CN116921161A - 应用于晶圆肥边去除的胶膜及其去除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种应用于晶圆肥边去除的胶膜及其去除方法，一胶膜卷包括一出料侧、一收料侧及一应用段，应用段中切割形成有一容置孔，切割出呈圆形的一裁切废料予以移除；一工作平台的表面定位有一晶圆，工作平台底侧通过一预设动力装置及一升降推杆推升并使该晶圆穿置于该容置孔中形成定位；一涂刀位于该晶圆一侧边缘上方并以水平方向朝着该晶圆另一侧移动，晶圆表面及应用段表面形成有一未固化涂布层；一真空腔盖罩覆于该工作平台上，对腔盖内部进行抽真空并形成加速干燥状态，使该未固化涂布层快速形成一已固化涂布层后，该应用段表面残留有一涂布废料，该晶圆表面保留该已固化涂布层，使该晶圆表面的肥边现象大幅降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于晶圆肥边去除的胶膜及其去除方法，尤指一种于晶圆的边缘围设有胶膜卷的应用段，通过呈一字型涂刀同时涂覆应用段的部分区域及晶圆表面以形成未固化涂布层，并利用胶膜卷的应用段破除晶圆于边缘的表面张力，再通过真空腔盖的抽真空过程来使未固化涂布层快速形成已固化涂布层，续通过工作平台的升降来分离晶圆与胶膜卷，以确保晶圆表面涂布层厚度统一，即可防止晶圆表面的肥边现象。
背景技术
晶圆上薄膜涂布常见技术为旋转涂布(Spin Coating)，而旋转涂布优点在于：可以得到极薄且膜厚均匀度极佳的涂布层。但旋转涂布也存在有其缺点：在于难以制作出厚膜。而原因在于旋转时中心处与外圈的旋转速度差异颇大，故导致难以得到厚且均匀的涂布膜层。更进一步来了解，于涂料涂布尚薄时，涂料层大部分都会通过表面张力与晶圆表面紧密粘着；但于涂料涂布形成厚膜时，虽然涂料底层同样受到表面张力与晶圆表面紧密粘着，但涂料上层将受到离心力而向外滑动。因此，晶圆采用旋转涂布时，因中心与外圈的离心力不同，故随着旋转速度的变化，导致难以得到均匀的厚膜。
承上述，涂料在晶圆最外圈边缘受到的表面张力影响尤为严重，已经甩到最外圈位置涂料受到晶圆边缘表面张力影响而不易被离心力甩掉，所以涂料堆积在晶圆外圈边缘效应会更加严重。为了得到较厚且均匀的涂层，需要预涂更多的涂料在晶圆上并慢速旋转，以达到预期的膜厚均匀度，甚至需要通过复数次的旋转涂布制程来达到较厚且均匀的涂层的目的，但是于制程中所浪费的材料会更为增加。
关于上述晶圆采用旋转涂布制程的种种缺失，有待从事此行业者加以研发改进。
发明内容
故，发明人有鉴于上述的问题与缺失，乃搜集相关资料，经由多方评估及考量，始设计出此种应用于晶圆肥边去除的胶膜及其去除方法诞生。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种应用于晶圆肥边去除的胶膜，其特征在于，包括：
一胶膜卷，其包括一出料侧与一收料侧，在该出料侧与该收料侧之间具有摊平的一应用段，在该应用段中形成有利用一预设裁切治具所切割出且呈圆形的一容置孔，且其所切割出且呈圆形的一裁切废料通过一预设吸附治具移除；
一工作平台，于其表面定位有一晶圆，而该工作平台底侧设有连接于一预设动力装置的一升降推杆，该预设动力装置驱动该升降推杆上升并使该晶圆穿置于该胶膜卷的该容置孔中形成定位；
一涂刀，其具有供一涂布液流出的一喷嘴，且初始位置在该晶圆一侧边缘上方，并以水平方向朝着该晶圆另一侧移动，直到该涂布液完全覆盖于该晶圆表面后停止，且于该晶圆表面及该应用段表面形成有一未固化涂布层；以及
一真空腔盖，其自一预设位置移动对位于该晶圆及该应用段上方后向下罩覆于该工作平台上，并对腔盖内部进行抽真空并形成加速干燥状态，以使该未固化涂布层快速形成一已固化涂布层后，移动该真空腔盖回归至该预设位置，并驱动该升降推杆以使该工作平台下降至原来位置，以使该应用段表面残留有一涂布废料，且于该晶圆表面保留该已固化涂布层，以形成该晶圆表面的肥边现象大幅降低构造。
所述的应用于晶圆肥边去除的胶膜，其中，该预设动力装置是具有供气设备的一气压缸、具有供油设备的一油压缸或一马达，且在该气压缸、该油压缸或该马达中设有能够做往复伸缩的该升降推杆。
所述的应用于晶圆肥边去除的胶膜，其中，该晶圆表面所形成的该已固化涂布层是一光阻层或一绝缘层，而构成该绝缘层材料是聚酰亚胺。
所述的应用于晶圆肥边去除的胶膜，其中，该预设裁切治具是一激光模块、一圆形切刀或一热熔切割装置，而该预设吸附治具是具有真空吸附力的一吸盘。
所述的应用于晶圆肥边去除的胶膜，其中，该涂刀与该喷嘴呈一字型外观。
一种应用于晶圆肥边的去除方法，其特征在于，包括有下列步骤：
(A)提供一胶膜卷，在其出料侧及收料侧之间具有摊平的一应用段，在该应用段中形成有利用一预设裁切治具所切割出且呈圆形的一容置孔，且其所切割出且呈圆形的一裁切废料通过一预设吸附治具移除；
(B)提供定位于一工作平台上的一晶圆，驱使该工作平台上升以使该晶圆穿置于该胶膜卷的该容置孔中形成定位；
(C)驱动位于该晶圆一侧边缘上方的一涂刀以水平方向朝着该晶圆另一侧移动，直到该涂刀的涂布液完全覆盖于该晶圆表面后停止，且于该晶圆表面及该应用段表面形成有一未固化涂布层；
(D)驱动一真空腔盖自一预设位置移动对位于该晶圆及该应用段上方后向下罩覆于该工作平台上，并对腔盖内部进行抽真空并形成加速干燥状态，以使该未固化涂布层快速形成一已固化涂布层后，移动该真空腔盖回归至该预设位置；以及
(E)驱使该工作平台下降至原来位置，以使该应用段表面残留有一涂布废料，且在该晶圆表面保留该已固化涂布层，以形成该晶圆表面的肥边现象大幅降低构造。
所述的应用于晶圆肥边的去除方法，其中，该工作平台底侧设有连接于一预设动力装置的一升降推杆，以使该工作平台具有升降功能，该预设动力装置是具有供气设备的一气压缸、具有供油设备的一油压缸或一马达，且在该气压缸、该油压缸或该马达中设有能够做往复伸缩的该推杆。
所述的应用于晶圆肥边的去除方法，其中，该晶圆表面所形成的该已固化涂布层是一光阻层或一绝缘层，而构成该绝缘层材料是聚酰亚胺。
所述的应用于晶圆肥边的去除方法，其中，该预设裁切治具是一激光模块或一热熔切割装置，而该预设吸附治具是具有真空吸附力的一吸盘。
所述的应用于晶圆肥边的去除方法，其中，该涂刀具有供一涂布液流出的一喷嘴，且该涂刀与该喷嘴呈一字型外观。
本发明的主要目的在于提供一种应用于晶圆肥边去除的胶膜，借由前述晶圆的边缘围设有胶膜卷的应用段，通过呈一字型涂刀同时涂覆应用段的部分区域及晶圆表面以形成未固化涂布层，并利用胶膜卷的应用段破除晶圆于边缘的表面张力，再通过真空腔盖的抽真空过程来使未固化涂布层快速形成已固化涂布层，续通过工作平台的升降来分离晶圆与胶膜卷，以确保晶圆表面涂布层厚度统一，即可防止晶圆表面的肥边现象，同时，胶膜卷是一种成本较低的抛弃式耗材，故不需利用溶剂来做清洁处理，也正因缺少清洁的流程，而可使晶圆肥边去除的生产程序速度加快，有利于晶圆的制造时间大幅缩短。
附图说明
图1是本发明于工作平台上设有胶膜卷的示意图。
图2是本发明于胶膜卷中切割出一容置孔的示意图。
图3是本发明利用吸附治具将裁切废料移除的示意图。
图4是本发明将晶圆穿置于容置孔前的示意图。
图5是本发明将晶圆穿置于容置孔后的示意图。
图6是本发明晶圆一侧边缘上方设有涂刀的示意图。
图7是本发明涂刀由晶圆一侧朝向另一侧涂布前的示意图。
图8是本发明涂刀由晶圆一侧朝向另一侧涂布后的示意图。
图9是本发明真空腔盖罩覆于工作平台前的示意图。
图10是本发明真空腔盖罩覆于工作平台后的示意图。
图11是本发明通过工作平台下降以使晶圆与胶膜卷分离的示意图。
图12是本发明应用于晶圆肥边的去除步骤流程图。
附图标记说明：1-胶膜卷；10-容置孔；11-出料侧；12-收料侧；13-应用段；14-裁切废料；15-吸附治具；2-晶圆；3-工作平台；31-升降推杆；4-涂刀；41-喷嘴；42-涂布液；43-未固化涂布层；44-已固化涂布层；45-涂布废料；5-真空腔盖；51-管体；61-提供一胶膜卷，于其出料侧及收料侧之间具有摊平的一应用段，在该应用段中形成有利用一预设裁切治具所切割出且呈圆形的一容置孔，且其所切割出且呈圆形的一裁切废料通过一预设吸附治具移除；62-提供定位于一工作平台上的一晶圆，驱使该工作平台上升以使该晶圆穿置于该胶膜卷的该容置孔中形成定位；63-驱动位于该晶圆一侧边缘上方的一涂刀以水平方向朝着该晶圆另一侧移动，直到该涂刀的涂布液完全覆盖于该晶圆表面后停止，且于该晶圆表面及该应用段表面形成有一未固化涂布层；64-驱动一真空腔盖自一预设位置移动对位于该晶圆及该应用段上方后向下罩覆于该工作平台上，并对腔盖内部进行抽真空并形成加速干燥状态，以使该未固化涂布层快速形成一已固化涂布层后，移动该真空腔盖回归至该预设位置；65-驱使该工作平台下降至原来位置，以使该应用段表面残留有一涂布废料，且于该晶圆表面保留该已固化涂布层，以形成该晶圆表面的肥边现象大幅降低构造。
具体实施方式
为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及其构造，兹绘图就本发明的较佳实施例详加说明其特征与功能如下，以利完全了解。
请参阅图1至图11所示，各为本发明于工作平台上设有胶膜卷的示意图、于胶膜卷中切割出一容置孔的示意图、利用吸附治具将裁切废料移除的示意图、晶圆穿置于容置孔前的示意图、晶圆穿置于容置孔后的示意图、晶圆一侧边缘上方设有涂刀的示意图、涂刀由晶圆一侧朝向另一侧涂布前的示意图、涂刀由晶圆一侧朝向另一侧涂布后的示意图、真空腔盖罩覆于工作平台前的示意图、真空腔盖罩覆于工作平台后的示意图及通过工作平台下降以使晶圆与胶膜卷分离的示意图，由图中可清楚看出本发明晶圆肥边去除装置主要包括：胶膜卷1、晶圆2、工作平台3、涂刀4、真空腔盖5，而各组件的连接关系与详细结构如下：
该胶膜卷1(Dummy Film)包括一出料侧11与一收料侧12，在该出料侧11与该收料侧12之间具有摊平的一应用段13，在该应用段13中形成有利用一预设裁切治具(图中未示)所切割出且呈圆形的一容置孔10，且其所切割出且呈圆形的一裁切废料14通过一预设吸附治具15移除。前述该预设裁切治具是一激光模块、一圆形切刀或一热熔切割装置，而该预设吸附治具15是具有真空吸附力的一吸盘。
一工作平台3，于其表面通过真空吸附技术定位有一晶圆2，而该工作平台3底侧设有连接于一预设动力装置(图中未示)的一升降推杆31，该预设动力装置驱动该升降推杆31上升并使该晶圆2穿置于该胶膜卷1的该容置孔10中形成定位。
该涂刀4具有供一涂布液42流出的一喷嘴41，且该涂刀4与其喷嘴41呈一字型外观，且涂布液42也以一字型朝向一预设方向移动进行涂布，而较佳的实施例为一字型的涂布液42的长度略大于晶圆2的圆形直径，且初始位置在该晶圆2一侧边缘上方，并以水平方向朝着该晶圆2另一侧移动，直到该涂布液42完全覆盖于该晶圆2表面后停止，且于该晶圆2表面及该应用段13表面形成有一未固化涂布层43。
该真空腔盖5自一预设位置(图中未示)移动对位于该晶圆2及该应用段13上方后向下罩覆于该工作平台3上，并对腔盖内部进行抽真空并形成加速干燥状态，并通过该真空腔盖5所设置一管体51将气体向外部排出，以使该未固化涂布层43快速形成一已固化涂布层44后，移动该真空腔盖5回归至该预设位置，并驱动该升降推杆31以使该工作平台3下降至原来位置，以使该应用段13表面残留有一涂布废料45，且于该晶圆2表面保留该已固化涂布层44并移至下一加工站做后续处理，以形成该晶圆2表面的肥边现象大幅降低构造。前述具有涂布废料45的应用段13的后续处理为：将胶膜卷1由出料侧11朝向收料侧12方向卷动，并使具有涂布废料45的应用段13被卷收于收料侧12内部，同时由出料侧11所移出未使用过的应用段13置于工作平台3上方，并等待下一片待加工晶圆2置入工作平台3上且重复执行所有工序。
上述胶膜卷1为了提升涂布液42附着性及固化成膜的特性，而有前置处理程序，具体做法为将电浆(Plasma)、电晕或改质剂利用物理性制程附着于胶膜卷1表面。除此之外，可通过超声波震荡吸除或粘尘轮沾附方式去处理胶膜卷1表面不洁物或脏污，于脏污去除过程中，胶膜卷1可能受到机构摩擦、分离或空气流动摩擦而产生静电，所以需于预设清洁机构(图中未示)上配置静电消除装置(例如：吹气式静电消除器或光照辐射式静电消除器)，即可中和胶膜卷1表面所残留静电。同时，胶膜卷1是一种成本较低的抛弃式耗材，故不需利用溶剂来做清洁处理，也正因缺少清洁的流程，而可使晶圆肥边去除的生产程序速度加快，有利于晶圆的制造时间大幅缩短。
上述该预设动力装置是具有供气设备的一气压缸、具有供油设备的一油压缸或一马达，且于该气压缸、该油压缸或该马达中设有可做往复伸缩的该升降推杆31，但前述气压缸、油压缸或马达的动力装置仅为举例，而其他形式可配合升降推杆31产生往复动作的动力装置，也在本发明的保护范围内。
上述该晶圆2表面所形成的该已固化涂布层44是可借由紫外线照射固化的一光阻层或一绝缘层，而构成该绝缘层材料是一聚酰亚胺(Polymide，PI)。
根据上述图1至图11所揭示应用于晶圆肥边去除的胶膜，并请参阅图12所示，是本发明应用于晶圆肥边的去除步骤流程图，包括有下列步骤：
步骤61:提供一胶膜卷，于其出料侧及收料侧之间具有摊平的一应用段，在该应用段中形成有利用一预设裁切治具所切割出且呈圆形的一容置孔，且其所切割出且呈圆形的一裁切废料通过一预设吸附治具移除。
步骤62:提供定位于一工作平台上的一晶圆，驱使该工作平台上升以使该晶圆穿置于该胶膜卷的该容置孔中形成定位，而工作平台系通过真空吸附技术将晶圆进行定位。
步骤63:驱动位于该晶圆一侧边缘上方的一涂刀以水平方向朝着该晶圆另一侧移动，直到该涂刀的涂布液完全覆盖于该晶圆表面后停止，且于该晶圆表面及该应用段表面形成有一未固化涂布层。
步骤64:驱动一真空腔盖自一预设位置移动对位于该晶圆及该应用段上方后向下罩覆于该工作平台上，并对腔盖内部进行抽真空并形成加速干燥状态，以使该未固化涂布层快速形成一已固化涂布层后，移动该真空腔盖回归至该预设位置。
步骤65:驱使该工作平台下降至原来位置，以使该应用段表面残留有一涂布废料，且于该晶圆表面保留该已固化涂布层，以形成该晶圆表面的肥边现象大幅降低构造。
本发明的较为详细动作流程在于：胶膜卷1通过卷对卷(Roll to Roll)或单薄片(Sheet)方式供料，虽然上述未提出单薄片的实施例，但此简易的实施变化应纳入本发明的保护范围内。而胶膜卷1通过真空吸附方式定位于晶圆2制程预定位置，通过激光模块、一圆形切刀或一热熔切割装置的预设裁切治具在应用段13上切割出一容置孔10(圆形缺口)，而容置孔10等于或略小于晶圆2尺寸，而切割下来的废膜通过预设吸附治具15(例如：具有真空吸附力的吸盘)进行去除。晶圆2放置于胶膜卷1所切出的容置孔10中央，晶圆2通过底部的工作平台3利用真空吸附方式进行固定，续使用一预设测距感测器测量晶圆2表面高度，并依据预设测距感测器的测量值自动调整晶圆2与涂刀4的高度间距。通过呈一字型涂刀4与其喷嘴41进行矩形涂布，并使涂布面积的短边大于或等于晶圆2直径，待完成晶圆2涂布后，将晶圆2与胶膜卷1以上、下方向进行分离，而分离方式可能为晶圆2向上或胶膜卷1向下进行分离，也可能为将晶圆2及胶膜卷1同时进行上、下反向移动分离。待涂布完成后，晶圆2通过一预设移载装置自工作平台3移出，再将已承载涂布废料45的胶膜卷1移出工作平台3的加工范围之外，进行抛弃而不再重复使用，并等待下一片待加工晶圆2置入工作平台3上且重复执行所有工序。
借由上述图1至图12揭示，即可了解本发明为一种应用于晶圆肥边去除的胶膜，包括：一胶膜卷，其包括一出料侧、一收料侧及一应用段，在该应用段中切割形成有一容置孔，且其所切割出且呈圆形的一裁切废料予以移除；一工作平台，于其表面定位有一晶圆，而该工作平台底侧通过一预设动力装置及一升降推杆推升并使该晶圆穿置于该容置孔中形成定位；一涂刀，位于该晶圆一侧边缘上方并以水平方向朝着该晶圆另一侧移动，直到该涂刀的涂布液完全覆盖于该晶圆表面后停止，且于该晶圆表面及该应用段表面形成有一未固化涂布层；一真空腔盖，罩覆于该工作平台上，并对腔盖内部进行抽真空并形成加速干燥状态，以使该未固化涂布层快速形成一已固化涂布层后，以使该应用段表面残留有一涂布废料，且于该晶圆表面保留该已固化涂布层，以形成该晶圆表面的肥边现象大幅降低构造。借由前述晶圆的边缘围设有胶膜卷的应用段，通过呈一字型涂刀同时涂覆应用段的部分区域及晶圆表面以形成未固化涂布层，并利用胶膜卷的应用段破除晶圆于边缘的表面张力，再通过真空腔盖的抽真空过程来使未固化涂布层快速形成已固化涂布层，续通过工作平台的升降来分离晶圆与胶膜卷，以确保晶圆表面涂布层厚度统一，即可防止晶圆表面的肥边现象，同时，胶膜卷是一种成本较低的抛弃式耗材，故不需利用溶剂来做清洁处理，也正因缺少清洁的流程，而可使晶圆肥边去除的生产程序速度加快，有利于晶圆的制造时间大幅缩短。本发明应用于晶圆加工制造领域中，具有极佳的实用性。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种应用于晶圆肥边去除的胶膜，其特征在于，包括：
一胶膜卷，其包括一出料侧与一收料侧，在该出料侧与该收料侧之间具有摊平的一应用段，在该应用段中形成有利用一预设裁切治具所切割出且呈圆形的一容置孔，且其所切割出且呈圆形的一裁切废料通过一预设吸附治具移除；
一工作平台，于其表面定位有一晶圆，而该工作平台底侧设有连接于一预设动力装置的一升降推杆，该预设动力装置驱动该升降推杆上升并使该晶圆穿置于该胶膜卷的该容置孔中形成定位；
一涂刀，其具有供一涂布液流出的一喷嘴，且初始位置在该晶圆一侧边缘上方，并以水平方向朝着该晶圆另一侧移动，直到该涂布液完全覆盖于该晶圆表面后停止，且于该晶圆表面及该应用段表面形成有一未固化涂布层；以及
一真空腔盖，其自一预设位置移动对位于该晶圆及该应用段上方后向下罩覆于该工作平台上，并对腔盖内部进行抽真空并形成加速干燥状态，以使该未固化涂布层快速形成一已固化涂布层后，移动该真空腔盖回归至该预设位置，并驱动该升降推杆以使该工作平台下降至原来位置，以使该应用段表面残留有一涂布废料，且于该晶圆表面保留该已固化涂布层，以形成该晶圆表面的肥边现象大幅降低构造。
2.如权利要求1所述的应用于晶圆肥边去除的胶膜，其特征在于，该预设动力装置是具有供气设备的一气压缸、具有供油设备的一油压缸或一马达，且在该气压缸、该油压缸或该马达中设有能够做往复伸缩的该升降推杆。
3.如权利要求1所述的应用于晶圆肥边去除的胶膜，其特征在于，该晶圆表面所形成的该已固化涂布层是一光阻层或一绝缘层，而构成该绝缘层材料是聚酰亚胺。
4.如权利要求1所述的应用于晶圆肥边去除的胶膜，其特征在于，该预设裁切治具是一激光模块、一圆形切刀或一热熔切割装置，而该预设吸附治具是具有真空吸附力的一吸盘。
5.如权利要求1所述的应用于晶圆肥边去除的胶膜，其特征在于，该涂刀与该喷嘴呈一字型外观。
6.一种应用于晶圆肥边的去除方法，其特征在于，包括有下列步骤：
(A)提供一胶膜卷，在其出料侧及收料侧之间具有摊平的一应用段，在该应用段中形成有利用一预设裁切治具所切割出且呈圆形的一容置孔，且其所切割出且呈圆形的一裁切废料通过一预设吸附治具移除；
(B)提供定位于一工作平台上的一晶圆，驱使该工作平台上升以使该晶圆穿置于该胶膜卷的该容置孔中形成定位；
(C)驱动位于该晶圆一侧边缘上方的一涂刀以水平方向朝着该晶圆另一侧移动，直到该涂刀的涂布液完全覆盖于该晶圆表面后停止，且于该晶圆表面及该应用段表面形成有一未固化涂布层；
(D)驱动一真空腔盖自一预设位置移动对位于该晶圆及该应用段上方后向下罩覆于该工作平台上，并对腔盖内部进行抽真空并形成加速干燥状态，以使该未固化涂布层快速形成一已固化涂布层后，移动该真空腔盖回归至该预设位置；以及
(E)驱使该工作平台下降至原来位置，以使该应用段表面残留有一涂布废料，且在该晶圆表面保留该已固化涂布层，以形成该晶圆表面的肥边现象大幅降低构造。
7.如权利要求6所述的应用于晶圆肥边的去除方法，其特征在于，该工作平台底侧设有连接于一预设动力装置的一升降推杆，以使该工作平台具有升降功能，该预设动力装置是具有供气设备的一气压缸、具有供油设备的一油压缸或一马达，且在该气压缸、该油压缸或该马达中设有能够做往复伸缩的该推杆。
8.如权利要求6所述的应用于晶圆肥边的去除方法，其特征在于，该晶圆表面所形成的该已固化涂布层是一光阻层或一绝缘层，而构成该绝缘层材料是聚酰亚胺。
9.如权利要求6所述的应用于晶圆肥边的去除方法，其特征在于，该预设裁切治具是一激光模块或一热熔切割装置，而该预设吸附治具是具有真空吸附力的一吸盘。
10.如权利要求6所述的应用于晶圆肥边的去除方法，其特征在于，该涂刀具有供一涂布液流出的一喷嘴，且该涂刀与该喷嘴呈一字型外观。
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