专利名称：压合装置及其压合方法
技术领域：
本发明涉及一种压合装置，特别是涉及一种用以将预压薄膜压合在基材上的压合装置及其压合方法。
背景技术：
目前半导体的微影制程中，将光阻依覆在晶圆上的方式大致可分为湿式与干式两种，湿式是将液态光阻以旋涂法涂布在晶圆上，再以烘烤方式将液态光阻烘干。干式是将干膜光阻(Dry film resist)制成光阻带，并经由压合机将干膜光阻贴附在晶圆上，例如中国台湾专利第502310公告号(申请案号为090130837)专利案所揭露的干膜光阻之压合装置。由于晶圆表面上会设有多个高低不同的晶粒或图案(pattern)，使得晶圆表面是呈现凹凸不平的状态，因此，如何构思出一种能将干膜光阻压合并填覆在晶圆的表面的压合装置设计，遂成为本发明要进一步改进的主题。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种用以将预压薄膜压合在基材上并能将预压薄膜填覆于基材的表面的压合装置。本发明的另一目的，在于提供一种压合方法，能将预压薄膜填覆于基材的表面。本发明的目的及解决背景技术问题是采用以下技术方案来实现的，依据本发明提出的一种压合装置，适于将一预压薄膜压合于一基材表面。压合装置包含一承载座及一压合盘，承载座包括一供基材放置的固定座体，及一设置于固定座体内的顶推件，顶推件可在一凸伸出固定座体以承载基材的承载位置，及一使基材贴覆于固定座体的收合位置之间往复运动，压合盘包含一设置于其底端的弹性压膜，及一可对弹性压膜吸气或吹气的第一气体流道，压合盘可在一间隔位于承载座上方的初始位置，及一压合于承载座且弹性压膜压迫预压薄膜使其贴覆于基材表面的压合位置之间往复运动。本发明的目的及解决背景技术问题还可以采用以下技术手段进一步实现。固定座体包含一顶面，及一形成于顶面的第二气体流道，第二气体流道可对基材吸气。固定座体还包含一形成于顶面的第三气体流道，当压合盘在压合位置时，第三气体流道可对压合盘与承载座之间所形成的一腔室吸气。固定座体还包含一用以供顶推件安装的安装槽，安装槽的一开口形成于顶面，顶推件包含一可吸附基材的吸气孔。固定座体还包含一可对基材加热的下加热元件，下加热元件包括一用以产生热的加热部、一设置于加热部顶端并可与基材接触的导热部，及一设置于加热部底端的隔热部。压合盘还包含一可对弹性压膜加热的上加热元件，上加热元件包括一用以产生热的加热部、一设置于加热部底端与弹性压膜之间的导热部，及一设置于加热部顶端的隔热部。弹性压膜为硅胶或橡胶材质。依据本发明提出的一种压合方法，适于将一预压薄膜压合于一基材表面，该方法包含下述步骤(A)通过一承载座承载基材；(B)将一压合盘压合于承载座上，对压合盘的一弹性压膜朝下吹气，弹性压膜压迫预压薄膜使其贴覆于基材表面；(C)对弹性压膜朝上吸气，使弹性压膜脱离预压薄膜；及(D)将压合盘移离承载座。在步骤(B)中，加热弹性压膜及基材，且承载座对基材朝下吸气。压合方法还包含一位于步骤(D)之后的步骤(E)，将基材及贴覆于基材表面的预压薄膜顶离承载座。借由上述技术方案，本发明压合装置的优点及有益效果在于借由弹性压膜设计， 当压合盘在压合位置时，第一气体流道会对弹性压膜朝下吹气，弹性压膜会向下压迫并挤压预压薄膜，使得预压薄膜的光阻层能填覆基材的表面，借此，能减少光阻层与基材的表面间的空隙，以提升压合的良率。
图1是本发明压合装置的较佳实施例的局部放大图，说明预压薄膜贴覆于基材上。图2是本发明压合装置的较佳实施例的剖视示意图，说明顶推件位在收合位置， 压合盘位在初始位置。图3是本发明压合装置的较佳实施例的承载座的俯视图。图4是本发明压合装置的较佳实施例的压合盘的仰视图。图5是本发明压合装置的较佳实施例的压合方法流程图。图6是本发明压合装置的较佳实施例的剖视示意图，说明顶推件位在承载位置。图7是本发明压合装置的较佳实施例的剖视示意图，说明顶推件下移到收合位置。图8是本发明压合装置的较佳实施例的剖视示意图，说明压合盘下移到压合位置。图9是本发明压合装置的较佳实施例的剖视示意图，说明第一气体流道对弹性压膜朝下吹气，弹性压膜会向下压迫预压薄膜使其贴覆在基材的表面。图10是本发明压合装置的较佳实施例的局部放大图，说明弹性压膜将预压薄膜的光阻层挤压入基材表面的凹部内。图11是本发明压合装置的较佳实施例的剖视示意图，说明第一气体流道对弹性压膜朝上吸气。图12是本发明压合装置的较佳实施例的局部放大图，说明预压薄膜的光阻层填覆于基材表面的凹部内。
图13是本发明压合装置的较佳实施例的剖视示意图，说明压合盘复位到初始位置。图14是本发明压合装置的较佳实施例的剖视示意图，说明顶推件将基材及预压薄膜顶推到承载位置。
具体实施例方式有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。通过具体实施方式
的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而附图只是提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。在本发明被详细描述前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。如图1及图2所示，是本发明压合装置的一较佳实施例，该压合装置300主要是用以将一预压薄膜1压合在一基材2上，在本实施例中，预压薄膜1是以一光阻带为例作说明，而基材2是以一晶圆为例作说明，当然，预压薄膜1也可为保护膜或其它形式的薄膜。预压薄膜1包括一光阻层11，及一贴覆于光阻层11顶面的保护层12，保护层12 的材质可为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，能对光阻层11提供保护的作用。由于基材2上设置有多个高低不同的凸部21，前述凸部21可为晶粒或者是图案(pattern)，使得基材2的一表面22是呈现凹凸不平的状态，而预压薄膜1是以其光阻层11预先贴合在基材2的表面22上，在本实施例中，预压薄膜1是呈圆形且面积略大于基材2的面积，使得预压薄膜1 能完全盖覆在基材2的表面22上。当然，预压薄膜1面积可视实际需求设计得比基材2面积大或是等于基材2面积，并不以本实施例所揭露的为限。如图2及图3所示，压合装置300包含一承载座3，及一间隔设置于承载座3上方的压合盘4。承载座3包括一固定座体31，及一设置于固定座体31内的顶推件32，固定座体31包含一座本体310，及一设置于座本体310内用以对基材2(如图1)加热的下加热元件316，下加热元件316包括一用以产生热的加热部317、一设置于加热部317顶端并可与基材2接触的导热部318，及一设置于加热部317底端的隔热部319，固定座体31之导热部 318的一顶面311可供基材2放置，导热部318可将加热部317所产生的热传导至基材2， 借此，可对基材2均勻地加热。另外，隔热部319则用以阻隔加热部317所产生的热向下发散，使得加热部317的热大部份都能有效地通过导热部318的传导而对基材2加热，借此， 能避免热的损失。固定座体31的座本体310以及下加热元件316共同形成一用以供顶推件32安装的安装槽312，安装槽312的一开口 313形成于顶面311并可供顶推件32穿出。顶推件32 底端与一驱动机构(图未示)相连接，顶推件32可受驱动机构带动而在一凸伸出固定座体 31的顶面311以承载基材2的承载位置(如图6所示)，及一使基材2贴覆于顶面311的收合位置(如图7所示)之间往复运动。当移载机构(图未示)将基材2平移至间隔承载座3上方一段距离时，顶推件32能上移至承载位置以承载基材2，借此，可缩短顶推件32与基材2之间的距离，以避免移载机构在放置基材2于承载座3之顶面311的过程中因为落摔而造成基材2受损的情形产生。
较佳地，顶推件32包含一吸气孔321，吸气孔321包括一呈纵向延伸的孔部322， 及多个形成于顶端并与孔部322相连通的沟槽部323，各沟槽部323呈圆环形并可吸附基材2，借此，当顶推件32带动基材2在承载位置与收合位置之间移动的过程中，能避免基材 2产生晃动的情形。如图2及图4所示，压合盘4包含一座体41、一弹性压膜42及一压环43，弹性压膜42为硅胶或橡胶材质所制成，弹性压膜42外周缘是通过压环43的压合而固定在座体 41底面，使得弹性压膜42能接合在座体41与压环43之间。压合盘4还包含一设置于座体41内的上加热元件44，上加热元件44包括一用以产生热的加热部441、一设置于加热部 441底端与弹性压膜42之间的导热部442，及一设置于加热部441顶端的隔热部443，导热部442与弹性压膜42内表面接触并可将加热部441所产生的热传导至弹性压膜42，借此， 可对弹性压膜42均勻地加热。另外，隔热部443则用以阻隔加热部441所产生的热向上发散，使得加热部441的热大部份都能有效地通过导热部442的传导而对弹性压膜42加热， 借此，能避免热的损失。压合盘4还包含一形成于座体41与上加热元件44之间的第一气体流道45，第一气体流道45的一端是与气体供应装置(图未示)相连接，而另一端则被弹性压膜42所封闭，通过气体供应装置的控制使得第一气体流道45可对弹性压膜42吸气或吹气，借此，使得弹性压膜42能贴覆于上加热元件44的导热部442上，或者是与导热部442分离而凸伸出压环43底面。另外，压合盘4可通过驱动机构的带动在一间隔位于承载座3上方的初始位置(如图2所示)，及一压合于承载座3的压合位置(如图8所示)之间往复运动，当压合盘4在压合位置时，通过第一气体流道45对弹性压膜42吹气使得弹性压膜42能压迫预压薄膜1使其贴覆在基材2的表面22。以下将针对压合装置300的压合方法进行详细说明如图1、图5至图14所示，图5为预压薄膜1的压合方法流程图，图5的主要流程为如步骤51，通过承载座3承载基材2。在使用压合装置300时，压合盘4是在一间隔位于承载座3上方的初始位置(如图6所示)，使得压合盘4与承载座3的固定座体31之间具有空间可供顶推件32活动，并且可供移载机构伸入以进行基材2的置放动作。另外，通过第一气体流道45向上吸气并抽真空，使得弹性压膜42能保持在贴覆于上加热元件44的导热部442的位置，借此，以便于导热部442能将加热部441产生的热传递至弹性压膜42，以对弹性压膜42进行加热。借由驱动机构带动顶推件32由图2所示的收合位置沿箭头I方向向上移动至图6 所示承载位置后，移载机构能伸入压合盘4与固定座体31之间，以将基材2及预贴在基材 2的表面22上的预压薄膜1移载至顶推件32上。通过顶推件32的吸气孔321朝下吸气， 使得基材2能被沟槽部323吸附在顶推件32的顶面。接着，如图7所示，驱动机构会带动顶推件32由承载位置沿箭头II方向向下移动，由于基材2被吸气孔321的沟槽部323所吸附，因此在下移过程中，能避免基材2产生晃动的情形。当顶推件32向下移动到收合位置时，基材2会贴覆在固定座体31之下加热元件316的顶面311。固定座体31还包含一形成于座本体310与下加热元件316上的第二气体流道315，第二气体流道315包括一与气体供应装置相连接的孔部320，及多个形成于顶面311并与孔部320相连通的沟槽部324，各沟槽部3M呈圆环形用以对基材2吸气，使得基材2能平整地贴覆在固定座体31的顶面 311。如图5、图8及图10所示，如步骤52，将压合盘4压合于承载座3上，对压合盘4 的弹性压膜42朝下吹气，弹性压膜42压迫预压薄膜1使其贴覆于基材2的表面22。借由驱动机构带动压合盘4沿箭头II方向下移，当压合盘4的压环43抵压于承载座3的一设置于顶面311的气密环314时，压合座4与承载座3之间所形成的一腔室5 呈一气密状态，其中，气密环314是由橡胶或硅胶等弹性材质所制成。在气密状态下，上加热元件44的加热部441会产生热，使得导热部442能对弹性压膜42进行加热，而下加热元件316的加热部317也会产生热，使得导热部318能对基材2进行加热。接着，如图9及图10所示，固定座体31还包含一形成于座本体310上的第三气体流道325，第三气体流道325包括一与气体供应装置相连接的孔部326，及一形成于下加热元件316外周围与座本体310之间的沟槽部327，各沟槽部327呈圆环形用以对腔室5向下吸气，同时，压合座4的第一气体流道45会对弹性压膜42朝下吹气而解除真空状态，借此， 弹性压膜42会向下压迫并挤压预压薄膜1，使预压薄膜1贴覆在基材2的表面22上。由于弹性压膜42具有弹性并且能塑性变形，因此，弹性压膜42受第一气体流道45的气体下压以及第三气体流道325的沟槽部327吸附时，弹性压膜42能将预压薄膜1的光阻层11挤压入基材2之表面22的凹部221内，使得光阻层11能填覆基材2的凹凸不平的表面22，借此，能减少光阻层11与基材2的表面22间的空隙。如图5、图11及图12所示，如步骤53，对弹性压膜42朝上吸气，使弹性压膜42脱离预压薄膜1。通过第三气体流道325的沟槽部327停止吸气，以及第一气体流道45向上吸气， 使得弹性压膜42能被向上吸附而与预压薄膜1的保护层12分离，借此，使弹性压膜42能回复到贴覆于上加热元件44的导热部442上的位置。如图5及图13所示，如步骤M，将压合盘4移离承载座3。借由驱动机构带动压合盘4沿箭头I方向上移，使压合盘4回复到间隔位于承载座3上方的初始位置。如图5及图14所示，如步骤55，将基材2及贴覆于基材2的表面22的预压薄膜1 顶离承载座3。借由第二气体流道315的沟槽部3M停止吸气，使得基材2不会被吸附在顶面 311，借此，当驱动机构带动顶推件32沿箭头I方向向上移动时，预压薄膜1及基材2能轻易地被顶推件32往上顶。当顶推件32上移至承载位置后，移载机构即可伸入压合盘4与固定座体31之间将基材2移离顶推件32，此时，即完成预压薄膜1的压合作业。之后，重复步骤51-55即可进行下一个预压薄膜1与基材2的压合作业。归纳上述，本实施例的压合装置300，借由压合盘4的弹性压膜42设计，当压合盘 4在压合位置时，第一气体流道45会对弹性压膜42朝下吹气，弹性压膜42会向下压迫并挤压预压薄膜1，使预压薄膜1的光阻层11被挤压入基材2之表面22的凹部221内，使得光阻层11能填覆基材2之表面22，借此，能减少光阻层11与基材2的表面22间的空隙，以提升压合的良率，确实能达到本发明的目的。
权利要求
1.一种压合装置，适于将一预压薄膜压合于一基材表面，其特征在于该压合装置包含一承载座及一压合盘，该承载座包括一供该基材放置的固定座体，及一设置于该固定座体内的顶推件，该顶推件可在一凸伸出该固定座体以承载该基材的承载位置，及一使该基材贴覆于该固定座体的收合位置之间往复运动，该压合盘包含一设置于其底端的弹性压膜，及一可对该弹性压膜吸气或吹气的第一气体流道，该压合盘可在一间隔位于该承载座上方的初始位置，及一压合于该承载座且该弹性压膜压迫该预压薄膜使其贴覆于该基材表面的压合位置之间往复运动。
2.根据权利要求1所述的压合装置，其特征在于该固定座体包含一顶面，及一形成于该顶面的第二气体流道，该第二气体流道可对该基材吸气。
3.根据权利要求2所述的压合装置，其特征在于该固定座体还包含一形成于该顶面的第三气体流道，当该压合盘在该压合位置时，该第三气体流道可对该压合盘与该承载座之间所形成的一腔室吸气。
4.根据权利要求2所述的压合装置，其特征在于该固定座体还包含一用以供该顶推件安装的安装槽，该安装槽的一开口形成于该顶面，该顶推件包含一可吸附该基材的吸气孔。
5.根据权利要求4所述的压合装置，其特征在于该固定座体还包含一可对该基材加热的下加热元件，该下加热元件包括一用以产生热的加热部、一设置于该加热部顶端并可与该基材接触的导热部，及一设置于该加热部底端的隔热部。
6.根据权利要求1或5所述的压合装置，其特征在于该压合盘还包含一可对该弹性压膜加热的上加热元件，该上加热元件包括一用以产生热的加热部、一设置于该加热部底端与该弹性压膜之间的导热部，及一设置于该加热部顶端的隔热部。
7.根据权利要求1所述的压合装置，其特征在于该弹性压膜为硅胶或橡胶材质。
8.—种压合方法，适于将一预压薄膜压合于一基材表面；其特征在于该方法包含下述步骤(A)通过一承载座承载该基材；(B)将一压合盘压合于该承载座上，对该压合盘的一弹性压膜朝下吹气，该弹性压膜压迫该预压薄膜使其贴覆于该基材表面；(C)对该弹性压膜朝上吸气，使该弹性压膜脱离该预压薄膜；及(D)将该压合盘移离该承载座。
9.根据权利要求8所述的压合方法，其特征在于在该步骤(B)中，加热该弹性压膜及该基材，且该承载座对该基材朝下吸气。
10.根据权利要求8或9所述的压合方法，其特征在于还包含一位于该步骤(D)之后的步骤(E)，将该基材及贴覆于该基材表面的该预压薄膜顶离该承载座。
全文摘要
一种压合装置，适于将一预压薄膜压合于一基材表面，压合装置包含一承载座及一压合盘，承载座包括一供基材放置的固定座体，及一设置于固定座体内的顶推件，顶推件可在一凸伸出固定座体以承载基材的承载位置，及一使基材贴覆于固定座体的收合位置之间往复运动；压合盘包含一设置于底端的弹性压膜，及一可对弹性压膜吸气或吹气的第一气体流道，压合盘可在一间隔位于承载座上方的初始位置，及一压合于承载座且弹性压膜压迫预压薄膜使其贴覆于基材表面的压合位置之间往复运动，借此，能将预压薄膜填覆于基材的表面。
文档编号H01L21/027GK102468140SQ201110196868
公开日2012年5月23日 申请日期2011年7月14日 优先权日2010年11月11日
发明者赖金森 申请人:志圣科技(广州)有限公司