TWI844741B - 樹脂保護構件形成裝置 - Google Patents

Abstract

[課題]將形成於晶圓的一面的保護構件之厚度形成為大致均等。 [解決手段]一種樹脂保護構件形成裝置，包含載台，前述載台具有用於載置粒狀的熱可塑性樹脂的樹脂載置面。該載台包含：帕耳帖元件，配置於該載台的內部，且具有平行於該樹脂載置面且較接近於該樹脂載置面的上表面、與離該樹脂載置面較遠的下表面；直流電源，對該帕耳帖元件供給直流電流；開關，將供給至該帕耳帖元件的該直流電源的方向切換為：對該帕耳帖元件的該上表面進行加熱的第1方向、與對該帕耳帖元件的該上表面進行冷卻之與第1方向為相反方向的第2方向。

Description

樹脂保護構件形成裝置

本發明是有關於一種樹脂保護構件形成裝置。

在專利文獻1所揭示之技術中，是在原切片(as-sliced)晶圓的一面使用樹脂而形成有保護構件。藉由工作夾台隔著此保護構件來保持晶圓，而對晶圓的另一面進行磨削。藉此，去除晶圓的起伏，並且將晶圓的厚度整形為均一。

保護構件的形成是如例如以下所示地實施。首先，在載台上配置片材。對片材上供給液狀樹脂。藉由晶圓的一面來將液狀樹脂擴展。藉此，可將液狀樹脂擴展到晶圓的一面的整個面。之後，使此液狀樹脂硬化。

此液狀樹脂是利用泵從已充填有液狀樹脂的槽體中吸取上來，並供給至載台上的片材之上。因為液狀樹脂的槽體較重，所以其更換作業會成為作業人員的負擔。作為其對策，而有使用固體之粒狀的樹脂之技術。

在此技術中，是將粒狀的樹脂在載台上熔化成液狀，並藉由晶圓的一面來擴展成板狀。可將此樹脂藉由冷卻來硬化。藉此，可以在晶圓的一面形成板狀的保護構件。 先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2017-168565號公報

發明欲解決之課題

在使用上述之粒狀的樹脂的技術中，被晶圓的一面擴展成板狀的樹脂，可藉由冷卻而硬化。冷卻是自然冷卻。亦即，樹脂是藉由放置於大氣中，而在週邊環境溫度下被冷卻。但是，在自然冷卻中，一方面會將已被擴展成板狀的樹脂的外周部分快速地冷卻，另一方面中央部分會冷卻得較慢。因此，會在板狀的保護構件上，在外周部分與中央部分產生厚度差。

據此，本發明之目的在於提供一種將固體的樹脂熔化，且已在晶圓的一面的整個面擴展後藉由硬化來形成保護構件之時，可以將形成的保護構件的厚度形成為大致均等之保護構件形成裝置。 用以解決課題之手段

根據本發明，可提供一種樹脂保護構件形成裝置，前述樹脂保護構件形成裝置具備：載台，具有用於載置粒狀的熱可塑性樹脂的樹脂載置面；晶圓保持單元，藉由與該樹脂載置面相面對的晶圓保持面來保持晶圓；上下移動機構，使該載台與該晶圓保持單元在垂直於該樹脂載置面的上下方向上相對地移動；及控制單元， 該載台包含：帕耳帖元件，配置於該載台的內部，並具有平行於該樹脂載置面且較接近於該樹脂載置面的上表面、與離該樹脂載置面較遠的下表面；直流電源，對該帕耳帖元件供給直流電流；及開關，在對該帕耳帖元件的該上表面進行加熱的第1方向、與對該帕耳帖元件的該上表面進行冷卻之與該第1方向為相反方向的第2方向之間，切換被供給至該帕耳帖元件的該直流電流的方向， 該控制單元控制該開關使該直流電流朝該第1方向流動，藉此對該帕耳帖元件的該上表面進行加熱，來讓已載置於該樹脂載置面的該熱可塑性樹脂熔化，並在該樹脂載置面與晶圓的一面之間，將已熔化的樹脂擴展於晶圓的一面的整個面，且控制該開關使該直流電流朝該第2方向流動，藉此對該帕耳帖元件的該上表面進行冷卻，來讓已在該樹脂載置面與晶圓的一面之間被擴展的樹脂硬化，而在晶圓的一面的整個面形成保護構件。 發明效果

在本樹脂保護構件形成裝置中，是讓被夾在樹脂載置面與晶圓的一面的複數個粒狀的熱可塑性樹脂，藉由以帕耳帖元件對樹脂載置面進行加熱而熔化之後，來擴展於晶圓的一面的整個面。並且，藉由以帕耳帖元件對樹脂載置面進行冷卻，來將已擴展的樹脂冷卻並硬化，而在晶圓的一面的整個面形成有保護構件。 如此，在本樹脂保護構件形成裝置中，因為是藉由面狀的樹脂載置面來冷卻樹脂，所以可以均等地讓樹脂冷下來。從而，可抑制在藉由使樹脂硬化而得到的保護構件上產生厚度的參差之情形。其結果，可以將保護構件的厚度形成為大致均等。

此外，在本樹脂保護構件形成裝置中，是藉由對帕耳帖元件的上表面進行加熱，而對樹脂載置面、以及載置於其上的熱可塑性樹脂進行加熱。此時，因為帕耳帖元件的下表面已冷卻，在下一個步驟中，可以提高對樹脂載置面進行冷卻的冷卻效果。從而，可縮短用於在晶圓的一面形成保護構件的時間。

用以實施發明之形態

圖1所示之本實施形態的樹脂保護構件形成裝置1是以下之裝置：讓載置於載台20的樹脂載置面23之固體的粒狀的熱可塑性樹脂P熔化，而在晶圓W的一面的整個面形成保護構件。熱可塑性樹脂P的材料為例如聚烯烴。在樹脂載置面23上施行有例如氟塗佈，以便易於將所載置之熱可塑性樹脂剝離。

樹脂保護構件形成裝置1具備有：晶圓保持單元10，在真空形成腔室2內藉由晶圓保持面13來保持晶圓W；載台20，具有用於載置粒狀的熱可塑性樹脂P的樹脂載置面23；及上下移動機構(上下動作機構)30。

真空形成腔室2是可將內部形成為真空的樹脂保護構件形成裝置1的殼體，且具備有開口4、可覆蓋開口4的罩蓋3、用於將罩蓋3開放關閉的罩蓋開閉機構5、及將真空形成腔室2內設成真空的真空泵7。

晶圓保持單元10具備有於真空形成腔室2的上表面貫通而延伸之支撐柱11、及設置於支撐柱11的下端且配置在真空形成腔室2內之晶圓保持工作台12。晶圓保持工作台12的下表面是成為用於吸引保持晶圓W的晶圓保持面13。再者，在真空形成腔室2的上表面中的支撐柱11的貫通部分，設置有用於維持真空形成腔室2內的真空的真空密封2a。

在支撐柱11及晶圓保持工作台12設置有連結到空氣供給源14及吸引源16的通氣路15。晶圓保持工作台12中的晶圓保持面13是構成為透過通氣路15而選擇性地對空氣供給源14及吸引源16連通。晶圓保持單元10可藉由已連通於吸引源16之晶圓保持面13來吸引保持晶圓W。

載台20具備有貫通真空形成腔室2的底面而延伸之支撐柱21、及設置於支撐柱21的上端，且配置於真空形成腔室2內的樹脂載置工作台22。樹脂載置工作台22的上表面是形成為用於載置熱可塑性樹脂P的樹脂載置面23。

樹脂載置面23是配置成與晶圓保持單元10的晶圓保持面13相面對。又，在真空形成腔室2的底面中的支撐柱21的貫通部分，設置有用於維持真空形成腔室2內的真空的真空密封2b。

樹脂保護構件形成裝置1具備有晶圓搬送機構40及樹脂搬送機構50。晶圓搬送機構40及樹脂搬送機構50是機械手等的搬送用構件。這些晶圓搬送機構40及樹脂搬送機構50可為各別的構件，亦可為共通的1個構件。

晶圓搬送機構40是從外部來對真空形成腔室2搬送晶圓W。晶圓搬送機構40可透過開口4，將晶圓W配置到真空形成腔室2內之與晶圓保持單元10的晶圓保持面13相向的位置。在晶圓保持單元10中，可以藉由連通於吸引源16的晶圓保持面13來吸引保持如此配置的晶圓W。

樹脂搬送機構50是從外部來對樹脂保護構件形成裝置1搬送複數個粒狀的熱可塑性樹脂P。樹脂搬送機構50是透過真空形成腔室2的開口4，將粒狀的熱可塑性樹脂P載置到真空形成腔室2內的載台20的樹脂載置面23上。再者，為了不讓粒狀的熱可塑性樹脂P從樹脂載置面23掉落，亦可在樹脂載置面23的外周形成環狀的凸部。

上下移動機構30是配置在真空形成腔室2的上表面，且連結於晶圓保持單元10的支撐柱11。上下移動機構30是使晶圓保持單元10與載台20沿著垂直於樹脂載置面23的上下方向即Z軸方向相對地移動。在本實施形態中，上下移動機構30是使晶圓保持單元10的支撐柱11在Z軸方向上移動。亦即，上下移動機構30是構成為使晶圓保持單元10相對於已固定的載台20沿著Z軸方向來移動。

詳細而言，上下移動機構30具備有連結於支撐柱11且在水平方向上延伸的臂31、連結於臂31且沿著Z軸方向延伸的驅動桿32、及檢測移動距離的感測器35。藉由以未圖示之驅動源來將驅動桿32上下移動，而讓臂31、以及連結於臂31的晶圓保持單元10(支撐柱11)沿著Z軸方向朝上下移動。晶圓保持單元10的移動距離是藉由感測器35來檢測。

又，樹脂保護構件形成裝置1具備有荷重檢測器60。荷重檢測器60是透過上下移動機構30而連結於晶圓保持單元10的支撐柱11。荷重檢測器60是在晶圓保持單元10與載台20隔著晶圓W及熱可塑性樹脂P而互相抵接時，檢測施加於晶圓保持單元10的荷重(亦即，晶圓W按壓熱可塑性樹脂P之力)。

又，本實施形態之載台20在其內部具有帕耳帖元件24。帕耳帖元件24具有例如平板形狀，且在載台20之樹脂載置工作台22中的樹脂載置面23的附近配置成平行於樹脂載置面23。帕耳帖元件24具有平行於樹脂載置面23且較接近於樹脂載置面23的上表面24a、及離樹脂載置面23較遠的下表面24b。

此外，在帕耳帖元件24的兩端安裝有被導引到支撐柱21及樹脂載置工作台22內的第1電力線25及第2電力線26的一端。第1電力線25以及第2電力線26的另一端是透過開關27而連接於直流電源28。

直流電源28是對帕耳帖元件24供給直流電流的電源。開關27具有透過第1電力線25以及第2電力線26來將直流電源28連接到帕耳帖元件24的功能、以及切換從直流電源28透過第1電力線25以及第2電力線26而流動於帕耳帖元件24之直流電流的方向的功能。

亦即，開關27是構成為在對帕耳帖元件24的上表面24a進行加熱的第1方向、與對帕耳帖元件24的上表面24a進行冷卻之和第1方向為相反方向的第2方向之間切換被供給至帕耳帖元件24之直流電流的方向。再者，帕耳帖元件24的下表面24b是直流電流朝第1方向流動時會被冷卻，另一方面，直流電流朝第2方向流動時會被加熱。

又，樹脂保護構件形成裝置1具備有控制單元70，前述控制單元70包含控制樹脂保護構件形成裝置1的各構件的電腦。控制單元70是控制上述之樹脂保護構件形成裝置1的各構件，而在晶圓W的一面的整個面上形成保護構件。

接著，說明樹脂保護構件形成裝置1中的對晶圓W之保護構件的形成動作。

首先，控制單元70是控制罩蓋開閉機構5，將真空形成腔室2的罩蓋3開放，而使開口4露出。並且，控制單元70是藉由使保持有複數個粒狀的熱可塑性樹脂P的樹脂搬送機構50朝-X方向移動，而將熱可塑性樹脂P從露出的開口4搬入至真空形成腔室2內。此外，控制單元70是控制樹脂搬送機構50，而如圖2所示，將複數個熱可塑性樹脂P以例如均等地散布的方式載置在載台20的樹脂載置面23上(樹脂供給步驟)。

接著，控制單元70是將圖1所示的吸引源16連通到晶圓保持單元10的晶圓保持面13。藉此，晶圓保持面13即成為負壓。此外，控制單元70藉由使保持有晶圓W的晶圓搬送機構40朝-X方向移動，而將晶圓W從露出的開口4搬入至真空形成腔室2內，並配置在與晶圓保持面13相向的位置。此外，如圖3所示，控制單元70是藉由晶圓保持面13來吸引保持晶圓W的第1面(另一面)Wa。藉此，讓晶圓W以第2面(一面)Wb朝向熱可塑性樹脂P的狀態來配置在已載置於樹脂載置面23的熱可塑性樹脂P的上方(晶圓保持步驟)。

接著，控制單元70是控制圖1所示的罩蓋開閉機構5，來關閉真空形成腔室2的罩蓋3，而將開口4堵塞。

控制單元70是控制上下移動機構30，而使晶圓保持單元10沿著Z軸方向朝下方移動。藉此，如圖4所示，讓已被晶圓保持單元10的晶圓保持面13所保持的晶圓W的第2面Wb，接觸於已保持在載台20的樹脂載置面23的複數個熱可塑性樹脂P(晶圓接觸步驟)。

如此進行，控制單元70會控制上下移動機構30，而使被晶圓保持單元10所保持的晶圓W的第2面Wb接觸於已保持於樹脂載置面23的粒狀的熱可塑性樹脂P(以比較弱的力來按壓)。在此狀態下，控制單元70會控制真空泵7，而對真空形成腔室2內進行抽真空。

此外，在此狀態下，在真空形成腔室2內的氣壓成為預定值以下時，控制單元70是控制圖1所示的開關27，並透過第1電力線25及第2電力線26來將直流電源28連接於帕耳帖元件24。並且，控制單元70是控制開關27，而將來自直流電源28的直流電流的方向設定成如於圖5藉由箭頭D1所示地，對帕耳帖元件24的上表面24a進行加熱的第1方向。

如此進行，控制單元70是一邊藉由晶圓W的第2面Wb來按壓熱可塑性樹脂P，一邊使直流電流朝第1方向流動，藉此對帕耳帖元件24的上表面24a進行加熱，並對樹脂載置面23、以及樹脂載置面23上的熱可塑性樹脂P進行加熱，來將熱可塑性樹脂P熔化(加熱步驟)。再者，此時，帕耳帖元件24的下表面24b會被冷卻。

已將熱可塑性樹脂P熔化後，控制單元70控制上下移動機構30並藉由晶圓W的第2面Wb來更強力地按壓熱可塑性樹脂P，藉此在樹脂載置面23與晶圓W的第2面Wb之間將已熔化的熱可塑性樹脂P擴展至第2面Wb的整個面。藉此，如圖6所示，可將由已熔化並經擴展的熱可塑性樹脂P所構成的熔融樹脂層S形成為覆蓋晶圓W的第2面Wb的整個面(擴展步驟)。

之後，控制單元70控制開關27(參照圖1)，而讓來自直流電源28的直流電流如於圖7藉由箭頭D2所示地，朝對帕耳帖元件24的上表面24a進行冷卻之與第1方向為相反方向的第2方向流動。藉此，控制單元70一邊藉由晶圓W的第2面Wb來按壓熔融樹脂層S，一邊對帕耳帖元件24的上表面24a進行冷卻。控制單元70是藉由像這樣對上表面24a進行冷卻，來對樹脂載置面23、以及樹脂載置面23上的熔融樹脂層S進行冷卻，而使熔融樹脂層S硬化。藉此，可將由已硬化的熔融樹脂層S所構成的保護構件Sa(參照圖8)形成於晶圓W的第2面Wb的整個面(冷卻(硬化)步驟)。再者，此時，帕耳帖元件24的下表面24b會被加熱。

接著，控制單元70控制開關27，從帕耳帖元件24斷開直流電源28。並且，控制單元70控制圖1所示之上下移動機構30，使晶圓保持單元10沿著Z軸方向朝上方移動，而如圖8所示，從載台20(樹脂載置面23)離開。亦即，控制單元70是使已形成於晶圓W的第2面Wb之保護構件Sa從樹脂載置面23離開。藉此，控制單元70可以藉由晶圓保持單元10的晶圓保持面13來保持已於第2面Wb形成有保護構件Sa的晶圓W(離開步驟)。

接著，控制單元70停止圖1所示之真空泵7，並且控制罩蓋開閉機構5來讓真空形成腔室2的罩蓋3開放，使開口4露出。藉此，可打破真空形成腔室2內的真空。

此外，如圖9所示，控制單元70將晶圓搬送機構40相向配置於晶圓保持單元10的晶圓保持面13，並使其接觸於覆蓋晶圓W的第2面Wb的保護構件Sa。此外，控制單元70將晶圓保持單元10的晶圓保持面13連通於空氣供給源14。藉此，可脫離由晶圓保持面13所進行之晶圓W的吸附，並藉由晶圓搬送機構40來保持晶圓W。再者，晶圓搬送機構40亦可保持晶圓W的第1面Wa。

然後，控制單元70藉由晶圓搬送機構40，使晶圓W如藉由箭頭E所示地朝+X方向移動，並透過開口4來搬出到真空形成腔室2的外部(晶圓搬出步驟)。

如以上，在本實施形態中，是在加熱步驟中，讓被夾在樹脂載置面23與晶圓W的第2面Wb的複數個粒狀的熱可塑性樹脂P，藉由帕耳帖元件24對樹脂載置面23進行加熱來熔化，且於之後藉由擴展而形成有熔融樹脂層S。然後，在冷卻(硬化)步驟中，藉由以帕耳帖元件24對樹脂載置面23進行冷卻來對熔融樹脂層S進行冷卻，而將熔融樹脂層S硬化，並在晶圓W的第2面Wb的整個面形成有保護構件Sa。

如此，在本實施形態中，因為是藉由面狀的樹脂載置面23來對熔融樹脂層S進行冷卻，所以可以均等地讓熔融樹脂層S冷下來。從而，可抑制在藉由使熔融樹脂層S硬化而得到的保護構件Sa上產生厚度的參差之情形。其結果，可以將保護構件Sa之厚度形成為大致均等。

此外，在本實施形態中，是藉由在加熱步驟中，對帕耳帖元件24的上表面24a進行加熱，來對樹脂載置面23、及載置於其上的熱可塑性樹脂P進行加熱而得到熔融樹脂層S。此時，因為帕耳帖元件24的下表面24b已冷卻，在下一個步驟即冷卻(硬化)的步驟中，可提高對樹脂載置面23進行冷卻的冷卻效果。從而，可縮短用於將熔融樹脂層S冷卻及硬化而在晶圓W的第2面Wb形成保護構件Sa的時間(冷卻(硬化)步驟的時間)。

再者，在本實施形態中，是藉由設置在真空形成腔室2的上表面的荷重檢測器60，在晶圓保持單元10與載台20隔著晶圓W及熔融樹脂層S而相互抵接時，檢測施加於晶圓保持單元10的荷重。像這樣的荷重檢測器亦可設置於晶圓保持單元10之晶圓保持工作台12內、或者載台20的樹脂載置工作台22內。

1:樹脂保護構件形成裝置 2:真空形成腔室 2a,2b:真空密封 3:罩蓋 4:開口 5:罩蓋開閉機構 7:真空泵 10:晶圓保持單元 11,21:支撐柱 12:晶圓保持工作台 13:晶圓保持面 14:空氣供給源 15:通氣路 16:吸引源 20:載台 22:樹脂載置工作台 23:樹脂載置面 24:帕耳帖元件 24a:上表面 24b:下表面 25:第1電力線 26:第2電力線 27:開關 28:直流電源 30:上下移動機構 31:臂 32:驅動桿 35:感測器 40:晶圓搬送機構 50:樹脂搬送機構 60:荷重檢測器 70:控制單元 D1,D2,E:箭頭 P:熱可塑性樹脂 S:熔融樹脂層 Sa:保護構件 W:晶圓 Wa:第1面 Wb:第2面 +X,-X,Y,+Z,-Z:方向

圖1是顯示樹脂保護構件形成裝置之構成的截面圖。 圖2是顯示樹脂保護構件形成裝置中的樹脂供給步驟的截面圖。 圖3是顯示樹脂保護構件形成裝置中的晶圓保持步驟的截面圖。 圖4是顯示樹脂保護構件形成裝置中的晶圓接觸步驟的截面圖。 圖5是顯示樹脂保護構件形成裝置中的加熱步驟的截面圖。 圖6是顯示樹脂保護構件形成裝置中的擴展步驟的截面圖。 圖7是顯示樹脂保護構件形成裝置中的冷卻(硬化)的截面圖。 圖8是顯示樹脂保護構件形成裝置中的離開步驟的截面圖。 圖9是顯示樹脂保護構件形成裝置中的晶圓搬出步驟的截面圖。

10:晶圓保持單元

11,21:支撐柱

12:晶圓保持工作台

13:晶圓保持面

15:通氣路

20:載台

22:樹脂載置工作台

23:樹脂載置面

24:帕耳帖元件

24a:上表面

24b:下表面

25:第1電力線

26:第2電力線

D2:箭頭

S:熔融樹脂層

W:晶圓

Wa:第1面

Wb:第2面

+X,-X,Y,+Z,-Z:方向

Claims (1)

1. 一種樹脂保護構件形成裝置，具備： 載台，具有用於載置粒狀的熱可塑性樹脂的樹脂載置面； 晶圓保持單元，藉由與該樹脂載置面相面對的晶圓保持面來保持晶圓； 上下移動機構，使該載台與該晶圓保持單元在垂直於該樹脂載置面的上下方向上相對地移動；及 控制單元， 該載台包含： 帕耳帖元件，配置於該載台的內部，並具有平行於該樹脂載置面且較接近於該樹脂載置面的上表面、與離該樹脂載置面較遠的下表面； 直流電源，對該帕耳帖元件供給直流電流；及 開關，在對該帕耳帖元件的該上表面進行加熱的第1方向、與對該帕耳帖元件的該上表面進行冷卻之與該第1方向為相反方向的第2方向之間，切換被供給至該帕耳帖元件的該直流電流的方向， 該控制單元控制該開關使該直流電流朝該第1方向流動，藉此對該帕耳帖元件的該上表面進行加熱，來讓已載置於該樹脂載置面的該熱可塑性樹脂熔化，並在該樹脂載置面與晶圓的一面之間，將已熔化的樹脂擴展於晶圓的一面的整個面， 且控制該開關使該直流電流朝該第2方向流動，藉此對該帕耳帖元件的該上表面進行冷卻，來讓已在該樹脂載置面與晶圓的一面之間被擴展的樹脂硬化，而在晶圓的一面的整個面形成保護構件。

Images