TWI775083B - 真空壓膜系統及真空壓膜方法 - Google Patents

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Abstract

一種真空壓膜系統，包括供膜組件、收膜組件、下壓膜機體、上壓膜機體、抽氣機、移動組件及切割組件。下壓膜機體包括第一殼座以及可上下移動地配置於第一殼座內的下加熱組件。下加熱組件適於承載基板並移動，而使基板與第一殼座的頂面接近齊平或縮入第一殼座內。上壓膜機體可上下移動地配置於下壓膜機體的上方，且包括上殼體、配置於上殼體的上加熱組件。抽氣機連通於下壓膜機體。移動組件適於改變薄膜在位於下壓膜機體與上壓膜機體之間的部分的高度。切割組件可移動地設置於下壓膜機體的上方，且適於切割薄膜在壓合至基板上的部分。

Description

真空壓膜系統及真空壓膜方法
本發明是有關於一種壓膜系統與方法，且特別是有關於一種真空壓膜系統與方法。
目前，常見的壓膜方法是在大氣環境下使用滾輪將薄膜壓合至基板上，但這樣對於基板表面具有凹凸結構起伏較大時，容易使得薄膜與基板之間存在氣泡。常見的另外一種壓膜作法是，先在大氣環境下將薄膜預壓在基板上，再將基板及預壓於其上的薄膜放至真空腔體內進行真空壓膜。
然而，在真空壓膜的過程中，薄膜會受熱與受壓而貼附至基板，若基板及預壓於其上的薄膜之間存在氣泡，即便對真空腔體抽氣，也無法將基板及薄膜之間的氣泡排出。
本發明提供一種真空壓膜系統，其可避免薄膜與基板之間存在氣泡。
本發明提供一種真空壓膜方法，其可避免薄膜與基板之間存在氣泡。
本發明的一種真空壓膜系統，適於將薄膜固定於基板上，包括供膜組件、收膜組件、下壓膜機體、上壓膜機體、抽氣機、移動組件及切割組件。供膜組件適於提供薄膜。收膜組件適於回收薄膜。下壓膜機體位於供膜組件與收膜組件之間，且包括第一殼座以及可上下移動地配置於第一殼座內的下加熱組件，其中下加熱組件適於承載基板並移動，而使基板與第一殼座的頂面齊平、基板凸出於第一殼座的頂面或是縮入第一殼座內。上壓膜機體可上下移動地配置於下壓膜機體的上方，且包括上殼體、配置於上殼體的上加熱組件。抽氣機連通於下壓膜機體。移動組件可移動地設置於供膜組件與收膜組件之間，且適於改變薄膜在位於下壓膜機體與上壓膜機體之間的部分的高度。切割組件可移動地設置於下壓膜機體的上方，且適於切割薄膜在壓合至基板上的部分。
在本發明的一實施例中，上述的下壓膜機體更包括可上下移動地配置於第一殼座下方的第二殼座、配置於第二殼座與第一殼座之間的氣密伸縮組件，下加熱組件連動於第二殼座。
在本發明的一實施例中，上述的上壓膜機體更包括可撓墊，可撓墊的周緣固定於上殼體，上加熱組件位於上殼體與可撓墊之間，上殼體具有上氣口，上加熱組件與可撓墊之間的空間連通於上氣口。
在本發明的一實施例中，上述的上壓膜機體更包括上驅動組件，連接於上加熱組件，以使上加熱組件相對於上殼體移動。
在本發明的一實施例中，上述的上壓膜機體更包括可撓墊，設置於上加熱組件。
在本發明的一實施例中，上述的上加熱組件包括依序排列的上隔熱層及上加熱層，上加熱層靠近下壓膜機體。
在本發明的一實施例中，上述的下加熱組件包括依序排列的下加熱層及下晶圓承載盤，下晶圓承載盤靠近上壓膜機體。
本發明的一種真空壓膜方法，包括配置薄膜至基板的上方，其中薄膜與基板之間存在間隙；移除位於薄膜與基板之間的空氣；使基板接近薄膜，且對基板與薄膜加熱與加壓；以及切割薄膜在壓合至基板上的部分。
在本發明的一實施例中，上述在配置薄膜至基板的上方的步驟中，更包括提供下壓膜機體，其中下壓膜機體包括第一殼座及可上下移動地配置於第一殼座的下加熱組件；設置基板至下加熱組件，且使下加熱組件下移，以使基板低於第一殼座的頂面；設置薄膜於第一殼座的頂面。
在本發明的一實施例中，上述在移除位於薄膜與基板之間的空氣的步驟中，更包括使上壓膜機體下降至下壓膜機體的第一殼座上以抵壓薄膜的上表面；以及上壓膜機體與下壓膜機體之間抽氣。
在本發明的一實施例中，上述在對基板與薄膜加熱與加 壓的步驟中，更包括使下壓膜機體的下加熱組件上升，而使基板接近薄膜的下表面，上壓膜機體的可撓墊與下壓膜機體的下加熱組件對基板與薄膜加熱且加壓，而使薄膜熱壓合於基板。
在本發明的一實施例中，上述在對基板與薄膜加熱與加壓之後且切割薄膜之前，更包括停止對基板與薄膜加壓；破壞上壓膜機體與下壓膜機體之間的負壓或真空狀態；以及上壓膜機體上移，而外露出基板與薄膜被壓合至基板上的部分。
基於上述，在本發明的真空壓膜系統與方法中，下壓膜機體的下加熱組件可相對於第一殼座上下移動，而使基板與第一殼座的頂面接近齊平或是縮入第一殼座內。因此，當薄膜被放置於下壓膜機體的頂面且上壓膜機體下壓至下壓膜機體時，下加熱組件可下移使基板縮入第一殼座內，而未與薄膜接觸。此時，抽氣機可對下壓膜機體與上壓膜機體之間的空間抽氣，以使薄膜與基板之間呈真空。後續下加熱組件與可撓墊再對薄膜與基板加熱與加壓而使薄膜壓合至基板。如此一來，薄膜與基板之間便不會存在氣泡。
10:供膜組件
12:保護膜收料輪
14:收膜組件
20:薄膜
22:保護膜
30:基板
100:真空壓膜系統
110:上壓膜機體
111:上殼體
112:上氣口
113:上隔熱層
114:上加熱層
116:可撓墊
117:上驅動組件
118:上加熱組件
120:下壓膜機體
121:第一殼座
1211:頂面
122:第二殼座
123:氣密伸縮組件
125:下加熱層
126:下晶圓承載盤
127:頂針
128:空間
129:下加熱組件
130:移動組件
140:切割組件
150:抽氣機
圖1是依照本發明的一實施例的一種真空壓膜系統的示意圖。
圖2A是圖1的真空壓膜系統的上壓膜機體的示意圖。
圖2B是氣體通入圖2A的上壓膜機體的示意圖。
圖3A是圖1的真空壓膜系統的下壓膜機體的示意圖。
圖3B是圖3A的下加熱組件抬升的示意圖。
圖3C是圖3A的頂針升起的示意圖。
圖4A至4F是依照本發明的一實施例的一種真空壓膜方法的流程示意圖。
圖5是依照本發明的另一實施例的一種真空壓膜系統的上壓膜機體的示意圖。
圖6是依照本發明的另一實施例的一種真空壓膜系統的上壓膜機體的示意圖。
圖1是依照本發明的一實施例的一種真空壓膜系統的示意圖。請參閱圖1，本實施例的真空壓膜系統100適於將薄膜20固定於基板30上。在本實施例中，薄膜20例如是乾膜光阻(Dry film resist)製成的光阻帶，基板30例如是晶圓，但薄膜20與基板30的種類不以此為限制。一般來說，由於晶圓表面上會設有高低不同的多個晶粒或者是圖案(pattern)，使得晶圓表面是呈現凹凸不平的狀態，而使得光阻難以良好地壓合至晶圓。本實施例的真空壓膜系統100能夠使光阻壓合至晶圓，且光阻與晶圓之間無氣泡，下面將對此說明。
如圖1所示，真空壓膜系統100包括供膜組件10、收膜 組件14、下壓膜機體120、上壓膜機體110、抽氣機150、移動組件130及切割組件140。供膜組件10適於提供薄膜20。在本實施例中，保護膜22一開始會貼合在薄膜20上，以保護薄膜20。薄膜20在要送入下壓膜機體120之前會與保護膜22分離。真空壓膜系統100還包括保護膜22收料輪12，用以回收保護膜22。收膜組件14則適於回收未使用到的薄膜20。
下壓膜機體120位於供膜組件10與收膜組件14之間，上壓膜機體110可上下移動地配置於下壓膜機體120的上方。抽氣機150連通於下壓膜機體120。當上壓膜機體110下壓至下壓膜機體120時，抽氣機150可對上壓膜機體110與下壓膜機體120之間的空間抽氣。
移動組件130可移動地設置於供膜組件10與收膜組件14之間。移動組件130例如包括上下配置且適於供所述薄膜20纏繞的兩滾輪，而可在移動組件130水平移動之後，改變薄膜20在位於下壓膜機體120與上壓膜機體110之間的部分的高度。
切割組件140可左右移動地設置於下壓膜機體120的上方，且適於切割薄膜20在壓合至基板30上的部分。
圖2A是圖1的真空壓膜系統的上壓膜機體的示意圖。請參閱圖2A，上壓膜機體110包括上殼體111及配置於上殼體111的上加熱組件118。在本實施例中，上加熱組件118包括依序排列的上隔熱層113及上加熱層114，上加熱層114靠近下方(也就是靠近下壓膜機體120)。當然，上加熱組件118的種類不以此為限 制。
在本實施例中，上壓膜機體110更包括可撓墊116，可撓墊116的周緣固定於上殼體111，且可撓墊116的中央不固定於上殼體111。上加熱組件118位於上殼體111與可撓墊116之間。上殼體111具有上氣口112，上加熱組件118與可撓墊116之間的空間連通於上氣口112。
圖2B是氣體通入圖2A的上壓膜機體的示意圖。請參閱圖2B，當氣體從上氣口112進入上加熱組件118與可撓墊116之間的空間時，可撓墊116會受到氣壓而往下凸出，而可幫助薄膜20貼合到基板30凹凸不平的上表面，以較佳地貼合於基板30。
圖3A是圖1的真空壓膜系統的下壓膜機體的示意圖。請參閱圖3A，在本實施例中，下壓膜機體120包括第一殼座121、可上下移動地配置於第一殼座121的空間128的下加熱組件129以及可調整地穿出或縮入下加熱組件129的頂針127。在本實施例中，下加熱組件129包括依序排列的下加熱層125及下晶圓承載盤126，下晶圓承載盤126靠近上方(也就是靠近上壓膜機體110)。當然，下加熱組件129的種類不以此為限制。
在本實施例中，下壓膜機體120更包括可上下移動地配置於第一殼座121下方的第二殼座122、配置於第二殼座122與第一殼座121之間的氣密伸縮組件123，下加熱組件129連動於第二殼座122。第二殼座122例如是連接至馬達(未繪示)，而可相對於第一殼座121上下移動。氣密伸縮組件123例如是真空波紋管， 其可被縮短與伸長，且可維持氣密，但氣密伸縮組件123的種類不以此為限制。
圖3B是圖3A的下加熱組件抬升的示意圖。請參閱圖3B，在本實施例中，第二殼座122可以向上移動，氣密伸縮組件123對應地收縮，且下加熱組件129隨第二殼座122上移，下加熱組件129適於承載基板30，而使基板30從內縮於第一殼座121內的位置(圖3A)上移至第一殼座121的頂面1211接近齊平的位置(圖3B)。所謂的接近齊平的位置可以是略高於第一殼座121的頂面1211、共平面於第一殼座121的頂面1211或是略低於第一殼座121的頂面1211。
圖3C是圖3A的頂針升起的示意圖。請參閱圖3C，在本實施例中，頂針127可相對下加熱組件129上下移動，以穿出或縮入下加熱組件129。在本實施例中，頂針127可凸出於第一殼座121的頂面1211，以承接基板30或將基板30分離於下加熱組件129。
圖4A至4F是依照本發明的一實施例的一種真空壓膜方法的流程示意圖。請先參閱圖4A，本實施例的真空壓膜方法包括下列步驟。首先，使頂針127穿出於下加熱組件129且凸出於第一殼座121的頂面1211。接著，配置基板30至下壓膜機體120的頂針127上。
再來，如圖4B所示，使頂針127縮入下加熱組件129，以使下加熱組件129承載基板30。接著，使下加熱組件129下移， 以使基板30低於第一殼座121的頂面1211。再來，配置薄膜20至基板30的上方。在本實施例中，配置薄膜20至基板30的上方的方式是將移動組件130往左移而通過上壓膜機體110與下壓膜機體120之間，其後，薄膜20便配置於第一殼座121的頂面1211。
值得一提的是，在圖4B中可見，薄膜20與基板30之間存在間隙。在本實施例中，由於下加熱組件129能夠相對於第一殼座121上下移動，在薄膜20至基板30的上方之前，可先下移下加熱組件129，以避免薄膜20接觸到基板30，而使薄膜20與基板30之間能維持一段距離。
如圖4C所示，將上壓膜機體110下移至下壓膜機體120。此時，上壓膜機體110與下壓膜機體120之間為封閉狀態。接著，移除位於薄膜20與基板30之間的空氣。在本實施例中，抽氣機150可以對上壓膜機體110與下壓膜機體120之間的腔體抽真空，而使薄膜20與基板30之間呈現真空狀態。
再來，如圖4D所示，使基板30接近薄膜20，且對基板30與薄膜20加熱與加壓。在本實施例中，第二殼座122上移而使下加熱組件129上移，連帶地基板30跟著往上，而使基板30接近薄膜20，然後進行加壓。由於在前一步驟中，薄膜20與基板30之間的空氣已經被移除，此時薄膜20往下壓合至基板30之後，薄膜20與基板30之間便不會有氣泡，而可有效達到無氣泡的效果。
此外，可撓墊116與下加熱組件129會對基板30與薄膜 20加熱，當氣體從上氣口112進入上加熱組件118與可撓墊116之間的空間時，可撓墊116會受到氣壓而往下凸出而對基板30與薄膜20加壓，以使薄膜20壓合至基板30上。
當在壓合之後，停止對基板30與薄膜20加壓。再來，如圖4E所示，破壞上壓膜機體110與下壓膜機體120之間的負壓或真空狀態。上壓膜機體110上移，而外露出基板30與薄膜20被壓合至基板30上的部分。接著，將切割組件140水平地移動至上壓膜機體110與下壓膜機體120之間，且切割薄膜20在壓合至基板30上的部分。
如圖4F所示，將切割組件140移離於上壓膜機體110與下壓膜機體120之間，且移動組件130也往右移而回到原位。最後，頂針127將基板30與壓合在基板30上的薄膜20一起頂出，以離開下加熱組件129，而完成整個壓合程序。
由上可知，在本實施例中，為了避免真空壓膜前，薄膜20就已經接觸基板30，或者，薄膜20過於靠近基板30，薄膜20因受熱軟化，下塌接觸或沾黏到薄膜20底下的基板30，導致氣泡包覆在內無法排出，在本實施例中，第二殼座122與下加熱組件129可下移，將基板30先遠離薄膜20，待上壓膜機體110與下壓膜機體120之間的腔體抽真空或是薄膜20與基板30之間的空氣之後，再將第二殼座122與下加熱組件129上升，以使基板接近薄膜20，然後進行加壓。如此一來，薄膜20與基板30之間便不會存在氣泡。
下面將介紹其他態樣的上壓膜機體，與圖2A的上壓膜機體相同或相似的元件以相同或相似的符號表示，僅說明主要差異之處。
圖5是依照本發明的另一實施例的一種真空壓膜系統的上壓膜機體的示意圖。請參閱圖5，圖5的上壓膜機體110與圖2A的上壓膜機體110的主要差異在於本實施例的上壓膜機體110非以氣壓式加壓，而是改為機械式加壓。
詳細地說，在本實施例中，上壓膜機體110更包括上驅動組件117，連接於上加熱組件118，以使上加熱組件118相對於上殼體111移動。可撓墊116整面貼附在上加熱組件118的下方，隨著上加熱組件118一起下移。由於可撓墊116例如是橡膠或是矽膠的材質，其本身可壓縮，因此，可撓墊116仍可使薄膜20良好地接觸到基板30的凹凸不平的表面。
圖6是依照本發明的另一實施例的一種真空壓膜系統的上壓膜機體的示意圖。請參閱圖6，圖6的上壓膜機體110與圖5的上壓膜機體110的主要差異在於，在本實施例中，上壓膜機體110未設有可撓墊116(標示於圖5)。本實施例的上壓膜機體110可適用於壓膜後直接將薄膜20表面整平。硬質的上加熱層114可直接接觸到薄膜20，這樣的配置可使薄膜20良好地接觸到基板30，亦能使壓膜後的薄膜20表面呈現平整。
綜上所述，在本發明的真空壓膜系統與方法中，下壓膜機體的下加熱組件可相對於第一殼座上下移動，而使基板與第一 殼座的頂面接近齊平或是縮入第一殼座內。因此，當薄膜被放置於下壓膜機體的頂面且上壓膜機體下壓至下壓膜機體時，下加熱組件可下移使基板縮入第一殼座內，而未與薄膜接觸。此時，抽氣機可對下壓膜機體與上壓膜機體之間的空間抽氣，以使薄膜與基板之間呈真空。後續下加熱組件與上加熱組件再對薄膜與基板加熱與加壓而使薄膜壓合至基板。如此一來，薄膜與基板之間便不會存在氣泡。
10:供膜組件
12:保護膜收料輪
14:收膜組件
20:薄膜
22:保護膜
30:基板
110:上壓膜機體
120:下壓膜機體
121:第一殼座
122:第二殼座
123:氣密伸縮組件
127:頂針
129:下加熱組件
130:移動組件
140:切割組件
150:抽氣機

Claims (12)

  1. 一種真空壓膜系統，適於將薄膜固定於基板上，包括：供膜組件，適於提供所述薄膜；收膜組件，適於回收所述薄膜；下壓膜機體，位於所述供膜組件與所述收膜組件之間，且包括第一殼座以及可上下移動地配置於所述第一殼座內的下加熱組件，其中所述下加熱組件適於承載所述基板並移動，而使所述基板與所述第一殼座的頂面齊平、所述基板凸出於所述第一殼座的所述頂面或是縮入所述第一殼座內；上壓膜機體，可上下移動地配置於所述下壓膜機體的上方，且包括上殼體、配置於所述上殼體的上加熱組件；抽氣機，連通於所述下壓膜機體；移動組件，可移動地設置於所述供膜組件與所述收膜組件之間，且適於改變所述薄膜在位於所述下壓膜機體與所述上壓膜機體之間的部分的高度；以及切割組件，可移動地設置於所述下壓膜機體的上方，且適於切割所述薄膜在壓合至所述基板上的部分。
  2. 如請求項1所述的真空壓膜系統，其中所述下壓膜機體更包括可上下移動地配置於所述第一殼座下方的第二殼座、配置於所述第二殼座與所述第一殼座之間的氣密伸縮組件，所述下加熱組件連動於所述第二殼座。
  3. 如請求項1所述的真空壓膜系統，其中所述上壓膜機體更包括可撓墊，所述可撓墊的周緣固定於所述上殼體，所述上加熱組件位於所述上殼體與所述可撓墊之間，所述上殼體具有上氣口，所述上加熱組件與所述可撓墊之間的空間連通於所述上氣口。
  4. 如請求項1所述的真空壓膜系統，其中所述上壓膜機體更包括上驅動組件，連接於所述上加熱組件，以使所述上加熱組件相對於所述上殼體移動。
  5. 如請求項4所述的真空壓膜系統，其中所述上壓膜機體更包括可撓墊，設置於所述上加熱組件。
  6. 如請求項1所述的真空壓膜系統，其中所述上加熱組件包括依序排列的上隔熱層及上加熱層，所述上加熱層靠近所述下壓膜機體。
  7. 如請求項1所述的真空壓膜系統，其中所述下加熱組件包括依序排列的下加熱層及下晶圓承載盤，所述下晶圓承載盤靠近所述上壓膜機體。
  8. 一種真空壓膜方法，包括：配置薄膜至基板的上方，其中所述薄膜與所述基板之間存在間隙；移除位於所述薄膜與所述基板之間的空氣；在移除位於所述薄膜與所述基板之間的空氣之後，才使所述基板接觸所述薄膜，且對所述基板與所述薄膜加熱與加壓；以及 切割所述薄膜在壓合至所述基板上的部分。
  9. 如請求項8所述的真空壓膜方法，其中在配置所述薄膜至所述基板的上方的步驟中，更包括：提供下壓膜機體，其中所述下壓膜機體包括第一殼座及可上下移動地配置於所述第一殼座的下加熱組件；設置所述基板至所述下加熱組件，且使下加熱組件下移，以使所述基板低於所述第一殼座的頂面；設置所述薄膜於所述第一殼座的所述頂面。
  10. 如請求項8所述的真空壓膜方法，其中在移除位於所述薄膜與所述基板之間的空氣的步驟中，更包括：使上壓膜機體下降至所述下壓膜機體的所述第一殼座上以抵壓所述薄膜的上表面；以及於所述薄膜與所述基板之間抽氣。
  11. 如請求項8所述的真空壓膜方法，其中在使所述基板接近所述薄膜，且對所述基板與所述薄膜加熱與加壓的步驟中，更包括：使所述下壓膜機體的所述下加熱組件上升，而使所述基板接近所述薄膜的下表面，所述上壓膜機體的可撓墊與所述下壓膜機體的所述下加熱組件對所述基板與所述薄膜加熱且加壓，而使所述薄膜熱壓合於所述基板。
  12. 如請求項8所述的真空壓膜方法，其中在對所述基板與所述薄膜加熱與加壓之後且切割所述薄膜之前，更包括： 停止對所述基板與所述薄膜加壓；破壞所述上壓膜機體與所述下壓膜機體之間的負壓或真空狀態；以及所述上壓膜機體上移，而外露出所述基板與所述薄膜被壓合至所述基板上的部分。
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