晶圆承载框的加工装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种晶圆承载框的加工装置，其特征在于，包括：绷膜装置，用于绷紧薄膜，使薄膜具有张力；所述绷膜装置可运动地设置；支撑台；所述支撑台与所述绷膜装置相对设置，用于支撑绷膜框；所述绷膜装置朝薄膜运动后抵顶薄膜，将薄膜绷紧；所述绷膜装置与所述支撑台相对运动后，将薄膜压靠在位于支撑台的绷膜框上。本发明提供的晶圆承载框的加工装置，将晶圆承载框的加工自动化，大大提高了晶圆承载框的生产效率及生产合格率。
【专利说明】
晶圆承载框的加工装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及晶圆制造领域，特别涉及一种用于在承载晶圆的绷膜框上贴膜的贴膜
>J-U ρ?α装直。
【背景技术】
[0002]晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。在晶圆上可加工制作成各种电路元件结构，通常将具有电路元件结构的面称为正面，与之相对的面即称为背面。在晶圆加工过程中，在多道加工程序中需要将晶圆粘附在晶圆承载框上进行。如图1和2所示，晶圆承载框包括一绷膜框01和薄膜02。薄膜02粘附在绷膜框01上。使用时，晶圆03粘附在薄膜02上。在切割刀具将整块晶圆03切割成多个小晶片的过程中，具有一定张力的薄膜02可避免多个小晶片散开，从而避免小晶片破损。在减薄晶圆03的过程中，具有一定张力的薄膜02可有效避免厚度变薄的晶圆03变形或断裂。
[0003]高质量的绷膜框需要薄膜具有一定的张力，以保持晶圆的水平度。传统的晶圆承载框的加工工艺，通过一个或多个工人手工操作，将薄膜手工绷紧后贴附在绷膜框01上，再通过滚筒按压薄膜后在绷膜框01上滚动，使待薄膜与绷膜框01粘牢。再手持刀具将绷膜框01以外区域的薄膜切除。上述工艺中，手工绷膜的稳定性很差，对薄膜的张力无法进行调整和控制，绷膜精度低。工人的拉力过大会使薄膜绷破而报废，降低生产合格率；拉力过小会使薄膜张力不足。手工绷膜还会造成薄膜的张力分布不均匀等问题。薄膜的张力不足或分布不均匀会使薄膜松动，易起皱，晶圆粘附在薄膜上时，无法保持平整，极易导致晶圆散开、变形、断裂或破损，失去降低晶圆承载框对晶圆的承载作用，影响后续工艺。手工切膜的稳定性及精度也较差，极易因工人的操作不当使薄膜破损而报废。上述工艺还具有生产效率低的缺陷，无法满足工业化生产。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种方便控制薄膜张力的晶圆承载板加工装置。
[0005]为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现:
[0006]晶圆承载框的加工装置，其特征在于，包括:
[0007]绷膜装置，用于绷紧薄膜，使薄膜具有张力；所述绷膜装置可运动地设置；
[0008]支撑台；所述支撑台与所述绷膜装置相对设置，用于支撑绷膜框；
[0009]所述绷膜装置朝薄膜运动后抵顶薄膜，将薄膜绷紧；所述绷膜装置与所述支撑台相对运动后，将薄膜压靠在位于支撑台的绷膜框上。
[0010]优选地是，所述绷膜装置设置在所述支撑台上方，所述支撑台可升降地设置；还包括往复式第一驱动装置；所述第一驱动装置驱动所述支撑台上升及下降或者通过第一传动装置驱动所述支撑台上升及下降。
[0011]优选地是，所述第一驱动装置为第一气缸。
[0012]优选地是，所述支撑台可水平移动地设置；还包括往复式的第二驱动装置；所述第二驱动装置驱动所述支撑台水平移动或者通过第二传动装置驱动所述支撑台水平移动。
[0013]优选地是，所述第二驱动装置为无杆气缸；无杆气缸包括导杆和滑块；所述滑块设置在所述导杆上，且可沿所述导杆移动；所述支撑台安装在所述滑块上。
[0014]优选地是，所述绷膜装置包括用于夹持薄膜的夹具和扩膜桶；所述扩膜桶可相对所述夹具移动地设置；所述夹具夹持薄膜，所述扩膜桶朝薄膜移动抵顶薄膜，使薄膜张紧。
[0015]优选地是，所述夹具包括第一夹膜框和第二夹膜框；所述第一夹膜框与所述第二夹膜框上下设置；所述第一夹膜框和所述第二夹膜框可相互靠近或远离地设置；所述第一夹膜框和所述第二夹膜框相互靠近后夹紧薄膜。
[0016]优选地是，所述第一夹膜框可运动的地设置；还包括用于驱动所述第一夹膜框移动的往复式第三驱动装置；所述第三驱动装置驱动所述第一夹膜框往复移动或者通过第三传动装置驱动所述第一夹膜框移动。
[0017]优选地是，所述第三驱动装置通过第三传动装置驱动所述第一夹膜框上下移动。
[0018]优选地是，所述第三驱动装置为电机；所述第三传动装置包括丝杆和螺纹套筒；所述丝杆与所述螺纹套筒螺纹配合；所述丝杆和螺纹套筒其中之一可转动地设置，另一个与所述第一夹膜框连接；所述电机驱动所述丝杆或所述螺纹套筒转动。
[0019]优选地是，所述支撑台设置在所述扩膜桶的移动路径上；还包括用于驱动所述扩膜桶移动的往复式的第四驱动装置；所述第四驱动装置驱动所述扩膜桶往复移动或者通过第四传动装置驱动所述扩膜桶往复移动。
[0020]优选地是，所述第四驱动装置为第二气缸。
[0021]优选地是，还包括用于切割薄膜的切膜装置；所述切膜装置可转动地设置，且可升降地设置。
[0022]优选地是，所述切膜装置包括切膜支架；所述切膜支架上安装有切刀和至少一个滚筒；所述滚筒可转动地设置；所述切刀设置在至少一个所述滚筒上并位于所述滚筒外侧。
[0023]优选地是，所述滚筒的个数为两个，分别设置在所述切膜支架两端；所述切膜支架中部安装有旋转支架，所述旋转支架可转动地设置。
[0024]优选地是，还包括第五驱动装置；所述第五驱动装置驱动所述旋转支架以驱动所述切膜支架转动或者通过第五传动装置驱动所述旋转支架以驱动所述切膜支架转动。
[0025]优选地是，还包括往复式的第六驱动装置；所述第六驱动装置驱动所述切膜装置上升及下降或者通过第六传动装置驱动所述切膜装置上升及下降。
[0026]优选地是，所述第五驱动装置为旋转电机；所述第六驱动装置为第三气缸。
[0027]优选地是，所述绷膜装置包括扩膜桶；所述扩膜桶具有桶腔；所述切膜装置可升降地安装于桶腔内。
[0028]优选地是，还包括放膜装置和收膜装置；所述放膜装置和所述收膜装置分别设置在所述绷膜装置两侧；所述放膜装置用于支撑膜卷，并在膜卷转动过程中放出薄膜；所述收膜装置用于收集贴附完成后的剩膜。
[0029]本发明中的晶圆承载框的加工装置，将晶圆承载框的加工自动化，生产效率大大提高。通过绷膜装置绷紧薄膜后再粘贴在绷膜框上，较传统的手工绷膜稳定性大大提高。绷膜装置可使薄膜绷紧且张力大小方便控制及调整，使薄膜具有承载晶圆所需的张力，有效避免手工绷膜中薄膜因拉力过大而破损报废、因拉力过小而张力不足的缺陷，大大提高晶圆承载框的生产合格率。绷膜装置可实现对薄膜张力大小的调整，将薄膜具有的张力量化，提高了绷膜精度，提高了晶圆承载框的品质。采用本发明的加工装置加工得到的晶圆承载框承载晶圆，更加稳定、可靠，大大降低甚至消除晶圆散开、变形断裂或是破损的可能性。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为晶圆承载框的结构示意图；
[0031]图2为承载有晶圆的晶圆承载框的结构首I]视图；
[0032]图3为本发明中的晶圆承载框的加工装置的正面结构视图；
[0033]图4为本发明中的晶圆承载框的加工装置的背面结构视图；
[0034]图5为本发明中的晶圆承载框的加工装置的结构主视图；
[0035]图6为本发明中的晶圆承载框的加工装置的局部结构视图；
[0036]图7为本发明中的晶圆承载框的加工装置的局部结构示意图；
[0037]图8为本发明中的晶圆承载框的加工装置使用过程中绷膜框安装示意图；
[0038]图9为使用绷紧装置绷紧薄膜的示意图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图对本发明进行详细的描述:
[0040]如图4-7所示，晶圆承载框的加工装置，包括支架I。支架I左右两侧分别设置有放膜装置91和收膜装置92。放膜装置91用于支撑膜卷，并在膜卷转动过程中放出薄膜。收膜装置92用于收集贴附完成后的剩膜。支架I上设置有绷膜装置。薄膜从绷膜装置下方经过，绷膜装置朝向薄膜运动后抵顶薄膜，将薄膜绷紧，使薄膜具有张力。绷膜装置的下方设置有用于支撑绷膜框01的支撑台2。绷膜装置和支撑台2可相互靠近或远离地设置。绷膜装置和支撑台2相互靠近后，将薄膜压靠在位于支撑台2的绷膜框01。
[0041]支撑台2可水平移动及升降地设置。本发明的优选实施例中，采用复式第一驱动装置驱动支撑台2上升及下降。第一驱动装置选用第一气缸31。第一气缸31设置位于支撑台2的下方。第一气缸31的活塞杆与支撑台2连接，驱动支撑台2上升及下降，从而对支撑台2的高度位置进行调节。
[0042]本发明采用往复式第二驱动装置驱动支撑台2水平移动。优选第二驱动装置选用无杆气缸32。无杆气缸32包括导杆321和滑块322。导杆321水平设置在支撑台2的下方。滑块322设置在导杆321上，且可沿导杆321移动。第一驱动气缸31安装在滑块322上。无杆气缸32的活塞(图中未示出)可驱动滑块322沿导杆321移动，从而带动支撑台2水平移动。无杆气缸32也可使用直线电机代替。
[0043]绷膜装置包括用于夹持薄膜的夹具。夹具与支撑台2可相互靠近或远离地设置。夹具包括第一夹膜框41和第二夹膜框42。第一夹膜框41和第二夹膜框42可相互靠近或远离地设置。薄膜从第一夹膜框41与第二夹膜框42之间穿过，第一夹膜框41和第二夹膜框42相互靠近后夹紧薄膜。其中，第二夹膜框42固定安装在支架I上，并位于支撑台2的上方。第一夹膜框41可升降地设置在支架I上，并位于第二夹膜框41的上方。
[0044]本实施了采用往复式第三驱动装置驱动第一夹膜框41移动。第三驱动装置通过第三传动装置驱动第一夹膜框41上下移动。第三驱动装置为电机33。第三传动装置包括四个丝杆51和四个螺纹套筒52。每个螺纹套筒52可转动地安装在与支架I固定连接的固定板11上，每个丝杆51与一个螺纹套筒52螺纹配合。丝杆51穿过第二夹膜框42与第一夹膜框41连接。丝杆51的下端与第一夹膜框41连接，带动第一夹膜框41上升或下降，使第一夹膜框41靠近或远离第二夹膜框42。丝杆51上均安装有一个第一传动带轮61，第一传动带轮61通过第一传动带62传动连接,从而使四个丝杆51同步升降。
[0045]电机33安装固定板11上，通过传动装置驱动丝杆51转动。传动装置包括第二传动带轮63和第二传动带64。第二传动带轮63设置在其中一个丝杆51上，第二传动带64的两端分别套在步进电机33的动力输出轴和第二传动带轮63上。电机33的动力输出轴转动，通过第二传动带64和第二传动带轮63驱动其中一个丝杆51,继而通过第一传动带轮61和第一传动带62驱动三个丝杆51。
[0046]绷膜装置还包括扩膜桶7。扩膜桶7可相对夹具移动地设置。本发明采用往复式第四驱动装置驱动扩膜桶7移动。第四驱动装置选用第二气缸34。第二气缸34安装在固定板11上,并位于扩膜桶7的上方。第二气缸34的活塞杆和支架I上的第一活动板12连接，扩膜桶7通过连接杆71与第一活动板12连接。第二气缸34的活塞杆伸或缩，驱动活动板12下降或上升，进一步驱动扩膜桶7下降或上升，从而使扩膜桶7靠近或远离夹具。第一夹膜框41和第二夹膜框42将薄膜夹持在扩膜桶7的下降路径上。直线电机32可驱动支撑台2移动至扩膜桶7的下降路径上。扩膜桶7朝夹具夹持的薄膜移动并抵顶薄膜，使薄膜张紧。
[0047]晶圆承载框的加工装置还包括用于切割薄膜的切膜装置。切膜装置包括两个外层包裹有弹性材料(如橡胶)的滚轮，分别为第一滚轮81和第二滚轮82，两个滚轮分别可转动地安装在切膜支架83的两端。第一滚轮81的外侧设有切刀811。其中，第一滚轮81沿绷膜框滚动时，切片811可切割绷膜框上的薄膜。切膜支架83的中部安装有旋转支架351，旋转支架351竖直设置。旋转支架351可绕其中心轴线转动。
[0048]晶圆承载框的加工装置还包括第五驱动装置，第五驱动装置选用旋转电机35。旋转电机35安装在支架I的第二活动板13上，第二活动板13位于第一活动板12和支撑台2之间，且可相对第一活动板12上升或下降。旋转电机35的动力输出轴与旋转支架351连接，驱动旋转支架351转动，从而带动两个滚轮绕旋转支架351转动。切刀811设置在扩膜桶7的桶腔内。
[0049]晶圆承载框的加工装置还包括往复式第六驱动装置，第六驱动装置选用第三气缸36。第三气缸36安装在第一活动板12上，其活塞杆与第二活动板13连接。第三气缸36的活塞杆伸或缩，驱动第二活动板13下降或上升，进一步驱动旋转电机35下降或上升，从而驱动滚轮和切刀811下降或上升。
[0050]本发明的晶圆承载框的加工装置的使用方法如下:
[0051]薄膜安装一将薄膜04以卷状形式缠绕在放膜装置91上。放膜装置91可通过旋转不断放出薄膜04。启动电机33，驱动四个丝杆51上升，从而带动第一夹膜框41远离第二夹膜框42，使第一夹膜框41和第二夹膜框42之间留有空隙。薄膜04穿过第一夹膜框41和第二夹膜框42之间的空隙，端部缠绕在收膜装置92上。再次启动电机33，驱动四根丝杆51下降，从而带动第一夹膜框41靠近第二夹膜框42，第一夹膜框41和第二夹膜框42配合夹紧薄膜04。
[0052]绷膜框安装——将绷膜框01放置在支撑台2上，并通过现有的锁紧装置(如卡爪)锁紧在支撑台2上的指定位置。启动无杆气缸32，驱动第一气缸31沿导杆321水平向右移动，从而带动支撑台2移动至第二夹膜框42的下方，使绷膜框01位于扩膜桶7的下降路径上。启动第一气缸31，驱动支撑台2上升，靠近第二夹膜框42，绷膜框01的上表面和第二夹膜框42框内区域的薄膜主体04在竖直方向上保持一定的距离(如图8所示)。
[0053]绷膜及粘贴薄膜一启动第二气缸34，驱动扩膜桶7下降。扩膜桶7的下表面与第二夹膜框42框内区域的薄膜主体04接触后，抵顶该区域的薄膜主体04向下移动，使薄膜主体04绷紧。夹具与扩膜桶7配合，使第二夹膜框42框内区域的薄膜主体04拉伸，从而具有一定的张力。绷膜装置整体下降，使绷紧的薄膜最终抵靠在绷膜框01上(如图9所示)O
[0054]切割薄膜一启动第三气缸36，驱动切膜支架83下降，从而使两个滚轮靠近支撑台2，最终使滚轮按压在覆盖绷膜框01的薄膜主体04上。启动旋转电机35，驱动旋转支架351转动，从而推动滚轮沿绷膜框01滚动。通过滚轮的按压、滚动，使薄膜主体04与绷膜框01牢牢粘接。第一滚轮81沿绷膜框01滚动时，切片811与第一滚轮81同步滚动，切割薄膜，使覆盖绷膜框01和绷膜框01框内区域的薄膜与薄膜主体04分离。
[0055]启动第一气缸31，使支撑台2下降，从支撑台2上取下制作完成的晶圆承载框。至此，即完成一个晶圆承载框的制作。
[0056]启动电机33，驱动四个丝杆51上升，从而带动第一夹膜框41远离第二夹膜框42，使第一夹膜框41和第二夹膜框42之间留有空隙。启动收膜装置92，对使用过的薄膜主体04进行收集，并带动放膜装置91放出新膜，进行下一个晶圆承载框的加工。
[0057]本发明中的上、下、左、右、水平、竖直均以图3为参考，为清楚地描述本发明而使用的相对概念，并不构成对权利要求范围的限制。
[0058]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.晶圆承载框的加工装置，其特征在于，包括: 绷膜装置，用于绷紧薄膜，使薄膜具有张力；所述绷膜装置可运动地设置； 支撑台；所述支撑台与所述绷膜装置相对设置，用于支撑绷膜框； 所述绷膜装置朝薄膜运动后抵顶薄膜，将薄膜绷紧；所述绷膜装置与所述支撑台相对运动后，将薄膜压靠在位于支撑台的绷膜框上。
2.根据权利要求1所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，所述绷膜装置设置在所述支撑台上方，所述支撑台可升降地设置；还包括往复式第一驱动装置；所述第一驱动装置驱动所述支撑台上升及下降或者通过第一传动装置驱动所述支撑台上升及下降。
3.根据权利要求2所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，所述第一驱动装置为第一气缸。
4.根据权利要求1所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，所述支撑台可水平移动地设置；还包括往复式的第二驱动装置；所述第二驱动装置驱动所述支撑台水平移动或者通过第二传动装置驱动所述支撑台水平移动。
5.根据权利要求4所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，所述第二驱动装置为无杆气缸；无杆气缸包括导杆和滑块；所述滑块设置在所述导杆上，且可沿所述导杆移动；所述支撑台安装在所述滑块上。
6.根据权利要求1所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，所述绷膜装置包括用于夹持薄膜的夹具和扩膜桶；所述扩膜桶可相对所述夹具移动地设置；所述夹具夹持薄膜，所述扩膜桶朝薄膜移动抵顶薄膜，使薄膜张紧。
7.根据权利要求6所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，所述夹具包括第一夹膜框和第二夹膜框；所述第一夹膜框与所述第二夹膜框上下设置；所述第一夹膜框和所述第二夹膜框可相互靠近或远离地设置；所述第一夹膜框和所述第二夹膜框相互靠近后夹紧薄膜。
8.根据权利要求7所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，所述第一夹膜框可运动的地设置；还包括用于驱动所述第一夹膜框移动的往复式第三驱动装置；所述第三驱动装置驱动所述第一夹膜框往复移动或者通过第三传动装置驱动所述第一夹膜框移动。
9.根据权利要求8所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，所述第三驱动装置通过第三传动装置驱动所述第一夹膜框上下移动。
10.根据权利要求9所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，所述第三驱动装置为电机；所述第三传动装置包括丝杆和螺纹套筒；所述丝杆与所述螺纹套筒螺纹配合；所述丝杆和螺纹套筒其中之一可转动地设置，另一个与所述第一夹膜框连接；所述电机驱动所述丝杆或所述螺纹套筒转动。
11.根据权利要求6所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，所述支撑台设置在所述扩膜桶的移动路径上；还包括用于驱动所述扩膜桶移动的往复式的第四驱动装置；所述第四驱动装置驱动所述扩膜桶往复移动或者通过第四传动装置驱动所述扩膜桶往复移动。
12.根据权利要求11所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，所述第四驱动装置为第二气缸。
13.根据权利要求1所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，还包括用于切割薄膜的切膜装置；所述切膜装置可转动地设置，且可升降地设置。
14.根据权利要求13所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，所述切膜装置包括切膜支架；所述切膜支架上安装有切刀和至少一个滚筒；所述滚筒可转动地设置；所述切刀设置在至少一个所述滚筒上并位于所述滚筒外侧。
15.根据权利要求14所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，所述滚筒的个数为两个，分别设置在所述切膜支架两端；所述切膜支架中部安装有旋转支架，所述旋转支架可转动地设置。
16.根据权利要求15所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，还包括第五驱动装置；所述第五驱动装置驱动所述旋转支架以驱动所述切膜支架转动或者通过第五传动装置驱动所述旋转支架以驱动所述切膜支架转动。
17.根据权利要求16所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，还包括往复式的第六驱动装置；所述第六驱动装置驱动所述切膜装置上升及下降或者通过第六传动装置驱动所述切膜装置上升及下降。
18.根据权利要求17所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，所述第五驱动装置为旋转电机；所述第六驱动装置为第三气缸。
19.根据权利要求13所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，所述绷膜装置包括扩膜桶；所述扩膜桶具有桶腔；所述切膜装置可升降地安装于桶腔内。
20.根据权利要求1所述的晶圆承载框的加工装置，其特征在于，还包括放膜装置和收膜装置；所述放膜装置和所述收膜装置分别设置在所述绷膜装置两侧；所述放膜装置用于支撑膜卷，并在膜卷转动过程中放出薄膜；所述收膜装置用于收集贴附完成后的剩膜。
【文档编号】H01L21/67GK104409385SQ201410559475
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】刘永丰 申请人:上海技美电子科技有限公司