

本申请公开了一种真空膜压机的膜压方法，包括步骤：

将未压膜的晶圆放置在下腔体的下载板上；

在晶圆上方提供塑封膜；

将下腔体与上腔体合腔并形成真空腔；

对上腔体的上载板上的气囊进行充气，并对塑封膜进行加热；

朝向气囊方向移动下载板，使得下载板挤压所述气囊；

完成晶圆压膜。

可选的，在所述完成晶圆压膜后包括步骤：

下载板下降至初始位置，下腔体与上腔体分开；

切割塑封膜，取下完成压膜的晶圆；

将未压膜的晶圆放置到下载板上；

在晶圆上方提供塑封膜；

将下腔体与上腔体合腔并形成真空腔；

朝向气囊方向移动下载板，使得下载板挤压所述气囊；

完成晶圆压膜；

重复上述步骤依次对多块未压膜的晶圆进行压膜处理；

其中，所述气囊始终处于充气状态或充满状态。

可选的，所述朝向气囊方向移动下载板，使得下载板挤压所述气囊的步骤之后还包括：

同步朝向下载板方向移动上载板。

可选的，所述在晶圆上方提供塑封膜的步骤中包括：

采用卷膜方式在晶圆上方提供塑封膜，且塑封膜与晶圆之间具有间隙；

所述将下腔体与上腔体合腔并形成真空腔的步骤中包括：

朝向气囊方向移动下载板，使得下载板上的晶圆与塑封膜接触贴合；

移动上腔体，使得上腔体与下墙体合腔，并抽真空形成真空腔。

可选的，在所述朝向气囊方向移动下载板，使得下载板挤压所述气囊的步骤中还包括：

朝向气囊方向移动下载板；

下载板带动晶圆和塑封膜向气囊挤压。

可选的，所述完成晶圆压膜的步骤中包括：

挤压完成后，向上移动上腔体，带动气囊与晶圆分离；

沿晶圆切割塑封膜。

可选的，所述气囊在充气完成后保持加热状态，使用所述气囊对塑封膜加热。

可选的，所述晶圆采用真空吸附的方式固定在下载板上。

本申请还公开了一种真空膜压机，使用上述的真空膜压机的膜压方法，所述真空膜压机包括送膜装置、压膜装置和充气装置，所述送膜装置为压膜装置提供塑封膜；所述压膜装置包括上腔体、下腔体、上载板、气囊和下载板，所述下腔体与所述上腔体合腔可抽真空形成真空腔，所述上载板设置在所述上腔体靠近所述下腔体的一侧，所述气囊设置在所述上载板靠近所述下腔体的一侧，所述下载板设置在所述下腔体靠近所述上腔体的一侧；所述下载板可在真空腔内上下移动；所述充气装置用于为所述气囊充气。

可选的，所述送膜装置采用卷膜方式为所述压膜装置提供塑封膜，所述送膜装置包括供给端和回收端，所述供给段用于输出塑封膜至所述压膜装置中，所述回收端用于回收所述压膜装置中使用后的塑封膜；所述充气装置用于使得气囊始终处于充气状态或充满状态。

本申请中，通过先对气囊充气，充气后采用下载板向上挤压气囊的方式，使得塑封膜填充覆膜在晶圆上。不需要在晶圆与气囊贴合后，通过气囊加压的方式，来使得晶圆覆膜。而且重要的是，在下载板向上挤压气囊的过程中，可提前将气囊保持为充满状态，不再通过气囊充气加压的方式，而是采用下载板挤压气囊的压力来进行覆膜，避免气囊充气所产生的压力过度导致晶圆破碎的问题。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本申请第一实施例的真空膜压机的膜压方法的步骤示意图；

图2是本申请第一实施例的第二种真空膜压机的膜压方法的步骤示意图；

图3是本申请第一实施例的第三种真空膜压机的膜压方法的步骤示意图；

图4是本申请第二实施例第一种状态的真空膜压机的示意图；

图5是本申请第二实施例的真空膜压机第二种状态的示意图。

其中，100、真空膜压机；111、供给端；112、回收端；121、上腔体；122、下腔体；123、上载板；124、气囊；125、下载板；126、气泵；130、充气装置；140、塑封膜；150、晶圆。

具体实施方式

需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

另外，“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语，是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的，仅是为了便于描述本申请的简化描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面参考附图和可选的实施例对本申请作详细说明。

图1是本申请第一实施例的真空膜压机的膜压方法的步骤示意图，所述膜压方法包括步骤：

S1：将未压膜的晶圆放置在下腔体的下载板上；

S2：在晶圆上方提供塑封膜；

S3：将下腔体与上腔体合腔并形成真空腔；

S4：对上腔体的上载板上的气囊进行充气，并对塑封膜进行加热；

S5：朝向气囊方向移动下载板，使得下载板挤压所述气囊；

S6：完成晶圆压膜。

本申请中，通过先对气囊充气，充气后采用下载板向上挤压气囊的方式，使得塑封膜填充覆膜在晶圆上。不需要在晶圆与气囊贴合后，通过气囊加压的方式，来使得晶圆覆膜。而且重要的是，在下载板向上挤压气囊的过程中，可提前将气囊保持为充满状态，不再通过气囊充气加压的方式，而是采用下载板挤压气囊的压力来进行覆膜，避免气囊充气所产生的压力过度导致晶圆破碎的问题。

而且从下向上挤压气囊的方式中，还存在以下优点：

图2是本申请第一实施例的第二种真空膜压机的膜压方法的步骤示意图，在对多个晶圆压膜时，始终保持气囊处于充气状态或充满状态，不需要反复对气囊充气，具体地在S6：完成晶圆压膜后，包括步骤：

S7：下载板下降至初始位置，下腔体与上腔体分开；

S8：切割塑封膜，取下完成压膜的晶圆；

S9：将未压膜的晶圆放置到下载板上；

S10：在晶圆上方提供塑封膜；

S11：将下腔体与上腔体合腔并形成真空腔；

S12：朝向气囊方向移动下载板，使得下载板挤压所述气囊；

S13：完成晶圆压膜；

重复上述步骤依次对多块未压膜的晶圆进行压膜处理；

其中，所述气囊始终处于充气状态或充满状态。

本方案中，对多块未压膜的晶圆的处理过程即为：将未压膜的晶圆放置到下载板上，提供塑封膜，上腔体和下腔体合腔并抽真空，形成真空腔，然后通过移动下载板，去挤压气囊，完成对晶圆的压膜处理。需要理解的是，真空膜压机一般是需要对气囊进行反复充气放气来进行晶圆压膜处理的，因此本方案中，可以尽可能减少对气囊的反复充放气，而使得气囊始终处于充气状态或充满状态。

而且，该气囊可通过充气装置保持充满状态，而该充满状态指的是气囊中的压强大于大气压强，使得该气囊在受下载板的挤压过程中，仍然能产生一定的压力，而不是过度形变。而且还可以将该气囊设定一气压，使得气囊中的压强保持一致，防止反复对气囊充气放气造成气囊处理不同晶圆时的压力差距过大，导致晶圆覆膜程度不同，产品批次参差不齐的问题。

需要理解的是，其S1-S6的步骤为首次对晶圆处理的过程，而S7-S13的步骤是除开首次之后对晶圆处理的过程，其中，S1与S9、S2与S10、S3和S11、S5与S12、S6与S13的步骤相同，以下在对S7-S13的细化过程中，其S1-S6的步骤同样适用。

图3是本申请第一实施例的第三种真空膜压机的膜压方法的步骤示意图，在下载板可向上移动过程中，可实现先抽真空，形成真空腔后，使得下载板上升，晶圆与塑封膜接触贴合，此时晶圆与塑封膜之间处于真空状态。因此，晶圆与塑封膜之间不会存在空气而导致气泡。

具体地，在S10的步骤中包括：

S10a：采用卷膜方式在晶圆上方提供塑封膜，且塑封膜与晶圆之间具有间隙；

在S11的步骤中包括：

S11a：朝向气囊方向移动下载板，使得下载板上的晶圆与塑封膜接触贴合；

S11b：移动上腔体，使得上腔体与下墙体合腔，并抽真空形成真空腔。

本方案中，在提供塑封膜时，该上腔体与下腔体并未形成真空腔，且塑封膜未与晶圆直接接触，因此在此时，不会在塑封膜和晶圆之间存在因塑封膜与晶圆直接接触封闭的气体，而且避免了该封闭的气体无法被抽真空而导致气泡的问题。本方案中的塑封膜不需要上下移动，仅由下载板移动来避免该部分产生的气泡，不需要对塑封膜的供给端改进，减少了改进的成本。而且，该塑封膜设置在下载板向气囊移动的路径上，需要对下载体做额外的控制。

具体地，在S11的步骤中还包括：

S11c：朝向气囊方向移动下载板；

S11d：下载板带动晶圆和塑封膜向气囊挤压。

本方案中，由于在上腔体和下腔体合腔形成真空腔后，其卷膜方式提供的塑封膜的两端会从上腔体和下腔体之间延伸至外部，由于此处的塑封膜的厚度较薄，并不会影响上腔体和下腔体封闭性，但是由于上腔体和下腔体合腔的原因，会使得塑封膜固定在真空腔内，因此在下载板带动晶圆和塑封膜向上移动的过程中，会轻微的拉伸真空腔内的塑封膜，且拉伸的塑封膜与晶圆的侧面形成一夹角，该夹角呈锐角，使得塑封膜与晶圆的侧面部分贴合，而将晶圆的侧面也采用塑封膜将其压合。且由于拉伸作用，该塑封膜并不完全将晶圆的侧面贴合填充，可以方便后续切割。

具体地，所述S13的步骤中包括：

S13a：挤压完成后，向上移动上腔体，带动气囊与晶圆分离；

S13b：沿晶圆切割塑封膜。

本方案中，晶圆完成压膜处理后，向上移动上腔体，从而使得气囊与晶圆分离，此时真空腔被打开，下载板保持不动，而上腔体整体上移，完成晶圆切割动作后，再将下载板还原初始位置后，重复执行防止未压膜的晶圆的步骤。

值得一提的是，本实施例中仅需要对下载板进行改进，即使得下载板具有上下移动的能力，而其下腔体不需要移动，只需要改进下腔体内部的下载板即可，采用气泵的方式，伸缩杆从下腔体的底部升入，采用密封圈进行密封即可。需要理解的是，该真空腔合腔的步骤由上腔体下移与下腔体合腔完成。

本实施例对塑封膜加热的方式可以通过气囊对塑封膜加热，具体地，所述气囊在充气完成后保持加热状态，使用所述气囊对塑封膜加热。

在另一实施例中，对塑封膜加热的方式可以通过下载板对塑封膜加热。当然，本申请可结合气囊对塑封膜加热和下载板对塑封膜加热的方式，同时为塑封膜进行加热。

本申请抽真空的方式，可在下载板上设置多个真空孔，其真空孔的轨道可沿伸缩杆引出至外部，不影响真空腔的密封性能。其下载板上的真空孔用于抽真空使用。具体地所述晶圆也采用真空吸附的方式固定在下载板上，具体为在形成真空腔后，可采用抽真空的方式去吸附晶圆，从而将晶圆固定在下载板上，在下载板向气囊挤压的过程中，可最大限度的防止晶圆被挤走或发生对位不准确的问题。

在另一实施例中，其上载板也可以与下载板设置相同的伸缩方式，使得在S12的步骤中还包括：

S12a：同步朝向下载板方向移动上载板。

本方案中，通过上载板和下载板同步移动的方式，其可以保持塑封膜的位置不变，使得承载晶圆的下载板与设置气囊的上载板同步向塑封膜的位置靠拢，使得塑封膜的边缘位置的拉伸与形变的程度最小，最大可能节省塑封膜的材料浪费，节约成本。而且其塑封膜的边缘形变较小的情况下，更不容易对晶圆的侧面覆盖，适用于不对晶圆侧面覆膜的晶圆。

图4是本申请第二实施例第一种状态的真空膜压机的示意图，图5是本申请第二实施例的真空膜压机第二种状态的示意图，该真空膜压机100使用上述实施例的真空膜压机的膜压方法，所述真空膜压机100包括送膜装置、压膜装置和充气装置130，所述送膜装置为压膜装置提供塑封膜140；所述压膜装置包括上腔体121、下腔体122、上载板123、气囊124、下载板125，所述下腔体122与所述上腔体121合腔可抽真空形成真空腔，所述上载板123设置在所述上腔体121靠近所述下腔体122的一侧，所述气囊124设置在所述上载板123靠近所述下腔体122的一侧，所述下载板125设置在所述下腔体122靠近所述上腔体121的一侧；所述下载板125可在真空腔内上下移动；所述充气装置130用于为所述气囊充气，晶圆150放置在下载板上125。具体地，所述送膜装置采用卷膜方式为所述压膜装置提供塑封膜，所述送膜装置包括供给端111和回收端112，所述供给段用于输出塑封膜至所述压膜装置中，所述回收端用于回收所述压膜装置中使用后的塑封膜；所述充气装置用于使得气囊始终处于充气状态或充满状态。其中，下载板连接伸缩杆，采用气泵驱动伸缩杆升降，伸缩杆从下腔体的底部升入，采用密封圈进行密封即可。

本方案中，对多块未压膜的晶圆的处理过程即为：将未压膜的晶圆放置到下载板上，提供塑封膜，上腔体和下腔体合腔并抽真空，形成真空腔，然后通过移动下载板，去挤压气囊，完成对晶圆的压膜处理。可以尽可能减少对气囊的反复充放气，而使得气囊始终处于充气状态或充满状态。而且，该气囊可通过充气装置保持充满状态，而该充满状态指的是气囊中的压强大于大气压强，使得该气囊在受下载板的挤压过程中，仍然能产生一定的压力，而不是过度形变。而且还可以将该气囊设定一气压，使得气囊中的压强保持一致，防止反复对气囊充气放气造成气囊处理不同晶圆时的压力差距过大，导致晶圆覆膜程度不同，产品批次参差不齐的问题。

需要说明的是，本方案中涉及到的各步骤的限定，在不影响具体方案实施的前提下，并不认定为对步骤先后顺序做出限定，写在前面的步骤可以是在先执行的，也可以是在后执行的，甚至也可以是同时执行的，只要能实施本方案，都应当视为属于本申请的保护范围。

需要说明的是,本申请的发明构思可以形成非常多的实施例，但是申请文件的篇幅有限，无法一一列出，因而，在不相冲突的前提下,以上描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例，各实施例或技术特征组合之后，将会增强原有的技术效果。

以上内容是结合具体的可选实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种真空膜压机的膜压方法，其特征在于，包括步骤：

将未压膜的晶圆放置在下腔体的下载板上；

在晶圆上方提供塑封膜，采用卷膜方式在晶圆上方提供塑封膜，且塑封膜与晶圆之间具有间隙；

朝向气囊方向移动下载板，使得下载板上的晶圆与塑封膜接触贴合；

移动上腔体，使得上腔体与下墙体合腔，并抽真空形成真空腔；

对上腔体的上载板上的气囊进行充气，并对塑封膜进行加热；

朝向气囊方向移动下载板，使得下载板挤压所述气囊；

完成晶圆压膜，挤压完成后，向上移动上腔体，带动气囊与晶圆分离；沿晶圆切割塑封膜；

其中，所述塑封膜位于下腔体上，且始终与所述下腔体接触。

2.根据权利要求1所述的真空膜压机的膜压方法，其特征在于，在所述完成晶圆压膜后重复上述步骤依次对多块未压膜的晶圆进行压膜处理；

其中，所述气囊始终处于充气状态或充满状态。

3.根据权利要求2所述的真空膜压机的膜压方法，其特征在于，所述朝向气囊方向移动下载板，使得下载板挤压所述气囊的步骤之后还包括：

同步朝向下载板方向移动上载板。

4.根据权利要求1所述的真空膜压机的膜压方法，其特征在于，在所述朝向气囊方向移动下载板，使得下载板挤压所述气囊的步骤中还包括：

朝向气囊方向移动下载板；

下载板带动晶圆和塑封膜向气囊挤压。

5.根据权利要求2所述的真空膜压机的膜压方法，其特征在于，所述气囊在充气完成后保持加热状态，使用所述气囊对塑封膜加热。

6.根据权利要求1所述的真空膜压机的膜压方法，其特征在于，所述晶圆采用真空吸附的方式固定在下载板上。

7.一种真空膜压机，其特征在于，使用如权利要求1-6任意一项所述的真空膜压机的膜压方法，所述真空膜压机包括送膜装置、压膜装置和充气装置，所述送膜装置为压膜装置提供塑封膜；

所述压膜装置包括上腔体、下腔体、上载板、气囊和下载板，所述下腔体与所述上腔体合腔可抽真空形成真空腔，所述上载板设置在所述上腔体靠近所述下腔体的一侧，所述气囊设置在所述上载板靠近所述下腔体的一侧，所述下载板设置在所述下腔体靠近所述上腔体的一侧；所述下载板可在真空腔内上下移动；所述充气装置用于为所述气囊充气。

8.根据权利要求7所述的真空膜压机，其特征在于，所述送膜装置采用卷膜方式为所述压膜装置提供塑封膜，所述送膜装置包括供给端和回收端，所述供给端用于输出塑封膜至所述压膜装置中，所述回收端用于回收所述压膜装置中使用后的塑封膜；所述充气装置用于使得气囊始终处于充气状态或充满状态；

所述气囊的下表面与所述上腔体的下表面处于同一平面。