TWI738049B - 層膜裁切裝置、層膜裁切方法、晶圓貼膜機以及晶圓貼膜方法 - Google Patents

層膜裁切裝置、層膜裁切方法、晶圓貼膜機以及晶圓貼膜方法 Download PDF

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Abstract

提供一種層膜裁切方法。提供一層膜，包含堆疊設置的一第一膜層以及一第二膜層。以一第一刀具裁切第一膜層，而得到貼附於第二膜層上的一圖案化第一膜層部分以及一廢料第一膜層部分。自第二膜層移除廢料第一膜層部分。以一第二刀具沿著一裁切路徑裁切第二膜層，而使被裁切的第二膜層貼附有圖案化第一膜層部分。裁切路徑圍繞圖案化第一膜層部分並且與圖案化第一膜層部分的邊緣彼此間隔。

Description

層膜裁切裝置、層膜裁切方法、晶圓貼膜機以及晶圓貼膜方法
本發明係關於一種層膜裁切裝置以及層膜裁切方法，特別是包含兩個不同刀具的層膜裁切裝置以及利用所述兩個刀具的層膜裁切方法。本發明還涉及搭載層膜裁切裝置的晶圓貼膜機以及包含層膜裁切方法的晶圓貼膜方法。
在半導體積體電路和各種微機電的製造過程中，其中一道步驟是在晶圓(Wafer)表面或背面貼上薄膜，以便進行後續相關的晶圓製程。用於貼附於晶圓的薄膜包括但不限於切割藍膜、切割白膜、減薄保護膜、UV膜以及DAF(Die Attach Film)導電膜等。將薄膜貼附於晶圓可黏著晶圓表面或背面的製程微粒，並且薄膜被移除而將製程微粒帶離晶圓表面或背面。一般而言，貼附於晶圓的薄膜為多層膜結構，至少包含了乾膜(Dry film)與麥拉(Mylar)膜。乾膜被加熱後具有流動性與黏著性，因而能夠穩固定附著於晶圓表面。
目前在裁切薄膜時，通常是以刀具在單一製程步驟中完全切割乾膜與麥拉膜，因此乾膜與麥拉膜的尺寸相同，並且兩者的尺寸均與晶圓的尺寸相近。當將薄膜貼附於晶圓時，被加熱的乾膜由於具有流動性，因此容易從晶圓與麥拉膜之間的間隙溢出，導致執行貼膜程序的機台或是晶圓表面的微結構被乾膜汙染。此外，乾膜被加熱時溢出固化而容易包覆麥拉膜邊緣。在完成貼膜程序後執行的撕除麥拉膜程序中，位於麥拉膜邊緣的固化乾膜導致麥拉膜難以被掀離而不易產生剝離破口，因此撕除麥拉
鑒於以上的問題，本發明揭露一種層膜裁切方法以及層膜裁切裝置，有助於解決被加熱的乾膜會溢出而汙染機台或晶圓的問題。本發明還揭露一種晶圓貼膜方法以及晶圓貼膜機。
本發明揭露的層膜裁切方法包含：提供一層膜，包含堆疊設置的一第一膜層以及一第二膜層；以一第一刀具裁切第一膜層，而得到貼附於第二膜層上的一圖案化第一膜層部分以及一廢料第一膜層部分；自第二膜層移除廢料第一膜層部分；以及以一第二刀具沿著一裁切路徑裁切第二膜層，而使被裁切的第二膜層貼附有圖案化第一膜層部分。裁切路徑圍繞圖案化第一膜層部分並且與圖案化第一膜層部分的邊緣彼此間隔。
本發明揭露的層膜裁切裝置包含一層膜輸送機構、一層膜吸附平台、一滾刀以及一刀具。層膜輸送機構用以輸送一層膜進入或離開一裁切工作區。層膜吸附平台設置於裁切工作區。滾刀設置以半切割層膜，且刀具設置以完全切割層膜。刀具可相對層膜吸附平台移動。
本發明揭露的晶圓貼膜方法包含：提供一層膜，包含堆疊設置的一第一膜層以及一第二膜層；以一第一刀具裁切該第一膜層，而得到貼附於第二膜層上的一圖案化第一膜層部分以及一廢料第一膜層部分；自第二膜層移除廢料第一膜層部分；以一第二刀具沿著一裁切路徑裁切第二膜層，而使被裁切的該第二膜層貼附有圖案化第一膜層部分，其中裁切路徑圍繞圖案化第一膜層部分並且與圖案化第一膜層部分的邊緣彼此間隔；以一貼膜裝置拾取被裁切的第二膜層至一晶圓上方；以及將貼附於第二膜層上的圖案化第一膜層貼附於晶圓上。
本發明揭露的晶圓貼膜機包含前述的層膜裁切裝置以及一貼膜裝置。貼膜裝置包含一下腔體以及一上腔體。下腔體設置有一晶圓載台。上腔體設置有一吸盤。上腔體於一貼膜位置時位於晶圓載台上方，於 一吸膜位置時位於層膜吸附平台上方，且上腔體可在貼膜位置與吸膜位置之間往復移動。
根據本發明所揭露的層膜裁切方法以及層膜裁切裝置，以不同的刀具分別裁切層膜的兩個膜層，而讓裁切後的第一膜層與第二膜層具有不同尺寸。層膜裁切裝置還可搭載於晶圓貼膜機，以便晶圓貼膜機執行晶圓貼膜方法。採用本發明所揭露的層膜裁切方法裁切的層膜具有尺寸比晶圓小的第一膜層以及尺寸比晶圓大或跟晶圓相等的第二膜層。藉此，當層膜貼附於晶圓時，能防止被加熱的第一膜層從晶圓與第二膜層之間的間隙溢出，有助於避免膜層汙染晶圓的邊緣或背面。
此外，因第一膜層的直徑尺寸小於第二膜層的直徑尺寸，縱使第一膜層被加熱後會在第二膜層邊緣處固化，卻不會包覆第二膜層邊緣處。藉此，第二膜層不會因為固化第一膜層的阻礙而有難以被掀離的問題，有助於提升後續撕除第二膜層的效率。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
1:層膜裁切裝置
10:層膜輸送機構
110:第一輸送輪
120:第二輸送輪
130:導膜輪
140:廢膜回收輪
20:層膜吸附平台
30:第一刀具
310:本體
320:刀刃部
40:第二刀具
50:拉膜機構
60:從動滾輪
2:層膜
2a:保護膜
21:第一膜層
21a:圖案化第一膜層部分
211:邊緣
21b:廢料第一膜層部分
22:第二膜層
3:晶圓貼膜機
1a:貼膜裝置
80:下腔體
810:晶圓載台
90:上腔體
910:吸盤
4:晶圓
P:裁切路徑
R:裁切工作區
D1:輸送方向
D2:垂直方向
S1~S5:步驟
圖1為根據本發明一實施例之層膜裁切裝置的示意圖。
圖2為根據本發明一實施例之層膜裁切方法的流程示意圖。
圖3至圖9為圖1之層膜裁切裝置執行層膜裁切方法的示意圖。
圖10為根據本發明一實施例之晶圓貼膜機的示意圖。
圖11和圖12為圖10之晶圓貼膜機執行晶圓貼膜方法的示意圖。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根 據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
根據本發明的一實施例，層膜裁切裝置包含層膜輸送機構、層膜吸附平台、滾刀以及刀具。請參照圖1，為根據本發明一實施例之層膜裁切裝置的示意圖。在本實施例中，層膜裁切裝置1包含一層膜輸送機構10、一層膜吸附平台20、一第一刀具30以及一第二刀具40。
層膜輸送機構10包含一第一輸送輪110、一第二輸送輪120、多個導膜輪130以及二廢膜回收輪140。第一輸送輪110與第二輸送輪120之間具有一裁切工作區R。導膜輪130設置於裁切工作區R之一側，其用以承載纏繞成圓筒狀的多層膜(未繪示)。廢膜回收輪140設置於裁切工作區R之一側，其用以回收裁切薄膜後殘留下來的多餘廢膜。第一輸送輪110與導膜輪130能夠導引多層膜沿著預定的方向朝向第二輸送輪120移動。藉此，層膜輸送機構10能使多層膜於裁切工作區R沿一輸送方向D1自第一輸送輪110移動至第二輸送輪120。
層膜吸附平台20設置於裁切工作區R，其用以承載進入裁切工作區R的多層膜。透過一驅動裝置(未繪示)可帶動層膜吸附平台20沿著正交於輸送方向D1的垂直方向D2上升或下降。第一刀具30例如為滾刀，其設置於裁切工作區R以切割薄膜。第一刀具30包含一本體310以及至少一刀刃部320。本體310可繞著自身的軸心轉動，且刀刃部320自本體310朝外突出。在本實施例中，刀刃部320為一封閉環形刀刃，並且刀刃部320的長度小於多層膜的厚度，以將多層膜半切割。層膜輸送機構10的第一輸送輪110較第二輸送輪120更靠近第一刀具30。
第二刀具40設置於裁切工作區R並且位於層膜吸附平台20的上方。透過一驅動裝置(未繪示)可帶動第二刀具40於裁切工作區R中相對層膜吸附平台20轉動，以使第二刀具40裁切位於層膜吸附平台20上的 多層膜。第一刀具30與第二刀具40為相異的兩個刀具。
根據本發明的一實施例，層膜裁切裝置更進一步包含拉膜機構。參照圖1，層膜裁切裝置1進一步包含一拉膜機構50，其設置於裁切工作區R以夾持並且撐開多層膜。拉膜機構50例如包含馬達以及夾具。經由馬達驅動夾具夾持多層膜，並且讓夾具沿著相交於輸送方向D1的拉膜方向移動以撐開多層膜。
根據本發明的一實施例，層膜裁切裝置更進一步包含從動滾輪。參照圖1，層膜裁切裝置1進一步包含一從動滾輪60，其設置於第一刀具30的一側。從動滾輪60可以是筒狀或圓盤狀。當多層膜通過第一刀具30時，從動滾輪60可以與第一刀具30共同夾持多層膜，以確保多層膜緊貼第一刀具30。
以下說明根據本發明一實施例的層膜裁切方法。請一併參照圖2至圖9，其中圖2為根據本發明一實施例之層膜裁切方法的流程示意圖。圖3至圖9為圖1之層膜裁切裝置執行層膜裁切方法的示意圖。在本實施例中，可經由層膜裁切裝置1執行層膜裁切方法，並且層膜裁切方法包含步驟S1~S5。
步驟S1係為提供一層膜2至層膜裁切裝置1。如圖3所示，纏繞成筒狀的層膜2被架設於層膜輸送機構10上。層膜輸送機構10的第一輸送輪110和第二輸送輪120轉動以展延層膜2。其中，層膜2包含堆疊設置的一第一膜層21以及一第二膜層22。貼附於層膜2之第一膜層21上的一塑膠保護膜2a被預先撕下並且經由其中一個廢膜回收輪140被回收。在本實施例中，第一膜層21為乾膜，其具有一定的黏性和良好的感光性。第二膜層22為麥拉膜，其能保護第一膜層21。前述膜層的材質並非用以限制本發明。
步驟S2係為以拉膜機構夾持並且撐開層膜2。如圖4所示，拉膜機構50拉動並且撐開層膜2，以消除存在於層膜2的任何蜷曲，有助 於提升後續裁切的品質。拉膜機構50的配置並非用以限制本發明。在其他實施例中，若層膜輸送機構10的導膜輪130能夠良好地撐開層膜2，就不需要額外設置拉膜機構。
步驟S3係為以第一刀具30裁切第一膜層21。如圖5和圖6所示，層膜輸送機構10的第一輸送輪110調整層膜2的移動方向，使得層膜2沿著輸送方向D1通過層膜吸附平台20上方，接著再被輸送至第二輸送輪120。拉膜機構50一併沿著輸送方向D1移動以維持層膜2的張力。當層膜2通過第一刀具30時，從動滾輪60將層膜2壓向第一刀具30，並且第一刀具30的本體310轉動，而使刀刃部320裁切層膜2的第一膜層21。被第一刀具30裁切後的第一膜層21分為貼附於第二膜層22上的一圖案化第一膜層部分21a以及一廢料第一膜層部分21b。由於刀刃部320的長度小於層膜2的厚度，因此刀刃部320不會完全切割第二膜層22。
在本實施例中，第一刀具30完全切割第一膜層21並且不會完全切割第二膜層22。換句話說，第一刀具30半切割層膜2。此處，所述「第一刀具30完全切割第一膜層21」是指第一刀具30會裁斷第一膜層21，而使第一膜層21形成分離的兩部分。所述「第一刀具30不會完全切割第二膜層22」是指第一刀具30不會裁切第二膜層22，或是雖然裁切第二膜層22但不裁斷第二膜層22。所述「第一刀具30半切割層膜2」則是指第一刀具30不裁斷層膜2，更進一步來說即是指第一刀具30裁斷第一膜層21並且不裁切第二膜層22，或是裁切但不裁斷第二膜層22。
於步驟S3中，從動滾輪60將層膜2壓向第一刀具30以提升裁切品質，但從動滾輪60的設置並非用以限制本發明。在其他實施例中，若第一刀具30的刀刃部320具有足夠的長度與鋒利度，就可以不需要額外設置從動滾輪。
步驟S4係為自第二膜層22移除廢料第一膜層部分21b。如圖7所示，當第一膜層21被裁切後，圖案化第一膜層部分21a會隨著第二 膜層22一起被輸送至層膜吸附平台20上，並且廢料第一膜層部分21b被廢膜回收輪140回收。
在本實施例中，第一刀具30裁切第一膜層21(步驟S3)以及自第二膜層22移除廢料第一膜層部分21b(步驟S4)可以同時進行。詳細來說，當第一刀具30轉動以裁切第一膜層21時，層膜輸送機構10的廢膜回收輪140也同時轉動，因此裁切第一膜層21後所形成的廢料第一膜層部分21b立即經由廢膜回收輪140被移除回收，並不需要等到第一刀具30結束裁切第一膜層21後才移除廢料第一膜層部分21b。然而，在其他實施例中，裁切第一膜層21以及移除廢料第一膜層部分21b兩個步驟可以分開進行。
步驟S5係為以第二刀具沿著裁切路徑裁切第二膜層。如圖7和圖8所示，透過層膜輸送機構10將層膜2輸送預定距離，以使圖案化第一膜層部分21a與第二膜層22移動至第二刀具40下方。層膜吸附平台20沿著垂直方向D2上升以承載圖案化第一膜層部分21a。第二刀具40下降靠近層膜2，以裁切第二膜層22。
如圖9所示，第二刀具40相對層膜吸附平台20沿著裁切路徑P移動而完全切割第二膜層22。裁切路徑P圍繞圖案化第一膜層部分21a，並且裁切路徑P與圖案化第一膜層部分21a的邊緣211彼此間隔。於第二膜層22被第二刀具40裁切後，被裁切的第二膜層22仍貼附有圖案化第一膜層部分21a，並且被裁切之第二膜層22的尺寸大於圖案化第一膜層部分21a的尺寸。此處，所述「第二刀具40完全切割第二膜層22」是指第二刀具40會裁斷第二膜層22，也就是說第二刀具40完全切割層膜2。
經由第一刀具30和第二刀具40裁切後的層膜2可被黏附於晶圓上。請參照圖10，為根據本發明一實施例之晶圓貼膜機的示意圖。在本實施例中，晶圓貼膜機3包含前述的層膜裁切裝置1以及一貼膜裝置1a。關於層膜裁切裝置1的詳細元件組成請參照前述說明，以下不再贅述。
貼膜裝置1a包含一下腔體80以及一上腔體90。下腔體80 設置有一晶圓載台810，其用以承載一晶圓4，且晶圓4例如為矽晶圓。上腔體90設置有一吸盤910。在本實施例中，上腔體90具有一貼膜位置以及一吸膜位置。於貼膜位置時，上腔體90位於下腔體80上方，並且吸盤910面向晶圓載台810。於吸膜位置時，上腔體90位於層膜吸附平台20上方，並且吸盤910面向層膜吸附平台20。上腔體90可被驅動裝置(未繪示)驅動而在貼膜位置與吸膜位置之間往復移動。
請一併參照圖11和圖12。圖11和圖12為圖10之晶圓貼膜機執行晶圓貼膜方法的示意圖。在本實施例中，晶圓貼膜方法包含裁切層膜2的程序以及將層膜2黏附於晶圓4上的程序。裁切層膜2的程序請參照前述的層膜裁切方法(步驟S1~S5)，以下不再贅述。
於層膜2被層膜裁切裝置1裁切完成後，以上腔體90拾取被裁切的第二膜層22至晶圓4上方。如圖11所示，上腔體90移動至吸膜位置，並且層膜吸附平台20沿著垂直方向D2上升，使得層膜2靠近上腔體90的吸盤910。於吸盤910吸取第二膜層22後，層膜吸附平台20沿著垂直方向D2的反方向下降復歸至原位置。
接著，將圖案化第一膜層21a貼附於晶圓4上。如圖12所示，上腔體90自吸膜位置移動至貼膜位置，使得層膜2位於晶圓4上方，並且圖案化第一膜層部分21a面向晶圓4。上腔體90下降以將圖案化第一膜層部分21a貼附於晶圓4。晶圓4可以被加熱以增加圖案化第一膜層部分21a的流動性與黏性。由於圖案化第一膜層部分21a的尺寸小於晶圓4的尺寸，能夠防止圖案化第一膜層部分21a因為流動溢出至晶圓4的邊緣或背面。
待前述加熱的圖案化第一膜層21a冷卻固化後，可選擇性地撕除第二膜層22。由於圖案化第一膜層部分21a不會過度溢出，在圖案化第一膜層部分21a固化後不會包覆第二膜層22邊緣。因此，固化的圖案化第一膜層部分21a不會干擾第二膜層22的移除，而有助於提升撕除第二膜 層的效率。
綜上所述，本發明所揭露的層膜裁切方法以及層膜裁切裝置中，以不同的刀具分別裁切層膜的兩個膜層，而讓裁切後的第一膜層與第二膜層具有不同尺寸。層膜裁切裝置還可搭載於晶圓貼膜機，以便晶圓貼膜機執行晶圓貼膜方法。採用本發明所揭露的層膜裁切方法裁切的層膜具有尺寸比晶圓小的乾膜以及尺寸比晶圓大或跟晶圓相等的麥拉膜。藉此，當層膜貼附於晶圓時，能防止被加熱的乾膜(第一膜層)從晶圓與麥拉膜(第二膜層)之間的間隙溢出，有助於避免乾膜汙染晶圓的邊緣或背面。
此外，因被裁切的第一膜層的直徑尺寸小於第二膜層的直徑尺寸，縱使第一膜層被加熱後會在第二膜層邊緣處固化，卻不會包覆第二膜層邊緣處。藉此，第二膜層不會因為固化第一膜層的阻礙而有難以被掀離的問題，有助於提升後續撕除第二膜層的效率。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然而這些實施例並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
1:層膜裁切裝置
10:層膜輸送機構
110:第一輸送輪
120:第二輸送輪
130:導膜輪
140:廢膜回收輪
20:層膜吸附平台
30:第一刀具
310:本體
320:刀刃部
40:第二刀具
50:拉膜機構
60:從動滾輪
R:裁切工作區
D1:輸送方向
D2:垂直方向

Claims (14)

  1. 一種層膜裁切方法，包含：提供一層膜，包含堆疊設置的一第一膜層以及一第二膜層；以一第一刀具裁切該第一膜層，而得到貼附於該第二膜層上的一圖案化第一膜層部分以及一廢料第一膜層部分；自該第二膜層移除該廢料第一膜層部分；以及以一第二刀具沿著一裁切路徑裁切該第二膜層，而使被裁切的該第二膜層貼附有該圖案化第一膜層部分，其中該裁切路徑圍繞該圖案化第一膜層部分並且與該圖案化第一膜層部分的邊緣彼此間隔。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之層膜裁切方法，其中當該第一刀具裁切該第一膜層時，該第一刀具不會完全切割該第二膜層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之層膜裁切方法，其中該第一刀具為滾刀。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之層膜裁切方法，其中該第一膜層為乾膜，且該第二膜層為麥拉(Mylar)膜。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之層膜裁切方法，其中同時進行以該第一刀具裁切該第一膜層以及自該第二膜層移除該廢料第一膜層部分。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之層膜裁切方法，更包含：於該第一刀具裁切該第一膜層前，以一拉膜機構夾持並且撐開該層膜。
  7. 一種層膜裁切裝置，包含： 一層膜輸送機構，用以輸送一層膜進入或離開一裁切工作區；一層膜吸附平台，設置於該裁切工作區；一滾刀，設置以半切割該層膜；以及一刀具，設置以完全切割該層膜，且該刀具可相對該層膜吸附平台移動；其中，該層膜輸送機構沿一輸送方向輸送該層膜進入該裁切工作區，且該滾刀與該刀具沿該輸送方向依序設置。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之層膜裁切裝置，其中該層膜輸送機構包含一第一輸送輪以及一第二輸送輪，該裁切工作區介於該第一輸送輪與該第二輸送輪之間，該層膜被該層膜輸送機構輸送而自該第一輸送輪進入該裁切工作區，且該第一輸送輪較該第二輸送輪更靠近該滾刀。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之層膜裁切裝置，其中該滾刀包含至少一刀刃部，且該至少一刀刃部的長度小於該層膜的厚度。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之層膜裁切裝置，更包含一從動滾輪，設置於該滾刀的一側。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之層膜裁切裝置，其中該滾刀與該刀具為相異的兩個刀具。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之層膜裁切裝置，更包含一拉膜機構，設置於該裁切工作區以夾持並且撐開該層膜。
  13. 一種晶圓貼膜方法，包含：提供一層膜，包含堆疊設置的一第一膜層以及一第二膜層； 以一第一刀具裁切該第一膜層，而得到貼附於該第二膜層上的一圖案化第一膜層部分以及一廢料第一膜層部分；自該第二膜層移除該廢料第一膜層部分；以一第二刀具沿著一裁切路徑裁切該第二膜層，而使被裁切的該第二膜層貼附有該圖案化第一膜層部分，其中該裁切路徑圍繞該圖案化第一膜層部分並且與該圖案化第一膜層部分的邊緣彼此間隔；以一貼膜裝置拾取被裁切的該第二膜層至一晶圓上方；以及將貼附於該第二膜層上的該圖案化第一膜層貼附於該晶圓上。
  14. 一種晶圓貼膜機，包含：一層膜裁切裝置，包含：一層膜輸送機構，用以輸送一層膜進入或離開一裁切工作區；一層膜吸附平台，設置於該裁切工作區；一滾刀，設置以半切割該層膜；以及一刀具，設置以完全切割該層膜，且該刀具可相對該吸附平台移動；以及一貼膜裝置，包含：一下腔體，設置有一晶圓載台；以及一上腔體，設置有一吸盤，該上腔體於一貼膜位置時位於該晶圓載台上方，該上腔體於一吸膜位置時位於該層膜吸附平台上方，且該上腔體可在該貼膜位置與該吸膜位置之間往復移動。
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