专利名称：贴膜方法及贴膜设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种贴膜方法和贴膜设备。尤其涉及一种在半导体生产领域使用的贴膜方法和贴膜设备。
背景技术：
晶圆生产完成后需要进行封装测试。晶圆生产与封装测试往往在不同的工厂内进行，因此，需要在不同的地点之间运输转移。出于移动时对晶圆安全的考虑，晶圆厂制造的晶圆厚度通常在700um以上，以防止运转转移过程中破裂。且随着晶圆尺寸的增大，其厚度在逐渐增大。在晶圆的使用场合，芯片的发展趋势是越来越薄。因此，在进行封装测试前，需要对晶圆进行减薄处理。通常将晶圆电路面，即完成芯片功能的那一面称为正面，另外一面即为背面。晶圆背面主要由硅材料组成，起支撑晶圆作用。晶圆减薄就是将晶圆背面的硅材料去除，目前，晶圆的厚度已经可以从出厂时的700um以上降到减薄后的50um以下。晶圆减薄的方法是将晶圆正面朝下放在晶圆承载装置上，采用金刚石砂轮打磨晶圆背面，使其变薄。为了保护晶圆正面，在减薄之前需要在晶圆正面贴覆一层胶膜。这层胶膜与晶圆接触的一面具有一定的粘性，贴覆后与晶圆粘在一起，胶膜边缘与晶圆边缘平齐。 由于这层胶膜是专为保护晶圆减薄用的，也可以称为减薄膜。随着晶圆厚度的降低，晶圆自身的刚性随之逐渐降低。在晶圆厚度降低到200um 以下时，晶圆自身的刚性已经不足以承担自身的重量，如果悬空安放，晶圆将出现弯曲。晶圆的弯曲对于后续工序的进行是不利的。因此，特别对于薄晶圆，要求贴覆的减薄膜对晶圆施加的影响尽可能小，这就要求胶膜贴附在晶圆上后其自身的张力要尽可能小。如果贴膜在晶圆上的胶膜张力过大，其会使晶圆弯曲，严重时甚至可能折断晶圆。如图1所示为一种贴膜装置，包括基座101，基座101中部设置有用于支撑晶圆的台盘(图中未示出)，晶圆102放在基座101的台盘上。胶膜103卷成空心圆柱体状，简称胶膜卷。胶膜卷套装在一个可转动的滚筒1031上。滚筒1031放置在基座101的一侧。在滚筒1031与基座101中间装有一夹子104。夹子104工作原理与日常生活用的夹子相似。 在胶膜103的上方安装有滚轮105，滚轮105与夹子104可同步水平方向移动。滚轮105与夹子104可沿着导轨移动，水平方向的移动行程使夹子104能够夹持胶膜103使其覆盖基座 101。在开始贴膜时，夹子104闭合夹住胶膜103的边缘，沿着导轨移动，将胶膜103副盖在晶圆102上，滚轮105下降将胶膜103压在晶圆102和台盘1011上。滚轮105沿着导轨前后往复移动，按压胶膜103，使胶膜103紧密粘贴在晶圆102上，完成一次贴膜。夹子 104打开，解除对胶膜103的夹持力。夹子104退回至图1所示的贴膜前的位置，夹子104 重新闭合夹住胶膜103，准备下一次贴膜。切割106沿胶膜103宽度方向移动，将胶膜103 切断。一次贴膜过程完毕。台盘102必须固定在基座101上，基座101的长度和宽度都大于台盘102的直径。受制于夹子104的结构，采用图1中的装置贴膜的不足主要在于胶膜103浪费量较大，胶膜 103没有得到完全的利用。如图2所示为图1中的夹子结构示意图及使用原理分析图；夹子 104结构与钳子类似，由2块夹棍(1041，1042)组成。两个夹子104沿胶膜宽度方向分别夹住胶膜两边缘。夹子104打开时，夹棍向下打开，因此夹子104在基座101正上方时打开会受到基座101的阻挡，无法顺利打开。如要使夹子104打开后能够顺利回复至图1所示的基座101右侧，一种情况是如图2所示，胶膜103的宽度必须大于基座101的宽度。这样，在夹子104回复至开始贴膜前的位置时，胶膜103始终位于夹子104的两个夹棍(1041， 1042)之间。这样贴膜时，被拉出的胶膜103沿长度方向正好覆盖在晶圆边缘即可，胶膜沿长度方向无浪费，但沿宽度方向浪费较大。第二种情况是，如果胶膜103的宽度小于基座 101的宽度，则即使夹子104打开，由于胶膜103已经贴覆在晶圆102上，在夹子104回复至开始贴膜前的位置过程中，要么会受到贴附在晶圆102上的胶膜阻挡；要么就会使胶膜103 宽度方向的两侧边缘从夹子104脱离，即使夹子104回复至开始贴膜前的位置，也无法顺利夹住胶膜103，会影响下一次贴膜。即使不存在这些不利影响，胶膜在宽度方向的浪费少了， 但长度方向，胶膜必须越过晶圆。所以，存在胶膜沿长度方向浪费的情况。使用图1中的贴膜装置，无论使用哪种方法，都不可避免浪费胶膜。基于以上分析可见，实际需要贴覆的胶膜在长度和宽度方向只要与晶圆直径相同即可。而以上的贴膜装置和方法，由于夹子104的结构特点，覆盖在晶圆102上的胶膜的长度和宽度必须与基座相匹配，而不是与晶圆直径匹配。这样就势必造成在胶膜长度方向和宽度方向大于晶圆直径的胶膜无法使用，只能在后续处理程序中切除，浪费量很大，增加了生产成本。现有技术的另一个缺点是，难以克服贴膜过程中的胶膜受到拉力作用而产生的变形所带来的问题。胶膜在被贴覆到晶圆之前以卷状安装在一个胶膜卷轴上。贴膜时，需要将胶膜从胶膜卷上拉出。在胶膜被拉出的过程中，对胶膜的拉力需要使胶膜卷转动才能不断将胶膜拉出。该拉力需要克服胶膜层与层之间的粘力和拉动胶膜卷转动的阻力。因此对胶膜的拉力往往会使胶膜在长度方向上出现拉伸变形而产生应力，该应力会使胶膜恢复未被拉伸前的状态。同时由于胶膜是柔性材料，在长度方向被拉长的同时必然也会导致在宽度方向上出现褶皱。由于胶膜是弹性材料，在胶膜被贴覆到晶圆上并切断后，胶膜受到的拉力消失，胶膜必然按照之前变形的反方向恢复自身原始形态。由于此时胶膜已经与晶圆黏附在一起， 而晶圆无法在径向直接拉伸或缩小，胶膜的被拉伸所产生的应力将会导致晶圆出现弯曲。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种减小贴膜过程中的胶膜被拉伸变形的贴膜方法。为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现贴膜方法，其特征在于，利用滚压胶膜的滚轮驱动胶膜卷转动。优选地是，利用可转动的滚轮压靠在胶膜上移动，滚压覆盖在晶圆表面的胶膜使其紧密贴附在晶圆上；滚轮压靠在胶膜上移动时，受摩擦力作用而转动；滚轮与胶膜卷同步移动且持续接触，滚轮驱动胶膜卷转动；胶膜卷在转动同时在晶圆上方移动，胶膜卷转动时不断放出胶膜，胶膜卷移动使放出的胶膜覆盖在晶圆上。本发明的另一个目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种减小贴膜过程中的胶膜被拉伸变形的贴膜设备。为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现贴膜设备，其特征在于，包括支架板和第一驱动装置；支架板上安装有可转动的滚轮和用于放置胶膜卷的支撑轴；第一驱动装置驱动支架板移动。优选地是，支架板上安装有制动装置，制动装置用于阻止滚轮转动。优选地是，所述制动装置为气缸，气缸设置有可伸出或缩回的输出杆，滚轮位于输出杆的移动方向上；输出杆伸长时可与滚轮接触，阻止滚轮转动。 优选地是，还包括夹膜装置，所述夹膜装置可移动地安装在支架板上，夹膜装置可与滚轮相配合夹持住胶膜。优选地是，所述夹膜装置为弧形板，弧形板通过第二驱动装置驱动移动，滚轮位于弧形板的移动路线上。优选地是，所述的第二驱动装置为气缸，弧形板与气缸的输出杆连接。优选地是，所述支架板上还安装有收膜轴，所述收膜轴通过第二转动装置与滚轮连接，滚轮转动可驱动收膜轴转动。优选地是，所述的支架板数目为两个，平行设置；两个支架板上均设置有导向槽， 支撑轴可沿导向槽移动。优选地是，所述驱动装置为电机；电机通过第一传动装置与支架板连接。优选地是，所述第一传动装置为丝杆，支架板与丝杠螺纹配合。优选地是，还包括底座板，电机安装于底座板下表面上，支架板上设置有螺母，螺母与丝杆螺纹配合。优选地是，所述的底座板上表面设置有导轨，支架板上设置有滑块与导轨相配合。本发明中的贴膜方法及贴膜装置，改变了传统的由夹膜装置拉动胶膜带动胶膜卷转动从而放出胶膜并拉动胶膜覆盖在晶圆上的做法，改为胶膜卷在晶圆上方移动的同时， 利用滚轮驱动胶膜卷转动不断放出胶膜。由于胶膜卷在晶圆上方移动时放出胶膜，放出的胶膜正好可以覆盖在晶圆上，因此，胶膜未受到拉力拉伸。贴膜过程中，胶膜无需克服滚筒转动的阻力，只需要克服胶膜层与层之间的粘力，而粘力是非常小的，因此本发明方法与设备对胶膜的拉力较传统做法大为减小，胶膜在长度方向上的变形非常小，贴覆后的张力也非常小。采用本发明中的方法和设备，胶膜从胶膜卷放出后在空气暴露的时间很短，避免了胶膜粘上灰尘，提高了贴膜品质。本发明还具有以下有益效果1、解决了夹膜装置在基座正上方无法打开而导致浪费的问题，使得每次贴膜不需要将膜拉至超过基座位置，在长度上可以节省胶膜。以晶圆减薄贴膜为例说明胶膜节省情况。目前在贴减薄膜时，使用一套多尺寸晶圆固定设备可以用于固定不同尺寸的晶圆贴膜，如8英寸、6英寸和4英寸的晶圆。晶圆固定设备采用8英寸台盘依次套装6英寸台盘和4英寸台盘的方式设计，8英寸的台盘安装在基座的中心部位。这样，基座的尺寸比4英寸的台盘大了很多。如果使用背景技术中所描述的贴膜装置，配合多尺寸晶圆固定设备，在为4英寸晶圆贴膜时，夹膜装置也需要夹住胶膜覆盖基座后才能打开，而实际需要使用的胶膜仅需要直径4英寸部分，胶膜浪费比例超过100%。而即使是8英寸晶圆贴膜，胶膜浪费比例也要超过20%。使用本发明的方法和装置，无需夹膜装置拉伸胶膜运行，只需在开始贴膜时将胶膜定位，胶膜卷边移动边放出胶膜，只要胶膜宽度与晶圆尺寸相适应即可，因此，可节省胶膜。2、在进行基板贴膜时，需要将基板同框架贴在一起。基板和框架一般为矩形。在背景技术所述的装置贴膜时，使用的胶膜必须超过框架的范围，在完成贴膜过后，需要将超出框架部分的胶膜再进行切除，既浪费胶膜，又增加了工序，效率低。在使用本发明方法和装置后，通过选择宽度合适的胶膜，可以使贴覆的胶膜长度和宽度与框架恰好相匹配，贴覆完成后不用对胶膜进行二次切割。在完成贴膜后，没有多余的胶膜。因此不仅可以节省胶膜，而且节省了工序，提高了贴膜效率。
图1为一种贴膜装置示意图。图2为图1中的夹膜装置结构示意图及使用原理分析图。图3为本发明中的贴膜设备结构示意图。图4为从另一个角度示意的本发明的贴膜设备结构示意图。图5为本发明的贴膜设备部分结构示意图。图6为本发明的贴膜设备仰视结构示意图。图7为本发明的贴膜设备使用原理示意图。图8为本发明的贴膜设备第一使用状态示意图。图9为本发明的贴膜设备第二使用状态示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行详细的描述如图3、图4、图5所示，贴膜设备，包括底座板20。底座板20上表面设置有两条平行的导轨(201，202)。支架板31与支架板32平行地设置在底座板20上。支架板31底部安装有两个滑块311。两个滑块311分别设置有凹槽(图中未示出)与导轨201相配合，使得支架板31 移动时只能沿着导轨201移动。支架板32的安装方式与支架板31的安装方式相同。支架板31与支架板32上端均与盖板33连接。支架板31、支架板32与盖板33组成一个可移动的龙门。支架板31上设置有导向槽312 ；支架板32上设置有导向槽322。导向槽312与导向槽322平行设置。台盘座40上设置有台盘401。支架板31与支架板32移动时，分别在台盘座40两侧移动；盖板33在台盘座40上方沿与台盘座40平行的方向移动。支撑轴51 —端位于导向槽322内，另一端架设在导向槽312内。支撑轴51上套装有胶膜卷52。胶膜卷52可在支撑轴51上转动以放出胶膜。滚轮70两端分别可转动地安装在支架板31和支架板32上。滚轮70位于支撑轴51下方。滚轮70轴向与导向槽312、导向槽322长度方向成一角度设置。胶膜卷52套装在支撑轴51上时，胶膜卷52可与滚轮70相接触。导向槽312、导向槽322和滚轮70共同支撑住胶膜卷52。当胶膜卷52转动放出胶膜后，胶膜卷52直径不断减小，利用胶膜卷52 自身的重力，可带动支撑轴51沿导向槽312、导向槽322移动，从而使胶膜卷52与滚轮70 持续接触。滚轮70 —端部穿过支架板32，端部安装有可随滚轮70 —起转动的皮带轮71。支架板32上安装有第一气缸72，第一气缸72设置有可伸长或缩短的第一输出杆 721。第一输出杆721伸长时，可顶紧滚轮70，使滚轮70无法转动。第一输出杆721缩短时，可解除对滚轮70的制动，此时滚轮70可转动。支架板32上安装有第二气缸61，支架板31上也安装有一个第二气缸(图中未示出)。两个第二气缸61的输出杆分别于弧形板60两端部连接。当两个第二气缸61的输出杆伸长时，可推动弧形板60朝滚轮70移动直至与滚轮70紧密接触。弧形板60的弧形与滚轮70的圆周面相配合，当弧形板60与滚轮70紧密接触时，可将胶膜紧密夹持住。在为一个晶圆贴完膜后，切断胶膜，龙门回复至起始位置。在龙门回复至起始位置过程中，如果没有夹持装置夹持住胶膜边缘，则难以使胶膜边缘位于开始为下一个晶圆贴附的起始位置， 导致无法完成下一次贴膜。本发明中，在切断胶膜后，弧形板60朝滚轮70移动，直至两者夹持住胶膜边缘，然后龙门再回复至起始位置。到达起始位置后，弧形板60远离滚轮70，可进行下一次贴膜工作。也可以使弧形板60和滚轮70夹持住胶膜再切断胶膜。如图6所示，底座板20下表面安装有电机90。电机90输出轴与丝杆91连接。电机90可驱动丝杆91转动。支架板32下端安装有螺母321。底座板20上设置有通槽21。 螺母321穿过通槽21且可在通槽21内移动。螺母321套装在丝杆91上，并与丝杆91螺纹配合。电机90驱动丝杆91转动时，螺母921带动支架板32移动。支架板31的驱动方式与支架板32的驱动方式相同。支架板32上还安装有可转动的收膜轴80。收膜轴80端部安装有皮带轮81。传动皮带73将皮带轮71与皮带轮81传动连接。当滚轮70转动带动皮带轮71转动时，可带动皮带轮81转动，进而带动收膜轴80转动。实现了滚轮60与收膜轴80的同步转动。有些胶膜表面设置有一层可剥离的保护膜。在贴膜时，保护膜无需贴附在晶圆上，因此，随着胶膜卷52放出胶膜的同时需要将保护膜收集起来。滚轮70驱动胶膜卷52转动放出胶膜的同时，驱动收膜轴80转动可将保护膜缠绕在收膜轴80上。胶膜卷52、滚轮70和收膜轴80均由龙门带动移动。图7为本发明的使用原理图。如图7所示，从胶膜卷52上放出的胶膜62 —部分先覆盖在晶圆63上。滚轮70压靠在胶膜62上。滚轮70与胶膜卷52向右移动时，滚轮70 受胶膜62的摩擦力作用而顺时针转动。滚轮70与胶膜卷52接触，可利用摩擦力驱动胶膜卷52逆时针转动。逆时针转动的胶膜卷52不断的放出胶膜。这样，胶膜卷52在转动放出胶膜的同时，向右移动将放出的胶膜覆盖在晶圆63上。滚轮70在向右移动的同时，滚压胶膜62使其与晶圆63紧密贴附在一起。滚轮70转动时可以驱动胶膜卷52转动。因此， 本发明中的贴膜设备，在不断放出胶膜时，需要克服的阻力小，对胶膜62的拉力也就小，可有效地避免胶膜被拉伸变形，贴膜质量高。图8为本发明中的贴膜设备第一使用状态图，在未开始贴膜前，龙门位于台盘401 左侧的起始位置，晶圆(图中未示出)放置台盘401上。贴膜时，龙门向右移动，直至移动至如图9所示的状态。胶膜紧密贴附在晶圆上。然后利用切割设备切断胶膜。 本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，
本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。
权利要求
1.贴膜方法，其特征在于，利用滚压胶膜的滚轮驱动胶膜卷转动。
2.根据权利要求1所述的贴膜方法，其特征在于，利用可转动的滚轮压靠在胶膜上移动，滚压覆盖在晶圆表面的胶膜使其紧密贴附在晶圆上；滚轮压靠在胶膜上移动时，受摩擦力作用而转动；滚轮与胶膜卷同步移动且持续接触，滚轮驱动胶膜卷转动；胶膜卷在转动同时在晶圆上方移动，胶膜卷转动时不断放出胶膜，胶膜卷移动使放出的胶膜覆盖在晶圆上。
3.贴膜设备，其特征在于，包括支架板和第一驱动装置；支架板上安装有可转动的滚轮和用于放置胶膜卷的支撑轴；第一驱动装置驱动支架板移动。
4.根据权利要求3所述的贴膜设备，其特征在于，支架板上安装有制动装置，制动装置用于阻止滚轮转动。
5.根据权利要求4所述的贴膜设备，其特征在于，所述制动装置为气缸，气缸设置有可伸出或缩回的输出杆，滚轮位于输出杆的移动方向上；输出杆伸长时可与滚轮接触，阻止滚轮转动。
6.根据权利要求3所述的贴膜设备，其特征在于，还包括夹膜装置，所述夹膜装置可移动地安装在支架板上，夹膜装置可与滚轮相配合夹持住胶膜。
7.根据权利要求6所述的贴膜设备，其特征在于，所述夹膜装置为弧形板，弧形板通过第二驱动装置驱动移动，滚轮位于弧形板的移动路线上。
8.根据权利要求7所述的贴膜设备，其特征在于，所述的第二驱动装置为气缸，弧形板与气缸的输出杆连接。
9.根据权利要求3所述的贴膜设备，其特征在于，所述支架板上还安装有收膜轴，所述收膜轴通过第二转动装置与滚轮连接，滚轮转动可驱动收膜轴转动。
10.根据权利要求3所述的贴膜设备，其特征在于，所述的支架板数目为两个，平行设置；两个支架板上均设置有导向槽，支撑轴可沿导向槽移动。
11.根据权利要求3所述的贴膜设备，其特征在于，所述驱动装置为电机；电机通过第一传动装置与支架板连接。
12.根据权利要求11所述的贴膜设备，其特征在于，所述第一传动装置为丝杆，支架板与丝杠螺纹配合。
13.根据权利要求12所述的贴膜设备，其特征在于，还包括底座板，电机安装于底座板下表面上，支架板上设置有螺母，螺母与丝杆螺纹配合。
14.根据权利要求11、12或13所述的贴膜设备，其特征在于，所述的底座板上表面设置有导轨，支架板上设置有滑块与导轨相配合。
全文摘要
本发明公开了一种贴膜方法，其特征在于，利用滚压胶膜的滚轮驱动胶膜卷转动。使用本发明中的贴膜方法，贴膜过程中，胶膜无需克服滚筒转动的阻力，只需要克服胶膜层与层之间的粘力，而粘力是非常小的，因此本发明方法与设备对胶膜的拉力较传统做法大为减小，胶膜在长度方向上的变形非常小，贴覆后的张力也非常小。
文档编号H01L21/00GK102173316SQ20101060400
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者张明星 申请人:上海技美电子科技有限公司