TWI604521B - Device and method for attaching adhesive film on semiconductor substrate - Google Patents

Description

在半導體基底上貼附黏性薄膜的裝置和方法

本發明關於一種在半導體基底上貼附黏性薄膜的裝置和方法。更具體地，本發明關於利用支援臂固持半導體基底及可移動的噴嘴提供貼膜氣體以在半導體基底上沿著一條可編程的軌跡自動地貼附一層黏性薄膜。

在半導體器件製造過程中，為了不同目的，例如切割、晶片切割、清洗，一層黏性薄膜貼附在半導體基底上以保護或支援半導體基底。在現有的貼膜工藝中，當在半導體基底的背面貼膜時，該半導體基底的器件面需要採用真空吸附的方式加以固定。在這種情況下，半導體基底的器件面將與真空吸盤的表面相接觸，在對半導體基底的背面進行貼膜時，半導體基底的器件面的表面將由機械力壓在真空吸盤的表面。專利號為8,281,838 B2的美國專利公開了一種在晶圓上自動貼膜的裝置。當對晶圓的背面進行貼膜時，晶圓的正面，也就是晶圓的器件面，由真空吸盤所固持。在沒有機械力的貼膜工藝中，氣泡和皺褶難以避免。隨著技術節點的進步以及半導體基底的特徵尺寸變得越來越小，半導體基底的器件面上的結構非常容易被機 械力所破壞。另外，隨著半導體基底變得越來越薄，器件面受到損傷的風險也就更高。而且，由於薄的半導體基底更容易發生翹曲，因此需要尋求一種在貼膜過程中固定半導體基底的方法。在貼膜過程中，薄半導體基底的翹曲需要被控制，且機械力對器件面的損傷需要被消除。

本發明關於使用支援臂固持一薄的半導體基底並提供貼膜力以在該薄的半導體基底上自動貼一層黏性薄膜。黏性薄膜和半導體基底之間的黏合沿著一可編程的軌跡進行，通常從半導體基底的中心向半導體基底的邊緣進行貼膜以保證黏性薄膜被貼附在半導體基底上時不會產生氣泡或皺褶。半導體基底能夠在不受機械力損害的情況下被支援，且該半導體基底保持為一個平面而幾乎不發生翹曲。

根據本發明的一實施例，提供的在一薄的半導體基底上自動貼附黏性薄膜的裝置，包括：固持半導體基底的支援臂；載入和定位黏性薄膜，使黏性薄膜位於半導體基底上方的工作臺；具有線性軌道的旋轉盤，該旋轉盤設置在黏性薄膜的上方；線性驅動器設置在旋轉盤的線性軌道上，且該線性驅動器能夠沿著該線性軌道移動；氣體噴嘴向黏性薄膜上提供貼膜氣體以將黏性薄膜壓在半導體基底的待黏貼面上，該氣體噴嘴安裝在線性驅動器上且能夠與該線性驅動器一起移動；旋轉驅動器與旋轉盤相連接 並驅動旋轉盤在一個平行於半導體基底的平面內旋轉。

根據本發明的一實施例，提供的在一薄的半導體基底上自動貼附黏性薄膜的裝置，包括：固持半導體基底的支援臂；工作臺與支援臂連接，該工作臺載入和定位黏性薄膜，使黏性薄膜位於半導體基底上方；氣體噴嘴向黏性薄膜上提供貼膜氣體以將黏性薄膜壓在半導體基底的待黏貼面上；支撐氣體噴嘴的擺臂；擺臂驅動器與擺臂連接以驅動擺臂擺動；旋轉驅動器與支援臂連接以驅動支援臂旋轉。

根據本發明的一實施例，提供一系統，該系統包括：在半導體基底上貼附黏性薄膜的貼膜裝置，該貼膜裝置包括伯努利手臂，該伯努利手臂固持半導體基底，並使半導體基底處於懸浮狀態，半導體基底的器件面與伯努利手臂的頂面之間具有一間隙，半導體基底的器件面與伯努利手臂的頂面無接觸；真空手臂固持半導體基底的背面並將半導體基底傳送至伯努利手臂；清洗裝置清洗半導體基底的器件面和背面，其中伯努利手臂和真空手臂在清洗裝置和貼膜裝置之間傳送半導體基底。

根據本發明的一實施例，提供的在一薄的半導體基底上自動貼附黏性薄膜的方法，包括如下步驟：由支援臂固持半導體基底；將黏性薄膜傳送至半導體基底的待黏貼面的上方；將氣體噴嘴移動至黏性薄膜的上方並靠近黏性薄膜；透過氣體噴嘴向黏性薄膜上提供貼膜氣體以將黏性薄膜壓在半導體基底的待黏貼面上；使黏性薄膜與半 導體基底的黏合按照一個可編程的軌跡進行；停止供應貼膜氣體；將貼附有黏性薄膜的半導體基底從支援臂上移走。

根據本發明的一實施例，提供的在一薄的半導體基底上自動貼附黏性薄膜的方法，包括如下步驟：將半導體基底傳送至清洗裝置，固持半導體基底的背面以清洗該半導體基底的器件面；將半導體基底從清洗裝置中取出並將半導體基底傳送至伯努利手臂，該伯努利手臂固持半導體基底，並使半導體基底處於懸浮狀態，半導體基底的器件面與伯努利手臂的頂面之間存在一定的間隙，半導體基底的器件面與伯努利手臂的頂面無接觸；將半導體基底傳送至清洗裝置並清洗半導體基底的背面；將半導體基底從清洗裝置中取出並將半導體基底傳送至貼膜裝置；將黏性薄膜傳送至半導體基底的背面上方；將氣體噴嘴移動至黏性薄膜的上方並靠近黏性薄膜；透過氣體噴嘴向黏性薄膜上提供貼膜氣體以將黏性薄膜壓在半導體基底的背面上；使黏性薄膜與半導體基底的黏合按照一個可編程的軌跡進行；停止供應貼膜氣體；將貼附有黏性薄膜的半導體基底從伯努利手臂上移走。

1000‧‧‧半導體基底

1001‧‧‧旋轉盤

1002‧‧‧氣體噴嘴

1003‧‧‧線性軌道

1004‧‧‧線性驅動器

1005‧‧‧旋轉驅動器

1006‧‧‧垂直驅動器

1010‧‧‧伯努利手臂

1011‧‧‧定位針

1012‧‧‧第一噴射口

1013‧‧‧第二噴射口

1020‧‧‧黏性薄膜

1021‧‧‧薄膜框架

1022‧‧‧工作臺

2000‧‧‧半導體基底

2002‧‧‧氣體噴嘴

2007‧‧‧旋轉驅動器

2010‧‧‧伯努利手臂

2011‧‧‧定位針

2012‧‧‧第一噴射口

2013‧‧‧第二噴射口

2020‧‧‧黏性薄膜

2021‧‧‧薄膜框架

2022‧‧‧工作臺

2030‧‧‧擺臂

2031‧‧‧垂直驅動器

2032‧‧‧擺臂驅動器

3000‧‧‧半導體基底

3001‧‧‧旋轉盤

3002‧‧‧氣體噴嘴

3003‧‧‧線性軌道

3004‧‧‧線性驅動器

3005‧‧‧旋轉驅動器

3006‧‧‧垂直驅動器

3020‧‧‧黏性薄膜

3021‧‧‧薄膜框架

3022‧‧‧工作臺

3040‧‧‧真空手臂

4000‧‧‧半導體基底

4002‧‧‧氣體噴嘴

4007‧‧‧旋轉驅動器

4020‧‧‧黏性薄膜

4021‧‧‧薄膜框架

4022‧‧‧工作臺

4030‧‧‧擺臂

4031‧‧‧垂直驅動器

4032‧‧‧擺臂驅動器

4040‧‧‧真空手臂

5000‧‧‧半導體基底

5002‧‧‧氣體噴嘴

5010‧‧‧伯努利手臂

5020‧‧‧黏性薄膜

5050‧‧‧裝載埠

5040‧‧‧真空手臂

5060‧‧‧貼膜裝置

5070‧‧‧清洗裝置

圖1A-1B揭示了本發明在半導體基底上貼附黏性薄膜的裝置的一實施例的示意圖。

圖2A-2B揭示了本發明在半導體基底上貼附黏性薄膜 的裝置的另一實施例的示意圖。

圖3A-3B揭示了本發明在半導體基底上貼附黏性薄膜的裝置的又一實施例的示意圖。

圖4A-4B揭示了本發明在半導體基底上貼附黏性薄膜的裝置的又一實施例的示意圖。

圖5A和圖5B揭示了黏性薄膜和半導體基底黏合的可編程的軌跡的示意圖。

圖6揭示了本發明在半導體基底上貼附黏性薄膜的裝置的又一實施例的示意圖。

圖7A和圖7B揭示了本發明在半導體基底上貼附黏性薄膜的方法的流程示意圖。

參考圖1A-1B，揭示了本發明在半導體基底上貼附黏性薄膜的裝置的一實施例的示意圖。該裝置包括伯努利手臂1010、工作臺1022、氣體噴嘴1002、旋轉盤1001、線性驅動器1004及旋轉驅動器1005。伯努利手臂1010支撐起一薄的半導體基底1000且與該半導體基底1000無接觸。工作臺1022載入和定位黏性薄膜1020，使黏性薄膜1020位於半導體基底1000上方。氣體噴嘴1002向黏性薄膜1020上提供貼膜氣體。旋轉盤1001安裝在線性驅動器1004上，用於引導氣體噴嘴1002運動。旋轉驅動器1005驅動旋轉盤1001旋轉。

伯努利手臂1010作為支援臂固持該薄的半導 體基底1000，並使半導體基底1000處於懸浮狀態，半導體基底1000的器件面與伯努利手臂1010的頂面之間具有一間隙。半導體基底1000的器件面正對著伯努利手臂1010的頂面且半導體基底1000的器件面與伯努利手臂1010的頂面無接觸。伯努利手臂1010頂面的邊緣設置有一組第一噴射口1012，第一噴射口1012與第一氣體管路相連，當第一氣體管路向第一噴射口1012提供純淨的氣體時，伯努利手臂1010透過伯努利效應來吸住半導體基底1000。伯努利手臂1010頂面的中心設置有一組第二噴射口1013，第二噴射口1013與第二氣體管路相連，當第二氣體管路向第二噴射口1013提供純淨的氣體時，伯努利手臂1010將半導體基底1000舉起。較佳地，伯努利手臂1010設置有多組第二噴射口1013。每組第二噴射口1013與一相應的第二氣體管路相連接，這些第二氣體管路都是相互獨立地被控制。半導體基底1000和伯努利手臂1010之間的間隙的高度可以透過控制提供至第一噴射口1012和第二噴射口1013的純淨氣體的流量來加以調節。伯努利手臂1010上設置有至少三個定位針1011以限制半導體基底1000，防止半導體基底1000在整個貼膜過程中發生水平移動。伯努利手臂1010可以設置數個引導柱，例如至少三個引導柱，來引導半導體基底1000被準確地放置在伯努利手臂1010上。對於具體地利用伯努利效應來固持基底的裝置的說明，請參考專利申請號為PCT/CN2012/085319的PCT專利申請，該專利的名稱為基板支撐裝置，申請日為2012年11月27日，該專利所包含的 全部內容在此處被引用。伯努利手臂1010能夠水平移動至位於工作臺1022上的黏性薄膜1020的下方以進行貼膜。伯努利手臂1010也可以垂直地上下移動，當貼膜工藝開始時靠近黏性薄膜1020，或者在貼膜工藝結束後離開工作臺1022。

工作臺1022用於自動載入和拉緊支撐黏性薄膜1020。工作臺1022持續的提供黏性薄膜1020。黏性薄膜1020的黏貼面正對半導體基底1000的背面。在一個實施例中，薄膜框架1021被自動的傳送並放置在工作臺1022上。黏性薄膜1020被黏貼在薄膜框架1021上，然後，當貼膜時，黏性薄膜1020由切割機切割成所需要的尺寸。工作臺1022是可改變的，以適應直徑在3-18英寸範圍內的不同尺寸的薄膜框架1021。

與線性驅動器1004安裝在一起的旋轉盤1001設置在工作臺1022和黏性薄膜1020的上方。垂直驅動器1006與旋轉盤1001相連接以驅動旋轉盤1001在垂直方向上下移動。旋轉驅動器1005與旋轉盤1001相連接以驅動旋轉盤1001在平行於半導體基底1000的平面內旋轉。較佳地，為了避免驅動器的線路纏繞，旋轉驅動器1005驅動旋轉盤1001按一圈順指標然後再一圈逆時針交替的方式進行旋轉。旋轉盤1001橫向地設置有一條線性軌道1003。線性驅動器1004安裝在線性軌道1003上且能夠沿著線性軌道1003移動。線性驅動器1004可以是一個馬達、液壓式氣缸或氣動氣缸。氣缸的運動速度由氣體或液體的流量控制。 氣體噴嘴1002安裝在線性驅動器1004上且能夠沿著旋轉盤1001的徑向方向與線性驅動器1004一起運動。旋轉驅動器1005的旋轉速度以及線性驅動器1004的移動速度能夠透過時間來加以編程和控制，從而使半導體基底1000和黏性薄膜1020之間的黏合軌跡沿著一個可編程的軌跡進行。氣體噴嘴1002與貼膜氣體管路相連。供氣閥與貼膜氣體管路相連以在所需的時間內向氣體噴嘴1002提供貼膜氣體。壓力調節器和流量調節器與貼膜氣體管路相連以控制貼膜氣體的噴射壓力和流量。加熱裝置也與貼膜氣體管路相連以將貼膜氣體的溫度控制在20℃至80℃。一旦貼膜氣體從氣體噴嘴1002噴出，貼膜氣體提供一局部貼膜力施加在黏性薄膜1020上，從而將黏性薄膜1020壓在半導體基底1000上。結合旋轉盤1001的旋轉以及氣體噴嘴1002的線性運動，黏性薄膜1020與半導體基底1000的黏合沿著一個如圖5A所示的可編程的軌跡進行，通常從半導體基底1000的中心向半導體基底1000的邊緣進行。

參考圖2A-2B，揭示了本發明在半導體基底上貼附黏性薄膜的裝置的另一實施例的示意圖。該裝置包括伯努利手臂2010、工作臺2022、旋轉驅動器2007、氣體噴嘴2002、擺臂2030及擺臂驅動器2032。伯努利手臂2010無接觸的支撐起一薄的半導體基底2000。工作臺2022與伯努利手臂2010相連接，工作臺2022載入和定位黏性薄膜2020，使黏性薄膜2020位於半導體基底2000上方。旋轉驅動器2007與伯努利手臂2010相連接，該旋轉驅動器2007 驅動伯努利手臂2010旋轉，因此，半導體基底2000和黏性薄膜2020隨著伯努利手臂2010一起旋轉。氣體噴嘴2002向黏性薄膜2020上提供貼膜氣體。擺臂2030支撐氣體噴嘴2002。擺臂驅動器2032與擺臂2030相連接，該擺臂驅動器2032驅動擺臂2030擺動從而氣體噴嘴2002跟隨擺臂2030一起擺動。

伯努利手臂2010作為支援臂固持該薄的半導體基底2000，並使半導體基底2000處於懸浮狀態，半導體基底2000的器件面與伯努利手臂2010的頂面之間具有一間隙。半導體基底2000的器件面正對著伯努利手臂2010的頂面且半導體基底2000的器件面與伯努利手臂2010的頂面無接觸。伯努利手臂2010頂面的邊緣設置有一組第一噴射口2012，該第一噴射口2012與第一氣體管路相連，當第一氣體管路向第一噴射口2012提供純淨的氣體時，伯努利手臂2010透過伯努利效應吸住半導體基底2000。伯努利手臂2010頂面的中心設置有一組第二噴射口2013，第二噴射口2013與第二氣體管路相連，當第二氣體管路向第二噴射口2013提供純淨的氣體時，伯努利手臂2010將半導體基底2000舉起。較佳地，伯努利手臂2010上設置有多組第二噴射口2013。每組第二噴射口2013與一相應的第二氣體管路相連接，這些第二氣體管路都是相互獨立地被控制。半導體基底2000和伯努利手臂2010之間的間隙的高度可以透過控制提供至第一噴射口2012和第二噴射口2013的純淨氣體的流量來加以調節。至少三個定位針2011設置在伯努利手 臂2010上以限制半導體基底2000，防止半導體基底2000在整個貼膜過程中發生水平移動。伯努利手臂2010可以設置數個引導柱，例如至少三個引導柱，來引導半導體基底2000被準確地放置在伯努利手臂2010上。對於具體地利用伯努利效應來固持基底的裝置的說明，請參考專利申請號為PCT/CN2012/085319的PCT專利申請，該專利的名稱為基板支撐裝置，申請日為2012年11月27日，該專利所包含的全部內容在此處被引用。旋轉驅動器2007與伯努利手臂2010相連接以驅動伯努利手臂2010旋轉，因此，半導體基底2000和工作臺2022隨著伯努利手臂2010一起旋轉。較佳地，旋轉驅動器2007驅動伯努利手臂2010按一圈順指標然後再一圈逆時針交替的方式進行旋轉。

用於自動載入和拉緊支撐黏性薄膜2020的工作臺2022安裝在伯努利手臂2010的頂面且與伯努利手臂2010一同旋轉。工作臺2022持續的提供黏性薄膜2020。黏性薄膜2020的黏貼面正對半導體基底2000的背面。在一個實施例中，薄膜框架2021被自動地傳送並放置在工作臺2022上。黏性薄膜2020被黏貼在薄膜框架2021上，然後，當貼膜時，黏性薄膜2020由切割機切割成所需要的尺寸。工作臺2022是可改變的，以適應直徑在3-18英寸的不同尺寸的薄膜框架2021。

氣體噴嘴2002設置在工作臺2022的上方並固定在擺臂2030上。擺臂驅動器2032與擺臂2030相連以驅動擺臂2030擺動，因此氣體噴嘴2002隨擺臂2030一起擺 動。垂直驅動器2031與擺臂2030相連以驅動擺臂2030與氣體噴嘴2002在垂直方向上下移動。旋轉驅動器2007的旋轉速度以及擺臂驅動器2032的運動速度能夠透過時間來編程和控制，因而黏性薄膜2020與半導體基底2000的黏合軌跡沿著一個可編程的軌跡進行。氣體噴嘴2002與貼膜氣體管路相連。供氣閥與貼膜氣體管路相連以在所需的時間內向氣體噴嘴2002提供貼膜氣體。壓力調節器和流量調節器與貼膜氣體管路相連以控制貼膜氣體的噴射壓力和流量。加熱裝置也與貼膜氣體管路相連以將貼膜氣體的溫度控制在20-80℃。一旦貼膜氣體從氣體噴嘴2002中噴出，貼膜氣體提供一局部貼膜力施加在黏性薄膜2020上，從而將黏性薄膜2020壓在半導體基底2000上。結合伯努利手臂2010的旋轉以及氣體噴嘴2002的擺動，黏性薄膜2020和半導體基底2000之間的黏合沿著如圖5B所示的可編程的軌跡進行，通常從半導體基底2000的中心向半導體基底2000的邊緣進行。

參考圖3A-3B，揭示了本發明在半導體基底上貼附黏性薄膜的裝置的又一實施例的示意圖。該裝置包括真空手臂3040、工作臺3022、氣體噴嘴3002、旋轉盤3001、線性驅動器3004及旋轉驅動器3005。真空手臂3040固持半導體基底3000。工作臺3022載入和定位黏性薄膜3020，使黏性薄膜3020位於半導體基底3000上方。氣體噴嘴3002向黏性薄膜3020上提供貼膜氣體。旋轉盤3001與線性驅動器3004安裝在一起以帶動氣體噴嘴3002運動。旋轉驅動器 3005驅動旋轉盤3001旋轉。

真空手臂3040作為支援臂固持半導體基底3000。為了防止半導體基底3000被壓壞損傷，一種軟且多孔的材料覆蓋在真空手臂3040的支援面上。

工作臺3022用於自動載入和拉緊支撐黏性薄膜3020。工作臺3022持續的提供黏性薄膜3020。黏性薄膜3020的黏貼面正對半導體基底3000的黏貼面。在一個實施例中，薄膜框架3021被自動的傳送並放置在工作臺3022上。黏性薄膜3020被黏貼在薄膜框架3021上，然後，當貼膜時，黏性薄膜3020由切割機切割成所需要的尺寸。工作臺3022是可改變的，以適應直徑在3-18英寸的不同尺寸的薄膜框架3021。

與線性驅動器3004安裝在一起的旋轉盤3001設置在工作臺3022以及黏性薄膜3020的上方。垂直驅動器3006與旋轉盤3001連接以驅動旋轉盤3001在垂直方向上下移動。旋轉驅動器3005與旋轉盤3001相連以驅動旋轉盤3001在平行於半導體基板3000的平面內旋轉。較佳地，為了防止驅動器的線路纏繞，旋轉驅動器3005驅動旋轉盤3001按一圈順指標然後再一圈逆時針交替的方式進行旋轉。旋轉盤3001橫向地設置有線性軌道3003。線性驅動器3004設置在線性軌道3003上，並沿著線性軌道3003運動。線性驅動器3004可以是一個馬達、液壓式氣缸或氣動氣缸。氣缸的運動速度由氣體或液體的流量控制。氣體噴嘴3002安裝在線性驅動器3004上並能沿旋轉盤3001的徑向 與線性驅動器3004一起運動。旋轉驅動器3005的旋轉速度以及線性驅動器3004的運動速度能夠透過時間來加以控制和編程，以使黏性薄膜3020與半導體基底3000之間的黏合的軌跡沿著一條可編程的軌跡進行。氣體噴嘴3002與貼膜氣體管路相連。供氣閥與貼膜氣體管路相連以在所需的時間內向氣體噴嘴3002提供貼膜氣體。壓力調節器和流量調節器與貼膜氣體管路相連以控制貼膜氣體的噴射壓力和流量。加熱裝置也與貼膜氣體管路相連以將貼膜氣體的溫度控制在20-80℃。一旦貼膜氣體從氣體噴嘴3002中噴出，貼膜氣體提供一局部貼膜力施加在黏性薄膜3020上，從而將黏性薄膜3020壓在半導體基底3000上。結合旋轉盤3001的旋轉以及氣體噴嘴3002的線性運動，黏性薄膜3020與半導體基底3000的黏合沿著一個如圖5A所示的可以編程的軌跡進行，通常從半導體基底3000的中心向半導體基底3000的邊緣進行。

參考圖4A-4B，揭示了本發明在半導體基底上貼附黏性薄膜的裝置的又一實施例的示意圖。該裝置包括真空手臂4040、工作臺4022、旋轉驅動器4007、氣體噴嘴4002、擺臂4030及擺臂驅動器4032。真空手臂4040固持半導體基底4000。工作臺4022與真空手臂4040相連接，工作臺4022載入和定位黏性薄膜4020，使黏性薄膜4020位於半導體基底4000上方。旋轉驅動器4007與真空手臂4040相連接以驅動真空手臂4040旋轉，因此半導體基底4000和黏性薄膜4020隨真空手臂4040一起旋轉。氣體噴 嘴4002向黏性薄膜4020上提供貼膜氣體。擺臂4030支撐氣體噴嘴4002。擺臂驅動器4032與擺臂4030相連接以驅動氣體噴嘴4002隨擺臂4030一起運動。

真空手臂4040作為支援臂固持半導體基底4000。為了防止半導體基底4000被壓壞損傷，一種軟且多孔的材料被覆蓋在真空手臂4040的支援面上。旋轉驅動器4007與真空手臂4040相連接以驅動真空手臂4040旋轉，因此半導體基底4000和工作臺4022隨真空手臂4040一起旋轉。較佳地，旋轉驅動器4007驅動真空手臂4040按一圈順指標然後再一圈逆時針交替的方式進行旋轉。

用於自動載入和拉緊支撐黏性薄膜4020的工作臺4022安裝在真空手臂4040的支援面上且與真空手臂4040一同旋轉。工作臺4022持續的提供黏性薄膜4020。黏性薄膜4020的黏貼面正對半導體基底4000的黏貼面。在一個實施例中，薄膜框架4021被自動地傳送並放置在工作臺4022上。黏性薄膜4020被黏貼在薄膜框架4021上，然後，當貼膜時，黏性薄膜4020由切割機切割成所需要的尺寸。工作臺4022是可改變的，以適應直徑在3-18英寸的不同尺寸的薄膜框架4021。

氣體噴嘴4002設置在工作臺4022的上方並安裝在擺臂4030上。擺臂驅動器4032與擺臂4030連接以驅動擺臂4030擺動，從而使氣體噴嘴4002也隨擺臂4030一起擺動。垂直驅動器4031與擺臂4030連接以驅動擺臂4030和氣體噴嘴4002在垂直方向上下移動。旋轉驅動器4007 的旋轉速度以及擺臂驅動器4032的運動速度能夠透過時間來加以編程和控制，從而使黏性薄膜4020與半導體基底4000的黏合的軌跡沿著一個可編程的軌跡進行。氣體噴嘴4002與貼膜氣體管路相連。供氣閥與貼膜氣體管路相連以在所需的時間內為氣體噴嘴4002提供貼膜氣體。壓力調節器和流量調節器與貼膜氣體管路相連以控制貼膜氣體的噴射壓力和流量。加熱裝置也與貼膜氣體管路相連以將貼膜氣體的溫度控制在20-80℃。一旦貼膜氣體從氣體噴嘴4002中噴出，貼膜氣體提供一局部貼膜力施加在黏性薄膜4020上，從而將黏性薄膜4020壓在半導體基底4000上。結合真空手臂4040的旋轉以及氣體噴嘴4002的擺動，黏性薄膜4020和半導體基底4000之間的黏合沿著如圖5B所示的可編程的軌跡進行，通常從半導體基底4000的中心向半導體基底4000的邊緣進行。

參考圖5A和圖5B，揭示了黏性薄膜和半導體基底黏合的可編程的軌跡的示意圖。透過控制氣體噴嘴的運動速度以及旋轉盤或伯努利手臂或真空手臂的旋轉速度，這條可編程的軌跡呈現出螺旋狀或許多個同心圓環狀。在這種情況下，貼膜過程被精確控制且貼膜過程中不會產生氣泡和皺褶。

根據本發明的具體實施例，一種在半導體基底上貼附黏性薄膜的方法包括以下步驟。

工藝流程

步驟102：將半導體基底傳送至支援臂，該支援臂固持 半導體基底；步驟104：將黏性薄膜傳送至半導體基底的待黏貼面的上方；步驟106：將氣體噴嘴移動至位於黏性薄膜的上方且靠近該黏性薄膜的位置；步驟108：透過氣體噴嘴向黏性薄膜上提供貼膜氣體以將黏性薄膜壓在半導體基底的待黏貼面上，例如可以打開氣體噴嘴的供氣閥，其中貼膜氣體是一種壓縮氣體，例如潔淨的乾燥空氣、氮氣、氦氣、氬氣或它們的組合，並且貼膜氣體的溫度控制在20-80℃；步驟110：使黏性薄膜與半導體基底的黏合按照一條可編程的軌跡進行，通常從半導體基底的中心向半導體基底的邊緣進行；步驟112：停止供應貼膜氣體，例如可以關閉氣體噴嘴的供氣閥，黏性薄膜和半導體基底的黏合工藝完成後，移開氣體噴嘴。

步驟114：將貼附有黏性薄膜的半導體基底從支援臂上移走。

在步驟102中，支援臂是伯努利手臂。伯努利手臂作為支援臂固持半導體基底，並使半導體基底處於懸浮狀態，半導體基底的器件面與伯努利手臂的頂面之間具有一間隙。半導體基底的器件面與伯努利手臂的頂面無接觸。半導體基底和伯努利手臂之間的間隙的高度可以透過控制提供至伯努利手臂的純淨氣體的流量來加以調節。

在步驟102中，支援臂是真空手臂。真空手臂的支援面上覆蓋一層軟且多孔的材料。

在步驟110中，可編程的軌跡可以透過控制氣體噴嘴的旋轉速度以及線性移動速度來形成。

在步驟110中，可編程的軌跡可以透過控制支援臂的旋轉速度以及氣體噴嘴的擺動速度來形成。

參考圖6所示，與前述的裝置相比，本發明提供的在半導體基底上貼附黏性薄膜的系統進一步包括用於清洗半導體基底的器件面和背面的清洗裝置5070。真空手臂5040從裝載埠5050處獲取半導體基底並固持該半導體基底的背面。之後該真空手臂5040將半導體基底送入清洗裝置5070中。清洗裝置5070清洗半導體基底的器件面。半導體基底的器件面被清洗乾淨後，真空手臂5040將半導體基底從清洗裝置5070中取出並將其傳送至伯努利手臂5010處。伯努利手臂5010固持半導體基底，並使半導體基底處於懸浮狀態，半導體基底的器件面與伯努利手臂5010的頂面之間具有一間隙。半導體基底的器件面與伯努利手臂5010的頂面無接觸。半導體基底和伯努利手臂5010之間的間隙的高度可以透過控制提供至伯努利手臂5010的純淨氣體的流量來加以調節。然後伯努利手臂5010將該半導體基底送入清洗裝置5070中。清洗裝置5070清洗半導體基底的背面。半導體基底的背面被清洗乾淨之後，伯努利手臂5010將半導體基底從清洗裝置5070中取出，並將半導體基底送入貼膜裝置5060，在貼膜裝置5060中將黏性薄膜貼附在半 導體基底的背面。

參考圖7A和圖7B，揭示了本發明在半導體基底上貼附黏性薄膜的方法的流程示意圖。在整個貼膜過程中，半導體基底的器件面與伯努利手臂無接觸。該方法包括如下步驟：工藝流程

步驟202：使用真空手臂5040從承載臺上取得半導體基底5000並固持該半導體基底5000的背面，其中半導體基底5000的厚度在30μm-1000μm。

步驟204：真空手臂5040將半導體基底5000傳送至清洗裝置5070中，並在清洗裝置5070中清洗半導體基底5000的器件面，其中清洗液至少選用下述一種：去離子水、酸性溶液、鹼性溶液或溶劑。

步驟206：真空手臂5040將半導體基底5000從清洗裝置5070中取出並將半導體基底5000傳送至伯努利手臂5010，伯努利手臂5010固持半導體基底5000，並使半導體基底5000處於懸浮狀態，半導體基底5000的器件面與伯努利手臂5010的頂面之間具有一間隙。

步驟208：伯努利手臂5010將半導體基底5000傳送至清洗裝置5070中，並在清洗裝置5070中清洗半導體基底5000的背面，其中清洗液至少選用下述一種：去離子水、酸性溶液、鹼性溶液或溶劑。

步驟210：伯努利手臂5010將半導體基底5000從清洗裝置5070中取出並將半導體基底5000傳送至貼膜裝置5060 中。

步驟212：將黏性薄膜5020傳送至半導體基底5000背面的上方。

步驟214：將氣體噴嘴5002移動至黏性薄膜5020的上方且靠近黏性薄膜5020的位置。

步驟216：向黏性薄膜5020上提供貼膜氣體以將黏性薄膜5020壓在半導體基底5000的背面，例如可以打開氣體噴嘴5002的供氣閥，其中貼膜氣體是一種壓縮氣體，例如潔淨的乾燥空氣、氮氣、氦氣、氬氣或它們的組合，並且貼膜氣體的溫度控制在20-80℃。

步驟218：使黏性薄膜5020與半導體基底5000的黏合按照一條可編程的軌跡進行，通常從半導體基底5000的中心向半導體基底5000的邊緣進行。

步驟220：停止供應貼膜氣體，例如可以關閉氣體噴嘴5002的供氣閥，黏性薄膜5020和半導體基底5000的黏合工藝完成後，移開氣體噴嘴5002。

步驟222：將貼附有黏性薄膜5020的半導體基底5000從伯努利手臂5010上移開。

氣體噴嘴的移動速度與安裝有氣體噴嘴的旋轉盤的旋轉速度或者伯努利手臂或真空手臂的旋轉驅動器的旋轉速度相結合決定了黏合的軌跡。沒有氣泡和皺褶產生的貼膜結果是透過控制黏合的軌跡來決定的。在本發明的一個實施例中，氣體噴嘴的運動速度以及旋轉盤的旋轉速度或者伯努利手臂或真空手臂的旋轉驅動器的旋轉速度 保持不變。在本發明的另一實施例中，氣體噴嘴的運動速度以及旋轉盤的旋轉速度或者伯努利手臂或真空手臂的旋轉驅動器的旋轉速度被設置為不同的值。

1000‧‧‧半導體基底

1001‧‧‧旋轉盤

1002‧‧‧氣體噴嘴

1003‧‧‧線性軌道

1004‧‧‧線性驅動器

1005‧‧‧旋轉驅動器

1006‧‧‧垂直驅動器

1010‧‧‧伯努利手臂

1011‧‧‧定位針

1012‧‧‧第一噴射口

1013‧‧‧第二噴射口

1020‧‧‧黏性薄膜

1021‧‧‧薄膜框架

1022‧‧‧工作臺

Claims (37)

1. 一種在半導體基底上貼附黏性薄膜的裝置，其特徵在於，包括：支援臂，固持半導體基底；工作臺，載入和定位黏性薄膜，使黏性薄膜位於半導體基底上方；旋轉盤，具有線性軌道，所述旋轉盤設置在所述黏性薄膜的上方；線性驅動器，安裝在所述旋轉盤的線性軌道上且能夠沿著線性軌道移動；氣體噴嘴，向黏性薄膜上提供貼膜氣體以將黏性薄膜壓在半導體基底的待黏貼面上，所述氣體噴嘴安裝在所述線性驅動器上且與所述線性驅動器一起移動；以及旋轉驅動器，與所述旋轉盤連接並驅動所述旋轉盤在平行於所述半導體基底的平面內旋轉。
2. 根據請求項1所述的裝置，其特徵在於，進一步包括垂直驅動器，所述垂直驅動器與所述旋轉盤連接，所述垂直驅動器帶動所述旋轉盤在垂直方向上下移動。
3. 根據請求項1所述的裝置，其特徵在於，所述支援臂能夠在垂直方向上下移動。
4. 根據請求項1所述的裝置，其特徵在於，進一步包括薄膜框架，所述薄膜框架設置在所述工作臺上，所述黏性 薄膜黏貼在所述薄膜框架上。
5. 根據請求項1所述的裝置，其特徵在於，所述支援臂是伯努利手臂且所述半導體基底的待黏貼面是所述半導體基底的背面，所述伯努利手臂固持半導體基底，並使半導體基底處於懸浮狀態，半導體基底的器件面與伯努利手臂的頂面之間具有一間隙，半導體基底的器件面與伯努利手臂的頂面無接觸。
6. 根據請求項5所述的裝置，其特徵在於，所述伯努利手臂頂面的邊緣設置有一組第一噴射口，該第一噴射口與第一氣體管路相連，當第一氣體管路向第一噴射口提供純淨的氣體時，伯努利手臂透過伯努利效應吸住半導體基底，伯努利手臂頂面的中心設置有一組或多組第二噴射口，該一組或多組第二噴射口與一組或多組第二氣體管路相連，當第二氣體管路向第二噴射口提供純淨的氣體時，伯努利手臂將半導體基底舉起，多組第二氣體管路相互獨立地被控制。
7. 根據請求項6所述的裝置，其特徵在於，所述半導體基底與所述伯努利手臂之間的間隙的高度透過控制提供至第一噴射口和第二噴射口的純淨氣體的流量來加以調節。
8. 根據請求項1所述的裝置，其特徵在於，所述支援臂是真空手臂。
9. 根據請求項8所述的裝置，其特徵在於，所述真空手臂的支援面上覆蓋有軟且多孔的材料。
10. 根據請求項1所述的裝置，其特徵在於，所述氣體噴嘴與貼膜氣體管路相連，供氣閥與所述貼膜氣體管路相連以向所述氣體噴嘴提供貼膜氣體。
11. 根據請求項10所述的裝置，其特徵在於，進一步包括壓力調節器，與所述貼膜氣體管路相連以控制貼膜氣體的噴射壓力。
12. 根據請求項10所述的裝置，其特徵在於，進一步包括流量調節器，與所述貼膜氣體管路相連以控制貼膜氣體的流量。
13. 根據請求項10所述的裝置，其特徵在於，進一步包括加熱裝置，與所述貼膜氣體管路相連以控制貼膜氣體的溫度。
14. 根據請求項13所述的裝置，其特徵在於，所述溫度控制在20℃-80℃。
15. 根據請求項1所述的裝置，其特徵在於，所述黏性薄膜與所述半導體基底的黏合的軌跡透過調整所述旋轉盤的旋轉速度以及所述線性驅動器的線性移動速度來加以控 制。
16. 根據請求項15所述的裝置，其特徵在於，所述黏性薄膜與所述半導體基底的黏合的軌跡可被編程為螺旋狀，由半導體基底的中心旋繞至半導體基底的邊緣。
17. 根據請求項1所述的裝置，其特徵在於，所述旋轉驅動器驅動所述旋轉盤按一圈順指標然後再一圈逆時針交替的方式進行旋轉。
18. 根據請求項1所述的裝置，其特徵在於，所述線性驅動器是馬達、液壓式氣缸或氣動氣缸。
19. 根據請求項18所述的裝置，其特徵在於，所述氣缸的運動速度由液體或氣體的流量控制。
20. 一種在半導體基底上貼附黏性薄膜的裝置，其特徵在於，包括：支援臂，固持半導體基底；工作臺，與所述支援臂相連接，所述工作臺載入和定位黏性薄膜，使黏性薄膜位於半導體基底上方；氣體噴嘴，向黏性薄膜上提供貼膜氣體以將黏性薄膜壓在半導體基底的待黏貼面上；擺臂，支撐所述氣體噴嘴；擺臂驅動器，與所述擺臂相連接以驅動所述擺臂擺動； 以及旋轉驅動器，與所述支援臂相連接以驅動所述支援臂旋轉。
21. 根據請求項20所述的裝置，其特徵在於，進一步包括垂直驅動器，與所述擺臂相連接，以驅動所述擺臂和氣體噴嘴在垂直方向上下移動。
22. 根據請求項20所述的裝置，其特徵在於，所述旋轉驅動器驅動所述支援臂按一圈順指標然後再一圈逆時針交替的方式進行旋轉。
23. 根據請求項20所述的裝置，其特徵在於，所述支援臂是伯努利手臂且所述半導體基底的待黏貼面是所述半導體基底的背面，所述伯努利手臂固持半導體基底，並使半導體基底處於懸浮狀態，半導體基底的器件面與伯努利手臂的頂面之間具有一間隙，半導體基底的器件面與伯努利手臂的頂面無接觸。
24. 根據請求項20所述的裝置，其特徵在於，所述支援臂是真空手臂。
25. 根據請求項24所述的裝置，其特徵在於，所述真空手臂的支援面上覆蓋有軟且多孔的材料。
26. 根據請求項20所述的裝置，其特徵在於，所述黏性薄膜與所述半導體基底的黏合的軌跡透過調節所述旋轉驅動器的旋轉速度和所述擺臂驅動器的擺動速度來加以控制。
27. 根據請求項26所述的裝置，其特徵在於，所述黏性薄膜與所述半導體基底的黏合的軌跡可被編程為由半導體基底的中心到半導體基底的邊緣的多個同心圓環狀。
28. 一種系統，其特徵在於，包括：如請求項1或請求項20所述的在半導體基底上貼附黏性薄膜的貼膜裝置；伯努利手臂，所述伯努利手臂固持半導體基底，並使半導體基底處於懸浮狀態，半導體基底的器件面與伯努利手臂的頂面之間具有一間隙，半導體基底的器件面與伯努利手臂的頂面無接觸；真空手臂，固持半導體基底的背面並將半導體基底傳送至所述伯努利手臂；以及清洗裝置，清洗半導體基底的器件面和背面；其中，所述伯努利手臂和所述真空手臂在所述貼膜裝置和所述清洗裝置之間傳送半導體基底。
29. 根據請求項28所述的系統，其特徵在於，所述半導體基底在所述清洗裝置中進行背面清洗工藝時由所述伯努利手臂固持，所述半導體基底在所述清洗裝置中進行器件 面的清洗工藝時由所述真空手臂固持。
30. 一種在半導體基底上貼附黏性薄膜的方法，其特徵在於，包括：支援臂固持半導體基底；將黏性薄膜傳送至半導體基底的待黏貼面的上方；將氣體噴嘴移動至黏性薄膜的上方並靠近黏性薄膜；透過氣體噴嘴向黏性薄膜上提供貼膜氣體以將黏性薄膜壓在半導體基底的待黏貼面上；使黏性薄膜和半導體基底的黏合沿著一個可編程的軌跡進行，該可編程的軌跡為螺旋狀或多個同心圓環狀；停止供應貼膜氣體；以及將貼附有黏性薄膜的半導體基底從支援臂上移走。
31. 根據請求項30所述的方法，其特徵在於，所述半導體基底的厚度為30μm-1000μm。
32. 根據請求項30所述的方法，其特徵在於，所述貼膜氣體是壓縮的潔淨的乾燥空氣、氮氣、氦氣、氬氣或它們的組合。
33. 根據請求項30所述的方法，其特徵在於，所述貼膜氣體的溫度為20℃-80℃。
34. 根據請求項30所述的方法，其特徵在於，所述可 編程的軌跡的形成是透過控制所述氣體噴嘴的旋轉速度和線性移動速度來達成的。
35. 根據請求項30所述的方法，其特徵在於，所述可編程的軌跡的形成是透過控制所述支援臂的旋轉速度和所述氣體噴嘴的擺動速度來達成的。
36. 根據請求項30所述的方法，其特徵在於，所述支援臂是伯努利手臂或真空手臂。
37. 一種在半導體基底上貼附黏性薄膜的方法，其特徵在於，包括：將半導體基底傳送至清洗裝置中，透過固持半導體基底的背面來清洗半導體基底的器件面；從清洗裝置中取出半導體基底並將半導體基底傳送至伯努利手臂，所述伯努利手臂固持半導體基底，並使半導體基底處於懸浮狀態，半導體基底的器件面與伯努利手臂的頂面之間具有一間隙，半導體基底的器件面與伯努利手臂的頂面無接觸；將半導體基底傳送至清洗裝置中以清洗半導體基底的背面；從清洗裝置中取出半導體基底並將半導體基底傳送至貼膜裝置；將黏性薄膜傳送至半導體基底的背面上方；將氣體噴嘴移動至黏性薄膜的上方並靠近黏性薄膜； 透過氣體噴嘴向黏性薄膜上提供貼膜氣體以將黏性薄膜壓在半導體基底的背面；使黏性薄膜與半導體基底的黏合沿著一條可編程的軌跡進行；停止供應貼膜氣體；以及將貼附有黏性薄膜的半導體基底從伯努利手臂上移走。